粪便样品

现如今对材料进行微观形貌表征时，仅仅看到清晰的形貌是远远不够的，针对有重复结构的材料，如多孔，颗粒等结构的样品，还需对图片中的孔洞或颗粒进行统计与分析，比如统计总数，大小，尺寸等，获得量化结果，辅助研究。硫酸铝矿孔径分布测量当我们对多孔硫酸铝样品进行观察，孔径尺寸大约在10nm左右，由于孔径尺寸非常小，想要清晰的观察到孔的形貌，需要使用超高分辨场发射扫描电镜Regulus8200观察，利用其低加速电压下高分辨率的特点，轻松获取高倍清晰图片。由于图像里的孔与背景亮度对比度的不同，使用Image Pro图像分析软件对感兴趣区域框选，软件可通过信号的强弱分离孔洞并自动测量硫酸矾石的孔径分布（图2）及定量数据。图2中的图表是平均孔径的直方图。当我们分析数据时，可以选取一个孔（图2中的粉红色箭头）时，您可以看到它在直方图中的位置（红色圆圈）。或者在直方图中选择一个条柱（图 3 中的粉红色箭头）时，您可以看到所选条柱包含哪些孔（Brue 字符）。统计数据直方图如图4所示。高容量硬盘驱动器（HDD）中的，磁性颗粒粒度分析高容量硬盘驱动器（HDD）中的磁性颗粒会随着记录密度的提高而变小。然而，较小的磁性颗粒可能会产生较小的矫顽力，因此会妨碍稳定的记录。因此，评估晶粒尺寸和晶粒间距对于实现和保持稳定的HDD性能非常重要。图5（a）显示了配置高容量HDD的磁盘上磁性颗粒的BSE图像。通过使用YAG-BSE探测器拍摄70万倍的高分辨图像，并从中获取颗粒的形状。在对图像上的颗粒进行分析时，首先这些晶粒被识别为感兴趣区域（ROI），使用Image-Pro 10图像处理软件将晶界和背景进行分离，如图6（b）所示。尽管BSE图像因为通道效应导致每一个颗粒对比度和亮度不均匀，但依然可以稳定地对颗粒直径或面积定量分析，因为这些颗粒是通过信号强度提取的，另外还通过其形状和大小提取的。图7（c）是磁性晶粒直径的柱状图。超高分辨冷场扫描电子显微镜Regulus8200和图像分析软件Image-Pro 10的组合可实现HDD的高分辨率成像和定量图像分析，帮助HDD在增强记录密度的研究中。Regulus8200 "Regulus系列"扫描电子显微镜（SEM）被广泛应用于纳米技术，半导体电子行业，生命科学，材料科学等领域的材料结构观察。仅仅具有超高分辨率还远远不够。还要求能在低加速电压下对表面细微结构的观察和高灵敏度的元素分析。发挥高性能，高稳定性，轻松获取高倍清晰图片。END公司介绍：日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景，始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新，积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括：各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备，以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户，公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构，直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务，从而协助我们的客户实现其目标，共创美好未来。

p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 第二届电镜网络会议(iCEM 2016)邀请报告 /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 冷冻样品超分辨光电融合成像技术 /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 纪伟.jpg" style=" HEIGHT: 278px WIDTH: 200px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201609/insimg/65f6bf9d-8b5c-4597-b5b3-806bc64fa3c8.jpg" width=" 200" height=" 278" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 纪伟 高级工程师 /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 中国科学院生物物理所 /strong /p p strong 报告摘要： /strong /p p 　　近十年来超分辨荧光成像可以说是生物物理领域最热门的研究方向，尤其是基于单分子定位的超分辨荧光成像技术,它为细胞生物学的研究提供了新的技术手段，高精度的单分子定位图像能帮助研究者观察到许多以前看不到的精细结构。冷冻电镜技术近几年来也是发展的如火如荼，为细胞生物学和结构生物学注入了新的活力。单分子定位荧光成像具有特异性标记、精确分子定位的优势，电镜具有超高分辨率、解析细胞内部细节结构优势。这两种技术的结合衍生出来的超分辨光电融合成像技术(Correlative light and electron microscopy, CLEM)给生物成像技术带来了新的发展契机，该技术通过把定位位置信息和结构信息进行整合、处理，可以表征出目标分子机器在细胞原位的分布、结构。相比常温样品的光电融合成像，冷冻样品的光电融合成像更具优势：(1)低温下荧光分子发光性能提高，成像定位精度也大幅度提高 (2)冷冻样品制备方法能保持样品的近天然状态。 /p p strong 报告人简介： /strong /p p 　　纪伟，中国科学院青促会会员，中国科学院关键技术人才。生物物理研究所正高级工程师。从事新型成像系统的研制工作近十年，发展了单分子探测和超高分辨率光电融合成像技术。 参与三项中国科学院重大科研装备研制项目，其中主持一项。作为主要骨干参与首批国家重大科研仪器设备研制专项《超分辨光电融合生物显微成像系统》的研制。研制的设备和发展的技术产出的成果发表于PNAS、Cell Research、Biophysical Journal、Nature methods等杂志。 /p p strong 报告时间： /strong 2016年10月26日下午 br/ /p p a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/icem2016/index2016.html" target=" _self" img src=" http://www.instrument.com.cn/edm/pic/wljt2220161009174035342.gif" width=" 600" height=" 152" / /a /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 细胞组织的高分辨率电镜样品制备技术与展望 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 250" height=" 316" title=" hewanzhong.jpg" style=" width: 250px height: 316px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/ea81f7ae-3201-4741-9132-f2436adedaad.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /strong /p p style=" text-align: center " strong 何万中 研究员 /strong /p p style=" text-align: center " strong 北京生命科学研究所 /strong /p p strong 　　报告摘要： /strong /p p 　　近年来冷冻电镜技术的突破性进展，体外蛋白的冷冻单颗粒分析技术已经益日普及成为原子级分辨率结构解析的常规工具之一。然而，细胞组织原位高分辨率电镜分析，则是生物电镜领域下一个等待开发的宝库及新生长点。实现原位高分辨率结构分析、蛋白质分子的功能定位及时空相互关系， 必将极大地拓展我们在超微-分子水平对生物医学问题的认识。本报告将主要介绍我们自己在近20年在细胞组织高分辨率电镜样品制作的经验与技术开拓，涉及分子水平的细胞组织高压冷冻制样技术及冷冻替代固定技术、高导热率样品盘设计与应用实例、大块组织样品的高分辨率样品制作、冰冻切片技术、超快脱水固定技术、细胞电子断层成像技术及实例、新型可克隆电镜标记技术等，同时展望今后相关技术发展的趋势及潜力。 /p p strong 　　报告人简介： /strong /p p 　　何万中，北京生命科学研究所研究员，博士生导师，北京市“海外高层次人才计划”（“海聚工程”）入选者， “北京市特聘专家”。2007-2010年 新加坡国立大学生物科学系助理教授。2004-2007年，加州理工学院生物分部博士后； 1999-2004年，纽约大学分子生物医学研究所博士后；1998-1999年 西班牙国家生物技术中心博士后。1998年，中科院物理研究所凝聚态物理学（电子显微学方向）博士； 1994年，中国地质大学（北京）矿物学硕士；1991年，成都理工大学地质学学士。长期从事电子显微学及图像处理、细胞电子断层成像技术、高压冷冻及冷冻替代固定技术、低温切片技术，及近年来在新型可克隆电镜标记技术开拓。主持过两项新加坡BMRC科研项目，及两项科技部“973国家重点基础研究发展计划”项目中担任课题组长。现任中国电子显微镜学会理事，中国物理学会冷冻电镜分会理事，北京生物工程学会理事。 /p p 　　 strong 报告时间：2017年6月23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

瑞士Viventis公司推出的高通量活细胞高分辨光片显微镜LS系列，是一款全新的光片成像平台，该设备适用于活性光敏感样品（如卵子、胚胎、类器官等）的长期成像，具有低光毒性、高分辨率等特点。高通量活细胞高分辨光片显微镜是近些年来研发的创新技术，它的照明光是与一张与成像面平行的薄薄的光片，只有焦平面的样品被照亮，而光片上下的样品不受影响。该成像系统在细胞与组织层面的实时成像对于深入理解生物学行为至关重要。尤其适合于对直径达300 μm的光敏样品（如卵母细胞，胚胎和类器官）进行长期实时高时空分辨率和低光毒性的观察与成像。Viventis提供细胞发育过程的环境并进行实时成像Viventis的主要特点——双侧照明光片显微镜双侧照明均可以通过软件进项控制，仅需要点击鼠标就可以控制光束的平移和旋转。光片厚度仅为1.5~6 μm，且厚度可调、位置可自动校准，以适应更多的样本尺寸。配合上高NA物镜，可以实现更好的穿深，更少的伪影。另外，系统配置可见激发激光器，让用户通过检测物镜，对自定义样品中感兴趣的区域进行快速定位成像操作。高通量，多样品同时成像Viventis光片显微镜可以快速对多个样品进行同时成像而无需更换样品，支持绝大多数胚胎样品并可并排摆放，方便添加培养基、加药等操作。Viventis的样本槽大于50 mm，对于并排的样本系统也可以连续采集成像。对于细胞球、类器官等本身较易漂浮的样本，Viventis也提供了较好的解决方案，采用人工基底膜/水凝胶嵌入式等方案，实现上述样本的稳定成像。软件界面简洁 易于上手Viventis系统对于光片成像的初学者来说操作简单，多种模式一键切换，软件界面简洁，可以帮助您快速的建立自己的光片成像之旅，打开lightsheet大门，助力科研之路。典型文章：[1] Science. Mechanism of spindle pole organization and instability in human oocytes.2022[2] Nature. Left–right symmetry of zebrafish embryos requires somite surface tension.2022[3] Nature cell biology. Cell fate coordinates mechano-osmotic forces in intestinal crypt formation. 2021[4] Cell Stem Cell. Capturing Cardiogenesis in Gastruloids. 2021[5] Science. Hydraulic fracturing and active coarsening position the lumen of the mouse blastocyst. 2019[6] Nature. Self-organization and symmetry breaking in intestinal organoid development. 2019典型国外用户：国内用户：相关产品1、高通量活细胞高分辨光片显微镜

中新网5月19日电 据外媒报道，近些年来网购日益流行，不少女性转战网络购物，包括搜罗合适的化妆品等。然而英国警方近日警告称，冒牌美容产品中含有&ldquo 老鼠粪便、人体尿液和其他有毒物质&rdquo ，对消费者的健康造成了极大危害。 　　据报道，英国警方近日截获大批假冒美容产品，更针对化妆品假货充斥发出全国警报。伦敦警方表示，该批冒牌化妆品大多通过网购平台兜售，涉及多个知名品牌。英国当局在其中一个船运货柜，便检获多达4700件假冒产品。 　　英国警方曾在过去1年半里，关闭5500个出售冒牌化妆品的网站，充公的假货总值达350万英镑。 　　而来自纽卡斯尔33岁的埃默里表示，她在去年圣诞节派对上获得冒牌化妆品礼盒，她在使用眼线笔后，早上起床时眼部已变得浮肿。到了黄昏，她的脸部也一并变肿，眼部则状似被严重烧伤。 　　报道称，埃默里最后需接受长达5周的抗生素治疗，才逐渐消肿，但至今她的皮肤仍然极易敏感。 　　当地警方称，造假者用正品化妆品的图片欺骗消费者，让他们相信自己买的是正品。经测试，冒牌香水通常都含有有毒化学物质，包括氰化物和人体尿液。冒牌化妆品，如眼线膏、睫毛膏、润唇膏和粉底含有有毒化学物质和有害物质，比如砷、汞和铅。 　　警方称，这些物质会导致过敏反应，比如皮肤不适、肿胀、皮疹和烧伤。测试总负责人伍德尔说：&ldquo 很多人不知道冒牌美容产品对他们健康的真正危险，所以这周我们发起了&lsquo 醒醒吧，不要冒牌货&rsquo 活动。美容产品是为了提升个人形象，但是假冒产品实际上会毁了你的形象。

北京时间2021年4月9日晚23时，荷兰格罗宁根大学医学中心傅静远（Jingyuan Fu）教授团队在Cell发表研究文章——“The long-term genetic stability and individual specificity of the human gut microbiome”。该团队陈连民（Lianmin Chen）、王道明（Daoming Wang）博士等通过Lifelines随访队列，探索了个体四年间肠道微生物组成的稳定性，发现部分肠道微生物的遗传构成具有个体特异性，并利用这一特征针对性地开发了高精度肠道微生物指纹算法，实现通过测定粪便样本中微生物的遗传构成便可辩别样本归属于哪位受试者，精确程度高达85-95%。该肠道微生物指纹算法可能在混淆样品重排、法医鉴定、个性化医疗等领域具有重要的应用价值。我们的肠道中定殖着与身体细胞数量相当的微生物，包括细菌、真菌等。不同个体肠道微生物组成存在着差异，且在诸如荷兰Lifelines、芬兰FINRISK、英国UKbiobank、比利时FGFP、美国HMP等大型人群队列研究中发现个体肠道微生物组成的差异与健康和疾病相关，包括心血管病、糖尿病、炎症性肠病、癌症等。然而个体间肠道微生物菌群组成及遗传结构可随着时间而变化，了解菌群个体特异性、稳定性或变异性将有助于了解菌群与人体自身健康状态的因果关系，为开发基于改善肠道微生物从而促进人体健康的个性化医疗手段提供直接依据。除此以外，该研究还鉴别出许多不稳定肠道微生物，且这些微生物在含量、遗传组成上的变化与宿主自身健康状况的变化相关（图1A）。例如：细菌丰度（图1B）、细菌代谢通路丰度（图1C）、细菌遗传组成的变异（图1D）、细菌遗传组成的缺失（图1E）等变化与宿主血压、糖尿病指标、免疫细胞及抑郁症等变化相关。图1 肠道微生物变化与宿主表型变化相关。为回答肠道微生物是如何影响宿主表型，研究人员认为肠道微生物可能通过其代谢功能产生众多代谢物，从而被肠道上皮吸收进入血液大循环，最终得以影响机体代谢健康。为此，研究人员利用非靶向代谢组技术在血浆样品中测定了一千多种代谢物的含量，发现近15%的代谢物可能由肠道微生物产生。进一步地，将肠道微生物变化与血浆代谢物相关联，发现一些个体肠道中细菌菌株的改变与血浆代谢物变化相关。例如，个体肠道中益生菌Faecalibacterium prausnitzii菌株的变化与其血浆中多种心血管病相关的代谢物浓度变化相关（图2）。图2 Faecalibacterium prausnitzii菌株改变与血浆心血管病相关代谢物浓度变化相关。除菌株层面变化外，肠道微生物的含量，特定遗传组成等变化也与血浆代谢物广泛相关，特别是与尿毒素及硫胺素等与心血管病及慢性肾病相关的代谢物（图3）。值得注意的是，22.6%的菌群-代谢物关联是在Blautia wexlerae的遗传组成变异中发现，而这些变异区域具有编码膜结构、氨基酸酶、尿酶和蛋白结合等功能。图3 多种微生物特征变化与血浆代谢物相关。研究人员进一步通过双向中介分析揭示了肠道微生物通过其代谢物影响宿主血压、血糖及血脂等心血管病指标（图4）。极大程度上丰富了我们对于肠道微生物代谢物在人类健康和疾病中的分子作用机制的认识。研究发现微生物通过介导硫胺素和乙酰基-N-甲酰基-5-甲氧基犬尿氨酸（AFMK）以影响人体血压。其中，硫胺素对人体心血管疾病的影响已经在临床随机对照试验中验证。AFMK是褪黑素的一种降解产物，可以通过抑制前列腺素合成来降低血压。中介分析发现多种肠道细菌可以参与到这些通路中。例如微生物硫酸盐还原生物通路可以通过提高血浆硫胺素的水平来降低血压（图4C）；微生物脂多糖的合成也可以通过影响血浆AFMK来调节血压（图4D）。此外，研究者也发现了血液代谢物也介导了肠道菌群对人体血脂和血糖的影响。例如酪醇4-硫酸盐，一种尿毒症毒素，介导了球菌Ruminococcus的SV对人体低密度脂蛋白的影响（图4E）。图4 多种微生物特征变化与血浆代谢物相关。除此以外，该研究还系统性地测定了肠道微生物所携带的抗生素抗性及毒性物质合成基因含量，发现随着时间的推移肠道微生物所携带的抗生素抗性及基因含量有显著的富集，且该富集可能与肉蛋奶等摄入量有关。陈连民博士表示，研究肠道微生物的稳定性及其与宿主健康状态的关系极大地丰富了我们对于肠道微生物在人体健康与疾病中的作用的认识，一定程度揭开了肠道微生物在人体健康和疾病中的神秘面纱，为开发通过靶向肠道微生物进而改善人体健康状态的个性化精准医疗提供了重要资料参考。相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.024

7月3日，中国散裂中子源（CSNS）高分辨中子衍射仪成功出束，开始带束调试，标志着高分辨中子衍射仪设备研制的成功。高分辨中子衍射仪是我国首台超高分辨中子粉末衍射仪，具备国际先进的超高分辨能力。谱仪样品位置处的中子飞行时间谱据悉，高分辨中子衍射仪由散裂中子源科学中心与北京大学深圳研究生院合作建设，也是CSNS第七台成功出束的合作谱仪。谱仪自2020年初开始设计建设，中国科学院高能物理研究所东莞研究部以及北京大学深圳研究生院相关部门通力协作，攻克设计、加工制备和安装调试等关键技术，解决设备研制、安装、调试和标定等技术难题，确保谱仪设计、研制、安装与调试工作按计划实施。高分辨中子衍射仪出束后，现场科研人员合影高分辨中子衍射仪将为基础研究以及应用研究提供一个突破传统结构分析极限的研究平台，为新材料、新能源、生物医药、电子信息等领域的研发提供支撑，推动并实现我国关键新材料研发的强有力发展。

如果你已经看过我上一篇介绍低电流STM成像的短文[i]，那么那些HOPG上钴和镍八乙基卟啉（CoOEP 和NiOEP）自组装二维晶格子的高分辨STM图像一定会令你印象深刻。Roger也是一样，在看到那些图片之后，他向我建议可以尝试使用Cypher AFM的轻敲模式（调幅AC模式）来代替STM观察CoOEP的 晶格，因为我们知道Cypher AFM在空气中的成像质量相当稳定。当我把这个想法告诉Kerry Hipps教授时，他第一反应是“这不可能！”。我接着跟他说： “我非常确定这个是可行的。” 好吧，我承认我的倔强和执着，所以无论如何，我都要尝试一下这个“疯狂”的想法。我选择了一个尖锐，敏捷，硬度中等，悬臂为硅材料的镀金探针（FS-1500AuD探针）。 它的针尖半径为Rtip = 10± 2 nm，空气中的共振频率为fair≈1.5MHz，弹性系数为k≈6N / m。您也可以在我们的探针库找到它.当我将针尖接近样品表面时，样品表面的苯基辛烷薄层会立即吸附在探针悬臂上（见图1）。在这样一种气相-液相混合振荡介质中，针尖的共振频率会立即降到0.66 MHz。这种情况下的溶液需要大约10分钟之后才达到平衡，而在此之后，即使探针在表面移动也不会再次影响到溶液的稳定性。图1. 苯基辛烷/ HOPG界面处干涉条纹的时间序列图像。这些图像是通过Cypher ES顶视光学系统捕获的。当溶液吸附到AFM悬臂上时，苯基辛烷弯月面起到衍射器的作用而产生出干涉条纹。由于BlueDrive出色的光热激发稳定性，在平衡溶液中调谐悬臂后，我能够将自由驱动振幅和设定点分别稳定在~1.44 nm（90 mV）和~0.34 nm（21 mV）[iii] 。瞧瞧图2中的图像，CoOEP晶格渐渐在视野中显现出来，这里观察到的的~1.4 nm的晶格的分子间距和预期的理论值一摸一样！我向 Hipps教授展示了这组图片，他不得不惊叹地说一句 “Wow！”图2. 低振幅轻敲模式下CoOEP的分子晶格分辨率图像。 （A）扫描边长为100 nm。 （B）沿（A）中的白线的截面，从中可以清楚的观察到CoOEP分子有规则间隔。 （C）扫描边长为100nm 的3D图像。将图2继续放大后（见图3），我确信自己可以在一部分相位图中看到卟啉环结构。您可能会注意到的是，相比上一篇短文中的STM图像，这里的测量结果似乎对样品表面的污染更加敏感。我们可以看到样品表面上有一些无定形的团聚物，这些污染物会和扫描过程中的针尖相互作用，使扫描的图像发生了一些变化。这意味着在AFM测量之前，您务必对样品表面，探针和探针支架进行全方位的清洁。图3.在轻敲模式下CoOEP晶格的AFM放大图像。 （A）扫描边长为20纳米的形貌图。 （B）扫描边长为20纳米的相位图。注意卟啉环结构在图像的上部清晰可见。这些数据让我想起了纽卡斯尔大学的Rob Atkin教授，诺丁汉大学的Peter Beton教授和南京大学的王欣然教授曾经发表的一些关于使用Cypher 在大气环境下进行的AFM的研究 [iv-vi]。这里我来具体介绍一下这些研究的成果。第一项研究[iv]阐明了在恒电位控制偏压下石墨（HOPG）表面的离子液体（EMIm + TFSI-）的纳米结构（见图4A）。此外，施加的偏压在开路电位附近有规律地变化，同时分子Stern层作为偏压的函数（以及离子组分的函数，例如Li +和Cl-）进行了重新整合。第二项研究[v]主要集中在观察吸附在六方氮化硼（hBN）和其他样品表面上的5,10,15,20-四（4-羧基苯基）卟啉（TCPP）的超分子结构，及分析该吸附现象对TCPP分子的光电子特性的影响。图4B显示了hBN上TCPP的正方晶格结构。第三项研究[vi]探讨了HOPG和hBN上高流动性的二辛基苯并噻吩并苯并噻吩（C8-BTBT）的少层二维分子晶体的范德瓦尔外延结构，这种材料可用于实现有机场效晶体管。图4C显示了在hBN上生长的C8-BTBT晶格的高分辨率形貌。图4. 2D分子晶格的AFM成像。 （A）吸附在HOPG基片上的纯EMIm + TFSI-Stern层的相位图 扫描边长为30nm，在块体EMIm + TFSI-离子液体中成像（参见参考文献[iv]）。 （B）组装在hBN基片上的TCPP的正方晶格的形貌图像 扫描边长为50nm，在空气中成像（参见参考文献[v]）。 （C）在hBN基片上生长的C8-BTBT晶格的形貌图像 扫描边长为10nm，在空气中成像（参见参考文献[vi]）。References[i] April Current Amplifiers Bring May Ultra-Low-Current STM[ii] Learn more about Cypher here: https://www.oxford-instruments.com/products/atomic-force-microscopy-systems-afm/asylum-research/highresolution-fast-scanning-afm.[iii] (a) Learn more about blueDrive at https://afm.oxinst.com/bluedrive and athttps://pdfs.semanticscholar.org/e807/9171fb282e6340f6813a0f6b8cee8b4bae74.pdf. (b) A. Labuda, K. Kobayashi,Y. Miyahara, and P. Grütter, Retrofitting an atomic force microscope withphotothermal excitation for a clean cantilever response in low Qenvironments, Review of Scientific Instruments, 2012 83, 053703.https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4712286.[iv] A. Elbourne, S. McDonald, K. Vo?chovsky, F. Endres, G. G. Warr, and R.Atkin, Nanostructure of the Ionic Liquid–Graphite Stern Layer, ACS Nano,2015, 9(7), 7608–7620. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.5b02921.[v] V. V. Korolkov, S. A. Svatek, A. Summerfield, J. Kerfoot, L. Yang, T. Taniguchi,K. Watanabe, N. R. Champness, N. A. Besley, and P. H. Beton, van der Waals-Induced Chromatic Shifts in Hydrogen-Bonded Two-Dimensional PorphyrinArrays on Boron Nitride, ACS Nano, 2015, 9(10), 10347–10355.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5b04443.[vi] D. He, Y. Zhang, Q. Wu, R. Xu, H. Nan, J. Liu, J. Yao, Z. Wang, S. Yuan, Y. Li, Y.Shi, J. Wang, Z. Ni, L. He, F. Miao, F. Song, H. Xu, K. Watanabe, T. Taniguchi, J.-B.Xu & X. Wang, Two-dimensional quasi-freestanding molecular crystals forhigh-performance organic field-effect transistors, Nature Communications,2014, 5:5162, 1–7. https://www.nature.com/articles/ncomms6162.*转载文章前请与牛津仪器联系，未获许可谢绝转载，谢谢。

作者：俄勒冈州大学Laurel Hamers　　　UO CAMCOR工厂的扫描电子显微镜。物理学家Ben McMorran和他的团队想出了一种改进研究工具性能的方法。图片来源自俄勒冈州大学　　量子怪诞正在为电子显微镜打开新的大门，成为高分辨成像的强大工具。　　UO物理学家Ben McMorran实验室的两项新进展正在改进显微镜。这两种方法都源于量子力学的一个基本原理：电子可以像波和粒子一样同时运动。这是许多奇怪的量子级怪诞的例子之一，在这些怪诞中，亚原子粒子的行为似乎往往违反了经典物理定律。　　其中一项研究发现了一种在显微镜下研究物体而不与之接触的方法，从而防止显微镜损坏易碎样品。第二种方法设计了一种同时对一个样本进行两次测量的方法，提供了一种研究该物体中的粒子如何跨距离相互作用的方法。　　McMorran和他的同事在两篇论文中报告了他们的发现，这两篇论文都发表在《物理评论快报》杂志上。　　“通常很难在不影响它的情况下观察到一些东西，尤其是当你观察细节时。”McMorran说道：“量子物理学似乎为我们提供了一种在不破坏事物的情况下更深入地研究它们的方法。”　　电子显微镜被用来近距离观察蛋白质和细胞以及非生物样本，比如新材料。电子显微镜将电子束聚焦在样品上，而不是传统显微镜中使用的光。当光束与样品相互作用时，其某些特性会发生变化。探测器测量光束的变化，然后将其转换为高分辨率图像。　　但这种强大的电子束会对样品中的脆弱结构造成破坏。随着时间的推移，它可能会削弱科学家试图研究的细节。　　作为一种解决方法，McMorran的团队使用了20世纪90年代初发表的一项理想实验，该实验提出了一种在不触碰敏感炸弹、不冒引爆风险的情况下探测敏感炸弹的方法。　　这个技巧依赖于一种叫做衍射光栅的工具，衍射光栅是一种带有微小缝隙的薄膜。当电子束击中衍射光栅时，它被一分为二。　　McMorran实验室的研究生Amy Turner是第一项研究的主导人，她解释说：“在这些分束衍射光栅正确对准的情况下，电子进入并分裂成两条路径，但随后重新组合，使其只流向两种可能输出中的一种。其原理是，当你放入样品时，电子与自身的相互作用会被打断。”　　在这种装置中，电子不会像传统的电子显微镜那样击中样品。相反，电子束重组的方式揭示了范围内样本的信息。　　在另一项研究中，McMorran的团队使用类似的衍射光栅装置同时在两个地方测量样品。他们将电子束分开，使其在一个小金粒子的两侧通过，测量电子传递到每一侧的粒子的微小能量。　　这种方法可以揭示样本在原子水平上的敏感细微差别，了解样本中粒子相互作用的方式。　　劳伦斯伯克利国家实验室的博士后研究员Cameron Johnson在McMorran的实验室做了博士研究，并领导了这项研究。他认为：“这项研究的特殊之处在于，你可以观察它的两个独立部分，然后将它们结合在一起，看看这是一种集体振荡，还是它们之间不相关。我们可以超越显微镜的能量分辨率和通常无法达到的探针相互作用的极限。”　　虽然这两项研究进行了不同类型的测量，但它们使用的是相同的基本设置，即所谓的干涉测量法。McMorran团队的成员认为，他们的工具可能在他们自己的实验室之外有用，可以用于各种不同类型的实验。　　Turner自豪道：“这是第一台此类电子干涉仪。人们以前使用过衍射光栅，但这是一种功能灵活的版本，可以根据不同的实验进行调整。”　　McMorran谈到，如果有合适的材料和说明，这种装置可以被添加到许多现有的电子显微镜上。他的团队已经引起了其他实验室研究人员的兴趣，他们希望在自己的显微镜中使用干涉仪。参考资料：Amy E. Turner et al, Interaction-Free Measurement with Electrons, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.110401Cameron W. Johnson et al, Inelastic Mach-Zehnder Interferometry with Free Electrons, Physical Review Letters (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.147401

在世界卫生组织国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer，IARC）发布的《结直肠癌筛查》（第17章，2019年版）中，通过统计各国肠癌发病率和死亡率数据证明：通过采取早筛措施，肠癌的发病率和死亡率呈双下降趋势。目前，国内湖北省、浙江省等多地也已积极发起了面向大规模人群的肠癌早筛科研项目和民生项目。由于粪便DNA检测具备无创采样、灵敏度高、检出率高、受检过程方便快捷等优势，在这些项目里大多采用人粪便DNA检测作为一种新型的早期筛查手段。然而，在样本前处理的过程中，粪便是复杂、有异味且黏稠度高的样本，这对操作人员而言是一个不小的挑战。因此，华大智造特别推出的MGIEasy粪便基因组DNA（人源）提取试剂盒，专注于从粪便样本中提取人源gDNA，同时搭配华大智造的实验室自动化平台，即可轻松实现万级以上样本量的大规模肠癌早筛。MGIEasy粪便基因组DNA（人源）提取试剂盒采用了具备超强吸附性的纳米磁珠捕获技术和除杂技术，不仅能够从新鲜的或冷冻的人类粪便样本中有效提取高质量的人源基因组DNA，而且可以去除样本中大部分的微生物菌群对提取产物的干扰。提取产物可直接用于PCR、qPCR、基因测序等下游操作。此外，MGIEasy粪便基因组DNA（人源）提取试剂盒组分不含苯酚等有害成分，提取过程安全可靠。 1、提取质量高，提取性能稳定样本类型：新鲜人类粪便样本样本投入量：180-220mg提取方式：手工提取，基于MGISP-960的自动化提取、基于MGISP-NE384的自动化提取提取结果：（1）通过手工方式进行提取的产量可以达到10μg左右，同时进行qPCR检测，结果显示CT值均小于25；（2）在手工提取和自动化提取条件下，提取产量均可达到10μg左右，进行qPCR检测，结果显示CT值均小于25，且提取性能稳定，即自动化提取可达到人工提取的效果，且人工误差少，人工成本消耗低。结论：采用MGIEasy粪便基因组DNA（人源）提取试剂盒，通过对粪便中人源gDNA进行3种不同方式的提取，均可获得稳定的、高质量的提取产物。2、自动化适配程度高年处理样本量＞5万例搭配MGI自动化设备MGISP-960，单轮可以处理近100人份的样本，一年可处理5w左右的样本量，单次运行最快可在60min内完成。*注：除了离心和磁珠分装，其他操作均可自动化进行。搭配MGI自动化设备MGISP-NE384，单轮可处理近400人份样本，一年可处理5w以上人份的样本量，单次运行最快可在30min内完成。*注：分液可搭配MGISP-960自动化完成。大规模肠癌早筛样本前处理（采集+提取）一站式平台 样本采集：MGIEasy粪便样本采集套装样本分装：MGISTP-7000分杯处理系统样本提取：MGIEasy粪便基因组DNA（人源）提取试剂盒、MGISP-NE384全自动核酸提取纯化仪注：灰色部分的内容仅作为下游应用的举例说明，华大智造MGIEasy粪便基因组DNA（人源）提取试剂盒及其配套自动化设备助力于打造样本前处理一站式平台Round 1自动化分装 PK 手工分装结果显示：所有的CT值都在37以内，而且集中在参考线上，说明最后提取得到的结果一致性好，即自动化分样效果可以达到手工分装的水平，可以大大减少人员接触样本的时间，提高操作人员的舒适性和安全性。注：1）CT≤37表示人源DNA检出；2）参考线代表检测同一样本CT值一致Round 2自动化分装重复测试结果显示：所有重复都很好的实现人的DNA的提取，而且重复性高，一致性好，说明通过搭配分杯系统MGISTP-7000和全自动提取系统MGISP-NE384，可以实现高度自动化，且提取稳定性高。注：1）CT≤37表示人源DNA检出；2）参考线代表检测同一样本CT值一致。大规模肠癌早筛样本前处理一站式平台选择建议:• 年样本量＜5W人份注：1）时间上包含了手工操作时间，离心需自配离心机；2）灰色部分的内容仅作为下游应用的举例说明，华大智造MGIEasy粪便基因组DNA（人源）提取试剂盒及其配套自动化设备助力于打造样本前处理一站式平台一站式平台选择建议:• 年样本量＞5W人份注：1）时间上包含了手工操作时间，离心需自配离心机；2）灰色部分的内容仅作为下游应用的举例说明，华大智造MGIEasy粪便基因组DNA（人源）提取试剂盒及其配套自动化设备助力于打造样本前处理一站式平台3产品信息产品名称MGIEasy 粪便基因组 DNA（人源）提取试剂盒提取方法磁珠法有效期12个月存储条件2℃~30℃样本类型新鲜和冷冻的人类粪便样本采样量180-220 mg洗脱体积100-150 μL适配的自动化高通量自动化样本制备系统MGISP-960，96样本/轮高通量核酸提取系统MGISP-NE384，384样本/轮提取时间手工：~ 90 minMGISP-960：~ 90 minMGISP-NE384：~60 min

记者从国家航天局获悉，研究团队在嫦娥五号月球样品研究方面取得进展。近期，由中国地质调查局中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心刘敦一研究员，和地质所海外高级访问学者澳大利亚科廷大学Alexander Nemchin教授领衔的国际研究团队，对嫦娥五号月球玄武岩开展了年代学、元素、同位素分析，证明月球在19.6亿年前仍存在岩浆活动，为完善月球演化历史提供了关键科学证据。相关研究论文《嫦娥五号年轻玄武岩的年代与成分》，于北京时间10月8日凌晨在线发表于国际学术期刊《Science》上。这是以嫦娥五号月球样品为研究对象发表的首篇学术成果。据了解，月球的岩浆作用在何时停止，一直是月球演化历史研究中的重大科学问题之一，此前关于月球样品的研究成果并未发现月球存在比29亿年更年轻的岩浆活动。嫦娥五号任务采样位置设计在了月表最年轻的月海玄武岩区域，通过表取和钻取两种形式采集到共1731克月球样品。全世界科学家都希望从嫦娥五号样品研究中获得更年轻的岩浆事件结果，以完善月球岩浆演化历史。研究团队用详尽的微区原位高分辨率二次离子质谱（SHRIMP）定年数据和坚实的岩石矿物地球化学数据，证明了月球直至19.6亿年前仍存在岩浆活动，使此前已知的月球地质寿命延长了约10亿年。

截止目前，针对疫情相关人群做新冠肺炎筛查时，主要采用鼻咽拭子核酸检测，原因是方便快捷，适合大规模筛查。但是，对于一些无症状感染者或轻症感染者来说，感染后病情恢复得很快，可能3至5天咽部核酸就检测不到了。通过研究发现，一部分感染者粪便或肛拭子核酸阳性的持续时间比上呼吸道持续时间更长。因此，增加肛拭子等复杂样本的核酸检测能够提高感染者检出率，减少漏诊。日前，湖南省疾控研究人员对已经确诊的3例新型冠状病毒肺炎患者不同时间的全血、尿液、粪便标本同时进行qPCR和Naica数字PCR（cd-PCR）的核酸检测，并比较了两种方法检测各类样本中2019-nCoV的差异性，提出改进2019-nCoV核酸检测的综合策略，为核酸检测阴性患者提供更多诊断支持。本实验中数字PCR在病例发病早、中、晚期标本中均能检测到阳性微滴，而qPCR漏检了发病小于5天的标本，检测到的阳性核酸均以中晚期为主。这也解释了受检测方法灵敏度的局限性，目前大部分假阴性患者都处于疾病发展的早期。此外，在本次实验中数字PCR在重症病例的三种标本中均测到阳性微滴，但因为血、尿和可疑粪便的标本病毒载量偏低，qPCR检测均为阴性。总之，数字PCR技术可以有效克服qPCR灵敏度不足的难题，捕捉到病毒载量较低的血液、尿液和可疑的粪便或肛拭子标本，是qPCR的有益补充，为帮助临床医生准确判断早期感染及患者是否真正痊愈起到了积极的作用，对2019-nCoV的长期监控有重要的意义。Naica数字PCR技术进行新冠病毒检测，依托高灵敏度、全封闭、判读快捷等优势，可应用于以下场景：1. 低浓度样本检测，如ct值37个循环的样本，ct值为零的高危密接样本，排除假阴性结果；2. 医院样本的准确复核；3. 出院标准的确证；4. 阳性病人的出院后定期跟踪检测；5.取样困难病人的复杂样本检测：血浆、粪便、尿液等；6.捐献库、样本库、血库中样本新冠筛查；7.群采检测和单采群检，提高日检测能力，筛选灵敏度高。新冠相关文章：• 文献速递｜湖南省疾控两篇连发Naica™ 数字PCR系统检测精子/全血/尿液/粪便中的 新冠病毒SARS-CoV-2• 数字PCR方法高灵敏度群体检测新冠病毒解决方案：基于Naica自动化数字PCR系统• 深蓝云生物最新三通道高灵敏全封闭数字PCR检测新冠病毒整套方案• Naica数字PCR系统解决方案抗击Covid-19，可靠检测SARS-CoV-2病毒同时获得病毒载量

8月24日，广西大学公开招标购买1台离子源-高分辨质谱分子成像仪，预算809万元。　　项目编号：GXZC2021-G1-003071-KLZB　　项目名称：专用仪器设备采购　　预算总金额(元)：8090000　　采购需求：　　标项名称:广西大学激光离子源-高分辨质谱分子成像　　数量:1　　预算金额(元):8090000　　简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：技术参数　　1、离子源　　★1.1 具有ESI和MALDI双离子源　　1.2 ESI和MALDI离子源可通过软件全自动切换　　★1.3双激光器，主激光频率：10,000Hz 后电离激光1,000Hz　　1.4 MALDI离子源：样品盘采用工业标准的微滴定盘设计，可点384个样品，最多能够放1536个样品　　1.5 ESI离子源：离子漏斗传输技术，柔和的离子聚焦和高效离子传输，且不受质量大小的影响　　1.6 ESI和MALDI离子源可通过软件全自动切换，时间不超过1分钟　　1.7 具备捕获离子淌度谱功能，产生高分辨率离子淌度数据　　1.8 具有平行累加连续碎裂功能，几乎达到100%工作周期　　1.9 进样口喷针部分电压为零　　1.10 玻璃毛细管，起到将大气压与真空系统隔离和产生电压差的目的　　2、飞行管　　2.1 同轴、快速高灵敏度的检测器系统，飞行中重聚焦离子光学系统，提供高灵敏度　　2.2正负离子切换　　★2.3飞行管配有水冷恒温温控装置和智能化温度补偿装置，在MS和MS/MS模式下质量准确度具有长时间的超稳定性。　　2.4 采用ADC模拟数字化转换器，确保得到准确的真实同位素分布　　2.5 CID离子碎裂功能　　2.6四极杆质量过滤器，质量范围20-3000m/z　　3、技术指标　　★3.1 具备离子淌度功能，离子淌度分辨率≥150，可计算CCS值　　3.2 分辨率：高达 50 Hz 采集速度下不损失分辨率，TOF分辨率≥60,000　　3.3 准确度：内标校准：平均误差 ≤ 0.8 ppm 外标校准：平均误差 ≤ 2 ppm　　★3.4 采样频率：　　QTOF和TIMS模式：MS和MS/MS均为 50 Hz　　PASEF模式：MS/MS 100 Hz　　3.5 质量范围：20-20,000 m/z，可由软件自动设定　　3.6 灵敏度：1pg/uL利血平，信噪比100: 1　　3.7 具备基质成像分析的样品制备、信号采集和数据分析处理功能。　　3.8 具备常规和纳升流速的ESI离子源。　　3.9 在断电的情况下维持仪器持续运行1小时以上。　　设备清单：见招标文件　　最高限价(如有)：8090000　　合同履约期限：自签订合同之日起120历日内整体完成供货安装调试　　本标项(否)接受联合体投标　　开标时间：2021年09月15日 09:00G1-003071招标公告附件.docx

4D前沿技术原位动态听客户说 CUSTOMER唯一一款适合实验室的动态显微CT揭秘革命性X射线显微CT显微CT，是现有的唯一一种能够对样品的内部结构和成分进行成像的显微镜方法。如今，显微 CT 的无损成像技术可以随着时间的变化跟踪记录样品的动态行为，时间就是第四维，这是最新的时间分辨显微CT（4D CT）。尽管4D CT向科学界展示了一种全新的研究方法，能够以微米级分辨率从内到外跟踪样品的变化过程，但该方法仍有一些局限性：实验室中的传统显微CT 是一种相对较慢的成像方法。在CT 360度旋转扫描过程中，采集的时间需要快于样品内部发生变化的时间，否则重建出的三维结果会有运动伪影，这意味着传统实验室中的时间分辨 CT 只能用于跟踪监测非常缓慢的过程，例如金属腐蚀，蠕变过程或缓慢结晶现象。在破坏性实验情况下，例如压缩实验，这类实验需要在不同阶段停止，以便进行准静态成像，传统时间分辨CT无法跟踪快速和不间断的变化过程。如今，最快速的解决方案是用同步加速器显微CT，它的时间分辨率远小于每秒一圈。然而，它们的可用范围相当有限、运行成本也十分昂贵。相对以上2种方案，动态显微 CT 解决方案DynaTOM，适用范围更广，性价比更高，目前，是市场上唯一一款介于传统实验室显微 CT 和同步加速器显微 CT 之间的桥梁。DynaTOM动态显微CT不仅具有高读取速度且高功率的 X 射线源和探测器，能够在几秒钟内采集完整的 3D 断层图像。更重要的是可实现样品或射线源-探测器的连续、无限旋转。解决哪些痛点FEATURES终于可实现不间断的3D原位实验的CT系统达到低至0.6微米的空间分辨率能构建出完整的层析图像，以秒为单位终于将实验室的显微CT时间分辨率极限降低到几秒钟应用场景 APPLICATION已经被成功应用于：一、作为验证计算模型的工具动态 CT 被用作数值模型的验证工具，预测和模拟泡沫金属的机械性能。这些泡沫金属是我们日常生活中存在的许多物体和材料的关键材料。它们在轻型车辆中使用但不会影响强度（航空航天、汽车），也可用于减振（作汽车的车前防撞缓冲区）。然而，表征这些泡沫金属并非易事，因为它们是不透明的、复杂的3D 结构。传统的机械测试只能从宏观角度测试材料性能，无法完全了解微观细节。因此，通常将数值建模作为一种新的工具来模拟实验和预测泡沫金属的应力应变行为。但到目前为止，还没有真正的方法可以验证这些数值模型的结果，因此引入了动态显微CT 来评估泡沫金属压缩模拟结果的有效性。（泡沫支柱的屈曲在实验（左）和模拟（右）中展现）二、作为量化药片快速结构变化的工具动态 CT 用于更好地了解药物固体剂型（片剂或胶囊）的溶解过程。剂型是控制患者的活性药物成分的主要形式，通常由压实的粉末和添加的赋形剂组成。为了将活性药物成分输送给患者，压实的片剂需要机械破碎成更小的颗粒。而辅料的混合是必不可少的，因为它可以控制药物在体内的释放过程并确保产品的品质。因此，固体剂型是在不同长度尺度上具有高度异质性的复杂结构。大多数了解片剂溶解行为的定量研究都是基于测量整个片剂或单个颗粒的体积增加。通常，体积增加是由于产品与水接触时的溶胀机制。可以通过液滴方法或直接通过毛细管吸收来添加水，并且通常可以直观地记录体积变化。然而，为了同时研究水在片剂内部的渗透、崩解和溶胀，需要以非破坏性和全 3D 方式可视化该过程。（动态实验在时间轴上的三个不同阶段。水锋在平板电脑上移动得非常快；吸水后，样品中存在大的裂缝和空隙，并且观察到体积增加。）三、更多应用实例，请搜索bilibili视频号：TESCAN中国实验室中的动态显微 CT 是时间分辨、无损成像的新前沿。在实验室显微 CT 系统上快速、不间断地成像的能力为先进材料开辟了新的评估方法，并使工程师能够通过原位实验验证或纠正材料行为。结合使用专业解决方案的数值模型，这种新的分析方法将显着提高新材料和设备的开发速度，同时降低其开发成本。(以上文章已被科技界4大杂志巨头之一Wiley旗下的Wiley Analytical Science收录。具体应用内容请关注下一期“前沿分享”） 敬请期待下一期...

仪器信息网讯 5月28日，株式会社日立高新技术(以下简称“日立高新技术”)发布“SU3900SE”、“SU3800SE”系列高分辨率肖特基场发射扫描电子显微镜，可在纳米水平上对大型重型样品进行高精度和高效的观察。高分辨率肖特基场发射扫描电镜 SU3900SE(左) ，SU3800SE(右)该系列最大可观察样品重量达到5 kg。此外，通过搭载日立高新技术SEM系列中最大级别的样品台，可以对直径300mm、高度130mm的大型样品进行观察，从而减少切割样品等加工工序，有助于提高整个过程的效率。并且，新产品在可以进行大型重型样品观察的同时，还兼具样品台5轴(左右、前后、上下、倾斜、旋转)移动。此外，还具有相机导航功能，可以将一系列单独拍摄的图像拼接在一起，从而观察样品全貌，支持观察大型样品时的视野搜索（在测量开始时确定当前测量位置），有助于提高操作性。产品开发背景SEM是用于观察材料表面微观结构的仪器，广泛用于纳米技术和生物技术等多个领域的研发、制造和质量控制。特别是，高分辨率肖特基场发射扫描电镜 (FE-SEM) 可在更高倍率进行观察，在微粒观察、微小异物观察以及元素分析方面的需求不断增加。当观察大型和重型样品时，如钢铁等工业材料及汽车相关零部件，可观察的试样尺寸和重量有限制。在观察前需要进行切割等样品处理，从而增加了观察工作的负担。另外，近年来，SEM更多的应用在控制微观结构，以提高各种材料的功能和性能，以及分析异物和缺陷以提高产品质量。因此，还需要通过进一步提高可操作性来减轻用户的负担，例如提高获取大量数据的效率，以及简化大范围观察时的视野搜索等。主要特点（1）大型重型样品的广域观测由于样品台可以观察到大型重型样品，日立高新技术的大型SEM实现了对直径300 mm、高130 mm、重量5 kg样品的观察。此外，产品既可搭载大型重型样品又具备5轴移动的功能。（2）使用光学相机图像进行简单的大范围移动使用光学相机导航系统可覆盖整个样品台的移动范围，轻松确定样品位置。此外，光学相机图像也可以随样品台而旋转，从而轻松移动样品位置，并在 SEM 图像中顺利观察到样品位置。（3）获取大量数据时减轻用户负担配备可选功能“EM Flow Creator”，可视需要组合倍率和样品台位置等条件设置、焦距及对比度等调整功能，创建一系列观察菜单。通过执行创建的菜单，可进行自动观察，有助于减轻用户的操作负担，并在连续图像采集过程中节省人力。关于SU3900SE/SU3800SESU3900SESU3800SE最大样品尺寸Φ300mmΦ200mm最大可观察范围Φ229mmΦ130mm最大可搭载重量5kg2kg最大可搭载高度130mm80mm今后，日立高新技术将继续完善其“解析、分析”的核心技术，致力于打造解决客户问题的解决方案平台和专用设备，为解决环境问题、强韧、安全和安心等社会问题和客户课题做出贡献。公司介绍：日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景，始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新，积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。主要产品包括：各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备，以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户，公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构，直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务，从而协助客户实现其目标，共创美好未来。

在 X 射线 CT 中，空间分辨率是重要的量化参数之一，它被定义为重建图像中两点之间可以区分的最小线性距离。因此，对空间分辨率的适当评估是至关重要的，特别是对于微纳 CT 这种高精度要求的成像系统。目前有两种最常见的空间分辨率评估方法：第一种是利用分辨率测试卡评估，其包含了可进行直接视觉评估的图案结构，在工艺上可制成二维和三维结构，适用于 X 射线断层和 X 射线 CT。测试卡的优势在于操作简单，可直观评估分辨率。但测试卡有一个明确定义的结构分布，只能评估测试卡上所列的图案尺寸；第二种是利用遵守 ASTM E1695-95 标准（Standard Test Method for Measurement of Computed Tomography (CT) System Performance）的斜边法或边缘瞬变法，光源扫描圆柱体或球体边缘，随后基于一套标准的数据处理方法计算空间分辨率。该方法需严格遵守测试标准，能够精确度量空间分辨率且不受测试卡的图案尺寸限制。1Resolution-spirit—微纳 CT 空间分辨率测试捷克CACTUX公司推出的 Resolution-spirit 是按照 ASTM E1695-95 标准制造的微纳 CT 模体，并由超精密三维测量机 nano-CMM 标定。Resolution-spirit 是一个高精度的红宝石球(Φ=0.5~5 mm)，粘在一根碳棒上，如下图(左)所示。为评估 XY 平面的分辨率，只需对模体成像，如下图(右)所示，其中绿点为计算的质量中心。用户只需对模体边缘像素的数据进行处理，即两个红色圈内的数据，以质量中心为准，获得不同半径下强度分布—边缘响应函数(ERF)。这里最大挑战是以非常高的精度确定质量中心，如果没有正确地定义中心，那么根据中心对像素进行分组将不准确，错误将导致边缘模糊。然后依次通过求导和傅里叶变换得到点扩散函数(PSF)和调制传递函数(MTF)，根据体素大小和 MTF 精确算出空间分辨率。最后类推到其他平面，可获得 CT 系统的三维空间分辨率。例如，布尔诺理工大学的研究人员利用传统 2D 分辨率测试卡和模体对 Heliscan 微米 CT 进行分辨率测试，如下表所示，模体能提供更精确的度量。2 Voxel-spirit—纳米 CT 体素校准在锥束 X 射线 CT 中，光源、样品和探测器之间的距离(SOD和SDD)影响重建体的视觉保真度和体素大小。除了这两个距离的估计存在偏差外，体素大小的真实值还受到 X 射线源漂移、CT 组件热膨胀、探测器和转台倾斜等因素的影响。因此，使用参考样品进行校准是防止在估计体素大小时出现误差的适当工具。对于视场在 10 mm及以上的锥束CT，体素尺寸校准已经很好地建立起来，并且有大量合适的参考样品可用。然而，对于小视场、高分辨率的微纳 CT 来说，很难找到合适的参考样品。CACTUX 的 Voxel-spirit 可以对 SOD 和 SDD 的误差进行精确校准，从而提高重建质量和体素大小的准确性，其适用于视场较小且锥束放大倍率接近 1 的微纳 CT。voxel-spirit由两个高精度的红宝石球(Φ=0.3 mm)组成，它们粘在一根碳棒上，球中心间距(约0.5 mm)并且经过 nano-CMM 严格度量，精度约 70 nm，如下图所示。首先保证两个球体完全在视场内，光源中心与探测器平面正交，两球中心连线平行于探测器平面。在对 Voxel-spirit成像后，可根据下图公式 1 计算体素大小。根据这种关系，在体素大小上的误差可能是由于 SOD 和 SDD 的不精确以及像素大小 p 的不精确造成的，而这些在实验中都是难以精确测量的。因此，在给定的 CT 测量条件下，利用图像中两球中心间距 lCT 和真实度量过的球中心间距 lref，可以获得体素修正因子 cf，算出修正后的体素大小，如下图公式 2、3。3 R1-shadow—微纳 CT 机械误差校正在微纳 CT、双能 CT 或 4D CT中，旋转转台同样会引入误差，即旋转中心的不对准、装台的不稳定或移动等等。尤其是针对颗粒、粉末样品，更容易受到这些机械误差的影响。CACTUX 的 R1-shadow 可以快速直观地纠正这些机械误差，并且提供配套的数据处理软件。R1-shadow是一个由 kapton 制成的样品基底(Φ=25~100 um)，在中心处有一根碳纤维增强棒(Φ=2.5~10 um)作为机械误差校准的参考基准点，如下图所示。在确保基准点获得较高对比度的图像后，即可开始 CT 测量。下图展示了胶囊颗粒在机械误差修正前后的图像，可以清晰看到修正后的红色区域伪影消除了。 点击获取产品详细信息：捷克 CactuX—致力于提升您微纳 CT 系统的成像质量和测试效率参考文献：1. Standard Test Method for Measurement of Computed Tomography (CT) System Performance: E 1695–95. 1st edition. United States: American Society for Testing and Materials, 2013.2. Bla&zcaron ek P, &Scaron rámek J, Zikmund T, et al. Voxel size and calibration for CT measurements with a small field of view. Proceedings of the 9th Conference on Industrial Computed Tomography (iCT 2019), Padova, Italy. 2019: 13-15.3. Zemek M, Bla&zcaron ek P, &Scaron rámek J, et al. Voxel size calibration for high-resolution CT. 10th Conf. on Industrial Computed Tomography. 2020: 1-8.4. Laznovsky J, Brinek A, Salplachta J, et al. 3D spatial resolution evaluation for helical CT according to ASTM E1695–95. 10th Conference on Industrial Computed Tomography. 2020.5. Laznovsky J,Brinek A, Salplachta J, et al. Comparison of two different approaches for Spatial Resolution determination for X-ray Computed Tomography with helical scanning trajectory.

在绿色入射激光的激发下，处于STM纳腔中的卟啉分子受到高度局域且增强的等离激元光的强烈影响，使得分子的振动指纹信息可以通过拉曼散射光进行高分辨成像。 　　记者从中国科学技术大学了解到，该校的科学家们在国际上首次实现亚纳米分辨的单分子光学拉曼成像，将具有化学识别能力的空间成像分辨率提高到前所未有的0.5纳米。国际权威学术期刊《自然》杂志于6月6日在线发表了这项成果。世界著名纳米光子学专家Atkin教授和Raschke教授在同期杂志的《新闻与观点》栏目以《光学光谱探测挺进分子内部》为题撰文评述了这一研究成果。《自然》三位审稿人盛赞这项工作&ldquo 打破了所有的纪录，是该领域创建以来的最大进展&rdquo ，&ldquo 是该领域迄今质量最高的顶级工作，开辟了该领域的一片新天地&rdquo ，&ldquo 是一项设计精妙的实验观测与理论模拟相结合的意义重大的工作&rdquo 。 　　这一成果是由该校微尺度物质科学国家实验室侯建国院士领衔的单分子科学团队董振超研究小组完成的，博士生张瑞、张尧为论文共同第一作者。 　　光的频率在散射后会发生变化，而频率的变化情况取决于散射物质的特性，这是物理学上获得诺贝尔奖的著名的&ldquo 拉曼散射&rdquo 。&ldquo 拉曼散射光中包含了丰富的分子振动结构的信息，不同分子的拉曼光谱的谱形特征各不相同，因此，正如通过人的指纹可以识别人的身份一样，拉曼光谱的谱形也就成为科技工作者识别不同分子的&lsquo 指纹&rsquo 光谱。&rdquo 论文通讯作者之一的董振超教授介绍说，拉曼光谱已经成为物理、化学、材料、生物等领域研究分子结构的重要手段。 　　上世纪70年代以来，随着表面增强拉曼散射技术，特别是针尖增强拉曼散射(TERS)技术的发展，光谱探测的灵敏度以及拉曼成像的分辨率都有了极大提高。&ldquo 迄今，科学家们已将TERS测量的最佳空间成像分辨率发展到几个纳米的水平，但这显然还不适合于对单个分子进行化学识别成像。&rdquo 董振超说。 　　微尺度实验室单分子科学团队多年来一直致力于自主研制科研装备，发展了将高分辨扫描隧道显微技术与高灵敏光学检测技术融为一体的联用系统。他们利用针尖与衬底之间形成的纳腔等离激元&ldquo 天线&rdquo 的宽频、局域与增强特性，通过与入射光激发和分子拉曼光子发射发生双重共振的频谱匹配调控，实现了亚纳米分辨的单个卟啉分子的拉曼光谱成像，使化学识别的分辨率达到前所未有的0.5纳米，可识别分子内部的结构和分子在表面上的吸附构型。 　　&ldquo 可以说，在任何需要在分子尺度上对材料的成分和结构进行识别的领域，该项研究成果都有很大的用途。&rdquo 董振超说，这项研究对了解微观世界，特别是微观催化反应机制、分子纳米器件的微观构造和包括DNA测序在内的高分辨生物分子成像，具有极其重要的科学意义和实用价值，也为研究单分子非线性光学和光化学过程开辟了新的途径。

成果名称 适用于单细胞内单分子动态观测的层状光超高分辨率扫描荧光显微系统的研究 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 超分辨技术是利用随机光学重构等方法，突破光学衍射极限的一种新型显微技术，它使得我们有机会在单分子水平上观察亚细胞结构。但是传统意义的超分辨技术是基于全内反射照明的，这就使得我们可观测的样品厚度远小于细胞厚度，从而无法对细胞深处，如细胞核内的分子进行实时观测。层状光扫描技术是利用高斯光束的性质，通过光线的单方向汇聚产生亚微米级的层状光，从而可以对组织样品进行3D扫描。层状光荧光扫描显微系统有着成像速度快，光致漂白与光毒性效应小等优势，非常适合于组织及真核细胞的观测，但它的分辨率会受到衍射极限的限制。 生命科学学院孙育杰课题组将这两种技术进行了优势互补，发展了新型集成芯片技术，研发出了一种适用于单细胞内单分子动态观测的新型显微系统。在基金的资助下，通过相关设备的购置和材料的加工，有力地推动了项目组相关工作的开展，其主要工作包括：（1）层状光-荧光扫描系统的实现；（2）适用于单细胞层状光成像的新型细胞芯片技术的研究；（3）单分子超高分辨率荧光技术的实现；（4）超高分辨率一层状光荧光扫描复合光路的实现。通过以上工作的开展，单分子超高分辨率荧光显微系统的样机搭建已经完成，顺利通过了第四期项目的验收。这项工作获得了国家自然科学基金委重大项目的后续支持，项目名称为&ldquo 细胞中活性分子实时动态变化与相互作用的荧光探针研究&rdquo 。 应用前景： 该研究成果在细胞生物学，特别是干细胞定向分化、胚胎早期发育、胞内运输等生物过程的研究领域中有着重要的应用前景。

分辨率最高可达0.6 nm！国仪量子超高分辨场发射扫描电子显微镜SEM5000X#NEWS超高分辨场发射电镜发布近日，国仪量子在2023全国电镜年会期间发布了全新的超高分辨场发射扫描电子显微镜SEM5000X，分辨率达到了突破性的0.6 nm@15 kV和1.0 nm@1 kV，进一步夯实了国产高端电镜发展的基础。深度挖掘用户需求 全新升级实现超强性能国仪量子在服务客户时发现，传统的场发射扫描电镜在拍摄一些特殊样品时会出现成像质量不佳的问题。例如，纳米材料的导电性较差，样品的粒径通常也非常小，观测难度较高。但随着科研水平不断进步，对材料的观测尺度也将不断缩小，观测难度愈发提高。为解决这一难题，国仪量子显微镜研发团队在调研用户需求后，基于深厚的技术储备与产品工程化能力，推出了“挑战极限”的超高分辨场发射扫描电子显微镜SEM5000X。SEM5000X如何“挑战极限”？极限挑战一：挑战超高分辨率SEM5000X在15 kV下分辨率优于0.6 nm，1 kV下分辨率优于1 nm，成功挑战了热场发射扫描电镜的极限分辨率。国仪量子对SEM5000X电子光学系统中的物镜部分做了特殊的改进优化，电透镜和磁透镜的重合度进一步提高，使得色差减小了12%、球差减小了20%，整体上提升了电镜的分辨率。极限挑战二：不惧高难样品在SEM5000X产品设计中，增加了样品台减速模块，采用了高压隧道和样品台减速的组合，实现双减速技术，能够挑战极限样品拍摄场景。极限挑战三：适应复杂环境此外，我们自研了高精度的优中心样品台，采用了超稳定的机架，还额外设计了可屏蔽环境干扰的全包围式屏蔽系统，使SEM5000X能够轻松适应各种复杂环境。产品优势SEM5000X01超高分辨率成像，达到了突破性的0.6 nm@15 kV和1.0 nm@1 kV02样品台减速和高压隧道技术组合的双减速技术，挑战极限样品拍摄场景03高精度机械优中心样品台、超稳定性的机架减震设计，可搭配整体罩壳设计，极大减弱环境对极限分辨率的影响04最大支持8寸晶圆(最大直径208 mm)的快速换样仓，满足半导体和科研应用需求如果您需要一台更高性能，更高分辨率的电镜，那您一定不能错过超高分辨场发射扫描电子显微镜SEM5000X。应用案例展示介孔二氧化硅/1kV（Dul-Dec）/lnlens阳极氧化铝板/10 kV/Inlens芯片/5 kV/BSED-COM肾脏切片/5 kV/BSED-COMP泡沫镍/2 kV/ETD-SE蓝宝石衬底/5 kV/ETD-SE金颗粒/1 kV/Inlens光刻胶/2 kV/ETD-SE磁性粉末/10 kV/Inlens二氧化硅球/3 kV/ETD-SE催化剂/1 kV/ETD-SE波导/1 kV/ETD-SE

p style=" text-align: center " strong 我国成功研制出世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备 /strong /p p style=" text-align: center " strong 可加工22纳米芯片 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 500" height=" 332" title=" 超分辨光刻装备核心部件纳米定位干涉仪以及精密间隙测量系统.jpg" style=" width: 500px height: 332px " alt=" 超分辨光刻装备核心部件纳米定位干涉仪以及精密间隙测量系统.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/630030e2-5fa9-438d-b88b-dcedfe27b36a.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /strong /p p style=" text-align: center " strong ▲超分辨光刻装备核心部件纳米定位干涉仪以及精密间隙测量系统。 /strong /p p 　　军报记者成都11月29日电(吕珍慧、记者邹维荣)国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”29日通过验收，这是我国成功研制出的世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制， span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 光刻分辨力达到22纳米，结合多重曝光技术后，可用于制造10纳米级别的芯片。 /span /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 331" title=" 超分辨光刻设备核心部件超分辨光刻镜头.jpg" style=" width: 500px height: 331px " alt=" 超分辨光刻设备核心部件超分辨光刻镜头.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/1db46f1b-ecd9-405c-b92b-55165c103455.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong ▲超分辨光刻设备核心部件超分辨光刻镜头。 /strong /p p 　　中科院理化技术研究所许祖彦院士等验收组专家一致表示，该光刻机在365纳米光源波长下，单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。项目在原理上突破分辨力衍射极限，建立了一条高分辨、大面积的纳米光刻装备研发新路线，绕过了国外相关知识产权壁垒。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 331" title=" 超分辨光刻设备加工的4英寸光刻样品.jpg" style=" width: 500px height: 331px " alt=" 超分辨光刻设备加工的4英寸光刻样品.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/a67133f0-7251-46a3-ba62-6cc159084915.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong ▲超分辨光刻设备加工的4英寸光刻样品。 /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 332" title=" 采用超分辨光刻设备加工的超导纳米线单光子探测器.jpg" style=" width: 500px height: 332px " alt=" 采用超分辨光刻设备加工的超导纳米线单光子探测器.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/bfbf977d-f735-4c4a-ada2-968e62a904ea.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong ▲采用超分辨光刻设备加工的超导纳米线单光子探测器。 /strong /p p 　　光刻机是制造芯片的核心装备，我国在这一领域长期落后。它采用类似照片冲印的技术，把一张巨大的电路设计图缩印到小小的芯片上，光刻精度越高，芯片体积可以越小，性能也可以越高。但由于光波的衍射效应，光刻精度终将面临极限。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 332" title=" 中科院光电所科研人员展示利用超分辨光刻设备加工的超导纳米线单光子探测器.jpg" style=" width: 500px height: 332px " alt=" 中科院光电所科研人员展示利用超分辨光刻设备加工的超导纳米线单光子探测器.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/2b4c7150-dcc7-4844-9278-610ae7a5c3a4.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong ▲中科院光电所科研人员展示利用超分辨光刻设备加工的超导纳米线单光子探测器。 /strong /p p 　　为突破极限、取得更高的精度，国际上目前采用缩短光波、增加成像系统数值孔径等技术路径来改进光刻机，但也遇到装备成本高、效率低等阻碍。 /p p 　　项目副总师胡松介绍，中科院光电所此次通过验收的表面等离子体超分辨光刻装备，打破了传统路线格局，形成了一条全新的纳米光学光刻技术路线，具有完全自主知识产权，为超材料/超表面、第三代光学器件、广义芯片等变革性领域的跨越式发展提供了制造工具。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 331" title=" 项目副总设计师胡松研究员介绍超分辨光刻装备研制项目攻关情况.jpg" style=" width: 500px height: 331px " alt=" 项目副总设计师胡松研究员介绍超分辨光刻装备研制项目攻关情况.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/8f9b7048-0983-4614-ad32-83bac74326ce.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong ▲项目副总设计师胡松研究员介绍超分辨光刻装备研制项目攻关情况。 /strong /p p style=" text-align: center " strong img width=" 500" height=" 331" title=" 中科院光电所科研人员操作超分辨光刻设备.jpg" style=" width: 500px height: 331px " alt=" 中科院光电所科研人员操作超分辨光刻设备.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/ae8c0ca4-deed-4fe3-8449-59092f2b080b.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /strong /p p style=" text-align: center " strong ▲中科院光电所科研人员操作超分辨光刻设备。 /strong /p p 　　据了解，该光刻机制造的相关器件已在中国航天科技集团公司第八研究院、电子科技大学太赫兹科学技术研究中心、四川大学华西医院、中科院微系统所信息功能材料国家重点实验室等多家科研院所和高校的重大研究任务中取得应用。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 330" title=" 中科院光电所科研人员操作超分辨光刻设备2.jpg" style=" width: 500px height: 330px " alt=" 中科院光电所科研人员操作超分辨光刻设备2.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/0064094a-2a60-4744-9875-2b41b0f467e2.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong ▲中科院光电所科研人员操作超分辨光刻设备。 /strong /p p & nbsp /p

提要：超分辨光学成像技术是目前国际上光学领域的一个重要研究方向，在此领域的取得的研究成果使西安光机所在超分辨光学显微成像技术方面跻身于世界前列。该技术的成果转化将改变我国在超分辨光学显微镜市场没有自主知识产权高端科学仪器的局面。该技术通过与生物医学、材料化学等学科的交叉合作，将大大提高我国在该领域的研究水平。 　　众所周知，光学成像技术在人类探索和发现未知世界奥秘的活动中扮演着重要的角色。大到宇宙，小到分子，看得更远、更细、更清楚是人们不断追求的目标。但受限于光的衍射特性，传统光学系统的空间分辨率不可能无限小，存在着瑞利-阿贝物理极限。能否突破这个极限，继续提高光学系统的成像分辨率?成为当今光学领域公认的一个重大研究课题。 　　虽然电子显微镜、原子力显微镜等技术可以获得更高的分辨率，但由于各种原因和限制(如不能活体实时成像，样品制备复杂)，光学显微镜仍然是当前生物医学、材料化学等学科研究中的主要观测设备。但普通光学显微镜的横向分辨率极限约为200nm，这对亚细胞结构和分子生物学研究还不够精细。为了突破衍射极限，近年来涌现出了不少光学超分辨方法，如光激活定位法(PLAM)，随机光学重构法(STORM)、受激发射损耗法(STED)等。但受限于单分子定位算法或点扫描成像方式，这几种超分辨技术成像速度较慢，而且需要一些特殊染料标记样品。另外一种方式就是使用结构光照明的显微技术(SIM)，它使用特殊调制的光场照明样品，通过空间频谱处理的方式获得超分辨图像。由于它属于宽场成像方式，因此成像速度很快。SIM技术目前只有美国、德国、英国、瑞士、日本等几个国家掌握，我国在这方面的研究相对滞后。 　　中科院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室姚保利研究组长期从事光学微操纵技术和光学超分辨成像等生物光子技术的研究工作(其中光镊技术已产品化)。自2010年开始SIM成像技术以来，在科技部重大科学研究计划项目和国家自然科学基金项目支持下，开展了深入细致的理论和实验研究工作，掌握了其中的关键技术，并创新性地提出了与现有激光干涉照明SIM技术不同的方案(已申请国家发明专利)，首次提出并实现了基于数字微镜器件(DMD)和LED照明的SIM技术。该技术与激光干涉照明SIM技术相比，具有更高的空间分辨率，更快的成像速度和更好的图像质量，而且大大降低了装置的复杂性和成本。经标定，系统的横向分辨率达到了90nm，这也是目前国际上同类技术的最好水平。 　　为了验证该技术和样机装置在生物医学上的实际应用效果，研究组与国内第四军医大学和德国康斯坦茨大学进行了联合实验研究，利用该系统成功获得了牛肺动脉内皮细胞(BPAE)线粒体和小鼠脑神经元细胞的超分辨图像，并且还实现了小鼠脑神经元细胞和植物花粉的三维光切片成像，其成像深度和成像速度比当前同类切片显微技术均提高了约十倍，这对深层生物样品的大面积快速三维成像提供了一种新的技术手段。该研究成果发表在1月23日出版的Nature子刊Scientific Reports上，论文题为DMD-based LED-illumination Super-resolution and optical sectioning microscopy。 　　超分辨光学成像技术是目前国际上光学领域的一个重要研究方向，本研究取得的成果使西安光机所在超分辨光学显微成像技术方面跻身于世界前列。该技术通过与生物医学、材料化学等学科的交叉合作，将大大提高我国在该领域的研究水平。同时该技术的成果转化将改变我国在超分辨光学显微镜市场没有自主知识产权高端科学仪器的局面。

随着纳米材料在各个工业领域的应用，推动了超高分辨率的扫描电镜的发展，但这些材料导电性不佳，因此，对低电压下仍具有高分辨率的扫描电镜提出迫切需求。 低电压扫描电镜的主要特点之一是能直接对不导电样品进行观察，同时保持高的分辨率。但是其面临的问题是束流电压降低，信号量会显著下降，同时低电压下扫描电镜像差导致分辨率降低。随着扫描电镜技术的蓬勃发展，这些问题目前都得已大大改善。 为了弥补低电压下信噪比低的问题，赛默飞Apreo 2系列电镜配备了YAG材质背散射探测器（T1）（图1）。YAG（Y3Al5O12:Ce3+）是一种具有高发光效率的闪烁体材料，用掺铈的YAG材料制成的背散射探测器，发光效率更高，亮度更高，更耐离子和电子的轰击，因此几乎不存在随使用时间的累积而导致发光效率下降的问题。Apreo 2系列电镜的T1背散射探测器置于镜筒内靠近极靴下部，这样不仅可以获取大量的信号，而且不会有误操作导致的撞毁风险。同时T1接收的是背散射电子，因此，可以大大改善导电性不佳的样品带来的荷电问题。 图1 Apreo 2 扫描电镜的T1探测器位置示意图 为了减小低电压下像差增加的问题，赛默飞Apreo 2系列电镜发展出了样品台减速模式（图2），以减小透镜色差和提高低电压图像分辨率。减速模式中引入的“着陆电压”的概念，即实际到达样品表面的电压，其计算非常简单，入射电压减去减速电压即为着陆电压。例如，电子束初始加速电压5kV，在样品台上加4kV的减速电压，在样品表面的着陆电压为1kV，采用减速模式后入射到样品上的电压是1kV，在样品内的电子束扩展范围和对样品荷电的减缓同初始加速电压为1kV的情形一致，但其电子束的亮度接近加速电压为5kV的状态。因此，采用减速模式，一方面保持了高加速电压下的亮度和足够的信噪比，以及高分辨率，同时又真正实现了样品表面荷电的有效缓解。减速模式下，还有一个优点，使电子束与样品相互作用产生的信号电子在减速电压的作用下加速，这些信号电子在被探测器探测到时能量更高，从而提高了二次电子或者背散射电子收集效率，增加了信噪比。图2 样品台减速模式工作原理示意图 在实际应用中，我们会将样品台减速模式和T1探测器联合使用，以获取高分辨图像。比如，锂电池隔膜是一种PP或者PE材质的高分子薄膜，其导电性极差，常规的电镜无法解决荷电问题，而使用T1探测器不仅可以解决荷电问题，而且搭配减速模式仪器使用还可以获取高信噪比图像（图3）。稀土氧化物Y2O3粉体是制造微波用磁性材料及军事通讯工程用的重要材料，综合导电性较差，高加速电压容易使表面积累荷电，而且会掩盖颗粒表面细节，因此，我们采用低加速电压搭配减速模式进行高分辨成像（图4）。 图3 锂电池隔膜（加速电压：500V，放大倍数：30000，探测器：T1，减速电压：1kV） 图4 Y2O3粉末颗粒（加速电压：500V，放大倍数：100000，探测器：T1）

为了积极响应国家支持科学仪器自主创新政策，详细了解我国高分辨质谱的应用现状与发展瓶颈，探讨我国高分辨质谱研发攻关的可行性及相关对策，中国仪器仪表学会分析仪器分会、中国科学仪器自主创新应用示范基地及中科院生物物理研究所等特别组织举办了第十五期科学仪器发展高层沙龙—— “加快高分辨质谱攻关与布局”，近20位政、产、学、研、用方面的相关代表出席活动。活动现场当前高分辨质谱的技术概况与需求01目前高分辨质谱的技术发展概况业内通常把分辨率在10000（FWHM）以上的质谱称为高分辨质谱，主要包括双聚焦磁质谱、飞行时间质谱、轨道阱质谱及傅里叶变换离子回旋共振质谱。用于高分辨质谱的四种质量分析器①双聚焦磁质谱同位素定量能力最准。正向双聚焦磁质谱最高分辨率可以达到40,000（FWHM），反向双聚焦磁质谱最高分辨率可达到100,000（FWHM）。②飞行时间质谱检测速度最快。随着多次/圈离子反射技术的引入，飞行时间质谱的最高分辨率已经突破600,000（FWHM）。③傅里叶变换离子回旋共振质谱质量测量精度最高。分辨率可达数百万甚至更高，价格昂贵，同时傅里叶变换离子回旋共振质谱需要在液氦低温环境中运行，液氦价格高昂，操作维护成本高。④轨道阱质谱 静电场轨道阱是一种全新商品化的质量分析器，最高分辨率可达1,000,000（FWHM），比FTICR稍逊一些，但无需复杂的冷却装置。02我国高分辨质谱的应用需求情况月球研究、地质科学、生命科学、核工业、材料科学等领域对高分辨质谱的需求日益旺盛，并且还在不断提出更多的新要求。嫦娥五号月球样品研究揭示月球演化奥秘①月球研究我国规划2030年前建立国际月球科研站，需要把质谱仪送到月球上探测地外生命，希望质谱仪的分辨率更高、灵敏度更高、体积更小、质量更轻。月球样品中元素含量与地球的不一样，某些元素含量变高，干扰峰变强，希望二次离子质谱的分辨率进一步提升。②地质矿产地质矿产中的伴生元素比较复杂，而且含量比较低，伴生元素及痕量元素的检测特别需要高分辨质谱。③生命科学目前生命科学研究已经发展到了干细胞范畴，轨道阱质谱也成为了蛋白质组学、代谢组学、脂质组学研究的必备利器，生命科学、药物开发、临床质谱的未来发展，必然离不开高分辨质谱。④核工业 核工业必需的磁质谱一直遭受国外禁运和技术封锁，而核工业的高质量发展急需发展自主高分辨磁质谱。⑤材料科学 “上天入地”科技的飞速发展，地矿、半导体、高温合金等领域对材料纯净度的高精度检测需求增多，因材料基体比较复杂，某些痕量或超痕量元素的测量需要高分辨质谱。03当前高分辨质谱的市场垄断格局近年来，我国质谱仪器市场需求日渐旺盛，同时，多个国产质谱机种实现了商品化，并有了小批量生产和销售。然而，国产高端质谱仪的发展仍处于起步期，特别是高技术含量的高分辨质谱产品至今空白，国内市场长期依赖进口。2020年中国质谱仪器市场需求情况①全球最大质谱市场在中国我国是全球最大的质谱市场，却也是国产占比最低的分析仪器市场。2020年我国进口质谱仪器13889台/套，销售总额约105亿元，占比92%，国产质谱销售额仅占8%。②磁质谱受国外禁运严重 磁质谱市场规模不大，但受国外禁运最为严重，就目前数据来看，国外禁运的80%高分辨质谱都是磁质谱。③FTICR独家供应商：布鲁克 傅里叶变换离子回旋共振质谱（FTICR MS）的最高售价超过1000万，是目前最贵的高分辨质谱，并且全球只有一家生产商——美国布鲁克道尔顿。④赛默飞独家专利：Orbitrap静电场轨道阱技术是美国赛默飞世尔的独家专利，并推出了商品化的高分辨质谱Orbitrap。目前Orbitrap几乎成了轨道阱质谱的代名词，并对FTICR、TOF等高分辨质谱产生了替代或刺激作用，市场存在一定垄断态势。⑤二次离子质谱开启国产化之路原来全球只有法国CAMECA和澳大利亚ASI生产大型二次离子质谱。后来美国AMETEK收购了法国CAMECA，仪器售价从原来2000万元涨到4500万元，形成了技术垄断。ASI是澳大利亚国立大学的校办企业，2018年刘敦一教授创办的敦仪科技与澳大利亚国立大学及ASI签署技术转让协议，因此获得部分核心技术。目前全球大型二次离子质谱装机量约50台，今年我国预计安装3-4台，还有2-3台在咨询阶段。

一、测试原理粒子束成像设备如SEM、FIB等，成像介质为被聚焦后的高能粒子束（电子束或离子束）。以扫描电镜（SEM）为例，通过光学系统内布置的偏转器控制这些被聚焦的高能电子束在样品表面做阵列扫描动作，电子束与样品相互作用激发出信号电子，信号电子经过探测器收集处理后，即可得到由电子束激发的显微图像。图1：偏转器的结构示意（左）；电镜图像（右）基于以上原理，一台粒子束设备在进行显微成像时，其分辨能力与下落至样品表面的粒子束的束斑尺寸相关，束斑的尺寸越小，扫描过程中每个像元之间的有效间距即可越小，设备的分辨本领越高。当相邻的两个等强度束斑其中一个束斑的中心恰好与另一个束斑的边界重合时，设备达到分辨能力极限（图2）。图2：分辨能力极限示意图不考虑粒子衍射效应时，经聚焦后的粒子束截面可视为圆形（高斯斑），其束流强度沿中心向边缘呈高斯分布（图3）。以扫描电镜为例，在光学设计和实验阶段，通常使用直接电子束跟踪和波光计算（direct ray-tracing and wave-optical calculations）方法，来获得聚焦电子束的束斑轮廓。该过程是将电子束的束流分布采用波像差近似算法来计算图像平面上的点展宽函数PSF（Point Spread Function），基于PSF即可估算出包含总探针电流的某一部分（如50%或80%）的圆的直径，从而得到设备的分辨能力水平。图3：高斯斑的截面形状和强度分布示意图但是在设备出厂后，由于粒子束斑尺寸在纳米量级，无法直接测量，因此行业通常使用基于成像的测试方法，测试粒子束设备的分辨能力。 锐利物体边界的边界变化率法是行业目前达到共识的测试粒子束斑尺寸的方法，即使用粒子束成像设备对锐利物体（通常是纳米级金颗粒）进行成像，沿图像中锐利物体的边缘绘制亮度垂直边缘方向的变化曲线，并选取曲线上明暗变化位置一定比例对应的物理距离，来表示设备的分辨率（图4）。为了保证测试准确性，可以在计算机帮助下取数百、数千个锐利边界的亮度变化率曲线求取均值，以获知设备的整体分辨能力。图4：金颗粒边界测量线（上图红线）；测量线上的亮度变化（下左）；取多条测量线后得到的设备分辨率示意（下右）边界变化率曲线上亮度25%-75%位置之间的物理距离d，可以近似认为是粒子探针束流50%时所对应的粒子束斑直径，在粒子束成像设备行业通常用此距离d来最终标识设备的分辨能力。图5：边界变化曲线与高斯斑直径对应示意图二、测试方式「 样品的选择 」金颗粒通常采用CVD或者PVD等沉积生长的方法获得，由于颗粒形核长大的过程可以人工调控，因而最终得到的金颗粒直径的大小可以被人工控制，所以视不同用途，金颗粒的规格也不同。以Ted Pella品牌分辨率测试金颗粒为例，用于SEM分辨率测试的标准金颗粒有五种规格，其中颗粒尺寸较小的高分辨、超高分辨金颗粒（如617-2/617-3）通常用于测试场发射电镜的分辨能力；颗粒尺寸较大的金颗粒（如617/623）通常用于测试钨灯丝或小型化电镜的分辨能力，详细的颗粒尺寸和适用设备见图6。测试时，不合适的金颗粒选择无法准确反映一台电镜的分辨能力。图6：Ted Pella品牌金颗粒规格及适用机型「 SEM光学参数的设置 」分辨率的测试旨在测试设备在不同落点电压下的各个探测器的极限分辨能力，因此，与电子光学相关的成像参数设置需要注意以下内容：（1）视场校准：保证放大倍数、视场尺寸的准确；（2）目标电压：这里特指落点电压，即电子束作用在样品上的真实撞击电压；（3）探测器：不同探测器收取信号的能力不同，因此获得图像的极限分辨能力不同，因此都要测试，通常镜筒内探测器ETBSE；（4）光阑/束斑：通常在每个电压下使用可以正常获得图像的最小光阑（以获得极限分辨能力）；（5）工作距离：通常在每个电压下使用可以正常获得图像的最小工作距离（以获得极限分辨能力）。「 SEM图像采集条件 」（1）合理的测试视野/放大倍数测试时，所选用的测试视野（放大倍数）需要根据设备的分辨能力做出调整，一般放大倍数取每个像素的pixel size恰好与真实束斑尺寸接近即可。比如：对于真实分辨能力约1.5nm的设备，调整放大倍数使屏幕上每个像素对应样品上的真实物理尺寸为1.5nm，即在采集1024*1024像素数的图像进行测试的前提下，选择不大于1024*1.5nm≈1.5um的视野进行测试即可。表1：分辨率测试的FOV及放大倍数估算表（2）合理的亮度、对比度采集金颗粒图像时，亮度和对比度的选择也需要合理，也就是通常所讲的不要丢失信息。在不丢失信息的前提下，图像亮度对比度稍微偏高或偏低，只要边缘变化曲线的高线和低线均未超出电子探测器采集能力的上限或者下限，曲线虽然在强度方向（Y方向）出现的位置和差值有所变化，但距离方向（X方向）及变化趋势均不改变，因此使用25%-75%变化率对测量出来的分辨率数值d基本没有影响（图7）。然而，当使用过大的亮度、对比度设定后，当边缘变化曲线的高线和低线至少一边超出电子探测器采集能力的上限或者下限，再使用25%-75%变化率对测量出来的分辨率数值d就不再准确，这时测出的分辨率数值无效（图8）。图7：合理的亮度对比度及边界变化率的曲线图8：不合理的亮度对比度及边界变化率的曲线三、总结基于上述图像学进行的分辨率测试，是反映粒子束设备整体光学、机械、电路、真空等全面综合性能的关键手段。该测试在设备出厂交付时用于验证设备的性能指标，在设备运行期间不定期运行该测试以关注分辨率指标，可以快速帮助使用人员和厂商工程师快速发现设备风险，从而及时制定维护、维修方案，以延长设备的稳定服役时间。 钢研纳克是专业的仪器设备制造商，同时提供完善可靠的第三方材料检测服务、仪器设备校准服务，力求在仪器设备产品的开发、生产、交付、运行全流程阶段遵循行业标准和规范，采用统一的品质监控手段，保证所交付产品品质的稳定可靠。参考文献[1] J Kolo&scaron ová, T Hrn&ccaron í&rcaron , J Jiru&scaron e, et al. On the calculation of SEM and FIB beam profiles[J]. Microscopy and Microanalysis, 2015, 21(4): 206-211.[2] JJF 1916-2021, 扫描电子显微镜校准规范[S].本技术文章中扫描电镜图像由钢研纳克FE-2050T产品拍摄。

教科书上的化学反应均以单分子形式进行概念描述，但实验中得到的却是大量分子的平均结果。一瓶380毫升的水，约含有10的25次方个水分子，投入金属钠会产生激烈的反应。不妨试想，宏观可见的化学现象，具体到单个分子是怎样的表现?　　单分子实验是从本质出发解决许多基础科学问题的重要途径之一。近年来，虽已有单分子荧光显微镜技术，冷冻单分子电镜技术等诺贝尔奖级别的成果问世，观察、操纵和测量最为微观的单分子化学反应仍是科学家面对的长期挑战。　　8月11日，浙江大学化学系冯建东研究员团队在国际顶级期刊《自然》发表封面文章。浙大团队以电致化学发光反应为研究对象，发明了一种可以直接对溶液中单分子化学反应进行成像的显微镜技术，并实现了超高时空分辨成像。该技术可实现更清晰的微观结构和细胞图像，在化学成像和生物成像领域具有重要应用价值。　　捕获分子发光信号 1秒内连拍上千张图片　　电致化学发光，是指具有发光活性的物质在电极表面通过化学反应实现发光的形式，可令分子产生光信号，在体外免疫诊断、成像分析等领域已有应用。　　“在溶液体系还难以开展单分子化学反应的直接光学捕捉。”冯建东介绍，单分子化学反应伴随的光、电、磁信号变化非常微弱，而且化学反应过程和位置具有随机性，很难控制和追踪。　　如何实现微弱乃至单分子水平电致化学发光信号的测量和成像?如何在电致化学发光成像领域实现突破光学衍射极限的超高时空分辨率成像，即超分辨电致化学发光成像?3年来，冯建东团队致力于这两大难题的研究，通过联用自制的具有皮安水平电流检出能力的电化学测量系统以及宽场超分辨光学显微镜，搭建了一套高效的电致化学发光控制、测量和成像系统。　　“团队通过搭建灵敏的探测系统，将电压施加、电流测量、光学成像同步起来，通过时空孤立捕获到了单分子反应后产生的发光信号。” 论文第一作者、浙大化学系博士生董金润介绍。　　从空间上，研究团队通过不断稀释，控制溶液中的分子浓度实现单分子空间隔离。时间上，通过快速照片采集，最快在1秒内拍摄1300张，消除邻近分子间的相互干扰。　　利用这套光电控制和测量平台，团队首次实现单分子电致化学发光信号的空间成像，其成像特点在于无需借助外界光源，可在暗室操作。　　多重曝光合成叠加 实现纳米级超高分辨率　　现如今，传统光学显微镜在数百纳米以上的尺度工作，而高分辨电镜和扫描探针显微镜则可以揭示原子尺度。“但能够用于原位、动态和溶液体系观测几个纳米到上百纳米这一尺度范围的技术非常有限。”冯建东提到，主要在于受到光的衍射极限限制，光学成像分辨力不足，即相邻很近的两个点难以分辨。　　为此，冯建东团队在获取单分子信号图像基础上，着手研究电致化学发光的超分辨成像。受到超分辨荧光显微镜技术的启发，研究团队利用通过空间分子反应定位的光学重构方法进行成像。　　“好比人们夜晚抬头看星星，可以通过星星的‘闪烁’将离得很近的两颗星星区分开一样。”冯建东介绍，技术原理即通过空间上的发光位置定位，再把每一帧孤立分子反应位置信息叠加起来，就能构建出化学反应位点的“星座”。　　为验证这一成像方法的可行性以及定位算法的准确性，研究团队通过精密加工的方法，在电极表面制造了一个条纹图案作为已知成像模板，并进行对比成像，条纹间隔为几百个纳米。　　记者看到，该微纳结构的单分子电致化学发光成像与电镜成像结果高度吻合。而且，单分子电致化学发光成像将传统上数百纳米的电致化学发光显微成像空间分辨率提升到了前所未有的24纳米。　　研究团队进而将该成像技术应用于生物细胞显微成像，以细胞的基质黏附为对象，对其进行单分子电致化学发光成像，观察其随时间的动态变化，成像结果与荧光超分辨成像可关联对比，其分辨率也可与荧光超分辨成像相媲美。　　“相比于荧光成像技术，电致化学发光成像不需要对细胞结构做标记，意味着不易影响细胞状态，对细胞可能是潜在友好的。”冯建东表示，未来，这项显微镜技术将作为一项研究工具，在单分子水平揭示更多化学奥秘，也有助于揭示更为清晰的生物结构和看清生命基本单位细胞如何工作。

2009年11月25日，由中科院福建物构所陈学元研究员主持完成的中国科学院科研装备研制项目“低温高分辨激光光谱测试系统的研制”，通过中国科学院计划财务局组织的现场技术测试及专家验收。 　　该项目创新性地提出模块化和开放式光路设计方案，采用了多光栅组合、快响应微通道板型光电倍增管和时间相关单光子计数等技术，集成多种激光光源，成功地研制了低温高分辨激光光谱测试系统，实现了高灵敏度和高分辨率(时域和频率域)的超微弱荧光信号探测。所研制仪器的分辨率比最好的商用光谱仪提高了近20倍，可达到0.0057 nm 可测荧光寿命最短极限为11 ps 采用了闭循环交换气型低温光学恒温器和自主设计的低温样品杆，克服了常规谱仪低温下无法换样品的弊端，低温下换样品时间仅需5分钟，实现了3 K下皮秒瞬态荧光的快速检测。项目执行期间，申请相关专利7件，利用该仪器取得的实验数据已发表了SCI论文50多篇。 　　验收专家组对该仪器研制给予很高评价，认为其总体技术指标达到国际先进水平，其中3 K下皮秒瞬态荧光的快速检测等关键技术指标处于国际领先水平，标志着我国在高分辨激光光谱学领域的仪器研制创新能力取得了重要进展，为我国物理、化学和材料学等学科领域提供了一个先进的分析和研究平台。

来自奥地利格拉茨大学的研究人员近日开发了一种新的测量和成像方法，可在不需要任何染料或标签的情况下解析小于光衍射极限的纳米结构。这种激光扫描显微镜新方法弥补了传统显微镜和超分辨率技术之间的差距，有朝一日或可被用来观察复杂样品的精细特征。在国际光学出版集团的高影响力期刊《光学》上描述的这种新方法，是对激光扫描显微镜的改进，它使用强聚焦激光束照射标本。研究人员扩展了这项技术，不仅可以测量光与被研究标本相互作用后的亮度或强度，还可以检测光场中编码的其他参数。“我们的方法可帮助扩展用于研究各种样品中纳米结构的显微工具箱。”研究小组组长彼得班泽说，“与基于类似扫描方法的超分辨率技术相比，我们的方法是完全非侵入性的，这意味着它不需要在成像前向标本中注入任何荧光分子。”研究表明，新方法可测量金纳米颗粒的位置和大小，精度为几纳米，即使在多个颗粒接触的情况下也可做到。在激光扫描显微镜中，光束在样品上扫描，并测量来自样品的透射光、反射光或散射光。大多数显微方法测量来自样品的光强度或亮度，但大量信息存储在光的其他特性中，例如它的相位、偏振和散射角。为了捕捉这些额外信息，研究人员检查了强度和偏振信息的空间分辨率。研究人员表示，光的相位、偏振和强度，在空间上都会发生变化，这种变化方式包含了与之相互作用的样品细节，然而，如果只在相互作用后测量总体光功率，那么大部分信息都会被忽略。研究人员研究了含有不同大小的金属纳米颗粒的简单样品，通过扫描感兴趣的区域，然后记录传输光的偏振和角度分辨图像展示了这种新方法。他们使用一种算法对测量数据进行评估，该算法创建了一个粒子模型，模型可自动调整，以尽可能精确地模拟测量数据。班泽说，尽管这些颗粒及其距离比许多显微镜的分辨率极限要小得多，但新方法能够解决这一问题。更重要的是，该算法能够提供有关标本的其他参数，如颗粒的精确大小和位置。

研究人员开发了一种新的测量和成像方法，可以解析小于光衍射极限的纳米结构。光与标本相互作用后，新技术可测量光强度以及光场中编码的其他参数。图片来源：约尔格S艾斯曼/奥地利格拉茨大学来自奥地利格拉茨大学的研究人员近日开发了一种新的测量和成像方法，可在不需要任何染料或标签的情况下解析小于光衍射极限的纳米结构。这种激光扫描显微镜新方法弥补了传统显微镜和超分辨率技术之间的差距，有朝一日或可被用来观察复杂样品的精细特征。在国际光学出版集团的高影响力期刊《光学》上描述的这种新方法，是对激光扫描显微镜的改进，它使用强聚焦激光束照射标本。研究人员扩展了这项技术，不仅可以测量光与被研究标本相互作用后的亮度或强度，还可以检测光场中编码的其他参数。“我们的方法可帮助扩展用于研究各种样品中纳米结构的显微工具箱。”研究小组组长彼得班泽说，“与基于类似扫描方法的超分辨率技术相比，我们的方法是完全非侵入性的，这意味着它不需要在成像前向标本中注入任何荧光分子。”研究表明，新方法可测量金纳米颗粒的位置和大小，精度为几纳米，即使在多个颗粒接触的情况下也可做到。在激光扫描显微镜中，光束在样品上扫描，并测量来自样品的透射光、反射光或散射光。大多数显微方法测量来自样品的光强度或亮度，但大量信息存储在光的其他特性中，例如它的相位、偏振和散射角。为了捕捉这些额外信息，研究人员检查了强度和偏振信息的空间分辨率。研究人员表示，光的相位、偏振和强度，在空间上都会发生变化，这种变化方式包含了与之相互作用的样品细节，然而，如果只在相互作用后测量总体光功率，那么大部分信息都会被忽略。研究人员研究了含有不同大小的金属纳米颗粒的简单样品，通过扫描感兴趣的区域，然后记录传输光的偏振和角度分辨图像展示了这种新方法。他们使用一种算法对测量数据进行评估，该算法创建了一个粒子模型，模型可自动调整，以尽可能精确地模拟测量数据。班泽说，尽管这些颗粒及其距离比许多显微镜的分辨率极限要小得多，但新方法能够解决这一问题。更重要的是，该算法能够提供有关标本的其他参数，如颗粒的精确大小和位置。

光学显微镜至今已有三百多年的历史，从观察细胞的初代显微镜发展到如今打破分辨率极限的超分辨显微镜。近年来，生命科学领域蓬勃发展，对显微成像技术不断产生新的需求，光学显微镜不断向更高分辨率、快速成像、3D成像等高端技术方向发展。 我国高端光学显微镜市场长期处于被国外产品垄断的局面，许多关键核心部件依赖进口。令人欣喜的是，近五年来，市场上涌现出多种国产高端光学显微镜，包括超分辨显微镜、双光子显微镜、共聚焦显微镜、光片显微镜等，逐渐打破当前市场格局。基于此，仪器信息网特别制作“破局：国产高端光学显微镜技术‘多点开花’” 专题，并向国产光学显微镜企业广泛征稿（投稿邮箱：lizk@instrument.com.cn），了解各企业主要高端光学显微镜产品技术特点和发展进程。本篇为宁波力显智能科技有限公司供稿，公司主要产品为INVIEW iSTORM超高分辨率显微镜，其采用的STORM技术是目前国内鲜少有的超分辨技术类型。撰稿人：宁波力显智能科技有限公司副总经理张猛博士人类的历史，也是一部工具的历史。人类发展的历程就是关于如何对世界了解的更多，将人类生活变的更好更先进的历程。从旧石器时代，原始人拿起第一块石头当作工具开始，就开启了用工具进行未知世界探索和创造性改变的历程。从古至今，人类都是工具发明和使用的种族，新工具的问世也反哺人类的成长和进步，让人类一次次突破原有认知边界看到更多的未知，解决更多的问题，取得更多的成就。显微镜，正是一项帮助人类认识微观世界从而改变世界的革命性工具，也是人类探索微观世界不可缺少的工具。显微镜问世之前，人类仅可用感官来把握世界，所能认识到最小世界就是“目所能及”的常规世界，人的肉眼仅能分辨约0.1毫米尺度的物体，因而相关科学的发展缓慢。当罗伯特胡克使用显微镜观察到软木塞上的“小室”，并将其命名为细胞时，可能还没有意识到他这次实践将为人类开启微观世界的大门。人类对未知领域无限的好奇心是推动科学技术前进的动力之一，为了解析关乎生命基本结构，回答有关物质与生命等基本问题，为此人类不断开发出更为精密、分辨率更高的显微镜来探寻这些问题的答案。经过400多年的发展，近几年国际上出现了超高分辨率显微镜这一工具，一经面世就引起了众多科学家的关注和极大兴趣。那么什么是超高分辨率显微镜，为什么它能让科学家如此感兴趣呢？我们一起往下看。超高分辨率显微镜的诞生，是生命科学史上的一座里程碑简单的讲，超高分辨率显微技术是通过应用一系列物理原理、化学机制和算法“突破”了光学衍射极限，把光学显微镜的分辨率提高了几十倍，使得人类能在200nm以下以前所未有的视角观察生物微观世界的技术，具有超高分辨成像技术和实现超高分辨率成像能力的显微镜就是“超高分辨率显微镜”。那么什么是光学衍射极限呢？所谓光学衍射极限，是1873年德国科学家恩斯特阿贝提出的，由于光是一种电磁波，存在衍射，一个被观测的点经过光学系统成像后，不可能得到理想的点，而是一个衍射像，每个物点就像一个弥散的斑，如果这两个点靠得很近（小于可见光波长大约一半，约200nm），弥散斑就叠加在一起，看到的就只能是一团模糊的图像，也就无法清晰观测到衍射极限以下物体的微观空间结构。并且光学衍射极限此前长期被认为是限制光学显微镜技术通向更微观的“拦路虎”和“绊脚石”，甚至被科学界一度认为是无法突破或绕开的。直到2000年，几位世界知名科学家先后发明了几种不同技术路线的的超高分辨率显微技术。其中，Stefan Hell、Eric Betzig和W.E. Moerner三位科学家就是因其在超高分辨率显微成像技术领域的突出贡献，获得了2014年诺贝尔化学奖。至此，人类才得以突破光学衍射极限这一横亘在前、不可逾越的“大山”，实现了200nm以下超高分辨率显微成像，以光学的方法观测到纳米尺度世界的真实样貌。超高分辨率显微镜可用来研究分子定位与空间分布、分子相互作用、分子复合物的构成，并可实现分子的计数。除具有200nm以下卓越分辨率性能外，对生命样品结构也可进行精准成像定位，还具备对活体细胞进行微观观察的可能性，对于生物、生命科学、医药、医学等的领域都有着重要意义，因此吸引了全球科学家的持续研究和关注。通常来说，超高分辨率显微镜主要有两大类技术策略，一类是通过特定模式照明对分子受激荧光差异化调制实现超高分辨率成像。代表产品有受激发射光耗损显微镜(Stimulated Emission Depletion, STED)和结构光照明显微镜(Structured Illumination Microscopy, SIM)。另一类，是利用荧光分子的“开关”特性，使其随机闪烁，从而能够对单个分子分别记录，实现超高分辨率成像。随机光学重构显微镜（Stochastic Optical Reconstruction Microscopy, STORM）就是这类技术路线的代表。第一大类中，STED及其衍生都是利用“甜甜圈”状的空心光束来修饰位于中间激发光的点扩散函数（Point Spread Function, PSF），从而达到直接超分辨成像的目的。而SIM则是利用了结构光照明，以获得包含样本的结构信息的干涉图案“摩尔条纹”，加上后期的图像重构，达到超分辨成像的目的。第二大类中，STORM是利用了荧光染料分子“光控开关”（photo-switchable）性质，达到在一个衍射极限空间内（200~300 nm）随机“点亮”单个荧光分子并进行高精度定位的目的。既然叫超高分辨率显微镜，最为重要的就是对空间分辨率的提升。其实无论哪一类技术，理论上空间分辨率都是可以实现无穷小，但是受限于样本、荧光染料特性、标记密度、激发光效率等原因，实际拍摄中能实现的空间分辨率是几十纳米。从遍地洋货到国货崛起众所周知，高端显微镜市场被“洋货”所长期垄断，不仅在国外如此，在中国也是如此，国货“芳踪难觅”，这对于我们这样一个大国来说可算是“一言难尽”。当然，也有令人感到振奋的信息，那就是在超高分辨率显微镜这个细分领域，除了“洋货”最近也已见到了国货产品的身影。宁波力显智能科技有限公司（INVIEW）的超高分辨率显微镜产品INVIEW iSTORM就是一款国产超高分辨率显微产品。宁波力显智能科技有限公司是专业从事超高分辨率显微技术和产品研发的科技企业，依托复旦大学的自动控制、新一代信息技术及香港科技大学的生物、光学、图像处理等的技术，拥有光学、生物、自控、机械、信息技术等多领域交叉学科技术团队，将2014年诺贝尔化学奖得奖技术产业化，推出了INVIEW iSTORM超高分辨率显微产品，以帮助人类以前所未有的视角观察微观世界，突破极限，见所未见。INVIEW iSTORM超高分辨率显微镜产品采用dSTORM技术路线，具有20nm超高分辨率、2-3通道同时成像、界面友好、简单易用、系统稳定性好、环境适应性高等的特点。技术先进，20nm超高分辨率，3D成像采用STORM随机光学重构技术，加入柱面镜设计，在XY轴分辨率达20nm、Z轴分辨率达50nm，具备3D成像功能。多通道同时成像光路设计，稳定性高采用专有的多通道同时成像的光路设计，提供稳定的光路。自主开发的成像分光光路，可保证通道间的光学路径相对独立，使得样品发出的荧光最大效率地被探测器接收，最大限度降低通道间的串扰。并配合以最佳染料方案和最佳成像缓冲液配方，以多通道同时成像的方式，在几秒到十几分钟的时间范围内实现20nm的超高分辨率成像。物理样品锁定设计，锁定精度1nm采用纳米级实时动态锁定技术，以实时物理补偿方式纠正样品漂移，无需预热，即开即用，操作简便，免受如气流、温度变化、噪音、机械振动等的环对样品位置的影响，在高楼层、嘈杂、震动、常温常态的环境下也能稳定成像，因而具有高效、简便、对环境适应性好的特性，友好易用。 “傻瓜式”操作，易学易用软件集成了多种成像算法，并在采集数据时实时呈现超高分辨图像重构结果和详细参数，“所见即所需”，操作流程化，简单易用。具有拍摄过程简单易用、参数优化实时透明、超分辨图像实时重构、自动化用户数据管理、图像数据后分析功能等五大特点。此外，经过优化的样本制备方案更易于实验人员的掌握和实际操作。即便是技术新手，经过简单的技术讲解，2个小时以内就可操控系统并获得理想的超分辨率成像结果。以上，INVIEW iSTORM超高分辨率显微产品所具备的综合特点和优势，使得它能够帮助到更多科学家进行衍射极限尺度以下的生物分子组织与相互作用等的尖端科学研究。另外，值得一提的是，INVIEW iSTORM产品还以优异的光路、较低强度的照明、多通道同时成像所支持的较短成像时间等的综合性能，结合合适的荧光探针及根据探针特性调整的探测器拍照频率等，实现活细胞的超高分辨率成像，这将更大程度上帮助到科学家在生物学基本问题与机制上的科学研究。随着人类对自然的认识向更加微观的时空尺度，传统的科研手段已经不能完全胜任，没有高端科研仪器，要想做出重大原始创新科研成果很困难。力显智能科技将继续立足于超高分辨率显微镜技术研究及产品开发，不断推出新技术、新品，从而推动高端显微技术在中国的产业化和应用，努力为我国生命科学、医学、药学等领域的科学研究提供强大助力。INVIEW iSTORM超高分辨率显微产品超高分辨率显微技术的未来可期作为一种新兴荧光显微成像技术，超高分辨率显微成像正受到科学家们的广泛关注，实验室中不断产生着振奋人心的数据。围绕着超高分辨率核心，主要研究方向为不断提高显微镜成像性能，使其分辨率更高，成像速度更快，成像深度更深，视野范围更大，及更低的光毒性光漂白。而我们也可以清晰的看到，由于不同的超高分辨率成像技术提升分辨率的技术路径差异，很难有“面面俱到”的技术可以满足差异化样品的全部成像需求，“精准成像”，也就是针对不同的样品特点，而选择最适合这类样品的显微成像技术，是进行生命科学等领域研究的最优解，这也促使生物，光学，算法，图像处理等领域的研究人员不断深入跨学科合作，共同探索生命的奥秘。即便有了更快、更高、更深、范围更大，更低光毒性光漂白的超高分辨率显微镜，扩展应用仍有诸多挑战。细胞内有成千上万的转录本，有数以万计的蛋白分子。超高分辨率显微镜能否用来实现组学水平的多分子检测？能够找到或开发出足够多样的荧光染料以匹配更多分子吗？或者能找到奇方妙法可以实现多重、多轮检测吗？ 能否开发出新型的荧光染料，使其具有更高的光子预算，更好的光稳定性、光激活、光开关以及转换速率等特性；研制更快更灵敏的光子探测器、输出功率更高的激光器；更稳定、高效、智能的光学系统；更加高效的算法以及不同超高技术路线的联合应用；开发组学水平的多重检测方法等等，正有许多的科学家、研究者们正在进行着有益的尝试。相信未来超高分辨率技术应可应用于实现细胞内的原位测序、原位转录组与蛋白质组分析，并最终获得全景的、多组学、全时空细胞全部分子组织及相互作用图像，真正实现分子生物学与细胞生物学的新融合，让人类有更全面、更精细的视角来理解生命的基本分子组织及其运行的基本机制！超高分辨率技术和产品应用前景巨大，未来可期，令人振奋！

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 6月18日，荷兰国家原子分子研究所 (AMOLF)发文称，该实验室与荷兰delmic公司、Thermo Fisher公司的仪器合作项目获得重大突破，研制的两款全新的超快显微镜可以在纳米尺度下拍摄光学图像，时间分辨率可低至1 ps。且其中一款电镜已经推向市场，首台于4月份出售。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 产学研结合获重大成果——一款已推向市场并售出 /strong /span /p p 　　AMOLF实验室、荷兰delmic公司、Thermo Fisher公司，这三个合作伙伴于2016年成立了一个联合团队，旨在将扫描电子显微镜(SEM)和光收集和分析系统集成到一个新的显微镜中，电子束是脉冲的，并且以时间分辨的方式采集产生的光(阴极发光)。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/9f4af84f-9aa2-4419-97d9-1f0e193e3eec.jpg" title=" 01.jpg" / /p p 　　2018年5月22日，在三个合作伙伴项目会议期间，展示了两款全新超快SEM。 Thermo Fisher和Delmic已将其中的一款SEM推向市场，且第一台产品于2018年4月售出。据悉，全 strong 新的超快扫描电镜产品将在悉尼国际显微镜会议上展出(2018年9月9日至14日)。 /strong /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 第一款SEM——超快速beam-blanker /strong /span /p p 　　第一款超快速SEM由Thermo Fisher Quanta 650 FEG SEM、Delmic SPARC光采集和分析系统组成，在SEM电子柱上集成了超快静电束消除器，配置专用电子器件和软件， span style=" font-size: 16px " 使用专用电子器件和软件，系统可以输送短于30 ps(5 keV)的电子脉冲，同时利用单光子计数/相关光谱学来收集阴极发光的时间依赖性。 /span /p p 　　该产品可提供阴极发光寿命和g(2)光子关联，这些数据则可以为研究半导体纳米结构和量子光学等提供关键信息。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 第二款SEM——脉冲激光驱动的阴极 /span /strong /p p 　　在第二款显微镜新品中，SEM电子阴极被250飞秒的紫外激光脉冲激发，产生超短电子脉冲。这使得能够在皮秒时间尺度上对光学现象进行空间成像。 此外，这款显微镜可支持超高速脉冲探针光谱，其中激光脉冲分为两部分：一部分激发样品，另一部分激发光电阴极，产生探测样品的电子脉冲。超高速脉冲探针阴极发光光谱与极高的空间分辨率结合，使其成为一种独特的仪器。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 该合作项目已经发表两篇论文： /strong /span /p p 　　 a style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " title=" " target=" _self" href=" http://www.erbium.nl/wp-content/uploads/2018/05/Nanoscale-relative-emission-efficiency-mapping-using-CL-g2-imaging-Nano-Lett.pdf" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " Nanoscale relative emission efficiency mapping using CL g(2) imaging /span /a /p p 　　S. Meuret, T. Coenen, S. Woo, Y.-H. Ra, Z. Mi and A. Polman, Nano Lett. 18, 2288 (2018) /p p 　　 a style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " title=" " target=" _self" href=" http://www.erbium.nl/wp-content/uploads/2018/05/Nanoscale-relative-emission-efficiency-mapping-using-CL-g2-imaging-Nano-Lett.pdf" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " Photon bunching reveals single-electron cathodoluminescence excitation efficiency in InGaN quantum wells /span /a /p p 　　S. Meuret, T. Coenen, M. Lä tzel, S. Christiansen, S. Conesa Boj, and A. Polman, Phys. Rev. B 96, 035308 (2017) /p p 　　 strong 第三篇文献关于以上创新超快显微的技术特点介绍已提交，即将发表： /strong /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " Complementary cathodoluminescence lifetime imaging configurations in scanning electron microscopy /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) " & nbsp & nbsp & nbsp /span S. Meuret, T. Coenen, M. Solà -Garcia, E. Kieft, H. Zeijlemaker, M.Latzel, S. Christiansen, S.Y. Woo, Y-H Ra, Z. Mi, A. Polman. /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/9d4d99b5-5d56-4bf8-a881-00f114cadd4a.jpg" title=" 0.jpg" / /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 联合团队成员合影，从左至右一次是：Erik Kieft (Thermo Fisher), Ernst Jan Vesseur (Thermo Fisher), Nico Clemens (Thermo Fisher), Sophie Meuret (AMOLF), Toon Coenen (Delmic/AMOLF), Albert Polman (AMOLF), Sander den Hoedt (Delmic), Andries Effting (Delmic) and Magda Sola Garcia (AMOLF). /span /p