原位液体环境

p 　　撰文：王文 /p p 　　在透射电子显微镜中，搭建nano-lab，原位观察纳米材料在外场，如力、热、光、电、磁等作用下的行为，对于纳米材料研究者已经并不陌生。目前，原位电镜研究进行地如火如荼，并取得了很多令人瞩目的成果。今天，就为大家简单介绍一下原位透射电镜技术中的一种——液体环境透射电镜(Liquid cell TEM)。 /p p 　　 strong 一、为什么要研究液体环境透射电镜技术? /strong /p p 　　绝大多数的液体，包括水和其他有机溶剂，有着较大的饱和蒸气压，无法在透射电镜的高真空环境中存在，因此在研究液体环境中纳米材料的行为时，需要构建液体存放单元，将液体与电镜中高真空环境隔离开来，这就需要利用Liquid cell TEM。Liquid cell TEM实际上就是通过微纳加工，制作液体存放单元(Liquid cell)，然后将它固定在普通样品杆或者专用液体样品杆头部，放入电镜进行观察。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/ad89408b-a05e-4162-a393-3ace84a9b2e2.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　 strong 　图 1. Liquid Cell 结构示意图 /strong /p p 　　 strong 二、原位液体透射电镜技术发展史 /strong /p p 　　In-situ Liquid cell TEM的雏形可以追溯到1934年，比利时布鲁塞尔自由大学的Morton，利用两片铝箔包裹样品的方法首次尝试活体生物样品的透射电子显微学研究，但是由于铝片及液体层较厚，其分辨率仅能达到微米量级。 /p p 　　近年来得益于微纳加工技术以及微流控技术的进步，Liquid cell的制备得到突破性进展。2003年F. M. Ross设计制作的原位电化学Liquid cell芯片，是近代Liquid cell制备的里程碑。其结构如图2所示，底层硅片沉积一层多晶金电极，与顶层硅片之间通过SiO2环垫片胶合形成电化学反应器，顶层硅片有两个容器，分别引出两个电极用来施加电偏压。使用时将液体注入，通过毛细作用流入观察窗口，然后将Liquid cell密封，放入电镜中观察。由于成像电子束需要透过100nm氮化硅薄膜窗口，以及接近1μm液体层空间分辨率仅为5nm。这种在两层硅片之间形成液体腔室，采用氮化硅薄膜做观测窗口的芯片，是后续很多改进Liquid cell的发展原型。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/472b1387-271a-44da-a837-6d00c56951ea.jpg" title=" 2.jpg" / /p p 　　 strong 图2 (A). Liquid cell示意图，(B)二电极Liquid cell光学照片(Rosset al., Nat. Mater., 2003, 532)。 /strong /p p 　　目前Liquid cell制作方式主要有两种，一类是closed cell，另一类是包含液体流通管道的flow cell(见图3)。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/f501f1c1-4897-4d45-a12b-57c2381ca6f6.jpg" title=" 3.jpg" / /p p 　　 strong 图 3. A.closed cell 三维结构示意图，B. 沿A图中横线横断面结构图(Zhenget al., Science, 2009, 1309)C. flow cell结构示意图(de JongeN et al., PNAS, 2009, 106). /strong /p p 　　2009年郑海梅报道了一种超薄氮化硅窗口Liquid cell如图3A& amp B，其氮化硅薄膜厚度仅为25nm，上下层芯片之间用超薄铟垫片键合形成Liquid cell室，观测窗口内液体层厚度约为200nm。在此基础上，2014年Liao等人对超薄氮化硅窗口Liquid cell技术进行改进，将氮化硅薄薄膜度进一步减小为13nm，液体层厚度约为100nm，有效地将空间分辨率提高到原子级。 /p p 　　2009年Neils de Jonge等人设计了开放Liquid cell，如图3C，在无需冷冻和干燥的条件下，原位观察完整细胞中的单个分子。其液层厚度约为7μm，空间分辨率可以达到4 nm。 /p p 　　除了采用氮化硅薄膜作为观测窗口，2012年Jong Min Yuk首次提出利用石墨烯薄膜制备Liquid cell，并原位研究了钯纳米晶体的生长过程，如图4。利用石墨烯作为观察窗口材料，可以有效较少甚至忽略电子散射进而实现原子级分辨率。随后，利用石墨烯作为电子束透射窗口，衍生出了多种复杂的石墨烯Liquid cell结构。特别的，2014年JongMin Yuk利用Liquid cell观察了硅纳米颗粒表面各向异性锂化过程，使得利用石墨烯Liquid cell进行电化学研究成为可能。但由于石墨烯薄膜很薄，很难放置常规的电化学电极，石墨烯Liquid cell用来研究电化学过程仍然受到很大的限制。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/d7943de3-4150-46a7-b462-f5f785b7233b.jpg" title=" 4.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 strong 图 4 石墨烯 Liquid cell 示意图(Li et al.,Science 2010,330). /strong /p p 　　Liquid cell TEM不仅可以用来原位观察液体环境中纳米材料的行为，还可以在Liquid cell芯片和液体杆上集成加热、冷冻元件，用于纳米材料功能性测试，极大地拓宽了透射电镜的研究范围。如Haimei Zheng 课题组Kai-Yang Niu等利用可加热Liquid cell，原位研究了柯肯达尔作用下，氧化铋空心纳米颗粒的形成过程。K.Tai利用冷冻平台，研究了结晶期间冰中的相变，以及结晶前表面与金颗粒的动态相互作用。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/a142ae6e-5b9c-46c5-805d-1c81aab4e20f.jpg" title=" 5.jpg" / /p p 　　 strong 图5. A.Hollownanoparticle growth dynamics via Kirkendall effect (Paul Alivisatoset al., Nano Lett,2013,13). B.The dynamic interactions of Aunanoparticles at the ice crystallization front (Dillon et al.,Microsc. Microanal, 2014, 330) /strong /p p 　　综上，目前Liquid cell芯片多是基于硅基衬底加工，窗口材料一般采用超薄氮化硅薄膜，Haimei Zheng课题组可以将氮化硅薄膜做到13nm左右，其他课题组以及商业化Liquid cell窗口材料一般做到30nm左右，窗口大小50*50μm。分辨率可以达到原子级，接近电镜固有分辨率。并且可以集成加热和冷冻功能，但对liquid cell稳定性要求较高，并不容易实现。 /p p 　 strong 　三、原位液体透射电镜技术的应用 /strong /p p 　　利用In-situ Liquid cell TEM可以观察纳米颗粒成核和生长的过程，用实验证明一直存在争议的问题，例如纳米颗粒液相生长过程中主导机制是单体附加，还是颗粒融合。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/deb70f24-dd19-4eba-8290-004651bb1c0e.jpg" title=" 6.jpg" / /p p 　 strong 　图 6. Video images showing simple growth by means of monomer addition (left column) or growth by means of coalescence (right column). (Zheng et al., Science, 2009, 1309) /strong /p p 　　可以研究异质纳米晶体生长过程 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 450px height: 246px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/d3a4a6f9-e362-45d2-9efc-3eb88e58cc1c.jpg" title=" 7.jpg" height=" 246" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /p p 　　 strong 图7. Comparison of Pdgrowth on 5 and 15 nm Au seeds. (a, d)Starting dark-field STEM images of a 5 nm(a) and a 15 nm (c) Au nanoparticles in 10 μM aqueous PdCl2 solution (samescale). (b,e) The same two particles after Pd deposition (84 s total beamexposure). (c, f) Schematic illustration of the Pd growth morphology for thetwo sizes of Au seed nanoparticles (E. A. Sutter et al., Nano Lett, 2013, 13) . /strong /p p 　　可以研究纳米颗粒自组装过程 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 450px height: 409px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/a1977cd7-4f4d-412b-a23d-ae50c19761d1.jpg" title=" 8.jpg" height=" 409" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /p p 　　 strong 图8.TEM images of NPassembly formed under electron beam irradiation (a,b) and drop casting (c,d) onSiNx TEM grid. The scale bar is 100 nm (Jungwon Park et al., ACS NANO, 2012, 6) . /strong /p p 　　可以研究锂离子电池锂化过程。Huang 等人在开放 Liquid cell 中原位研究锂离子电池锂化过程中,氧化锌纳米线的膨胀、伸长和螺旋行为。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/965878a3-55a6-46c9-b846-05e5d30fc04a.jpg" title=" 9.jpg" / /p p 　　 strong 图 9. Schematic of the experimental setup(Li et al.,Science 2010,330). /strong /p p 　　还可以用来观察一些生物样品。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/a94ef351-8826-4e37-be8b-e3ff343c362c.jpg" title=" 10.jpg" / /p p 　　 strong 图 10. Image of the edge of a fixed COS7 cell after 5-min incubation with EGF-Au(de Jonge N et al., PNAS, 2009, 106). /strong /p p 　　当然Liquid cell TEM的研究内容不仅局限于这些，感兴趣的可以阅读Hong gang Liao 2016年发表在Annu. Rev. Phys.Chem.的一篇综述文章Liquid Cell Transmission Electron Microscopy。 /p p 　　看到这里，估计有人会问，在研究过程怎么排除电子束对反应过程的影响呢?电子束的确是让人又爱又恨的存在，既需要利用它来成像，又不希望它与研究材料发生相互作用影响实验结果。不过，别担心，Liquid cell TEM领域大牛Ross已经为你提供了量化电子束影响的理论依据!说到这里，小编不禁要感叹，Ross是一位学术造诣很深又乐于分享的大牛。某次会议有幸向Ross当面请教，她非常nice地鼓励了我蹩脚的英语和并不成熟的想法，并且很耐心地给我讲解，我们刚入门的科研人需要这样优秀的偶像。 /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/ef62778c-b47c-42b7-af9f-ca7df8f18d17.jpg" title=" 00.jpg" / /p p 　 strong 　四、国内研究现状 /strong /p p 　　08年以来国内的透射电镜发展十分迅速，目前国内应该有超过60台带有球差校正的透射电镜，而且这一数字还在迅速增加。其中做Liquid cell TEM相关研究的课题组也有不少，并取得了不少重量级研究成果，鼓掌~~~~目前国内从事Liquid cell TEM研究的课题组主要有：浙江大学张泽院士、厦门大学廖洪刚教授、北京工业大学隋曼龄教授、上海交通大学邬剑波研究员、华东理工大学陈新教授，等。当然，还有弱弱的小编~(如有遗漏，恕小编才疏学浅)。 /p p 　　那么最后一个问题来了，想做in-situ Liquid cell TEM研究去哪里找芯片呢?目前Liquid cell芯片和液体样品杆已经部分商业化，如Hummingbird 和Protochip等，但其售价比较昂贵，适合土豪课题组。很多课题组仍然在使用自制液体芯片，或与其他国内微纳加工公司合作。 /p p 　　小编只是抛砖引玉，为大家做一下简单介绍一下，如有兴趣，可以先参阅Frances M. Ross, Honggang Liao, Xin Chen三位的综述文章。没错，其中有两位是中国人，而且目前在国内任职，小编是如此骄傲~~~ /p

p style=" text-align: center " strong 第三届电镜网络会议（iCEM 2017）特邀报告 /strong /p p style=" text-align: center " strong 原位液体电镜技术进展及应用 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 230" height=" 307" title=" 陈新.jpg" style=" width: 230px height: 307px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/d7e8f45b-1b89-4107-ab09-85d7ee4d1fe7.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 陈新教授 /strong /p p style=" text-align: center " strong 华东理工大学 /strong /p p /p p 　 strong 　报告摘要： /strong /p p 　　基于溶液体系进行先进材料的制备和表征在材料科学、凝聚态物理、化学、生物医药等诸多领域都有广泛的应用。对液体环境中发生的现象和过程进行实时高分辨分析具有重要的科学和应用价值。近年来兴起的原位液体电镜技术在国际上受到高度重视。本次报告对原位液体电镜技术近年来发展出来的各个技术分支和取得的研究成果进行一些综述，对本人参与和开展的一些原位液体电镜工作进行介绍，就本领域的现状和发展前景进行一些探讨。 /p p 　　 strong 报告人简介： /strong /p p 　　陈新，华东理工大学教授、博导、上海千人计划专家、上海市显微学学会理事。 /p p 　　1991年获清华大学现代应用物理系学士学位。1991-1996在中国科学院表面物理国家重点开放实验室工作。1996年-2000年在美国休斯敦大学物理系学习并取得理学博士学位。2001年-2008年在休斯敦大学先进材料中心工作，并于2006年获得助理研究教授的职位。2008年-2009年在美国应用光电子公司担任产品工程师。2010年-2011年在美国伊利诺大学厄巴纳——香槟分校任访问助理研究教授。2011年7月至今，华东理工大学材料科学与工程学院，教授。 /p p 　　发表学术刊物及国际会议论文110篇，其中在Nanoscale、Chemical Communications、Physical Review Letters、Scientific Reports, Applied Physics Letters等国际学术刊物上发表论文44篇。论文被引用1000次以上，编辑、共同编辑国际学术专著2部，撰写英文专著3章。长期为Advanced Materials、Nanoscale等20余家国际知名刊物担任审稿人，多次在国际学术组织及学术会议上担任领导职务。获得7项美国国家专利和2项中国发明专利，并获得美国Sigma Xi 研究成果奖与美国国家航空航天局太空行动奖。2011年入选上海千人计划。 /p p 　　 strong 报告时间：2017年6月21日上午 /strong /p p 　 strong 　立即免费报名： a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2017/" target=" _blank" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2017/ /a /strong br/ /p p style=" text-align: center " & nbsp a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2017/" target=" _self" img title=" 点击免费报名参会.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/c9793b9d-a3ec-4cb2-a453-330b3d0cbf03.jpg" / /a /p

集微网消息，天眼查显示，北京工业大学“原位透射电镜电学液体芯片及其制备方法”专利公布，申请公布日为6月9日，申请公布号为CN116242847A。图源：天眼查专利摘要显示，本发明涉及原位透射电镜技术领域，提供一种原位透射电镜电学液体芯片及其制备方法。原位透射电学液体芯片包括：功能芯片、盖板芯片和盖板；功能芯片包括：第一基底、第一薄膜承载层和金属电极层，金属电极层包括工作电极、对电极和参比电极导线；钝化保护层，部分覆盖第一薄膜承载层和金属电极层；盖板芯片包括：第二基底和第二薄膜承载层；盖板设置于功能芯片的顶部，覆盖储液槽。据悉，本发明提供的原位透射电镜电学液体芯片及其制备方法，在实现液体环境施加的基础上，将传统电化学领域的三电极测试体系引入透射电镜，可对液体环境中样品的电化学行为进行原子尺度原位动态观测的同时，完成电学信号的精确控制及采集。

一、项目基本情况项目编号：OITC-G240261656-2项目名称：中国科学院2024年仪器设备部门批量集中采购项目预算金额：1240.000000 万元（人民币）采购需求：1、采购项目的名称、数量：包号货物名称数量（台/套）用户单位采购预算（人民币）最高限价（人民币）是否允许采购进口产品19原位液体环境透射电镜1中国科学院理化技术研究所 900万元 / 是包号货物名称数量（台/套）用户单位采购预算万元（人民币）是否允许采购进口产品22超高分辨率激光共聚焦显微镜1国家纳米科学中心340是投标人须以包为单位对包中全部内容进行投标，不得拆分，评标、授标以包为单位。2、技术要求详见公告附件。合同履行期限：收到订单后15个月本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2024年07月25日 至 2024年08月01日，每天上午9:00至11:00，下午13:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：www.oitccas.com；北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层方式：登录“东方招标”平台www.oitccas.com注册并购买。售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：中国科学院理化技术研究所　　　　　地址：北京市海淀区中关村东路29号　　　　　　　　联系方式：010-82543812 　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：东方国际招标有限责任公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层　　　　　　　　　　　　联系方式：李媛 吴旭 冯宇图 010-68290524、010-68290510、010-68290550　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：李媛 吴旭 冯宇图 liyuan@oitc.com.cn电　话：　　李媛 吴旭 冯宇图 010-68290524、010-68290510、010-68290550

日前，由中国化学会电化学专业委员会会刊《电化学》、蔡司集团与厦门超新芯科技有限公司联合举办的第一届原位电化学显微分析论坛于厦门召开。蔡司显微镜携手厦门超新芯科技公司首次公开发布创新型原位液体电化学显微解决方案。本届论坛以“探微寻真‘液’视界”为主题，聚焦于电化学与新兴的高时空分辨原位显微技术的结合。电化学显微分析是通过电子显微镜，观察分析电化学领域材料的微观结构，并实时监测材料在电化学反应过程中的结构演变规律，对于设计新材料、开发新能源具有重要的意义。来自中国科学院、清华大学、厦门大学等院校相关专家、学者和产业界人士围绕电化学显微分析中的基础、前沿、发展和应用问题开展深入交流与探讨。会上，蔡司显微镜携手厦门超新芯科技公司首次发布了具有高品质成像和先进分析功能的原位液体电化学扫描电镜解决方案。“蔡司集团将从在中国生产不断转向在中国研发。”蔡司大中华区副总裁、显微镜事业部负责人张育薪博士表示，此次蔡司集团与超新芯强强联合是蔡司聚焦新能源行业发展助力中国新能源科研创新的重要举措，是蔡司深入推进中国本土化创新战略的落地。中科院院士、厦门大学化学化工学院孙世刚教授表示，电化学是达成“双碳”目标的重要支撑学科，当前是电化学发展的黄金时期，希望业界进一步推动国内基础研究、产业、仪器公司密切合作，共同发展中国原创的新技术和方法，为新能源产业发展贡献力量。业内人士认为，此次合作是高端科学仪器行业里中国企业与国际仪器公司合作的一个成功案例，将助力新能源等领域的科研创新。

p 【引言】 /p p 　　日益增加的环境污染与化石燃料消耗对清洁能源的开发和存储提出了越来越高的要求。Na-O sub 2 /sub 二次电池因具有理论能量密度高(1100 Wh/kg)和储量丰富等特点，有潜力成为下一代绿色大规模能源存储器件。然而，Na-O sub 2 /sub 电池研究仍处于初级阶段，复杂的反应机理及低循环稳定性是Na-O sub 2 /sub 电池面临的主要挑战。目前，研究者们通过改善电解液、电极结构等途径来提升钠氧电池的性能，但是针对其反应机理及失效机制的研究比较少，尤其是原位监测电池的充放电过程。反应机理与失效机制的研究对于钠氧电池的进一步研发起着至关重要的作用。原位透射电镜技术的发展为此研究的深入开展创造了新的契机。 /p p 【成果简介】 /p p 　　近日，法兰西公学院Alexis Grimaud研究助理(通讯作者)、Arnaud Demortie?re助研(共同通讯)和Jean-Marie Tarascon教授等研究人员应用原位透射电镜液体样品杆技术(Protochips公司)及快速成像技术，首次报道了Na-O sub 2 /sub 电池充放电过程中NaO sub 2 /sub 立方体生长演变过程的原位观测，并提出了其生长过程受限于NaO sub 2 /sub (溶剂)?NaO sub 2 /sub (固体)之间的平衡和可溶性产物的质量传输。同时，通过对电池充电过程的原位监测，阐明了溶剂化-去溶剂化平衡导致过氧化钠溶解的机理。最后，他们发现，随着钠氧电池充放电的进行，过氧化钠立方体表面逐渐形成一层壳层，钝化电极表面，阻止了氧气参与氧化还原反应以及过氧化钠的进一步形核，进而降低了电池的充电效率及循环稳定性。该研究揭示了Na-O sub 2 /sub 电池中过氧化钠的生长-溶解机理以及电池失效的机制，对于Na-O sub 2 /sub 电池的进一步研发提供了一定的理论基础。相关成果以“Operando Monitoring of the Solution-Mediated Discharge and Charge Processes in a Na?O sub 2 /sub Battery Using Liquid-Electrochemical Transmission Electron Microscopy”为题发表在Nano Letters上。法兰西公学院博士研究生Lukas Lutz为论文第一作者。 /p p 【实验方法】 /p p 　　电解液：分子筛处理乙二醇二甲醚(DME, 99.9%)溶剂5天以去除多余的水分 NaPF sub 6 /sub (99.9%)置于真空烘箱，80度保温24 h。氩气环境的手套箱(O sub 2 /sub , 0.1 ppm H sub 2 /sub O, 0.1 ppm)中制取0.5 M电解液。在原位电镜测试前将电解液溶解饱和的超纯O sub 2 /sub 。 /p p 　　原位电化学透射电镜测试：电镜型号，FEI-TECNAI G2 (S)TEM，200 kV。1. 首先利用空白溶剂排除电子束对于结果的影响：固定电子束剂量(10 e?/nm sup 2 /sup )照射空白溶剂360 s，观察溶剂的变化，防止电解液发生分解 确定该剂量，该照射时间，电解液未发生变化，即认为电子束照射对于实验结果没有影响。2. 微电池是两个由氟橡胶O-型垫密封的硅芯片构成，上芯片包括两个Pt电极，一个玻碳电极，500 nm厚的SU-8聚合物绝缘层，50 nm厚的Si sub 3 /sub N sub 4 /sub 窗口 下芯片包括500 nm绝缘层，50 nm Si sub 3 /sub N sub 4 /sub 窗口。3. 用带螺丝的不锈钢片将装好的芯片压在O-型垫上以维持密封效果。4. 将此微反应器固定在样品杆顶端，采用蠕动泵通入流速为0.5-5 μL/min的电解液 在通入电解液之前一定要用超纯氩气冲洗微电池及管路。 /p p 【图文导读】 /p p style=" text-align: center " strong 图1 Protochips液体样品杆及NaO sub 2 /sub 生长-氧化机理示意图 br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/2623ba3e-18dd-4077-9804-be4e0686c5a1.jpg" title=" 图1 Protochips液体样品杆及NaO2生长-氧化机理示意图.png" alt=" 图1 Protochips液体样品杆及NaO2生长-氧化机理示意图.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong (a) 用于原位电化学测试的(Protochips公司)顶端示意图 (b-c) 芯片展示图 (d) 芯片的剖面图 (e)充放电过程中NaO sub 2 /sub 生长-氧化机理图。 /strong /p p 　　要点：利用Protochips公司产的Poseidon 510透射液体原位样品杆揭示了Na-O sub 2 /sub 电池中NaO sub 2 /sub 生长-氧化机理。 /p p style=" text-align: center " strong 图2 NaO sub 2 /sub 显微结构图 br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/81e4f4cc-9254-4622-8fbe-f3071d682258.jpg" title=" 图2 NaO2显微结构图.png" alt=" 图2 NaO2显微结构图.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong (a-b) Swagelok电池得到的NaO sub 2 /sub SEM图 (c-d) TEM微电池得到的NaO sub 2 /sub TEM图 (e-f) TEM微电池得到的NaO sub 2 /sub HAADF-STEM图。 /strong /p p 　　要点：Swagelok电池(a-b)与TEM原位微电池(c-f)得到NaO sub 2 /sub 产物结构比较。结果显示，两种方法得到的NaO sub 2 /sub 产物结构类似，证明Poseidon 510透射液体原位样品杆能为电池提供工作的真实环境。 /p p style=" text-align: center " strong 图3 电池放电过程中NaO sub 2 /sub 结构演变图 br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/4aa90ca5-389d-437b-a120-cd45cec9d5bb.jpg" title=" 图3 电池放电过程中NaO2结构演变图.png" alt=" 图3 电池放电过程中NaO2结构演变图.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong (a, e) 电池放电过程中NaO sub 2 /sub 结构演变的TEM图 (b) NaO sub 2 /sub 颗粒的TEM图 (c) NaO sub 2 /sub 颗粒生长时间曲线图 (f) 电池放电结束形成的NaO sub 2 /sub 颗粒TEM图。 /strong /p p 　　要点：电池放电时，溶液相沉淀析出导致NaO sub 2 /sub 纳米立方体的产生，生长速率受限于其质量传输效率。 /p p style=" text-align: center " strong 图4 核壳结构的演变过程图 br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/82ecd2fa-bc23-4762-bce7-d2f160a84dec.jpg" title=" 图4 核壳结构的演变过程图.png" alt=" 图4 核壳结构的演变过程图.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong (a) 核壳结构演变的TEM图 (b) 外层生长的时间曲线图 (c) 核壳结构的TEM图。 /strong /p p 　　要点：揭示了电池放电过程中核壳结构的演变规律：放电90 s时，壳层厚约200 nm。 /p p style=" text-align: center " strong 图5核壳结构的成分分析图 br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/ef8ee95c-9bc1-4f4f-a4cd-d2cc1c46ff2f.jpg" title=" 图5核壳结构的成分分析图.png" alt=" 图5核壳结构的成分分析图.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong (a, e) 电池放电结束后NaO sub 2 /sub 的HAADF-STEM图 (b) 核壳结构的TEM图 (c-d) 核壳结构的EDX图 (f) 核壳结构的SAED图。 /strong /p p 　　要点：核壳成分确认：NaO sub 2 /sub /NaOx/organic carbonates( Poseidon 兼容于TEM内的多种探测器，其中包括高角度的EDS探测器)。 /p p style=" text-align: center " strong 图6电池放电过程中CO sub 2 /sub 释放量的监测图 br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/e52b1e18-e358-41ba-b03c-2bd4954b059b.jpg" title=" 图6电池放电过程中CO2释放量的监测图.png" alt=" 图6电池放电过程中CO2释放量的监测图.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong (a) 电池放电曲线图 (b) 电池充放电过程中CO sub 2 /sub 的释放曲线图 (c) 放电过程中12CO sub 2 /sub 及13CO sub 2 /sub 释放曲线图。 /strong /p p 　　要点：同位素标记法验证了有机壳层组分(b)及来源(c)：大部分来自于电解液的分解 随着电流密度的增加，电极表面的分解加剧。 /p p style=" text-align: center " strong 图7电池充电过程中NaO sub 2 /sub 氧化过程的监测图 br/ img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/f802d45c-bed8-46a7-a1bb-bb42960bd2de.jpg" title=" 图7电池充电过程中NaO2氧化过程的监测图.png" alt=" 图7电池充电过程中NaO2氧化过程的监测图.png" / /strong /p p style=" text-align: center " strong (a-d) 电池充电过程中NaO sub 2 /sub 结构演变的HAADF-STEM图 (e-h) 单个NaO sub 2 /sub 立方体在充电过程中高度曲线图图 (i) 电池放电结束后NaO sub 2 /sub 颗粒的HAADF-STEM图。 /strong /p p 　　要点：电池充电时，NaO sub 2 /sub 结构演变原位监测(a-d)：其氧化过程是由外至内逐步进行的，放电过程形成的壳层结构得以保留(i)。 /p p 【小结】 /p p 　　该文章采用原位透射电镜技术原位监测了Na-O sub 2 /sub 电池的充放电过程，首次报道了Na-O sub 2 /sub 电池中NaO sub 2 /sub 的形核-生长机理 证实了电池充电过程中过氧化钠的溶解机理 并原位观测到了过氧化钠表面壳层的形成过程，阐明了电池低充电效率及循环稳定性的机制，为高性能钠氧电池的设计指明了方向，提供了新的思路，同时推动了原位电化学透射电镜技术的发展。 /p

p 　　近日，中科院大连物化所能源研究技术平台核磁技术研究组(DNL2004)自主研制一套电化学-液体核磁共振联用装置，已成功实现二氧化碳电还原、乙醇和葡萄糖电氧化的核磁共振原位表征，现向所内外开放检测服务。 /p p 　　核磁共振是一种无损的检测方法，不会对测量体系产生干扰，同时核磁共振具有极高的能量分辨率，可以分辨被检测原子周围微小的化学环境变化，因此十分适合用于原位检测。但其局限在于其质量灵敏度低，测量信号时要求样品的量较多。电化学-核磁共振(EC-NMR)是一类结合电化学和核磁共振方法、可实现亚赫兹谱分辨率或微米范畴空间分辨率(磁共振成像)的原位光谱电化学检测技术。其中，电化学-液体核磁共振通过恒电位仪监测调控电化学反应中电势电流的变化，同时通过液体核磁共振提供电化学反应中间体和产物、反应动力学等信息，实现电化学和核磁共振数据的平行采样。电化学-液体核磁共振原位检测可广泛用于评价电催化剂、辅助了解电催化反应机理和实时监测反应动力学等，在燃料电池、二氧化碳电催化转化和平台化合物制高值化学品等方面有广阔的应用前景。 /p p 　　电化学与核磁联用最大的挑战在于电化学中必不可少的电流会严重降低核磁共振检测回路的品质因素，使得核磁共振的质量检测灵敏度进一步降低。同时，电化学体系中导电的电极材料也会降低核磁共振的灵敏度，体系的均匀性也会受到影响。 /p p 　　在研制过程中，物化所该团队通过屏蔽线缆和低通滤波器等措施，解决了核磁共振和恒电位仪之间的相互干扰；通过三电极和核磁管的特殊设计，提高了检测灵敏度和谱峰分辨率。该装置具备二氧化碳/氮气等气氛下电催化核磁共振原位检测和电催化剂低温反应监测与评价能力。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/7b286222-a7e5-4076-b33c-da6c4d034fa6.jpg" title=" W020200723347476254754.jpg" alt=" W020200723347476254754.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 利用自研电化学-液体核磁共振联用装置获得的原位表征谱图 /strong /p

表面上的单个原子或离子，影响从成核到电化学反应以及多相催化的多个过程。透射电子显微镜(TEM)是一种主要的方法，可用来可视化的各种衬底上的单个原子。它通常需要高真空条件，但已被开发用于液体和气体环境中的原位成像，其结合的空间和时间分辨率是任何其他方法所无法比拟的，尽管有电子束对样品的影响。当使用商业技术在液体中成像时，包裹样品的窗口和液体中的电子散射，通常将可达到的分辨率限制在几个纳米。另一方面，石墨烯液体电池，实现了液体中金属纳米颗粒的原子分辨率成像。在此，来自英国曼彻斯特大学的Roman Gorbachev&Sarah J. Haigh等研究者展示了一个双石墨烯液体电池，其由中心的二硫化钼单分子层组成，再用六方氮化硼间隔层与两个封闭的石墨烯窗口隔开，这使得在盐溶液中以原子分辨率监测单分子层上铂吸附原子的动力学成为可能。相关论文以题为“Tracking single adatoms in liquid in a Transmission Electron Microscope”于2022年07月27日发表在Nature上。石墨烯，具有极薄、高机械强度、低原子序数、化学惰性、不渗透性和清除侵略性自由基的能力，是原位TEM电池的理想窗口材料。初始的石墨烯液体电池(GLC)设计，依赖于两个石墨烯薄片之间液体囊的随机形成，因此，在长时间的电子暴露下，其产率较低，稳定性较差。更先进的设计，包括了SiNx或六方氮化硼(hBN)的图案间隔层来定义液体袋，从而改善了GLC几何形状和实验条件的控制。在此，研究者开发了一种双石墨烯液体电池(DGLC)，用于在透射电镜中研究原子薄膜上单个溶剂化金属原子的运动。这是由于非原位STEM研究表明，液体环境的选择，可以改变金属原子从纳米团簇到单个原子的分布，但原位实验探测这种行为是不可行的，甚至在早期的研究中，单个原子在液体中的成像被证明是难以捉摸的。研究者的重点是MoS2上的Pt，已有的丰富数据使其成为探索原子分辨率液体电池显微镜的局限性和潜力的理想模型系统。DGLC如图1a所示，由两个hBN间隔层组成，每层数十纳米厚，中间夹有二硫化钼(MoS2)单层。两种hBN间隔都包含用电子束光刻和随后的反应离子蚀刻预图纹的空洞。利用堆栈顶部和底部的几层石墨烯(FLG)将液体样品困在空隙中。原子平面的hBN晶体与石墨烯和MoS2形成密封；如果电池局部破裂，这可以防止渗漏，单个细胞之间的液体转移和液体的完全损失。研究表明，通过对70000多个单吸附原子吸附位点的成像，研究者比较了吸附原子在完全水合和真空状态下的位置偏好和动态运动。研究发现，与真空相比，吸附原子在液相中的吸附位分布有所改变，扩散系数也有所提高。这种方法，为单原子精度的化学过程原位液相成像铺平了道路。图1. 双液电池的设计图2. 水溶液环境中单Pt吸附原子在MoS2上的吸附位点图3. 在液槽和真空中的首选吸附位点图4. 使用最近邻链接的单原子跟踪综上所述，尽管强调了理解电子束效应和对复杂水合体系中原子行为进行补充理论研究的重要性，但本文的结果表明了测量固液界面上吸附原子运动的能力。该实验技术广泛适用于不同的材料系统，并提供了一种在不同环境中获得以前无法获得的原子解析、动态、结构信息的途径，适用于物理科学中的许多不同系统。文献信息Clark, N., Kelly, D.J., Zhou, M. et al. Tracking single adatoms in liquid in a Transmission Electron Microscope. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05130-0

日前，仪思奇（北京）科技发展有限公司杨正红总经理在长沙举办的“锂电及多孔材料的粒度和形貌表征技术进展研讨会”上高调介绍了Xigo系列胶体和悬浮液颗粒比表面积分析仪。在液体中测颗粒的比表面积？是的，你没有看错——测定胶体、乳液和悬浮液中颗粒的比表面积！ 有什么用途？ 浆料体系的颗粒比表面积与颗粒在体系的分散状态有关。比表面积能反映材料的许多性能，例如：涂料的遮盖能力，纳米颗粒的改性和包覆效果，乳液或浆料配方的稳定性，催化剂的活性、药物的疗效以及食物的味道等等。但是，目前的经典方法是气体吸附法测干燥固体的比表面。然而，绝大多数的样品无论是在生产过程中还是最终使用时，却都是分散在液体中，通过制浆过程形成终产品。因此，必须知道样品在悬浮液状态下的比表面信息，而固体样品的比表面积不具有代表性。美国Xigo Nanotools公司为我们提供了革命性的技术手段，使得电池隔膜用陶瓷浆料、锂电池正负极浆料、电子浆料、墨水、石墨烯和碳纳米管浆料以及原料药批次间的质量控制有了快速简便的解决方案，并且结合美国分散技术公司（DT）的声学技术，可为浆料体系和纳米粒子的粒度、表面化学状态或吸脱附状态及微观电学性质的研究，为破解导致不同批次之间差异和配方不稳定的原因提供了强有力的武器。 什么原理？Xigo系列采用专利的核磁共振技术（中国专利号：ZL200780016435.3），探知乳液或悬浮体系中“颗粒”与“溶剂”之间的表面化学、亲和性、浸润性，并在该状态下计算颗粒的比表面积。这一划时代的分析手段可以直接测量悬浮液，无需样品处理，无需稀释，无颗粒形状的限制，测量过程仅需5分钟，对研磨和粉碎过程可基本实现实时监控。因此，该方法对任何大小、任何形状的固体或液体颗粒，特别是高浓体系样品是最理想的选择。由于软件可以自动设定所要优化的测量参数，操作者几乎不经培训即可操作，它将在品质管控和改善、缩短开发时间和工艺配方的筛选等方面提供助力。 仪思奇科技同时宣布，即将引进法国高端技术公司（Cordouan Technologies）的产品进入中国，包括Vasco kin原位时间分辨纳米粒度分析仪和MAGELLAN（麦哲伦）痕量纳米颗粒浓度测定仪。 Vasco kin 的突出特点就是不接触样品，原位远程测定包装物及反应釜中的粒度分布及随时间的变化，具有极高的分辨率，并且可以和其它分析手段联用。为制药行业的反应监测和药瓶中的蛋白质聚集体纳米阶段的生成监控，甚至监控和研究中药汤剂在加热过程中的粒度变化都提供了有效的技术手段。同时，也是环境科学、功能化油墨，油田化学、锂电材料、催化剂、化妆品和食品等领域的动力学研究工具。 MAGELLAN（麦哲伦）痕量纳米颗粒浓度测定仪用于水中纳米颗粒的痕量表征，灵敏度高于传统的动态光散射技术一万倍，浓度测定低至ng/L的范围，可对10nm到1000nm之间的颗粒进行计数，为水处理在线监测、超纯水监测、滤膜效率及完整性监测以及过滤工艺、污染检测等提供了前所未有的计数手段。结合法国ZetaCAD流动电位分析仪，MAGELLAN将引领我国膜分析技术跨上新台阶！仪思奇（北京）科技发展有限公司是“产学研商网”一体的仪器技术研发及应用推广的仪器科技创新与服务平台。公司致力于在新能源领域、生物医药、催化基础与应用研究等领域的颗粒特性表征的前沿仪器产品和技术的引进与推广。自2019年6月起，仪思奇（北京）科技发展有限公司正式成为美国XIGO NANOTOOLS公司在中国区的总代理，全权负责该公司全系产品在中国境内的推广销售及售后服务工作。法国高端技术公司（Cordouan Technologies）全新纳米测量仪器的引入，更是填补了国内纳米科学研究技术手段的空白，对仪思奇目前拥有的Occhio图像法粒度粒形和zeta电位分析技术，超声法粒度和zeta电位分析技术是一个完美的补充，使公司能够提供（粒度）从纳米到厘米，（固含量）从极稀到极浓的体系的全方位解决方案，纳米颗粒分析研究将如虎添翼！

德国HYDRO-BIOS公司AFIS液体自动注射采水器基于mRNA水下原位固定技术的自动采水器Automatic Fluid Injection Sampler AFIS 设备特点： ü 高压注射实现数秒内快速固定样品ü 最优的注射系统实现注射液体的均匀分布ü 用户可选择注射的液体ü 注射液体的体积可编辑ü 采样过程的时间表可编辑ü 可以用于常见的多通道水样采集系统 AFIS发明人Dr. Guenter Jost： Jost博士于1983年获罗斯托克大学博士学位，曾任中德合作项目“海洋微生物生态功能”德方首席科学家（1996-2000）、智利Cato-lice del Norte Coquimbo大学 (1995)、厦门大学环科中心 (1998)、生命学院 (2002)客座教授。目前承担TRUMP、JGOFS、GOBEST、DFG项目中的 “细菌在海洋微食物网中的作用”、“水体具氧与无氧界面Mn、N循环过程中的细菌活性”、“海洋无机化能硝化细菌”、“水体细菌和噬菌体相互作用”等方面的研究，现任中德合作项目“不同水环境中土著噬菌体与其宿主细菌共存系统的研究”德方首席科学家。在ISME、Environ Microbiol、Appl Environ Microbiol等国际知名杂志发表多篇论文。http://www.io-warnemuende.de/guenter-jost-en.html 设备介绍: 微生物是驱动几乎所有的生物地球化学循环的催化剂。因此了解关于微生物的丰度、多样性以及在周围环境中的活动不仅是微生物学家研究的基本领域，对于理解地球基础循环也是非常重要的。免培养法用于推断原核细胞的新陈代谢作用，以便分析元转录组。 在海洋微生物代谢的过程中，最大的难题在于mRNA稳定性很差，在自然环境中很容易降解，因此在实验室环境中无法客观研究微生物DNA在特定环境（水深、温度、盐度、溶解氧等）中的表达。德国HYDRO-BIOS公司历时三年设计出一款最新的智能采水器--AFIS。此采水器可以在采样的同时，向采水瓶内快速均匀地注射一定量的固定剂，可瞬间固定样品中微生物的mRNA。这些被固定的mRNA在实验室可以反转录成DNA，再将这些DNA进行PCR扩增，从而可以研究微生物在特定环境中的选择性表达。 喷射时间、速度、喷嘴数量经过反复测试，保证最佳的固定剂注射效果 用球形阀代替卡盖封闭采样桶，防止封闭瞬间在桶内造成的压力差影响细菌和微生物活性状态。内置试剂袋方便更换，可根据需求更换不同的固定剂。 从构思到量产，历时数年: 原始设计思路 → → → → 原型机 → → → → 工业设计思路 → → → 完美的AFIS 应用领域: ü AFIS以其独有的mRNA水下原位固定技术，可以作为细菌研究、生物遗传信息传递、表达的最匹配的支撑设备，是国际海洋细菌及微生物研究的一项划时代的技术突破。ü AFIS可以独立使用，在水中现场采集水样并对其中细菌、微生物等的mRNA进行固定。ü 可以固定在其他大型设备上，如CTD采水器、ROV、Lander等，在进行其他调查项目时同时采集水样。 与CTD采水器的完美兼容: AFIS的一个重要应用是与CTD采水器配合使用。AFIS可以与国内用户广泛使用的CTD采水器完美兼容。在采样触发机制、硬件安装等方面，德国HYDRO-BIOS公司、美国Sea Bird公司的CTD采水器都已经成功实现与AFIS的完美兼容并通过测试。 在与德国HYDRO-BIOS公司的CTD采水器配合使用时，只需将原有的卡盖式采水器拆下，替换为AFIS即可。在与美国Sea Bird公司的CTD采水器配合使用时，原来的2个卡盖式采水器瓶位，可以替换为1个AFIS。不仅提高了CTD采水器主机的利用率，而且节省了宝贵的科研经费。 技术参数: 尺寸： 20 x 20 x 65 cm空气中重量： 20 kg最大操作水深： 标准3000m，选配6000m材质： 工业陶瓷，PVDF，PTFE，POM，钛，AISI 316不锈钢，FKM，FFKM电源： LiFePO4电池，2500mAh支持协议： 多达100条操作协议采样方法： 通过CTD采水器机械启动，深度启动，时间启动或依赖运动启动(可编程)采样器体积： 2000ml注入液体体积： 最大250ml(可编程)注射压力： 700至50kPa 利用AFIS所获得的成果: Thaumarchaeal分布和amoA基因表达图为波罗的海中心的化学剖面图。红点标记了采样站284 (Landsort Deep, 58135.00N, 18114.060E)和271 (Gotland Deep, 57119.890N, 20110.280E)的位置，其中的数据是2008年8月和2009年9月采样期间所记录的各项化学参数。虚线标记了采样深度：118米（Gotland Deep 2008）,89米（Landsort Deep 2008）和72米（Landsort Deep 2009）。 AFIS在采样方法上的创新 AFIS自动液体注射水样采集器订购信息：436 430 AFISsingle 自动液体注射采集器 单瓶版本容积为2 L 集成压力传感器 最大采样深度3000m 电源：可充电LiFePO4电池，2500mAh 包含基于Windows系统的OceanLab3软件 436 430/DS AFISsingle 自动液体注射采集器 单瓶版本容积为2 L 集成压力传感器最大采样深度6000m 电源：可充电LiFePO4电池，2500mAh 包含基于Windows系统的OceanLab3软件 436 431 AFISsingle试剂袋 材质：5层热塑性聚烯烃(无PVC)，10个/包 436 432 AFISsingle试剂袋专用快速连接器集成了自动阀门创新点：高压注射实现数秒内快速固定样品 最优的注射系统实现注射液体的均匀分布 用户可选择注射的液体 注射液体的体积可编辑 采样过程的时间表可编辑 可以用于常见的多通道水样采集系统 德国HYDRO-BIOS公司AFIS液体自动注射采水器

两亲分子在选择性溶剂中发生自组装，可形成多种高级结构。在生物系统中，两亲分子的组装形成细胞膜，运输载体和反应容器，其具有精确控制的尺寸和含量。在合成系统中，表面活性剂，磷脂和嵌段共聚物形成各种两亲性结构，例如胶束，囊泡，环形和双连续结构，其可用于生物医学，食品科学，分离科学和模板合成等。为了设计特定的结构，并实现一般在自然界中观察到的精确控制，需要了解组装过程的热力学和动力学过程。尽管之前的研究做出了重大努力，两亲自组装结构演化的分子机制仍未完全解决，特别是在控制失衡-平衡途径方面。两亲性自组装结构可以通过自上而下或自下而上的方法制备。对于嵌段共聚物体系的自下而上组装而言，其自组装过程的第一步一般是球形胶束的形成，其可以稳定或转化成其他结构，例如圆柱体或囊泡。众所周知，在特定条件下，均聚物溶液可以进行液 - 液相分离，由旋节线分解过程形成富含聚合物的液滴。Sato和Takahashi理论上描述了在弱两亲性条件下两亲共聚物体系中如何发生相分离，但对于其他两亲性过程中的相分离过程并未进行讨论和验证。近日，来自荷兰Eindhoven University of Technology的吴杭隆和Alessandro Ianiro等人于Nature Chemistry杂志上发表了题为“Liquid–liquid phase separation during amphiphilic self-assembly”的文章，文中作者利用DENSsolutions 原位液体样品杆结合透射电镜首次直接观察到囊泡的形成过程，显示了液体前体相的形成并揭示了相分离在囊泡形成过程中的作用，对Sato和Takahashi的理论框架进行了修正，证明相分离应该在各种两亲系统的自下而上自组装过程中发生。对于高分子材料而言，因其不耐受电子束辐照，对于这类材料以往均是采用冷冻电镜进行表征，本文中作者利用DENSsolutions的原位液体杆结合普通透射电镜进行实验，得到了与冷冻电镜相比，分辨率仍然很好的照片，同时还可以观察到原位过程。这对于很多仅可以使用冷冻电镜完成的实验提供了新的实验思路。

众所周知，原子力显微镜（AFM）对液体中的样品表征十分重要。然而，传统的基于激光反射探测原理的AFM对液体中样品表征存在着诸多不尽如人意的方面。 先，制备传统AFM所用液体样品的时间较长，对扫描样品的尺寸限制多。为了避免液体对传统AFM的激光反射光路产生影响，人们通常会把测试样品通过多个步骤制备在AFM专用的液体腔中。整个制备流程复杂费时。同时，传统的AFM通常不能对较大尺寸的样品进行扫描，例如厘米骨骼样品。这大地限制了医学等学科对各类器官组织的研究。 二，传统的AFM在对液体中样品的表征模式方面存在一定的限制。由于传统AFM在扫描液体中的样品时可能会涉及到AFM探针在大气和液体两个相中的转换。为了避免探针在液气两相转换过程中所出现的问题，基于激光反射原理的AFM在测量液体中的样品时通常使用接触模式（Contact Model），不使用轻敲模式（Tapping Model）。然而对于表面敏感的样品而言，接触模式在扫描过程中接触样品表面时间长，对样品扫描时施加的力大，容易损坏样品表面形貌。 三，传统基于激光反射原理的AFM不能对不透明液体中的样品进行扫描表征。由于传统AFM的成像机理，这类的AFM不可能把探针伸入不透明液体，然后对液体中的样品进行扫描。然而，在生物学等领域，把探针伸入不透明液体对样品进行扫描又是非常必要的研究。因为，细胞在不透明液体（例如血液）和透明缓释液中的状态是不一样的。 四，传统的AFM由于体积原因很难和其他表征设备联用，例如与荧光显微镜进行协同原位表征。 为了解决传统基于激光反射原理AFM在液体中测量样品过程中所遇到的问题。Quantum Design公司推出了基于全电系统的生物学AFM-AFSEM。使用AFSEM对液体中样品表征时，无需繁琐的制样过程，扫描探针进入液体中直接扫描即可[1]。在扫描模式上，AFSEM可在对液体中样品扫描时提供接触和轻敲两种模式，扫描过程中尽可能减少对样品的损伤。由于AFSEM是一款基于全电系统的AFM，可以在不透明液体中对样品进行扫描。突破性地解决了以往AFM不能在不透明液体中扫描样品这一难题。后，由于AFSEM的体积仅有手掌大小，如图1所示，AFSEM可以与各种光学显微，电子显微镜，FIB等多平台结合。图1. AFSEM原子力显微镜实物图。A) AFSEM的两种型号。左侧为AFSEM 1.0，右侧为AFSEM Nano。B）AFSEM 1.0尺寸大小示意图。图2. AFSEM在1：8（血液：水）稀释的血液中扫描样品的结果。A) AFSEM在液体中扫描样品的特写。B）在液体中获得的血红细胞血影的形貌图。图中比例尺为10 μm。 图3. 在不同透明度液体中扫描TGZ2 AFM标样的结果。A）表样浸在牛奶液体中。B）牛奶液体中获得的TGZ2 AFM扫描结果。图中比例尺为为10 μm。C）在去离子水液体中扫描标样的结果。D）血清中扫描标样的结果。E）未稀释血液中扫描标样结果。 图4. AFSEM在不同液体中扫描HS-500MG AFM XYZ标准样的结果。图中上半部分为去离子水中的扫描结果，下半部分为在未稀释的人体血液中获得的结果。扫描速度从左至右从30 μm/s增加到750 μm/s。 图5. 装在SEM中的AFSEM对大尺寸骨骼样本进行多维度原位表征。A）AFSEM对大尺寸骨骼样品表征示意图。B）把AFSEM放在SEM样品腔体中。C）在SEM中获得骨骼样品原位形貌信息示意图。D）C图中白色虚线部分的放大图。E）D图中彩色部分的三维立体结果。 Quantum Design公司拥有一只强大专业的定制化团队，可以根据用户的要求将AFSEM与光学显微镜，电子扫描显微镜，聚焦离子束加工设备，荧光显微镜等设备进行整合。下图为2021年9月Quantum Design公司为斯坦福大学定制的AFSEM系统[2]。图6. 2021年9月Quantum Design公司为斯坦福大学安装定制的AFSEM系统。A)斯坦福大学Fritz Prince教授和Quantum Design工程师在定制AFSEM系统前合影。B）为教授定制的AFSEM系统。定制系统方案为在FEI Teneo电子显微镜的样品腔中将AFSEM与Kleidiek八探针电学测量平台进行整合。 参考文献：[1]. Michael Leitner, Hannah Seferovic, Sarah Stainer, et al.Atomic Force Microscopy Imaging in Turbid Liquids: A Promising Tool in Nanomedicine. Sensors, 2020,20,3715.[2]. https://www.qd-microscopy.com/2021-august-microscopy-virtual-conference-2021/

p 　　由塔夫茨大学科学家研发的一种新型无创检测技术，仅需患者的尿液样本，就能比当前应用的侵入性临床筛查技术更加简单和精确的预测膀胱癌的发生。经验证，这项基于原子力显微镜(AFM)的液体活检技术，在膀胱癌的检测上特异性达到了82%-98%!灵敏度更是超过了90%! /p p 　　这项研究最新发表在国际顶级期刊《PNAS》上。值得注意的是，这也是原子力显微镜首次成功的应用于临床诊断。研究人员通过原子力显微镜，对癌症患者尿液中的细胞进行纳米级别的观察，发现癌症患者尿液中的细胞具有独特的特征。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/d31aaeef-4e3e-4385-bc7b-b42f3ebea2fc.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 显微镜探针对细胞表面进行“描绘” /span br/ /p p 　　研究人员强调，这项无创技术不仅可用于膀胱癌的检测，对于上尿路、尿道、胃肠道、结直肠、宫颈以及呼吸系统癌症的检测同样潜力无穷。不仅如此，这项技术还可用于监测细胞对各种药物治疗的反应。因此，这项新型检测方法可能为诊断成像的发展指明了全新的方向! /p p 　　膀胱癌是最常见的恶性肿瘤之一，在我国发病率居所有泌尿系统肿瘤首位。据2015年中国癌症年报统计，我国约有8.05万新患者，约有3.29万人死于膀胱癌。膀胱癌由于具有易复发、治疗周期长、单次治疗费用较高等特点，其治疗费用居于实体肿瘤首位。 /p p 　　膀胱癌患者术后即使进行辅助治疗，术后1年复发率仍可达15%-61%，术后5年复发率可达50%-70%。因此，早期诊断和发现肿瘤对于膀胱癌的治疗和降低术后复发率十分重要。对于早期检测发现膀胱癌的患者，5年生存率甚至可达到95%! /p p 　　目前，尿脱落细胞学检查和膀胱镜检查是临床上诊断膀胱癌最可靠的方法。传统的尿脱落细胞学检查虽为无创检查，但敏感性低，易受到结石、炎症等因素的影响而出现假阳性结果。 /p p 　　而膀胱镜检为有创检查，且对于肉眼见不到的微小肿瘤容易造成漏诊。对于已经接受治疗并处于缓解期的患者而言，需要每3-6个月进行一次侵入性的膀胱镜检查，不仅费用昂贵且会带来巨大不适。因此，寻找敏感性高、特异性强、无创、无痛苦、相对经济、能长期随访的膀胱癌早期诊断方法成为研究的热点。 /p p 　　而当前这项研究所研发出的无创诊断技术比侵入性的膀胱镜检查要更加精确，不仅能够显著的降低患者的治疗成本，还能极大的减少患者的不便。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/1b2a3871-f6e6-4427-9b8a-6612004f9ffd.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 检测流程示意图 /span /p p 　　而实现这一切所需要的仅仅只有尿液样本!通过最新的液体活检技术，研究人员不仅能更加轻松的筛查有家族病史的健康个体，而且还能潜在的检测出癌症发展的阶段。不仅如此，利用这项技术能够更加有效的监控患者治疗后的进展。 /p p 　　这项技术就是基于原子力显微镜的影像学诊断技术!原子力显微镜通过微悬梁臂上的探针对细胞的表面进行“描绘”，探针在经过凹凸不平的细胞表面时会发生不同程度的微小偏移，记录下这种偏移后，研究人员就能够描绘出细胞表面的纳米级特征图谱。此外，探针的“摆动”还能够检测出样本的一些物理学特征，比如细胞的粘附力等等。 /p p 　　近年来原子力显微镜已成为微小生物结构不可缺乏的探测工具。主要原因是因为电子显微镜必须在真空环境下操作，而生物体离不开体液也不能在真空中存活。所以，对于生物体的纳米级观测，原子力显微镜成为唯一工具。原子力显微镜不仅可针对生物样品表面撷取影像，也可以探测生物体内的纳米级力学性质(比如实验探测DNA的拉伸强度值)。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/6e56182b-f74c-4f05-8217-eda02aa5e60c.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p 　　　　原子力显微镜的基本架构图，主体结构为一个微悬臂梁，悬臂梁的自由端设有一探针。探针尖端的曲率半径约数个纳米，它与试体间存在分子间作用力。以低功率激光照射在探针背面，其反射讯号投影在光感测器，藉由光感测器上光点的位置探知微悬臂梁的振动情况。 /p p 　　研究人员发现，从癌症患者尿液中提取出的膀胱细胞具有独特的表面特征，利用原子力显微镜可以将其与健康个体的膀胱细胞区分开来，因此这种方法具有极大的潜力用作诊断工具。不仅如此，该诊断方法与机器学习相结合后，能够更精确的识别细胞表面特征，例如粘附性、粗糙度、方向性以及分形特性等，从健康细胞中将癌变细胞区分出来。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/8bfdd1e4-d638-4c0d-8c2c-3ca67ffc1425.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 癌细胞与正常细胞在显微镜观察下具有不同的特征(左列为正常细胞，右列为癌细胞观察结果) /span /p p 　　通过研究人员的验证，这项液体活检技术的灵敏度超过了90%!而当前其他可用的非侵入性尿液检测(如生物标志物NMP22生化评估、荧光原位杂交分析、免疫细胞化学技术分析)的灵敏度为20%-80%。除此以外，在膀胱癌的检测上这项技术的特异性更是达到了82%-98%! /p p 　　原子力显微镜的发展至今已近三十年，这是其首次显示出巨大的临床诊断前景，且精确性超过了当前的膀胱癌诊断临床标准。在正式进入临床实践之前，这项技术还需在更大范围的患者人群中进行验证。研究人员表示，希望这项技术未来能用于其他类型肿瘤，如胃肠道癌症、结直肠癌以及宫颈癌等的检测中。 /p

扫描电镜（SEM）在现代科学研究以及工业生产的应用十分广泛，其对于样品的要求往往是固体样品。但是随着科学研究的深入发展以及工业产品的丰富，往往需要对液体样品进行观察，但是扫描电镜需要在真空状态下工作，所以在液体会在真空状态下挥发，并且污染电镜腔体，产生设备损坏。针对以上情况，市场上有厂家研发了大气压扫描电镜电镜，即可以在大气压下观察样品，但是由于气体对于电子束的强烈的散射作用，使得电子束发生偏转，大幅降低了电镜的分辨率，从而影响了其应用的范围。第二种解决方案是利用环境扫描模式，实际上就是可以把样品室的真空度变为很高的气压值，使得低于气体的蒸汽压，从而对含水样品进行观测，但是此种模式的缺点是由于样品仓真空度较低，使得样品室容易被污染，进而影响电镜灯丝的寿命以及拍摄效果。因此人们采用液体封装的技术来解决液体样品观察的技术难题，其本质的设计思路就是将液体单独封装在一个密封空间内，使得液体与样品室进行物理的隔绝，以避免液体对样品室的污染。其原理都是利用超薄的氮化硅材质作封装的窗口，因为氮化硅相对于电子束是透明的，可以透过其观察封装在内的液体样品。图 1液体封装技术示示意图[1]其实现形式有两种，第一种是上下两片的形式进行封装，如图2所示，待测液体放置在中间区域，且承载液体区域的上下两片都采用氮化硅材质。此类封装芯片价格相对较低，但是封装操作较为繁琐。第二种方式是采取侧面封装的结构，如图2所示，待观测液体由侧面注入，并进行封装的模式。图2 上下对粘液体封装系统与侧面液体封装系统示意图那么我们来看一看液体封装的实际应用案例吧。首先是在半导体工业上面，我们知道晶圆的制造过程中，需要对其进行精密的抛光处理，其抛光剂的组成形态往往直接对应着抛光效果的优良，因此经常要对抛光液的颗粒进行观察，但是由于抛光过程是在液体形式下进行的，所以单独观察抛光剂在干燥情况下的状态并不是真实的工作状态，同时由于在液体抛光剂干燥的过程中往往会产生颗粒的聚集，影响颗粒真实状态的观测，因此，液体封装技术对其观察可以得到真实的颗粒的分布状态。图3表示了在干燥后与液体条件下对Cu颗粒的电镜观察照片。 图3 Cu颗粒在不同模式下的电镜图像（左干燥后，右液体环境）第二个应用方面是在催化剂方面，因为催化剂的微观形态直接影响其化学活性以及催化效果，那么其生成的溶液环境的原味观察就十分必要了。如图4所示HAuCl4溶液中的电子束诱导生成枝晶结构的STEM观察。图4 SEM中液体封装系统显示电子束诱导HAuCl4溶液中的枝晶生长（STEM模式）[2]在Li金属电池中，工作环境常常是在液体环境中，其锂化反应的机理也需要在液体环境下进行观察，如图5所示了液体封装观察的示意图以及锂化反应中Si纳米线的反应过程，以及在变化过程中纳米线的形态变化以及成分变化。图5 液体封装锂电池锂化反应示意图[3]图6 LiFePO4材料在Li2SO4电解质中充放电过程中的结构与化学成分变化

A1110密度测定仪适用于国家标准《GB/T1884-92石油和液体石油产品密度测定法（密度计法）》。密度是指在规定温度下，单位体积所含物质的质量数。石油产品的密度是随其组成中含碳、氧、硫量的增加而增大的，因而含芳烃多的、含胶质和沥青质多的密度很大，而含环烷烃多的居中，含烷烃多的最小。因此，根据石油产品的密度（或比重），在某种程度上可以判断油品的类型和成份。A1110主要用于测定透明、低粘度液体及粘性液体密度，控温精度高，稳定可靠、操作简便。仪器特点1.采用高精度微计算机控制，速度快、精度高。2.采用PID自整定控温技术，控温精度高。3.液晶显示屏。4.内置高速热敏式微型打印机，打印美观、快捷，具有脱机打印功能。技术参数检测范围：0.6-1.2g/cm3控温范围：20～100℃ 配制冷源可使控温范围达到20℃以下控温精度：小于±0.1℃实验杯数：2孔功 率：1000W电源电压：AC220V±20% 50HZ ±10%适用环境温度：0℃～40℃适用环境湿度：≤85℃ RH外形尺寸：440×350×550（mm）

6D 4合1自动液体加样系统是清研公司推出的一款用于实验室液体样本前处理的新产品，具有稀释、分液、滴定和移液四项功能，它采用软件系统控制，利用数字化精准微量进样技术，实现了高度精确的自动吸液和吐液过程，轻松解决实验室常规的繁琐的液体操作工作，排除了实验中的人为误差因素。目前，已在科研院所、医药行业、食品行业、环境行业、质检部门、商检部门&hellip &hellip 多行业领域进行应用，得到用户的一致好评。清研公司是依靠自主创新研发的专业医疗诊断设备、家庭医疗器械和实验室仪器三大系列产品支撑的高新技术企业，政府支持并直接投资，由清华大学、斯坦福大学和中国科学院的6位博士联合创立。公司拥有全球领先创新科技，已拥有数十项国内外专利和发明。6D是公司的注册商标。 为什么要选择6D 4合1液体加样系统? 精准度 准确度为99%。使用6D加样系统进行标准序列液稀释，绘制的标准曲线拟合度可达0.999以上。 操作简单 向导式的任务建立模式，轻点鼠标即可完成建立，点击&ldquo 执行&rdquo 即可开始操作。 人性化的设计 具有实时任务进展和操作提示，方便用户随时查阅 任务建立自动保存，方便用户调用。 优化方案，省时省力 优化实验步骤，使传统繁琐的液体操作工作变为简单操作，用户仅需点击按键即可完成不同浓度/体积的实验操作。稀释一个样品仅需45秒左右，一分钟可完成14次左右的不同体积的样品分配工作。 依托中国科学院强大的技术背景，五洲东方公司宗旨是引进全球最先进的产品，提供最优良的服务，促进中国科学技术进步。北京五洲东方科技发展有限公司作为清研公司紧密合作伙伴，下辖的三个分公司、十三个办事处，全面提供6D 4合1自动液体加样系统产品，为中国科研用户提供最专业的产品、最专业的服务。

2024年6月25-28日，仪器信息网(www.instrument.com.cn) 与中国电子显微镜学会（对外）（www.china-em.cn）将联合主办“第十届电子显微学网络会议(iCEM 2024)”。会议结合目前电子显微学主要仪器技术及应用热点，邀请业界知名电子显微学专家、电子显微学仪器技术专家、电子显微学应用专家等，重点邀请近来有重要工作成果进展的优秀青年学者代表线上分享精彩报告。iCEM 2024恰逢电子显微学网络会议创立十周年，会议专场将增设“十周年”主题内容，围绕过去十年我国电子显微学重要进展、未来展望等进行分享。第十届电子显微学网络会议(iCEM 2024)将设置八个分会场：1) 原位/环境电子显微学与应用；2）先进电子显微学与应用；3）扫描电镜/聚焦离子束显微镜技术与应用；4）电子能量损失谱/电镜光谱分析技术；5）低温电子显微学与应用；6）生物医学电镜技术与应用；7）电镜实验操作技术及经验分享；8）电镜开放共享平台及自主保障体系建设。诚邀业界人士线上报名参会。主办单位：仪器信息网，中国电子显微镜学会（对外）参会方式：本次会议免费参会，参会报名请点击会议官网：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCEM2024/或扫描二维码报名“原位/环境电子显微学与应用”专场预告（注：最终日程以会议官网为准）专场一：原位/环境电子显微学与应用（6月25日上午）专场主持暨召集人：尹奎波 东南大学MEMS教育部重点实验室副主任/副教授报告时间报告题目演讲嘉宾09:00-09:30【十周年主题报告】：小尺寸金属Ag变形机制的原位原子尺度研究王立华（北京工业大学 教授）09:30-10:00Protochips基于机器学习全流程原位解决方案赵颉（上海微纳国际贸易有限公司 产品经理）10:00-10:30扫描透射电子显微技术（STEM）在低维量子材料的应用与研究进展林君浩（南方科技大学 教授）10:30-11:00日立聚光镜球差电镜HF5000的原位功能介绍郭晓杰（日立科学仪器（北京）有限公司 电镜应用工程师）11:00-11:30原位观测表面-亚表面动态耦合孙宪虎（中国科学院大学 副教授）11:30-12:00液相环境金属纳米晶体结构演变机制研究王文（郑州大学 副教授）嘉宾简介及报告摘要（按分享顺序）专场主持暨召集人：尹奎波 东南大学MEMS教育部重点实验室副主任/副教授【个人简介】长期从事低维半导体材料的原位制备和性能调控工作，聚焦于新材料体系的可视化原子制造过程和新功能器件的开发，以期为下一代半导体材料和器件发展提供思路。在Nature、Nature Commun.、Adv. Mater.、IEEE Sens. J.等国际期刊发表SCI论文130余篇，总被引频次超过7000次，H因子40；获授权中国发明专利20余项；获江苏省科学技术奖一等奖和中国发明协会发明创新奖一等奖等。任中国电镜学会原位电子显微学方法专业委员会副主任，东南大学MEMS教育部重点实验室副主任，Micromachines 编委等。王立华 北京工业大学 教授【个人简介】王立华，北京工业大学材料与工程学院教授、博士生导师。入选国家WR领军人才、国家优青、北京市卓越青年科学家计划，北京市青年拔尖团队等。获国家自然科学二等奖，北京市科学技术奖一等奖。获得澳大利亚优秀青年基金（Discovery Early Career Researcher Award），在昆士兰大学从事博士后研究工作。现主要从事材料透射电子显微镜表征、原子尺度下材料力学行为的原位实验研究。发表论文100余篇，包括Science 1篇，Nat. Energy 1篇，Nat. Commun. 8篇，Phys. Rev. Lett. 2篇，Adv. Mater. 2篇，Nano Lett. 4篇，Acta Mater. 4篇，ACS Nano 4篇等。成果被Science，Nature, Nature Materials, Nature Communications等引用6000余次。承担国家重点研发计划课题、JKW项目、霍英东基金、国家自然科学基等10余项国家/省部级项目，总经费4000余万。Science, Phys. Rev. Lett., Nat. Commun.，Adv. Mater., Nano Lett.，Acta Mater., ACS Nano等20余种期刊审稿人。报告题目：小尺寸金属Ag变形机制的原位原子尺度研究【摘要】材料力学性能与其变形过程中微观结构演化的原子机理直接相关。在原子层次认知材料弹塑性变形过程的原子机理，是其力学性能优化的基础。透射电镜具有原子分辨率，然而常规的原位力学实验技术空间分辨率往往只有纳米尺度。本报告介绍团队原创的原子分辨的材料弹塑性力学行为研究方法。并介绍利用该方法研究尺寸对金属弹性极限及塑性变形机制的影响。在原子层次研究尺寸对多晶金属材料塑性变形机制以及弹塑性能的影响。最后介绍原子分辨的原位观测技术对解决一些经典科学问题的优势。赵颉 上海微纳国际贸易有限公司 产品经理【个人简介】理学博士，毕业于北京工业大学固体微结构与性能研究所，主要研究方向是金属材料塑性变形中的电子显微结构及其变形机理。在电子显微学领域具有超过十年的应用经验，了解多种电子显微学分析方法及制样技术。目前任职于上海微纳国际贸易有限公司，负责电镜制样相关及原位分析设备的推广与销售。报告题目：Protochips基于机器学习全流程原位解决方案【摘要】透射电镜已经成为现代材料研究的重要手段之一，由于传统的透射电子显微镜只能局限在真空条件下对样品进行结构已经形貌的观察。针对温度、气氛、液体等环境下样品的动态变化过程难以进行直接的观察。使用原位透射电镜样品杆可以加入不同外场环境对样品进行原位动态的观察，获取最直接的动态结果，尤其是在研究纳米材料、热电材料、能源材料以及催化反应等领域具有十分强大的优势。Protocolchips基于机器学习采用热、电、气体以及液体原位样品杆，为用户带来了硬件以及软件的整合，提供了全新的原位实验解决方案。林君浩 南方科技大学 教授【个人简介】林君浩，南方科技大学物理系副系主任，教授，国家青年特聘专家，博士生导师。博士毕业于美国范德比尔特大学（Vanderbilt University）物理系，后赴日本任JSPS特聘研究员，2018年加入南方科技大学物理系任准聘副教授，2024年5月破格晋升为长聘正教授。主要研究兴趣为透射电子显微学新技术与新方法的发展，以及新型低维量子材料的微观量子物态的精确测量及缺陷对宏观量子物性的影响。近5年来，在Nature，Science，Nature Materials/Electronics/Synthesis, Nature Communications, Advanced Materials，ACS Nano等高影响期刊发表130余篇文章，总引用次数超过14500多次，H因子52。多次在国际学术会议及高校论坛做邀请报告，担任Nature, Nature Communications等期刊审稿人，承担多项国家与省市级科研攻关项目。入选《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”2021中国区榜单，2022年获广东省青年五四奖章提名奖，2024年入选爱思唯尔中国高被引学者（物理）。报告题目：扫描透射电子显微技术（STEM）在低维量子材料的应用与研究进展【摘要】我将报道定量衬度分析技术在二维材料缺陷表征中的应用与方法学发展，以及我们课题组在克服二维材料水氧敏感性的一些设备创新尝试。我们搭建了一套具有完全知识产权的大型氛围控制互联系统，将水氧敏感二维材料的生长-表征-转移-高精度结构解析-器件制作与测量整个实验过程都保护在惰性氛围下。我们利用该系统在直接观测二维敏感单层材料晶格原子结构与缺陷中取得的一些初步成果，包括单层敏感WTe2的大范围无损本征褶皱结构，MoTe2/WTe2本征缺陷的统计分布，少层卤族铁磁反铁磁材料的直接CVD制备与无损表征，单层CrI3的缺陷磁性调控，层状拓扑反铁磁绝缘体MnBi2Te4的自发表面重构现象等。最后，我将讨论透射电子显微技术发展的新机遇与新挑战，包括低温冷冻电镜技术在二维材料中的应用和透镜消磁技术研究二维磁性与超导相变等。郭晓杰 日立科学仪器（北京）有限公司 电镜应用工程师【个人简介】 郭晓杰博士毕业于中国科学院大学上海硅酸盐研究所，主修材料物理与化学专业，现任日立科学仪器（北京）有限公司电镜应用部电镜应用工程师，主要负责日立聚光镜球差电镜HF5000的相关应用支持。报告题目：日立聚光镜球差电镜HF5000的原位功能介绍【摘要】日立聚光镜球差电镜HF5000是具有原子级分辨率的环透电镜，并且配备了二次电子探测器，能够在进行原位通气实验时为材料提供原子级晶体结构及表面形貌信息。另外，它可以配备各种热、电及液相样品杆。本报告将介绍HF5000原位测试实例及各种样品杆的应用情况。孙宪虎 中国科学院大学 副教授【个人简介】孙宪虎，中国科学院大学化学科学学院副教授，海外优青，中科院百人计划入选者，环境电镜课题组组长。美国纽约州立大学宾汉姆顿分校博士，师从Guangwen Zhou教授，进行原位气-固界面研究。美国劳伦斯伯克利国家实验室材料科学系和美国国家电镜中心博士后，师从Haimei Zheng 教授，进行原位液-固界面研究。博士期间先后在布鲁克海文国家实验室苏东研究员课题组，美国标准与技术研究所Renu Sharma 教授课题组，匹兹堡大学Judith C. Yang 教授课题组访问与学习。发表论文20余篇，以第一或共一作者发表12篇，包括Nature 2篇, Nature Communications, Advanced Functional Materials, Small 等。授权原位液相电镜技术美国专利一项。荣获海外优秀自费留学生奖学金和纽约州立大学博士生优秀科研奖等。报告题目：原位观测表面-亚表面动态耦合【摘要】异相催化反应中，尽管亚表面未直接暴露于电解质或气体，但可以通过电子效应、几何效应、传质等影响表面上的催化反应。但是，亚表面具体如何影响表面重构进而影响反应动力学仍不明朗。因此，以铜基氧化物还原反应为例，深入探究表面和亚表面结构演变行为，以及通过氧传质所构建起来的表面-亚表面动态耦合关系。王文 郑州大学 副教授【个人简介】王文，郑州大学物理学院副教授，东南大学博士，师从孙立涛教授，美国劳伦斯伯克利国家实验室联合培养博士，师从Haimei Zheng教授。主要研究方向为利用原位液相透射电镜探究研究原子/分子尺度纳米晶体结构演变机制。近年来在Nature Materials, Research等期刊发表SCI论文多篇。报告题目：液相环境金属纳米晶体结构演变机制研究【摘要】纳米材料的性质与其尺寸、形貌、晶体结构密切相关。如何可控合成纳米材料是材料、化学等领域研究者关注的重点。但目前对纳米材料成核、生长和结构调控的机理理解存在很多未知。借助原位液相透射电镜，从原子/分子尺度上观察溶液中纳米晶体的结构演变过程，提出纳米晶体结构演变的新机制。会议联系1. 会议内容仪器信息网杨编辑：15311451191，yanglz@instrument.com.cn中国电子显微镜学会（对外）汪老师：13637966635，cems_djw @163.com2. 会议赞助刘经理，15718850776，liuyw@instrument.com.cn

第366次香山科学会议研讨“离子液体应用的重大科学问题” 　　何鸣元、张锁江、寇元、韩布兴 、邓友全等担任会议执行主席 　　以“离子液体应用的重大科学问题”为主题的第366次香山科学会议12月22～24日在北京举行。石油化工科学研究院何鸣元教授、中科院过程工程所张锁江研究员、北京大学寇元、中科院化学所韩布兴研究员、中科院兰州化学物理所邓友全研究员担任会议执行主席。 　　过程工业是国民经济的支柱产业，但是，传统的过程工业存在能耗高、物耗高、污染严重等问题。离子液体作为一个清洁能源过程的新介质，为节能减排提供了新的途径 离子液体是当今科技前沿，是国际科技战略必争的新高地 离子液体是清洁过程工业节能技术的关键，是国民经济领域发展的科技支撑 离子液体对国家能源及国防安全具有重要意义。我国对离子液体的应用研究取得了突破性的进展，引起了社会各界的关注。研究表明，离子液体不仅在化工冶金领域具有良好的应用前景，在能源、环境等各领域中，以及促进社会可持续发展和科学技术自身发展的需求方面蕴含着巨大潜力。 　　与会专家学者将围绕离子液体结构与性能关系及理论基础 离子液体作为介质的化学与工程 低成本功能化离子液体设计与制备 离子液体的前瞻与工业应用案例分析等中心议题进行深入讨论。 　　香山科学会议是由国家科技部(前国家科委)发起，在国家科技部和中国科学院的共同支持下于1993年正式创办，相继得到国家自然科学基金委员会、中国科学院学部、中国工程院、国家教育部、解放军总装备部和原国防科工委等部门的支持与资助。香山科学会议是我国科技界以探索科学前沿、促进知识创新为主要目标的高层次、跨学科、小规模的常设性学术会议。会议实行执行主席负责制。

随着工业生产的不断发展，液体灌装技术也在开拓创新。其中，蠕动泵灌装机做为高效完成液体灌装的利器，越来越受企业的青睐与支持。　　蠕动泵灌装机采用先进泵技术，可准确操纵流量和容积，完成所有液体的精确罐装。不论是脉冲液体或是高粘度液体，蠕动泵灌装机都能平稳地把它罐装到目标容器里，以保证产品质量和可靠性。　　和传统灌装机对比，蠕动泵灌装机具有以下优点。最先，蠕动泵灌装机选用无阀设计，避免液体泄露和渗透难题，确保工作环境的清理安全 次之，蠕动泵灌装机使用便捷，只需设置参数和容积，即可自动实行全部罐装过程，大大提高效率 此外，蠕动泵灌装机具备灵活性强的特点，能适应不同规格和外观的容器，满足用户多元化的生产需要。　　为了确保蠕动泵灌装机的稳定性和可靠性，厂家在设计和生产中重视细节的处理。比如，蠕动泵灌装机采用高性能液体测量传感器，能及时检验液体流量和压力，确保灌装精度 同时，蠕动泵灌装机配置前沿控制系统，实时监测设备运转情况，及时发现和处理事情，确保生产的可持续和安全性。　　实际应用中，蠕动泵灌装机用途广泛。蠕动泵灌装机在护肤品、药业、食品、化工等行业都能发挥重要作用。尤其是对于高要求的生产企业，蠕动泵灌装机准确性和可靠性能够满足其对产品质量的向往，更有效地提高企业的竞争力。　　总之，因其高效、平稳、靠谱的特征，蠕动泵灌装机已成为现代工业生产中不可缺少的设备之一。随着科学技术的不断的发展运用需求的增加，我们坚信蠕动泵灌装机的发展前景将更加广阔。相信在不久的将来，蠕动泵灌装机将于更多行业发挥重要作用，为企业发展提供强有力的运用。

表界面化学是能源、环境和生命等前沿科学领域的核心。在分子水平上表征表界面化学，对阐明上述领域关键科学问题的化学本质具有重要意义。然而，表界面层极薄、其物种复杂性及高度动态性，对化学测量学提出了挑战。飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)是迅速发展的先进表界面分析技术。而作为基于高真空环境的分析技术，SIMS难以直接分析涉及到液体的表界面。　　近年来，中国科学院化学研究所活体分析化学实验室研究员汪福意课题组，针对动态表界面分析问题以及诸多重要表界面过程处于“黑箱”状态的研究现状，基于高化学稳定、高真空兼容的微流控装置，将一系列液体表面以及固液界面引入超高真空的SIMS分析系统中，发展了多场景适用的具有高界面敏感(ppm)、高时间分辨(μs)、超薄信息深度(nm)和“软”电离等特性的原位液相ToF-SIMS新技术，以直接分子证据可视化追踪液体表面/固液界面的微观弱相互作用，并原位实时监测界面电化学双电层结构、反应中间体、鉴定电催化活性位点等。迄今为止，原位液相ToF-SIMS是唯一已知可原位探测固液界面的质谱分析技术，为揭示电化学、能源、环境、生命等领域重要表界面微观结构的时空演化机理及界面构效关系提供了高效、独特的研究平台。　　汪福意课题组与中国科学院生态环境研究中心曲久辉院士/胡承志研究员团队合作，将原位液相SIMS技术拓展至纳米孔道膜分离过程中的固液界面分析，原位捕获了离子水簇在纳滤膜孔道传输过程的水合形态变化，提供了基于水簇结构转化与其膜孔传输适配的纳滤膜分离技术原理，为高性能纳滤膜材料开发与膜分离系统优化提供了实验依据。相关成果发表在《科学进展》(Science Advances 2023, 9, eadf8412)和《美国化学学会纳米杂志》(ACS Nano 2023, 17, 12629)上。　　汪福意课题组与南昌大学教授陈义旺/胡笑添团队合作，发展了原位液相SIMS技术，研究了钙钛矿太阳能电池领域饱受困扰的前驱体溶液老化问题，以直接分子证据揭示了三阳离子混合卤化物钙钛矿前驱体溶液在长期存储过程中的老化反应机制。进而，该团队针对前驱体离子老化机制提出了Lewis酸/碱添加剂减缓钙钛矿溶液老化的策略，并阐释了添加剂化学结构与添加剂抑制老化效果之间的构效关系。研究表明，原位液相ToF-SIMS新技术可作为“分子眼”促进对钙钛矿溶液化学的认知，推动了钙钛矿器件产业化策略的设计和开发。相关成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202215799)上。进一步，该团队以低维钙钛矿前驱体溶液中的胶体粒子作为研究对象，应用原位液相ToF-SIMS可视化间隔阳离子参与的胶体组装行为，揭示了氢键作用与量子阱结构优化的新机制，为实现高效低维钙钛矿太阳电池印刷提供了实验依据。相关成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202303177)上。　　研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部和中国科学院的支持。　　液相ToF-SIMS原位剖析钙钛矿溶液老化化学及抑制老化作用机制

液体密度测定仪是一种实验仪器，用于测量液体的密度。它对于许多行业，如石油、化工、制药、食品和饮料等，都有重要的作用。 产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C549000.htm 首先，液体密度测定仪可以用于生产过程中的质量控制。在生产过程中，液体的密度可能会影响产品的质量和性能。通过使用液体密度测定仪，可以快速、准确地检测液体的密度，帮助企业进行质量控制，确保产品的稳定性和一致性。 其次，液体密度测定仪也可以用于科学研究。在科学研究中，液体密度测定仪可用于研究液体的物理性质和化学性质，如液体的分子结构、溶解度、扩散系数等。这些研究结果可以帮助人们更好地了解液体的性质和行为，为开发新的材料和产品提供重要的科学依据。 此外，液体密度测定仪还可以用于教学实验中。在化学、物理和材料科学等学科中，学生需要了解液体的性质和行为，而液体密度测定仪可以提供一种有效的教学手段，帮助学生更好地理解和掌握相关知识。 总之，液体密度测定仪在许多方面都有着广泛的应用。它可以用于生产过程中的质量控制、科学研究以及教学实验中，为人们提供了重要的实验工具和数据支持。

操作简便、测量准确手持液体密度计的原理非常简单，利用U型管振荡原理，通过测量样品的共振频率来测定各种液体样品的密度。其操作简便、测量准确等特点，为用户提供了全新的测量体验。耐腐蚀性能升级，方便清洗液体样品接触区域采用石英玻璃和PTFE（聚四氟乙烯）材质，大幅增加了设备的耐腐蚀性能。手持液体密度计设计了快速拆卸泵体的结构，使设备清洗和泵体更换变得更加方便，延长了设备的使用寿命。人性化设计，单手操作仪器采用2.4寸彩色高清显示器，结合人体工程学握持结构，使单手操作变得更加轻松。无论何时何地，您都能方便地进行测量操作，提高了使用的便捷性。数据存储与导出，智能管理手持液体密度计内置大容量存储器，能够轻松存储千条以上历史数据。通过USB接口，您可以将数据导入到U盘或电脑中，实现数据的智能管理。同时，连接蓝牙打印机，即可实现对测量结果的无线打印，方便实验室工作。扫码和NFC功能，信息录入更便捷仪器配备了扫码和NFC功能，可以快速准确录入样品ID信息。通过扫码或NFC，避免了手工录入可能带来的错误，提高了样品信息的准确性和录入效率。手持液体密度计，让测量更轻松、更智能。为不同行业提供了一体化的密度测量解决方案，助力产品质量控制和工艺优化。

p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " 近年来，液体活检技术发展迅速，临床研究热度居高不下。就液体活检技术相关话题，仪器信息网视频采访了中国医学科学院肿瘤医院检验科主任崔巍研究员。 /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=00AACC0BD3A355629C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=5B1BAFA93D12E3DE& playertype=2" type=" text/javascript" /script p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong 仪器信息网：与传统活检方式相比，液体活检的特点和优势是什么？ /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " strong 崔巍： /strong 液体活检是指从血液、尿液等循环的体液或者分泌液中检测细胞或基因方面的信息。相较于传统的组织活检或细胞活检，液体活检更为方便。首先，液体活检的取材，处于一种微创状态，不会造成更大的创伤；其次在病情监测过程中更为方便，更适合疾病的动态监测。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong 仪器信息网：作为液体活检的重要手段之一，循环肿瘤细胞检测的现状和进展如何？ /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " strong 崔巍： /strong 循环肿瘤细胞检测目前仍处于不断发展、不断完善、不断成熟的阶段。以外周血为例，外周循环的肿瘤细胞量很少，具有稀有性；同时循环肿瘤细胞的Marker不一样，即使是同一个病人，其不同的循环肿瘤细胞表现的状态也是不一样的，在标志物和大小等方面也都不一样。循环肿瘤细胞的这些特性，使其检测具有一定的挑战性，因此说，在临床应用方面还处于发展的过程中。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong 仪器信息网：循环肿瘤细胞检测的关键技术平台有哪些？性能、操作方面是否能够满足临床需求？& nbsp /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " strong 崔巍： /strong 目前检测技术平台有很多，主要是针对富集和鉴定这两个方面，产生了大量的技术。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " 因为循环肿瘤细胞具有一些独特的特点，跟其他标志物相比，不容易直接检测。比如血液通过直接上机检测，就可以知道病人肿瘤标志物是多少，或者根据病人的片子，肿瘤细胞在镜下就能看得见。但是循环肿瘤细胞检测的步骤是比较多的，现在一般是分为两个步骤，第一步是把循环肿瘤细胞从外周血众多的细胞中富集出来，第二步是在细胞富集后，用一些特殊的标记物或者特殊的检测手段鉴定出来。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " 富集技术来讲，有根据细胞大小等物理学的特性衍生出来的一些过滤的方法，和针对CTC表面特性衍生出来的一些磁珠的方法，以及结合磁珠、捕获面积等衍生出来的微流控技术。在鉴定方面，存在很多新的技术和传统技术，比如细胞化学的染色技术、核酸的鉴定技术、免疫荧光原位杂交技术，甚至还延伸到跟测序平台相接的相关技术，所以现在的技术还是非常多的。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " 但是，如果想让这些技术满足临床需求，那么这些技术一定要有它的临床适用性，所以一种技术或者几种技术结合在一起时，它需要有一定的临床定位，就是说，它是否能够作为早期诊断、筛查或监测指标用于预后判断、预后预测或耐药性的监测等等。目前有几种已经获得CFDA认证的检测平台，都有定向临床用途，能够满足它所标识的临床需求。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong 仪器信息网：您认为液体活检技术对于精准医疗的意义是什么？ /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px " strong 崔巍： /strong 我们刚才一直在讲CTC（循环肿瘤细胞）检测，这只是液体活检中的一种检测技术，此外ctDNA、现在待研发的外泌体等都可以从体液中或者血液中去检测，所以都属于液体活检的一部分。从液体活检这个广义的平台技术来看，跟精准医疗的关系是很明确的，可以为很多的靶向治疗或免疫治疗提供个体化的治疗方案选择，作为伴随诊断的监测指标，为新药的研发提供很重要的技术平台。 /p

微型蠕动泵是一种小型而强大的液体输送设备，它被广泛应用于医疗、生物技术、环保、化工等众多领域。微型蠕动泵以其独特的工作原理和出色的性能受到了行业内外的关注和青睐。本文将全面介绍微型蠕动泵的原理、特点、应用及选择要点，帮助读者更好地了解和应用该设备。一、微型蠕动泵的工作原理微型蠕动泵基于蠕动泵的工作原理，即通过弹性管的收缩和蠕动运动实现液体输送。它的核心部件是管道和驱动装置。当驱动装置开始运转时，管道内的弹性管会被挤压和放松，从而将管道内的液体推送出去。微型蠕动泵以其独特的工作方式保证了输送液体的准确性和稳定性。二、微型蠕动泵的特点1. 紧凑小巧：微型蠕动泵体积小巧，重量轻，便于携带和安装。2. 高性能：微型蠕动泵具备高精度和高精确性，可实现精密的流量控制。3. 耐腐蚀性强：微型蠕动泵采用优质耐腐蚀材料制造，具有良好的耐腐蚀性，适应性广泛。4. 无泄漏：微型蠕动泵采用无泄漏设计，避免了对环境的污染和对操作人员的伤害。5. 低噪音：微型蠕动泵采用静音技术，噪音低，操作过程中不会产生噪音污染。三、微型蠕动泵的应用领域1. 医疗领域：微型蠕动泵在医疗器械中广泛应用，如药物输液、血液透析、血液分离等。2. 生物技术领域：微型蠕动泵可用于生物反应器的供料、生物制药等。3. 环保领域：微型蠕动泵可用于废水处理、气体监测等环保设备的液体输送。4. 化工领域：微型蠕动泵可用于化工生产过程中的液体加料、混合、输送等工作。5. 实验室研究：微型蠕动泵在实验室中无论是颗粒分选、加液分析还是试剂配置，都能发挥重要作用。四、选择微型蠕动泵的要点1. 流量需求：根据实际工作需求确定所需的流量范围，选择相应的微型蠕动泵。2. 压力要求：考虑工作过程中的液体输送压力，选择适合的微型蠕动泵。3. 耐腐蚀性：根据所输送液体的性质，选择具有良好耐腐蚀性的微型蠕动泵材料。4. 稳定性要求：考虑工作过程中的稳定性要求，选择具有高精确性的微型蠕动泵。5. 噪音控制：根据工作环境的要求，选择噪音较低的微型蠕动泵。综上所述，微型蠕动泵以其小巧便携、高性能、耐腐蚀、无泄漏和低噪音等特点，广泛应用于医疗、生物技术、环保、化工等领域。在选择微型蠕动泵时，需考虑流量、压力、耐腐蚀性、稳定性和噪音等因素。相信通过本文的介绍，读者对微型蠕动泵有了更全面的了解，能够在实际应用中做出更为精准的选择。

无论是在工业生产还是生活中，液体输送都是一个重要的环节。然而，传统的液体输送方式常常面临堵塞、阻力大等问题，使得整个过程面临着诸多困扰。而现如今，有一种名为蠕动泵的液体输送设备，可以让我们告别这些烦恼，畅享无阻的液体输送体验。　　蠕动泵凭借着其独特的工作原理，为我们提供了一种高效、可靠、无阻力的液体输送解决方案。它通过蠕动腔体的压缩和释放，将液体推送到目标位置，而不是采用传统的机械旋转或气动推进方式。这种工作原理有效地避免了液体输送过程中的堵塞问题，为我们的工作和生活带来了极大的便利。　　蠕动泵的优势还不仅仅停留在无阻塞上。首先，它具有很高的精度和稳定性，可以在液体输送过程中精确控制流量和压力，满足不同工况的需求。其次，蠕动泵适用于各种液体，包括高粘度、高固含量的液体，如污泥、矿浆等。无论是处理工业废水还是输送高浓度的液体，蠕动泵都能够轻松应对。　　蠕动泵在液体输送中还具有较低的能耗和噪音，使得工作环境更加安静舒适。此外，它的结构简单、易于维护，大大降低了设备的维修成本和故障率。对于那些需要长时间运行的场合，蠕动泵更是一种理想的选择。　　除了以上优点，蠕动泵还具有很多附加功能，如液位监测、流量测量、温度控制等。这些功能使得蠕动泵成为一个智能化的液体输送装置，能够实时监测和调整液体输送过程中的各项参数，确保输送的稳定性和安全性。　　总而言之，蠕动泵是一种高效、可靠、无阻力的液体输送设备，它为我们的工作和生活带来了诸多优势。无论是在工业生产中还是在民用领域，蠕动泵都能以其出色的性能和稳定性，为我们提供一种畅享无阻液体输送的解决方案。

灭菌重点介绍-液体篇在日常实验室的工作中，无论从事哪种实验方向都会与灭菌产生交集。灭菌的样本范围大体包括以下几种：液体（培养基）、固体（实验器材器械）、废弃物（固体废弃物为主）。不同类型的样品需要使用不同的灭菌程序，不同程序之间的灭菌方法也不尽相同，所采用的技术和工艺也有极大差异。本次我们主要来讨论液体样品的灭菌重点。液体灭菌经常会存在以下几个问题：1.装载培养基的瓶盖需要保留空隙，不能密闭。2.培养基灭菌后用于培养标的物达不到很好的培养效果。3.灭菌之后培养基的装载容器破碎、炸裂。4.培养基降温之后液面下降浓度改变。以上几个问题都是经常被忽略的技术点：1.瓶盖保留空隙是为了在降温阶段瓶内的蒸汽可以逸出来进行蒸发冷却。2.培养基灭菌后达不到好的灭菌效果，主要是因为培养基是液体，液体的比热容大升降温速度较慢，热量需要蒸汽经过容器传导到培养基中。一般灭菌器的温度探头通常固定在腔体内部顶端，当高温蒸汽接触到温度传感器时立即开始计算灭菌时间，但由于液体样品的升温延迟，培养基没有经历一个完整的灭菌循环就开始降温，对培养基的灭菌效果有影响。也有用户会相应增加灭菌的时长，由于没有对样品真实温度的精确把控，随意增加灭菌时间又会让样本长时间保持在高温下使内部营养物质焦糖化，造成实验假阴性。3.容器破碎、炸裂主要是因为泄压时样品内外部压差变化过快从而导致容器破损。4.液面下降是因为在冷却时蒸发走全部都是培养基的水分。以上问题的根本原因主要体现在以下4点：1.无法探知样品的真实温度。2.无法探知培养基是否经历了一个完整的灭菌循环，并且达到了有效的灭菌效果。3.压力下降过快。4.蒸发导致的液体损失。Systec高压灭菌器配备了PT-100柔性温度探头，通过放置对比瓶的方法实时探知样品的真实温度，在液体达到121℃之后开始计算灭菌时间，在降温过程中升高压力保证液体全程不沸腾无液体损失。Systec深耕灭菌领域多年，为您提供优异、安全的灭菌解决方案。

石化产业是国民经济重要的支柱产业，产品覆盖面广，资金技术密集，产业关联度高，对稳定经济增长、改善人民生活、保障国防安全具有重要作用。但仍存在产能结构性过剩、自主创新能力不强、产业布局不合理、安全环保压力加大等问题。石油化工产业作为高污染性产业，面临结构性改革的矛盾，国家政策引导对于促进石化产业持续健康发展具有重要意义。得利特顺应发展研发生产了系列石油产品分析仪器。最近技术人员仍然继续着研发工作并且将原来的产品做了部分升级改造。A1150液体介质体积电阻率测定仪符合DL/T421标准，适用于测定绝缘油和抗燃油体积电阻率，可广泛应用于电力、石油、化工、商检及科研等部门。仪器特点采用双CPU微型计算机控制。控温、检测、打印、冷却等自动进行。采用**转换器，实现体积电阻率的高精度测量。具有制冷和加热功能。整机结构合理，安全方便。技术参数测量范围：0.5×108～1×1014Ωcm分辨率：0.001×107Ωcm重复性： ≤15% 再现性： ≤25%控温范围：0～100℃ 控温精度：±0.5℃电极杯参数：极杯类型：Y－18　　　　　　极杯材料：不锈钢显示方式：液晶显示打印机：热敏型、36个字符、汉字输出环境温度：5℃～40℃ 环境湿度：≤85%工作电源：AC220V±10% ，50Hz功 率：500W外形尺寸：500mm×280mm×330mm重　　量：17.5kgA1151油体积电阻率测定仪按DL421.91《绝缘油体积电阻率测定法》的电力行业标准为依据，根据有源电桥的原理研制成功的一种新型电阻率测定专用仪器。具有结构简单、线性度好、灵敏度高、测试结果稳定、操作安全等优点，其性能远高于通常的电压电流法。仪器由参数测量系统、油杯加热控温系统两部分组成，具有自动计时、液晶显示功能。可测量绝缘油体积电阻率。 技术参数测试电压：500VDC测试范围： 10 7～10 13Ωcm重复性： ＞10 12Ωcm ≯25% ，＜10 12Ωcm ≯15% 加热功率： 100W 控温范围： 10℃～100℃ 控温精度： ±0.5℃ 测量误差： ≤±10%测试电极杯： 3个环境温度：0～40℃相对湿度：≤85% 工作电源： AC220V±10%，50Hz

p 　　第十四届全国大肠癌学术会议期间，北京大学首钢医院院长顾晋表示：“目前，ctDNA(循环肿瘤基因)这种检测技术在临床已经开始应用，常常用在检测肿瘤治疗药物反应、监测肿瘤耐药突变、评估手术效果等方面。” /p p 　　无独有偶，中国医学科学院肿瘤医院内科主任王洁在第一届海峡肺癌国际高峰论坛暨第六届肺癌精准诊疗研讨会上也表明：“液体活检ctDNA方面的研究， 已进入临床实践，写入了美国国立综合癌症网络和中国肺癌的指南。组织如果拿不到，液体活检可以作为补充，已经有很多研究展示出ctDNA为基础的液体活检在个性化治疗中的作用。” /p p 　　另外，中山大学肿瘤防治中心主任徐瑞华与美国加州大学圣地亚哥分校教授张康共同带领的中美科学家团队经历了多年研究，占领了液体活检技术新高峰，通过检测少量血液中循环肿瘤ctDNA特定位点的甲基化水平，将肝癌患者的漏诊率降低至一半以内，相关肝癌甲基化的试剂盒已投入产业化的生产，这一应用的文章也在国际学术顶尖杂志《自然—材料》发表。 /p p 　　临床实践的推行，给大家带来了希望的曙光，众望所归的液体活检技术是否能够兴起，迎来全新的时代? /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　需求决定了液体活检市场 /strong /span /p p 　　液体活检，是通过对血液样品等非固体生物组织的采集，比对血液循环过程中遗传物质的生物学特征来对全身进行肿瘤分析的一门新兴技术。究竟是什么样的技术能够获得商业界、科研界的一致注目，使各家企业或自主研发，或从海外引入技术，在被《麻省理工大学科技评论》评选为“2015年十大突破技术”之后，又荣登世界经济论坛评出的“2017年度全球十大新兴技术榜单”? /p p 　　需求决定市场，之所以受到人们密切的关注，原因还在于较为传统的组织穿刺检验方法，液体活检无创、精确、便捷，很大程度上消除了肿瘤细胞异质性带来的检测不一致性，而且可以降低医疗成本。目前液体活检主要集中在循环肿瘤细胞(CTCs)、ctDNA、循环肿瘤microRNA、外泌体四个方面，其中临床应用广泛集中在对ctDNA的研究上，其定量测算、追根溯源的特质，对于我们正确认识肿瘤疾病的发展和制定相关的医学方案有很大的帮助。 /p p 　　ctDNA主要来源于循环游离DNA(cfDNA)，携带肿瘤细胞突变或重组的基因。虽然只有整个DNA的不到1%，但由于其小于2小时的半衰期，更能反映肿瘤循环细胞中的准确信息。英国商会(BCC)预测，到2020年，基于ctDNA的液体活检市场预计将达到220亿美元。 /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　值得关注的五大分析技术 /span /strong /p p 　　近年来ctDNA的相关分析技术主要有5个方面。 /p p 　　定量聚合酶链式反应(qPCR)被认为是DNA定量的标准方法。意大利生物科学研究室的研究人员通过对比100名健康个体和100名非小细胞肺癌患者的qPCR结果发现，患者体内的ctDNA含量远远高于健康人。但qPCR在放大倍数的同时，也把观察和测量的人为误差放大，无法从结果中准确地把握ctDNA的数值。 /p p 　　数字聚合酶链式反应(dPCR)是目前最成熟，但尚未获得美国食品和药物管理局(FDA)批准的检测ctDNA的一项专利技术。 /p p 　　BEAMing技术是在dPCR方法的基础上，混合进流式磁珠，将不同类别的磁珠分布在对应的DNA细胞中，然后用流式细胞仪检测标记以达到计算ctDNA的目的。尽管BEAMing是评估患者血液肿瘤特性的有效方法，但当肿瘤极性过小时，会有测量误差。 /p p 　　表面增强拉曼光谱(SERS)是一种通过激光照射金属纳米颗粒产生表面增强，导致被检测对象的拉曼信号明显增强，最终计算ctDNA数值大小的方法。信号变化来源于光波的强弱，具有很高的灵敏性。 /p p 　　下一代测序(NGS)即高通量测序(HTS)，对于肿瘤的发现和理解有突破性的进展。在NGS的基础上萌生了很多用以检测ctDNA的方法。例如，癌症个体化深度测序分析方法(CAPP-Seq)，通过深度测序来研究ctDNA特性的Capp-Seq是第一个基于NGS技术的ctDNA检测技术，虽然检测价格较高，但其高灵敏度和准确性还是引起了广泛关注和临床应用。 /p p 　　除了ctDNA，循环肿瘤细胞(CTC)在肿瘤领域的应用也得到认可，最新NCCN乳腺癌指南(2017.v3)，已将循环肿瘤细胞(CTC)纳入TNM分期系统。 /p p 　　2018年1月1日在全球启用的AJCC第八版癌症分期系统，将乳腺癌外周血中的CTC列为预后提示因子。 /p p 　　循环肿瘤细胞(CTC)是痕量存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称。它通过血液循环散播到身体各处，并在合适的环境中增殖，导致肿瘤的复发转移。 /p p 　　CTC对肿瘤远端转移和预后的评估作用，目前已得到国际权威肿瘤诊疗指南的肯定。下面就来盘点一下，CTC逐渐走入临床实践指南的历程。 /p p strong 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2010 /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　美国AJCC指南(第七版) /span /strong /p p 　　美国癌症联合委员会AJCC在2010年制定的《肿瘤分期指南》(《Cancer Staging Manuel》)中，首次把CTC列入TNM分期系统，作为一个新的M分期(远端转移)标准，列为cM0(i+)分期，出现在M0和M1之间。 /p p 　　cM0(i+)分期定义为：无任何转移性临床症状或体征，无远处转移的临床或影像学证据，但通过分子检测或显微镜检，在循环血液、骨髓或其他非区域淋巴结组织中发现肿瘤细胞或≤0.2mm的微小转移灶。 /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　2017 /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　NCCN乳腺癌临床实践指南 /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　最新版乳腺癌NCCN指南2017.v3版，正式引入cM0(i+)分期。 /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　2018 /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　美国AJCC指南(第八版) /span /strong /p p 　　2018年1月1日在全球启用的AJCC第八版癌症分期系统中，除保留cM0(i+)分期外，更进一步明确了CTC检测的临床价值。最新指南将CTC列为继ER/PR、HER2、Ki67和肿瘤组织学分级四项生物学指标之后的又一项乳腺癌预后评估工具，认为乳腺癌外周血中存在CTC提示预后不良。 /p p 　　此外，第8版分期系统详细阐述了M分期的使用规则：pM0不是一个有意义的分期，病理阴性不应作为pM0 所有患者均应划分为cM0或cM1 如果cM1随后经病理确诊，则为pM1。 /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　小贴士 /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　AJCC指南： /span /strong /p p 　　美国肿瘤联合会(American Joint Committee on Cancer，AJCC)于1977年制定第1版癌症分期系统至今已历时40年。坚持以解剖学原发肿瘤(T)，淋巴结(N)及转移灶(M)信息为基础对肿瘤分期进行评价是其一贯的基本原则。2016-10-06，AJCC第8版癌症分期系统更新出版，并确定将于2018-01-01在全球启动执行。其中，乳腺癌分期系统大篇幅增加非解剖学信息是更新的最大亮点。从不断细化宏观解剖学分期，到结合基因检测分析肿瘤生物学信息，AJCC癌症分期系统推动了临床肿瘤学综合预后评价体系从量变到质变的升华。 /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　NCCN肿瘤临床实践指南： /span /strong /p p 　　《NCCN肿瘤临床实践指南》由美国国家综合癌症网络(NCCN?)制订。NCCN指南不仅是美国肿瘤领域临床决策的标准，也已成为全球肿瘤临床实践中应用最为广泛的指南，在中国也得到了广大肿瘤医生的认可与青睐，是提供给医疗保健系统决策者的极具价值的重要资讯。 /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　产业仍处于探索阶段 /strong /span /p p 　　虽然液体活检的开发前景很大，整个产业仍然处于科研探索与验证的阶段，在临床实践中还需要注意一些问题。首先缺乏统一技术方案，不同的检测技术会导致不同的结果。其次，数据的处理在数量级跨度大的情况下须谨慎，人为误差可能会被放大许多成为统计错误。最后，医学伦理层面也值得我们注意和思考，尚不成熟的医学技术应用于临床也势必会遭到抵触。 /p p 　　目前市场中液体活检涉及的癌症种类甚多，细分领域的龙头企业也已经崭露头角，但成熟的市场格局暂未形成。作为新兴技术，国内外获批的液体活检产品寥寥可数，包括杨森诊断公司的CellSearch、Epigenomics公司的EpiproColon技术、罗氏的cobas EGFR突变检测试剂盒v2、格诺思博公司的叶酸受体阳性CTC检测试剂盒和友芝友公司的循环肿瘤细胞快速染色液。 /p p 　　液体活检在不同方向上的成熟度不同，靶向用药指导较为成熟，也是基因检测公司争夺的热点。在资本的大力推动下，众多公司迅速推广检测产品抢占市场，竞争十分激烈，企业获得临床监管许可证之后，竞争优势会更加明显。 /p p 　　广阔的市场想象空间让大家纷至沓来，投资额也屡屡再创新高。证券公司Piper Jaffray测算，预计2026年液体活检市场容量将达到326亿美元，其中癌症领域286亿美元，未来10年的复合增长率将保持在21.7%左右。 /p p 　　精准医疗是永不落幕的医疗投资机会，我们要做的就是给液体活检一个相对宽松的技术研发环境，一步步攻克液体活检的相关技术，让其更好地为广大人民谋福祉。 /p

p 　　 strong 前言：液体活检的产业发展概况 /strong /p p 　　2017年6月，世界经济论坛与《科学美国人》杂志的专家委员会联合选出了2017年度全球十大新兴技术榜单，其中肿瘤的无创诊断技术成功入选并荣膺榜首。肿瘤无创诊断技术即液体活检(liquid biopsies)的出现，标志着人类在攻克肿瘤的道路上又前进了一大步。与传统的组织活检相比，液体活检具备实时动态检测、克服肿瘤异质性、提供全面检测信息等独特优势。目前，临床研究中，液体活检主要包括游离循环肿瘤细胞(CTCs)检测、循环肿瘤DNA(ctDNA)检测、外泌体及循环RNA(Circulating RNA)检测等，与传统的依靠临床症状或影像学诊断技术比较，利用液体活检技术可以更早地发现疾病进展。 /p p 　　近十年来，肿瘤液体活检研究热度不断攀升，多个国家及地区积极投入其中。目前，美国的 CTC 临床研究水平遥遥领先于其他国家。而在近几年中国的CTC临床研究水平发展势头迅猛，实力不可小觑。援引21世纪经济报的统计，中国目前有47家公司在从事肿瘤液体活检，其中，26家公司选择ctDNA路线，9家公司选择CTC，代表性企业包括华大基因、药明康德、燃石生物、普世华康等。JP摩根和高盛预测，液体活检在全球的市场规模高达230亿美元，其中，美国占据61%的市场份额。中国液体活检市场在5-10年内的市场潜力约为200亿，近年来，肺癌、结直肠癌、胃癌、乳腺癌等癌症的患病率在中国逐年增加，肿瘤分子诊断的需求不断增加。根据国家癌症中心发布的数据，我国5年内诊断为癌症且仍存活的病例数约为749万，适合使用液体活检技术的肿瘤病人至少为 542 万人，占比达到了72%[1]。 /p p style=" text-align: center " img title=" 001.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/f169c5ec-0a68-4632-a402-6e5f09b33e47.jpg" / /p p 　　ctDNA检测作为一种“液体活检”技术，其具有简便、快捷，且在一定程上能克服肿瘤时间和空间异质性等优势，近年来被广泛用于治疗前肿瘤分子分型，参与靶向治疗选择性决策，以及在患者治疗过程中评估肿瘤动态和负荷变化，实时监测治疗的有效性，及监测患者机体的微小残留病灶、复发、预后评估、耐药的产生等多个方面。 /p p style=" text-align: center " img title=" 002.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/62a15883-e36d-4ace-9040-c9cb57d5a179.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 　　近10年CTC相关发表文章数 /strong /p p style=" text-align: center " strong img title=" 003.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/84f91e00-1c73-4c5f-9df4-e006551a4625.jpg" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 　　近10年ctDNA相关发表文章数[2] /strong /p p strong 　　技术的成熟催生了资本市场的火爆 /strong /p p 　　2015年，液体活检技术被《MIT Technology Review》评为年度十大科技突破之一。根据Piper Jaffray预测，2026年广义液体活检全球市场总容量约326亿美元，包括肿瘤领域286亿美元、无创产前诊断(NIPT)20亿美元、器官移植20亿美元。而2026年全球肿瘤液体活检市场容量可达286亿美元，其中早期筛查150亿美元、伴随诊断17亿美元、治疗监测50亿美元、复发监测69亿美元。[3] /p p 　　目前国外从事液体活检的主要公司包括：Grail、Guardant Health、Personal Genome、Trovagene、Genomic Health、Janssen Diagnostics、Qiagen、RainDance和Biocept等，其中不乏有Illumina、罗氏等巨头涉足其中，他们通过成立子公司或并购等方式，布局ctDNA领域，甚至完成大量融资来进行肿瘤早筛的临床研究。而国内的主要参与者包括华大基因、泛生子、达安基因、安诺优达、药明康德、贝瑞和康、诺禾致源等公司。涉及液体活检的基因检测公司早已被具有敏锐嗅觉的资本追捧，有些公司估值已经到了10亿以上。 /p p style=" text-align: center " img title=" 004.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/67d60a4d-daf4-4b9f-bd9f-a9724123dcf2.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 005.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/79e478b4-6cb8-4ef5-8536-3f19c3d37f9a.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 国外CTC、ctDNA、外泌体公司[4] /strong /p p 　　基于目前行业火爆的现状，业界对于液体活检市场未来的发展也普遍持乐观态度。2017年2月，MARKET RESEARCH FUTURE发布了《Liquid Biopsy Market Research Report Global Forecast to 2022》，该报告预测：2016年至2022年，全球液体活检市场将以21.6%的复合年增长率增长 成本效益和消费者偏好的改变，将推动市场的发展。[5] /p p 　 strong 　液体活检如何一步步成为时代焦点? /strong /p p 　　早在1000年以前，阿拉伯医生Abulcasis就发明了活检技术，该技术的好处是医生可以根据病灶组织学结构对病情做出判断。随着近几年测序技术的发展与成熟，医生还可以对患者的肿瘤组织测序，进而给出更加精确的诊断结果。 /p p 　　但随着科学家们对肿瘤研究的深入，他们发现在肿瘤的诊断和治疗过程中组织活检技术具有一定局限。 /p p 　　液体活检作为体外诊断的一个分支，通过收集患者的血液或尿液等对肿瘤等疾病做出诊断。其中ctDNA作为一种无创肿瘤标志物，被认为具有良好的发展前景，但当时在ctDNA的检测技术上仍面临一些问题，如敏感性不足、适用范围有限等。 /p p 　　这里就不得不提到一篇突破性的研究，2014年4月，发表在Nature Medicine杂志上的一篇研究报告中[6]，来自斯坦福大学医学院的研究人员就开发了一种高敏感性的ctDNA定量检测方法(cancer personalized profiling by deep sequencing，Capp- Seq) ，有助于解决敏感性、适用范围等困难。 /p p 　　参与该研究的Maximilian Diehn博士说：“我们的目标是开发出一种能够克服ctDNA领域两大关键障碍的方法：首先，极高的检测灵敏度，能够检测出血液中极少量的ctDNA 第二，能广泛应用于绝大多数癌种，适于临床应用。” /p p 　　即便是在晚期肿瘤患者体内，绝大多数的循环DNA(cfDNA)都来自于正常的、非癌性细胞。因此需要采用一种综合性的策略从血液中分离出循环肿瘤DNA(ctDNA)，检测ctDNA的变异情况。为了提高这一技术的灵敏度，研究人员在提取、处理和数据分析方面进行了优化。 /p p 　　研究人员将这种通过深度测序来进行肿瘤个体化变异分析的技术命名为CAPP-Seq。该研究报道了CAPP-Seq技术在非小细胞肺癌(NSCLC)中的应用，研究人员在NSCLC引入Capp-Seq技术，设计为能够覆盖在95%以上肿瘤中鉴别出的体细胞突变，利用该技术，研究人员能够在100%的II-IV期NSCLC患者及50%的I期NSCLC患者的血液中检测到ctDNA的存在。在检测突变率低至0.02%的等位基因突变时，该技术的特异性能够达到96%。 /p p 　　尽管本研究的样本源自罹患非小细胞肺癌的患者(包括大多数的肺癌，如肺腺癌、肺鳞状细胞癌和大细胞癌)，但研究者发现这种方法应该可以广泛适用于不同的实体瘤。未来，其应用场景将不仅局限于追踪肿瘤确诊患者的病情进展，还能够用于健康或高危人群早期的肿瘤筛查。 /p p 　　两年后，同样是斯坦福大学医学院的研究人员进一步开发出一种称为集成数字错误抑制(IDES)的校正方法，能够检测到频率低至0.004%的基因突变，相关研究于2016年5月刊登于国际杂志Nature Biotechnology上[7]。2014年时，Capp-seq技术的检测极限是0.02%，存在一定的错误率，为矫正这些错误，研究团队首先设计了一种分子标签技术，许多ctDNA检测开发者也采用这种方案来降低错误率。由于单链DNA和双链DNA分子标签技术各有优劣，双链DNA分子标签技术在降低错误上效果更佳，但效率不及单链DNA，因此不适合ctDNA量有限的样本。为此，斯坦福大学的研究人员着手设计出一种混合策略。首先，他们设计出测序接头，可用于单链和双链的分子标签 第二步，斯坦福的团队设计了一种计算工具，可以校正测序或PCR的系统错误。 /p p 　　随后，研究人员在NSCLC患者样本上验证了上述检测。首先，他们检测了41名晚期NSCLC患者的EGFR热点突变。从88个血浆样本中检测到412个EGFR变异，所有变异都已经通过肿瘤活检样本确认。接着，他们在参考细胞系上评估了检测的技术限制，创建了参考细胞系混合物，等位基因的变异频率在0.05-1.6%。他们发现，分子标签技术和计算校正方法是互补的，结合使用效果更佳。这种方法的理论检测极限是0.00025%。最后，他们利用这种方法来监控30名NSCLC患者中的突变(这些患者的肿瘤已经过基因分型)研究人员发现，他们能够检测到频率低至0.004%的突变。 /p p 　　在有了优秀的技术后，斯坦福大学的科研人员创立了Capp Medical公司，致力于通过基因组学的方法来检测患者肿瘤类型。 /p p 　　而另一边，跨国公司罗氏早在几年前就已经开始着手开发基因组学检测肿瘤的新方法。2008年罗氏公司以34亿美元的价格收购了Ventana Medical Systems公司，迈出了基因检测肿瘤患者的第一步。 /p p 　　2015年4月，研发出CAPP-seq技术的团队以及其归属的Capp Medical公司也被罗氏收于麾下，不难看出罗氏希望在液体活检这一领域继续深入的决心。 /p p 　　罗氏公司拥有世界上最强大的肿瘤研发部门，在获得了优秀的团队和技术的条件下，自然是如虎添翼。2017年5月8日，罗氏宣布在全球推出AVENIO ctDNA分析试剂盒，其能针对靶向用药、耐药机制研究、动态监测三个不同临床应用方向，推出了三款Panel，包括AVENIO ctDNA Targeted Analysis Kit、AVENIO ctDNA Expanded Analysis Kit及AVENIO ctDNA Surveillance Analysis Kit。此三款Panel可以全面的检测包括SNP、InDel、SV及Fusion在内的肿瘤变异类型，并且匹配后续的数据分析服务器、分析软件，提供一站式的ctDNA检测整体解决方案。这款产品结合了肿瘤液体活检的便捷性与NGS的高效性，能够帮助研究人员自行完成检测及分析。同时，多项研究结果验证了AVENIO ctDNA分析试剂盒在不同的实验室均能保持良好的稳定性和可重复性。 /p p style=" text-align: center " img title=" 007.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/f0ad901c-cf56-4b6e-a67e-9da1b8af7e25.jpg" / /p p 　　基于NGS方法检测的三款试剂盒可广泛应用于肿瘤学研究： /p p 　　AVENIO ctDNATargeted试剂盒是基于靶向捕获测序技术的肿瘤液体活检基因分型检测试剂盒，包含17个NCCN等权威指南推荐的基因，用于肺癌、结直肠癌、胃癌、乳腺癌等多种肿瘤靶向用药基因检测。 /p p 　　AVENIO ctDNA Expanded 试剂盒是基于靶向捕获测序技术的肿瘤液体活检基因分型检测试剂盒，包含77个NCCN等权威指南推荐的基因及临床研究热点基因，可应用于肺癌、结直肠癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌等多类肿瘤耐药机制研究。 /p p 　　AVENIO ctDNASurveillance试剂盒是基于靶向捕获测序技术的肿瘤液体活检试剂盒，包含NCCN等权威指南推荐基因在内的197个基因，用于肺癌和结直肠癌等肿瘤突变负荷长期监测研究 /p p 　　在这儿不得不提到罗氏强大的战略思维和长远眼光。从早年的Genetech到液体活检领域的“祖师爷”Capp-seq技术，罗氏优秀的投资和并购策略让其在生命科学领域成为了强大的中流砥柱。 /p p strong 　　液体活检技术的缺点及行业壁垒 /strong /p p 　　凭借一管血液来检测肿瘤是数十年来全球医学界共同的梦想。而液体活检技术能利用各种检测手段从血液中捕捉肿瘤相关基因变异信息，用于肿瘤分子分型、靶向用药、耐药机制研究、复发监测等，可避免传统组织检测方法难以解决的肿瘤异质性问题、无法实时动态监测等局限。 /p p 　　尽管如此，液体活检技术还存在一定的技术缺陷。对于肿瘤早期筛查而言，CTC和ctDNA检测都面临的一个共同挑战，即二者DNA浓度较低，对检测技术的灵敏度要求极高。其次，液体活检的另一个挑战来自成本。在高成本的基因检测领域中，价格因素可能会影响液体活检的广泛应用。第三个挑战是液体活检并不适用于所有类型的肿瘤，由于血脑屏障会阻碍ctDNA进入血液，比如，胶质母细胞瘤释放到外周血中的ctDNA极低，并不适合液体活检。 /p p style=" text-align: center " img title=" 008.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/9ef9005c-1ea0-4b3c-b02b-7df5a7dbad43.jpg" / /p p 　　除了技术层面的问题以外，将液体活检研究成果转化为临床应用仍面临几个关键的壁垒。 /p p 　　一、缺乏检测标准，从Panel设计中基因位点的选择、实验过程中的质控标准建立、生物信息学分析流程的标准化，以及变异解读中数据库的选择，不同实验室之间并未形成统一的标准，检测结果可比性不强，因此，目前这种检测方法进入常规临床检测存在着一定障碍。标准化的试剂盒、规范化的数据分析流程、专业的遗传咨询解读，以及全流程整体解决方案是液体活检在临床广泛应用的前提。 /p p 　　二、患者或消费者的经济承受力。包括我国在内的许多国家并未将液体活检纳入医保报销范围内，而液体活检产品往往价格不菲。此外，肿瘤液体活检并未纳入肿瘤患者管理的标准临床指南中，这进一步影响了保险机构的承保决定，阻碍了液体活检的普及。 /p p 　　三、基础研究人员和临床医生间的信息互通。基础研究是液体活检技术发展的基石，而临床医生则负责落实患者的具体治疗方案，双方是否能够非常顺畅地交流信息，并且对于患者的检测报告以及治疗方案达成共识，这直接决定了液体活检技术能否真正让患者获得更好的个性化治疗。 /p p 　　随着检测手段的不断进步，检测灵敏度和稳定性的逐步提高，技术瓶颈终将突破，监管政策也将逐步完善。 /p p strong 　　科学研究仍未停止脚步 /strong /p p 　　2017年关于液体活检的研究依然如火如荼地进行，世界各地不断出现重磅级的研究成果。 /p p 　　今年不得不提到8月份NEJM杂志刊登了香港中文大学的卢煜明(Dennis Lo)教授的重磅级研究成果。 /p p 　　由于ctDNA在血液中的含量非常低，因此卢煜明教授带领其研究团队将研究对象转为会引起鼻咽癌的EB病毒的DNA。研究人员优化了筛查方法，结果显示，该种方法有效提高了鼻咽癌的早期检测和生存率。[8] /p p 　　EB病毒与鼻咽癌的发生有密切相关性，因此实验设计寻找从肿瘤进入血液大量的病毒DNA，而不是癌细胞本身的DNA。研究人员在约2万名进行筛选的男性中，发现1112人(5.5%)检测出病毒DNA。其中309人在一个月后进行了验证性实验。通过内窥镜检查和核磁共振检查后，确认34人得了肿瘤。34种肿瘤中有16例是非常早期的，这种肿瘤在早期阶段不会有任何症状。三年后，除了一个病人外，所有的病人都活了下来，在接受标准放疗后没有肿瘤的迹象。相比之下，通常只有70%的鼻咽癌患者能够存活。 /p p 　　使用肿瘤筛查也能够改善很多肿瘤患者的生存率，但研究人员认为肿瘤筛查的费用较为昂贵，据统计593名个体共需要花费28600美元来筛查一种肿瘤。要知道在诸如美国等地方，鼻咽癌非常罕见，用过高的花费来筛查鼻咽癌显得没有必要。而这种通过检测EB病毒DNA的液体活检筛查技术非常具有潜力，未来能够帮助挽救众多肿瘤患者的生命。 /p p 　　另外，8月14日，发表在Cancer Cell杂志上的一篇研究报告中，来自荷兰阿姆斯特丹自由大学医学中心的研究人员设计了一种新型的液体活检途径，即通过检测被循环血小板(circulating platelets)吸收的肿瘤RNA。这种名为thromboSeq的新型检测技术能够以接近90%的准确率对非小细胞肺癌进行诊断[9]。 /p p 　　研究人员表示，thromboSeq技术可以检测到血小板中约5000种不同的RNA分子，通过不断优化它的RNA基因panel(panel of RNA genes)，最终找到了少数能够预示肿瘤的RNA。研究人员利用这一检测方法对血液样本进行了测试，以确定其在肿瘤诊断中的准确性。结果证实，thromboSeq诊断早期肿瘤的准确率为81%，诊断晚期肿瘤的准确率为88%。在一个匹配年龄、吸烟状况和血液存储时间的验证对照组中，该方法的准确率高达91% 研究人员表示，这种新型技术未来有望进入临床试验中。 /p p 　　2017年10月，一项发表在国际杂志Nature Materials上的研究报告中，来自加州大学圣地亚哥医学院、穆尔斯肿瘤中心和中山大学癌症研究中心等机构的研究人员基于对包含循环肿瘤DNA(ctDNA)的血液样本进行研究，开发了一种用于肝细胞癌早期诊断和预后判断的新型液体活检技术[10]。 /p p 　　该研究中研究者共使用了1098例肝癌患者和885例正常人的临床样本数据。首先根据肝癌样本和正常样本的临床数据，从485，000个甲基化标记(来源于TCGA数据库)中筛选出了1，000个甲基化标记，随后挑选出扩增效率较高及甲基化特征多样化的401个甲基化标记进行深入研究。通过计算机深度学习715个肝癌患者ctDNA和560个正常样本的临床数据后，从401个甲基化标记中筛选出了10个甲基化标记，建立了肝癌的综合诊断模型cd-score。随后研究人员针对1049例肝癌患者的临床数据进行分析，得到综合预后模型cp-score(combined prognosis score)，并拟合出了Kaplan–Meier 曲线。研究发现，预后情况不同的肝癌患者其cp-score具有显着不同。多变量分析显示cp-score和风险分级密切相关，并且可以作为一个独立的风险因子用于肝癌的风险分级。 /p p strong 　　逐渐完善的监管政策 /strong /p p 　　除了有技术上的突破，近年来国家在政策上对于包括液体活检在内的测序行业也逐渐利好。 /p p 　　目前我国对于基因检测项目进入临床，实行的是双重监管。根据CFDA 在2014 年1 月公布的《食品药品监管总局办公厅关于基因分析仪等三个产品分类界定的通知》，基因测序诊断产品(包括基于测序仪及相关诊断试剂和软件)，符合医疗器械的定义，应作为医疗器械管理，其中测序反应通用试剂盒(测序法)划为I 类医疗器械管理产品，基因测序仪作为III 类医疗器械管理。 /p p 　　2015年4月国家卫计委发布了《关于开展肿瘤诊断与治疗高通量测序检验(多基因检测)室内质量评价预研的通知》，2015年7月卫计委又发布《药物代谢酶和药物作用靶点基因检测技术指南(试行)》和《肿瘤个体化治疗监测技术指南(试行)》。 /p p 　　总的来说，所有仪器设备，试剂归CFDA 报批管理，临床实验归属卫计委管理。 /p p style=" text-align: center " img title=" 009.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/ef35b33c-6d37-430a-94d6-981e3f1b8e8e.jpg" / /p p 　　经历了“全面叫停”后，近年来国家政策对于基因测序、精准医疗行业的发展起了很大的推动作用。2015年3月卫计委发布《国家卫生计生委医政医管局关于肿瘤诊断与治疗项目高通量基因测序技术临床应用试点工作的通知》，试点包括了14家医疗机构和6家第三方检验实验室。另外还发布了以肿瘤个体化治疗、药物代谢酶及作用靶点基因检测的技术指南，旨在规范化推广相关技术。 /p p 　　2016年4月国家发改委下发了《关于第一批基因检测技术应用示范中心建设方案的复函》正式批复27个省市发改委关于基因检测技术应用示范中心的建设方案。 /p p 　　2017年1月，国家发改委正式印发了《“十三五”生物产业发展规划》，明确了基因检测能力覆盖50%以上出生人口的目标，强调了以个人基因组信息为基础，结合蛋白质组、代谢组等相关内环境信息，整合不同数据层面的生物学信息库。 /p p 　　2017年11月，CFDA和卫计委联合颁布《医疗器械临床试验机构条件和备案管理办法》，规定了对列入需进行临床试验审批目录的第三类产品，应当在三级甲等医疗机构专业范围内开展临床试验 规定开展创新医疗器械产品或需进行临床试验审批的第三类医疗器械产品临床试验的主要研究者应具有高级技术职称并且参加过3个以上医疗器械或药物临床试验等等。 /p p 　　综合来看，国内政策对于液体活检和其他基因测序产品，经历了“叫停”、“试点”、“规范发展”三个阶段，未来的市场仍有很大的空间。 /p p 　　令人振奋的是，2017年11月，FDA在一个月内先后批准了纪念斯隆凯特琳癌症研究中心的多基因检测分析产品MSK-IMPACT?，以及Foundation Medicine 的 FoundationOne CDx，这两款产品的获批在美国甚至全球都具有相当重要的意义。 /p p 　　从FDA的审批标准中，我们不难看出对于肿瘤基因检测产品，FDA在检测结果的精准性、数据的管理更新过程、和报告解读能力三个方面均高度关注，这也是给国内从业者的一些启示。 /p p 　　CFDA对于国内的政策制定，很大程度上都会借鉴FDA的做法，包括目前对于基因检测临床的双重监管等，而FDA在批准基于NGS的肿瘤检测产品的实践中，已经踏出了重要的一步。这个消息公布后，对于业内人士来说是机会和挑战并存，但对于整个行业来说，无疑是前景大好。 /p p strong 　　结语 /strong /p p 　　液体活检是一项富有挑战性的新技术，在肿瘤精准医学中扮演着越来越重要的角色。随着检测技术的标准化，检灵敏度和特异性的提高，液体活检将成为肿瘤诊断的重要技术手段。液体活检要广泛进入临床应用，不仅需要检测技术灵敏度和特异性的提升、临床研究的广泛积累，还需要建立相应的检测标准、建设规范的监管体系。 /p p 　　如今，越来越多的科研单位和企业已投身该领域，2017年即将结束，相信2018年液体活检技术将在肿瘤分子分型、靶向用药、耐药机制研究、复发监测，甚至肿瘤早期筛查等多个领域实现不断地突破与发展。 /p p 　　参考资料： /p p 　　[1].《肿瘤液体活检市场初成预计中国市场规模200亿》，21世纪经济报 /p p 　　[2].数据来源Pubmed数据库 /p p 　　[3].数据来源Piper Jaffray测算 /p p 　　[4].数据来源火石hsmap /p p 　　[5].Liquid Biopsy Market Research Report Global Forecast to 2022， MARKET RESEARCH FUTURE /p p 　　[6].An ultrasensitive method for quantitating circulating tumor DNA with broad patient coverage. Nat Med. 2014 May 20(5)：548-54. /p p 　　[7].Integrated digital error suppression for improved detection of circulating tumor DNA. Nat Biotechnol. 2016 May 34(5)：547-555. /p p 　　[8].Analysis of Plasma Epstein-Barr Virus DNA to Screen for Nasopharyngeal Cancer. N Engl J Med. 2017 Aug 10 377(6)：513-522. /p p 　　[9].Swarm Intelligence-Enhanced Detection of Non-Small-Cell Lung Cancer Using Tumor-Educated Platelets. Cancer Cell. 2017 Aug 14 32(2)：238-252.e9. /p p 　　Circulating tumour DNA methylation markers for diagnosis and prognosis of hepatocellular carcinoma. Nat Mater. 2017 Nov 16(11)：1155-1161. /p p & nbsp /p

作为体外诊断的一个分支，液体活检是指一种非侵入式的血液测试，能监测肿瘤或转移灶释放到血液的循环肿瘤细胞(CTC)和循环肿瘤DNA(ctDNA)碎片，是检测肿瘤和癌症、辅助治疗的突破性技术，目前已逐步进入临床，国内最新进展是药监局批复格诺生物的肺癌CTC 试剂盒，带动行业进入应用。　　液体活检的优势在于能解决精准医疗的痛点，通过非侵入性取样降低活检危害，而且有效延长患者生存期，具有高性价比。液体活检技术主要包括CTC 和ctDNA，以及外泌体检测。　　下面让我们看一看关于液体活检的行业动态及研究进展。　　1.液体活检—治愈癌症的可靠保障　　近日，哈佛医学院丹娜法伯癌症研究院领导合作研究小组成功证实了一种简单液体活检技术作为临床工具识别特定病人的可行性。根据他们的报告，这种简单液体活检技术可快速且精准地探测导致非小细胞肺癌(NSCLC)的两种关键基因致病突变，进而帮助临床医生为病人制定针对上述两种突变的化疗药单，提高非小细胞肺癌的临床治疗水平。“我们认为血浆基因分型在临床测试中具有不可估量的应用潜力，这种癌症常规基因印记的快速与无创筛查可以避免对传统侵入性的活组织检查的挑战。”文章的第一作者，丹娜法伯/布列根女性医院肺癌专家Geoffrey Oxnard博士说。(原文：Prospective Validation of Rapid Plasma Genotyping for the Detection of EGFR and KRAS Mutations in Advanced Lung Cancer)　　2.Nature子刊：液体活检技术的新进步　　循环肿瘤DNA(ctDNA)的高通量测序有望实现个性化的癌症治疗。不过，血液中的游离DNA(cfDNA)有限，限制了分析灵敏度。为此，斯坦福大学的研究人员近日开发出一种错误校正方法，能够检测到频率低至0.004%的突变等位基因。在3月28日发表的《Nature Biotechnology》上，研究人员介绍了这种称为集成数字错误抑制(IDES)的方法。它是基于斯坦福团队之前开发的一种ctDNA检测技术，名为CAPP-seq，目前已被罗氏收购。(原文：Integrated digital error suppression for improved detection of circulating tumor DNA)　　3.Natera发布早期癌症筛查液体活检技术数据　　Natera公司3月7日发布了初步研究数据，证明它的液体活检技术可以检测到早期非小细胞肺癌(NSCLC)患者的血液样本中普遍存在的、异质性的肿瘤突变。该公司目前正在英国大型非随机临床试验中测试其技术。Natera公司最初开发这项技术是为了非侵入性产前检测实验的应用，该技术融合了大规模多重PCR-新一代测序(mmPCR-NGS)技术，但公司已经为适应肿瘤检测调整该系统，以作为近期跻身早期癌症检测体系的一部分。　　4.液体活检中的外泌体，你知道多少?　　外泌体是一种存在于细胞外的多囊泡体，可通过细胞内吞泡膜向内凹陷形成多泡内涵体，内涵体与细胞膜融合后释放其中的小囊泡。外泌体的直径为40-110 nm，包含RNA、蛋白质、microRNA、DNA片段等多种成分，在血液、唾液、尿液、脑脊液和母乳等多种体液中均有分布。外泌体：① 外泌体介导肿瘤细胞的增生和干性形成 ② 外泌体介导肿瘤微环境中血管的形成 ③ 外泌体介导肿瘤细胞的免疫耐受 ④ 外泌体介导肿瘤细胞的化疗抵抗 ⑤ 外泌体组分中的miRNA在肿瘤中有重要应用。　　5.Cell：新型血检技术或可扩大液体活检的范围　　发表在Cell上的一篇报道中，华盛顿大学的科学家就表示他们开发了一种新方法可以克服当前液体活检技术的局限性，从而就以帮助鉴别出哪些类型的细胞可以产生游离DNA 这种方法可以扩大液体活检的检测范围，其依赖于对个体机体中游离DNA的片段谱系进行分析，同时将这种谱系信息同细胞多种死亡生理条件进行对比。研究者Shendure说道，我们的研究表明，通过观察游离DNA的片段谱或许就可以帮助鉴别出产生游离DNA的特殊组织，而这种方法替代了直接寻找DNA特殊突变的方法。　　6.国内肿瘤液体活检公司统计大曝光　　2015年，很多人都把这一年看作是测序行业的元年，其实是测序从实验室逐步走向临床的转型之年，在国家卫计委的一系列政策利好的条件下，很多NGS公司真的以火箭般的速度冒出来，大家都还看不明白测序到底该怎么玩的时候，为啥大家伙都磨拳霍霍的!目前我们统计的数据来看：有47家公司在做肿瘤液体活检。如下图：　　7.卢煜明：癌症液体活检未来市场400亿美元　　未来，癌症检验或许不再需要手术活检或穿刺活检了，一种名为液体活检的新血液检测方法正在改变癌症的诊断和治疗，这项技术，被麻省理工科技杂志评为2015年十大突破之一。开发液体活检技术的香港中文大学教授卢煜明接受《第一财经日报》记者采访时表示，即使判断这个市场未来有400亿美元的潜力也毫不夸张，“人的体内有2.5万个基因，很多癌症都会出现突变，对基因的了解便是这个市场未来的发展潜力”。　　8.CFDA批准首个肺癌循环肿瘤细胞检测——靶向PCR CTC检测技术正式应用于临床!　　据悉，2016年01月11日，国家食品药品监督管理总局批准了格诺思博生物科技有限公司自主研发的首个肺癌循环肿瘤细胞检测--叶酸受体阳性CTC检测试剂盒。该试剂盒采用了国内原创的靶向PCR CTC检测技术，显着提高了CTC检测的敏感性。CFDA批准的临床用途包括对尚未确诊的肺癌疑似患者进行辅助诊断 监测手术或含铂类化学药物治疗的非小细胞肺癌患者的疾病进程或治疗效果。该产品在CT检查出现肺结节且不确定是否为肺部肿瘤时，采用该检测作为CT检查的一种补充手段，辅助诊疗专家进行判定。(注册证编号：国械注准20163400061)　　9.循环DNA也能诊断糖尿病和脑损伤　　循环DNA分析已经成为胎儿基因诊断的工具，也被作为癌症诊断的重要手段，目前有学者开始用这种血液分子特征进行更多疾病诊断的策略。耶路撒冷希伯来大学发育生物学家Yuval Dor认为，这种方法被认为是非侵入性细胞死亡分析方法，这是一个非常令人着迷的研究领域，因为潜在的应用前景十分诱人。Dor的小组近期报道了利用这种方法探测死亡细胞来源，这些细胞可以是胰腺癌，可以是一型糖尿病的胰岛素分泌细胞，也可以是多发性硬化的死亡少突胶质细胞和脑损伤的神经组织细胞。另外两个小组也报道了在癌症方面的初步结果。　　液体活检固然潜力巨大，但未来要实现爆发，这项技术目前还面临着一些问题，首先是价格。不过，未来要将费用真正降下来，还是需要测序技术的进步。