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芜菁膏相关的资讯

  • 加拿大拟修订胺苯磺隆在芜菁甘蓝中的最大残留限量
    据加拿大卫生部消息,10月22日加拿大卫生部发布PMRL2013-83号通报,有害生物管理局提议修订胺苯磺隆在芜菁甘蓝中的最大残留限量。  修订内容如下表:食品类别最大残留限量(ppm)芜菁甘蓝0.05  原文链接:http://www.hc-sc.gc.ca/cps-spc/pest/part/consultations/_pmrl2013-83/pmrl2013-83-eng.php
  • 武警消防官兵频繁接触化学物出现轻度不适
    发生于1月15日的广西龙江镉污染事件已过半月,当地政府采取二十四小时不间断投放化学物、稀释等措施紧急应对,取得一定进展。在抢险人员中,由于频繁接触高腐蚀性化学中和物,导致一些武警消防官兵产生腹泻和皮肤痕痒等症状。图为1月31日,官兵在河池宜州市洛东水电站投放化学物。
  • 如何选择一台适合自己的显微镜——光学部件物镜的选择(下)
    小伙伴们,我又来了~本期给大家带来显微镜物镜的知识。啥是物镜,我想地球人都知道~物镜是显微镜的灵魂所在,物镜是影响清晰度的最重要部件,先来了解下物镜的重要参数。在选择物镜时需要考虑以下几个问题:1、需要多大的放大倍数?● 物镜可以根据其放大倍率分为三大类。其中包括:低倍物镜(2x、4x/5x和10x),中倍物镜(20x、40x)和高倍物镜(60x/63x、100x)。除了物镜的放大倍率不同外,物镜使用的介质也不同。例如,对于高倍镜头(60x和100x),经常使用浸油来获得高分辨率。放大倍率较低的镜头则采用空气作为介质。2、选择哪种观察方式?● 显微物镜有很多类型,应用场景也各有不同,根据观察方式的不同,也有不同种类。一般在物镜的外壳上会标注物镜的观察方式。● BF:明场;DF:暗场;PH:相差;PO:偏光;DIC:微分干涉;FL:荧光观察(蓝、绿、紫等);UVFL:紫外荧光观察。3、如何选择一个成像效果好的物镜?● ①要选择有平场矫正功能的物镜,即标有Plan。 ②主要根据色差校正的能力来判断成像效果:消色差物镜(Achromatic):仅能校正红蓝光的色差。半复消色差物镜(FL):能校正红绿蓝三色光的色差。全复消色差物镜(Apo):能对红绿蓝三色光的色差校正两次,同时能校正红、蓝两色光的球差。● 看透明切片可选择平场消色差物镜(Ach)。看荧光可选择半复消色差物镜(FL),而且有长工作距离可选,既可以看玻片也可以看培养皿。若需要更好的成像效果可选择全复消色差物镜(Apo),但Apo物镜没有长工作距离的,只适用于看玻片,不适合看培养皿或培养瓶等厚的样品。4、对分辨率的要求是什么?● 显微镜的分辨率是能分辨两点间的最小距离,能分辨的距离越小分辨率越高。数值孔径(NA值)与分辨率成正比,NA = n * sin α。与放大率成正比,与景深成反比。同样的放大倍数下,NA值越高越好。在工作距离都满足的情况下选择NA值高的物镜。5、需要多长的工作距离(WD)● 根据工作距离的不同,可以分为:①普通工作距离物镜:工作距离小,可以观察切片,但不能观察培养皿。②长工作距离物镜:用于倒置显微镜,可以满足组织、悬浮液等材料的镜检。6、所使用的玻片或培养板的厚度是多少?● 在标注物镜的光学类型的后面(∞/0)(210/0),也就是斜杠后面这个数字代表的是适用玻片厚度,(∞/0.17)(210/0.17),适用玻片厚度就是0.17毫米。如果用了不合适的盖玻片,则会出现很明显的球差(不同角度的光线没有会聚在同一高度)从而降低成像的对比度和分辨率。NA值越高的物镜对盖玻片厚度越敏感,所以要选择正规的盖玻片。有些高NA值的物镜以及长工作距离的物镜有可调的盖玻片厚度调节环可以对不同厚度的玻璃进行矫正,可用于培养皿的观察,观察时调节到相应的培养皿的厚度,或使用共聚焦培养皿,中间厚度也为0.17。
  • 浅谈显微镜——物镜的球差与色差
    上期我们聊到物镜的数值孔径,了解到数值孔径的大小直接影响最终获取的图像分辨率,为物镜的重要参数。然而,在物镜上我还会看到一些简写,如下图所示: 那么,这些英文简写表示什么意思呢?可以看到,上图物镜上游两个简写:N、PLAN。分别表示色差矫正和球差矫正的等级。有些小伙伴就会问道,什么是色差,什么是球差?自然光或LED光源发出的光线都是白光,白光由不同波长的光组合而成,不同的波长呈现不同的颜色,穿过透镜的折射率也不相同,如上图所示:一束白光从w点发出斜射至一块凸透镜中,不同波长的光折射率不同从而分散开来,从而不同颜色的光落在不同的位置。这只是一个点光源就出现这种效果,如果在显微镜成像中,复杂的颜色分布,多种颜色的组合,如果颜色依旧如此乱的呈现在视野中,我们可能都认不出所观察的图像是什么了。下图为一张白纸在体视镜下观察的效果,左边为无色彩矫正的图像,右边为色彩校正后的图像。明显可以看出,白纸的网格状结构未进行色差校正后的像有红色的彩边,产生色差,而色彩校正后就可以还原图像的本质。那么色彩校正是如何实现的?在凸透镜的两侧添加一些校正透镜(如下图),形成透镜组,不同波长的光通过透镜组后改变行程方向,还原初始位置,从而完成色差校正。然而,不同波长的光校正难度有差异,从而物镜的档次有消色差、半复消色差、复消色差等多个等级,可校正颜色越多的物镜等级越高。说完色差校正,凸透镜还有球差需要进行矫正。所谓球差,同一个平面的物体通过透镜后,呈现的像不在同一平面上。如下图所示:凸透镜左侧红、黄两点在同一个平面上,通过透镜折射后,在凸透镜右侧成像却不在同一平面。 在实际的观察中表现的效果为:同一个视野中间是可以清晰可见的,而四周呈现的图像为模糊的,这样的图像给使用者带来的观察效果和感受会很差,无法一次性分析和观察全视野的图像。球差的矫正技术目前在物镜中较为基础,市场上几乎所有的物镜都具有矫正球差的功能(物镜上会有PLAN或PL的标记),从而在选择物镜的过程中不用担心球差问题。Leica徕卡 DMi1 倒置相差显微镜Leica徕卡 DMiL倒置荧光显微镜
  • 北工商吴静珠教授:坚守初心 愿我们都是“小王子”——“Women in STEM——致敬分析测试领域女性科研工作者”活动
    从古至今,女性从来不乏仰望星空的力量与诗意。身影也许柔弱,但是她们刚柔并济;挑战也许更多,但是她们执著坚守。近年来,“她力量”一直闪耀,特别是随着中国女足亚洲杯夺冠,谷爱凌北京冬奥会两金一银的闪耀成果,女性的柔美与刚毅再一次冲上热搜。在分析测试领域分布着广大的女性科研工作者,她们正在通过自己的思考与行动影响着整个行业的发展,她们敢于创新,敢于冒险,在美丽与温柔的外表下蕴含着强大的力量。2022年“三八”国际妇女节将至,仪器信息网聚焦分析测试领域女性科研工作者,特别策划“Women in STEM——致敬分析测试领域女性科研工作者”专题活动,邀请行业女科学家们分享自身的成长经历与职业历程,展现这个行业女性从业者的别样魅力。本文的主角是北京工商大学吴静珠教授。北京工商大学吴静珠教授仪器信息网:为什么会选择分析测试领域?吴静珠教授:进入这个领域是源于自己在2001-2006年硕博期间从事了农产品近红外光谱分析的相关课题。2006年博士毕业后进入北京工商大学工作,发现自己博士课题方向正好与学校重点发展的学科方向相符,于是就坚持做下去了,研究领域也从近红外光谱分析测试逐渐拓展到拉曼、太赫兹分析测试、光谱成像分析、机器学习方法研究等。之所以选择这个领域,一是觉得做自己熟悉而且擅长的事有成就感;二是因为兴趣和喜欢,所以才能坚持多年。仪器信息网:您在工作与生活中分别是一个什么性格的人?吴静珠教授:我在高校工作,需要同时承担教学与科研的工作。我觉得不管是作为高校老师还是作为科研工作者,首先要做好自己的本职工作,要有能被自己和他人认可的业务能力水平。我在工作中比较严肃,不管是给本科生上课,还是带研究生做课题,我都希望学生能跟上我的节奏,所以学生就会比较累。生活中,我比较开朗、随和,既喜欢和朋友相处时的热热闹闹,也喜欢自己独处时的安安静静。仪器信息网:如何平衡家庭与工作中的角色?如何解决所面临的压力与挑战?吴静珠教授:我好像没有太多考虑过平衡家庭与工作中的角色,因为我的家人对我的工作和生活都特别支持。例如,我在2013年和2019年到美国公派访学,一走就是一年半载,家人都很支持我,他们觉得我能有更好的机会去提升自己,为什么不支持呢?我很感谢我的家人给予我这么大的空间和自由选择的权力。每个人都会面对家庭和工作的问题,根据自己的实际处境做出自己认为的合理安排和取舍就可以了。对于工作和生活中的压力,我愿意和我的家人和好朋友倾诉,听听不同的人从不同角度的阐释和开导,然后就会有勇气有信心去一点点克服困难。当自己觉得撑不下去的时候,不要急于否定自己,可以暂时放下去干些别的事。所有人都会遇到压力,你也不例外,这么想,你是否能释然呢? 仪器信息网:对分析测试领域女性从业者在职业设计规划上的建议?吴静珠教授:首先,如果选择了在这个领域从业,那么在前期一定要苦练内功,扎实提高自己的业务水平,这是基础;其次,培养对这个职业的兴趣和热爱,有了这些,你才能在这个领域坚持深耕,才能有所突破和收获;最后,分析测试技术与现代信息、传感、仪器技术的发展息息相关,因此需要紧跟科技发展的脚步,保持好奇心,保持敏锐的科研嗅觉,才能不断提升自己。仪器信息网:“后浪”逐渐崛起的今天,对于未来发展或人才培养的计划与愿景?吴静珠教授:作为一名高校教师,我计划每年继续带2-3名硕士研究生,希望能为培养“后浪“尽自己的一份力量。仪器信息网:“三八”国际妇女节来临之际,请您为大家推荐一本看过的好书,并说明推荐理由。吴静珠教授:如果是专业书,那我推荐褚小立老师的《化学计量学方法与分子光谱分析技术》。我课题组的学生我都会让他们在进入课题前先去学习这本书,这本书从各类光谱技术到化学计量学方法,从基础机理到发展方向,讲述比较全面仔细,很有收获。如果是非专业书,那就《小王子》吧,其实我很久没有看过专业书籍以外的书了。这本书是十多年前买给我儿子的,它是法国作家安托万德圣埃克苏佩里于1942年写成的著名儿童文学短篇小说,但却给我留下了深刻的印象。作为一部经典的成人童话,小王子影响着世界上许许多多的人,正如一千个读者有一千个哈姆雷特,一千个读者也有一千个小王子。我也愿我们都是小王子,有那份敢于走出去的勇气,有那份见过大千世界后,仍坚守初心的决心。
  • 水污染领域的“源解析”技术:水质荧光指纹识别——访清华大学环境学院吴静副研究员
    p  span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312,SimKai "在环保领域,“源解析”是一项耳熟能详的技术。“北京PM2.5源解析报告引发质疑 中科院:4%只是直接排放”、“北京发布PM2.5源解析结果 本地污染占七成”、“中国9大城市完成大气源解析 北广深首要污染源机动车”,一项项研究成果在各大媒体和朋友圈传播,管理者和公众都理所当然的认为:了解一个城市或地区的雾霾来源并不是难事。那么,水污染领域呢?我国水污染状况同样不容乐观,是否有技术手段可以实现污染排放源的溯源,以支持水环境质量的管理呢?/span/ppspan style="font-family: 楷体,楷体_GB2312,SimKai "  清华大学环境学院吴静副研究员的团队历时13年通过对不同来源水样的水质荧光指纹进行分析和判别,建立了不同来源污水的水质荧光指纹数据库,通过对水体水质指纹的比对,从而判断水体受到了何种污水的污染。其实荧光光谱技术并不是一个新技术,国内外有很多团队将其用在水质分析中,但大多是对天然有机物和溶剂性有机物进行定性和定量分析。/span/pp  那么,吴静老师是如何想到将荧光光谱技术应用于水质污染溯源的呢?水质荧光指纹识别技术在水污染溯源方面的实际应用效果如何呢?此应用又给客户的环境管理带来了哪些好处呢?近日,仪器信息网编辑针对相关问题采访了吴静老师。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/06528a61-affb-450f-b0d7-ada74ff62bfe.jpg" title="吴静_副本.jpg"//pp style="text-align: center "strong清华大学环境学院 吴静副研究员/strong/pp  strong国外学习经历+松花江事件 催生水质预警溯源技术/strong/pp  “2003年的时候,学校给了我一个去法国科学研究中心做博士后的机会,我就去了。过去之后才知道,合作导师的课题是与监测相关的,是用荧光光谱技术分析污水厂进水水质变化。那段时间,我脑子里存了很多污水的光谱。回国后不久,松花江事件爆发,我就想是否可以用这个技术来对水体污染进行排放源的溯源,以便快速锁定污染源。当时国内外快速的水污染溯源的技术基本空白。”吴静老师如此描述了自己与污染源溯源点子的“初遇”。/pp  水质荧光光谱的检测技术已经很成熟,国内外有不少厂商可以生产相关的仪器。吴静老师利用荧光光谱仪作为信号采集单元,开展了创造性工作。信号采集之后,吴静老师的主要工作包括:“一是信号的提取与解析,这是核心部分。我们将解析的过程转换成算法。二开发关键硬件部件,并完成硬件集成,形成一套可定时自动完成进样、预处理、测量、分析、给出结果的新型在线水质分析仪,我们叫它水质预警溯源仪。此款仪器就只有三个主要功能:预警、污染源溯源和污染留证。”/pp  与一般利用荧光光谱方法测定水质的仪器不同,水质预警溯源仪测定的不是某种污染物的浓度,而是水体水质是否有异常,并自动判断水体中最可能混入了哪种污水。目前,此台仪器可识别包括生活污水、印染废水、电子废水、石化废水、焦化废水、造纸废水和金属制造废水等10余种废水。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/41deb2a2-0c0e-4731-b516-b10220a19362.jpg" title="20160307_074233_副本.jpg"/br//pp style="text-align: center "strong吴静与污染预警溯源仪合影/strong/pp  strong实际应用 发挥环境监管作用/strong/pp  吴静老师从2004年有了这个想法,在2009年推出了第一台样机,2015年全面实现了仪器的产业化生产。目前此款仪器已经在多个地区得到了实际应用。/pp  “我们有一台设备安装在一个超大型水源地。有一天指纹突然出现了异常,仪器报警可能是电镀废水,环保部门就打电话问上游的工业园区是否有电镀厂。由于工业园区只有一家电镀厂,所以就要求企业停产整改了。企业停产后,信号就消失了。过了两天,又有同样的信号出现,原来是电镀厂恢复生产了。环保部门再次要求对方整改,这次连雨水管也接到污水处理厂,之后信号就再没出现过。”这次经历表明,仪器可以快速发现企业的偷排行为。/pp  那么对于相同的行业废水,是否能够识别呢?吴静老师为笔者介绍了最近的一个项目:“我们最近正在给南方某工业园区安装我们的水质预警溯源仪。这个园区一共有22家企业,全部是电镀厂,园区排放口的重金属污染物浓度总超标,又找不到排放企业,环保部门对此很头疼。接触之初,当地环保局也怀疑我们是否能识别出如此相近的废水,为此先是实地考察了我们用户的使用情况,然后组织了包括外请专家在内的11名专业人士的团队、带了四个工厂的水样来我们学校亲自做了盲样测试,测试结果良好才最终决定采用我们的仪器。现在项目已经接近实施的尾声了。”/pp  strong若干“关键点”/strong/pp  对于此仪器的设计思路,吴静老师这么为笔者做了形容:“这个技术就跟警察抓小偷时的指纹比对思路一样,我们的设备就是在水污染犯罪现场扫描嫌疑指纹,如果能与指纹库对比上,那么就可能找到污染源。”但是污水水质与人体指纹毕竟还是有一些不同的地方,环境管理与警察破案的思路虽然在大方向上有一致的地方,但在实际操作层面是否有自己的特点呢?针对笔者在这方面的一些疑问,吴静老师耐心细致地一一作答。/pp  水质荧光指纹识别技术检测的是有机物,那么这个技术是如何识别以重金属为主的电镀废水的呢?“虽然电镀废水以重金属元素为主,但是由于其生产过程中添加了少量有机物,且不同工厂的原料来源、管理水平、工艺水平等存在差异,加上水质荧光指纹检出限很低,因此可以识别不同工厂排放的电镀废水。”/pp  污水进入水体之后会被稀释,随着从上游到下游的流动,水质会发生变化,这会给识别工作带来哪些困难呢?“首先,荧光信号的灵敏度很高,微克/升量级的污染物就能被检出,所以稀释后污染还是能检出。其次,很多荧光化合物本身稳定性好。以印染废水为例,印染废水需要经过水解、厌氧处理、好氧处理,然后混入生活污水后再次经过水解、厌氧处理、好氧处理、高级氧化后排放,其中的化学耗氧量(COD)降解90%以上,但是荧光信号的降解才30%,这表明很多荧光化合物是难降解的,作为指示物比较合适。污染排入水体后,肯定没有在污水厂变化快,所以容易被发现。”/pp  即使能够比较精准的实现污染源的定位,但是目前水质荧光指纹的数据是无法用来作为环境执法依据的,对于这些问题,该如何解决呢?“目前环境执法主要还是依赖实验室数据做支撑。我们最大的用途是快速提供用户能开展业务的指向性信息,快速提供排查方向,缩小排查范围,显著提高效率。我们在开放的预警溯源系统中,实现了预警信息实时传送给执法人员。我们还采用自动留样器,开发了移动式溯源仪。前者可自动保存污染水样,后者在仪器预警后,可以即赶到现场用水质指纹来排查污染排放源。溯源是个复杂的事情,也是要靠专业的手段来实现的。”/pp  strong展望未来 希望发挥更大作用/strong/pp  虽然在采访过程中,笔者和吴静老师大多时候聊到的是此台仪器在管理企业偷排方面的作用,其实结合不同的监管手段,此台仪器还可以实现多尺度污染溯源:一是大流域尺度。在大流域范围内,可以利用此技术识别流域的重点污染段以及污染类型,比如每一段的主要污染源是生活污水、工业污水还是面源污染?这点和当前的河长制考核非常契合。如果能够提供污染来源信息,这无疑提供了更丰富的考核依据。二是城市尺度。在城市范围内,可以判断污染来自哪个区域和哪个单位,是从哪个途径进入水体的,面源贡献有多大等等,给管理者提供污染治理的关键信息。三是工业园区。此系统既可以帮助管理者迅速定位偷排单位,也可以对园区污水厂运行提供水质预警服务。/pp  “我们与别人最大的不同是我们的工作思路不一样,我们提供的不是污染物的浓度数据,而是可以和环保业务直接挂钩、支撑环保业务开展的一些信息。对于仪器硬件研发,我们肯定比不了电机系、电子系或者精仪系的老师,但是我们的优势在于更懂环境业务、更懂环境需求,从而开发的仪器也能更好的满足环境业务的需要。”吴静老师说。/pp style="text-align: right "strong(采访编辑:李学雷)/strongbr//pp  strong后记:/strong/pp  从2003年到2016年,吴静老师和她的合作伙伴所研发的这款产品实现了从零到一、一到十的跨越,此台仪器也获得了一些认可,如2014年获得第十六届中国国际工业博览会高校展区优秀展品奖二等奖、2016年获得第九届国际发明展览会银奖。2015年,“水十条”正式发布,对河流和断面规定了明确的考核要求。近日,国务院办公厅正式发文推广“河长制”。水质环境质量管理被提到了越来越重要的位置,而水污染溯源对水环境质量管理是一大助力,我们期待吴静老师的团队以及所研发的产品在未来环境管理中能提供更多的技术支撑。/p
  • 深圳先进院郑炜团队提出可突破物镜标定视场极限的大视场高分辨双光子成像技术
    双光子成像具备较强的组织穿透能力、较高的分辨率和固有的光学层析能力,适用于深层组织的活体研究。传统的双光子成像能维持细胞分辨率的视场直径往往小于1 mm,限制了在大规模生物成像中的应用,如横跨多个脑区神经环路的结构与功能成像。近年来,一些新型技术通过设计特殊物镜和相应光学元件,实现可支持数毫米视场范围且保持细胞分辨率的双光子成像。但这些物镜并不是常规的商用光学元件,加工设计复杂,且使用时有较高的光学知识门槛,无法在生物成像研究中得到广泛应用。针对这一问题,中国科学院深圳先进技术研究院研究员郑炜团队提出一种有效的自适应光学方法,可矫正在大扫描角度时(大视场成像)的离轴像差,从而突破物镜的标定视场限制,在仅集成商用光学元件的基础上即实现视场直径可达3.5 mm且维持着800 nm横向分辨率的双光子成像。物镜是显微成像系统的核心部件,而物镜标定视场是一个由物镜制造商提供的数值,反映了该物镜光学像差得到有效校准的最大成像视野范围。在标定视场外的区域虽然仍能探测到光信号,只是将这部分信号用于成像时,图像模糊且存在明显畸变。为利用这一特性,团队提出一种分割矫正的无波前自适应光学补偿方法,该方法能高效且稳定地恢复标定视场外的图像质量。利用这一方法,研究人员能清晰观测到几乎覆盖了1/4小鼠大脑的神经环路成像,也能在活体小鼠大脑上监测大规模分布的小胶质细胞和微血管。该技术无需特殊光学元件,可集成到任一标准的点扫描式光学显微镜中。相关成果以Exploiting the potential of commercial objectives to extend the field-of-view of two-photon microscopy by adaptive optics为题,发表在Optics Letters上。研究由深圳先进院、香港理工大学联合完成,得到国家自然科学基金委、广东省重点实验室等项目支持。论文链接 技术原理及Thy1-GFP-M小鼠脑片大视场成像结果
  • 食品包装毒性检测实验室在武警医学院挂牌
    实验室落成揭牌  4月13日,中国包装科研测试中心"微生物及有毒有害金属联合测试实验室"在武警医学院挂牌成立。这是武警部队院校科研成果转化工作的又一重要成果,也是中国包装科研测试中心与部队院校联手为我国食品安全做贡献的有力举措。  食品安全问题是民生问题,但人们往往只重视食品本身安全而忽略包装安全问题。实际上,食品包装材料是一种"隐形添加剂",从以往发生的少数PVC保鲜膜、一次性餐具等物品中发现致癌物质的事件可以看出,食品包装的安全不容忽视。  坐落在天津经济技术开发区的中国包装科研测试中心隶属中国包装总公司,是中法两国政府技术合作项目,其食品包装检测技术水平处在世界领先水平,而武警医学院是武警部队唯一一所高等医学院校,其成立的科技企业孵化器专门培育和研发适合地方单位、企业的科研项目。科技企业孵化器的一个重点方向就是危害生物标志物的检测,在微生物及重金属检测方面有雄厚的科研实力。这次,中国包装科研测试中心与武警医学院实现企业实力与高校科研成果的强强联合,共同进行食品包装的微生物及有毒有害金属检测,为我国的食品安全构筑了又一道"防火墙"。有关技术人员召开座谈会合作双方举行签字仪式
  • 高内涵在模式生物中的应用(二)
    高内涵系统不仅仅适用于各种各样的细胞模型,对各种小型的模式生物也非常友好,通过将这些模式生物放在微孔板中,我们就可以用高内涵系统来拍摄和分析它们。本期,我们将继续介绍高内涵与这些模式生物的故事。拟南芥拟南芥为两年生草本,一般可长到7-40厘米,是植物学最为常见的模式生物。其幼苗、根、茎、叶、原生质体均可在高内涵上进行自动成像和分析。实验一高内涵用于研究活体拟南芥全叶组织中膜运输的调节,40倍水浸式物镜对拟南芥叶片进行多层扫描,使用高内涵分析软件Harmony识别膜泡转运体,统计其数目、荧光强度、定位等参数[2](如下图)。秀丽隐杆线虫秀丽隐杆线虫在遗传与发育生物学、行为与神经生物学、衰老与寿命、人类遗传性疾病都有非常重要的贡献,成虫体长为1mm,通身透明。一般首先对秀丽线虫进行麻醉,再进行高内涵拍摄。实验一分析不同药物处理后秀丽线虫的数量和荧光强度,10倍物镜拍摄多个视野,高内涵分析软件Harmony识别不同线虫,计数并分析线虫的荧光强度[3](如下图)。小型藻类藻类的生长、繁殖与水体环境密切相关,常作为水体污染指示物,用于对水体的实时监测中。小型藻类可放置于微孔板中,通过离心使其贴底,从而进行高内涵的拍摄,根据研究内容不同,一般采用20倍-63倍水浸式物镜进行成像。很多研究中通过对叶绿体的成像来判断藻类的状态,成像过程需要设置针对叶绿素自发荧光特殊的检测方法,即通过设定激发光和发射光,定义一个新的通道(excitation 460-490nm,emission 655-705nm)。实验一藻类用于检测水质污染,本研究中,模拟微塑料水质污染,检验裸藻的生长状态,采用20倍水浸式物镜(NA 1.0) 进行成像,绿色为微塑料,红色为叶绿素。(如下图)生长状态不好的裸藻叶绿素荧光强度减弱,形态发生变化。(如下图)左图为Harmony软件识别裸藻细胞,中间图为通过形态区分形态正常的梭状裸藻(红色)和因毒性变圆的裸藻(绿色),右图为通过荧光强度区分死亡裸藻(绿色)和存活裸藻(红色)。参考文献2.High-throughput confocal imaging of intact live tissue enables quantification of membrane trafficking in Arabidopsis. Plant Physiol. 2010 Nov 154(3):1096-104. doi: 10.1104/pp.110.160325. Epub 2010 Sep 14.3.Expanding the Biological Application of Fluorescent Benzothiadiazole Derivatives: A Phenotypic Screening Strategy for Anthelmintic Drug Discovery Using Caenorhabditis elegans. SLAS Discov. 2019 Aug 24(7):755-765. doi: 10.1177/2472555219851130. Epub 2019 Jun 10.关于珀金埃尔默:珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案,助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长,我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球,我们拥有12500名专业技术人员,服务于150多个国家,时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭,改善人类生活质量。2018年,珀金埃尔默年营收达到约28亿美元,为标准普尔500指数中的一员,纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息,请访问www.perkinelmer.com.cn。
  • 钨灯丝扫描电镜的“王者”是怎么诞生的?
    钨灯丝扫描电镜性价比高、易于维护、操作相对简单、对场地要求较小便于大众使用但长期以来钨灯丝扫描电镜的分辨率都停滞不前难以实现用户对更高分辨率的追求国仪量子于近日推出的钨灯丝扫描电镜SEM3300钨灯丝扫描电镜SEM3300成功将20 kV分辨率提升至2.5 nm,比普通钨灯丝电镜提高了16%!3 kV分辨率为4 nm,相比提高了2倍!1 kV分辨率为5 nm,相比提高了3倍!在所有电压段均大幅度超越普通钨灯丝电镜重新定义了钨灯丝扫描电镜的行业标准!SEM3300实拍见真章众所周知,锂电池中的隔膜材料导电性差、孔隙微小,必须用低电压高分辨的场发射电镜才能拍到较好的图像。图a是常规钨灯丝电镜的拍摄效果,细节模糊不清晰。SEM3300在这一难题面前,毫不费力地完成任务,1 kV下隔膜孔隙清晰可见,孔洞边缘锐利,足以胜任隔膜检测(图b)。图a:常规钨灯丝电镜拍摄的锂电池隔膜,细节模糊不清晰图b:SEM3300拍摄的锂电池隔膜,隔膜孔隙清晰可见,孔洞边缘锐利SEM3300国仪量子如何重新定义钨灯丝扫描电镜?国仪量子电镜研发团队分析了限制钨灯丝电镜分辨率的主要因素:钨灯丝发射结构为阴极、栅极、阳极的3电极结构,在加速电压较低时,灯丝亮度将受空间电荷效应和电子源像差等因素的影响而大幅降低。在低着陆能量下,能散带来的色差和衍射像差都很大,导致束斑偏大。为了保证侧向二次电子探测器的收集效率,工作距离比较大,物镜放大倍数不够大。针对以上问题,国仪量子在镜筒内增加了一根从阳极直达物镜极靴的10 kV高压管,我们形象地称之为高压隧道。这里以1 kV着陆能量为例进行分析:在高压隧道的上端:阴极与阳极之间形成11 kV的强电场,灯丝表面场强极高,大量热电子克服空间电荷效应对束流亮度的限制,显著地提高了束流亮度。在高压隧道的另一端:管口与物镜下极靴形成一个10 kV的减速场电透镜,该电透镜与磁透镜形成复合物镜,从而有效降低该复合物镜球差系数和色差系数。此外,镜筒内的电子探测器可以在极短的工作距离下,收集大部分被加速的二次电子,具有高达90%的收集效率,相比传统钨灯丝的旁侧ET探测器信号强度高出数倍。综合以上所有创新举措,SEM3300最终在全电压范围内打破了数十年来钨灯丝极限分辨率的天花板,重新定义钨灯丝扫描电镜。
  • 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
    生命科学研究过程离不开各类科学仪器的帮助,仪器信息网特别策划话题:“生命科学技术平台经验分享”,邀请高校、科研院所公共技术平台的老师分享技术心得和经验,方便生命科学领域研究人员了解相关技术进展,学习仪器使用方法。本篇由中国科学院分子细胞科学卓越创新中心化学生物学技术平台陈铭研究员和高级工程师赵宏伟联合供稿,以下为供稿内容:高内涵成像分析系统,通俗来讲就是自动化成像平台和图像定量分析平台的集成,于20世纪90年代中后期推出第一代产品。高内涵成像分析系统的出现得益于自动化技术的进步,也依赖于计算机辅助的图像自动采集和信息提取能力的提升,其鲜明特点就是图像采集速度快、样品检测通量高、数据分析功能强。高内涵主要应用于高通量药物筛选和功能基因组筛选的细胞表型类实验检测,也适用于中低通量的细胞学研究中实验条件的摸索和优化。本文主要从图像高通量采集和图像批量分析两个方面介绍一下应用心得,并简要介绍一下我们在高内涵使用中遇到的一些思考。1. 自动化成像:图像采集要兼顾成像速度和成像质量的平衡作为高通量检测设备,高内涵的成像速度非常快,现在的技术能在5分钟之内完成一整块384孔板的单通道单视野的高质量图像采集。高内涵的成像对象通常是板底透明的微量多孔板,包括1-1536孔板,其中以96孔板和384孔板的使用最为常见。当然,借助于适配器的使用,也可以实现对培养皿和玻片的观察。根据板底材质的不同,分为PS材质多孔板和玻璃底多孔板,其中板底透明的黑色PS材质微孔板使用较广泛。根据板底厚度的不同,板底厚度大于200 μm的属于厚底板,小于等于200 μm的属于薄底板。薄底板多用于高数值孔径物镜的成像,厚底板适配于长工作距离物镜。同时,由于高数值孔径物镜比较宽,容易与多孔板边缘的裙边相撞,导致多孔板最外面的一圈的孔无法成像,现在也有低裙边的多孔板来兼容高数值孔径物镜的整板成像。此外,出于特定的实验目的,还有一些特殊的板型,也可以在高内涵上进行图像采集,比如适用于3D 类器官培养的U型底多孔板,用于研究细胞迁移能力的Transwell孔板等。区别于一般的荧光显微镜,高内涵属于自动化的倒置荧光显微镜,通常搭配自动化的载物台来驱动多孔板的移动。目前通用的载物台是机械载物台和高精度磁悬浮载物台,可以实现连续时间点成像后稳定的视频输出。由于所有的微孔板的板底都无法保证厚度是绝对一样的,因此高质量图像采集的自动化还依赖于精确自动聚焦技术的发展。常用的聚焦方式包括基于激光的硬件聚焦和基于图像的软件聚焦。基于激光的硬件聚焦是通过光源的反射或折射实现的,利用近红外激光探测微孔板的底部界面作为自动聚焦的参照,特点是速度快、重复性高、光毒性低。我们平台目前使用的高内涵设备的聚焦方式为硬件聚焦,包括双峰探测和单峰探测两种板底探测方式。双峰探测的原理是利用激光探测微孔板板底下表面和空气之间的界面得到第一个探测峰,物镜继续向上移动,激光会探测到微孔板板底上表面和溶液之间的界面得到第二个探测峰,对于样品的聚焦就是在第二个探测界面上加上聚焦高度实现的。这种双峰探测方式可以保证同一个荧光通道的图像都是在样品的同一高度上采集得到,聚焦精确,但同时也相对容易受到一些因素的干扰造成聚焦困难,包括微孔板板底的厚度及均一度,以及溶液的性质和体积等。当使用低倍物镜或检测玻片样品时,双峰探测模式不再适用,只能使用单峰探测方式,即在自动聚焦时只能探测到多孔板板底的下表面和空气之间的界面或者玻片和空气之间的界面。单峰探测模式下,自动聚焦的实现是把单峰界面作为聚焦参照,加上板底厚度或玻片厚度作为理论上的第二个界面从而实现样品的自动聚焦。这种单峰探测方式下聚焦更容易些,但共聚焦成像的精确度会降低。需要特别注意的是硬件聚焦对于板底的洁净程度要求较高,多孔板在进行成像前最好用喷过消毒酒精的无尘纸擦拭,而且要保证物镜镜头洁净无尘,避免因为板底和物镜上的灰尘造成聚焦失败。另外有些自动化微孔板成像设备,还配置了软件聚焦模式。软件聚焦是指机器自动在z轴上拍摄一系列图像,根据算法挑选最大对比度的图像作为样品图像,这种软件聚焦模式速度通常较慢,而且容易因细胞碎片或死细胞等原因导致聚焦不精确。作为显微镜,高内涵的成像模式也包括宽场成像和共聚焦成像。高内涵仪器上宽场成像用途比较广泛,但对于一些信噪比很低的实验或者需要观察亚细胞结构的筛选则必须使用共聚焦成像。为了适配检测通量和检测速度,因此高内涵上的共聚焦只能是转盘共聚焦,有效提高了成像速度的同时但也会导致图像分辨率受一定损失。目前主流的高内涵品牌推出的共聚焦,有较低端的LED光源的单转盘共聚焦,也有激光光源的双转盘共聚焦。由于共聚焦排除了非焦平面的杂散光,到达样品的激发光的光子数量的急剧锐减,微透镜双转盘共聚焦能极大地提高到达样品的光子数量,从而达到比较好的成像效果。高内涵的共聚焦通常搭配水镜使用,与空气镜相比,水镜的透光量是空气镜的4倍以上。另外,目前虽然有的高内涵搭配了油镜,但是油镜并不适用于高通量筛选,进行稳定的大规模自动化实验时还是空气镜和水镜更为适用。作为高通量自动化仪器,高内涵通常会搭配机械臂和多孔板堆栈来提高检测通量。考虑到荧光成像样品最好避光保存,降低荧光淬灭或衰减风险,在使用多孔板堆栈时,条件允许的情况下最好能做适当的避光措施以更好地保护样品的荧光信号。在实际科研应用中,有的实验细胞密度较低,有的实验因为药物处理或siRNA处理导致的细胞毒性问题使部分样品孔内细胞比较稀疏,有的类器官成像实验中样品只存在于孔内的部分区域,对于上述这些情况可以考虑使用低倍物镜进行预扫描,对扫描结果进行简单的图像分析确认精确的检测区域,再对目标区域进行高倍物镜下的正常图像采集。这不仅可以节省大量的检测时间,同时也避免了大量冗余数据的产生。2. 细胞图像分析:标准化、多参数、高通量、无偏差高内涵图像采集速度快和检测通量高的直接结果是会产生海量的图像数据,因此,标准的、无偏差的批量图像分析是必不可少的。同一批次的筛选样品,设置一个通用的图像分析方法,可以稳定的用于所有筛选数据的批量分析。高内涵分析软件能够根据细胞图像提取数百到数千个特征参数,用于定义或区分不同细胞表型,也可以输出所有的特征参数用于实验数据的评价。高内涵的图像分析软件可包含三个难度的分析模式:简单的预设方法模式,灵活的模块化组合模式,以及难度最大的个性化分析方法开发模式。预设方法模式对操作新手比较友好,按照实验类型简单修改后套用即可,比如细胞计数、荧光强度分析、细胞增殖分析、细胞凋亡分析、蛋白核质转位分析、蛋白受体内化分析、Spot分析等等。由于面临的实验需求多种多样,在我们平台的实际科研应用中高内涵图像分析通常采用灵活的模块化组合模式,优化调整不同的模块参数使其更加贴合具体的实验需求。基于这种分析模式,细胞的亚群分析、基于图像的纹理分析、细胞周期分析、Spot分析、神经细胞分化分析、单细胞迁移轨迹追踪分析、微核分析、类器官分析、免疫细胞杀伤分析等实验类型,都已获得很好的分析效果。图像分析主要包括以下步骤:图像的处理、图像分割、特征参数的定量和提取、细胞亚群分类和结果输出。图像分析环节特别具有挑战性的步骤就是图像分割,尤其是对于样品质量比较差或者是没有荧光标记的明场图像而言。对于细胞分布不均匀,细胞核拥挤成团的样品的分割,往往要尝试很多分割方法,包括对图像进行锐化或模糊化处理、通道叠加、调整细胞识别方法的荧光阈值或对比度、优化不同切割方法的参数等,从而获得最好的分割效果。对于分割不理想的图像,可以将细胞区域和背景区域分割,对细胞区域进行整体定量。现在随着机器深度学习技术在高内涵图像分析软件中的应用拓展,软件图像分割能力已得到很大提升。当微孔板上孔内细胞表型的异质性比较大的时候,采用整孔平均值这样的参数定义不同处理之间的差异时,往往信号的窗口比较小。为了增大信号窗口,可以考虑采用将细胞群体划分为不同的亚群,针对不同的亚群进行数据分析,或者是计算某个亚群在群体细胞中的占比。对于荧光图像的分析,多数情况下平均荧光强度(即mean-mean值,每个孔内所有像素点的平均荧光强度)可以反映不同孔之间的差异,但当不同处理导致细胞形态发生变化时,总荧光强度的平均值(即sum-mean,每个孔内所有细胞的总荧光强度的平均值)更能反映真实的孔间差异。对于一些荧光强度比较低的样品,阴性样品和阳性样品的信号窗口不够大的时候, 通过扣除背景信号,也可以提高阴性阳性之间的信号窗口。我们常用的背景信号的计算方法有四种:① 通过平均荧光强度和对比度,反推背景荧光强度;②通过纹理分析,找出没有细胞的区域定义为背景区域,定量该背景区域的荧光值为背景荧光强度;③圈选细胞之外的一圈无细胞区域为背景区域,定量该区域的荧光强度;④制备没有荧光标记的细胞孔,该孔的荧光值作为背景荧光。高内涵分析软件虽然能够对细胞图像提取成百上千个生物学参数,但大多数情况下,简单表型只需要其中一个或几个参数就可以进行数据评价,判断药物处理效果和反映趋势。常用的参数包括:荧光强度、荧光总强度、细胞数量、细胞面积、阳性细胞比例、荧光强度比值等。但是有一些复杂的细胞表型,无法用单个或几个参数进行简单区分,这时候结合软件的机器自学习功能/深度学习功能,利用多参数体系对细胞群体进行分类,可能更容易实现不同表型的区分。3. 高内涵系统使用过程中需注意完善的地方总的来说,高内涵细胞成像和图像分析功能都很强大,但是在实际的使用中也面临着一些问题和挑战。首先,高内涵实验产生的数据量非常庞大,高效安全的数据存储管理非常重要。如果由于配套电脑的硬盘容量跟不上实际实验规模的需求,仪器管理员往往会处于频繁的数据备份和硬盘清理工作中。同时也需要有高速稳定的数据信息传输途径,确保采集好的图像能及时传输到分析软件系统,避免发生数据丢失的情况。其次,图像分析对电脑的运算性能要求比较高,特别是有些类型的图像分析方法步骤复杂,定量参数繁多。比如单细胞实时追踪实验,需要对单个细胞的多个连续时间点进行多参数定量统计,最后的结果输出阶段也需要对单个细胞数据进行呈现,因此对电脑的运算能力很有挑战。如果配置的数据分析电脑性能与这类图像分析的需求不太匹配,往往会导致分析速度过慢甚至容易发生宕机现象。最后,对于实心的类器官样品,目前常见的高内涵系统的激光穿透效率和成像分辨率还不足够理想,重构获得的三维图像可以用于获取体积面积等参数,但还不太能对球体深处内部细胞进行高质量分割,也较难获取准确的蛋白定位信息。相信这也是高内涵成像系统在未来发展提升中会逐渐优化解决的一些要点。本文作者:赵宏伟,化学生物学技术平台,高级工程师陈铭,化学生物学技术平台,平台主任,研究员
  • 寻乌县卫生健康委员会3.85万元采购生物显微镜
    基本信息 关键内容: 生物显微镜 开标时间: 2021-08-03 09:00 采购金额: 3.85万元 采购单位: 寻乌县卫生健康委员会 采购联系人: 刘先生 采购联系方式: 立即查看 招标代理机构: 赣州鼎豪招标代理有限公司 代理联系人: 刘女士 代理联系方式: 立即查看 详细信息 赣州鼎豪招标代理有限公司关于江西省寻乌县卫生健康委员会人民医院采购进口医疗设备一批(项目编号:GZDH2021-XW-G009)电子化公开招标公告 江西省-赣州市-寻乌县 状态:公告 更新时间: 2021-07-21 生成日期: 2021-07-21 赣州鼎豪招标代理有限公司关于江西省寻乌县卫生健康委员会人民医院采购进口医疗设备一批(项目编号:GZDH2021-XW-G009)电子化公开招标公告 人民医院采购进口医疗设备一批项目的潜在投标人应在江西省公共资源交易网获取招标文件,并于2021年8月3日 9 点 30分(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号:GZDH2021-XW-G009 项目名称:人民医院采购进口医疗设备一批 预算金额:518300.00元 最高限价:518300.00元 采购需求: 序号 货物名称(进口产品) 数量 单位 主要技术规格及要求 预算单价(元) 预算总额(元) 1 新生儿脉搏血氧仪 1 台 详见招标文件采购项目需求 38500.00 38500.00 2 新生儿呼吸机 1 台 299800.00 299800.00 3 生物显微镜 1 台 180000.00 180000.00 合计(元):518300.00 合同履行期限:乙方应在政府采购代理机构规定的时间内和甲方签订合同,自合同签订之日起75天内按甲方要求供货,并安装调试到位。 : (1)具有独立承担民事责任的能力; (2)具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度; (3)具有履行合同所必需的设备和专业技术能力; (4)有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录; (5)参加政府采购活动前三年内,在经营活动中没有重大违法记录; 2.本项目的特定资格要求: (1)具有合格有效的《医疗器械经营企业许可证》或《医疗器械经营备案凭证》(复印件加盖公章); (2)投标人所投产品若为二、三类医疗器械的,须提供二、三类医疗器械注册证及登记表,所投产品若为一类医疗器械的,须具有产品备案登记凭证; 3.其他法律法规要求: (1)单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商,不得参加同一合同项下的采购活动。 (2)为采购项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商不得参加该采购项目的采购活动。 (3)供应商被“信用中国”网站列入失信被执行人和重大税收违法案件当事人名单的、被“中国政府采购网”网站列入政府采购严重违法失信行为记录名单(处罚期限尚未届满的),不得参与本项目的政府采购活动。 三、获取招标文件 2021年7月14日至2021年7月20日在江西省公共资源交易网上免费报名和下载招标文件。 2.有意向的投标人必须在江西省公共资源交易网注册并办理江西省 CA 数字证书和电子签章。具体详情详见江西省公共资源交易网。 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 2021年8月3日 9点 30 分(北京时间),投标人必须在投标截止时间前将电子投标文件上传至江西省公共资源交易网,逾期作无效投标处理。 地点:寻乌县公共资源交易中心(寻乌县新东大道政务服务中心五楼开标室),届时请各投标人的投标代表携带CA数字证书及投标代表本人身份证明原件出席开标会,签到时间以递交CA数字证书及投标代表本人身份证明原件时间为准,逾期递交CA数字证书或投标代表本人身份证明原件的将不予受理,作无效投标处理。(温馨提示:提交的CA数字证书必须与上传投标文件的CA数字证书是同一个) 自本公告发布之日起5个工作日。 1.投标保证金及履约保证金: 投标供应商的投标保证金人民币: 壹万 元整(¥ 10000元),本项目保证金应当采用支票、汇票、本票、网上银行支付或者金融机构、担保机构出具的保函等非现金形式交纳。投标人采用银行转账方式的须在投标截止时间之前到账(以实际到账时间为准),从投标人的对公账户转入采购代理机构,否则响应无效。未成交供应商的响应保证金,在《成交通知书》发出之日起五个工作日内无息退还;成交供应商的响应保证金,在采购合同签订后五个工作日内无息退还;中标供应商在签定合同前按中标总金额的5%缴纳履约保证金,(履约保证金以银行转账(电汇)或者金融机构、担保机构出具的保函等非现金形式提交),履约保证金由采购人收取,服务验收合格后七个工作日内一次性退还,不计利息。 2.采购代理服务费:本项目采购代理服务费向中标人收取,收费标准详见招标文件。 3.落实的政府采购政策:本项目将落实中、小、微企业(含监狱和戒毒企业、残疾人福利性单位);节能、环保、绿色包装等政府采购政策,具体规定详见竞争性磋商文件。 4.温馨提示:成交供应商必须为“江西省公共资源交易平台”的入库供应商(即该供应商必须具有激活且在有效期内的CA数字证书),否则导致的责任由该供应商自行承担。 5.开标事项通知: 5.1各投标单位参加公共资源交易活动的携带《进入寻乌人员健康状况申报表》和《告知书》如实填写并签字盖章确认或开标现场填写并实行扫码实名登记,因疫情防控需要,请各投标单位代表提前到达开标现场,以做好防疫登记。 5.2各投标单位限派1名代表参加开标活动,投标代表应当全程佩戴口罩,自觉接受体温检测、接受防疫登记,并如实报告情况。在服务中心门口测量体温后领取通行证,听从现场工作人员安排入场进行防疫登记并签到。为减少人员流动,凡进入开标工作区域的,一律不能随意走动,宣布评审结果后听从工作人员安排统一离开。 5.3有以下情形之一的人员,不得进入开标工作区域:一是最近14天接触过新型冠状病毒感染的肺炎疑似或确诊患者的;二是来自湖北等重点疫区的;三是近期有发热、乏力、干咳、气促等新型冠状病毒感染可疑症状的;四是未佩戴口罩的;五是现场测量体(额)温超过37.3℃的。经监督部门同意,属于上述情况的投标单位代表,可在开标工作区域门口检测岗处递交投标文件,由采购人和代理机构工作人员负责接收符合规定的投标文件。 5.4自公共资源交易现场活动结束次日起14天内,参加现场活动人员确诊为新冠肺炎、出现疑似症状被医学观察或采取其他强制隔离措施的,本人应当立即通知采购人、行业监管部门、交易中心和代理机构。 5.5自觉遵守交易现场管理规定,服从现场管理。进入开标工作区域应当适当保持人员间隔距离,严禁吸烟、吐痰等不文明行为,严禁聚集交流,做好健康防护,维护好开标工作区域卫生和秩序。 现正处于疫情防控时期,若省、市相关部门有新规定,则按新规定执行。请各潜在投标人随时关注江西省公共资源交易网、关注本项目发布的最新信息。由此带来的不便敬请谅解。 1.采购人信息 名 称: 寻乌县卫生健康委员会 地 址: 寻乌县长宁街 联系方式: 刘先生 2.采购代理机构信息 称: 赣州鼎豪招标代理有限公司 地 址: 赣州市寻乌县长宁镇长安大道25号(城北广场对面,税务稽查局隔壁) 联系方式: 0797-2842747 开 户 行:江西寻乌农村商业银行股份有限公司城东支行 户 名:赣州鼎豪招标代理有限公司 账 号:147299271000015332 邮 箱:1063016728@qq.com 3.项目联系方式 项目联系人: 刘女士 电 话: 0797-2842747 1.新生儿脉博血氧仪技术性能与参数要求 1、SPO2测量范围:0-100% 2、 氧饱和度分辨率(%SPO2): 1% 3、 SPO260-80%时灵敏度:无体动时,成人、儿童2%,新生儿3%,体动时,成人、儿童3%,新生儿3%,低灌注时,成人、儿童、新生儿2% 4、 脉搏率:25-240 次分钟 5、 脉搏分辨(bpm):1bpm 6、脉搏25-240次分钟时灵敏度:无体动时,3次/分钟,体动时,5次/分钟,低灌注时,3次/分钟 7、如流灌注指数(P:002-20%) 8、提供多种度设置模式 9、安全报警系统:提供高低饱和度和脉搏率(SPO2范围1-99%,脉搏率30-235bpm)报警、传感器状态、系统故障和电池电量低报警、声音和可视报警、三维报警等 10、 触摸屏。可手持式、独立式运用。显示SPO2、脉搏率、血流灌注指数(PI)、Pieth波形、报警状态、数据趋势、状态消息、Signal IO、最高和 APOD灵缴度 11、具备最小72小时到最大10 天的趋势存储数据 12、具备显示屏重力驱动自动旋转功能,水平和垂直方向显示可自动切换 13、 具备 Serial RS-232 接口 14、 具备护士呼叫/模拟输出接口 15、 可升级 SPmetSPCo、SPHB、SPOC、PVI等参数 2.新生儿呼吸机技术性能与参数要求 一、适用范围:早产儿-30公斤儿童 二、技术性能 1、》12英寸全电脑彩色触摸屏,可显示压力,流速,容量,传感器监测波形、压力-容量环、流量-容量环 2、呼出模块可以拆卸并高温高压消毒。 3、 A/CMV辅助控制通气 PTV自主呼吸通气 SIMV同步间隙指令通气 CPAP持续气道正压通气 4、时间切换压力限制,流速切换 5、压力控制,压力支持 6、容量控制/压力调节 7、容量支持 8、 CPAP面罩、鼻罩通气:流速切换,可调节 9、监测项目应包括: 呼出分钟通气量, 潮气量, 呼吸频率, 气道压力,平均压, PEEP, 持续气流, 吸气时间, 吸呼比, 氧浓度,管道漏气%,空氧压力,交流电、电池,触发反应时间:10毫秒、C20肺顺应性。 10、报警项目应包括: 高压限制:10-110mbar, 窒息:5-60秒, 高分钟通气量:0-11升、 低分钟通气量:0-0.1升, 低PEEP:-10-70mbar, 低电池量, 呼吸机故障, 呼吸管道脱落, 气源、电源异常,氧浓度过低过高。 三、技术参数 1、潮气量:2-200ml 2、氧浓度:21-100% 3、吸气压力:0-65mbar 4、吸气时间:0.1-3秒(0.05秒递增) 5、吸呼比:11:1-1:600 6、呼吸频率:1-150次/分 7、压力范围:4-180mbar 8、平均气道压力范围:0-35mba 9、吸气上升频率时间可调 10、吸呼切换可调:0-50% 11、流量触发0.2-10L和压力触发 12、PEEP:0-20mbar 13、手动通气 14、容量限制:3-200ml 15、压力限制:0-65mbar 16、气道平均压:0-35mbar 17、窒息后备通气 18、流量传感器死腔量≤1ml 3生物显微镜技朮性能及参数要求 1.齐焦距离≤45mm国际标准。 2.防震稳定功能:确保在长期使用过程中物镜转盘、载物台、聚光镜和Z轴调焦机构稳定无偏移。 3.明场照明装置: 3.1.卤素灯光源≥100W,卤素灯室带对中调节功能; 3.2.带非接触式灯泡更换工具; 4.观察镜筒:三目镜筒,视场数≥25mm,50/50分光 6.目镜:10倍视场数≥25mm。 7.高分辨率、高透过率物镜: 7.1.新型平场消色差物镜10×,数值孔径:NA≥0.25; 7.2.新型平场消色差物镜20×,数值孔径:NA≥0.45; 7.3.新型平场消色差物镜40×,数值孔径:NA≥0.65; 7.4.新型平场消色差物镜100×oil,数值孔径:NA≥1.25; 8.物镜转换器:≥7位编码物镜转盘,一体化设计; 9.平场消色差病理学专用聚光镜系统:工作距离≥1.2mm,N.A≥0.9; × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容:生物显微镜 开标时间:2021-08-03 09:00 预算金额:3.85万元 采购单位:寻乌县卫生健康委员会 采购联系人:点击查看 采购联系方式:点击查看 招标代理机构:赣州鼎豪招标代理有限公司 代理联系人:点击查看 代理联系方式:点击查看 详细信息 赣州鼎豪招标代理有限公司关于江西省寻乌县卫生健康委员会人民医院采购进口医疗设备一批(项目编号:GZDH2021-XW-G009)电子化公开招标公告 江西省-赣州市-寻乌县 状态:公告 更新时间: 2021-07-21 生成日期: 2021-07-21 赣州鼎豪招标代理有限公司关于江西省寻乌县卫生健康委员会人民医院采购进口医疗设备一批(项目编号:GZDH2021-XW-G009)电子化公开招标公告 人民医院采购进口医疗设备一批项目的潜在投标人应在江西省公共资源交易网获取招标文件,并于2021年8月3日 9 点 30分(北京时间)前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号:GZDH2021-XW-G009 项目名称:人民医院采购进口医疗设备一批 预算金额:518300.00元 最高限价:518300.00元 采购需求: 序号 货物名称(进口产品) 数量 单位 主要技术规格及要求 预算单价(元) 预算总额(元) 1 新生儿脉搏血氧仪 1 台 详见招标文件采购项目需求 38500.00 38500.00 2 新生儿呼吸机 1 台 299800.00 299800.00 3 生物显微镜 1 台 180000.00 180000.00 合计(元):518300.00 合同履行期限:乙方应在政府采购代理机构规定的时间内和甲方签订合同,自合同签订之日起75天内按甲方要求供货,并安装调试到位。 : (1)具有独立承担民事责任的能力; (2)具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度; (3)具有履行合同所必需的设备和专业技术能力; (4)有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录; (5)参加政府采购活动前三年内,在经营活动中没有重大违法记录; 2.本项目的特定资格要求: (1)具有合格有效的《医疗器械经营企业许可证》或《医疗器械经营备案凭证》(复印件加盖公章); (2)投标人所投产品若为二、三类医疗器械的,须提供二、三类医疗器械注册证及登记表,所投产品若为一类医疗器械的,须具有产品备案登记凭证; 3.其他法律法规要求: (1)单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商,不得参加同一合同项下的采购活动。 (2)为采购项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商不得参加该采购项目的采购活动。 (3)供应商被“信用中国”网站列入失信被执行人和重大税收违法案件当事人名单的、被“中国政府采购网”网站列入政府采购严重违法失信行为记录名单(处罚期限尚未届满的),不得参与本项目的政府采购活动。 三、获取招标文件 2021年7月14日至2021年7月20日在江西省公共资源交易网上免费报名和下载招标文件。 2.有意向的投标人必须在江西省公共资源交易网注册并办理江西省 CA 数字证书和电子签章。具体详情详见江西省公共资源交易网。 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 2021年8月3日 9点 30 分(北京时间),投标人必须在投标截止时间前将电子投标文件上传至江西省公共资源交易网,逾期作无效投标处理。 地点:寻乌县公共资源交易中心(寻乌县新东大道政务服务中心五楼开标室),届时请各投标人的投标代表携带CA数字证书及投标代表本人身份证明原件出席开标会,签到时间以递交CA数字证书及投标代表本人身份证明原件时间为准,逾期递交CA数字证书或投标代表本人身份证明原件的将不予受理,作无效投标处理。(温馨提示:提交的CA数字证书必须与上传投标文件的CA数字证书是同一个) 自本公告发布之日起5个工作日。 1.投标保证金及履约保证金: 投标供应商的投标保证金人民币: 壹万 元整(¥ 10000元),本项目保证金应当采用支票、汇票、本票、网上银行支付或者金融机构、担保机构出具的保函等非现金形式交纳。投标人采用银行转账方式的须在投标截止时间之前到账(以实际到账时间为准),从投标人的对公账户转入采购代理机构,否则响应无效。未成交供应商的响应保证金,在《成交通知书》发出之日起五个工作日内无息退还;成交供应商的响应保证金,在采购合同签订后五个工作日内无息退还;中标供应商在签定合同前按中标总金额的5%缴纳履约保证金,(履约保证金以银行转账(电汇)或者金融机构、担保机构出具的保函等非现金形式提交),履约保证金由采购人收取,服务验收合格后七个工作日内一次性退还,不计利息。 2.采购代理服务费:本项目采购代理服务费向中标人收取,收费标准详见招标文件。 3.落实的政府采购政策:本项目将落实中、小、微企业(含监狱和戒毒企业、残疾人福利性单位);节能、环保、绿色包装等政府采购政策,具体规定详见竞争性磋商文件。 4.温馨提示:成交供应商必须为“江西省公共资源交易平台”的入库供应商(即该供应商必须具有激活且在有效期内的CA数字证书),否则导致的责任由该供应商自行承担。 5.开标事项通知: 5.1各投标单位参加公共资源交易活动的携带《进入寻乌人员健康状况申报表》和《告知书》如实填写并签字盖章确认或开标现场填写并实行扫码实名登记,因疫情防控需要,请各投标单位代表提前到达开标现场,以做好防疫登记。 5.2各投标单位限派1名代表参加开标活动,投标代表应当全程佩戴口罩,自觉接受体温检测、接受防疫登记,并如实报告情况。在服务中心门口测量体温后领取通行证,听从现场工作人员安排入场进行防疫登记并签到。为减少人员流动,凡进入开标工作区域的,一律不能随意走动,宣布评审结果后听从工作人员安排统一离开。 5.3有以下情形之一的人员,不得进入开标工作区域:一是最近14天接触过新型冠状病毒感染的肺炎疑似或确诊患者的;二是来自湖北等重点疫区的;三是近期有发热、乏力、干咳、气促等新型冠状病毒感染可疑症状的;四是未佩戴口罩的;五是现场测量体(额)温超过37.3℃的。经监督部门同意,属于上述情况的投标单位代表,可在开标工作区域门口检测岗处递交投标文件,由采购人和代理机构工作人员负责接收符合规定的投标文件。 5.4自公共资源交易现场活动结束次日起14天内,参加现场活动人员确诊为新冠肺炎、出现疑似症状被医学观察或采取其他强制隔离措施的,本人应当立即通知采购人、行业监管部门、交易中心和代理机构。 5.5自觉遵守交易现场管理规定,服从现场管理。进入开标工作区域应当适当保持人员间隔距离,严禁吸烟、吐痰等不文明行为,严禁聚集交流,做好健康防护,维护好开标工作区域卫生和秩序。 现正处于疫情防控时期,若省、市相关部门有新规定,则按新规定执行。请各潜在投标人随时关注江西省公共资源交易网、关注本项目发布的最新信息。由此带来的不便敬请谅解。 1.采购人信息 名 称: 寻乌县卫生健康委员会 地 址: 寻乌县长宁街 联系方式: 刘先生 2.采购代理机构信息 称: 赣州鼎豪招标代理有限公司 地 址: 赣州市寻乌县长宁镇长安大道25号(城北广场对面,税务稽查局隔壁) 联系方式: 0797-2842747 开 户 行:江西寻乌农村商业银行股份有限公司城东支行 户 名:赣州鼎豪招标代理有限公司 账 号:147299271000015332 邮 箱:1063016728@qq.com 3.项目联系方式 项目联系人: 刘女士 电 话: 0797-2842747 1.新生儿脉博血氧仪技术性能与参数要求 1、SPO2测量范围:0-100% 2、 氧饱和度分辨率(%SPO2): 1% 3、 SPO260-80%时灵敏度:无体动时,成人、儿童2%,新生儿3%,体动时,成人、儿童3%,新生儿3%,低灌注时,成人、儿童、新生儿2% 4、 脉搏率:25-240 次分钟 5、 脉搏分辨(bpm):1bpm 6、脉搏25-240次分钟时灵敏度:无体动时,3次/分钟,体动时,5次/分钟,低灌注时,3次/分钟 7、如流灌注指数(P:002-20%) 8、提供多种度设置模式 9、安全报警系统:提供高低饱和度和脉搏率(SPO2范围1-99%,脉搏率30-235bpm)报警、传感器状态、系统故障和电池电量低报警、声音和可视报警、三维报警等 10、 触摸屏。可手持式、独立式运用。显示SPO2、脉搏率、血流灌注指数(PI)、Pieth波形、报警状态、数据趋势、状态消息、Signal IO、最高和 APOD灵缴度 11、具备最小72小时到最大10 天的趋势存储数据 12、具备显示屏重力驱动自动旋转功能,水平和垂直方向显示可自动切换 13、 具备 Serial RS-232 接口 14、 具备护士呼叫/模拟输出接口 15、 可升级 SPmetSPCo、SPHB、SPOC、PVI等参数 2.新生儿呼吸机技术性能与参数要求 一、适用范围:早产儿-30公斤儿童 二、技术性能 1、》12英寸全电脑彩色触摸屏,可显示压力,流速,容量,传感器监测波形、压力-容量环、流量-容量环 2、呼出模块可以拆卸并高温高压消毒。 3、 A/CMV辅助控制通气 PTV自主呼吸通气 SIMV同步间隙指令通气 CPAP持续气道正压通气 4、时间切换压力限制,流速切换 5、压力控制,压力支持 6、容量控制/压力调节 7、容量支持 8、 CPAP面罩、鼻罩通气:流速切换,可调节 9、监测项目应包括: 呼出分钟通气量, 潮气量, 呼吸频率, 气道压力,平均压, PEEP, 持续气流, 吸气时间, 吸呼比, 氧浓度,管道漏气%,空氧压力,交流电、电池,触发反应时间:10毫秒、C20肺顺应性。 10、报警项目应包括: 高压限制:10-110mbar, 窒息:5-60秒, 高分钟通气量:0-11升、 低分钟通气量:0-0.1升, 低PEEP:-10-70mbar, 低电池量, 呼吸机故障, 呼吸管道脱落, 气源、电源异常,氧浓度过低过高。 三、技术参数 1、潮气量:2-200ml 2、氧浓度:21-100% 3、吸气压力:0-65mbar 4、吸气时间:0.1-3秒(0.05秒递增) 5、吸呼比:11:1-1:600 6、呼吸频率:1-150次/分 7、压力范围:4-180mbar 8、平均气道压力范围:0-35mba 9、吸气上升频率时间可调 10、吸呼切换可调:0-50% 11、流量触发0.2-10L和压力触发 12、PEEP:0-20mbar 13、手动通气 14、容量限制:3-200ml 15、压力限制:0-65mbar 16、气道平均压:0-35mbar 17、窒息后备通气 18、流量传感器死腔量≤1ml 3生物显微镜技朮性能及参数要求 1.齐焦距离≤45mm国际标准。 2.防震稳定功能:确保在长期使用过程中物镜转盘、载物台、聚光镜和Z轴调焦机构稳定无偏移。 3.明场照明装置: 3.1.卤素灯光源≥100W,卤素灯室带对中调节功能; 3.2.带非接触式灯泡更换工具; 4.观察镜筒:三目镜筒,视场数≥25mm,50/50分光 6.目镜:10倍视场数≥25mm。 7.高分辨率、高透过率物镜: 7.1.新型平场消色差物镜10×,数值孔径:NA≥0.25; 7.2.新型平场消色差物镜20×,数值孔径:NA≥0.45; 7.3.新型平场消色差物镜40×,数值孔径:NA≥0.65; 7.4.新型平场消色差物镜100×oil,数值孔径:NA≥1.25; 8.物镜转换器:≥7位编码物镜转盘,一体化设计; 9.平场消色差病理学专用聚光镜系统:工作距离≥1.2mm,N.A≥0.9;
  • 高内涵在模式生物中的应用(一)
    生命科学研究离不开各式各样的模式生物,模式生物由于其结构简单、生活周期短、培养简单、基因组小等特点,在生物医学等领域发挥重要作用。模式生物作为材料不仅能回答生命科学研究中最基本的生物学问题,对人类一些疾病的治疗也有借鉴意义。常见的模式生物有真菌中的酵母,低等无脊椎动物中的线虫,昆虫纲的果蝇,鱼纲的斑马鱼,哺乳纲的小鼠以及植物中的拟南芥。高内涵系统不仅仅适用于各种各样的细胞模型,对各种小型的模式生物也非常友好,通过将这些模式生物做一些预处理,放在微孔板中,我们就可以用高内涵系统来拍摄和分析它们。本期和下期,我们将隆重介绍高内涵与这些模式生物的故事。酵 母常用于模式生物的酵母有两个物种:出芽酵母和裂殖酵母,以出芽酵母为例,其细胞为球形或者卵形,直径5–10μm。其繁殖的方法为出芽生殖。使用高内涵系统,可以观察和分析酵母的世代周期、蛋白定位等。实验一Hoechst 33342 染色酵母活细胞,通过63倍水浸式物镜拍摄酵母细胞,高内涵分析软件Harmony自动识别酵母细胞,PhenoLOGIC人工智能算法区分出芽细胞:实验二酵母细胞器相关蛋白的标记,红色标记整个酵母细胞,绿色为不同细胞器,高内涵分析软件Harmony可识别不同的细胞器结构,分析其荧光强度、形态学参数和纹理参数[1]。下图为突变体中蛋白定位发生变化[1]。斑马鱼斑马鱼也是成熟且常见的模式生物,常用于疾病研究中。斑马鱼成鱼体长5cm左右,幼鱼0.5-2cm,全身透明。一般首先对斑马鱼进行麻醉,再进行高内涵拍摄。实验一斑马鱼曲度的研究,毒性处理或一些基因突变会导致斑马鱼的曲度发生变化,高内涵分析软件Harmony可分析斑马鱼的轴向长度、曲率、弯曲角度等参数:实验二斑马鱼血管研究,斑马鱼全身透明,一直以来都是非常好的心血管研究模式生物,通过20倍水浸式物镜(NA1.0)对斑马鱼血管进行成像,高内涵分析软件Harmony可通过一系列算法识别荧光标记的斑马鱼血管结构,也可对血管结构做3D重构,分析血管长度、荧光强度等参数:参考文献1.Yeast Proteome Dynamics from Single Cell Imaging and Automated Analysis. Cell. 2015 Jun 4 161(6):1413-24. doi: 10.1016/j.cell.2015.04.051.关于珀金埃尔默:珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案,助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长,我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球,我们拥有12500名专业技术人员,服务于150多个国家,时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭,改善人类生活质量。2018年,珀金埃尔默年营收达到约28亿美元,为标准普尔500指数中的一员,纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息,请访问www.perkinelmer.com.cn。
  • Molecular Devices 高内涵成像分析技术在干细胞研究中的应用
    前言 随着人类对生物学领域深入探索和科技创新的不断发展,目前越来越多的研究院所和生物制药公司将细胞水平的功能性研究、模型建立及药物筛选做为一个重要的研究/研发手段。而高内涵成像分析系统就为这种细胞水平的研究提供了集高分辨率、自动化、智能化及海量信息为一体的新的检测平台。干细胞(stem cells)是一类具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体干细胞。正是干细胞的这种特性,为细胞生物学的研究提供了更有力的永生化的稳定细胞株。干细胞水平的研究比在普通的细胞株提供了更接近临床相关性的生理学信息;并且比原代细胞相比更容易获得,且具有更好的实验重复性。 干细胞的研究与其他细胞水平的研究有一些相似之处,但其关键的不同点在于在干细胞的研究过程中干细胞的分化。干细胞水平的实验比传统的单线性/单参数的实验具有更多的检测目标,包括其分化能力、分化过程、分化类型及不同类型的量化分析统计等。高内涵成像分析系统以其自身的高分辨率、多参数及智能化分析的特性,恰如其分的满足了干细胞研究的以上需求,而高内涵成像系统的自动化和高通量的特点又以海量的有效数据加速了该研究的过程。 利用高内涵成像分析系统可完成干细胞研究的自动化图像获取及多参数分析,目前常用的全能性干细胞分化研究主要有三类:造血细胞、神经细胞和诱导型多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPS)来源的心肌细胞(图1)。图1:全能干细胞分化层次图应用实例1. 神经祖细胞向神经球分化研究冷藏保存的神经祖细胞(StemCell Technologies, mouse Cells)培养在6孔板内,在培养基中加入不同的生长因子,培养6天后通过ImageXpress Micro对每孔内神经球进行无标记相差成像,并对的神经球的面积进行自动化定量分析。结果如下(图2): 图2:神经球无标记检测及分析(ImageXpress Micro 20X 相差物镜)2. 神经干细胞向神经元及胶质细胞分化研究神经干细胞在加有EGF(表皮生长因子)和bFGF(成纤维细胞生长因子)的培养基中培养1-2天,然后在分化培养基中培养12-14天。加入EPO(促红细胞生成素)后,检测为神经球向神经元及胶质细胞的分化情况。ImageXpress Micro进行自动化图像获取,运用细胞分类(Cell Scoring)模块进行神经元/胶质细胞阳性率分析,运用神经生长(Neurite Outgrowth)模块进行神经元突触长度及数量分析。结果如下(图3):图3:神经干细胞分化检测及分析。图(上)表示加入(左)及不加(右)神经细胞的分化图片;图(下)表示不同条件下神经元细胞的阳性率(左)及神经元突出的长度(右)。(ImageXpress Micro 20X物镜)3. 造血祖细胞向骨髓细胞及血细胞分化研究人源CD34+造血祖细胞培养在96孔板中,加入多种不同的造血细胞因子组合(SCF+Flk3+TPO/SCF+IL-3+GM-SCF)后,通过检测CD45和CD15两种标记物在细胞内的表达量,统计分析不同造血细胞因子组合对造血祖细胞的自我更新能力及骨髓细胞分化能力的变化。结果如下(图4):图4:检测细胞内CD45和CD15的阳性率,评价造血祖细胞在不同条件下的自我更新能力及定向分化能力4. 诱导型多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPS)向心肌细胞分化研究iPS细胞(Celprogen)在专用培养基中培养3-7天,同时检测7种不同标志物的表达量,以判断心肌细胞分化及成熟的状态。下图(图5)中显示Oct4(干细胞标记物)和a-Actinin(心肌细胞标志物)在细胞内的表达情况:图5:iPS细胞分化情况(ImageXpress Micro 20X 物镜)5. iPS细胞来源的心肌细胞跳动实验临床前安全性评价是药物研发过程中非常重要的环节,早期的心脏毒理学研究将会大大降低在进入临床研究阶段后因药物毒性带来的投入风险。iPS细胞来源的心肌细胞跳动实验为药物心脏毒性评价提供了一个高效的体外细胞水平的检测方法。心脏跳动可通过传统电生理的方法来检测,用高内涵成像分析系统来进行检测及分析是一个全新的挑战。Molecular Devices公司最近一代的高内涵成像分析系统ImageXpress Micro XL以其最新一代的检测器sCMOS(采样频率可达100pfs)和自定义模块分析功能,完全可出色完成心肌细胞跳动实验的快速检测及分析要求。iPS细胞来源的心肌细胞单层培养在96或384孔板中,心肌细胞会自发跳动同步收缩。加入Calcein-AM染料孵育10min后,撤掉培养基,再加入不同浓度的化合物,置于ImageXpress Micro XL活细胞培养装置中,检测心肌细胞跳动频率的变化。结果如下(图6):图6:iPS细胞来源的心肌细胞跳动实验(ImageXpress Micro XL 20X 物镜)总结 干细胞研究作为一种复杂的细胞水平检测模型,需对干细胞的生长、增殖、分化能力、分化类型及状态等多种参数进行检测及定量分析,为疾病治疗研究及药物研发提供了更有效的研究手段。Molecular Devices公司的ImageXpress高内涵系统提供了集高分辨率、自动化、智能化及海量信息为一体高内涵成像分析系统完全解决方案,可满足以上研究需求(图7)。图7:Molecular Devices公司针对干细胞研究的高内涵成像系统完全解决方案
  • 1020万!广西医科大学高内涵细胞成像分析系统等教学科研仪器设备采购项目
    一、项目基本情况项目编号:GXZC2024-G1-000114-YZLZ;政府采购计划编号:广西政采[2024]195号项目名称:教学科研仪器设备采购预算金额:1020.000000 万元(人民币)采购需求:最高限价:本项目评审时以各单项货物最高限价(具体见下表)为评审依据,投标人投标报价超任意一项货物最高限价的按投标无效处理。单分标;预算金额:1020万元序号标的名称数量及单位简要技术需求或者服务要求单项货物最高限价(万元)1高内涵细胞成像分析系统1套1、光路:能实现共聚焦高通量成像;1.1.固态引擎光源做激发光源;1.2.转盘增透技术,可同时提高激发和发射荧光的透过率;1.3.高灵敏度高量子效率检测器(量子效率≥82%),能够敏锐捕捉共聚焦荧光,细节清晰明亮;1.4.可实现宽场成像与转盘共聚焦成像两种模式,并能一键切换。2、光源2.1.采用固态引擎光源系统,配置不少于5色固态光引擎冷光源;2.2.寿命≥20,000小时,开关速度≤10 us;2.3.光强度不少于100级连续可调;2.4.采用光纤外接光源,可兼容不同光源。3、成像模式:3.1.采用针孔转盘共聚焦成像,≥60μm孔径;3.2.宽场成像模式最快成像速率≥100fps;3.3.具有硬件相差明场成像模式,采用相差物镜获得无标记成像效果。……具体见招标公告附件。3602超速离心机1套1、≥100,000rpm超速离心机主机,内置PC,带软件和数据库,无需再外接电脑;2、转速控制精度≤±2rpm;3、仪器操作系统具有中文操作语言,方便操作;4、样品量不平衡容忍度最大为样品体积的±10%或±5mL;5、接触式不平衡检测及保护,具全程监控功能;6、空气冷却马达,无需使用CFC或其它化学冷却液,离心室采用半导体固体制冷,无需压缩机;7、机器工作环境温度范围为 0℃至 40℃;8、自动干燥系统,可使离心室在每次离心后保持干燥;▲9、≥15英寸大屏幕彩色显示,触幕式操作;10、真空度需在显示屏上实时显示具体阿拉伯数值,便于检测仪器的真空状态,以及保证实验具有更好的精确度、重复性和对比性;11、真空系统:包括油回转真空泵和油扩散泵,具有脱水功能;12、视窗式软件控制,软件功能包括参数设定、转头及离心管数据库、参数换算、实验报告打印等;……具体见招标公告附件。1213全自动实时活细胞成像检测系统1套1、主机▲1.1无目镜全自动倒置细胞成像系统,可进行明场、彩色明场、相差、荧光观察以及低光活细胞长时间连续成像观察;成像模式:单色、彩色、图片扫描拼接、Z-stack景深扫描、延时成像和实时录像;可实现全自动物镜转盘、电动载物台、荧光模块电动转换和自动对焦。2、光学部件2.1、不少于5位电动物镜转盘,配套不少于5个物镜:1.25倍物镜,4倍物镜,10倍物镜,20倍物镜和40倍物镜;2.2、聚光镜:电动高分辨率长工作距离聚光镜,至少4孔转轮,通光孔径NA≥0.55,WD≥60mm;2.3、透射光光源:LED高能固态冷光源,使用寿命不低于5万个小时,即开即用,可自由调节光源强度、曝光时间和增益值,调节后可自动记忆;……具体见招标公告附件。1104研究级倒置荧光成像显微镜2套1.研究级倒置显微镜(1)配备明场、相差、荧光等观察方法;(2)物镜转换器:带编码6孔物镜转盘,软件可以自动识别物镜位置,并可以自动设置相应的标尺;(3)载物台垂直运动方式距离不小于25mm,带聚焦粗调限位器,粗调旋钮扭矩可调,最小微调刻度单位≤1微米;(4)光学系统:齐焦距离为国际标准45mm的无限远校正光学系统;(5)透射光照明:12V 100W外置光源的透射光照明系统,供电器与显微镜机身分离;(6)目镜:10×宽视野目镜,高接目点,可调焦,同时匹配宽视野双目观察筒;……具体见招标公告附件。1265多功能酶标仪2套1. 基本要求(1)硬件设计:模块化设计,功能模块任意组合工作;光吸收,荧光和发光模块光源、光路及检测器完全独立,可升级FP、alpha、HTRF等模块;▲(2)分光系统:四光栅光路,激发和发射分别为双光栅,杂光率≤0.0005%;(3)适用板型:1-384孔板,预设常用品牌型号,自动扫描并定义特殊规格板型,包括微量检测板、细胞培养皿、比色杯(最多可检测四个卧式比色杯)等;(4)检测光源:独立高能闪烁氙灯,使用寿命≥108次闪烁;(5)检测器:光吸收(紫外硅光电二级管)、荧光(扩展波长低暗电流PMT)、发光(低暗电流单光子计数PMT);(6)温控:室温以上3℃到42℃;(7)振荡器:线性和轨道振荡,振幅和时间可调;2. 光吸收模式:(1)波长范围:200-1000nm;(2)扫描速度:≤5sec(200-1000nm,1nm步进);(3)波宽:≤3.5nm;……具体见招标公告附件。906超敏全能型凝胶成像系统1套1.标配功能覆盖:实现紫外核酸凝胶成像、透射白光蛋白胶成像,化学发光成像、RGB红绿蓝荧光成像、小动物活体荧光成像、平板克隆成像统计分析等。2.一体式设计,无需复杂的现场安装调试工作。3.CCD冷却方式:Peltier,制冷温度≤-60℃。4.CCD像素矩阵≥2750×2200,即CCD物理分辨率≥600万像素。5.仪器检测的定量范围≥4个数量级,≥16 bit数据输出。▲6.像素点单元合并方式不少于:1×1,2×2,3×3,4×4,5×5,6×6,7×7,8×8。7.配置有不小于f/0.95 口径的CCD定焦镜头。8.标配不少于透射紫外、透射白光、反射白光、红色荧光、蓝色荧光、绿色荧光六种不同的光源激发系统,方便不同实验的需求。……具体见招标公告附件。507实时荧光定量PCR仪2套1.热循环系统:珀耳帖效应系统;2.精确数码温控模块:6个独立的精确数码温控区域;3.支持标准和快速运行模式;4.光学系统:高亮度白光半导体光源;▲5.荧光通道数:6色激发光通道和6色检测光通道,可自由组合,具有≥21种不同的荧光光谱;6.检测器采用CMOS一次同时成像系统,避免逐孔检测导致的时间误差;7.反应体积:10-100uL;▲8.仪器一体化制造,配置96×0.2ml加热模块,光学部分和检测部分不可独立拆分,非普通PCR升级而成;9.温控模块最高升降温速率:6.5 ℃/s;▲10.温度范围:4 ℃至100 ℃;11.温度均一性:±0.4 ℃;12.温度准确性:0.25 ℃;13.高分辨熔解曲线分辨率:≤0.015 ℃;14.检测灵敏度:可以检测到1个拷贝;15.检测精密度:可以分辨1.5倍拷贝数差异;16.动态范围:≥10个数量级;……具体见招标公告附件。1108正置荧光相差显微镜成像分析系统1套1.研究级正置光学显微镜1.1研究级万能正置显微镜,可作明场(BF)、荧光观察方式的观察;1.2正置显微镜镜体:▲1.2.1光学系统:采用无限远校正光学系统,齐焦距离≤45mm;1.2.2调焦:载物台垂直移动,行程不小于25mm,带聚焦粗调限位器,粗调旋钮扭矩可调,最小调节精度≤1微米;▲1.2.3照明装置:内置透射光柯勒照明器,具有光强预设按钮、光强管理按钮,高亮度LED,加装色温调整滤光片;1.3物镜转盘:6孔物镜转盘;1.4观察镜筒:宽视野三目观察筒,屈光度可调,倾角30度,瞳间距调节范围50-76mm,分光比为双目/摄像:100%/0、20%/80%、0/100%,可满足各种观察光路需求;1.5物镜:(1)10X万能平场半复消色差相差物镜,NA≥0.3,工作距离≥10mm;(2)20X万能平场半复消色差相差物镜,NA≥0.5,工作距离≥1.6mm;(3)40X万能平场半复消色差相差物镜,NA≥0.75,工作距离≥0.51mm;(4)100X万能平场半复消色差相差油浸物镜,NA≥1.3,工作距离≥0.2mm;……具体见招标公告附件。53合计1020合同履行期限:自合同签订之日起至合同履约完毕(即质保期结束)本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间:2024年03月12日 至 2024年03月19日,每天上午0:00至12:00,下午12:00至23:59。(北京时间,法定节假日除外)地点:广西政府采购云平台(https://www.gcy.zfcg.gxzf.gov.cn/)方式:网上下载。本项目不提供纸质文件,潜在供应商需使用账号登录或者使用CA登录广西政府采购云平台(https://www.gcy.zfcg.gxzf.gov.cn/)-进入“项目采购”应用,在获取采购文件菜单中选择项目,并按系统操作获取招标文件(或在“广西政府采购云平台电子投标客户端-获取采购文件”跳转到广西政府采购云平台系统获取)。电子投标文件制作需要基于广西政府采购云平台获取的招标文件编制,通过其他方式获取招标文件的,将有可能导致供应商无法在广西政府采购云平台编制及上传投标文件。售价:¥0.0 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:广西医科大学     地址:广西南宁市双拥路22号        联系方式:吴智辉,0771-5330800      2.采购代理机构信息名 称:云之龙咨询集团有限公司            地 址:广西南宁市良庆区云英路15号3号楼云之龙咨询集团大厦6楼            联系方式:陈柠、廖宇静 0771-2618118、2611889、2611898            3.项目联系方式项目联系人:陈柠、廖宇静电 话:  0771-2618118、2611889、2611898
  • 致癌物-石棉的有效检测方法
    一、石棉简介石棉是天然纤维状硅酸盐矿物质的总称,其化学成分主要为硅、氧、氢、钠、镁、钙和铁等元素。石棉纤维具有低导电性、耐火性、抗拉强度高、耐酸碱腐蚀、吸声、吸热等多种优秀的性能,因此广泛应用于绝缘材料、消防、建筑、汽车、造船、密封材料等领域。但是石棉纤维释放到空气中,人体吸入石棉纤维会引起石棉肺、肺癌等疾病,石棉是国际认定的一类致癌物。二、主要检测方法介绍由于石棉纤维对人体伤害极大,因此对石棉制品的检测有严格的要求,对于不同尺寸以及不同来源的石棉检测方法主要有:X射线衍射、光学显微镜及电子显微镜等。对于石棉制品中石棉的检测分析,现行国家标准是利用X射线衍射与偏光显微镜联合进行石棉定性以及定量分析。 1. X射线衍射法(XRD)依据是每种矿物都具有特定的X射线衍射数据和图谱,且衍射峰强度与含量成正比,可判断试样中是否含有某种石棉矿物并测定其含量。X射线衍射法具有样品处理简单、用量少、快速有效等特点,可鉴定石棉种类,并进行定量分析。布拉格方程:2dsinθ=nλθ为入射角、d为晶面间距、n为衍射级数、λ为入射线波长,2θ为衍射角。 2.光学显微镜法a. 相差显微镜法b. 偏光显微镜法每种矿物都有特定矿物光性和形态特征,通过偏光显微镜观测矿物晶体形态、颜色、干涉色、以及折光率等物理特性,可以判断是否含有石棉并鉴定石棉种类和数量。 3.电子显微镜法a. 扫描电镜法(SEM)b. 透射电镜法( TEM)不仅可以对样品的表面形貌进行表征,而且利用其装备的能谱分析仪( EDXA) 对石棉纤维中的元素组成进行分析。但是SEM、TEM 价格比较高,对制样要求高。温石棉扫描电镜图像及能谱分析结果三、石棉检测——光学显微镜法Leica可以提供偏光显微镜检测石棉的解决方案,在专业偏光显微镜上通过配置相差物镜以及分散染色物镜实现石棉纤维计数以及石棉种类分析。相差显微镜是把透过标本的可见光光程差变成振幅差,以提高各种结构间的对比度,使各种结构变得清晰可见,提高检测精度并进行计数。分散染色技术对石棉进行定性分析的流程是:选择已知折射率的分散液体,匹配已知折射率的样品或将未知折射率样品,放在显微镜载片上,盖上盖玻片,旋转样品转台以旋转样品,观察颜色和颜色的变化。两种方法结合实现石棉种类定性分析及计数。测定制品中是否含有石棉所用偏光显微镜的规格如下: 透射光照明 起偏器、检偏器 360度旋转载物台 530nm补偿片 相差物镜及分散染色物镜,建议配置10x及40x镜头 1. 相差显微镜——相差物镜相差显微镜是把透过标本的可见光光程差变成振幅差,以提高各种结构间的对比度,使各种结构变得清晰可见,提高检测精度并进行计数。2. 偏光显微镜——分散染色物镜用于石棉观察的专用物镜在分散染色物镜的后焦平面上有一个不透明点,聚光镜光阑设置到小于不透明点。3. 石棉种类分析—— 分散染色技术样品制备完成后在石棉样品上滴入具有相同折射率的浸渍液。不同石棉对应的不同折率浸渍液分散染色技术石棉分析流程:石棉检测——光1. 选择已知折射率的分散液体,匹配你的已知折射率的样品或将未知折射率样品2. 放在在显微镜载片上,盖上载玻片3. 在单偏光的状态下,旋转样品转台以旋转样品4. 观察颜色和颜色的变化 欲了解更多信息,可关注徕卡官方公众号“徕卡显微系统”-“徕卡学院”-“课程回顾”- “工业制造”观看应用视频。
  • MARS!世界第一台无磁场球差校正透射电镜诞生
    p  strong仪器信息网讯 /strong2019年5月24日,英国Nature Communications在线杂志正式介绍了由东京大学大学院工学系研究科附属综合研究机构柴田直哉与日本电子子株式会社合作开发的,无磁场球差校正扫描透射电镜MARS机型Magnetic-field-free Atomic Resolution STEM)的开发理念与部分实验结果。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 462px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/f191488a-c234-40a9-9a86-d9ee1b30ad90.jpg" title="0.jpg" alt="0.jpg" width="300" height="462" border="0" vspace="0"//pp  1931年,鲁斯卡和诺尔研制成了世界上第一台透射电镜(TEM),自此以后,研究人员一直在追求提高TEM的空间分辨率。由于电子是带电粒子,研究人员一直在遵循布施(Busch)于1926年的发现:使用轴对称的磁场和静电场来控制电子束。88年来,使用高稳定性和易操控性的高磁场镜被认为是TEM的最佳选择。理论上TEM的空间分辨率受制于和入射电子束能量以及磁透镜的能力,通过各级透镜放大,TEM可以形成各种初级图像和衍射盘,最后的图像质量被各级透镜的综合性能差影响。为了获得更好的分辨率,现代TEM的发展与如何设计出低差系数透镜(如球差、色差)紧密结合在了一起。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/2b3ee416-49ec-47f5-99ce-66857fcfd993.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="300" height="400" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "安装在英国钻石光源的JEOLJEM-ARM300F(GrandARM)/span/pp  1995年,Haider教授设计出了划时代的球差校正器,使得TEM(STEM)的分辨率首次达到了亚埃及尺度。最新的记录2018年,JEOL独立开发的最新差校正器使得商业化300kV球差电镜达到了40.5pm的分辨率。现在,各种单原子图像表征已经变得较为容易,单原子的电场结构也有了相关报道。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 339px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/ad3e5a56-57f9-4919-9811-53cb550ac456.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg" width="450" height="339" border="0" vspace="0"//pp  但是,上述方法需要将样品放入2~3T的超高磁场环境以减少焦距。这种高磁场环境使得磁性材料的物理结构发生非常大的变化。因此洛伦茨模式(或者洛伦茨透镜),一种完全关闭物镜磁场以牺牲分辨率的方法被广泛用来观察磁性材料。现在,东京大学与日本电子株式会社联合研发了一种相反极性的前后反对称透镜设计,配合最新的五阶自动调整新型球差矫正器,使得样品可以处在完全无磁场的环境中,电镜仍然保证原子级的分辨率。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 201px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/7ee1e85e-68d0-40b1-97d5-9873bdc5d661.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg" width="450" height="201" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "全新的物镜设计/span/pp  配有该球差矫正器的机型目前定名为MARS。目前实验数据来看,MARS测角台内800μm× 800μm× 200μm空间磁场分布可被观察到,这一大小完全覆盖球差透射电镜观察的样品自身(一般大小在100nm× 100nm× 50nm)。通过测量,样品上的残余磁场小于0.2mT,比普通球差电镜低10000倍。一般情况下,磁性样品的拍摄存在两个难点:1)自身结构会被电镜的强磁场坏境破坏,2)由于样品自身磁场的影响,使得完全消除物镜残存象散非常困难。但是使用MARS机型,可以直接观察软磁性硅钢样品(Fe-3wt%Si),得到了143pm的分辨率。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 190px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/60d624f6-b48a-47b8-ab69-7bb0456cab3f.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg" width="450" height="190" border="0" vspace="0"//pp  MARS机型还可以搭载如电子全息、差分衬度STEM探测器(SAAF)、叠层衍射成像探测器(4D Canvas)、能量损失谱(EELS)以及大固体角EDS。这种多用途设计,使得该设备将拥有巨大的应用前景。/p
  • 明美倒置荧光显微镜助力南方科技大学药物研发
    微球(microspheres)是指药物分散或被吸附在高分子聚合物基质中而形成的微小球状实体,由于微球制剂具有长效缓释或靶向作用,可以大大提升患者用药的方便性、依从性,在临床上已突显优势,近年来已成为药物研发的热点。近日,南方科技大学电子工程系针对药物研发需求对制备微球进行观察,找到我司销售工程师购置了倒置荧光显微镜MF52搭配科研级显微镜相机MSX2进行制备微球材料荧光观察,荧光下观察很清晰,成像质量得到高度认可。倒置荧光显微镜MF52是由LED落射荧光显微系统与倒置生物显微系统组成,采用优良的无限远光学系统,配置长工作距离平场物镜与大视野目镜。紧凑稳定的高刚性主体,充分体现了显微操作的防振要求。落射荧光显微系统采用模块化设计理念,可以安全、快揵地调整照明系统,切换荧光滤色片组件。多应用于细胞组织,透明液态组织的显微观察,也可用于生物制药,医学检测、疾病预防等领域内的荧光显微观察。
  • 徕科光学发布舜宇EX21生物显微镜新品
    一、概述搭配优异的复眼照明系统,EX21 在任何放大倍率下都可以得到光照均匀,清晰明 亮的图像 ;用户友好型设计,操作简单、便捷,即使是学生也可以轻松掌握。二、性能及例图1、出色的光学性能,带来优异的光学体验专业高眼点大视野平场目镜,有效校正视场边缘的畸变与色环。牢固的结构设计,能够有效 防止学生拆卸目镜,避免学生使用后出现镜片反装、破损及污点现象。2、复眼照明,点亮理想光路创新采用复眼照明系统,提高反差率,切实提升标本面的 照明均匀性,整个视场亮度均一,任何放大倍率下,即使在视野 边缘也可实现均匀明亮的背景亮度。光照柔和、不刺眼,不仅成 像效果更理想,还能降低疲劳感,提升观察体验。3、友好的用户体验,增加使用的舒适度为了带给你更好的操作体验,EX21 机身采用光滑曲线设计,消除了所有锋利的边缘;机身镂空, 增加提手位置,便于搬运 ;“ 钟”型外观设计,稳重大气,紧凑美观,充电适配器内置,节约 实验室空间。4、多种配件可选。满足多种观察需求明场观察 复眼照明系统配以专业平场消色差物镜, 成像明亮,可用于观察细胞结构、分析植 物切片。相衬观察 适用于观察具有高透明度的样品,如生物 标本中的细胞、细菌等微小、透明物体。简易偏光 能对动、植物细胞、体液结晶等具有双折 射特性的物质进行判定。暗场观察 无需更换专用的暗场聚光镜,只要将暗场 附件插入聚光镜,并切换光阑,即可实现 暗场照明。创新点:相较于上一代机器,本带机器从整体上提升了一个档次,整体采用无限远光路,可兼容更多的光学附件,观察方法更全面,同时,对镜头的色差等镜头进行了多次校正,提升了光学质量,提升了整体分辨率。同时采用一体化设计,方便外出用户使用,提升了便捷性,同时观察头可选配带有2000万像素摄像头,且可通过WIFI输出信号,是教学平台的首选仪器。舜宇EX21生物显微镜
  • 电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(一) - 电子光学系统
    这里是TESCAN电镜学堂第四期,将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看),帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况,将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能!扫描电子显微镜主要由电子光学系统、信号收集处理系统、真空系统、图像处理显示和记录系统、样品室样品台、电源系统和计算机控制系统等组成。第一节 电子光学系统电子光学系统主要是给扫描电镜提供一定能量可控的并且有足够强度的,束斑大小可调节的,扫描范围可根据需要选择的,形状完美对称的,并且稳定的电子束。电子光学系统主要由电子枪、电磁聚光镜、光阑、扫描系统、消像散器、物镜和各类对中线圈组成,如图3-1。图3-1 SEM的电子光学系统§1. 电子枪(Electron Gun)电子枪是产生具有确定能量电子束的部件,是由阴极(灯丝)、栅极和阳极组成。灯丝主要有钨灯丝、LaB6和场发射三类。① 钨灯丝电子枪:如图3-2,灯丝是钨丝,在加热到2100K左右,电子能克服大约平均4.5eV的逸出功而逃离,钨灯丝是利用热效应来发射电子。不过钨灯丝发射电子效率比较低,要达到实用的电流密度,需要较大的钨丝发射面积,一般钨丝电子源直径为几十微米。这样大的电子源直径很难进一步提高分辨率。还有,钨灯丝亮度差、电流密度低、单色性也不好,所以钨灯丝目前最高只能达到3nm的分辨率,实际使用的放大倍数均在十万倍以下。不过由于钨灯丝价格便宜,所以钨灯丝电镜得到了广泛的应用。图3-2 钨灯丝电子枪② LaB6电子枪:要提高扫描电镜的分辨率,就要提高电子枪的亮度。而一些金属氧化物或者硼化物在加热到高温之后(1500~2000K),也能克服平均逸出功2.4eV而发射热电子,比如LaB6,曲率半径为几微米。LaB6灯丝亮度能比钨灯丝提高数倍。因此LaB6灯丝电镜有比钨灯丝更好的分辨率。除了LaB6外,类似的还有CeB6等材料。不过目前在扫描电镜领域,LaB6灯丝价格并不便宜,性能相对钨灯丝提升有限,另外就是场发射的流行,使得LaB6灯丝的使用并不多见。图3-3 LaB6电子枪② 场发射电子枪:1972年,拥有更高亮度、更小电子束直径的场发射扫描电镜(FE-SEM)实现商品化,将扫描电镜的分辨率推向了新的高度。场发射电子枪的发射体是钨单晶,并有一个极细的尖端,其曲率半径为几十纳米到100nm左右,在钨单晶的尖端加上强电场,利用量子隧道效应就能使其发射电子。图3-4为场发射电子枪的结构示意图。钨单晶为负电位,第一阳极也称取出电极,比阴极正几千伏,以吸引电子,第二阳极为零电位,以加速电子并形成10nm左右的电子源直径。图3-5为场发射电子枪的钨单晶灯丝结构,只有钨灯丝支撑的非常小的尖端为单晶。图3-4 场发射电子枪结构示意图图3-5 场发射电子枪W单晶尖端场发射电子枪又分为冷场发射和热场发射。热场发射的钨阴极需要加热到1800K左右,尖端发射面为100或111取向,单晶表面有一层氧化锆(如图3-6),以降低电子发射的功函数(约为2.7eV)。图3-6 热场发射电子枪钨单晶尖端冷场发射不需加热,室温下就能进行工作,其钨单晶为310取向,逸出功最小,利用量子隧道效应发射电子。冷场电子束直径,发射电流密度、能量扩展(单色性)都优于热场发射,所以冷场电镜在分辨率上比热场更有优势。不过冷场电镜的束流较小(一般为2nA),稳定性较差,每个几小时需要加热(Flash)一次,对需要长时间工作和大束流分析有不良影响。不过目前Hitachi最新的冷场SEM,束流已经能达到20nA,稳定性也比以往提高了很多,能够满足一些短时间EBSD采集的需要,不过对于WDS、阴极荧光等分析还不够。热场发射虽然电子束直径、能量扩展不及冷场,但是随着技术的发展,其分辨率也越来越接近冷场的水平,有的甚至还超越了冷场。特别是热场电镜束流大,稳定性好,有着非常广阔的应用范围。从各个电镜厂商对待冷场和热场的态度来看,欧美系厂商钟情于热场电镜,而日系厂商则倾向于冷场电镜。不过目前日系中的日本电子也越来越多的推出热场电镜,日立也逐步推出热场电镜,不过其性能与自家的冷场电镜相比还有较大差距。① 各种类型电子源对比:各类电子源的对比如表3-1。表3-1 不同电子源的主要参数SEM的分辨率与入射到试样上的电子束直径密切相关,电子束直径越小,分辨率越高。最小的电子束直径D的表达式为:其中D为交叉点电子束在理想情况下的最后的束斑直径,CS为球差系数、CC为色差系数、ΔV/V0为能量扩展、I为电子束流、B为电子源亮度,a为电子束张角。由此可以看出,不同类型的电子源,其亮度、单色性、原始发射直径具有较大的差异,最终导致聚焦后的电子束斑有明显的不同,从而使得不同电子源的电镜的分辨率也有如此大的差异。通常扫描电镜也根据其电子源的类型,分为钨灯丝SEM和冷场发射SEM、热场发射SEM。§2. 电磁透镜电磁透镜主要是对电子束起汇聚作用,类似光学中的凸透镜。电磁透镜主要有静电透镜和磁透镜两种。① 静电透镜一些特定形状的并成旋转对称的等电位曲面簇可以使得电子束在库仑力的作用下进行聚焦,形成这些等电位曲面簇的装置就是静电透镜,如图3-7。图3-7 静电透镜静电透镜在扫描电镜中使用相对较少。不过电子枪外的栅极和阳极之间,自然就形成了一个静电透镜。另外一些特殊型号的电镜在某些地方采用了所谓的静电透镜设计。② 磁透镜电子束在旋转对称的磁场中会受到洛伦兹力的作用,进而产生聚焦作用。能使产生这种旋转对称非均匀磁场并使得电子束聚焦成像的线圈装置,就是磁透镜,如图3-8。图3-8 磁透镜磁透镜主要有两部分组成,如图3-9。第一部分是软磁材料(如纯铁)制成的中心穿孔的柱体对称芯子,被称为极靴。第二部分是环形极靴的铜线圈,当电流通过线圈的时,极靴被磁化,并在心腔内建立磁场,对电子束产生聚焦作用。图3-9 磁透镜结构磁透镜主要包括聚光镜和物镜,靠近电子枪的透镜是聚光镜,靠近试样的是物镜,如图3-10。一般聚光镜是强励磁透镜,而物镜是弱励磁透镜。图3-10 聚光镜和物镜聚光镜的主要功能是控制电子束直径和束流大小。聚光镜电流改变时,聚光镜对电子束的聚焦能力不一样,从而造成电子束发散角不同,电子束电流密度也随之不同。然后配合光阑,可以改变电子束直径和束流的大小,如图3-11。当然,有的电镜不止一级聚光镜,也有的电镜通过改变物理光阑的大小来改变束流和束斑大小。图3-11 聚光镜改变电流密度、束斑和束流物镜的主要功能是对电子束做最终聚焦,将电子束再次缩小并聚焦到凸凹不平的试样表面上。虽然电磁透镜和凸透镜非常像似,不过电子束轨迹和光学中的光线还是有较大差别的。几何光学中的光线在过凸透镜的时候是折线;而电子束在过磁透镜的时候,由于洛伦兹力的作用,其轨迹是既旋转又折射,两种运动同时进行,如图3-12。图3-12 电子束在过磁透镜时的轨迹§3. 光阑一般聚光镜和物镜之间都有光阑,其作用是挡掉大散射角的杂散电子,避免轴外电子对焦形成不良的电子束斑,使得通过的电子都满足旁轴条件,从而提高电子束的质量,使入射到试样上的电子束直径尽可能小。电镜中的光阑和很多光学器件里面的孔径光阑或者狭缝非常类似。光阑一般大小在几十微米左右,并根据不同的需要选择不同大小的光阑。有的型号的SEM是通过改变光阑的孔径来改变束流和束斑大小。一般物镜光阑都是卡在一个物理支架上,如图3-13。图3-13 物理光阑的支架在电镜的维护中光阑的状况十分重要。如果光阑合轴不佳,那将会产生巨大的像散,引入额外的像差,导致分辨率的降低。更有甚者,图像都无法完全消除像散。另外光阑偏离也会导致电子束不能通过光阑或者部分通过光阑,从而使得电子束完全没有信号,或者信号大幅度降低,有时候通过的束斑也不能保持对称的圆形,如图3-14,从而使得电镜图像质量迅速下降。还有,物镜光阑使用时间长了还会吸附其它物质从而受到污染,光阑孔不再完美对称,从而也会引起额外的像差,信号的衰弱和图像质量的降低。图3-14 光阑偏离后遮挡电子束因此,光阑的清洁和良好的合轴,对扫描电镜的图像质量来说至关重要。光阑的对中调节目前有手动旋拧和电动马达调节两种方式。TESCAN在电镜的设计上比较有前瞻性,所有型号的电镜都采用了中间镜技术,利用电磁线圈代替了传统的物镜光阑。中间镜是电磁线圈,可以受到软件的自动控制,并且连续可调,所以TESCAN的中间镜相当于是一个孔径可以连续可变的无极孔径光阑,而且能实现很多自动功能。 §4. 扫描系统① 扫描系统扫描系统是扫描电镜中必不可少的部件,作用是使电子束偏转,使其在试样表面进行有规律的扫描,如图3-15。图3-15 扫描线圈改变电子束方向扫描系统由扫描发生器和扫描线圈组成。扫描发生器对扫描线圈发出周期性的脉冲信号,如图3-16,扫描线圈通过产生相应的电场力使得电子束进行偏转。通过对X方向和Y方向的脉冲周期不同,从而控制电子束在样品表面进行矩形的扫描运动。此外,扫描电镜的像素分辨率可由X、Y方向的周期比例进行控制;扫描的速度由脉冲频率控制;扫描范围大小由脉冲振幅进行控制;另外改变X、Y方向脉冲周期比例以及脉冲的相位关系,还可以控制电子束的扫描方向,即进行图像的旋转。图3-16 扫描发生器的脉冲信号另外,从扫描发生器对扫描线圈的脉冲信号控制就可以看出,电子束在样品表面并不是完全连续的扫描,而是像素化的逐点扫描。即在一个点驻留一个处理时间后,跳到下一个像素点。值得注意的是扫描电镜的放大率由扫描系统决定,扫描范围越大,相应的放大率越小;反之,扫描的区域越小,放大率越大。显示器观察到的图像和电子束扫描的区域相对应,SEM的放大倍数也是由电子束在试样上的扫描范围确定。① 放大率的问题有关放大率,目前不同的电镜上有不同的形式,即所谓的照片放大率和屏幕放大率,不同的厂家或行业有各自使用上的习惯,故而所用的放大率没有明确说明而显得不一样。这只是放大率的选择定义不一样而已,并不存在放大率不同的问题。首先是照片放大率。照片放大率使用较早,在数字化还不发达的年代,扫描电镜照片均是用照片冲洗出来。业内普遍用宝丽来的5英寸照片进行冲洗。所用冲洗出来的照片的实际长度除以照片对应样品区域的实际大小之间的比值,即为照片放大率。不过随着数字化的到来,扫描电镜用冲洗出来的方式进行观察已经被淘汰,扫描电镜几乎完全是采用显示器直接观察。所以此时用显示器上的长度除以样品对应区域的实际大小,即为屏幕放大率。同样的扫描区域,照片放大率和屏幕放大率会显示为不同的数值。不过不管采用何种放大倍数,在通常的图片浏览方式下,其放大率通常都不准确。对于照片放大率来说,只有将电镜图像冲印成5英寸宝丽来照片时观察,其实际放大倍数才和照片放大率一致,否则其它情况都会存在偏差;对屏幕放大率来说,只有将电镜照片在控制电镜的电脑上,按照1:1的比例进行观察时,实际放大倍数才和屏幕放大率一致。否则照片在电脑上观察时放大、缩小、或者自适应屏幕,或者照片被打印成文档、或者被投影出来、或者不同的显示器之间会有不同的像素点距,都会造成实际放大率和照片上标出的放大率不同。不过不管如何偏差,照片上的标尺始终一致。所以在针对放大率倍数发生争执时,首先要弄清楚照片上标的放大倍数为何种类型,尽量回避放大率的定义,改用视野宽度或者标尺来进行比对。 §5. 物镜扫描电镜的物镜也是一组电磁透镜,励磁相对较弱,主要用于电子束的最后对焦,其焦距范围可以从一两毫米到几厘米范围内做连续微小的变化。① 物镜的类型:物镜技术是相对来说比较复杂,不同型号的电镜可能其它部件设计相似,但是在物镜技术上可能有较大的差异。目前场发射的物镜通常认为有三种物镜模式,即所谓的全浸没式、半磁浸没式和无磁场式,如图3-17。或者各厂家有自己特定的名称,但是业界没有统一的说法,不过其本质是一样的。图3-17 全浸没式(左)、无磁场式(中)、半磁浸没式(右)透镜A.全浸没式:也被称为In-LensOBJ Lens,其特点是整个试样浸没在物镜极靴以及磁场中,顾名思义叫全浸没模式。但是其试样必须做的非常小,插入到镜筒里面,和TEM比较类似。这种电镜在市场里面非常少,没有引起人们的足够重视。B.无磁场式:也叫Out-lensOBJ Lens,这也是电镜最早发展起来的,大部分钨灯丝电镜都是这种类型的物镜。此类电镜的特点是物镜磁场开口在极靴里面,所以物镜产生的磁场基本在极靴里面,样品附近没有磁场。但是绝对不漏磁是不可能的,只要极靴留有让电子束穿下来的空隙,就必然会有少量磁场的泄露。这对任何一家电镜厂商来说都是一样,大家只能减少漏磁,而不可能彻底杜绝漏磁,因为磁力线总是闭合的。采用这种物镜模式的电镜漏磁很少,做磁性样品是没有问题的。特别是TESCAN的极靴都采用了高导磁材料,进一步减少了漏磁。TESCAN的VEGA、MIRA、LYRA系列均是采用此种物镜。C. 半磁浸没式:为了进一步提高分辨率,厂商对物镜做了一些改进。比较典型的就是半浸没式物镜,也叫semi-in-lens OBJ Lens。因为全浸没式物镜极少,基本别人忽视,所以有时候也把半浸没式物镜称为浸没式物镜。半浸没式物镜的特点是极靴的磁场开口是在极靴外面,故意将样品浸没在磁场中,以减少物镜的球差,同时产生的电子信号会在磁场的作用下飞到极靴里面去,探测器在极靴里面进行探测。这种物镜最大的优点是提高了分辨率,但是缺点是对磁性样品的观察能力相对较弱。为了弥补无磁场物镜分辨率的不足和半浸没物镜不能做磁性样品的缺点,半磁浸没物镜的电镜一般将无磁场式物镜和半磁浸没式物镜相结合,形成了多工作模式。从而兼顾无磁场和半浸没式的优点,做特别高的分辨率时,使用浸没式物镜(如TESCAN MAIA3和GAIA3的Resolution模式),做磁性样品的时候,关闭浸没式物镜使用一般的物镜(如TESCAN的Field模式)。从另一个角度来说,在使用无磁场模式物镜时,对应的虚拟透镜位置在镜筒内,距离样品位置较远;使用半浸没式物镜时,对应的透镜位置在极靴下,距离样品很近。根据光学成像的阿贝理论也可以看出,半浸没式物镜的分辨率相对更高,如图3-18。图3-18 无磁场式(左)和半磁浸没式(右)透镜对应的位置① 物镜的像差电磁透镜在理想情况下和光学透镜类似,必须满足高斯成像公式,但是光学不可避免的存在色差和像差以及衍射效应,在电子光学中一样存在。再加上制造精度达不到理论水平,磁透镜可能存在一定的缺陷,比如磁场不严格轴对称分布等,再加上灯丝色差的存在,从而使得束斑扩大而降低分辨率。所以减少物镜像差也一直是电镜在不断发展的核心技术。A.衍射的影响:由于高能电子束的波长远小于扫描电镜分辨率,所以衍射因子对分辨率的影响较小。图3-19 球差、色差、衍射的对束斑的影响B.色差的影响:色差是指电子束中的不同电子能量并不完全相同,能量范围有一定的展宽,在经过电磁透镜后焦点也不相同,导致束斑扩大。不同的电子源色差像差很大,也造成了分辨率的巨大差异。C.像差的影响:像差相对来说比较复杂,在传统光学理论中,由于成像公式都是基于旁轴理论,所以在数学计算上做了一定的近似。不过如果更严格的考虑光学成像,就会发现在光学成像中存在五种像差。a. 球差:电子在经过透镜时,近光轴的电子和远光轴电子受到的折射程度不同,从而引起束斑的扩大。而电镜中的电子束不可能细成完美的一条线,总会有一定的截面积,故而球差总是存在。不过球差对扫描电镜的影响相对较小,对透射电镜的影响较大。b. 畸变:原来横平竖直的直线在经过透镜成像后,直线变成曲线,根据直线弯折的情况分为枕形畸变和桶形畸变,如图3-20。不过在扫描电镜中因为倍数较大,所以畸变不宜察觉,但是在最低倍率下能观察到物镜的畸变。特别是扫描电镜的视场往往有限,有的型号的电镜具有了“鱼眼模式”,虽然增加了视场但却增加了畸变。TESCAN的电镜很有特点,利用了独特的技术,既保证了大视野,又将畸变减小到了最低甚至忽略不计,如图3-21。图3-20 透镜的畸变图3-21鱼眼模式和TESCAN的视野模式c. 像散:像散是由透镜磁场非旋转对称引起的一种像差,使得本应呈圆形的电子束交叉点变成椭圆。这样一个的束斑不再是完美对称的圆形,会严重影响电镜的图像质量。以前很多地方都说极靴加工精度、极靴材料不均匀、透镜内线圈不对称或者镜头和光阑受到污染,都会产生像散。但是,像散更是光学中的一种固有像差,即使极靴加工完美,镜头、光阑没有污染,也同样会有像散。当然由于加工及污染的问题,会进一步加大像散的影响。在光学理论中,不在光轴上的物点经过透镜后,用屏去截得到的光斑一般不再是圆形。其中有三个特殊位置如图3-23,一个叫做明晰圆位置,这里的光斑依然是圆形;而另外两个特殊的位置称为子午与弧矢,这里截到的是两条正交的直线;其它任意位置截到的是一个会随位置而变化的椭圆。图3-22 电镜中的消像散图3-23 光学理论中的像散 对于电子束来说也一样,原来圆形的束斑在经过电磁透镜后,会因为像散的存在变得不再是完美的圆形,引起图像质量的降低。要消除像散需要有消像散线圈,它可以产生一个与引入像散方向相反、大小相等的磁场来抵消像散,为了能更好的抵消各个方向的像散,消散线圈一般都是两组共八级线圈,构成一个米字形,如图3-24。如果电镜的像散没有消除,那么图像质量会受到极大的影响。图3-24 八级消像散线圈d. 慧差和像场弯曲:慧差也总是存在的,只是在扫描电镜中不易被发觉,不过在聚焦离子束中对中状况不好时可以发现慧差的存在;由于扫描电镜的成像方式和TEM等需要感光器件的仪器不同,像场弯曲在扫描电镜中也很难发现。慧差和像场弯曲在扫描电镜中都可以忽略。 福利时间每期文章末尾小编都会留1个题目,大家可以在留言区回答问题,小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。奖品公布上期获奖的这位童鞋,请后台私信小编邮寄地址,我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。【本期问题】哪种物镜设计的扫描电镜可以观测磁性样品(特指可充磁性样品)?(快关注微信去留言区回答问题吧~)简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师(原上海交通大学扫描电镜专家,现任TESCAN技术专家)、焦汇胜博士(英国伯明翰大学材料科学博士,现任TESCAN技术专家)、李香庭教授(电子探针领域专家,兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事)编著,并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者,在科研领域工作多年,李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验,对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣,本教材从实战的角度出发编写,希望能够帮助到广大电镜工作者,特别是广泛的TESCAN客户。↓ 往期课程,请关注微信“TESCAN公司”查阅以下文章:电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应
  • 徕卡快速高内涵荧光成像系统加速治疗性抗体药物研发
    应用专家 赵梦路 抗体药物在免疫、肿瘤治疗等多种应用中发挥越来越重要的作用,研究机构预测到2025年抗体药物市场规模将达到3000亿美元[1],下图中红色代表2018年使用量最多的10种抗体药物。图1 时间轴显示从1975年开始研发成功的治疗性抗体及应用虽然抗体药物市场巨大,但是每年通过FDA审核并成功上市的治疗性抗体依然非常少,从下图可以看出,上市药物少的很大原因是治疗性抗体药物研发存在流程复杂、体外和体内药效验证困难等原因。图2 治疗性抗体药物临床前研究路线下图可以看出传统药物筛选流程中没有影像学方法,整个研发数据单一,必须拿到上一步的结果方可进行下一步的研究。而影像学方法可以进行高通量筛选,允许同时评估多个抗体分子的效力和毒性,最关键一点是影像学方法在药物筛选早期就可以拿到药物有无毒性作用,可以预测药物在人体的毒副作用,为更好的进行临床研究提供数据支持[2]。图3 药物序列筛选和并行筛选Leica THUNDER 3D极速高内涵活细胞培养成像系统是Leica全新研发的宽场快速高分辨荧光成像系统,拥有成像速度快、分辨率高、应用范围广、光毒性低和Navigator高通量采集与自动化处理数据等优点。 优势一 成像速度快适合高通量快速筛选,视频中使用THUNDER拍摄96孔板,每孔三色荧光成像加10层 Z stack,最终3.5分钟即可全部采集完成。视频1 THUNDER快速多通道荧光数据采集 视频2 THUNDER自定义采集参数和随机性设置高速多通道采集只是获取数据的第一步,自动化分析数据才能高效的获取结果。THUNDER可在Navigator流程中添加自动分析步骤,让数据采集完成自动进入分析流程,最终将结果直接呈现出来,图4 Navigator高通量采集后自动进入分析模块 优势二 高分辨率传统宽场成像虽然可以快速采集数据,但是由于固有的光学结构无法有效滤除非焦信号造成的信号模糊、信噪比差,而点扫描共聚焦又受限于成像速度慢无法满足高通量筛选的需求。THUNDER快速高分辨荧光成像系统,基于宽场成像一次拍照即可达到136nm的超高分辨率成像,THUNDER在满足成像速度的同时具备高分辨率优势,超高分辨率和高信噪比图像使后期结构辨别、弱信号定量分析成为可能。图5 THUNDER分辨细胞核中的DNA损伤位点传统宽场显微镜由于非焦信号干扰和衍射极限的限制,无法分辨300nm以内距离较近的信号。图5中的观察病毒侵入细胞核中造成的损伤位点(黄色点信号),由于THUNDER在XY轴拥有136nm的超高分辨率,因此可以清楚分辨靠的比较近的损伤点,这一THUNDER图像可以进行更加准确的定量分析。图6 神经细胞离体3D培养在药物研究领域,经常需要验证药物分子对细胞结构及存活的影响。THUNDER图像具有高分辨率优势,可以在药物作用早期即可观察到细胞精细结构的改变,从而更灵敏的捕获药物对细胞生长增殖的影响,为后期临床研究提供数据支持。图7 高信噪比图像助力细胞计数分析图像模糊,信噪比不足一直都是图像后期分析的难题,THUNDER技术在细胞高通量计数分析方面,拥有天然的优势,高分辨和高信噪比的图像大大简化了后期分析难度,可以更方便的进行自动分析。 优势三 应用广,适用细胞和模式动物随着技术的进步,抗体药物临床前研究已经不再局限在单细胞水平的疗效验证,而是涌现出越来越多的新技术渗透到活性分子的筛选中。由于抗体药物在离体细胞中的代谢与在体内情况有很大不同,如何缩小作用环境的差距成为时下研究的热点,比如可以通过类器官的构建来研究和体内相似的微环境及渗透屏障,可以在斑马、鱼线虫等模式动物活体水平研究抗体药物在体内环境的靶向性等等。这样一系列复杂的模型都需要一种观察深度大、应用范围广的成像技术,THUNDER恰好可以满足这些需求。视频3 Pseudoislets (pancreatic beta cells)(pancreatic beta cMIN6 cells grown as pseudoislets ells). DAPI (blue), Insulin (Alexa488, green), membrane receptor (Alexa594, red), phalloidin (Alexa647, white).Sample courtesy Dr. Rémy Bonnavion, MPI for Heart and Lung Research, Bad Nauheim视频中胰岛类器官由于具有三维立体结构,所以荧光显微镜无法分辨胰岛素分泌的具体情况,THUNDER高分辨成像解决了这一难题,同时THUNDER拍摄深度深的优点也让整个类器官都可以清楚的观察。视频4 Lung Organoid Mouse lung organoids derived from alveola stem and progenitor cells20x Air through 1mm plastic bottomSample courtesy Dr. Pumaree Kanrai, MPI for Heart and Lung Research, Bad Nauheim (Germany).肺类器官是培养中普通塑料培养板中的样本,从参数可以看出THUNDER成像不仅可以清楚分辨肺泡细胞的位置,而且使用厚底培养容器和长工作距离物镜不影响THUNDER高分辨拍摄,因此THUNDER可以拍摄几乎所有培养容器,覆盖单细胞到大体积类器官样本,具有非常广泛的应用范围。图8 线虫模式动物THUNDER成像图9 线虫体细胞计数自动分析在模式动物成像方面,THUNDER依然可以做到体细胞水平的成像,并且在大尺度深度采集后可以自动进行计数分析,方便评估药物在体内代谢和对体细胞的毒性作用。总结THUNDER是Leica专利的超高分辨、高信噪比快速荧光成像系统,可以覆盖单细胞、组织、类器官和活体动物等大部分研究领域。由于THUNDER具有快速高分辨的特点,因此所以可助力抗体药物临床前研究,可应用于治疗性抗体药物的体外细胞水平药效筛选和体内活性药效验证等试验,可助力抗体药物活性筛选、杀伤效果验证、早期细胞毒性发现等方面研究。针对抗体研究中细胞遇到的细胞、类器官和活体模式动物等样本,THUNDER倒置平台和体视镜平台可以完美的覆盖。而在分子水平,由于传统光学衍射限制,无法直接观察分子间的结合及相互作用强弱,Leica FALCON可以提供FLIM-FRET方案,可以超越衍射极限限制,实现分子水平相互作用检测。基于荧光寿命系统的FRET检测不受荧光染色、漂白等强度因素影响,可以更加精准的检测分子间的相互作用。参考文献:1. Development of therapeutic antibodies for the treatment of diseases. Luet al. Journal of Biomedical Science(2020) 27:1 2. Cellular imaging in drug discovery. NATURE REVIEWS | DRUG DISCOVERY(2006)343:5
  • 北京尚无检验机构接受牙膏含氟量检测委托
    CNTV消息 4月29日晚,网友evayicat在微博上称,有知情朋友爆料国内佳洁士牙膏没有含氟成份,尽是各种工业废料。此微博立即被数万名网友转发,5月2日上午网络新闻联播记者试图寻找北京各检验机构将佳洁士牙膏送检,发现北京尚无检验机构可以接受检测牙膏含氟量的委托。  evayicat4月29日晚在自己的微博中称:今天跟某工业企业CEO吃饭,他说他们一家从美国搬来上海后各种小麻烦,前阵他女儿抱怨佳洁士牙膏“味道不对”,他不信,在他女儿的坚持下,他将信将疑地把牙膏拿去自己的试验室化验,结果是,里面竟然连氟的成份都没有,尽是各种工业废料,从此他们每次回美国都要搬很多牙膏回来......氟值几个钱啊!  这条微博立即引起了无数网友的关注,短短十几个小时已经被转发了3万余次,网友纷纷评论“我刷牙时经常想这事儿,哪天别刷死了”、“东边毒未尽西边毒又来,比比皆毒,防不胜防啊”。甚至很多微博名人加入了讨论队伍,天使投资人薛蛮子要求:“求真相!求证实!”北京国能中电能源有限公司董事长白云峰感慨:“说真话,我已经从国外给家人和朋友买牙膏好多年了。”优米网总裁王利芬表示:“天!我也要买牙膏回来!”但是还有部分网友认为“民众太愚昧,造谣太容易,追责太困难,问题是没人追责,谣言满天飞。”  为查明真相,5月2日上午,网络记者试图把佳洁士牙膏送往北京的专门检验机构检查是否含氟。于是记者致电了国家质检总局,但对于北京是否有牙膏含氟的权威检测机构,工作人员并没有给出明确答复。记者后致电北京市质量技术监督局下属的检验所——北京市产品质量监督检验所,该检验所工作人员表示“没有检测牙膏这一项功能” 紧接着,记者致电北京市日用化学产品质量监督检验站,该站工作人员表示检测授权范围的确是包括牙膏,但是该站只检测牙膏中的部分成份,其中没有含氟这一成份 记者随后致电的北京市化学试剂质量监督检验站和北京市化工产品质量监督检验站的工作人员均表示检测不了牙膏这一产品。  记者在网上搜索到化妆品质量监督检验中心(广州部)可以检测牙膏含氟量,于是致电该机构,该机构工作人员表示可以接受检测,在问及北京是否有专门的牙膏含氟量检测机构时,工作人员表示国家化妆品质量监督检验中心(北京部)应该可以接受检测。随后记者致电国家化妆品质量监督检验中心(北京部),该中心的工作人员表示:由于北京生产牙膏的企业很少,以前没有接到过对牙膏检测的委托,她需要请示领导,该工作人员向领导请示后给出回复:不接收牙膏含氟量检测的委托,具体原因不清楚。
  • 南京理工研制无透镜显微镜 成本降百倍 已开展商业化合作
    p  南京理工大学学生团队研制出新型无透镜全息显微镜,这种中国人自己的新一代显微镜打破国外在该领域的垄断,成本仅为同类产品的百分之一!br//pp  据南京理工大学官微消息,在第五届“互联网+”大学生创新创业比赛获金奖的队伍中,一支来自南京理工大学电光学院的学生团队strong研/strongstrong制出的新一代无透镜全息显微镜 /strong。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 386px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/3524107b-4ffc-4b28-8fb9-e5101b28a382.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="450" height="386" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/d4ba7539-616b-4805-8650-15fd7cc1ca01.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg" width="450" height="254" border="0" vspace="0" style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 254px "//pp style="text-align: left "span  /span观察细胞通常需要染色标记,无法同时实现大视场、高分辨观测,体积庞大、成本高昂,是当今显微镜存在的三大痛点。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/14ee853c-da52-4067-98d2-5a3836d97902.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg" width="450" height="485" border="0" vspace="0" style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 485px "//pp  该团队则突破痛点 ,创造出中国人自己的新一代显微镜。span style="text-align: center " /spanspan style="text-align: center " /span/pp  新华社报道称,这种新一代无透镜全息显微镜打破国外在该领域的垄断,成本仅为同类产品的百分之一 。/pp  strong中国人自己的新一代显微镜/strong/pp  strong有多厉害?/strong/pp  “CyteLive”是该团队研发出的新一代无透镜全息显微镜,不仅可以内置于培养箱,还是目前唯一 能够同时实现非染色、大视场、高分辨、长时间连续观察的显微镜产品,且售价远低于 进口产品。/pp  “由于细胞是无色透明的,所以通常需要将细胞染色标记再观察。然而,这将损害甚至是杀死细胞,难以实现长时间连续观测。”团队负责人、电光学院博士研究生卢林芃说道。/pp  团队利用定量相位成像技术,使CyteLive可以在无需对细胞进行任何染色标记的前提下,实现长达数天的连续观测,不仅细胞细节清晰可见,还能准确还原其三维影像,可谓“360度全方位无死角” 。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/1d944d2e-2443-4b71-ba19-7e2c61d0addb.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg" width="450" height="273" border="0" vspace="0" style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 273px "//pp style="text-align: center "  span style="color: rgb(0, 176, 240) "卢林芃在全国三强争夺赛/span/pp  卢林芃介绍,传统显微镜镜头受到“物镜比例法则”的制约,大视场和高分辨率不可兼得。“CyteLive”抛弃了传统显微镜的光学镜头,只保留光源和传感器,实现了小型化和轻量化,单手即可托起 。/pp  “strong它的体积仅有传统显微镜的0.8% ,/strong可直接放在细胞培养箱里进行活细胞箱内观察。”/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 338px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/44074baf-fcc5-4c06-9933-d1a65b7cc0de.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg" width="450" height="338" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "  span style="color: rgb(0, 176, 240) "卢林芃在全国三强争夺赛前一个人练习/span/pp  CyteLive去除了复杂的机械调焦装置,通过先进的计算成像算法,把样品聚焦图像“算”出来,借助自适应超分辨成像技术,成像分辨率可突破至像素尺寸的三分之一,没有物镜却可以实现20倍物镜的成像水平。/pp  strong无透镜成像技术造就了CyteLive超大的成像视场 ,单幅图像高达一亿像素,视场是传统显微镜的200倍 ,可同时观测10万个血细胞。/strong/pp style="text-align: center "img alt="" src="http://pic.rmb.bdstatic.com/5e074dcd0acc8950670a98d073aaf4109893.gif" width="600" height="427"//pp  这是CyteLive观测到的海拉细胞(宫颈癌细胞),单幅图像一亿像素,获得的视场是传统显微镜的200倍/pp strong 据了解,目前,该型显微镜已经应用于江苏省人民医院、先声药业等机构。团队也与苏州飞时曼、江南永新等国内显微镜企业达成合作,实现商业化落地。/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/8d0a923b-73bc-4212-b530-f6b45502acea.jpg" title="7.jpg" alt="7.jpg"//pp  对未来市场的进一步探索,团队满怀信心:“我们坚信,通过我们的不懈努力,不远的将来,中国制造的高科技显微镜也能在全世界大放异彩! ”br//p
  • 如何延长金相显微镜的使用寿命及维护
    金相显微镜关键运用于金相学,金相学关键指依靠金相显微镜和金相显微镜等对原材料显微镜机构、高倍机构和断裂面机构等开展剖析科学研究和定性分析的原材料课程支系,既包括原材料显微镜机构的显像以及判定、定量分析定性分析,亦包括必需的试品制取、提前准备和取样方法。其关键体现和定性分析组成原材料的相和机构构成物、晶体(亦包含很有可能存有的亚晶)、非金属材料参杂物甚至一些晶体缺陷(比如位错)的总数、外貌、尺寸、遍布、趋向、室内空间排列情况等。  一、增加金相显微镜的使用期  1、持镜时务必是左手握臂、右手托座的姿态,不能一只手获取,以防零件掉下来或撞击到其他地区。  2、轻拿小心轻放,不能把数码科技金相显微镜置放在试验台的边沿,以防碰翻落地式。  3、维持数码科技金相显微镜的清理,电子光学和照明灯具一部分只有用擦镜纸擦洗,切勿口吹手抹或拿布擦,机械设备一部分拿布擦洗。  4、水珠、乙醇或其他药物切忌触碰摄像镜头和台镜,假如脏污应该马上洗净。  5、置放装片标本采集时要指向通光线的孔子中间,且不可以反放装片,避免压烂装片或撞坏物镜。  6、要培养双眼另外挣开的习惯性,以右眼观查视线,左眼用于制图。  7、不必随便取下目镜,以避免灰尘掉入物镜,也不必随意拆装各种各样零件,防止毁坏。  8、数码科技金相显微镜应用结束后,务必还原才可以放回镜箱内  二、维护保养方式  1、标准批准状况下,建议的实验室应具有三防标准:抗震(杜绝地震源)、防水(应用中央空调、空气干燥器)、防污(路面铺平木地板);开关电源:380V±10%,50HZ;溫度:0°C-40°C。  2、对焦时留意不必使物镜遇到试件,以防刮伤物镜。  3、当载物台密封垫圆洞管理中心的部位杜绝物镜管理中心部位时不必转换物镜,以防刮伤物镜。  4、亮度调整切勿忽大忽小,也不用过亮,危害电灯泡的使用期,另外也不利于眼睛视力。  5、全部(作用)转换,姿势要轻,要及时。  6、关闭设备要将色度调到最少。  7、外行工作人员不必调节照明灯具系统软件(钨丝位置灯),以防危害显像品质。  8、拆换卤素灯时要留意高溫,以防烧灼;留意不必用力直接接触卤素灯的玻璃体。  9、待机不应用时,将物镜根据对焦机构调整到最少情况。  10、待机不应用时,不必马上该盖防尘套,待制冷后再盖,留意防火安全。
  • 新技术:NHQ无标记高内涵成像技术,为细胞分析解锁全新物理参数
    高内涵细胞成像分析系统是一种利用高倍镜成像技术对细胞进行图像采集和分析的仪器设备。得益于显微成像、自动化和计算机等技术的迅猛发展,使其能够对大量细胞进行高分辨率成像和数据分析,实时提供海量多维生物学信息,广泛应用于生物医学、药物筛选等领域。为帮助大家及时了解高内涵成像分析前沿技术、创新产品与解决方案,仪器信息网特别组织策划《窥微探秘,高内涵细胞成像前沿技术与进展》专题(点击查看),本期,特别邀请到深圳倍捷锐医学科技公司联合创始人兼CEO孙瑞谈一谈倍捷锐高内涵成像分析系统发展历程、创新技术以及对未来市场的看法。仪器信息网:请介绍一下高内涵成像技术的发展历史。孙瑞:高内涵成像(High Content Imaging, HCI)技术起源于上世纪90年代初期,基于高通量筛选(High Throughput Screening, HTS)技术衍生而来。HCI技术融合了细胞生物学、光子学、实验室自动化和图像分析等不同学科的技术,能够大规模地采集和分析来自不同生物样本类型的显微图像。简而言之,高内涵成像是指自动化获取和分析生物样本显微图像的过程,其三大核心技术分别是光学显微技术、自动化和分析算法。1997年,美国Cellomics公司开发了首个完全集成的高内涵成像平台Array Scan,通过一站式的解决方案,实现了自动化采集以及图像处理、分析、归档和可视化等功能。随着技术发展,2000年左右出现了更为复杂的高内涵成像仪器,比如配备尼普科夫盘激光共聚焦、激光扫描细胞计数仪等。2000年代末期,灵活的台式高内涵成像仪器开始普及。2010年代,高内涵成像仪器性能得到显著提高,开始应用于高通量生物分析。近年来,随着AI算法和大数据等新技术不断发展,高内涵成像图像分析软件变得更加先进,不仅能够处理更大规模的数据集,还能从多个维度捕捉和解析信息。例如,深度学习已被用于自动量化单个细胞中的结构和动态变化。这些方法不仅提高了分析速度和准确性,还能够揭示以前难以察觉的细胞特征和模式。目前,高内涵成像技术已经能够实现3D成像。高内涵成像硬件及配套软件的发展现有的高内涵成像系统主要分为宽场荧光显微镜型、共聚焦荧光显微镜型以及激光扫描型等,大多数基于荧光标记成像的方法,通过标记细胞不同成分来获取细胞图像并进行分析,但荧光标记存在光漂白、光毒性、速度慢以及标记过程对细胞造成活性影响等问题。无标记成像技术的出现突破了这些限制,通过利用细胞自身的光学特性,如折射率的变化或散射光的特性,实现了无需任何标记的细胞成像,能够更加真实、自然地观察细胞状态。然而传统无标记技术如相差成像、微分干涉成像等存在信息量不足的缺陷,虽已有结合AI的案例实现丰富的细胞分析功能,但仍然无法满足无标记高内涵分析的需求。定量相位成像技术(Quantitative Phase Imaging, QPI)是一种无标记的显微成像技术,基于干涉仪与全息投影的光路设计,能够定量提供纳米级精度的表面形态信息,且无需扫描,更加节约时间与算力。因此,QPI技术适用于快速大规模的细胞分析。在QPI技术前沿应用探索中,已经成功实现对细胞形态、物质分布、机械特性、折光率分布、三维偏振张量等多个参数的定量成像,进而能够精细区分细胞类别。借助QPI技术带来的全新物理参数,不仅解决了传统无标记成像信息量不足的问题,同时扩展了高内涵成像的应用范围,也为生命科学研究与产业发展带来了新的希望和可能性。高内涵成像技术演化历程仪器信息网: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?孙瑞:深圳倍捷锐医学科技公司(以下简称:倍捷锐)的核心科技是基于QPI成像方法实现的无标记高内涵成像技术(NHQ)。NHQ技术最早成型于2018年,在香港中文大学生物医学工程系周仁杰教授LAMB实验室完成概念验证。2019年,倍捷锐成立于香港科学园,获得了香港科技署的种子轮支持,同时完成了第一代原理机核心光学组件的开发。翌年,公司成功交付了首台产品于中科院沈阳自动化所(沈自所),并在同年荣获了《麻省理工科技评论》中国生命科学创业大赛“年度新锐” 、“2020粤港澳大湾区最具创新力公司50”等多项大奖。2020年至2022年期间,倍捷锐先后加入Merck创新训练营、NVIDIA Inception Program计划进行应用场景拓展和新功能开发,并与蔡司达成合作,成功开发出蔡司模组NHQ-Zeiss。此外,倍捷锐于2022年成功加入了深圳脑科学技术产业创新中心,并在2023年获得了脑科学企业认定以及千万级天使轮融资。倍捷锐始终致力于为生命科学工作者提供更高效便捷的科研工具,历经5年打磨,最终在2024年7月发布重磅产品——NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪。倍捷锐NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪仪器信息网: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)孙瑞:目前倍捷锐主推的产品是NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪,其核心竞争力在于成像、自动化和智能化分析三大方面。在成像方面,NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪具有6个成像通道,多种成像模态。首先是倍捷锐所专注的定量相位显微技术(QPI技术),就像前面所述,它是一种无标记、快速、无损、高分辨率的新兴显微成像技术,能够定量表示细胞产生的形貌和动态变化,可在不对样品进行任何预处理的情况下,测量微观物体透射光(或反射光)的相位延迟,生成反映物体形态学和动力学的图片,再通过分析相位分布图获取细胞的干重、力学特性、密度分布等全新信息。如果把基因组测序比喻为“指纹识别”系统,那么 QPI 技术则是“人脸识别”系统。另外,NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪还兼备新一代明场技术与四通道荧光成像方案,不仅提升了成像的清晰度,还能捕捉到更为丰富的细胞细节,再搭配多通道影像融合的功能,进一步提升了观察分析的深度与精度,达到了更高维度。从左到右依次为:明场,QPI,四个荧光通道,荧光融合图像在自动化方面,用户可以一键控制仪器电动门开关,通过自动定位聚焦提升操作效率与成像质量,一键启动自动图像拼接,将高速孔板扫描的微观数据汇成一幅超大视野总览图。对于有活细胞长时间多形态成像需求的用户,设备还能结合微流控、孵育器等装置实现流式成像及自动控制延时成像,减少人工操作,极大提高分析效率。 人关节软骨细胞(40×),LFAITM软件大视场图像拼接在软件系统方面,综合运用人工智能和大数据分析等技术,倍捷锐开发出独特的LFAITM智能分析系统。不仅可以进行细胞分类、精准计数、活性分析、行为分析等复杂任务,还结合QPI技术推出了细胞力学分析、干重分析等创新功能。LFAITM 软件细胞分类工作原理仪器信息网: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?孙瑞:NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪凭借其多样化的成像模式、自动化操作以及智能AI分析展现出广阔的应用前景,目前主要应用领域包括药物作用机理分析、组织病理研究、细菌活性检测、细胞周期观察分析、血液分析、植物学研究、神经细胞动作电位分析、生殖细胞活性分析等。具体而言,可用于单细胞计数与分析、细胞分类、形态分析、药物-细胞影响分析、细胞追踪、行为分析、力学分析等实验环节。现阶段,倍捷锐团队已与香港中文大学、麻省理工学院、斯坦福大学、康乃狄格大学、厦门大学、沈阳自动化所、清华大学、上海药物所、默克、蔡司等单位建立友好合作关系。仪器信息网: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?孙瑞:荧光成像系统通过使用特定波长的光照射样品,使样品中的荧光分子被激发而发射出荧光,随后被检测器捕捉并转化为图像。其优势包括:高度特异性,针对特定的分子或结构实现高特异性成像;灵敏度突出,即使样品中的目标分子含量较低也能通过荧光信号检测出来;多色成像,能够同时使用多种荧光染料实现多通道成像,便于同一时间观察多种细胞组分。然而,荧光成像系统也存在一定局限性,如细胞活性差、光漂白、光毒性、成像速度慢等问题。透射光成像系统基于透射光原理,光线穿过样品后被显微镜的物镜收集并成像,适用于观察透明或半透明的样品。其优点主要是样本无需进行化学标记,避免了标记过程带来的影响,且操作也相对简单。但相比于荧光成像,透射光成像的对比度较低,难以区分细微的细胞结构,而且因其采用可见光波段,其分辨率也会受限于光的衍射极限。共聚焦成像系统采用激光扫描和针孔过滤技术,能够提供基于荧光成像的超分辨率成像,显著提高横向和轴向分辨率,同时还能捕捉细胞的三维结构信息。除了荧光成像所面临的问题之外,其设备成本相对较高,逐点扫描的方式也导致了成像速度相对较慢。仪器信息网: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?孙瑞: 首先,无标记成像技术的兴起将减少对荧光标记的依赖,降低对细胞的潜在影响。例如,基于定量相位显微技术的无标记高内涵活细胞分析仪,能够实现对细胞的实时、无标记监测;其次,随着3D细胞培养技术的应用日益广泛,高内涵成像系统需能够支持三维成像,以更准确地模拟并反映细胞在体内的真实生长环境;人工智能和机器学习等前沿技术不断成熟融合,将被更深入地整合到高内涵细胞成像分析系统中,大幅提升数据分析的效率与精确度。自动化的特征识别和分类将变得日益普遍,从而降低对人工操作的依赖;高通量筛选与高内涵成像更加协同,进一步推动药物发现及疾病模型的研究进程;最后,为了提高科研人员的工作效率,成像分析系统的用户界面将设计得更加直观易用,减少学习成本。此外,标准化的工作流程和数据格式将促进不同实验室间的数据共享与结果对比。得益于技术不断创新突破,高内涵细胞成像分析系统的应用场景正不断扩大。目前,它在药物发现与筛选、类器官研究、干细胞研究、免疫学以及神经科学等关键领域展现出巨大的潜力和前景。例如,类器官作为一种新兴的细胞培养模型,能够更真实地反映人体组织的结构和功能,高内涵成像分析系统可以监测类器官发育过程中细胞的变化,为疾病建模和药物测试提供支持。干细胞在再生医学和疾病模型建立中扮演着重要角色,高内涵成像系统可以帮助研究人员更好地了解干细胞的分化过程和功能特性。总之,高内涵细胞成像分析系统的未来发展趋势将更加注重技术创新和应用扩展,特别是在药物发现、类器官研究、干细胞研究、免疫学和神经科学等领域的研究应用。随着技术的进步,这些系统将会更加高效、智能,并且更容易被科研人员所接受和使用。孙瑞 倍捷锐联合创始人兼CEO孙瑞,倍捷锐联合创始人、CEO,厦门大学生科院大湾区院友会副秘书长。毕业于波士顿大学生物医学工程专业, 拥有多年科技型技术转化的经验。从2015年起,分别创始并主导了波士顿大学生物医学工程系脑血管造影术实时监控跟踪技术、哈佛大学与美国东北大学联合主导的肝脏体外器官芯片筛药技术的产业化。在2016年主导创建了服务于年轻华人科学家的产业化协会‘波士顿破蛋计划协会’。19年起作为联合创始人全职加入倍捷锐,推动无标记高内涵成像技术产业化,并构建倍捷锐与默克、蔡司、英伟达、以及国内多所高校的深度合作。关于倍捷锐倍捷锐(BayJayRay)由来自香港中文大学的团队联合MIT、波士顿大学等高校成员共同创立。公司致力于开发创新性先进光学成像技术,以无标记显微技术——定量相位成像技术作为核心,拓展其在生物医学的产业方向的应用,并矢志于借助中国制造优势赋能生物医学产业,推动国产制造新高度。欢迎投稿!投稿文章将在《高内涵成像技术》专题展示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)。
  • 如何用显微镜拍出良好的图片?
    显微镜是生物实验室中必备的设备,但显微镜的类型和配置众多,需求和配置如何相互对应?又该如何去选择适合自己实验室的显微镜?让我们跟随深蓝云一起,看看显微拍摄的设备需求吧。问题1:我经常需要观察细胞,应该用什么样的显微镜?回答:细胞种类众多,但是大多数活细胞观察时都是未染色细胞。未染色的细胞为透明状态,普通明场显微镜观察不到,这种情况下,需要使用相差的观察方式。相差模式将光波通过细胞折射率和厚度不同的各部细微结构产生的相位变化变为振幅差来观察活细胞和未染色的标本。问题2:我们课题组即需要对病理切片进行观察,也需要对培养的细胞进行观察,这两种方式需要什么样的设备?回答:切片类型的样本建议采用正置观察方式,即物镜位于载物台上部,而细胞一般放置于培养瓶、培养皿中,所需要的空间更大,更适合使用倒置观察方式。因此对常规显微镜就需要一台正置显微镜、一台倒置显微镜。不过ECHO正倒置一体显微镜,既可以正置也可以倒置,一台就可以满足两种需求啦。问题3:既需要明场拍摄也需要荧光拍摄需要怎么选?回答:▲荧光产生原理图▲ 荧光光路示意图单色相机拥有更高的灵敏度以及光通量,而彩色相机拥有更好的对比度和色彩还原能力。荧光观察时需要用特定波长的激发光激发材料产生荧光,并通过滤色片最终得到特定波长的荧光,而这种荧光一般较弱,观察时需要高灵敏度的相机,因此配置采用单色相机。单色相机无法识别真实颜色,不适合进行明场拍摄,因为明场拍摄需要更好的对比度,彩色相机才可以满足此需求。如果想获得最好的荧光与明场观察效果,最佳的选择是搭配双相机系统。这里说一下哦,ECHO正倒置一体显微镜突破了常规显微镜的设计,同时配置了双相机系统,自动切换,保证无论明场还是荧光都可以获得最佳的观察效果,同时满足您的多种需求。问题4:市面上荧光显微镜的光源多种多样,我该选择哪种?回答:大多数荧光显微镜的光源波长需求都在可见光范围内,在这个范围内,LED光源要明显优于其他光源,其在不同波长范围可以做到光强一致,且寿命更长,无需预热和冷却,作为冷光源,其可以做到随开随用,且光毒性低,适合大多数实验室配置。问题5:可供选择的荧光通道那么多,我该如何选择荧光通道?回答:对于荧光通道的选择,需要根据用户想要观察的荧光波长来进行确定,如用户后续需要DAPI染色,需要进行GFP蛋白的观察,这些观察都有其对应的荧光波长范围,符合该波长范围的荧光通道就可以选择,如DAPI通道,FITC通道。问题6:物镜该如何选择?荧光观察配置什么物镜?回答:▲ 物镜物镜的分类方式很多,这里先说一个根据色差校正进行的分类,色差校正能力由高到低分别是复消色差显微镜,半复消色差显微镜(萤石物镜),消色差物镜,消色差能力越强,带来的最直观提升是NA值越高,因此分辨率更好。半复消色差物镜的校正范围为400-500,是常见荧光发射光的波段,适合进行荧光观察,因此对于荧光显微镜,一般配置半复消色差物镜。以上是一些关于如何选择和配置显微镜的常见问题,后续我们还会更新一些更加深入的信息。部分图源:来自网络,侵删。
  • 电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(二) - 探测器系统
    这里是TESCAN电镜学堂第五期,将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看),帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况,将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能!第二节 探测器系统扫描电镜除了需要高质量的电子束,还需要高质量的探测器。上一章中已经详细讲述了各种信号和衬度的关系,所以电镜需要各种信号收集和处理系统,用于区分和采集二次电子和背散射电子,并将SE、BSE产额信号进行放大和调制,转变为直观的图像。不同厂商以及不同型号的电镜在收集SE、BSE的探测器上都有各自独特的技术,不过旁置式电子探测器和极靴下背散射电子检测器却较为普遍,获得了广泛的应用。§1. 旁置式电子探测器(ETD)① ETD的结构和原理旁置式电子探测器几乎是任意扫描电镜(部分台式电镜除外)都具备的探测器,不过其名称叫法很多,有的称为二次电子探测器(SE)、有的称为下位式探测器(SEL)等。虽然名称不同,但其工作原理几乎完全一致。这里我们将其统一称为Everhart Thornley电子探测器,简称为ETD。二次电子能量较小,很容易受到其它电场的影响而产生偏转,利用二次电子的这个特性可以对它进行区分和收集,如图3-25。在探测器的前端有一个金属网(称为法拉第笼),当它加上电压之前,SE向四周散射,只有朝向探测器方向的少部分SE会被接收到;当金属纱网加上+250V~350V的电压时,各个方向散射的二次电子都受到电场的吸引而改变原来的轨迹,这样大部分的二次电子都能被探测器所接收。图3-25 ETD的外貌旁置式电子探测器主要由闪烁体、光电管、光电倍增管和放大器组成,实物图如图3-26,结构图如图3-27。从试样出来的电子,受到电场的吸引而打到闪烁体上(表面通常有10kV的高压)产生光子,光子再通过光导管传送到光电倍增管上,光电倍增管再将信号送至放大器,放大成为有足够功率的输出信号,而后可直接调制阴极射线管的电位,这样便获得了一幅图像。图3-26 旁置式电子探测器的工作原理图3-27 Everhart-Thornley电子探测器的结构图一般电镜的ETD探测器的闪烁体部分都使用磷屏,成本相对较低,不过其缺点是在长时间使用后,磷材质会逐步老化,导致电镜ETD的图像信噪比越来越弱,对于操作者来说非常疲劳,所以发生了信噪比严重下降的时候需要更换闪烁体。而TESCAN全系所有电镜的ETD探测器的闪烁体都采用了钇铝石榴石(YAG)晶体作为基材,相比磷材质来说具有信噪比高、响应速度快、无限使用寿命、性能不衰减等特点。② 阴影效应ETD由于在极靴的一侧,而非全部环形对称,这样的几何位置也决定了其成像有一些特点,比如会产生较强的阴影效应。ETD通过加电场来改变SE的轨迹,而当样品表面凹凸较大,背向探测器的“阴面”所产生的二次电子的轨迹不足以绕过试样而最终被试样所吸收。在这些区域,探测器采集不到电子信号,而最终在图像上呈现更暗的灰度。而在朝向探测器的阳面,产生的信号没有任何遮挡,呈现出更亮灰度,这就是阴影效应。如图3-28,A和B区域倾斜度相同,按照倾斜角和产额的理论两者的二次电子产额相同。但是A区域的电子可被探测器无遮挡接收,而B区域则有一部分电子要被试样隆起的部分吸收掉,从而造成ETD实际收集到的电子产额不同,显示在图像上明暗不同。图3-28 ETD的阴影效应阴影效应既是优点也是缺点,阴影效应给图像形成了强烈的立体感,但有时也会使得我们对一些衬度和形貌难以做出准确的判断。如图3-29,左右两者图仅仅是图像旋转了180度,但试样表面究竟是球形凸起还是凹坑,一时难以判断,可能会给人视觉上的错觉。图3-29 球状突起物还是球状凹坑不过遇到这样的视觉错觉也并非无计可施,我们可以利用阴影效应对图像的形貌做出准确的判断。首先将图像旋转至特定的几何方向,将ETD作为图像的“北”方向,电子束从左往右进行扫描。如果形貌表面是凸起,电子束从上扫到下,先是经过阳面然后经过阴面,表现在图像上则应该是特征区域朝上的部分更亮。反之,如果表面是凹坑,则图像上朝上的部分显得更暗。由此,我们可以非常快速而准确的知道样品表面实际的起伏情况。(后面还将介绍其它判断起伏的方法)图3-30 利用阴影效应进行形貌的判断③ ETD的衬度在以前很多地方都把ETD称之为SE检测器,这种叫法其实不完全正确。ETD除了能使得SE偏转而接收二次电子,也能接收原来就向探测器方向散射的背散射电子。所以在加上正偏压的情况下,ETD接收到的是SE和BSE的混合电子。据一些报道称,其中BSE约占10-15%左右。如果将ETD的偏压调小,探测器吸引SE的能力变弱,而对BSE几乎没有什么影响。所以可以通过改变ETD的偏压来调节其接收到的SE和BSE的比例。如果将ETD的偏压改为较大的负电压,由于SE的能量小于50eV,受到电场的斥力,不能达到探测器位置,而朝向探测器方向散射的BSE因为能量较高不易受电场影响而被探测器接收,此时ETD接收到的完全是背散射电子信号。如图3-31,铜包铝导线截面试样在ETD偏压不同下的图像,左图主要为SE,呈现更多的形貌衬度;右图全部BSE,呈现更多的成分衬度。图3-31 ETD偏压对衬度的影响所以不能把使用ETD获得的图像等同于SE像,更不能等同于形貌衬度。这也是为什么作者更倾向于用ETD来称呼此探测器,而不把它叫做二次电子探测器。④ ETD的缺点ETD是一种主动式加电场吸引电子的工作方式,它不但能影响二次电子的轨迹,同时也会对入射电子产生影响。在入射电子能量较高时,这种影响较弱,但随着入射电子能量的降低,这种影响越来越大,所以ETD在低电压情况下,图像质量会显著下降。此外,ETD能接收到的信号相对比较杂乱,除了我们希望的SE1外,还接收了到了SE2、SE3和BSE,如图3-32。而后面三种相对来说分辨率都较SE1低很多,尤其SE3,更是无用的背底信号,这也使得ETD的分辨率相对其它镜筒内探测器来说要偏低。图3-32 ETD实际接收的信号§2. 极靴下固体背散射探测器背散射电子能量较高,接近原始电子的能量,所以受其它电场力的作用相对较小,难以像ETD探测器一样通过加电场的方式进行采集。极靴下固体背散射电子探测器是目前通用的、被各厂商广泛采纳的技术。极靴下固体背散射电子探测器一般采用半导体材料,位置放置在极靴下方,中间开一个圆孔,让入射电子束能入射到试样上,如图3-33。原始电子束产生的二次电子和背散射电子虽然都能达到探测器表面,不过由于探测器表面采用半导体材质,半导体具有一定的能隙,能量低的二次电子不足以让半导体的电子产生跃迁而形成电流,所以二次电子对探测器无法产生任何信号。而背散射电子能量高,能够激发半导体电子跃迁而产生电信号,经过放大器和调制器等获得最终的背散射电子图像,如图3-34。图3-33 极靴下背散射电子信号采集示意图图3-34 半导体式固体背散射电子探测器极靴下固体背散射电子探测器属于完全被动式收集,利用半导体的能带隙,将二次电子和背散射电子自然区分开。探测器本身无需加任何电场或磁场,对入射电子束也不会有什么影响,因此这种采集方式得到了广泛运用。有的固体背散射电子探测器被分割成多个象限,通过信号加减运算,可以实现形貌模式、成分模式和阴影模式等,有关这个技术和应用将在后面的章节中进行介绍。极靴下固体背散射电子探测器除了使用半导体材质外,还有使用闪烁体晶体的,比如YAG晶体。闪烁体型的工作原理和半导体式类似,如图3-36。能量低的二次电子达到背散射电子探测器后不会有任何反应,而能量高的背散射电子却能引起闪烁体的发光。产生的光经过光导管后,在经过光电倍增管,信号经过放大和调制后转变为BSE图像。闪烁体相比半导体式的固体背散射电子探测器来说,拥有更好的灵敏度、信噪比和更低的能带宽度,见图3-35。图3-35 不同材质BSE探测器的灵敏度图3-36 YAG晶体式固体背散射电子探测器一般常规半导体二极管材质的灵敏度约为4~6kV,也就说对于加速电压效应5kV时,BSE的能量也小于5kV。此时常规的半导体背散射电子探测器的成像质量就要受到很大的影响,甚至没有信号。后来半导体二极管材质表面进行了一定的处理,将灵敏度提高到1~2kV左右,对低电压的背散射电子成像质量有了很大的提升。而YAG晶体等闪烁体的灵敏度通常在500V~1kV左右。特别是在2015年03月,TESCAN推出了最新的闪烁体背散射电子探测器LE-BSE,更是将灵敏度推向到200V的新高度,可以在200V的超低电压下直接进行BSE成像。因为现在低电压成像越来越受到重视和应用,但是以往只是针对SE图像;而现在BSE图像也实现了超低电压下的高分辨成像,尤其对生命科学有极大的帮助,如图3-37。图3-37 LE-BSE探测器的超低电压成像:1.5kV(左上)、750V(右上)、400V(左下)、200V(右下)§3. 镜筒内探测器前面已经说到ETD因为接收到SE1、SE2、SE3和部分BSE信号,所以分辨率相对较低,为了进一步提高电镜的分辨率,各个厂商都开发了镜筒内电子探测器。由于特殊的几何关系,降低分辨率的SE2、SE3和低角BSE无法进入镜筒内部,只有分辨率高的SE1和高角BSE才能进入镜筒,因此镜筒内的电子探测器相对镜筒外探测器分辨率有了较大的提高。不过各个厂家或者不同型号的镜筒内探测器相对来说不像镜筒外的比较类似,技术差别较大,这里不再进行一一的介绍,这里主要针对TESCAN的电镜进行介绍。TESCAN的MIRA和MAIA场发射电镜都可以配备镜筒内的SE、BSE探测器,如图3-38。图3-38 TESCAN场发射电镜的镜筒内电子探测器值得注意的是InBeam SE和InBeam BSE是两个独立的硬件,这和部分电镜用一个镜筒内探测器来实现SE和BSE模式是截然不同的。InBeam SE探测器设计在物镜的上方斜侧,可以高效的捕捉SE1电子,InBeam BSE探测器设计在镜筒内位置较高的顶端,中心开口让电子束通过,形状为环形探测器,可以高效的捕捉高角BSE。镜筒内的两个探测器都采用了闪烁体材质,具有良好的信噪比和灵敏度,而且各自的位置都根据SE和BSE的能量大小和飞行轨迹,做了最好的优化。而且两个独立的硬件可以实现同时工作、互不干扰,所以TESCAN的场发射电镜可以实现镜筒内探测器SE和BSE的同时采集,而一个探测器两种模式的设计则不能实现SE和BSE的同时扫描,需要转换模式然后分别扫描。§4. 镜筒内探测器和物镜技术的配合镜筒内电子探测器分辨率比镜筒外探测器高不仅仅是由于其只采集SE1和高角BSE电子,往往是镜筒内探测器还配了各家特有的一些技术,尤其是物镜技术。TESCAN和FEI的半磁浸没模式、日立的磁浸没式物镜和E×B技术,蔡司的复合式物镜等,这里我们也不一一进行介绍,主要针对使用相对较多半磁浸没式透镜技术与探测器的配合做简单的介绍。常规无磁场透镜和ETD的配合前面已经做了详细介绍,如图3-39左。几乎所有扫描电镜都有这样的设计。而在半磁浸没式物镜下(如MAIA的Resolution模式),向各个方向散射的二次电子和角度偏高的背散射电子会在磁透镜的洛伦兹力作用下,全部飞向镜筒内。二次电子因为能量低所以焦距短,在物镜附近盘旋上升并快速聚焦,如图3-39中。因此只要在物镜附近上方的侧面放置一个类似ETD的探测器,只需要很小的偏压,就能将已经聚焦到一处的二次电子全部收集起来,同时又不会对原始电子束产生影响。所以镜筒内二次电子探测器与半浸没式物镜融为一体、相辅相成,提升了电镜的分辨率,尤其是低电压下的分辨率。背散射电子因为能量高,焦距较长,相对高角的背散射电子能够聚焦到镜筒内,在物镜附近聚焦后继续向上方发散飞行。此时在这部分背散射电子的必经之路上放置一个环形闪烁体,就可以将高角BSE全部采集,如图3-39右。图3-39 常规无磁场物镜和ETD(左)、半浸没式物镜和镜筒内探测器(中、右)§5. 扫描透射探测器(STEM)当样品很薄的时候,电子束可以穿透样品形成透射电子,因此只要在样品下方放置一个探测器就能接收到透射电子信号。一般STEM探测器有两种,一种是可伸缩式,一种是固定式,如图3-40。固定式的STEM探测器是将样品台与探测器融合在了一起,样品必须为标准的φ3铜网或者制成这样的形状(和TEM要求一样)。图3-40 可伸缩式STEM(左)与固定式STEM(右)STEM探测器和背散射电子探测器类似,一般也采用半导体材质,并分割为好几块,如图3-41。其中一块位于样品的正下方,主要用于接收正透过样品的透射电子,即所谓的明场模式;还有的位于明场探测器的周围,接收经过散射的透射电子,即所谓的暗场模式。有的STEM探测器在暗场外围还有一圈探测器,接收更大散射角的透射电子,即所谓的HAADF模式。不过即使没有HAADF也没关系,只要样品离可伸缩STEM的距离足够近,暗场探测器也能接收到足够大角度散射的透射电子,得到的图像也类似HAADF效果。图3-41 STEM探测器结构§6. 其它探测器除了电子信号探测器外,扫描电镜还可以配备很多其它信号的探测器,比如X射线探测器、荧光探测器、电流探测器等。不过电镜厂家相对来说只专注于电子探测器,而TESCAN相对来说比较全面,除了X射线外,其它信号均有自己的探测器。X射线探测器将在能谱部分中做详细的介绍。① 荧光探测器TESCAN的荧光探测器按照几何位置分为标准型和紧凑型两种,如图3-42。标准型荧光探测器类似极靴下背散射电子探测器,接收信号的立体角度较大,信号更强,不过和极靴下背散射电子探测器会有位置冲突;而紧凑型荧光探测器类似能谱仪,从极靴斜上方插入过来,和背散射探测器可以同时使用,不过接收信号的立体角相对较小。图3-42 标准型(左)和紧凑型(右)荧光探测器如果按照性能来分,荧光探测器又分为单色和彩色两类,如图3-43。单色荧光将接收到的荧光信号经过聚光系统进行放大,不分波长直接调制成图像;彩色荧光信号经过聚光系统后,再经过红绿蓝三原色滤镜后,分别进行放大处理,再利用色彩的三原色叠加原理产生彩色的荧光图像。黑白荧光和彩色荧光和黑白胶片及数码彩色CCD原理极其类似。一般单色型探测器由于不需要滤镜,所以有着比彩色型更好的灵敏度;而彩色型区分波长,有着更丰富的信息。为了结合两者的优势,TESCAN又开发了特有的Rainbow CL探测器。在普通彩色荧光探测器的基础上增加了一个无需滤镜的通道,具有四通道,将单色型和彩色型整合在了一起,兼顾了灵敏度和信息量。图3-43 黑白荧光和彩色荧光探测器阴极荧光因为其极好的检出限,对能谱仪/波谱仪等附件有着很好的补充作用,不过目前扫描电镜中配备了阴极荧光探测器的还不多。图3-44含CRY18(蓝)和YAG-Ce(黄)的阴极荧光(左)与二次电子(右)图像② EBIC探测器EBIC探测器结构很简单,主要由一个可以加载偏压的单元和一个精密的皮安计组成。甚至EBIC可以和纳米机械手进行配合,将纳米机械手像万用表的两极一样,对样品特定的区域进行伏安特性的测试,如图3-45。图3-45 EBIC探测器与纳米机械手配合检测伏安特性 第三节、真空系统和样品室内(台)电子束很容易被散射,所以SEM电镜必须保证从电子束产生到聚焦到入射到试样表面,再到产生的SE、BSE被接收检测,整个过程必须是在高真空下进行。真空系统就是要保证电子枪、聚光镜镜筒、样品室等各个部位有较高的真空度。高真空度能减少电子的能量损失,提高灯丝寿命,并减少了电子光路的污染。钨灯丝扫描电镜的电子源真空度一般优于10-4Pa,通常使用机械泵—涡轮分子泵,不过一些较早型号的电镜还采用油扩散泵。场发射扫描电镜电子源要求的真空度更高,一般热场发射为10-7Pa,冷场发射为10-8Pa。场发射SEM的真空系统主要由两个离子泵(部分冷场有三个离子泵)、扩散泵或者涡轮分子泵、机械泵组成。而对于样品室的真空度,钨灯丝和欧美系热场的要求将对较低,一般优于2×10-2Pa即可开启电子枪,所以换样抽真空的时间比较短;而日系热场电镜或者冷场电镜则要达到更高的真空度,如9×10-4Pa才能开启电子枪。为了保证换样时间,日系电镜一般都需要额外的交换室,在换样的时候,利用交换室进行,不破坏样品室的真空。而欧美系电镜普遍采用抽屉式大开门的样品室设计。两种设计各有利弊,抽屉式设计一般样品室较大,可以放置更大更多的样品,效率高。或者对于有些特殊的原位观察要求,大开门设计才可能放进各种体积较大的功能样品台,如加热台、拉伸台;交换室相对来说更有利于保护样品室的洁净度,减少污染。不过大开门式设计也可以加装交换室,如图3-46,达到相同的效果,自由度更高。图3-46 大开门试样品室加装手动(左)和自动(右)交换室而且一些采用了低真空(LV-SEM)和环境扫描(ESEM)技术的扫描电镜的样品室真空可分别达到几百帕和接近三千帕。具备低真空技术的电镜相对来说真空系统更为复杂,一般也都会具备高低真空两个模式。在低真空模式下一般需要在极靴下插入压差光阑,以保证样品室处于低真空而镜筒处于高真空的状态下。不过加入了压差光阑后,会使得电镜的视场范围大幅度减小,这对看清样品全貌以及寻找样品起到了负面作用。样品室越大,电镜的接口数量也越多,电镜的可扩展性越强,不过抽放真空的时间会相对延长。TESCAN电镜的样品室都是采用一体化切割而成,没有任何焊缝,稳定性更好;而一般相对低廉的工艺则是采用模具铸造。电镜的样品台一般有机械式和压电式两种,一般有X、Y、Z三个方向的平移、绕Z的旋转R和倾斜t五个维度。当然不同型号的电镜由于定位或者其它原因,五个轴的行程范围有很大区别。一般来说机械马达的样品台稳定性好、承重能力强、但是精度和重复性相对较低;压电陶瓷样品台的精度和重复性都很好,但是承重能力比较弱。样品台一般又有真中央样品台和优中心样品台之分。样品台在进行倾转时都有一个倾转中心,样品台绕该中心进行倾转。如果样品观察的位置恰好处于倾转中心,那么倾转之后电镜的视场不变;但如果样品不在倾转中心,倾转后视场将会发生较大变化。特别是在做FIB切割或者EBSD时,样品需要经过五十几度和七十度左右的大角度倾转,电镜视场变化太大,往往会找不到原来的观察区域。在大角度倾转的情况下如果进行移动的话,此时样品会在高度方向上也发生移动,不注意容易碰撞到极靴或者其它探测器造成故障,这对操作者来说是危险之举。而优中心样品台则不一样,只要将电子束合焦好,电镜会准确的知道观察区域离极靴的距离,在倾转后观察区域偏离后,样品台能自动进行Y方向的平移进行补偿,保持观察的视野不变,如图3-47。图3-47 真中央样品台与优中心样品台【福利时间】每期文章末尾小编都会留1个题目,大家可以在留言区回答问题,小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。【本期问题】半导体材质的探测器和YAG晶体材质的探测器哪个更有利于在低加速电压下成像,为什么?(快关注微信回答问题领取奖品吧→)简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师(原上海交通大学扫描电镜专家,现任TESCAN技术专家)、焦汇胜博士(英国伯明翰大学材料科学博士,现任TESCAN技术专家)、李香庭教授(电子探针领域专家,兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事)编著,并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者,在科研领域工作多年,李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验,对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深
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    2023年2月22日,清华大学朱静院士团队联合复旦大学车仁超教授和北京大学李源副教授在《自然》杂志上发表了题为” Topological spin texture in the pseudogap phase of a high-Tc superconductor” [1] 的文章。该研究工作采用赛默飞透射电子显微镜(TEM)首次在赝能隙态YBa2Cu3O6.5材料中发现了拓扑磁涡旋结构的存在。该拓扑磁涡旋结构的发现在实空间微观尺度上给赝能隙态下的时间反演对称性破缺提供了的直接图像证据,并且发现该拓扑磁涡旋结构在电荷密度波态时被破坏,进入到超导态时又重新出现,这一发现对揭示高温超导的微观机理具有重大的意义,而先进的透射电子显微镜在这一发现上更是功不可没。朱静院士,车仁超教授等人深耕于超导材料研究领域,洛伦兹低温原位透射电镜研究领域,电子显微学研究领域多年,取得了一系列重要研究成果。在本研究中,研究团队利用复旦大学电子显微镜实验室新安装的Spectra 300透射电子显微镜开展低温洛伦兹样品测试,获得了此次重大发现。2021年,赛默飞上海纳米港(Shanghai NanoPort, Thermo Fisher Scientific)有幸参与其中部分实验工作,在创建冷冻实验环境和原位数据采集方面积极地配合支持。本文将主要介绍两种电子显微学技术——洛伦兹透射电镜(LTEM)和积分差分相位衬度(iDPC)在该工作中起到的关键作用。洛伦兹透射电镜(LTEM)正常TEM光路下,物镜处于开启状态,样品在物镜上下极靴中间处于~2T的强磁场中,样品本征的磁结构会被物镜的强磁场破坏。为了在无磁环境下观察样品本征的磁结构,赛默飞场发射透射电镜Talos和球差校正透射电镜Spectra都可以通过关闭物镜电流使样品处于零磁场环境,再由位于物镜下极靴内部的洛伦兹磁透镜实现对样品微观本征磁结构的观察。LTEM成像模式主要有两种:Fresnel成像模式和Foucault成像模式。Fresnel成像模式是通过改变图像的离焦量实现对磁畴或畴壁的观察。其图像主要特点是欠焦和过焦条件下磁畴畴壁的衬度是相反的,而正焦图像则没有磁衬度。Foucault成像是通过遮挡或者保留后焦面上与磁畴相关的衍射信号来实现(类似于暗场像), 适用于观测不同磁化取向的磁畴。图1a-c分别为该文章中赝能隙态YBa2Cu3O6.5样品的正焦、过焦以及欠焦下的Fresnel图像,离焦量为±1.08 mm。其反转的衬度特点,切实证明了该样品中存在拓扑学特征的畴结构。此外,赛默飞透射电镜上的洛伦兹功能不仅可以实现无磁环境,还可以很方便地通过改变物镜电流来改变磁场,用于原位研究磁结构随磁场强度的变化。在本研究中,作者通过改变物镜电流对样品施加外磁场影响,拓扑学特征消失,进一步证明了该效应是由磁学特性引起的。作者通过使用强度传递方程(Transport of Intensity Equation, TIE)的相位重构技术[2],对LTEM图像进行数据处理得到拓扑磁涡旋结构的磁场方向和相对强度分布(图1d-e, i-l)。图1m-n是由LTEM结果推测出来的两种可能的磁涡旋结构示意图。该文章中LTEM实验分别在赛默飞Spectra300,Themis和Titan机台进行了重复验证,均观察到拓扑磁涡旋结构。图1 (a-c)LTEM Fresnel模式下赝能隙态YBa2Cu3O6.5样品的正焦、过焦、欠焦图像(离焦量为±1.08 mm),样品处于300 K,零磁场环境,标尺为500 nm;(d-e)为通过TIE算法得到的磁场和磁场强度图像;(f-j)为红色方框对应的剪裁放大图像;(k-l)为单个磁涡旋结构的磁场和磁场强度图;(m-n)为两种可能的拓扑磁涡旋结构示意图[1]除了常规的LTEM成像外,赛默飞球差校正透射电镜Spectra系列可以通过物镜球差校正器对LTEM光轴进行像差校正。像差校正洛伦兹模式下可以得到优于1nm的信息分辨率,从而帮助科研工作者观察到更小的磁结构。积分差分相位衬度(iDPC)球差校正透射电镜的超高空间分辨率提供了关于拓扑自旋结构的出现与局域晶体结构之间关系的更多信息。铜基超导材料中氧原子的掺杂或缺失对材料性能具有重要的影响,直接观察到氧原子的占位对深入揭示材料微观结构与性能之间的关系具有重大的意义。然而,广泛使用的扫描透射电镜(STEM)的高角环形暗场(HAADF)图像,因其主要接收高角卢瑟福散射信号,导致轻重元素无法同时成像,C、N、O等轻原子无法观察到。STEM环形明场(ABF)像虽然能观察到轻元素,但ABF图像无法直接解读,而且存在对样品厚度要求高、图像信噪比不佳等问题。为了解决以上问题,赛默飞提出并发展了积分差分相位衬度(iDPC)技术。iDPC这一全新STEM成像模式的出现,大大提高了透射电子显微镜捕获原子的能力。iDPC技术具有能实现轻重原子同时成像,能实现低电子剂量,高分辨和高信噪比成像,图像衬度易解读等优点[3]。目前,iDPC技术已成为材料表征领域技术热点,在表征轻元素占位、二维材料、电子束敏感材料、超导体等领域具有重要的应用。iDPC成像技术现已完全集成在赛默飞球差校正电镜Spectra和场发射电镜Talos上,能实现iDPC图像的在线采集和显示。图2 (a) YBa2Cu3O6.0, (b) YBa2Cu3O6.5和(c) YBa2Cu3O6.9的原子分辨率iDPC图像[1]图2为YBa2Cu3O6.0、YBa2Cu3O6.5和YBa2Cu3O6.9的高分辨iDPC图像,可以清楚的观察到氧原子的位置,随着氧掺杂含量的不同,Cu-O链上的氧占位逐渐增加。值得注意的是赝能隙态YBa2Cu3O6.5的Cu-O链上出现了氧富集和氧缺失的有序排列。作者认为这种氧的有序排列有利于拓扑磁涡旋结构沿c轴自由排列,是观察磁涡旋结构的最佳区域。作者认为现阶段不能完全排除氧填充链激发磁性的可能。赛默飞将致力于相关电子显微学技术的研发与应用,为材料的电、磁学性能研究提供更强大的助力。作者:刘建参考文献[1] Zechao Wang, Ke Pei, Liting Yang, Chendi Yang, Guanyu Chen, Xuebing Zhao, Chao Wang, Zhengwang Liu, Yuan Li, Renchao Che & Jing Zhu. Topological spin texture in the pseudogap phase of a high-Tc superconductor. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05731-3[2] M. Beleggia, M.A. Schofield, V.V. Volkov, Y. Zhu. On the transport of intensity technique for phase retrieval. Ultramicroscopy 102 (2004) 37–49.[3] Ivan Lazi&cacute , Eric G.T. Bosch and Sorin Lazar. Phase contrast STEM for thin samples: Integrated differential phase contrast. Ultramicroscopy 160, 265-280 (2016).
  • 中科院分子植物卓越中心蔡文娟博士:激光扫描共聚焦显微镜使用和管理心得分享
    生命科学基础研究与人类健康和社会经济发展密切相关,在科学和经济社会领域中的重要性日渐增强。Science 曾发布125 个挑战全球科学界的重要基础问题,其中涉及生命科学的问题约占 54%。生命科学研究过程离不开各类科学仪器的帮助,今年,仪器信息网特别策划话题:“生命科学技术平台经验分享”,邀请高校、科研院所公共技术平台的老师分享技术心得和经验,方便生命科学领域研究人员了解相关技术进展、学习仪器使用方法。 本篇为中国科学院分子植物科学卓越创新中心细胞结构分析技术平台主管蔡文娟撰写,蔡老师根据多年工作经验,详细介绍了激光扫描共聚焦的发展、系统组成和应用,并分享了工作中仪器使用的心得体会。以下为供稿内容:1957年, Malwin Minsky博士在其博后阶段首次阐明了激光扫描共聚焦显微镜技术的基本工作原理,但由于当时没有足够强度的照明光源,工作一直停留在理论阶段。20世纪60年代,伴随着激光器技术的发展,激光扫描共聚焦技术开始进一步发展,直到80年代中期才基本成熟,有了成熟的商业化产品(Bio-Rad)。由于该系统所用光源为激光,成像方式为逐点扫描成像,因此又被称为“laser scanning confocal microscope”, 简称为LSCM。激光扫描共聚焦仪器发展至今,已经不再是简单的光学显微镜 ,而是整合了光学显微镜 、激光、检测器、工作站和图像处理软件的复合型显微成像系统。1987年,White和Amos在英国《自然》杂志发表了“共聚焦显微镜时代的到来”一文,标志着LSCM已成为进行科学研究的重要工具。作为细胞生物学研究的必备工具,激光扫描共聚焦显微镜堪称各个成像平台的“扛把子”,其对各种标本和荧光标记方法具备很强的普适性,即使在各种高端显微成像技术飞速发展的当下,也依然占据着极高的使用率。中国科学院分子植物科学卓越创新中心所级中心细胞结构分析技术平台成立于2010年,经过10余年的发展,拥有多种细胞成像设备,包括激光扫描共聚焦(7台)、转盘共聚焦和SIM超高分辨等高端显微系统(http://cfc.cemps.ac.cn/xibao.php),为中心内部及周边科研院所和企业提供专业的显微成像服务,最大程度地满足中心及周边的成像需求。一、 激光扫描共聚焦显微镜的组成和应用激光扫描共聚焦显微镜(以下简称为LSCM)的灵魂部件是针孔(pinhole),针孔与物镜的焦平面共轭,因此被称为“共(共轭)聚焦”。由于共轭针孔的存在,只有标本焦平面的荧光信号才会透过针孔被检测器捕捉,而非焦平面的信息被阻挡在针孔之外,形成类似光学CT的效果。配合针孔成像, LSCM硬件部分通常包括光学显微镜、激光器、扫描振镜、检测器和图像工作站组成,每一个重要部件均可根据实验需求选择合适的配置,以下将结合分子植物卓越中心细胞平台的实际需求,逐一进行简要介绍。1、光学显微镜 LSCM可以搭建在正置或倒置荧光显微镜上。生命科学研究中,倒置显微镜使用更为广泛,适合组织切片、贴壁细胞等相对较薄的标本。样品固定在载玻片上,可以方便地倒置观察。在植物研究领域,倒置显微镜也经常用于观察拟南芥根/叶片、烟草叶片、原生质体等标本,这类标本的特点是相对较薄,制片简单,可以通过简单压片的方式,利用水或其他压片溶剂在载玻片盖玻片之间形成的吸附力,将标本固定住,从而可以倒置观察。但也存在部分无法使用倒置观察的应用场景,如茎尖分生组织、较厚的作物叶片或根等,由于标本过于厚重,倒置观察时容易掉落,不方便固定,或者由于压片会导致表面形态发生变化或组织破裂,从而影响定位观察。针对这类应用,正置显微镜就显得尤为重要,尤其是搭配合适的浸入式水镜,可以帮助这类厚标本实现清楚方便的显微成像。作为光学显微平台,需要考虑到研究所各个课题组之间的应用差异,保证正置与倒置的合理配备,设备组合可最大程度地满足各类研究需要。2、激光器 为了激发出足够的荧光信号,LSCM采用激光作为照明光源。根据标记和成像需求,一般LSCM至少配置4个波段的激光器,包括405/488/561/633nm等,涵盖了整个可见光波段的激发需求,能满足大多数荧光染料和蛋白的成像。在此基础上,研究组经常涉及荧光共振能量转移(FRET)相关实验,需要对CFP和YFP等分子对进行特异性激发,这种情况下,必须选择配置有458和514nm激光器的LSCM系统。红色荧光蛋白中,mCherry以单体形式存在,不易出现由荧光蛋白多聚化带来的artifact定位现象,因此现在很多研究组选择mCherry荧光蛋白标记,543nm和561nm等波长都能够激发mCherry蛋白,但如果希望得到更为明亮和特异的红色荧光信号,最好选择含594nm激发波长的系统。除了固定波段的激光器,还可选择搭配脉冲式白色激光器,自由选择所需激发波段。由于白色激光器在激发波段方面调节的灵活性,以及其特有的脉冲式而非连续激发,可以配合检测器做基于门控技术的荧光寿命成像,有助于过滤部分自发荧光信号,或者得到荧光寿命信息。分子植物卓越中心细胞平台(辰山园区)就配备了该系统,配合脉冲式白激光和高灵敏度检测器,可以进行FLIM-FRET实验,在荧光强度成像的基础上,增加荧光寿命维度的检测。3、扫描振镜 扫描振镜一般由x和y两个方向的振镜组成,通过高速振动控制激光在成像视场内逐点扫描,“点动成线,线动成面”,形成一个完整的2D图片。根据振动速度的区别,在LSCM中一般分为检流式振镜(galvanometer)和共振振镜(resonant)。检流式振镜是应用最多的扫描振镜,单个像素点上停留时间在微秒层级,可激发出更多的荧光信号,保证图像信噪比。常规拍摄荧光2D/3D图像和非毫秒级变化的time-series,检流式振镜一般都可以满足需求。共振振镜的振动频率相比检流式有显著提高, 能实现万赫兹,512X512分辨率的图像采集频率可达到30fps。如果涉及到钙波捕捉、相分离小体快速融合/FRAP实验、囊泡运动等快速变化,使用该振镜更容易检测完整的运动变化。细胞平台2015年后购买的系统,多为混合式振镜(含有两种振镜),在实际实验中,会根据需求选择合适的振镜使用。但必须注意的是,由于共振振镜速度很快,牺牲了每个像素点上的激发时间,图像的信噪比下降严重,一般需结合合适的图像处理,才可以得到相对清晰的共聚焦图片。近三年植物领域由于相分离和钙信号相关研究逐渐增多,对扫描成像速度的要求也日渐提高,共振振镜的存在可以很好地补充检流式振镜的不足,两种振镜同时存在,可兼顾成像分辨率和时间分辨率,更好地满足不同研究方向的需求。4、检测器 配合振镜的点扫描方式,光电倍增管(PMT)和雪崩式光电二极管(HyD)均可用于激光扫描共聚焦系统的荧光检测,实现光电子信号的倍增放大。除了常规的PMT(一般以多碱作为光阴极感光材料),细胞平台每套LSCM系统上也会配置高灵敏度的GaAsP检测器(镓砷磷为感光材料的PMT)或HyD检测器,目的是提高检测灵敏度,提升弱信号的捕捉能力。对于较明亮的荧光信号,常规PMT即可满足需求;碰到相对较弱的信号,建议使用高灵敏度的GaAsP或HyD检测器,以获得信噪比更高的图片。但实际使用中,高灵敏度检测器并非万能,如果荧光发射在近红区域(Cy5.5和Cy7等),常规PMT的检测效率会相对更高,这是因为不同的感光材料对各个光谱波段的响应效率不一样。作为细胞成像平台,需要保证各类型检测器的存在,根据荧光染料的强度和特性,给出专业的建议和设置,能够更好地保证成像效率。5、图像工作站 激光扫描共聚焦系统需要整合多种硬件协同工作,因此对图像工作站和操作软件都提出了较高的要求。操作软件和工作站必须能稳定运行,精准控制各电动部件,流畅采集显微图片,针对3D/time series等较大的图像数据,能够保证后期图像处理速度。一般来说,成熟的商业化共聚焦系统在硬件控制上都可以做到稳定流畅,但对于后期的图像处理,则需要根据平台常见的数据做合理配置。反卷积处理,3D重构和AI分析等图像数据处理都对图形处理显卡有一定的要求,因此我们平台一般都会选择配备有GPU的工作站,以满足越来越高的分析需求。同时,在实际使用中,尽量避免在采集电脑上使用USB等移动存储设备,以最大可能杜绝电脑病毒的存在引起整机系统故障。二、 激光扫描共聚焦系统管理心得和未来可提升空间细胞平台成像设备类型多样化,各有特点,作为其中的“扛把子”成员,激光扫描共聚焦系统使用频率极高,受众很广,应用方向也更为多样化。作为平台管理人员,如何管理统筹多台LSCM系统的使用,使其更好地服务于科研工作,也是常思常修的一门功课。现将日常管理心得和提升空间分享如下:1、激光扫描共聚焦系统的日常维护必不可少,尤其是物镜的清洁和光路的校准。每位用户根据观察标本的不同,会选择空气镜/水镜/油镜等不同介质类型的物镜,很容易存在交叉污染,导致物镜使用不当。在培训用户遵守使用章程的同时,平台工作人员必须保证2-3天检查一次常用物镜的清洁程度。光路校准方面,建议根据仪器使用状况每半年或一年检查一次光路状态,保证光路的准直。如果共聚焦光路上搭载了超高分辨系统,使用中尤其需要注意光路状态,以确保使用效率。2、激光扫描共聚焦系统的基础操作培训是重中之重。平台工作人员要精通已有设备的软件使用和参数调节,组织小范围培训,每次上机培训不超过5人,确保培训效果。培训必须结合考核进行,第一次上机实验须保证培训老师陪同,以了解用户的实验和使用薄弱点,巩固培训效果。3、预约体系和微信用户群的合理使用。目前中科院仪器平台有统一的预约体系,可以在网预约所需仪器机时。但作为使用频率极高的激光扫描共聚焦系统,经常面临僧多粥少难以预约的状况。我们针对高频使用的LSCM建立了仪器专用微信用户群,培训考核通过后即可入群。用户在使用结束或临时取消后会在微信群内公告,便于后续用户及有需求的用户及时知晓,提升使用效率。同时,该仪器如有任何不合理使用和故障,管理人员也可在群内及时公告,方便用户调整实验。4、拓宽平台设备的应用边界,提升管理人员的技术能力。作为平台管理人员,需要密切关注生命科学领域的研究进展,尽可能从应用角度提前布局所需的成像设备,做到有备无患,不断拓展应用边界。另外,必须时刻关注显微成像的技术前沿,结合用户的实验特性和科研目的,立足已有的设备进行必要的改造和改进,提升自身的技术能力。5、国产化成像设备的落地展望。2019年已有相关国产化LSCM设备搭建成功的报道(苏州医工所),2021年也有商业化SIM超高分辨显微镜的落地(北京大学),今年再传出国产超分辨显微成像设备商业交付的消息(中科院生物物理所),这表明国产化设备正在显微成像赛道不断发力,相信其能够更好地结合国内科研用户的应用需求,不断突破瓶颈,落地于细胞平台,提升平台的技术实力。作者简介: 蔡文娟 博士,高级工程师,中国科学院分子植物科学卓越创新中心(植物生理生态研究所)细胞结构分析技术平台主管。2012年中国科学院上海生科院植生所获博士学位,2012-2017年中科院上海生科院植生所担任助理研究员, 2017-2020在奥林巴斯中国有限公司担任应用工程师,2020年12月加入中科院分子植物科学卓越创新中心,担任细胞结构分析技术平台主管,主要负责所级中心细胞结构分析技术平台的管理维护和运行,承担院级功能开发研制项目,承担和参与多项国自然基金等。
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