成像技术

[报告简介]光片显微成像技术由于其速度、灵活性和对发育中的生物体和大样本的快速活体成像等特特点而迅速发展。然而，光片成像仍然面临一个主要问题：散射。散射影响所有的显微成像方式，尤其对特别依赖于在介质内部透明化成像的方式影响更大。这意味着当存在散射时，激发光片快速衰减，严重影响了图片获取和终重构的结果。在本次研讨会中，我们将深入探讨大样本成像的几种方案，也会介绍西班牙Planelight公司在大样本成像领域深耕多年后发展起来的全新技术——光学断层扫描成像技术，该技术可有效降低散射对结果的影响，为透明化效果不好的组织样本或低透明度活体组织样本提供更优的成像解决方案。[报名注册] 您可通过点击此链接https://www.planelight.net/webinar-fast-imaging-of-large-volumes-with-scattering-contribution/或扫描下方二维码报名注册此次讲座。扫码注册报名[报告时间]2021年6月2日 17:00 -17:30[主讲人介绍]Prof. Jorge RipollJorge Ripoll教授于2000年在马德里自治大学获得博士学位，2000年至2011年在希腊电子结构和激光研究所从事光在生物医学领域的研究工作。他曾到宾夕法尼亚大学、哈佛医学院麻省总医院、苏黎世联邦理工等多个大学和研究机构进行访问交流，现在为西班牙马德里卡洛斯三世大学生物工程与航空航天工程系教授。Jorge Ripoll博士长期从事光在生物医学领域的研究，主要包括激发荧光三维成像的理论与算法、光学投影成像的理论与算法以及这些成像方法在生物医学中的应用。Jorge Ripoll教授是生物医学光子学领域的国际知名专家，在NatureBiotechnology，PNAS, IEEE Trans Medical Imaging, Physical Review E, Medical Physics等国际刊物上发表论文100余篇，Google scholar 被引次数7600多次，H因子41。[真机体验活动]为更好的助力国内科研学者的研究，Quantum Design中国公司引进了西班牙Planelight公司全新速多角度3D光片荧光显微镜QLS-Scope，QLS-Scope携SPOT技术，在背景散射较高时仍然可以提高图像分辨率。全新速多角度3D光片荧光显微镜QLS-Scope除了可以胜任传统光片显微镜的工作外，还扩大了支持样品的尺寸（25 × 25 × 25 mm），大幅提高了光片扫描样品的速度，是大尺寸、高质量、高速光片。作为新一代的光片系统，QLS-Scope支持自动更换物镜、自动对焦、快速换样、可根据样本尺寸灵活切换观察室，做到节约昂贵的成像液的同时适应各种不同尺寸的样品。在采集模式上QLS-Scope提供多种解决方案，支持单角度、双角度、四角度、SPOT、Z-Motor五种模式，可为您提供全面的大样品组织成像方案。目前该样机已在Quantum Design中国实验室安装完毕，各项功能已经对外开放测试，欢迎大家点击此处或扫描下方二维码预约体验！扫码即刻体验全新技术！

p 　　现代生物学研究已经不再停留在仅从组织中识别一种特殊的化学成分，或者蛋白成分上了，我们需要精确的了解这些物质是如何分布，如何构成的，解答这些问题需要更进一步的实验技术，比如免疫组化或免疫荧光检测方法，但是这些技术需要特殊的抗体，而且效率低，偏差大。 /p p 　　因此研究人员将目光转向了质谱技术上，以质谱为基础的成像方法不局限于特异的一种或者几种蛋白质分子，可在组织切片中找到每一种蛋白质分子，并提供这些蛋白质分子在组织中的空间分布的精确信息，而事先无需知道所检测蛋白的信息，不需要对待测物进行标记，分析物可以其最初的形态被检测，同时可对这些蛋白质分子含量进行相对定量，适用于研究生物分子的反应。 /p p 　　质谱成像(Imaging Mass Spectrometry,IMS)这种最新原位分析技术主要是利用质谱直接扫描生物样品，分析分子在细胞或组织中的 “结构、空间与时间分布”信息。其基本流程(以质谱分析生物组织标记物为例)见下： /p p style=" text-align: center " img title=" 9a504fc2d56285350618456392ef76c6a6ef63fc.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/640b0273-3ad1-4c6a-b6bf-22df33199709.jpg" / /p p 　　简单而言，质谱成像技术就是借助于质谱的方法，再配套上专门的质谱成像软件控制下，使用一台通过测定质荷比来分析生物分子的标准分子量的质谱仪来完成的。但是随着这项技术的不断发展，也陆续出现了许多针对各种问题的新技术。 /p p 　　最早的质谱成像技术是基质辅助激光解吸电离(MALDI，matrix assisted laser desorption ionization)质谱分子成像技术，由范德堡大学(VanderbiltUniversity)的Richard Caprioli等在1997年提出，他们通过将MALDI质谱离子扫描技术与专业图像处理软件结合，直接分析生物组织切片，产生任意指定质荷比(m/z)化合物的二维离子密度图，对组织中化合物的组成、相对丰度及分布情况进行高通量、全面、快速的分析，可通过所获得的潜在的生物标志物的空间分布以及目标组织中候选药物的分布信息，来进行生物标志物的发现和化合物的监控。 /p p 　　正如数字图像包括三个通道：红、绿、蓝一样(单个亮度定义了每个像素的颜色)，质谱成像也包含了数以千计的通道，每一个对应于一个特殊的光谱峰值，“你可以通过质谱方法从这些像素中获得任何信号，然后调整图像中所需分子像素的相对亮度，最后得到一张分子特异性的成像图。” /p p 　　这种方法可用于小分子代谢物、药物化合物、脂质和蛋白，而且质谱成像能相对快速的利用许多分子通道，完全无需特殊抗体。下面列出五种先进的质谱成像方法。 /p p 　　 strong I. 挑战高分子量蛋白——MALDI质谱分子成像技术 /strong /p p 　　在对组织或生物体进行成像，分析小分子构成的时候，有一个“拦路虎”总是阻碍实验的进程，那就是多肽，这些多肽体积十分大，要想对它们进行分子成像几乎是不可能的，比如想要研究肿瘤边缘的分子微环境，如果直接成像是不可能获得清晰图像的。 /p p 　　来自范德堡大学的质谱方法专家Richard Caprioli博士因此发明了基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱分子成像技术，这项技术不局限于特异的一种或者几种蛋白质分子，它可在组织切片中找到每一种蛋白质分子，并提供这些蛋白质分子在组织中的空间分布的精确信息，而事先无需知道所检测蛋白的信息，同时可对这些蛋白质分子含量进行相对定量。 /p p 　　MALDI 质谱分子成像是在专门的质谱成像软件控制下，使用一台通过测定质荷比来分析生物分子的标准分子量的质谱仪来完成的。被用来研究的组织首先经过冰冻切片来获得极薄的组织片，接着用基质封闭组织切片并将切片置入质谱仪的靶上。通过计算机屏幕观察样品，利用MALDI 系统的质谱成像软件，选择拟成像部分，首先定义图像的尺寸，根据尺寸大小将图像均分为若干点组成的二维点阵，来确定激光点轰击的间距。激光束通过这个光栅图案照射到靶盘上的组织切片，软件控制开始采集质谱数据，在质谱仪中，激光束对组织切片进行连续的扫描，组织样品在激光束的激发下释放出的分子被质谱仪所鉴定从而获得样品上每个点的质荷比(m/ z)信息，然后将各个点的分子量信息转化为照片上的像素点。在每个点上，所有质谱数据经平均化处理获得一幅代表该区域内化合物分布情况的完整质谱图。仪器逐步采集组织切片的质谱数据，最后得到具有空间信息的整套组织切片的质谱数据。这样就可以完成对组织样品的“分子成像”。设定m/ z 的范围，即可确定该组织区域所含生物分子的种类，并选定峰高或者峰面积来代表生物分子的相对丰度。图像中的彩色斑点代表化合物的定位，每个斑点颜色的深浅与激光在每一个点或像素上检测到的信号大小相关。 /p p 　　通过增加单位面积上轰击的激光点数量和像素，研究人员可以获得更多的样品信息，例如采用4000 像素比200 像素能够得到更好的样品图像。质谱分子成像技术是一种半定量或相对定量技术，图像上颜色深的部分表明有更多的生物分子聚集在组织的这个部分。然而，不可能据此确定生物分子在组织的不同部位的实际绝对含量。选择组织图像上的任意一个斑点，图像都能够给出一个质谱谱图或者离子谱图，代表在组织的该部位存在这种生物分子，然后与做指纹图谱类似，像做指纹图谱那样，将样品的离子谱图与已知标准品进行对照，分析差异，从而进行生物标志物的发现和药物作用的监控。 /p p 　　 strong Ⅱ. 无需样品处理 实时成像——电喷雾电离技术 /strong /p p 　　一般质谱成像方法由于体积庞大，重量重，需要冗长的样品准备阶段，因此并不适用于即时成像(bedside applications)，比如说要帮助外科医生进行实时的肿瘤边界成像监控，那么就要寻找新的方法了。 /p p 　　一种称为电喷雾电离技术(desorption electrospray ionization，DESI)的MS成像技术解决了这个问题。DESI技术于2004年首次提出，由于这一方法具有样品无需前处理就可以在常压条件下，从各种载物表面直接分析固相或凝固相样品等优势而得到了迅速的发展。 /p p 　　这种方法的原理是带电液滴蒸发，液滴变小，液滴表面相斥的静电荷密度增大。当液滴蒸发到某一程度，液滴表面的库仑斥力使液滴爆炸。产生的小带电液滴继续此过程。随着液滴的水分子逐渐蒸发，就可获得自由徘徊的质子化和去质子化的蛋白分子DESI与另外一种离子源：SIMS(二次离子质谱)有些相似，只是前者能在大气压下游离化，发明这项技术的普渡大学Cooks博士认为DESI方法其实就是一种抽取方法，即利用快速带电可溶微粒(比如水或者乙腈acetonitrile)进行离子化，然后冲击样品，获得分析物的方法。 /p p 　　DESI系列产品最大的优势就在于无需样品处理，一般质谱和高效液相色谱分析，样品必须经过特殊的分离流程才能够进行分析检测，使得一次样品检测常常需要约一个小时，而DESI系列产品可将固体样品直接送入质谱,溶液被喷射到检测表面,促使样品离子均匀分布。采用这一手段的质谱分离过程，只需3分钟左右即可完成。 /p p 　　 strong Ⅲ. 活体成像——APIR MALDI/LAESI技术 /strong /p p 　　了解细胞的内部成分是理解健康细胞不同于病变细胞的关键。但是直到目前为止，唯一的方法是观察单个细胞的内部，然后将其从动物或植物中移除，或者改变细胞的生存环境。但是这么做的话，会使细胞发生变化。科学家还不是很清楚一个细胞在病变时与健康细胞的差别，或者当它们从一个环境移到另一个环境中产生的变化。 /p p 　　来自华盛顿大学Akos Vertes教授希望能从另外一个方面来进行活细胞分析，在他的一项关于活叶样品中初级和次级代谢产物分布的研究中，研究人员发现叶片中积累基质很厚，常导致光谱末端低分子量部分模糊，而且基质辅助激光解析电离(MALDI)质谱分析需要在真空中进行，但活体样本在真空中无法存活。 /p p 　　实际上，MALDI质谱分析的原理是将分析物分散在基质分子中并形成晶体，当用激光照射晶体时，由于基质分子经辐射所吸收的能量，导致能量蓄积并迅速产热，从而使基质晶体升华，致使基质和分析物膨胀并进入气相。而生物样品也可以直接吸收能量的，比如2.94mm波长的光能激活水中氢氧键。 /p p 　　因此Vertes等人想到复合两种技术来解决这一问题。首先他们利用大气压红外线(an atmospheric pressure infrared，APIR)MALDI激光直接激活组织中的水分，使样品气化，就像是组织表面发生了细胞大小的核爆炸，从而获得了离子化微粒，进入质谱中进行分析。但是并不是所有的气化微粒都带电，大部分其实是不带电的，会被APIR MALDI遗漏。 /p p 　　为了捕捉这些中性粒子，Vertes等人采用了第二种方法：LAESI (laser ablation electrospray ionization，激光烧蚀电喷雾电离)，这种方法能捕捉大量带电微滴的微粒，然后重新电离化。通过对整个样品进行处理，复合这两种方法，就能覆盖更多的分子，分析质量更高。 /p p 　　与一般质谱成像过程不同，Verte的方法还在成像中增加了高度，从而实现了3D代谢物成像。这项技术的分辨率是直径10mm，高度30mm，这与生物天然的立体像素相吻合，这样科学家们就可以获得天然构像。 /p p 　　 strong Ⅳ. 3D成像——二次离子质谱技术 /strong /p p 　　质谱成像技术能将基质辅助激光解吸电离质谱的离子扫描与图像重建技术结合，直接分析生物组织切片，产生任意质荷比(m/z)化合物的二维或三维分布图。其中三维成像图是由获得的质谱数据，通过质谱数据分析处理软件自动标峰，并生成该切片的全部峰值列表文件，然后成像软件读取峰值列表文件，给出每个质荷比在全部质谱图中的命中次数，再根据峰值列表文件对应的点阵坐标绘出该峰的分布图。 /p p 　　但是一般的质谱成像技术不能对一些携带大分子碎片的化学成分进行成像，来自宾夕法尼亚州州立大学的Nicholas Winograd教授改进了一种称为二次离子质谱(SIMS，secondary ion mass spectrometry)的方法，可以对样品进行完整扫描，三维成像。 /p p 　　SIMS早在用于生物学研究之前就已经应用广泛了，比如分析集成电路(integrated circuits)中的化学成分，这种质谱技术是表面分析的有利工具，能检测出微小区域内的微量成分，具有能进行杂质深度剖析和各种元素在微区范围内同位素丰度比的测量能力。 /p p 　　这种技术具有几个优点：速度快(-10,000 spectra per second)，亚细胞构造分辨率(-100 nm)，以及不需要基质。但是另外一方面，不同于MALDI方法，SIMS方面不是一种“软”技术，这种方法只能对小分子成像，因此常常需要进行粉碎。 /p p 　　Winograd教授改进了这一方法，他利用了一种新型SIMS光束(carbon-60 磁性球)，这种新光束比传统的SIMS光束对物体的化学损伤更小。C60同时撞击样品表面，类似于“一阵爆炸”，这样重复的轰击使得研究人员能深入样品，进行三维分子成像，Winograd教授称这个过程是“分子深度成像”(molecular depth profiling)。 /p p 　　C60的能量与其它的离子束相当，却不到达样品表面以下，这样样品可以连续地被逐层剥离，研究人员就可以得到纵面图形，最终获得三维的分子影像。Winograd教授等人用含有肽的糖溶液将硅的薄片包裹起来并进行SIMS实验，随着薄膜逐渐被C60剥蚀，可以获得糖和肽的稳态信号。最终，薄膜完全剥离后就可以获得硅的信号。如果用其它的射线或原子离子代替C60 ，粒子束会快速穿过肽膜而无法提供有关生物分子的信息。因此这种方法具有良好的空间分辨率，能够获得巨噬细胞和星型细胞的细胞特征和分析物的分布情况。 /p p 　　这里还要说到一点，SIMS和上一技术(APIR MALDI/LAESI技术)都可以对三维成像，但两者也有差别，SIMS方法中，采用高能离子轰击样品，逐出分析物离子(二级离子)，离子再进入质量分析器。MALDI方法则用激光辐射样品使之离子化，另外SIMS探针可以探测到100nm的深度，能提供纳米级的分辨率，而MALDI可以探测更深，但空间分辨率较低。 /p p 　 strong 　Ⅴ. 高灵敏度 高分辨率——纳米结构启动质谱技术 /strong /p p 　　质谱在检测生物分子方面有很大潜力，但现有方法仍存在一些缺陷，灵敏度不够高和需要基质分子促使分析对象发生离子化就是其中之二。比如说，需要溶解或者固定在基质上的方法检测代谢物，较易错判，因为这些代谢物与那些基质常常看上去都一样。另外基于固定物基质的系统也不允许研究人员精确的判断出样品中某一分子到底来自于哪儿。 /p p 　　来自斯克利普斯研究院的Gary Siuzdak博士发明了一种称为纳米结构启动质谱(nanostructure-initiator mass spectrometry，NIMS)的新技术，这种技术能以极高的灵敏度分析非常小的区域，从而允许对肽阵列、血液、尿和单个细胞进行分析，而且还能用于组织成像。 /p p 　　NIMS利用了一种特制的表面，这种多孔硅表面上聚集了一种含氟聚合物，这些分子在受到激光或离子束照射时会猛烈爆发，这种爆发释放出离子化的分析物分子，它们被吸收到表面上，使其能够被检测到。这种方法利用激光或离子束来从纳米尺度的小囊中气化材料，从而克服了一般质谱方法缺少所需的灵敏度和需要基质分子促使分析对象发生离子化的缺陷。 /p p 　　通过这种方法可以分析很多类型的小分子，比如脂质，糖类，以及类固醇，虽然每一种分析材料需要的含氟聚合物有少许差别，但是这是一种一步法的方法，比MALDI简单多了——后者需要固定组织，并添加基质。 /p p 　　由于含氟聚合物不能很好的离子化，因此会发生轻微的光谱干扰，而且由于离子化过程是“软性”的——就像MALDI，所以NIMS产生的生物分子是整块离子化，而不是片段离子化。不过这种技术对于完整蛋白的检测灵敏度没有MALDI高。 /p p & nbsp /p p & nbsp /p

p style=" text-align: left " 　　 strong 一、质谱成像技术简介 /strong /p p 　　成像质谱(IMS)是一种非常灵敏的分子成像技术，可提供组合的分子信息和空间分辨率。它允许从组织切片、单细胞或其他物质表面直接鉴定和定位化合物分子。成像质谱研究的核心特点是质谱仪的高灵敏度、技术的无标签性、对肽和蛋白质的成像能力，以及从个体水平(几百微米)到细胞水平(几十纳米)空间分辨率。成像质谱允许在单个实验中同时检测数千个不同分子的图像。因此，它是一种有效的多组分分子成像技术。科学家们已经开发了许多不同的成像质谱方案和仪器来研究生物内源性化合物，如脂质、肽和蛋白质，以及外源化合物，如聚合物，或者用于研究组织处理药物的分布。这些研究提供了从亚细胞层次到有机体层次生物过程的详细情况。 /p p style=" text-align: center " img title=" 00.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/023209d6-c059-4300-b7e9-75b5d86cff30.jpg" / 　　 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 当今，成像质谱主要是用于病理学离体组织研究的技术，并不具备MRI(磁共振成像)或PET(正电子发射断层摄影)扫描的体内诊断能力。然而，它可以作为体内成像的补充技术来验证生物分子的分布代谢规律或不同疾病阶段药物的递送方式。许多研究人员正在探究用这种补充成像方式来解决分子分布的具体问题。这种做法的理由很明显。没有其他单一的成像技术能够以适当的空间分辨率、时间分辨率及生物学状态提供分子结构和解剖信息的适当组合。与其他分子成像方法相比，如MRI，PET或免疫组织化学(IHC)，成像质谱有一个独特的特征：它可以使化合物分子可视化而又无需标记，这可以实现其他技术所不能实现的对新化合物分布规律的研究。通常，它是在使用影响色差的常规染色剂(例如通常用于组织染色的苏木精和曙红(H& amp E)情况下，可以做化合物分子鉴定的唯一工具。它可以用于常规组织学染色剂不可实现的化合物分子分布规律的研究。这是因为在病理学中使用的常规染色剂只提供一般组织分型，而不识别特定分子，不提供分子修饰及其组合信息等。不能被常见组织染色剂染色的几种药物和代谢物如表1所列。 /p p style=" text-align: center " img title=" (MS@0{[%]6Q49XJ@3VDOVZA.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/4e4940a0-12c9-4169-b75e-f37f5d2ef818.jpg" / /p p 　　 strong 二、质谱成像的解吸和电离技术 /strong /p p 　　IMS需要从被研究物质的表面解离和离子化化合物分子。主要有两种物理方法：(1)用载能带电粒子碰撞分析物表面，(2)用来自脉冲相干光源的光子照射表面。 /p p 　　1. 带电粒子的解吸和电离 /p p 　　带电粒子主要用于二次离子质谱(SIMS)成像。在这种方法中，分析物表面暴露于高能聚焦的一次离子束下。离子撞击会导致表面上下分子的级联碰撞，从而引起表面分子的移动和电离。随后，碰撞产生的二次离子可以进入质量分析器分析以确定其性质。碰撞能量通常会保持较低，以确保一次离子可以与不同区域表面分子相作用，并且确保已碰撞区域不再进行二次碰撞分析。低于表面层分析碰撞能量的实验被称为静态SIMS实验。高于该碰撞能量的实验，被称为动态SIMS实验。在动态SIMS实验过程中，分析物表面会发生持续的变化。在静态SIMS实验中，被分析的表面通常在1%以内。 /p p 　　在SIMS实验过程中，大量的内部能量被转移到表面分子中。这会导致表层化合物分子产生大量的碎裂。这使得该方法不适合直接研究大分子物质，如肽和蛋白质等。该方法可以较好地观测待测物表面元素和小分子化合物分布规律。化合物碎裂模式与电子碰撞电离中观察到的碎裂模式相似。 /p p 　　最常用的一次离子种类是铟和镓。它们主要应用于半导体表面上的元素和有机杂质研究，以及薄层表面涂层的研究。受益于较大簇离子或分子离子的应用，切片组织等生物表面也可以被分析。较大的一次离子有Aun+、Binm+、C60+等。这些离子可以使完整次级分子离子的产率更高，并且减少了分子离子碎裂。此外，这些离子的应用还可以显著降低对表面下层分子的破坏，从而增加三维成像实验成功的可能性。 /p p 　　所有的SIMS实验与以上所述的离子光束均需要保持真空环境，否则初级离子会因为平均自由程太短而不能到达分析物表面。解吸电喷雾电离(DESI)是大气压下的解吸和电离技术。它会产生电喷雾液滴，然后在大气条件下被传送到待分析物表面。溶剂液滴吸附到表面分子上，从而产生与常规电喷雾质谱电离相似的二次离子。这种方式可以产生带多电荷的准分子离子。据报道，该方法适用于多种待测物的表面分析，包括药物片剂、血迹和组织切片等。研究显示，DESI技术用于组织成像可以可视化观察脑和肿瘤组织切片中的磷脂和脂质。 /p p 　　2. 光子解吸、电离 /p p 　　2.1 LDI和MALDI /p p 　　能够从表面解离和电离分子的第二种方法是光子与表面分子产生相互作用。通常，脉冲激光束聚焦在分析物表面上。由表面层吸收的光子能量会导致表面材料的爆炸性去除或消融。 /p p 　　当使用红外(IR)或可见光时，光子能量主要转化为表面振转能量。在紫外线或真空紫外线(VUV)光下，光子能量增加可以引发大量的电子激发。如果积累在待分析化合物分子中的内部能量足以引起直接电离，该过程被称为激光解吸和电离(LDI)，如图1(a)所示。在激光解吸过程中积累的内部能量通常比较高，表面分子可以发生大量的碎裂。此外，有机化合物的低电离效率使得该技术不太适合于大分子质谱分析。这些情况下，可以应用激光解吸后电离(LDPI)策略来电离解吸过程中产生的中性粒子(图1(b))。后电离策略可以在真空条件下通过UV或VUV波长范围内的二次能量激光束照射实现。最近研究表明，激光解吸可以有效地与ESI离子源联用，从而在大气压力条件下可以进行激光烧蚀电喷雾电离(LAESI)(图1(c))。这种组合增加了可以用激光解吸策略分析的化合物类别，并能减少化合物碎裂。当与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)组合时，激光烧蚀可以成功地用于待测品表面元素的定量分析。烧蚀的组分被等离子体源雾化并离子化成构成元素和同位素离子，随后通过质谱仪进行分析。当与光发射光谱法结合时，使用从ICP发射的光可以获得更多定量基本信息。 /p p 　　由于存在大量碎裂，直接LDI策略不适用于分子量超过500Da的生物大分子分析。这时可以选择使用能量调节基质。分析物混合或被涂布在待分析物表面上(参见图1(d))可以克服这个限制。在20世纪80年代晚期，由Karas和Hillenkamp构想的这种技术被称为基质辅助激光解吸和电离(MALDI)。它是现代蛋白质组学研究中的关键技术，可以应用于生物大分子，如蛋白质和DNA分子的解吸和电离。在复杂待测物表面的MALDI分析中，基质辅助方案有更多的用途。 /p p style=" text-align: center " img title=" 2.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/44bc0e85-da34-4110-9c06-ae524e9d48ad.jpg" / /p p 　　首先，应用基质后，它可以将复合物样品中的待测分子重构在基质晶体中间或者表面。这些分析物掺杂基质晶体的形成，可以将待分析物与其他辅助因子如盐等分离，并可以将大分子分散在基质中。用脉冲激光对晶体表面的后续照射能够快速地使样品过热。这是作为激光能量强吸收体的基体受到电子激发(UV-MALDI)或振动激发(IR-MALDI)作用的直接结果。协同运动的过热基质与其夹带的分析物可以被引导到的真空中。这有助于分析物分子气相化的非破坏性转变。基质的最后一个目的是通过电荷转移促进分析物分子的电离。该方法通常会使[M+X]+型的阳离子转化成完整的准分子离子，其中X表示产生的阳离子的类型。最常见的阳离子是氢、钠和钾。为保证分析成功，分析物分子必须与固体基质材料共结晶，并且这些基质应该是过量的。最常用的基质与分子的比例在103：1至105：1的范围内。根据经验，研究的分析物的质量越高，完全解吸所需的基质剩余越多。 /p p 　　2.2 MALDI在敞开环境中的应用 /p p 　　近来敞开式解吸策略的发展已经产生了一些进步，该策略也需要使用基质。类似于LAESI方法，其基质、分析物混合物需要在基材上共结晶，这样可以有更多完整样品从表面移除。 MALDI离子会受质谱入口和样品表面之间电场的作用而发生偏转。从MALDI基质上产生的中性粒子含有大量在真空MALDI实验中丢失的分析物分子。它们可以被吸附在尚未完全雾化的电喷雾液滴表面。接下来是常规的产生多电荷离子的电喷雾电离过程。该过程又缩写MALDESI(基质辅助激光解吸电喷雾电离)，它可以将MALDI在敞开环境中的优点以及电喷雾电离的灵敏性结合起来。 /p p 　　2.3 MALDI和液相色谱 /p p 　　MALDI技术和液相色谱(LC)分离技术的成功联用，提高了复杂混合物的分离检测效率。分析复杂混合物时，MALDI会受到显著的离子抑制。不同物化性质的化合物分子共存通常会导致一种或几种组分优先于其他组分离子化。离子抑制效应是许多分析学科量化研究的主要障碍。对MALDI质谱强度差异的解释本质上是定性的。克服该问题的一个方法是进行色谱分离以降低混合物的复杂性。许多nano-LC-MALDI方法已经实现了将分离时间尺度转换为空间分布尺度。自动点样技术可以将一系列二维纳升液相洗脱液滴(通常每滴为150纳升)沉积到MALDI基质预涂层上。也可以采用其他方法将基质溶液与LC洗脱液混合，并将该混合物液滴有序沉积在干净的基质靶板上用于质谱分析。 /p p 　　3. SIMS中基质的使用 /p p 　　使用能量调节基质材料的优点并非仅限于光子解吸和电离技术。MALDI质谱技术的成功使MALDI基质在SIMS(二次粒子质谱分析法)样品制备中的应用成为可能。分析物与MALDI基质(2,5-二羟基苯甲酸/DHB)的共结晶，更加方便了采用基质增强型SIMS(ME-SIMS)方法对质量超过10kDa的大分子离子进行检测。因此，这种仅基于SIMS电离方法产生完整大分子离子(肽，蛋白质，寡核苷酸)的技术是成功的。有人提出，基质在ME-SIMS中的作用与在MALDI中的作用相似：都是为分析物分子提供了一个嵌套环境，并提供了质子来增强电离。以DHB为基质可以获得最佳结果，可能解释是DHB提高了样品表面区域中分析物的浓度。由于ME-SIMS(与MALDI相比)仅检测表面50nm之内，所以分析物的定位在样品制备中至关重要。分析物分子必须存在于晶体的表面，因为在静态SIMS条件下不能检测到基质共结晶的较深层次。 /p p 　　 strong 三、成像质谱的空间分辨率 /strong /p p 　　IMS的一个关键参数是可实现的空间分辨率。空间分辨率决定细胞和组织表面可观察到的细节。获得质量分辨率图像的最常见方法是使用微探针或扫描模式。微探针模式质谱成像通过SIMS扫描样品上的电离探针束或移动样品通过MALDI对焦进行。对于每个特定位置，带电离子束与样品相互作用，存储坐标，并获得位置相关离子产生的质谱数据。以这种方式构建光栅，光栅中的每个点都具有与其相关联的质谱数据。使用专用软件，可以从这些数据集中构建质量分辨的离子图像。微探针成像实验中最大的可实现空间分辨率由微探针的尺寸决定。在技术上，光栅中每个点的精度是控制分辨率的另一个因素，但是对于SIMS和MALDI成像，通常这不是一个问题。此外，实验实现的空间分辨率受样品制备(基质)和灵敏度(信噪比)相关因素的影响。 /p p 　　1. 二次离子质谱(SIMS)和解吸电喷雾电离质谱(DESI)成像质谱的空间分辨率 /p p 　　SIMS使用离子源的大多是由液体金属离子枪构成。 Ga +和In +主要用于表面元素和小分子分析。使用这些枪可以获得的空间分辨率由发射器的大小，离子柱中的静电光学元件和主光束电流决定。后者通常保持较低以防止光束的空间电荷膨胀和分辨率损失。当在低电流下进行调谐时，这两支枪可以提供50nm的焦点。金属簇光束Aun+、Bin+以及C60+可以在非常低的光束电流下提供100-200nm的光斑尺寸。低光束电流通常需要更长的实验时间。因此，为了应用更大的束电流增加分析速度，空间分辨率通常会受到一定损失并减小到大约1μm。 DESI使用指向表面的带电溶剂液滴喷射流。喷射流与表面的润湿相互作用中，作用区域大小决定了空间分辨率。研究表明，DESI成像的常规空间分辨率为1mm左右。 /p p 　　2. 激光直接成像(LDI)和基质辅助激光解析电离(MALDI)成像质谱的空间分辨率 /p p 　　聚焦激光束的分辨率是波长决定的，并受阿贝衍射极限的限制。长波长的红外激光器难以聚焦在50μm以下。商业仪器中的UV激光光斑的物理尺寸限制在约10μm。在商业仪器上，大多数实验用激光光斑尺寸在50和250μm之间。这个选择是由灵敏度和完成实验所需的时间决定的。特殊的共焦目标可以将斑点尺寸减小到1μm，但是使用MALDI的这些小斑点所需的激光阈值通量对于组织中化合物的无损分析是不是太高仍存在实质性的争论。初步实验显示了其从分析物获取高分辨率图像的能力。替代方法是使用常规MALDI-ToF仪器的过采样方法增加空间分辨率。在这种方法中，激光探针点的移动增量小于光点直径。所有样品在第一个采样点完成后，每个采样增量都会从比激光焦点尺寸小得多的区域采集信息，从而达到增加空间分辨率的目的。这种方法的两个缺点是有限的质谱串联可能性和较大的总样品消耗量。 /p p 　　 strong 四、成像质谱仪：发展和改进领域 /strong /p p 　　使用上一节描述的解吸和电离技术，可以在复杂表面产生原子和分子离子。质谱图像的产生需要对这些产生的离子进行后续质量分析。现代质谱方法提供了一系列质量分析仪器来达到此目的。本文介绍三种类型的质量分析仪器，为生物表面的MALDI或SIMS质谱成像提供独特的分析能力。 /p p 　　1. 飞行时间成像质谱法 /p p 　　IMS中最常用的质量分析器是飞行时间分析仪。它需要产生脉冲离子，这一要求理想地与MALDI和SIMS要求兼容。所有离子都具有相同的加速电位。相同质荷比的离子将在其解吸过程产生的初始动能之上获得相同的动能。因此，它们的速度取决于它们的质荷比，并且离子可以通过在无场区域中的漂移而分离。离子检测是通过多通道板(MCP)类的粒子检测器实现的。ToF分析提供了非常宽的质量范围，该范围仅受大分子物质检测灵敏度的限制。MALDI-ToF-MS最多可以对数百万道尔顿的分子进行分析。微秒范围内的高传输效率和总飞行时间，为使用高重复率激光器进行高灵敏度表面检测提供了可能性。这使得高通量分析成为可能，而高通量分析正是大表面积样品分析的关键要求。分辨能力的提高可以通过补偿解吸过程产生的初始动能来实现。使用延迟提取，半球形静电扇形器件和反射镜等技术可以在m/z 1000下将半峰宽(FWHM)质量分辨率增加到m/△m = 30 000。用于化合物鉴定的串联质谱通常通过碰撞诱导解离(CID)或通过观察电离后亚稳离子的衰变实现。为此，两个独立的ToF系统可以以所谓的ToF / ToF配置串联。第一个ToF用于前体选择，第二个ToF用于产物离子分析。 /p p 　　2. 傅里叶变换离子回旋共振质谱法 /p p 　　傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)是一种离子捕获技术，它决定了强磁场中潘宁离子阱中捕获离子的回旋加速频率。在外部离子源产生离子后，离子被转移到潘宁离子阱中，直到进一步分析。使用宽带射频电激发，所有离子被激发到大的回旋加速轨道。它们的轨道半径不仅增加，而在潘宁离子阱中，相同质荷比的离子也相互连贯地在轨道绕行。在绕行期间，它们可以在一组双检测电极中引起振荡图像电荷。该时域信号被数字化并进行傅里叶变换以产生回旋加速频谱。质谱图可以通过对回旋加速器方程w=qB/m校准产生。 /p p 　　FT-ICR-MS的主要优点是具有无与伦比的质量分辨率和质量测量精度，可用于从MALDI图像分析中发现新的结构细节。此外，使用捕获离子技术不仅允许CID，而且允许红外多光子解离(IRMPD)和电子捕获解离用于串联质谱的结构测定。分析速度受观测时域信号的长度和相关质量分辨率的限制。质量分辨率取决于轨道离子的相干时间。典型的分析时间是每像素1 s，与所用的离子源无关。可以通过增加磁场强度来降低相同分辨率下的瞬态长度。MALDI组织成像实验可以在FT-ICR-MS系统上进行，FWHM分辨率范围从40000到400000。(图2)。 /p p style=" text-align: center " img width=" 450" height=" 616" title=" 3.png" style=" width: 450px height: 616px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/91f3b7ae-f7c9-4edd-81d2-1fe8a264e388.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　3. MALDI离子迁移成像质谱法 /p p 　　通过MALDI生成离子的迁移分离，质谱图中可以得到更多附加信息。离子迁移谱是基于离子通过碰撞横截面面积的分离技术。在离子迁移质谱中，有充气的漂移池用于质谱分析之前的离子分离，这些离子由于构象或组成变化而具有不同碰撞截面。当用于质谱成像时，除了空间维度和质谱维度之外，还增加了时间漂移的气相分离维度。离子迁移光谱法在两个主要方面有利于MALDI成像质谱的研究。首先，增加额外的分离维度能够检测到更多的质谱峰。离子迁移有利于减小质谱分析复杂度，并有助于不同种类化合物的分离，例如肽和磷脂。第二，质量与漂移时间选择结合使得等压肽或其它类似物分解为分裂谱。 /p p 　　离子迁移、MALDI与用于IMS的ToF-MS组合，能够通过其相关的消化肽片段定位和鉴定蛋白质。离子迁移分离可以鉴定通过常规MALDI-ToF-MS无法鉴定的等压离子。与传统的MALDI-ToF相比，该方法每次测量的观察峰数量增加，能够产生质量和时间选择的离子图像，同时可以对单个离子进行鉴定。图3所示结果证明了离子迁移飞行时间成像质谱(IM-ToF-IMS)对来自组织的蛋白质鉴定的可行性。 /p p style=" text-align: center " img title=" 4.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/bfc037cb-3061-4ea0-b5a6-6c3b3bf23e09.jpg" / /p p 　　组织消化与MALDI-IM-ToF-IMS方法相结合，可以对不同种类组织蛋白质鉴定实行“自下向上”的策略。 /p p 　　 strong 五、MALDI成像策略 /strong /p p 　　1. 质谱成像流程 /p p 　　不同解吸电离方法与不同质量分析器组合，为在单个组织样品上进行互补实验提供了可能性。 /p p 　　需要仔细的实验设计来确保获得相关的互补分子图像信息。图4中显示的实验工作流程提供了从单个组织生成六个补充图像数据集的示例。在该示例中，通过外科手术获得一块组织。组织中的细胞表达荧光标记的蛋白质，因此成像工作流程中的步骤是产生荧光图像。这提供了一种特定蛋白质的详细位置。在将衬底表面上的10-20μm薄片进行组织切片和安装之后，进行SIMS分析。这提供了在高空间分辨率下的低分子量成像MS数据。静态SIMS除去表面材料的不到1%，因此残留的表面仍然可以进一步分析。SIMS研究完成后，可以用基质涂层覆盖组织表面(参见“基质涂层”一节)。根据感兴趣的分析物，表面可以或不能被洗涤。洗涤方案对所得结果有重要影响。在图4的实验工作流程中，在基质沉积之前不进行洗涤以允许小的水溶性分子成像。在基质沉积后，进行的第一次分析是ME-SIMS。再次只有少量化合物分子从表面去除，晶体表面保持可用于后续的MALDI分析。ME-SIMS数据集提供了更大的完整有机分子(如脂质和分子量小于2000 Da的小信号分子)的信息。进行的下一个分析是具有略高于解吸阈值的激光注量的MALDI-ToF分析。 MALDI-ToF数据集包含有关内源性肽和完整蛋白的信息(取决于使用的洗涤方案和基质)。可以获得的最后一个MS成像数据集是MALDI-FTICR-MS数据集(或离子迁移率图像数据集)。这些技术需要去除大多数基质材料。它们可以提供高质量分辨率和质量精度信息，有助于识别构成图像的分子。任何残留的基质材料都可以从多次分析的表面上洗去，以便进行最终的H& amp E染色。这提供了其他的组织学信息，可以与成像质谱数据集结合来鉴定特定区域或组织类型。 /p p style=" text-align: center " img title=" 5.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/6e50bb6c-daeb-4a23-895c-3da7452a8caa.jpg" / /p p 　　2. 基体涂层 /p p 　　在MALDI和ME-SIMS分析之前，必须将基质溶液涂布于组织表面。基质溶液由有机溶剂如甲醇或乙腈组成，添加剂为弱有机酸如芥子酸(SA)或2,5-二羟基苯甲酸(DHB)和三氟乙酸(TFA)。加入TFA可增加分子的离子化质子的量。基质应用方法将强烈影响成像MS结果。应用方法将对灵敏度，表面扩散与空间完整性，空间分辨率，表面平坦度和分析速度产生影响。组织性质和环境参数影响组织中蛋白质的提取效率和基质的结晶。因此，控制基质沉积环境也是很重要。有几个实验室正在考虑创新的沉积方法，如基质升华。对于一般实验室，一般有两种基质沉积方法：点样和喷涂。 /p p 　　2.1基质点样 /p p 　　将基质溶液点样到组织部分时需要将分析物的扩散限制在斑点大小范围。已经开发了两种基质检测方法：手动或自动检测。手动点样产生微滴液滴，经常用于不需要生成图像的MALDI组织分析。自动点样使用更小的体积(pl)液滴，并产生约120-150μm的点样尺寸和约200μm的最小分辨率。两种不同类型的自动识别器用于基质沉积：喷墨式压电喷嘴和使用聚焦声波的液滴分配器。两个喷射器都可以释放100μl在组织上干燥成150μm直径的液滴。在这种情况下，成像MS分析的分辨率通常会受到大于分析光束直径的基质点样点的限制。 /p p 　　2.2 基质喷涂 /p p 　　基质喷涂使均匀小滴的基质溶液覆盖了样品的整个表面。气动、振动喷头或电喷雾可以使基质溶液变生液滴喷雾。喷涂可以手动和自动化的方式进行。手动喷涂采用手持气动喷枪或TLC喷雾器。通过喷雾装置与x-y机器人联用可以实现自动喷雾应用，也可以在较大的区域上进行基质沉积。使用振动喷雾器在较小的区域也可实现自动喷涂，其小型腔室主要控制湿度。喷涂后形成的晶体通常为10-20μm。为了获得更小的晶体，可以使用电喷雾，减小敏感度产生甚至小于1μm的晶体。当使用喷雾沉积时，激光束的直径限制了MALDI成像质谱的空间分辨率。 /p p 　　3. 鉴定策略 /p p 　　用于产生分子图像的质谱峰的识别是所有质谱图像策略中的关键步骤。选择时候，可以使用高质量分辨率以及准确的质量进行测量。通常需要结合其他策略，如使用MALDI串联质谱或其他分析策略来识别表面化合物种类。 /p p 　　3.1 MALDI串联质谱法 /p p 　　串联质谱使用是识别表面产生的不同化合物离子的合理选择。限制因素是前体离子选择的分辨率、裂解效率和方法灵敏度。在相同的位置，通常只能进行几个质谱实验。可以在单个位置进行的实验数量仍然取决于提供信号的激光照射的数量。在相邻位置执行串联实验的隔行扫描成像方法可部分克服此问题。一旦裂解模式已知，可以应用多重反应监测来确定化合物分布。 /p p 　　4. LC-MS / MS鉴定 /p p 　　研究可以使用互补组织匀浆和提取来产生组织成分的信息库。也可以使用LC-MALDI来解决混合物复杂性的问题，增加灵敏度，以及降低离子抑制效应。 /p p 　　在直接MALDI成像实验中观察到的MALDI图谱比较分析可以用作识别策略的一部分。在这些研究中，串联MS可用于识别在LC-MALDI靶上发现的各个化合物成分。 /p p 参考文献： /p p a title=" " href=" http://sci-hub.cc/10.1016/B978-0-08-043848-1.00028-6" target=" _self" The Development of Imaging Mass Spectrometry. /a /p p a title=" " href=" http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123744135000087" target=" _self" MALDI Techniques in Mass Spectrometry Imaging. /a /p p & nbsp /p

p 　　最 span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 近这些年，将振动光谱、质谱和原子力显微镜（AFM）成像技术方面的研究逐渐兴起,并且发展迅速。这几种技术在成像应用方面的确非常有潜力，尤其是在生物医药领域。来自德国耶拿大学的Thomas Bocklitz博士就致力于将这三项成像技术结合以更好的发挥他们的作用。 Bocklitz精通数学物理学、生物物理学和化学信息学，以下是对Bocklitz的采访节选。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" img title=" Thomas_Bocklitz.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/8649ab2d-f9c6-425f-9243-28f794923c2a.jpg" / /span /p p em span style=" FONT-FAMILY: times new roman" strong span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,112,192)" 在最近的一项研究中，您将拉曼显微成像和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)成像相结合(1)，用在分析鼠脑等生物组织。您为何要将这两种技术用在一起呢? /span /strong /span /em /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　 strong 　Bocklitz： /strong 我们结合这两个技术(拉曼显微成像和MALDI-TOF-MS)主要有两个目的。其一是两种技术渠道的结合必然能给生物组织分析带来更加全面和综合的视野，我们能从中获取更多的信息。目的之二是我们想通过MALDI-TOF的使用更加了解生物组织的拉曼光谱信息。 /span /p p em span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,112,192)" strong 在分别完成MALDI-TOF成像和拉曼成像之后，数据相关性调整是此项研究的初始阶段，称为“登记步骤”。在这个阶段是否存在挑战? /strong /span /span /em /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 strong B /strong strong ocklitz: /strong 两种成像方式的数学校准基于对应记录的标记，这种标记能很大程度上影响校准质量。我们面临的挑战是将一个成像方式的信息值转换为其他的参考系统。除此之外，两种成像方式带来的信息图像量非常大，更增加了信息值转换的难度。 /span /p p em span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,112,192)" strong 接下来，将结合的数据关联起来也就是最为关键的步骤。这个步骤中有哪些复杂性产生? /strong /span /span /em /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 strong Bo /strong strong cklitz: /strong 在这个步骤中最复杂的并不是技术问题，而是在多种研究中的实际问题。在拉曼光谱、MALDI质谱、生物学中的专家需要共同工作将他们的知识结合在一起。 /span /p p em span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,112,192)" strong 在您的这项研究之前也有将质谱和振动光谱技术结合使用的先例，但只提供了定性信息数据。您在研究中提出了定量比较方法，您称之为“量化相关性”。那么什么是“量化相关性”，您又是如何应用的? /strong /span /span /em /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 strong B /strong strong ocklitz: /strong 我们使用这个词“量化相关性”，是说可以用我们的方法获取图像中某一点的光谱信息，同样我们也可以用它来定量。例如，可以利用m/z 703这个信息来建立一个拉曼光谱的回归模型。我还要强调一下，并不是定性相关性不如定量相关性重要，不同的途径方法应该区分开来。 /span /p p em span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,112,192)" strong 您认为这个方法带来的最大好处是什么? /strong /span /span /em /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 strong Bocklitz: /strong 使用这个方法，拉曼光谱信息和MALDI质谱信息共同提供生物组织的综合视图和信息。该方法也许能够为基本诊断找到新的视角和标记物。 /span /p p em span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,112,192)" strong 在另外一项研究中(2)，您将原子力显微镜(AFM)与成像相结合来区分五种病毒，用在如传染病的疾病诊断中。在此方法中，您应用“图像矩法”来分析AFM得到的图像记录，从而将图像的形态学转化为如高度、体积和面积等量化的信息，接下来再用以统计分析。与其它显微镜技术如电镜和扫描隧道显微镜相比，将AFM用于病毒分析有何优势? /strong /span /span /em /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 strong Bocklitz: /strong 我也认为电镜和扫描隧道显微镜是研究病毒的标准技术。然而，这两种技术需要严格的样品准备过程，如样品真空腔环境、金属薄膜等。以上两种样品准备方式都会极大程度的改变样品。而AFM并非如此，其可以测定潮湿样品。对于AFM的优势，还有一点也值得一提。我们将AFM的相关数据信息与尖端增强拉曼和常规成像分析相结合。 /span /p p em span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,112,192)" strong 方法中的数据分析存在怎样的挑战? /strong /span /span /em /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 strong Bocklitz: /strong 这个方法中最大的挑战就是数学数据分析，与此相比别的困难都显得微不足道。一旦这个难题解决了，接下来就是将所有测得的数据和分析步骤整合在一起。 /span /p p em span style=" FONT-FAMILY: times new roman" strong span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,112,192)" 您认为在此方法的基础上是否可能建立一种自动化病毒鉴定方法? /span /strong /span /em /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　 strong Bocklitz: /strong 是的，很有可能。而问题是这种方法能够适用于多大范围的病毒类别。我认为病毒家族能将通过AFM的精确测量所预测，但这需要未来研究的证明。 /span /p p em span style=" FONT-FAMILY: times new roman" span style=" FONT-FAMILY: times new roman COLOR: rgb(0,112,192)" strong 您接下来将研究哪些内容? /strong /span /span /em /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　 strong 　Bocklitz: /strong 接下来的研究内容将与以上谈到的两个方面相关。有关的投稿已经递交，希望都能够被录用。除此之外，我还在做另外两个有趣的研究：从非线性多对比显微成像中获取生物医学相关信息 拉曼光谱测量标准化。这两项研究对于将拉曼光谱和非线性多对比显微镜技术带入到临床从而成为标准诊断手段具有重要意义。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　 strong 参考文献 /strong /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　（1）. T.W. Bocklitz, A.C. Crecelius, C. Matthaus, N. Tarcea, F. Eggeling, M. Schmitt, U.S. Schubert, and J. Popp, Anal. Chem. 85(22), 10829–10834 (2013). doi: 10.1021/ac402175c. /span /p p span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　（2）. T. Bocklitz, E. Kammer, S. Stockel, D. Cialla-May, K. Weber, R. Zell, V. Deckert, and J. Popp, J. Struct. Biol. 188(1), 30–38 (2014). ISSN 1047-8477. doi: 10.1016/j.jsb.2014.08.008. URL /span /p p style=" TEXT-ALIGN: right" span style=" FONT-FAMILY: times new roman" 　　《Spectroscopy》节选编译 /span /p p & nbsp /p

“高内涵”这一术语通常指单个细胞的多个分子参数/特征（使用荧光染料测量）可以同时被评估，例如细胞周期状态、细胞和核形态、细胞活性、受体内化、蛋白质聚集等。高内涵成像技术是一种基于图像的高通量细胞筛选方法，它将自动光学成像与量化数据分析相结合，以同时评估2D和3D细胞培养中单个细胞的多种分子特征，以及其他生物样本类型。得益于近些年显微成像、自动化控制和计算机等技术的迅猛发展，使高内涵成像技术能够对大量细胞进行高分辨率成像和数据分析，实时提供海量多维度的生物学信息，广泛应用于生物医学研究、药物筛选、细胞生物学等领域。为帮助广大实验室用户及时了解高内涵成像前沿技术、创新产品与解决方案，增强业内专家与仪器企业之间的交流学习，仪器信息网特别组织策划“高内涵成像技术” 主题约稿活动。欢迎投稿，投稿文章将收录至【高内涵成像技术】专题并在仪器信息网相关渠道推广，投稿邮箱：zhaoyw@instrument.com.cn，关于征稿内容要求也可邮件咨询或电话联系：13331136682（同微信）。一、专家约稿主题聚焦高内涵细胞成像分析系统或技术，可选择以下主题(但不限于)其中之一：1.仪器专家（1）高内涵细胞成像分析系统或技术的研究进展（包括国内外研究现状、成像方式点评、关键问题、发展趋势、应用前景等）；（2）高内涵成像技术的最新研究成果（包括项目概述、结构和功能、取得成果等）；（3）高内涵细胞成像分析系统的操作技术要点、数据分析和样本处理技巧等。2.应用专家（1）基于高内涵细胞成像分析系统或技术取得的最新研究成果（研究背景、研究过程、取得成果等） （2）其它相关经验之谈。参考样文及链接：中科院分子细胞卓越中心陈铭、赵宏伟：高内涵成像分析系统应用心得(点击查看)。二、仪器厂商约稿提纲（1）请介绍一下高内涵成像技术的发展历史。（2）贵司高内涵细胞成像分析系统的发展历程是怎样的？有哪些里程碑事件？（3）请介绍当前全球及中国高内涵细胞成像分析系统市场规模及现状。（4）目前贵司主推的高内涵细胞成像分析系统产品有哪些？并谈谈该产品的核心竞争力（包括成像、数据处理、算法分析和自动化等方面）。（5）贵司高内涵细胞成像分析系统主要应用哪些领域的哪些实验环节？有哪些代表性用户单位？（6）请点评荧光成像系统、透射光成像系统和共聚焦成像系统等不同成像方式的优劣势？（7）未来高内涵细胞成像分析系统技术发展趋势如何？最看好哪些应用细分？此外，仪器厂商还可聚焦【面向高内涵细胞成像分析系统用户在日常操作中需要注意的技术要点，以及相关数据分析技巧】主题，撰写成文。三、回稿要求：您可以根据上述问题进行稿件撰写，也可以由此展开相关话题。1.稿件字符数不少于1200字，欢迎多提供图片，图片像素应不低于300DPI 2.稿件无抄袭、署名排序无争议，文责自负，请勿一稿多投 3.投稿须为Word文档，本网编辑有权对文稿进行修改，如不同意请注明。4.请在稿件末尾注明供稿者姓名、单位、个人简介。

根据某知名安防市场调研报告，至2019年全球红外热成像市场将达到8亿美元，在此之前，该市场的复合增长率将达到惊人的14%，远高于视频监控的复合增长率预期，尤以亚太地区的增长势头最猛。毫无疑问，红外热成像技术蕴藏了巨大的市场需求，但是根据调研报告，全球视频监控市场在2014年即达到约140亿美元，同期红外热成像市场还不足其市场的2%，从数据分析可以看到，红外热成像技术还远未得到安防市场的充分认可，市场应用前景可期。在中国乃至全球，红外热成像产业面临的挑战都很相似，这需要相关企业共同解决。首先，如何建立并加深客户对红外热成像技术的认知度，如何让客户真正了解其相较于普通视频监控技术的优势。对此，很多厂商已经在产品推广、客户培训方面加大投入。其次，原有红外厂商仅销售红外热成像摄像机并不能让客户满意，必须推出基于红外热成像技术的整体解决方案，在红外热成像摄像机中增加智能分析和功能，提高红外热成像的系统效率，扩大应用范围，真正解决客户的痛点。 红外热成像技术未来的发展随着MEMS技术的不断突破，红外探测器必然向着更小尺寸、更大分辨率、更低功耗的趋势发展，热成像探测器成本的降低，使得红外热成像技术在安防行业的广泛应用成为可能。而采用非制冷焦平面阵列探测器的红外热成像摄像机未来必将大量应用于智能安防监控中，并将在智能分析、多光谱图像融合等技术方面取得较大进展。未来5~10年间，红外热成像技术将成为与可见光摄像技术相匹敌的热门产业，二者优势互补，真正实现多光谱全天候视频监控，将安防视频监控行业推向新的高度。 本文来自仪器仪表商情网

智能手机又有了新伙伴：热力感应影像设备。目前售价超过300美金的智能手机热力感应影像，作为一个附件，外形类似于手机外壳，加载在智能手机上，便可以照射出周边的热度感应景象。 　　 　　由Flir系统公司制造的热力影像设备，价格定位349美金，卡在智能手机的后端，便可通过智能手机的成像系统，向用户展示周边的人、动物或是其他各种物件的热力反应。 　　 　　该设备采用了最新的传感等技术，热力感应成像领域的专家Gabor Fulop表示：设备感应和成像技术的进一步完善，将对很多行业产生划时代的影响。他预计到2019年，该项技术的市场潜力高达40亿美金。当然，作为产品来说，其价格还有很大的降幅空间，尤其在商业化的过程中，核心芯片的改良，可以让该技术直接嵌入智能手机当中，而无需昂贵的外置费用。 　　该技术的商业化之路才刚刚起步，以目前的价格，要被广大的消费者所接受尚需时日。美国不少创业公司正在致力于提高产品生产效率，从而想法设法将价格降到100美金以下。Seek Thermal便是其中之一，这家位于加州的创业公司，目前已获得3千万美金的融资，并且在技术上突破了成像高达32,000 热力像素的清晰度。 公司CEO Robert Acker表示，该技术的广泛应用具有划时代的意义。大到军事、建筑等重要行业的检测，小到帮助水管工排查堵塞、协助人夜间行驶。虽然《华尔街日报》的评论员戏谑道，目前该设备的用途还在被抽象主义的个性自拍照充斥，或者还帮助家庭主妇找到躲在柜子后面的宠物，但并不妨碍该项技术的影响力以病毒式的社交传播。 　　 　　 　　&ldquo 透视眼&rdquo 不再是科幻小说里的特殊技能，通过热力感应成像技术，每个人都可以透过现象看&ldquo 本质&rdquo 。医疗领域，医生可以通过热力成像来判断病人的发烧情况 公共交通场所也可以用它来检测乘客的身体情况，从而判断其是否携带危险物品或是传播SARS之类的传染病体 甚至幼儿园的老师可以通过感应成像来判断小朋友有没有发烧感冒等身体不适的症状。建筑领域：物业管理可以用来排查大楼的水管，管理内部电网走线，以及检查墙内鼠虫等 消防队员可以用来探测火源或是解救受困人群。生活领域：热力成像既可以帮助检查食物，烹饪。目前最热的功能莫过于夜间行驶，奔驰和奥迪均有车载热度感应与成像系统，用于大雾或是夜间探测人行&hellip &hellip 　　热力感应成像技术的推广，对于多种产业的发展都有相当的积极作用。其智能化未来，值得期待。 　　 　　红外热成像技术，图片均来自网络

成像深度和速度提高10倍 　　中科院西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室姚保利研究组，将基于数字微镜器件和LED照明的显微技术成功用于生物医学研究，从而为深层生物样品大面积快速三维成像提供了一种新的技术手段。相关成果日前发表在《自然》子刊《科学报告》杂志上。 　　大到宇宙，小到分子，看得更远、更细、更清楚是人类不断追求的目标。为突破光的衍射极限，近年来出现了不少光学超分辨方法，如光激活定位法、随机光学重构法、受激发射损耗法等。但这几种超分辨成像技术速度较慢，而且需要一些特殊染料标记样品。另外一种方式是使用结构光照明的显微技术(SIM)。它使用特殊调制的光场照明样品，通过空间频谱处理的方式获得超分辨图像。目前，只有美、德、英、日等几个国家掌握该技术，我国在这方面相对滞后。 　　据了解，姚保利研究组首次提出并实现了基于数字微镜器件和LED照明的SIM技术。与激光干涉照明SIM技术相比，该技术能够获得更高的空间分辨率、更快的成像速度和更好的图像质量，而且大大降低了装置的复杂性和成本。经测定，系统的横向分辨率达90纳米，是目前国际上同类技术的最好水平。 　　此次研究组与第四军医大学和德国康斯坦茨大学合作，利用该系统成功获得了牛肺动脉内皮细胞线粒体和小鼠脑神经元细胞的超分辨图像，并且实现了小鼠脑神经元细胞和植物花粉的三维光切片成像，其成像深度和成像速度比当前同类切片显微技术均提高了约10倍。

最新的磁共振成像研究使人们进一步了解脑部疾病。图片来源：英国诺丁汉大学 　　有望提高脑部疾病诊断率和监测效果 　　磁共振成像(MRI)领域的一项新发现有望提高多发性硬化症等脑部疾病的诊断率和监测效果。研究人员指出，来自英国诺丁汉大学彼得曼斯菲尔德爵士磁共振中心的这一研究成果，可能会为医学界的磁共振成像提供一种新工具。 　　该项研究发表在日前出版的美国《国家科学院院刊》上，它揭示了利用新的磁共振成像技术生成的脑部图像为何对神经纤维走向如此敏感。 　　微神经纤维以微电子信号的形式传递信息，脑白质就是由数以十亿计的微神经纤维所构成。研究人员指出，每个神经纤维都由一种叫髓磷脂的脂肪物质包裹着，从而能够提高这些电子信号的行进速度。 　　此前的研究已经表明，磁共振图像中的脑白质外观取决于神经纤维与磁共振成像扫描仪所用极强磁场的方向之间的角度。 　　利用髓磷脂分子结构方面的知识，诺丁汉大学的物理学家发明了一种新的模型，其中用又长又细且带有特殊(具有各向异性的)磁性的空心管代表神经纤维。 　　此模型解释了图像对比取决于脑白质中的纤维取向，并且也具有从磁共振图像中推断出神经纤维的尺寸、方向等信息的潜力。 　　参与该项研究的Samuel Wharton说：“大多数基于磁共振成像的研究都集中在以毫米为长度单位而进行的人体组织测量上，而我们对健康志愿者进行的扫描实验以及由此制作的髓鞘模型都显示，利用相当简单的成像技术即可生成尺寸、方向等更为具体的神经纤维微观信息。”他补充说：“这些结果将为临床医生提供更多信息，用来识别并确定脑部损伤或异常状况，也将有助于他们选择适合某个特殊病人的扫描方法。” 　　诺丁汉大学物理学与天文学系系主任Richard Bowtell补充说：“对于生物医学成像界而言，这些结果应该能起到重要的推动作用。” 　　诺丁汉大学医院信托中心专门研究多发性硬化症的临床副教授Nikolaos Evangelou认为：“这项研究开辟了观察大脑神经纤维的多条新途径。我们越是了解神经及其周围的髓磷脂，就越能在研究多发性硬化症等脑部疾病方面取得成功。” 　　Evangelou说：“我们最近在了解和治疗多发性硬化症上取得的进展都是基于可靠的基础研究，其中有一项就是由Wharton博士和Bowtell教授所提供的。” 　　研究人员相信，这项研究将使世界各地的科学家和临床医生更加理解神经纤维及其取向差异在磁共振成像中所造成的影响，并且在诊断和监测多发性硬化症(已知此病与髓磷脂流失有关)等脑部、神经系统疾病方面也有潜在用途。 　　磁共振成像是利用核磁共振原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。将这种技术用于人体内部结构的成像，就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用，大大加快了核磁共振成像的速度，使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。

有望提高脑部疾病诊断率和监测效果 最新的磁共振成像研究使人们进一步了解脑部疾病。图片来源：英国诺丁汉大学 　　磁共振成像(MRI)领域的一项新发现有望提高多发性硬化症等脑部疾病的诊断率和监测效果。研究人员指出，来自英国诺丁汉大学彼得曼斯菲尔德爵士磁共振中心的这一研究成果，可能会为医学界的磁共振成像提供一种新工具。 　　该项研究发表在日前出版的美国《国家科学院院刊》上，它揭示了利用新的磁共振成像技术生成的脑部图像为何对神经纤维走向如此敏感。 　　微神经纤维以微电子信号的形式传递信息，脑白质就是由数以十亿计的微神经纤维所构成。研究人员指出，每个神经纤维都由一种叫髓磷脂的脂肪物质包裹着，从而能够提高这些电子信号的行进速度。 　　此前的研究已经表明，磁共振图像中的脑白质外观取决于神经纤维与磁共振成像扫描仪所用极强磁场的方向之间的角度。 　　利用髓磷脂分子结构方面的知识，诺丁汉大学的物理学家发明了一种新的模型，其中用又长又细且带有特殊(具有各向异性的)磁性的空心管代表神经纤维。 　　此模型解释了图像对比取决于脑白质中的纤维取向，并且也具有从磁共振图像中推断出神经纤维的尺寸、方向等信息的潜力。 　　参与该项研究的Samuel Wharton说：“大多数基于磁共振成像的研究都集中在以毫米为长度单位而进行的人体组织测量上，而我们对健康志愿者进行的扫描实验以及由此制作的髓鞘模型都显示，利用相当简单的成像技术即可生成尺寸、方向等更为具体的神经纤维微观信息。”他补充说：“这些结果将为临床医生提供更多信息，用来识别并确定脑部损伤或异常状况，也将有助于他们选择适合某个特殊病人的扫描方法。” 　　诺丁汉大学物理学与天文学系系主任Richard Bowtell补充说：“对于生物医学成像界而言，这些结果应该能起到重要的推动作用。” 　　诺丁汉大学医院信托中心专门研究多发性硬化症的临床副教授Nikolaos Evangelou认为：“这项研究开辟了观察大脑神经纤维的多条新途径。我们越是了解神经及其周围的髓磷脂，就越能在研究多发性硬化症等脑部疾病方面取得成功。” 　　Evangelou说：“我们最近在了解和治疗多发性硬化症上取得的进展都是基于可靠的基础研究，其中有一项就是由Wharton博士和Bowtell教授所提供的。” 　　研究人员相信，这项研究将使世界各地的科学家和临床医生更加理解神经纤维及其取向差异在磁共振成像中所造成的影响，并且在诊断和监测多发性硬化症(已知此病与髓磷脂流失有关)等脑部、神经系统疾病方面也有潜在用途。 　　磁共振成像是利用核磁共振原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。将这种技术用于人体内部结构的成像，就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用，大大加快了核磁共振成像的速度，使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。

来自瑞士苏黎世大学和苏黎世理工大学的研究人员开发出一种称为漫反射光学定位成像(DOLI)的新技术，利用它可以高分辨率、无创观察活体小鼠大脑深部的微血管。该技术具有卓越的分辨率，可看到深层组织，为观察大脑功能提供了强大的光学工具，在研究神经活动、微循环、神经血管耦合和神经退化方面具有广阔的应用前景。相关研究发表在近日的美国光学学会期刊《光学》上。　　这种技术利用了1000—1700纳米之间的第二近红外(NIR-Ⅱ)光谱，这一范围光谱的散射较少，可使显微荧光成像的深度达到光扩散深度极限的4倍。　　在各种疾病的动物模型中，荧光显微镜经常被用来对大脑的分子和细胞细节进行成像。但此前，由于皮肤和颅骨的强烈光散射影响，荧光显微镜仅限于小体积和高度侵入性的操作。此次研究首次表明，3D荧光显微镜可帮助科学家以非侵入性方式，高分辨率地观察成年小鼠大脑。该显微镜有效覆盖了大约1厘米的视野。　　研究人员首先在模仿人体平均大脑组织特性的组织合成模型中测试了这项技术，证明他们可以在光学不透明的组织中获得最深达4毫米的显微分辨率图像。然后，他们在活小鼠身上测试了这项技术。他们给活小鼠静脉注射了荧光微滴，追踪这些流动的荧光微滴可以重建小鼠大脑深部微血管的高分辨率图。观察发现，借助DOLI技术可以完全无创地观察到脑微血管以及血流的速度和方向。　　研究人员表示，这种方法消除了背景光散射，并可在头皮和头骨完好无损的情况下进行。他们还观察到相机记录的斑点大小与微滴在大脑中的深度有很大的关系，这使大脑深度分辨成像成为可能。　　“在生物医学成像领域，实现深部活体组织的高分辨率光学观测是一个长期的目标。”研究小组组长丹尼尔拉赞斯基说。　　现在，研究人员正在努力优化DOLI技术，以提高其分辨率。他们还在开发改进的荧光剂，这些荧光剂更小、荧光强度更高，且在体内更稳定，这将大大提高该技术在清晰度和成像深度方面的性能。

p 　　质谱成像是一种前沿质谱技术，由于其技术的新颖性与应用的广泛性，近期受到了很高关注。该技术应用潜力巨大，它是将质谱检测与影像技术相结合的新型分子影像研究手段。特点是无需标记、所需时间短、耗费低、不局限于单分子，同时还可以提供组织切片中多化合物空间分布和分子结构信息。 /p p 　　作为质谱领域最具前景的技术之一，质谱成像技术现已经成为仪器厂商、科研院所的重要关注焦点，预测未来市场争夺也将日益激烈。沃特世公司在MALDI质谱成像技术研发与应用方面具有较强的实力。为提升用户对质谱成像技术、应用的了解，促进质谱成像技术的推广应用，仪器信息网特别邀请沃特世公司对其质谱成像技术中的DESI及MALDI技术的原理与应用进行了讲解。 /p p 　　 strong 1. 解吸电喷雾电离(DESI)技术 /strong /p p 　　质谱成像是对样品中的化合物进行成像分析，以获得基于化合物组成、空间分布情况及相对丰度的一种快速分析技术。解吸电喷雾电离(DESI)是一种快速的大气压环境下的质谱成像技术，完美兼容组织病理学的工作流程 适用于监测整个组织或器官中各类化合物的分布情况，以及应用于指纹的司法鉴定、微生物的成像、植物样品中活性成分或代谢产物分析和其他快速分析领域。 /p p strong 　　工作原理 /strong /p p style=" text-align: left " 　　喷雾溶剂连接于毛细管上，施加一定的高电压，在氮气的辅助下形成带电喷雾液滴，轰击样品表面，带电溶剂与待分析物同时发生解吸和电离(电荷转移)，去溶剂化后，沿着传输毛细管进入质谱。 /p p style=" text-align: center " img title=" 001.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/bc55b344-cfc2-4da3-a7aa-e6b97d85e91a.jpg" / /p p strong 　　DESI的特点 /strong /p p 　　○ 最新的沃特世喷嘴可以达到20 μm的空间分辨率 /p p 　　○ 可分析新鲜样品，几乎不需要做样品前处理 /p p 　　○ 适用于各类生物组织样本、指纹、表面等成像分析 /p p 　　○ 点对点的高通量快速分析 /p p 　　DESI技术与与Waters高分辨质谱(Xevo G2-XS QTof 或 SYNAPT G2-Si HDMS)均可连接使用，效果非常好，并有配套的数据分析软件。可实现同时采集DESI与离子淌度IMS数据，并实现其处理。还可通过软件对数据进行OPLS-DA等数据分析，借助软件找出目标marker。 /p p 　　 strong DESI应用 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 002.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/8089f096-646b-49fd-8d9c-dd887bbc64d1.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 003.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/446f205d-c87a-4001-9c3f-7304f7d781df.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 004.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/9350b4b2-7535-4112-a592-54ee39c7c6be.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 005.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/f6e0a14d-96c8-443c-881c-4b13a647e6d8.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 006.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/1d5ffd80-1c32-4134-8f09-c03df7356632.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 007.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/7de51864-111c-49e0-83a8-a0ba735f139c.jpg" / /p p 　　 strong 2. 基质辅助激光解析电离(MALDI)技术 /strong /p p 　　MALDI SYNAPT G2-Si由一台脉冲频率为2.5KHz的固态激光器驱动，可实现分析过程中光谱采集速率的最大化。光斑大小可根据试验需要进行配置，不论是定性分析中灵敏度和速度的优化还是成像研究中测定最高空间分辨率下化合物的空间分布均适用。 /p p style=" text-align: center " img width=" 450" height=" 495" title=" 0.png" style=" width: 450px height: 495px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/c0952ffc-a11e-4e31-9224-cc9104f219cc.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　由于Tof分析仪的正交几何结构，离子源在质谱分析中实现“去耦合”。因此，与轴向MALDI-Tof或Tof/Tof仪器不同，该设备能够确保在广泛的质量范围内，对于MS和MS/MS模式都能获得高分辨率和准确质量数。此外，SYNAPT非常适合处理绝缘样品，例如石蜡包埋型组织切片或载玻片等。 /p p 　　在同一个精简的成像工作流程中，MALDI SYNAPT G2-Si HDMS融合了T-Wave IMS和QuanTof技术，以提供无与伦比的选择性、清晰度和可靠性。 /p p 　　HDI MALDI解决方案提供了一系列独特且强大的多靶向(IMS/MS/MS)和无靶向(IMS/MSE)工作流程，包括以图像为中心的方法设置、数据处理和图像生成。综合相关(基于与空间位置漂移时间相关的碎片离子)与统计工具(例如PCA、OPLS-DA、S-plots、聚类分析)相结合，提供了更智能、更可靠的成像分析。 /p p 　　在SYNAPT上可以使用全面的UPLC/MS/MS功能，同时能够在同一个平台上对生物液体或激光切割组织切片进行高效定量和定性分析。 /p p 　　Waters基质辅助激光解吸电离技术(MALDI) 的特点： /p p 　　§ 卓越的空间分辨率 /p p 　　§ 广泛的应用范围 /p p 　　§ 成熟的质谱成像方法 /p p 　　§ 可同时采集离子淌度数据，有效降低噪音干扰 /p p 　　MALDI SYNAPT G2-Si 质谱系统适用于成像、化工材料鉴定、蛋白质组学和制药领域， /p p strong 　　一、MALDI SYNAPT G2-Si 质谱系统应用于小鼠组织中黄腐酚及其代谢物的成像： /strong /p p 　　样品的制备： /p p style=" text-align: center " img title=" 009.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/f947bb12-f3a1-46f8-84e8-18fb97a56f7d.jpg" / /p p 　　小鼠肠道中黄腐酚及其代谢物的成像： /p p style=" text-align: center " img title=" 010.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/238d8baf-872c-417b-bca6-ef9d218e6c5c.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 011.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/7734a6a9-4919-4679-8e91-c890dd36a5af.jpg" / /p p strong 　　二、组织中N-糖异构体的成像研究 /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 450" height=" 441" title=" 012.jpg" style=" width: 450px height: 441px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/677094a5-24fd-4c2c-8cd5-be6e6f90ecbe.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　使用离子淌度(IMS)可有效降低噪音的干扰： /p p style=" text-align: center " img width=" 450" height=" 484" title=" 013.jpg" style=" width: 450px height: 484px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/232442ff-c0a9-48f9-8467-d0c7b929f264.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　 strong 　 /strong 成像结果： /p p style=" text-align: center " img width=" 450" height=" 563" title=" 014.jpg" style=" width: 450px height: 563px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/4e11f6ee-0c1e-4934-b976-790304951a9a.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p

作为一项新兴的分子、基因表达的分析检测技术，在体生物光学成像已成功应用于生命科学、生物医学、分子生物学和药物研发等领域，取得了大量研究成果，主要包括： 在体监测肿瘤的生长和转移、基因治疗中的基因表达、机体的生理病理改变过程以及进行药物的筛选和评价等。 1、在体监测肿瘤的生长和转移 利用在体生物光学成像技术，通过荧光素酶或绿色荧光蛋白标记肿瘤细胞，可以实时监测被标记肿瘤细胞在生物体内生长、转移、对药物的反应等生理和病理活动，揭示肿瘤发生发展的细胞和分子机制。Contag 等[1] 将荧光素酶和绿色荧光蛋白作为报告基因，对肿瘤细胞进行活体成像，探讨了使用报告基因在细胞分子水平研究肿瘤的前景，并指出在体生物光学成像技术具有较高的灵敏度，尤其在监测肿瘤细胞的生长方面具有较大优势。Yang等[2,3] 首先利用光学成像系统对表达绿色荧光蛋白的肿瘤实现了实时非侵入性成像，记录了肿瘤的转移过程，开辟了在整体水平上无创、在体、实时跟踪肿瘤发生、发展和转移等生物学行为的崭新领域。Jenkins 等[4] 将标记了荧光素酶基因的人类前列腺癌细胞注射到小鼠体内，利用在体生物光学成像系统，实时、在体监测了前列腺癌细胞化疗后的复发和转移情况。基于绿色荧光蛋白的在体生物光学成像也在肺癌、大肠癌、前列腺癌、胰腺癌、黑色素瘤、脑胶质瘤和乳腺癌等多种肿瘤的生长转移等研究中得到了越来越广泛的应用[2,3,5,6]。 2、在体监测基因治疗中的基因表达 随着后基因组时代的到来和人们对疾病发生发展机制的深入了解，在基因水平上治疗肿瘤、心血管疾病、AIDS 和分子遗传病等恶性疾病已经得到国内外研究人员越来越广泛的关注。如何客观地检测基因治疗的临床疗效判断终点，有效监测转基因在生物体内的传送，并定量检测基因治疗的转基因表达，已经成为基因治疗应用的关键所在。通过荧光素酶或绿色荧光蛋白等报告基因，在体生物光学成像技术能够进行基因表达的准确定位和定量分析，在整体水平上无创、实时、定量地检测转基因的时空表达[7]。McCaffrey 等[8] 将荧光素酶标记在靶基因上，应用siRNA 及shRNA 减弱了小鼠转染的荧光素酶的表达，在活体动物体内首次实时观察到siRNA 对特异靶基因表达的阻断作用。以病毒[9，10](如腺病毒及腺相关病毒等) 作载体，将荧光素酶基因或绿色荧光蛋白等作为报告基因加入载体，采用在体生物光学成像，能够实时观察病毒在动物体内的侵染活动，获取病毒侵染部位等相关信息。 3、揭示机体的生理病理改变过程 目前，在体生物光学成像技术已成功应用于干细胞移植、肿瘤免疫、毒血症、风湿性关节炎、皮炎等发病机制的研究中，可以实时监测生物机体的生理病理改变过程，具有重要的临床意义。应用转基因鼠，Wang等[11] 将荧光素酶基因转导于人类造血干细胞(Hematopoietic stem cells，HSC) 中，并将其植入脾及骨髓，利用在体生物光学成像技术，揭示了HSC 在小鼠骨髓腔中植活、增殖等动态信息，实时监测HSC 的后代在小鼠体内的生长等。Kim等[12] 将荧光素酶基因转染于神经前体细胞(Neuralprogenitor cell，NPC)，并注射入小鼠脑梗模型中，在体生物光学成像系统显示神经前体细胞迅速游走聚集至梗塞病灶处。风湿性关节炎和类风湿性关节炎的动物模型研究表明： 荧光报告基因在患关节炎的关节局部产生荧光信号，在健康组织周围未见荧光信号，能够动态观测关节炎的发生和发展，对关节炎疾病的治疗具有重要意义。另外，在体生物光学成像技术在生物大分子间相互作用及细胞凋亡的研究中也取得了一定进展。Paulmurugan 等[13] 将胰岛素样生长因子与胰岛素样生长因子结合蛋白分别用绿色荧光蛋白及Renilla 荧光素酶基因融合，研究它们之间在活体小动物体内的相互作用。 4、药物的筛选和评价 目前，转基因动物模型已大量应用于病理研究、药物研发、药物筛选和药物评价等领域。 通过体外基因转染或直接注射等手段，将荧光素酶或绿色荧光蛋白等报告基因标记在生物体内的任何细胞(如肿瘤细胞、造血细胞等) 上，采用在体生物光学成像技术对其示踪，了解细胞在生物体内的转移规律，不仅能够检测转基因动物体内的基因表达或内源性基因的活性和功能，而且能够对药物筛选及疗效进行评价。Zhang 等[14] 利用转基因鼠，研究可诱导的NO 合成酶在急慢性免疫反应中的作用，并以此对多种化合物进行抗免疫反应的测试和筛选。肺癌、前列腺癌、黑色素瘤、结肠癌、胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌和脑癌的原位GFP 肿瘤的整体荧光成像模型已经建立[15]，利用转移鼠和血管鼠实现了抗肿瘤生长转移和血管生成的在体药物筛选和评价(http：//www.metamouse.com)。基于绿色荧光蛋白的在体荧光成像揭示了肿瘤发生发展的细胞和分子机制，非侵入性在体评价抗肿瘤药物的疗效[1]。 参考文献 1、 Contag C H，Jenkins D，Contag P R，Negrin R S. Use of reporter genes for optical measurements of neoplastic disease in vivo. Neoplasia，2000，2(1-2)： 41~52 2、 Yang M，Baranov E，Jiang P，Sun F X，Li X M，Li L. Whole-body optical imaging of green fluorescent protein expressing tumors and metastases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2000，97(3)： 1206~1211 3、 Yang M，Baranov E，Wang J W，Jiang P，Wang X，Sun F X. Direct external imaging of nascent cancer，tumor progression，angiogenesis，and metastasis on internal organs in the fluorescent orthotopic model. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2002，99(6)： 3824~3829 4、 Jenkins D E，Yu S F，Hornig Y S，Purchio T，Contag P R. In vivo monitoring of tumor relapse and metastasis using bioluminescent PC-3M-luc-C6 cells in murine models of human prostate cancer. Clinical and Experimental Metastasis,2003，20(8)： 745~756 5、 Hasegawa S，Yang M，Chishima T，Miyagi Y，Shimada H，Moossa A R. In vivo tumor delivery of the green fluorescent protein gene to report future occurrence of metastasis. Cancer Gene Therapy，2000，7(10)： 1336~1340 6、 Bouvet M，Wang J W，Nardin S R，Yang M，Baranov E,Jiang P. Real-time optical imaging of primary tumor growth and multiple metastatic events in a pan creatic cancer orthotopic model. Cancer Research，2002，62(5)： 1534~1540 7、 Vassaux G，Groot-Wassink T. In vivo noninvasive imaging for gene therapy. Journal of Biomedicine and Biotechnology，2003，2003(2)： 92~101 8、 McCaffrey A P，Meuse L，Pham T T，Conklin D S，Hannon G J，Kay M A. RNA interference in adult mice. Nature，2002，418(6893)： 38~39 9、 Sato M，Johnson M，Zhang L Q，Zhang B，Le K，Gambhir S S. Optimization of adenoviral vectors to direct highly amplied prostate-specificexpression for imaging and genetherapy. Molecular Therapy，2003，8(5)： 726~737 10、 Tseng J C，Levin B，Hunado A，Yee H，de Castro I P,Jimenez M. Systemic tumor targeting and killing by Sindbis viral vectors. Nature Biotechnology，2004，22(1)： 70~77 11、 Wang X，Rosol M，Ge S，Peterson D，McNamara G，Pollack H. Dynamic tracking of human hematopoietic stem cell engraftment using in vivo bioluminescence imaging. Blood，2003，102(10)： 3478~3482 12、 Kim D E，Schellingerhout D，Ishii K，Shah K，Weissleder R. Imaging of stem cell recruitment to ischemic infarcts in a murine model. Stroke，2004，35(4)： 952~957 13、 Paulmurugan R，Gambhir S S. Monitoring protein-protein interactions using split synthetic renilla luciferase protein-fragment-assisted complementation. Analytical Chemistry，2003，75(7)： l584~1589 14、 Zhang N，Weber A，Li B，Lyons R，Contag P R，Purchio A F. An inducible nitric oxide synthase-luciferase reporter system for in vivo testing of anti-inflammatory compounds in transgenic mice. The Journal of Immunology，2003，170(12)：6307~6319 15、 Hoffman R M. Green fluorescent protein imaging of tumour growth，metastasis，and angiogenesis in mouse models. The Lancet Oncology，2002，3(9)： 546~556

p style=" text-align: justify " 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 中国科学技术大学的潘洋教授团队在质谱成像技术方面取得新进展，该研究成果作为封面文章发表在Analytical Chemistry。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 332px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/aac4df87-7089-4826-a9a4-3bee906fce3c.jpg" title=" 111.jpg" alt=" 111.jpg" width=" 300" height=" 332" border=" 0" vspace=" 0" / /p p & nbsp span style=" text-align: justify " 　　解吸电喷雾电离/光电离(DESI/PI)质谱法用于组织切片中极性和非极性成分的同时成像 /span /p p 　　质谱成像技术(MSI)是基于质谱发展起来的一种分子成像新技术。MSI通过直接扫描生物样本，可以同时获得多种分子的空间分布特征，具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理等优点，已经成为基础医学、药学、微生物学等研究领域关键技术之一。 /p p 　　解吸电喷雾电离质谱成像(DESI-MSI)是目前较广泛采用的常压成像技术。这种方法将雾化溶剂液滴吹扫组织切片表面，使待分析物溶解并发生电离，离子进入质谱接口进行检测。这种方法的最好空间分辨在50 微米左右，可进行原位检测，在法医鉴定、病理分析、代谢物分析等领域得到了诸多应用，主要缺点是有极性歧视和较强的离子抑制，不适于所有的待测物体系。 /p p 　　中国科学技术大学国家同步辐射实验室 strong 潘洋副研究员团队一直致力于同步辐射光电离质谱技术研究 /strong ，并在实验室部署下，以 strong 生命科学和能源化学前沿问题为导向 /strong ，发展了一系列实验技术和手段。近日，该团队发展了一种基于DESI的二次光电离质谱成像技术(DESI-PI-MSI)，并和 strong 中国科学技术大学生命科学学院熊伟教授合作 /strong ， strong 对模式动物小鼠的脑、脊髓等组织切片进行质谱成像研究 /strong 。该研究成果以 strong “Imaging of polar and nonpolar species using compact desorption electrospray ionization/post-photoionization mass spectrometry” /strong 为题，2019年3月28日在线发表在国际著名期刊《Analytical Chemistry》。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 253px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/056fb14c-33b5-4715-8cca-7d7f01e12adc.jpg" title=" 1111111111111111111111111.png" alt=" 1111111111111111111111111.png" width=" 300" height=" 253" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 图1 DESI-PI-MSI装置工作原理图& nbsp 　　 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " DESI-PI-MSI技术的关键是在DESI喷雾装置后引入一套光电离系统和高效离子传输管道(图1)，可通过开、关光电离源，实现对多种极性和非极性组分的高灵敏度空间成像。研究表明，在正离子模式下，DESI-PI-MSI可将小鼠脑切片中的肌酸、胆固醇和GalCer脂质的检出限提高2个数量级以上 在负离子模式下，谷氨酰胺和部分脂质灵敏度也可提高数倍。此外，对于一些极性较强的神经递质和脂质，DESI-PI-MSI同样可以实现灵敏度的显著提高，从而为生物标志物的高灵敏度探测和药物代谢精确成像研究奠定了基础(图2)。在现有装置上，潘洋副研究员团队还进一步设计了可用于同步辐射质谱成像的差分抽气系统和离子传输管道，以利用同步辐射高亮度和能量连续可调的特点，进一步提高光电离质谱成像的应用范围，拓展同步辐射的应用领域。目前新的系统已经加工完成，将进入安装和调试环节。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 367px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/ef150f33-58f2-4def-b2e8-074463290e85.jpg" title=" 222222222222222222222222222222.jpg" alt=" 222222222222222222222222222222.jpg" width=" 300" height=" 367" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　图2 负离子模式下DESI-MSI和DESI-PI-MSI获得小鼠脑组织切片质谱和成像图 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 231px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/ceca68bb-32a0-4959-b592-2eeda9040b1e.jpg" title=" 微信图片_20190528123130.jpg" alt=" 微信图片_20190528123130.jpg" width=" 300" height=" 231" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 刘成园，戚可可，杨玖重，熊伟，潘洋 中国科学技术大学国家同步辐射实验室 /p p style=" text-align: center " 　　(发表于Analytical Chemistry,2019, 91: 6616-6623) /p p style=" text-indent: 2em " 论文链接： a href=" https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.9b00520?journalCode=ancham" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.9b00520?journalCode=ancham /span /strong /a br/ /p

一、会议背景近年来，我国在光学显微成像技术研究领域快速发展，部分领域处于 国际前沿。但在核心关键技术、工程化、人才培养等方面仍存在薄弱环节， 高端光学显微镜几乎全部依赖进口。为推动高端光学显微成像技术的发展， 加强技术交流，拟成立“中国科学院高端光学显微成像技术联盟”。联盟 以高端光学显微成像技术为切入点，联合中科院内高端光学显微成像技术 优势单位，加强技术交流，开展创新性研究，形成技术合力，开发新技术、 突破核心关键部件、提升高端设备的使用潜能、培养技术人才、建立技术 智库； 加强研制单位和用户单位的合作交流， 促进研用结合， 加快推进高 端光学显微成像设备国产化。联盟拟于 11 月 10-11 号召开“中国科学院高端光学显微成像技术联 盟成立大会暨光学显微成像技术与应用交流会”。届时将邀请中科院条财 局领导参会。二、会议组织主办单位：中国科学院高端光学显微成像技术联盟 (筹)承办单位：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所三、 会议日程（详见附件）会议采取“线下+线上”的形式。国内专家现场参加会议，国外专家 视频参加。会议同期召开“光学显微成像技术与应用交流会”和“光学显微成像 创新思维大赛”现场评选。四、会议时间：11 月 9 日：报到11 月 10 日： 光学显微成像技术与应用交流会11 月 11 日：高端光学显微成像技术联盟成立大会11 月 12 日：离会五、会议地点：苏州市高新区清山会议中心六、会议注册1)注册费：会议免收注册费。会务组协助预定清山会议中心住宿。2 ) 会 议 注 册 ： 请 拟 参 会 人 员 发 送 参 会 回 执 到 邮 箱 aomu- cas@sibet.ac.cn。截止日期10月31日。回执附件：附2.参会回执-final.docx线上参会报名：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/casgxxw20221109/3)会务联络人： 李雨蒙 18306375116；孙玮 15652586621。中国科学院高端光学显微成像技术联盟 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所中国科学院高端光学显微成像技术联盟成立大会暨光学显微成像技术与应用交流会日程 (暂定)第一天 光学显微成像技术与应用交流会 (11.10)时 间内 容主持人09:00-09:30光学显微成像技术培训讲座09:30-10:00光学显微成像技术培训讲座10:00-10:30茶歇10：00-12:00光学显微成像仪器示范12:00-14:00午餐14:00-14:30光学显微成像技术培训讲座14:30-15:00光学显微成像技术培训讲座15:00-15:30茶歇15:00-17:00光学显微成像仪器示范18:00-21:00自助餐第二天：中科院高端光学显微成像技术联盟成立大会 (11.11)时 间内 容主持人09:00-09:10介绍会议背景及参会人员09:10-09:20局领导讲话，宣布常务理事单位09:20-09:30常务理事单位代表致辞09:30-10:00中国科学院高端光学显微成像技术 联盟成立总体情况报告10:10-10:30休 息10:30-11:00大会邀请报告一11:00-11:30大会邀请报告二11:30-12:00大会邀请报告三12:00-14:00午 餐14:00-14:20主题报告一14:20-14:40主题报告二14:40-15:00主题报告三15:00-15:20主题报告四15:20-15:40茶 歇15:30-17:00创新思维大赛评选14:00-15:00第一届理事会 (闭门会议)18:00-20:00晚 餐光学显微成像创新思维大赛项目征集一、 大赛意义高端光学显微成像装备需要在应用需求的牵引下，不断创新光学成像 技术、核心器件和应用方案，才能实现创新发展。 为了突出本联盟的创新 优势、提高各单位仪器研制和应用水平， 本联盟拟开展“光学显微成像创 新思维大赛”活动，征集应用场景、 应用方案、成像技术、核心器件方面 的新创意。对于获奖项目，本联盟后续拟通过自设项目、争取其他渠道资源联合 设置项目，开展仪器研制、应用技术方案等方式进一步支持。本次大赛获 奖项目如果后期进行成果转化，参赛者作为创意提出方将享有转化过程中 无形资产的固定比例(暂定 15%)。二、大赛组织主办单位：中国科学院高端光学显微成像技术联盟 (筹)承办单位：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所三、 大赛形式1. 项目征集： 面向中科院内单位的研究人员以个人(或若干人组成的团队) 名义申报。每个参赛项目用不超过 1000 字的文字和不超 过 2 个图来说明在光学成像技术、成像器件、应用需求或应用方 案方面的创新思想。参赛项目内容不包括实施方案、研究基础等。2. 初评： 评审组根据征集的参赛项目，评选出 10 项进入第二轮现场评选。 评审重点考核创新性和科学性。3. 现场评选：入选的 10 个项目在联盟大会期间进行公开答辩，每个参赛项目做 3 分钟的 PPT 汇报，评审组进行 2 分钟提问。重点汇 报创新性和科学性。四、大赛奖励1.拟评出特等奖 1 名、一等奖 2 名、二等奖 3 名、三等奖 4 名。 2.对获奖者个人(或团队) 发放现金奖励 (税前) 。特等奖 3 万元， 一等奖 2 万元，二等奖 1 万元，三等奖 5000 元。五、参赛方式填写创新思维大赛申请书电子版 (电子签名 pdf 文件) 发送到邮箱 aomu-cas@sibet.ac.c n ， 邮件名称：光学显微成像创新思维大赛+ (参赛人项目) + (参赛项目名称)，征集期限为 10.31日。后续提供签字的纸质版。中国科学院高端光学显微成像技术联盟 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 2022.9.30附件：附3.创新思维大赛征集-final.docx

一、会议背景近年来，我国在光学显微成像技术研究领域快速发展，部分领域处于国际前沿。但在核心关键技术、工程化、人才培养等方面仍存在薄弱环节，高端光学显微镜几乎全部依赖进口。为推动高端光学显微成像技术的发展，加强技术交流，拟成立“中国科学院高端光学显微成像技术联盟”。联盟以高端光学显微成像技术为切入点，联合中科院内高端光学显微成像技术优势单位，加强技术交流，开展创新性研究，形成技术合力，开发新技术、突破核心关键部件、提升高端设备的使用潜能、培养技术人才、建立技术智库；加强研制单位和用户单位的合作交流， 促进研用结合， 加快推进高端光学显微成像设备国产化。联盟拟于11月10-11号召开“中国科学院高端光学显微成像技术联 盟成立大会暨光学显微成像技术与应用交流会”。届时将邀请中科院条财局领导参会。二、会议组织主办单位：中国科学院高端光学显微成像技术联盟 承办单位：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所三、 会议日程（详见附件）会议采取“线下+线上”的形式。国内专家现场参加会议，国外专家视频参加。会议同期召开“光学显微成像技术与应用交流会”和“光学显微成像 创新思维大赛”现场评选。四、会议时间：11 月 9 日：报到11 月 10 日： 高端光学显微成像技术与应用主题培训11 月 11 日：高端光学显微成像技术与应用交流报告11 月 12 日：离会五、会议地点：苏州市高新区清山会议中心六、会议注册1)注册费：会议免收注册费。会务组协助预定清山会议中心住宿。2 ) 会 议 注 册 ： 请 拟 参 会 人 员 发 送 参 会 回 执 到 邮 箱 aomu- cas@sibet.ac.cn。截止日期10月31日。回执附件：附2.参会回执-final.docx线上参会报名：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/casgxxw20221109/点击图片参会3)会务联络人： 李雨蒙 18306375116；孙玮 15652586621。中国科学院高端光学显微成像技术联盟 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所附件1：中国科学院高端光学显微成像技术与应用交流研讨会会议日程（暂定）第一天 成像技术交流培训（11.10）时 间单位报告人职称/职位报告题目主持人09:00-09:30仪景通光学(evident）（上海）有限公司袁振环博 士多维度显微成像方案技术李辉09:30-10:00中科院苏州医工所张运海研究员双光子-受激发射损耗（STED）复合显微成像技术集成及应用10:00-10:30中科院化学所袁景和研究员三态弛豫超分辨STED光学显微镜原理及应用10:00-11:00中科院苏州医工所文 刚副研究员结构光照明超分辨成像技术新进展11：00-12:00光学显微成像仪器示范12:00-14:00自 助 午 餐14:00-14:30中科院苏州医工所巩 岩研究员显微物镜与显微光学袁景和14:30-15:00中科院苏州医工所杨 光副研究员光片照明三维成像的“万花筒”15:00-15:30中科微星郑 驰高工显微利器--空间光调制器15:30-16:00宁波舜宇黄杰博高工科研级显微镜的国产化途径思考16:00-17:00光学显微成像仪器示范18:00-21:00晚 宴第二天：联盟成立仪式及主题研讨（11.11）时 间内 容主持人09:00-09:10介绍会议背景及参会人员09:10-09:20宣布常务理事单位09:20-09:30相关单位代表致辞09:30-10:00中国科学院高端光学显微成像技术联盟成立总体情况报告10:10-10:30茶歇单位报告人职称报告题目主持人10:30-11:00中国科学技术大学杜江峰院士金刚石量子磁显微术11:00-11:30待 定待定12:00-13:30自 助 午 餐13:30-14:00中科院生物物理所徐 涛院士超分辨光学-电子关联成像技术（线上）14:00-14:20北京大学孙育杰教授多模态跨尺度大科学装置与成像组学14:20-14:40中科院上海神经所穆 宇研究员光学成像：整合神经科学整体论与还原论的钥匙14:40-15:00中科院遗传发育所李红菊研究员显微成像技术在植物研究中的应用与展望15:00-15:20中科院西安光机所姚保利研究员基于光场调控的三维显微成像 15:20-15:40哈尔滨工业大学刘 俭教授高精度三维显微测量的国际标准化技术15:40-16:00茶歇16:00-17:30创新思维大赛评选14:00-15:00第一届理事会（闭门会议）18:00-20:00自助晚 餐

近日，中国科学院西安光学精密机械研究所副研究员潘安、研究员姚保利、研究员马彩文团队在Science China-Physics Mechanics & Astronomy上，在线发表题为High-throughput fast full-color digital pathology based on Fourier ptychographic microscopy via color transfer的封面文章(Cover Story)。 傅里叶叠层显微成像术(FPM)是一种高通量计算成像技术，其在组织切片显微数字病理学中可以避免传统的扫描拼接伪影，提高成像通量和效率。然而，传统FPM彩色化要对三波长进行重复操作，故其效率偏低。受到颜色匹配思路的启发，研究人员提出了一种基于彩色传递的全彩色化方法，命名为CFPM。研究人员在实验中比较了30组不同样本CFPM的成像情况，相比于传统方法，CFPM以平均0.4%的精度牺牲代价换得了数据采集和重构时间2/3的缩减，使彩色成像的效率有了较大提升。CFPM易于操作与推广，该方法不需要如交叠率、采样率、训练数据集等的其他要求。此外，CFPM可看作是基于物理模型的“无监督迁移学习”，但是相比于传统迁移学习，它无须迭代优化过程，这可能给未来的相关工作提供新的启示。 CFPM成像结果对比。(a,a1)4×/0.1NA物镜下低分辨率的彩色图像及其局部放大图；(b,b1)4×/0.1NA物镜绿光下高分辨率FPM重构的全视场及其局部放大图结果；(c)10×/0.3NA高倍率物镜下的真实情况；(d)将(a1)的彩色纹理信息传递给(b1)的结果

电子顺磁共振（EPR）技术可进行活体3D成像，检测氧分压、氧化还原状态和pH等指标。目前，EPR成像技术只应用于学术研究领域，而我们将介绍一种可在临床前应用的EPR成像解决方案——电子共振成像（ERI）技术，帮助科研人员解决现有的科研难题，为临床前研究带来更多的新思路。为帮助大家更好地了解ERI技术，我们将举办一系列线上讲座，每场讲座专家都会结合应用实例进行深入讲解。我们希望通过讲座能够与您分享这项技术并帮助您在科研项目上更进一步！ERI实验流程简介将含未成对电子的自旋探针注射进小动物体内，小鼠内的生理环境会影响自旋探针的波谱特性，当施加一个磁场时，仪器可检测未成对电子在外加磁场中的跃迁，进而获得探针在每个位置的含量，摄取及排出速率和转化速率等数据并构建图像。ERI应用实例——与CT联用实现自由基在颅骨表面的共定位讲：主题：电子顺磁共振技术的发展与应用方向时间：2021/5/6，15:00-16:00报告简介：本报告主要讲述电子顺磁共振成像（EPR）技术的发展历史，曾经遇到的技术难题以及如何克服这些难题助力更多的应用方向。您将了解到科学家的前沿研究课题，应用EPR的研究领域以及EPR的应用方向。报名注册：您可点击此链接https://novilet.clickmeeting.com/712626126/register或扫描下方二维码报名注册。主讲人Dr. Mikołaj Baranowski现任Adam Mickiewicz大学物理部门助教，物理与数字电子实验室负责人，Novilet研发部门经理，是放射光谱学的专家，专精于EPR技术的研究与应用，发表过多项相关技术以及多篇相关科研文献。二讲：主题：EPR活体成像的研究趋势时间：2021/5/19，15:00-16:00报告简介：本报告主要讲述当今EPR活体成像的研究方法及应用实例。实验可获得的生理指标及其在生物医药研究中的意义。讲座中也会展示EPR成像的一些局限性。注册链接：您可点击此链接https://novilet.clickmeeting.com/trends-in-in-vivo-epr-eri/register或扫描下方二维码报名注册。主讲人：Dr. Martyna Elas是Jagiellonian大学教授，生物物理部门负责人，癌症放射光谱实验室主管，主要研究方向为放射生物学、EPR光谱与成像、缺氧、癌症和代谢相关。三讲：主题：电子共振断层扫描的功能与应用时间：2021/6/3，15:00-16:00报告简介：本报告将由Tomasz Czechowski博士介绍电子共振断层扫描成像技术的原理、功能与活体成像应用案例，简单快速地获取氧分压、pH、氧化还原状态与有机磷化合物含量等数据，展示电子共振成像的研究潜力和该技术对您研究课题的帮助。注册链接：您可点击此链接https://novilet.clickmeeting.com/eri-tomograph-the-solution-that-allows-you-to-maximize-the-potential-of-epr-in-your-studies/register或扫描下方二维码报名注册。主讲人：Dr. Tomasz Czechowski是Novilet研发部门主管，电子顺磁共振成像和医学物理学的专家，发表过多项相关技术以及多篇相关科研文献。四讲：主题：3D动态电子共振成像时间：2021/6/17，15:00-16:00报告简介：本报告主要介绍使用电子共振成像的相关课题与获得的结果。我们将展示此技术的应用领域与成像过程中所获得的全部信息，实时动态呈现自旋探针、氧化还原状态与肿瘤血氧定量。注册链接：您可点击此链接https://novilet.clickmeeting.com/dynamic-3d-eri-measurements/register或扫描下方二维码报名注册。主讲人：Dr. Michał Gonet是Novilet研发部门电子共振成像专家，专精于生物物理和动物活体成像，曾发表多篇科研文献并编写相关书籍。

p 　　英国《自然· 通讯》杂志19日发表了一项最新研究，美国科学家对新一代光学相干断层扫描技术(OCT)进行改良，可以更加清晰地成像更小的物体。这一新方法能“看”到传统OCT此前无法检测到的活体小鼠眼睛中的结构和人类指尖上的结构，有助极大地改善癌症和视网膜疾病的检测效果。 /p p 　　光学相干断层扫描技术近年来发展迅速。这是一种常见的临床诊断成像方法，它利用弱相干光(频率相同的光子束)干涉仪的基本原理，检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的反馈信号，通过扫描即可得到生物组织二维或三维结构图像。但利用相干光成像而产生的一种现象——斑点噪声，却严重限制了OCT的诊疗潜力。 /p p 　　人体组织内的流体运动使OCT图像中的每一个点随机呈明亮或暗淡状态，这就像大气运动引起星星闪烁一样。斑点噪声既降低了图像质量，又严重影响图像的目标检测、信息提取等诸多方面。而过去用于消除斑点噪声的方法，都会导致图像模糊，因此对诊疗功能的改善程度有限。 /p p 　　此次，美国斯坦福大学研究人员亚当· 德拉泽达、奥利· 利巴及其同事，采用了一种全新的方法来解决该问题。研究人员通过调整斑点噪声模式，本质上讲就是操控用于照亮样本的光源，能够在不影响分辨率的情况下消除斑点噪声。实验表明，这种改良后的方法，能够检测活体动物组织内许多前所未见的微小结构，如部分小鼠角膜、小鼠耳内的细微结构和人类指尖皮肤内的汗腺管等，此前这些都会因斑点噪声影响而显得模糊。 /p p 　　研究人员表示，这项新技术可以在临床上用于皮肤癌和视网膜疾病的初期检测。 /p p 　 strong 　总编辑圈点 /strong /p p 　　OCT发明才二十来年，已经成了眼科最常用的扫描技术，它能侦查出眼底微小的层次变化，像CT一样管用。最新的改进，将让OCT失误更少，分辨率更高。光学技术还有很大空间发展。有时候，样本不可能静静呆着让你看细到原子级别 想让活动的生物体纤毫毕现，是有点难度的。为此，科学家还要动很多脑筋，琢磨一些新诀窍。 /p

HORIBA新推出的拉曼成像技术包——EasyNavTM，融合了NavMapTM、NavSharpTM 和 ViewSharpTM三项革命性应用设计，能够让您便捷导航、实时聚焦、自动定位，轻松实现粗糙表面样品拉曼成像。1NavMapTM快捷导航、定位样品作为一种新的视频功能，NavMapTM可同时显示全局样本和局部放大区域的显微图像，这意味着您可以直接在全局图像上移动，并在局部放大图上鉴别出感兴趣的样品区域。便捷实时导航▼NavMapTM视图2NavSharpTM实时聚焦，获取清晰导航图像在您导航定位样品的同时，NavSharpTM可实时聚焦任意形貌样品，使样品始终处于佳聚焦状态，进而获取清晰样品表面图像。佳聚焦状态，增强用户体验▼ 使用/不使用NavSharpTM的区别3ViewSharpTM构建3D表面形貌图获取焦平面拉曼成像图在粗糙表面样品拉曼成像过程中，ViewSharpTM 可以获取样品独特的3D形貌图，确保样品实时处于佳聚焦状态，反映样品处于焦平面的显微图像。由于不依赖拉曼信号进行实时聚焦，拉曼成像速度要远远快于从前。使用/不使用ViewSharpTM的区别NavMapTM、NavSharpTM及ViewSharpTM技术各有优势，不仅可以单独使用，也可以综合起来，满足用户的不同测试需求，EasyNavTM拉曼成像技术包的功能已经在多种样品上得到实验和验证。晶红石样品的3D表面形貌图晶红石样品的3D拉曼成像图全新 EasyNavpTM 能够兼容 HORIBA 的 LabRAM HR Evolution 及 XploRA 系列拉曼光谱仪，功能更强大，使用更便捷。HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术，HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。

英国纽卡斯尔大学的Jeff Neasham（左）和Dave Graham研制的超声设备造价仅为30至40英镑。 图片来源：纽卡斯尔大学 　　英国工程师最近开发出了一种物美价廉的超声波成像技术，这一技术将在全球范围内更广泛地应用于产前诊断以及其他领域。 　　这种低成本胎儿扫描仪由位于英格兰东北部纽卡斯尔大学的工程师研制。该仪器可以与任何计算机相连以显示胎儿的影像。 　　这是一款手持USB设备，大小近似于电脑鼠标，其工作环境与目前使用的超声扫描仪相当。工作原理是使用高频脉冲在计算机屏幕上构建胎儿图像。 　　不过，与大多数医院使用的造价在2万至10万英镑之间的超声技术不同的是，这款由Jeff Neasham和助理研究员Dave Graham研制的超声设备造价仅为30至40英镑。 　　因此,这款设备可以为那些在世界最贫困的国家工作的医疗队提供最基本的产前诊断信息，而有了这些信息就可以挽救数十万妇女和儿童的生命。 　　这款扫描仪通过了英国国家医疗保障体系医用物理学专家的全面测试。 　　虽然这款设备的输出功率仅为目前医院传统超声系统的1/10~1/100，但借助专业软件，它可以生成简单的有效图像。尽管这些图像可能达不到那些造价高昂的设备扫描所得到的清晰效果，但它可以为医务人员带来巨大的便利。 　　纽卡斯尔大学电气与电子工程学院声纳专家Neasham说：“在英国，对于这种有可能挽救生命的常规检查，我们已习以为常。但对全球许多其他地区的妇女来说，她们甚至都不能通过影像获知胎儿在子宫中的位置或发育情况等最基本的信息。” 　　“我们希望凭借超低的成本以及能在近十年来生产的任何计算机上运行，这款设备最终能使所有妇女都获得基本的产前超声诊断。”他补充说。 　　Neasham的初衷是制造出能负担得起的方便易用型设备，使其能够应用于发展中国家，以及英国本土的一些仍认为超声波成本过高的地区。 　　他说：“成本是关键。我们的目标是生产出价格相当于大多数社区助产士使用的手持多普勒设备(胎儿心脏监护仪)的产品。在价格为2万英镑的扫描仪被普遍视为低价时，完成这一目标实属不易。” 　　Neasham是一位水下声纳技术专家，他研制出了水下声纳成像系统和水下通讯与跟踪系统。他利用其在声纳信号处理方面的经验，在设计中将零部件和硬件成本压缩至极低的水平。工作原理是使用传感器手动在皮肤上进行扫描，与此同时计算机软件生成对焦图像。 　　“正是我为人父的经验促使我开始这一项目。在我和妻子通过屏幕看到孩子时，我们意识到我们可以通过这种方式看到孩子是多么地幸福，于是我妻子建议可以利用我从事声纳研究的经验使这一应用更加经济实惠。”这位两个孩子的父亲解释说。 　　这款扫描仪由英国工程与自然科学研究理事会提供资助。扫描仪只需通过USB端口与计算机相连。 　　Neasham说在很多情况下这款设备可以作为医院现役高性能扫描设备的补充，但不能作为替代产品。 　　他说：“显然，这款扫描仪很可能应用于产科之外像胆结石或其他通过超声成像易于诊断的病症。我们已经获得了广泛关注并正在与很多商业伙伴就如何继续推进这项研发成果进行磋商。” 　　据联合国统计显示，每年有超过25万妇女死于怀孕及分娩并发症，其中99%的死亡发生在发展中国家。研究人员指出，其中大部分的死亡是可以避免的，而缺少医疗设备是最重要的死因之一。

2023年，成像技术研究成果丰硕，无论是关键器件，还是相关的新技术、新仪器研制都取得了许多令人振奋的研究成果。徐涛/纪伟团队在多色超分辨显微成像技术领域取得新突破 2023年1月，中国科学院生物物理研究所徐涛院士团队与纪伟研究员团队提出了一种基于激发谱拆分的多色超分辨成像技术（ExR-STORM）。该技术通过激发效率差异来识别不同的远红荧光探针，实现了四色单分子定位超分辨成像。ExR-STORM提供了一种单分子识别新方法，并进一步提高了单分子光谱拆分能力。成像结果表明该技术具有光谱拆分能力强、色差导致的定位误差小等优点，在细胞器互作、生物大分子共定位分析等生物研究领域具有广泛应用前景。程和平/王爱民团队开发深脑成像利器：微型化三光子显微镜2023年2月，北京大学程和平、王爱民研究团队在《自然-方法》杂志在线发表了一项最新研究成果：一款重量仅为2.17克的微型化三光子显微镜能直接透过大脑皮层和胼胝体，首次实现对自由行为中小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像，一举突破了此前微型化多光子显微镜的成像深度极限。从2.2克微型双光子显微镜，到空间站双光子显微镜，再到2.17克微型化三光子显微镜，程和平院士带领团队不断刷新“世界首次”的纪录。我国高端磁兼容脑PET功能成像仪器实现零突破2023年2月，中国科学院深圳先进技术研究院成功研发国内首台高清晰磁共振兼容人脑PET功能成像仪器（命名为“SIAT bPET”），实现了我国在高端磁兼容脑PET成像仪器研发方面零的突破。与国外同类商业仪器相比，SIAT bPET的效率提高近2倍，平均体分辨率提高30倍以上。同时，仪器采用了创新的电子学和磁兼容设计，使得磁共振成像对PET成像的影响几乎可以忽略不计，PET成像对磁共振成像图像信噪比的影响小于5%，满足同时开展PET/MRI成像的尖端科研需求。香港城市大学成功研制高时空分辨率电子显微镜2023年4月20日，由香港城市大学深圳福田研究院院长陈福荣教授团队研制的“高时空分辨率电子显微镜”正式发布。该成果是我国首台自有知识产权的高时空分辨率电子显微镜，也是世界上第一台同时具备低电压、场发射、扫描透射一体化模式的紧凑型电子显微镜。系统包括脉冲电子源、超快相机、分段抽气真空系统及像差校正器，团队拥有相关的知识产权并可自由设计系统，特定电子显微镜的售价有望降到目前市场同类产品六成。戴琼海院士团队开发新型双光子合成孔径显微成像术2023年5月，清华大学戴琼海院士团队在Cell期刊发表最新研究论文，首次提出了基于空间约束的多角度衍射编码，实现非相干光孔径合成；建立了双光子合成孔径显微术（2pSAM），可以实现深层组织毫秒级的亚细胞三维成像，显著降低光毒性(相当于比TPM慢1000倍以上)。2pSAM能够在哺乳动物深层散射组织中非侵入式观测大范围亚细胞级动态变化，将毫秒级三维连续观测时长从数分钟提高到数十小时，为系统性地研究大规模细胞在不同生理与病理状态下的交互作用打开了大门。西安光机所太赫兹消色差超透镜研究取得进展2023年5月，中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室在太赫兹频段可变焦消色差超透镜领域取得新进展。研究团队采用几何相位和传输相位相结合的方式，巧妙设计超透镜单元结构的排布方式与空间取向，采用单层超透镜实现了太赫兹波的宽频带聚焦，有效消除了色差现象。该成果为设计多功能消色差超透镜提供了新思路，有望进一步拓展太赫兹频段超透镜在显微成像和内窥镜等领域的实际应用。生物物理所开发冷冻结构光照明与电镜关联成像新技术2023年5月，中国科学院生物物理研究所研究团队在前期研发的冷冻光电关联成像高真空光学冷台HOPE基础上，通过引入结构光照明成像技术，成功研制了冷冻结构光照明成像系统HOPE-SIM，实现了横向优于200纳米的光学分辨率，以及优于150纳米的光镜-聚焦离子束三维关联对齐精度。HOPE-SIM通过冷冻样品杆直接衔接三束共焦光电关联成像系统ELI-TriScope，在实现高分辨三维冷冻荧光成像的同时，可以完成后续原位荧光实时监控聚焦离子束减薄全技术流程，在原位结构生物学中有巨大应用潜力。7T超高场无液氦磁共振成像系统关键技术通过鉴定2023年8月，由中国科学院电工研究所、北京大学、北京斯派克科技发展有限公司联合完成的“7T超高场无液氦磁共振成像系统关键技术”通过成果鉴定，鉴定委员会一致认为，该技术成果整体处于国际领先水平。成果面向无液氦超高场磁共振成像重大需求，开展了超导磁体传导冷却、超导匀场线圈精准调控、梯度线圈工程优化和超高场射频线圈设计优化等一系列关键技术研究，成功研制出7T超高场无液氦磁共振成像系统，并在生物体成像检测中得到应用。新方法成功将超透镜成像分辨率提高一个量级2023年8月，来自香港大学、国家纳米科学中心和英国帝国理工学院等机构的研究人员展开合作，分别从微波频段和光频段进行实验设计合成复频波的超透镜，成功将超透镜成像分辨率提高约一个量级，有望对光学成像领域产生巨大影响。该方法还可以针对不同的系统和几何形状进行定制化应用，为提高多频段光学性能、设计高密度集成光子芯片等方向提供了一条潜在途径。相关研究成果已在线发表于国际著名期刊《自然》。新一代无液氦亚3K低温扫描探针显微镜研制获进展2023年9月，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心郇庆研究员团队与高鸿钧院士团队合作，研制了一套技术就绪度为TRL8级的无液氦亚3K低温SPM系统。该系统将低频大幅震动的制冷机安装在远端的独立制冷腔体，颠覆了现有无液氦SPM近端安装制冷机的方式。经过测试验证，该设备在非接触原子力显微镜原子级分辨成像、扫描隧道谱以及非弹性电子隧道谱的性能方面，达到了与传统液氦杜瓦的湿式SPM系统相媲美的水平。西工大研发平面超分辨多色立体显微成像新成果2023年9月，西北工业大学与香港城市大学合作在平面超分辨多色立体显微成像研究中取得重要进展，相关研究成果已发表在国际著名期刊Nature Communications上。该研究以平面超振荡透镜为研究对象，提出多焦点拼接延长焦深及多波长复消色差可控优化设计方法，首次展示了荧光标记神经元细胞的多色荧光三维成像，获得了高数值孔径透镜下的大视场、消色差、长焦深远场超分辨聚焦，有望为国产化高端显微成像系统提供底层硬件解决方案，推动我国高端显微成像系统自主研发进程。国防科技大学实现反射层析激光雷达三维超分辨成像2023年11月，国防科技大学胡以华教授团队创新性提出了反射层析激光雷达三维成像技术架构，建立了激光探测的多角度多视场交叠取样、窄脉冲激光回波的高速高保真采集及图像重构融合处理方法，研制出反射层析激光雷达三维成像实验系统。本成果取得了超过同口径光学成像衍射极限的远距离小目标超分辨成像能力，其成像分辨率居激光成像领域国内外最优水平，特别是通过独创的技术手段和处理算法首次得到立体目标结构的十千米距离厘米级超分辨三维成像结果。

压缩感知成像作为一种计算成像技术，具有突破奈奎斯特采样极限、高通量测量、单像素成像等优势，在对地遥感、激光雷达、生物医学等领域具有重要应用价值。然而，传统压缩感知成像在空间、时间动态范围上与普通成像相比均存在不足。一方面，压缩感知成像对探测器提出了过高的动态范围要求，导致在有限探测器位数条件下的成像质量较低；另一方面，由于压缩感知成像需要多次调制与测量获取信息，因此难以满足实时成像的应用需求。针对空间、时间高动态压缩感知成像的实际需求，中国科学院国家空间科学中心复杂航天系统电子信息技术重点实验室的刘雪峰团队开展了一系列研究工作，并不断取得新进展。在空间高动态成像方面，该研究团队提出了一种稀疏测量结合并行抖动的压缩感知成像方法，利用稀疏调制降低待测信号动态范围，并以叠加随机抖动信号的多像素探测提升光学测量的有效动态范围，显著提高了探测器位数受限时的压缩感知成像质量，并将对探测器的动态范围需求降低至1比特（图1）。相关工作发表在光学领域国际学术期刊Optics Express（IF:3.833）上，并于近日被全球工程领域著名科技网站Advances in Engineering（AIE）遴选为关键科学文章进行专题报道。在时间高动态成像方面，该研究团队与北京理工大学量子技术研究中心合作开展了并行压缩感知成像技术的研究，提出基于并行调制采样的系统标定与图像重建方法，使压缩感知成像达到实时成像速度，同时具备像素超分辨成像能力。基于此原理，研制高分辨率中红外成像样机，可利用320×256像素中波红外探测器实现1280×1024分辨率实时成像（图2），该技术对于解决高性能红外传感器分辨率不足对红外成像设备发展的制约具有重要意义。相关工作发表在光学领域国际学术期刊Optics and Laser Technology（IF:4.939）上。图1. 不同探测器动态范围条件下的压缩感知成像结果对比图2. (a) 中红外像素超分辨成像样机示意图 (b) 对分辨率靶标及远距离目标的超分辨成像结果

近年来，岛津公司着力于分子成像技术的发展与进步，推出了一系列创新性分子成像技术，为疾病早期诊断、药物研发水平新一轮的大幅提升，做好了充分的技术准备，引起业界专家学者高度关注。 7月16日、18日，100余位来自中科院、高校、医科院、药物所等国内相关研究领域的知名专家与岛津特邀海外学者，分别在上海和北京就岛津最新分子成像展开了广泛深入的交流。交流主题包括质谱成像技术新突破&mdash &mdash 微组织成像，以及岛津小动物活体成像全面解决方案。 上海交流会现场 北京交流会现场 本次交流会由岛津生命科学与临床医学部胡晓慧女士主持。生命科学与临床医学部部长刘志牛首先致欢迎词。刘部长在对前来参会的各位专家表达感谢后，特别期待岛津公司不断推出的极具特色的解决方案，通过此次与国内外专家的交流探讨，更全面地为中国生命科学与临床医学领域的发展做出贡献。 岛津生命科学与临床医学部部长刘志牛先生致辞 本次交流会特别邀请了海外三位MS成像研究方面知名教授做大会报告。他们分别是，日本滨松医科大学Mitsutoshi Setou教授，岛津公司国际市场部Tsukasa Takeuchi先生及Bioscan公司总裁Van Cauter先生。Setou教授报告了质谱成像技术在临床研究中的应用进展。质谱成像研究近几年呈上升趋势。岛津公司的新产品质谱显微镜iMScope（显微镜+离子阱TOF）将光学成像与质谱成像相结合，为科研工作者提供更高的空间分辨率5um，更快的扫描速度，和卓越的成像数据分析软件。多级MS是鉴定物质结构的有力保障。使小分子成像，如脂类成像更容易。可直接观察生姜单细胞内有效物质成像分布等。 日本滨松医科大MitsutoshiSetou报告 Takeuchi先生报告了深部荧光成像技术进展，以及岛津近红外荧光活体成像系统OPT plus。光学成像技术相比其他技术如PET或CT具有自己的独特优势。使用简单、快速。无需特殊设备或装置，可同时监测多组分物质。无需使用放射性同位素，对使用者来说更加安全。可以从5个方向深度观察小动物成像。光学成像市场正在稳步扩大中。 岛津国际市场部 Tsukasa Takeuchi先生报告 Cauter先生报告了非侵入式全三维光学断层扫描及分子MRI技术在新药研发及基础医学领域的应用。Bioscan与岛津公司基于对分子成像技术发展进步的共同深入认识，达成战略合作伙伴，共同发展促进体内、体外成像技术。体内成像能够更为有效的观察药物在活体内的作用情况。高空间分辨率、深度组织检测是研究活体成像必备条件。Bioscan提供全面的解决方案和产品线。 Bioscan公司总裁Van Cauter先生 在交流现场，参会专家极为关注岛津最新分子成像技术的动态。在每个报告结束时，多位知名专家就感兴趣的技术、应用与报告人做了长时间、高水准的探讨，现场气氛活跃，学术氛围浓厚。 关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所为扩大中国事业的规模，于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司。 目前，岛津企业管理（中国）有限公司在中国全境拥有13个分公司，事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳及成都5个分析中心；覆盖全国30个省的销售代理商网络；60多个技术服务站，构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。 岛津作为全球化的生产基地，已构筑起了不仅面向中国客户，同时也面向全世界的产品生产、供应体系，并力图构建起一个符合中国市场要求的产品生产体制。 以&ldquo 为了人类和地球的健康&rdquo 为目标，岛津人将始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务。 更多信息请关注岛津公司网站http://www.shimadzu.com.cn/an/。

9月29日，中国科学院光谱成像技术重点实验室成立揭牌仪式暨实验室第一届学术委员会第一次会议在西安光机所举行，这是继9月22日中科院超快诊断技术重点实验室在我所举行实验室成立揭牌仪式后，西安光机所历史上第二个院重点实验室正式宣告成立。我所赵卫所长，马彩文、汶德胜、高立民副所长等所领导班子全体成员，该实验室第一届学术委员会委员顾逸东院士、王家骐院士、朱能鸿院士等十余位我国光谱成像技术领域内的知名专家及有关方面领导出席了会议，我所机关有关部门领导及光谱成像技术重点实验室部分科研人员参加了实验室成立揭牌仪式。 中科院光谱成像技术重点实验室成立揭牌仪式暨实验室第一届学术委员会第一次会议在西安光机所举行 　 光谱成像技术是20世纪80年代出现的一项集光学、光谱学、机械结构、电子学、计算机科学于一体的新兴学科，作为现代科学仪器的前沿和光学传感器的发展方向，光谱成像技术具有光谱探测与几何成像双重功能，能够在连续的谱段上对同一目标成像，并从获得的光谱图像数据中反映出物质的存在状态和物理化学属性，因而，它被誉为光学仪器发展史上的一次革命。　 西安光机所在我国率先系统、深入地开展了干涉成像光谱技术的研究，经过十多年的努力具备了从基础理论创新，关键技术攻关到工程项目研制的能力，已成为我国光谱成像技术研究的重要力量。新成立的中国科学院光谱成像技术重点实验室将在我所已取得研究成果的基础上，进一步强化创新能力建设，面向国家战略需求和学科前沿，以光谱成像技术研究为核心，以高光谱、高空间和高时间分辨信息获取为目标，以原理创新、关键技术突破、集成创新、应用研究牵引为途径，积极推动我国光谱成像理论、技术与应用的持续发展，为国家安全和国民经济建设服务，并努力将实验室建设成为我国光谱成像理论、技术、应用研究，人才培养和国际交流合作的基地。 赵卫所长宣布实验室主任、学术委员会主任以及实验室学术委员会组成人员名单 　 在实验室成立仪式上，赵卫所长宣读了关于聘任汶德胜研究员为中科院光谱成像技术重点实验室主任、顾逸东院士为实验室第一届学术委员会主任的任命文件以及实验室第一届学术委员会组成人员名单，并为新一届的实验室主任、学术委员会主任和学术委员会委员一一颁发了聘书。在与会人员的热烈掌声中，赵卫所长和顾逸东院士共同为中国科学院光谱成像技术重点实验室成立揭牌。 赵卫所长和顾逸东院士共同为中国科学院光谱成像技术重点实验室成立揭牌 　 根据大会议程，随后由顾逸东院士主持召开了中科院光谱成像技术重点实验室第一届第一次学术委员会会议。会议听取了汶德胜主任所作的《中国科学院光谱成像技术重点实验室2009年工作报告》，审议了《中国科学院光谱成像技术重点实验室学术委员会章程》，同时对实验室发展目标与学科规划、学科与研究方向设置、开放课题指南与自主前沿部署、队伍建设及管理运行、研究进展情况与工作重点等有关议题进行了认真的研究和讨论，与会的专家和领导一致认为：中国科学院光谱成像技术重点实验室建设目标明确，发展规划可行，学科及研究方向设置合理，符合院重点实验室定位；2009年开放课题指南与课题设置注重与国家重大需求衔接，符合学科发展趋势；组织结构和科研队伍结构合理，科研条件及设施良好，管理运行规范，实验室各项研究工作进展顺利，整体发展态势良好。 中科院光谱成像技术重点实验室学术委员会主任顾逸东院士主持第一届学术委员会第一次会议中科院光谱成像技术重点实验室主任汶德胜研究员在会议上讲话 　 学术委员会还就进一步做好实验室的发展工作提出了一些建设性的意见和建议：应积极关注光谱成像学科发展趋势的研究，进一步提升光谱成像关键核心技术和工程技术等创新能力的建设；进一步做好学科凝练工作，加强学科的布局与规划，应坚持突出重点，强化学科特色；进一步加强高水平人才队伍建设，加大学术带头人等优秀人才的引进和培养，注重开展国内外的科技合作与交流。 中科院光谱成像技术重点实验室第一届学术委员会委员（部分）

近日，marketsandmarkets发布了一份新的市场报告，题为“2013-2018年光学成像技术市场报告--光学相干断层扫描、光声层析成像、超光谱图像和近红外光谱技术在临床诊断、临床研究和生命科学领域的技术发展趋势和市场前景分析”。该报告预测到，2012年光学成像技术的市场大约是9.16亿美元，到2018年预计可达到19亿美元，并且从2013年到2018年期间的市场年均复合增长率可达11.38%。同时，该报告还指出美国是主要的光学成像设备市场，其次是欧洲。未来，像亚太和中东这些新兴经济体将是这个市场的驱动力。 　　虽然光学成像技术仍然处于发展的初期，但是它有许多重要的优势超过现有的放射成像技术。例如，光学成像技术是非扩散性的，无电离辐射，与传统的放射技术相比可以节约可观的成本，而且光学成像技术可以提高诊断的分辨率，它可以得到眼睛、表面组织、粘膜、胃肠道和血管系统等清晰的深层结构图像，能更好地促进诊断在临床医学中的应用。 　　该报告中的光学成像技术包括光学相干断层扫描技术(OCT)、光声层析成像技术(PAT)、超光谱图像技术(HSI)和近红外光谱技术(NIRS)，这些技术在未来五年将推动整个光学成像技术的市场。 　　当前，OCT占领光学成像技术市场的70%，从2013年到2018年，OCT的市场将按照4%的年均复合增长率增长。OCT被广泛地应用在眼睛、牙齿、心脏和皮肤等的临床诊断，并且现在还将其的应用领域扩展到癌症检测。卡尔蔡司和圣犹达医疗是这项技术的先驱，且几乎所有的设备都与OCT技术有关。 　　此外，HSI、NIRS和PAT在光学成像技术市场属于新兴的技术。其中，HSI和NIRS目前在皮肤和神经领域被用于生物医学研究和药物开发，而PAT被用于癌症检测。(编译：邓雅静)

p & nbsp & nbsp & nbsp 近日，中国航天科技集团公司五院508所新型四维光谱成像技术团队开展了四维成像光谱仪成像实验，成功验证了该项技术在四维光谱成像获取方面的能力，为快照式高光谱视频领域再添一新成员，弥补了国内高速目标动态捕捉产品领域的空白。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 四维光谱成像技术是一项革命性新型成像技术。4D成像光谱仪突破传统光谱仪成像方式，以高速成像方式获取图像和光谱数据，一套系统可同时获得空间、光谱和时间分辨（瞬态）的高光谱信息，具有特殊的捕捉快速事件的能力，具备视频记录功能，同时成像光谱仪体积可以更小，设计更为灵活。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 该所项目组紧跟国际前沿发展趋势，拓展思路，积极开展四维光谱成像技术理论研究，在大量前期调研基础上，设计并研制了4D成像光谱仪桌面实验装置，并开展了成像实验，验证了四维光谱成像技术理论的可行性，实现了数据立方体信息的快照式获取,能够快速处理实时显示和分析。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 该技术对于提高国内数字遥感技术水平、满足国内对超光谱遥感图像获取的迫切需求具有重要理论意义。 /p p & nbsp /p

X射线成像技术能在对检测物体无损伤条件下，以二维断层图像或三维立体图像的形式，清晰、准确、直观地展示被检测物体的内部结构、组成、材质及缺损状况，被广泛应用于科研和工业领域。为促进相关人员深入了解X射线成像技术的发展和应用现状，在即将召开的首届无损检测技术进展与应用网络会议，特别设置射线检测技术专场，邀请了多位业内专家围绕X射线成像技术、产品、应用等展开分享，部分报告预告如下：中科院金属所高级工程师 王绍钢《高分辨X射线三维成像技术及应用》（点击报名）王绍钢，高级工程师，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心技术支撑部射线组组长。长期致力于材料科学三维评价技术的开发及应用，进行多项软、硬件开发、改造或升级，在无损多相多维多尺度高分辨精确定量和原位多场动态三维评价等方面取得系列技术突破，相关技术在航空、航天、深海等多个重大任务关键材料或部件自主研制中成功应用；负责公共射线技术平台，建设了具有衍射、成像和谱学的综合X射线表征平台。在Science Advances、Advanced Materials、Acta Materialia等SCI期刊上发表论文60篇，被引用4200余次，H因子为25。申请发明专利5项，已授权2项。射线检测技术是无损检测技术中的一类很重要的技术，其发展迄今已经有一百多年历史。从硬件到软件，从空间分辨率到时间分辨率，从医用到工业，从生产到科研，射线检测技术日新月异，取得了长足的进步。本报告将从历史中回顾射线检测典型特色事件，沿着射线检测技术发展的脉络，讲述从诞生到如今遍地开花多行业应用的发展过程。此外，将结合最新的高分辨X射线三维成像技术，探讨其在材料科学无损检测中的应用。齐鲁工业大学(山东省科学院)副研究员 刘珑《X射线CT成像技术在钢铁材料失效分析中的应用》（点击报名）刘珑，齐鲁工业大学（山东省科学院）副研究员。2015年毕业于中国科学院高能物理研究所，毕业后进入山东省材料失效分析与安全评估工程技术研究中心，开展工程材料失效分析的研究工作。主要从事X射线成像技术在金属材料损伤机理和失效分析中的应用究。主持国家自然科学基金项目2项，参与国家级/省部级课题多项。发表SCI/EI论文20余篇，获批专利5项。X射线分析技术在材料失效分析过程中发挥了重要的作用。本报告结合实际案例介绍了X射线CT成像技术在钢铁材料失效分析中的应用，重点介绍了腐蚀坑、裂纹和加工缺陷等内外部缺陷的识别和定量评估。在此基础上，结合有限元分析技术，评估内外部缺陷对局部应力及结构强度的影响。锐影检测总经理，中科院高能物理所副研究员 刘宝东《X射线三维分层成像技术及其在半导体测试领域中的应用》（点击报名）刘宝东，锐影检测科技（济南）有限公司总经理，中国科学院高能物理研究所副研究员。从事X射线计算机断层成像（CT）理论与应用研究，发表论文60余篇，获得专利授权10余项。主持研发“板状物X射线三维分层成像”相关技术及设备，解决了大尺寸板状物体（如集成电路先进封装、芯片、IGBT等）X射线三维高精度成像的关键问题，仪器技术指标达到国际先进水平，实现了同类仪器的国产化突破。 集成电路规模与复杂度的增加和封装技术的发展对封装测试提出了更高的要求。X射线成像利用不同材料对X射线吸收衰减能力的差异产生直观的图像，已被用于IC封装测试。目前，用于IC封装检测的X射线仪器正从2D/2.5D向3D转变。X射线三维检测设备对于IC封装测试企业改进工艺、提升质检水平、避免损失有重要的意义。报告介绍本团队成功研发的集成电路先进封装X射线三维分层成像仪，关键指标达到国际先进水平；设备同时具有显微CL（层析成像）和显微CT（断层成像）两种功能；显微CT适合小尺寸器件的高精度成像；显微CL采用射线倾斜入射扫描方式，适合板级封装的高精度检测，可以对封装后的板级样品的任意区域进行高精度成像。三英精密市场总监 张宗《三英X射线CT无损检测技术、产品与应用》（点击报名）张宗，毕业于山东大学物理学院，2012年加入三英精密，主要负责X射线CT产品的应用技术拓展和新产品开发，市场推广，熟悉CT技术在各个科研领域的应用与进展。本报告主要介绍X射线CT的成像原理，通过多个科研领域与工业制造业中的实际应用案例，展示X射线CT成像技术应用的必要性、高效性与实用性；介绍三英精密的技术与产品，包括实验室CT产品、在线CT产品及4D CT产品等。泰思肯应用工程师 袁明春《TESCAN Micro-CT系统及原位动态4D应用介绍》（点击报名）袁明春，泰思肯贸易（上海）有限公司动态原位Micro-CT应用工程师。主要负责动态原位显微CT和新产品-能谱CT的应用工作以及客户培训工作，熟悉亚微米扫描、真实时4D动态原位超快速扫描以及多尺度联动（大样品）扫描。了解CT系统在电子、半导体、汽车、航空航天、医疗、生物、材料、地矿等众多领域的3D成像和4D动态成像的应用。当下CT系统多专注于三维成像，随着原位实验需求与日俱增，静态3D结果已无法满足科研和工业需求，TESCAN显微CT不仅可实现多尺度的高分辨（亚微米）、高通量三维成像，也可进行长时间连续扫描（几百小时）以及快速“4D”动态成像。本报告将展示如何使用动态CT对原本无法观测的连续变化或只能模拟仿真的实验实现实时观测。首届无损检测技术进展与应用网络会议为了推动我国无损检测技术发展和行业交流，促进新理论、新方法、新技术的推广与应用，仪器信息网将于2022年10月13-14日组织召开首届无损检测技术进展与应用网络会议。会议开设射线检测技术、超声检测技术、自动及智能检测技术、无损检测新技术四大专场，邀请无损检测领域专家老师围绕无损检测理论研究、技术开发、仪器研制、相关应用等方面展开报告，欢迎大家在线参会交流。一、主办单位：仪器信息网二、支持单位：吉林大学、钢研纳克检测技术股份有限公司三、参会指南：1、点击会议官方页面（https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/NDT）进行报名。2、报名开放时间为即日起至2022年10月14日。3、报名并审核通过后，将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接。4、本次会议不收取任何注册或报名费用。5、会议联系人：高老师（微信号：iamgaolingjuan 邮箱：gaolj@instrument.com.cn）

活细胞荧光成像是生命科学中不可或缺的研究工具。在荧光成像实验中，研究人员通常需将一个荧光团连接于细胞中的目标生物分子上。常用的荧光团包括荧光蛋白、量子点和小分子荧光染料等。其中，尺寸最小的小分子染料约为几个纳米，而多数生物分子本身的尺寸即在纳米级别。因此，如何进一步减小荧光团的尺寸，从而降低荧光标记对目标分子生物学功能的干扰是活细胞成像技术发展的一大挑战。 　　最近，生命科学联合中心陈兴研究组与北京大学生物动态光学成像中心黄岩谊研究组合作，开发了一种全新的活细胞成像技术，突破了成像标记基团的尺寸极限。为了实现这一目标，他们转向探索另外一种成像模式，即受激拉曼散射显微成像(Stimulated Raman Scattering Microscopy, SRS)。拉曼散射技术检测入射光与分子运动相互作用而引起的频率变化。一个化学键的振动即可产生特定的拉曼散射信号。基于这一特点，拉曼标记基团理论上可以小到一个化学键。 　　为了实现这一设想，两个研究组合作，发展了一种命名为&ldquo 生物正交受激拉曼散射成像&rdquo 的技术。自发拉曼由于散射截面小、灵敏度低，在生物成像的应用上受到很大的限制。近年来出现的受激拉曼散射成像技术极大地提高了成像的灵敏度和速度。在这项工作中，他们正是采用了这一前沿拉曼成像技术。同时，他们采用炔基作为拉曼报告基团。炔基的碳碳三键长0.12纳米，并具有较大的拉曼散射截面。更为重要的是，炔基的拉曼信号落在了细胞的&ldquo 拉曼静默区&rdquo (细胞中天然生物分子在1800 cm-1至2800 cm-1区间没有拉曼信号)。因此，炔基报告基团几乎没有背景干扰，即在拉曼光谱上&ldquo 生物正交&rdquo 。结合炔基代谢标记生物分子技术和受激拉曼显微成像技术，他们成功实现分子特异地标记成像活细胞的脂类、核酸、蛋白质和糖类。这一研究成果于近期发表于Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.201400328)。这项工作为活细胞成像提供了一种全新的技术，有望开启一系列荧光成像难以实现的研究。 　　北京大学博士研究生洪森炼和陈涛为该论文共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金委员会和科技部的资助。

2020年以来，红外热成像行业经历了一场蓬勃发展的浪潮，因其测量速度快、测量范围广、测量精度高、非接触等优点，让红外热成像设备遍布社会的各个角落。近年来，随着科技的不断发展和市场需求的持续增长，为红外热成像仪的制造和应用提供了更多的机会和可能性，也使得红外热成像仪的应用领域愈加广泛，包括：电力检测、工业控制、医学诊断、安防、无人驾驶等。为了帮助广大用户更深入地了解红外热成像技术的发展及应用，促进交流学习，仪器信息网特别策划了“红外热成像技术发展及应用”主题约稿活动。特别邀请贵单位参与此次活动，向更多用户展示红外热成像技术的最新研究成果、技术应用和市场趋势。采编稿件将收录到红外热成像技术专题内，并在仪器信息网平台全渠道推送。一、主办单位仪器信息网二、厂商约稿提纲1. 请介绍贵司概况，当前发展情况如何？2. 请介绍当前中国及全球范围内红外热成像行业的市场规模及现状？3. 目前贵司主推的红外热成像仪有哪些？并谈谈产品的核心竞争优势。4. 贵司推出的产品主要聚焦于哪个领域？解决了什么技术痛点？有哪些代表性的用户单位？5. 如何看待红外热成像行业未来的发展前景？三、 回稿要求您可以根据上述问题进行稿件撰写，也可以由此展开相关话题。包括但不限于红外热成像技术在各个领域的应用情况、技术发展趋势、市场前景等。同时，我们也非常欢迎贵单位分享红外热成像技术在科研、生产和生活等各个方面的应用案例和经验。1. 稿件字符数不少于800字，如有图片，图片像素应不低于300DPI；2. 稿件无抄袭、署名排序无争议，文责自负，请勿一稿多投；3. 投稿须为Word文档，本网编辑有权对文稿进行修改，如不同意请注明；4. 供稿人请提供姓名、单位、个人简介、照片等信息。四、投稿邮箱zhangxir@instrument.com.cn五、活动时间长期约稿仪器信息网编辑部2023年12月