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三维投量仪

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三维投量仪相关的资讯

  • 6785万元 中航三维测量仪重大仪器专项获批
    日前,国家科学技术部发布了《科技部关于2013年度国家重大科学仪器设备开发专项项目立项的通知》,由中航工业科技与信息化部组织中航高科技发展有限公司(以下简称:中航高科)牵头承担的&ldquo 全视角高精度三维测量仪的开发和应用&rdquo 项目获得批复,这是中航工业首次获批国家级科学仪器开发和推广应用类项目。项目成功获批是中航工业基础技术板块践行&ldquo 科技立业&rdquo 与&ldquo 创新兴业&rdquo 发展方略、构建国际化开放协同科技创新体系的里程碑式进展。  该项目计划研究周期3年,总经费6785万元。中航高科作为项目牵头单位,以中航工业北控所为第一技术支撑单位,联合德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会及哈尔滨工业大学、天津大学、北京交通大学、香港科技大学等高校,依托中航工业强度所、北京空间机电研究所、中国电科38所等应用单位,搭建产学研用一体的协同创新平台,开展仪器研制、工程化、产业化等工作。  据了解,国家重大科学仪器设备开发专项旨在提高我国科学仪器设备的自主研发和制造能力,支撑科技创新,服务经济建设和社会发展。&ldquo 全视角高精度三维测量仪的开发和应用&rdquo 项目针对航空航天、大型雷达等重要应用需求,旨在攻克超高速、高分辨率线阵列视觉传感器和核心测量算法,研发具有实时、非接触、多点同步等功能的大尺寸精密测量仪器,建立视觉三维测量仪器的研发基地、生产基地和系统集成验证中心,打破国外技术垄断和仪器封锁,服务于我国大型工业装备的研发和制造。  该项目前期经过了由国家科学技术部、中国航空工业集团公司以及第三方技术咨询、非技术内容评审、综合评议、预算评估和综合决策等多方面论证。中航工业科技与信息化部和中航高科高度重视,充分利用集团内外部资源,精心策划并组织专家审查把关,推动落实项目的立项论证工作。
  • 重大科学仪器开发专项三维数字彩色成像测量仪项目启动
    p  9月11日,国家重点研发计划重大科学仪器设备开发重点专项“三维数字彩色成像测量仪”项目启动会在广东深圳举行,该项目旨在提升我国科学仪器设备的自主创新能力和装备水平,进一步推动3D和虚拟现实产业跨部门、跨行业、跨区域研发布局和协同创新。/pp  这一重大专项由国内3D扫描打印和VR/AR领域的领军企业易尚展示牵头,联合清华大学、北京航空航天大学、深圳大学、南京理工大学、河北工业大学、中航工业长城计量所等国内光学领域顶尖研究院所,针对三维测量仪器设备技术和产品的迫切需求,以关键核心技术和部件的自主研发为突破口,研制技术国际领先、具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的结构光三维数字彩色成像测量仪。项目将在赶超国际一流“三维数字彩色成像测量”技术、进行产品迭代升级等方面形成良好的契机和优势,并在树立行业创新标杆方面发挥积极作用。/pp  项目实施后,能大幅提升我国三维数字化科学仪器设备的可持续发展能力和核心竞争力,极大推动我国3D扫描打印产业和虚拟现实产业的发展,为我国博物馆文物三维数字化提供核心装备,加速推动3D虚拟电商发展,提升国内3D创客教育领域的整体装备水平。/pp/p
  • 7693万 川大智胜光三维测量仪器专项获批
    川大智胜2013年11月15日公告,公司近日收到国家科学技术部批复的国家重大仪器设备开发专项项目任务书。公司申请的&ldquo 高速高精度结构光三维测量仪器开发与应用&rdquo 已批准立项。此次获批项目总预算7,692.94万元,其中国家专项拨款3,540.00万元,公司自筹资金4,152.94万元。项目建设期5年。项目总体目标:研发具有自主知识产权、功能健全、质量稳定可靠高速高精度结构光三维测量成套仪器等。  公司是我国空管自动化行业唯一的上市公司,占据了国内航管雷达模拟机和程序管制模拟机市场95%以上的份额。近几年我国机场的新开工建设和改扩建建设都进入高速发展期,对空管自动化市场带来了发展空间,&ldquo 十二五&rdquo 期间,低空领域的开放和通用航空的发展将是大势所趋,公司业务或迎来集中爆发期。公司在图像图形及模式识别方面具有很深厚的技术积累,可以逐步将空管领域形成的技术、理念和方案,应用到地面交通管理系统中去,随着我国陆路交通的发展,公司的智能交通业务也处于快速发展期。此次获批的&ldquo 高速高精度结构光三维测量仪器开发与应用&rdquo 项目无论是应用于空管,还是地面交通管理,都有相对广阔的市场前景,随着项目未来推进,不仅有助于公司深化产业链,打造新的竞争优势,同时也将对公司业绩提供持续的增长空间。
  • 东方德菲光学三维刀具测量仪成功入驻哈尔滨东安利锋刀具有限公司
    2014年3月,中国非标刀具的专业制造商,哈尔滨东安利锋刀具有限公司引进了我公司北京东方德菲仪器有限公司独家代理的奥地利Alicona公司研发生产的光学三维刀具测量仪。我司技术人员和东安利锋的技术人员就如何利用光学三维刀具测量仪优化生产工艺进行了深入的交流。 Alicona公司生产的光学三维刀具测量仪解决了困扰刀片制造企业多年的刃口测量和粗糙度测量难题。刃口的钝化和刀面的粗糙度对刀片的切削性能会产生显著的影响。刀具生产技术越来越关注微观的几何参数。然而多年以来市场上都没有能够准确快捷地测量刃口钝化的仪器设备。 Alicona公司生产的光学三维刀具测量仪利用独特的Focus-Varition三维成像技术可以准确的测量出刀片刃口的钝化半径、刃口切削角度、刃口和刀面的粗糙度、刀片的槽型等几何参数,为刀片制造企业提供了质量控制,质量检验以及刀片研发设计的理想工具。北京东方德菲仪器公司更是秉承多年的服务理念,愿为刀具制造企业提供一流的售前售后服务。
  • 中标喜讯:Alicona三维表面测量仪在天津商业大学中标
    北京东方德菲仪器有限公司代理的alicona品牌的自动变焦三维表面测量仪InfiniteFocus G5在天津商业大学液滴形状分析仪等设备招标项目【项目编号:JG2017-428】中中标。自动变焦三维表面测量仪InfiniteFocus G5是奥地利Alicona公司研发生产的集微型三坐标测量和表面形貌测量于一体的光学测量系统。操作原理是先进的全自动变焦(Focus-Variation)技术,该技术是光学系统的小景深和垂直扫描相结合。
  • 布鲁克携ContourGT非接触式三维光学形貌仪参加第14届中国光博会
    布鲁克公司纳米表面仪器部携ContourGT非接触式三维光学形貌仪参加2012年第14届中国光博会布鲁克公司纳米表面仪器在本届光博会上展出最新的ContourGT非接触式三维光学形貌仪,具有优异的抗噪声特性,能实现定标性测量的重复性和再现性,拥有业界最高垂直分辨率,适用于对各种复杂精密元器件形状的高精度质量管理工作,精确测量表面形貌、台阶高度和表面粗糙度等。 作为表面观测和测量技术的全球领导者,布鲁克公司纳米表面仪器部提供世界上最完整的原子力显微镜、三维非接触式光学形貌仪和探针式表面轮廓仪系列产品。布鲁克公司纳米表面仪器部一直着眼于研发新的计量检测方法和工具,不断迎接挑战,致力于为客户解决各种技术难题,提供最完善的解决方案。此外,还可根据工业生产中的操作模式和操作习惯,精简仪器功能,针对生产中的特定应用需求,为客户量身打造相匹配的仪器设备,简化生产过程的操作流程,提高工作效率。布鲁克的表面测量仪器广泛用于大学、研究所,工业领域的LED行业、太阳能行业、触摸屏行业、半导体行业以及数据存储行业等,进行科学研究、产品开发、质量控制及失效分析,提供符合需求和预算的最佳解决方案。ContourGT 光学形貌仪广泛应用于触摸屏、高亮度LED、太阳能电池、模具、零部件测量等各种领域该系列包括基本型ContourGT-K0,桌上型ContourGT-K1,中端型号ContourGT-X3,以及旗舰型号ContourGT-X8和ContourGT-X8 PSS(该型号专为高亮度LED的质量保证/质量监控而设计)等。每一种型号为用户的不同需求提供解决方案,以满足在精密制造和特定行业的要求,如高亮度LED、触摸屏、太阳能电池、隐形眼镜、半导体、硬盘、汽车和骨科等NPFLEX 三维表面测量系统为大尺寸工件精密加工提供准确测量布鲁克的NPFLEX 三维表面测量系统为大样品表面提供了灵活的非接触式测量方案,可广泛用于医疗植入、航空航天、汽车或精密加工上的大型、异型工件的测量。 基于白光干涉原理,NPFLEX 为用户提供超过接触式方法所能达到的更大数据量、更高分辨率和更好的重复性,使它成为独立或者互补的测量方案。开放式的拱门设计克服了以往某些零件由于角度或取向造成的测量困难,可实现超过300度的测量空间。NPFLEX的超级灵活性、数据准确性和测试效率为精密加工行业提供了一种简单的方法,来实现其更苛刻的加工要求、更高效的加工工艺和更好的终端产品。 客户服务热线:400-890-5666 邮箱:sales.asia@bruker-nano.com
  • 布鲁克携ContourGT非接触式三维光学形貌仪参加第15届中国光博会
    布鲁克公司纳米表面仪器部携ContourGT非接触式三维光学形貌仪参加2013年第15届中国光博会布鲁克公司纳米表面仪器在本届光博会上展出最新的ContourGT非接触式三维光学形貌仪,具有优异的抗噪声特性,能实现定标性测量的重复性和再现性,拥有业界最高垂直分辨率,适用于对各种复杂精密元器件形状的高精度质量管理工作,精确测量表面形貌、台阶高度和表面粗糙度等。 客户服务热线:010- 5833 3252 邮箱:sales.asia@bruker-nano.com 作为表面观测和测量技术的全球领导者,布鲁克公司纳米表面仪器部提供世界上最完整的原子力显微镜、三维非接触式光学形貌仪和探针式表面轮廓仪系列产品。布鲁克公司纳米表面仪器部一直着眼于研发新的计量检测方法和工具,不断迎接挑战,致力于为客户解决各种技术难题,提供最完善的解决方案。此外,还可根据工业生产中的操作模式和操作习惯,精简仪器功能,针对生产中的特定应用需求,为客户量身打造相匹配的仪器设备,简化生产过程的操作流程,提高工作效率。布鲁克的表面测量仪器广泛用于大学、研究所,工业领域的LED行业、太阳能行业、触摸屏行业、半导体行业以及数据存储行业等,进行科学研究、产品开发、质量控制及失效分析,提供符合需求和预算的最佳解决方案。ContourGT 光学形貌仪广泛应用于触摸屏、高亮度LED、太阳能电池、模具、零部件测量等各种领域该系列包括基本型ContourGT-K0,桌上型ContourGT-K1,中端型号ContourGT-X3,以及旗舰型号ContourGT-X8和ContourGT-X8 PSS(该型号专为高亮度LED的质量保证/质量监控而设计)等。每一种型号为用户的不同需求提供解决方案,以满足在精密制造和特定行业的要求,如高亮度LED、触摸屏、太阳能电池、隐形眼镜、半导体、硬盘、汽车和骨科等NPFLEX 三维表面测量系统为大尺寸工件精密加工提供准确测量布鲁克的NPFLEX 三维表面测量系统为大样品表面提供了灵活的非接触式测量方案,可广泛用于医疗植入、航空航天、汽车或精密加工上的大型、异型工件的测量。 基于白光干涉原理,NPFLEX 为用户提供超过接触式方法所能达到的更大数据量、更高分辨率和更好的重复性,使它成为独立或者互补的测量方案。开放式的拱门设计克服了以往某些零件由于角度或取向造成的测量困难,可实现超过300度的测量空间。NPFLEX的超级灵活性、数据准确性和测试效率为精密加工行业提供了一种简单的方法,来实现其更苛刻的加工要求、更高效的加工工艺和更好的终端产品。 客户服务热线:010- 5833 3252 邮箱:sales.asia@bruker-nano.com
  • 精密测量仪器厂商瑞霏光电完成B+轮融资,深圳高新投领投
    近日,苏州瑞霏光电科技有限公司(以下简称:瑞霏光电)完成B+轮融资,由深圳高新投领投。瑞霏光电CEO张华表示,本次融资将主要用于研发新技术、扩大产品线、提升品牌影响力以及市场拓展等方面。公开资料显示,瑞霏光电成立于2018年,是一家专注于机器视觉和三维检测技术的高新技术企业。公司旗下拥有自由曲面光学三维检测仪、晶圆薄膜应力测量仪、三维测量显微镜、外观缺陷检测仪以及精密光学镜头等产品,广泛应用于半导体晶圆、智能汽车电子系统、精密光学、AR/VR产品等高端制造生产线。深圳高新投作为知名投资机构,长期关注高新技术企业和创新型项目。本次投资瑞霏光电,是深圳高新投在机器视觉和三维检测领域的又一重要布局。深圳高新投合伙人李强表示,瑞霏光电的技术实力和市场潜力使其成为该领域的佼佼者,相信未来将为投资者带来丰厚回报。
  • ​国产三坐标测量机产业走访第2站派姆特:自主创新精密测量技术,构建一体化三维测量平台
    近年来,我国高端制造业蓬勃发展,对高精度测量设备的需求持续攀升,极大地推动了以三坐标测量机为代表的精密测量仪器市场的迅猛增长。众多国内外知名品牌竞相涌入这一赛道,同时,也催生了一批崭露头角的国产新兴力量。在国产替代需求日益增长的趋势下,中国三坐标测量机企业迎来了前所未有的发展机遇。为深入了解中国三坐标测量机产业的发展态势,仪器信息网成立25周年之际,特别策划了“万里行”系列走访活动。该活动深入中国三坐标测量机代表性企业,与行业专家共同开展实地走访,探寻产业发展的最新进展和亮点,为发展新阶段赋能。走访第2站,由上海大学李明教授,仪器信息网产业研究部主任武自伟、营销服务中心经理韩永风、测量仪器编辑牛亚伟等组成的走访项目组走进派姆特科技(苏州)有限公司 (以下简称“派姆特”),派姆特华东区区域经理胡书飞、总裁助理Susan接待了走访一行人员。——企业发展进展派姆特成立于2019年,在中国、德国、日本均设有研发中心,并在苏州、西安建立了制造基地。得益于公司成立前的技术积累,派姆特在成立第一年即实现了盈利,且此后每年的收入都实现了翻倍增长。短短五年间,派姆特的团队规模已从最初的约30人发展壮大至现在的150余人。派姆特办公楼派姆特的创始人邰大勇,曾在德国马尔精密量仪和美国法如科技公司任职。他亲眼目睹了我国尺寸精密测量仪器市场几乎一度被国外品牌垄断的状况,这促使他萌生了创立一个拥有自主知识产权、受人尊重的国产高端品牌的念头。随着当前国内对供应链安全要求的日益提升,国产化替代需求旺盛,派姆特迎来了快速发展并受到了资本的青睐。2023年6月,公司获得了由中科创星独家投资的千万元级天使轮融资;同年11月,又获得了深圳高新投的第二轮融资;时隔不到一年,2024年5月,派姆特再次获得了卓远资本的第三轮融资。——产品技术与布局派姆特深耕便携式关节臂,拥有多项专利技术。其关节臂测量机涵盖6轴测量臂、7轴测量臂以及激光扫描臂,完美适应接触式与非接触式测量的多样化需求。设备内置平衡机构,采用等臂长设计,操作灵活自如,测量无死角。测量范围覆盖1.5-4.5米,可在5-45℃的全温度范围之内进行测量,内置温度传感器有效补偿温度变化带来的误差,确保测量精度位居国内顶尖水平,广泛应用于汽车、航空航天、国防军工、轨道交通、工程机械、教育等行业。胡书飞介绍道,为了向客户提供更多的测量方案,派姆特不断拓宽测量技术边界,致力于三坐标测量机的核心系统研发,包括测头、控制器和软件。去年,公司推出了FUTURE系列和PRIME系列桥式机型,以及SPACE车间型三坐标测量机。FUTURE系列采用矩形梁结构、气路分离独立控制等目前三坐标测量机的高端技术,可与进口品牌中高端计量设备相媲美。SPACE系列则专为加工现场设计,能够与机器人、自动上下料系统、机床系统等实现联机,为工业客户带来效率与质量的提升。CAM3软件作为派姆特产品矩阵的核心,是公司战略布局的重要一环。大部分三维测量硬件均需与CAM3软件配合使用,以发挥最大效能。胡书飞呼吁政府加大对软件国产化的支持力度,以便派姆特能够借此东风,打造出更加综合性的CAM3软件,以此为核心和平台,推动公司向更广阔的市场进军。目前,派姆特软件团队已超过20人,CAM3软件在上汽集团等企业中得到成功应用。派姆特的便携式测量臂由两个碳素纤维钢固定臂长和六到七个角度编码器组成。该编码器由派姆特自主研发和生产,可作为独立产品供应市场。派姆特产品矩阵市场调研数据显示,2022年全球三维尺寸测量仪器市场规模已突破100亿美元大关,预计未来将持续保持直线上升的增长态势。为了把握这一市场机遇,派姆特致力于打造一个集多场景应用、多测量精度需求的一体化三维测量平台。公司新推出的圆度仪、圆柱圆度仪和轮廓仪产品刚刚亮相市场,未来还将进一步拓展产品线,布局光笔测量仪和激光跟踪仪产品,以满足更广泛的市场需求。合影留念
  • 便携易操作!基恩士发布WM-3500大范围三坐标测量仪
    2022年10月,基恩士推出全新WM-3500大范围三坐标测量仪,测量范围长达15米,适合于大型阀门、焊接夹具、搬运装置、桥梁部件等各类大型产品的测量。 WM-3500采用新原理实现更大的测量范围,且操作简单,只需通过无线探头接触测量目标物;由此,单人即可对超大型产品、装置进行三坐标测量。支撑高精度大范围测量的 3 相机结构WM-3500配备可动相机、探头搜索相机、参考相机3个相机,在大范围内也能实现重复精度为 ±10 μm 的高精度测量。新品通过可动相机捕捉7个无线探头标记点所发出的近红外光,高精度识别探头的位置和姿势;通过探头搜索相机即时追踪探头发出的光,实现流畅测量;而参考相机可以通过识别内部的图表,高精度测量可动相机的左右±90°、上下±30的角,以此相机为基准求出三维坐标。操作简单,只需探头接触测量目标物WM-3500没有三坐标或关节臂等驱动部,可以从更多角度进行测量。无线探头配备触摸屏、小型探头相机,操作人员可在手中的显示器上进行与笔记本电脑上相同的操作。小型探头相机可将相机中呈现的图像与3D图像叠加显示,即使是初次接触三坐标测量仪的人,也可直观地理解测量的所在位置。便携式设计,可在各种地方进行三坐标测量WM-3500采用便携式设计且安装简单,无需测量室,通过使用三脚架、延长杆、手推车,可安装在各个地方进行测量。同时,为了能在现场等恶劣环境下使用,新品还采用了耐久性和刚性较高的设计,配备了温度补偿功能。此外,针对测量无法一次性全部进入相机视野的大型目标物,或会遮挡相机光路的复杂设备和装置, 使用“相机移动功能”可轻松完成测量。
  • 三维激光扫描技术,给古建筑做个“透视”
    在山西五台山南台西麓的树林中,千年古刹佛光寺静静矗立。作为国务院公布的第一批全国重点文物保护单位,佛光寺已列入世界遗产目录。其中,建于公元857年的佛光寺东大殿是我国现存最为完整、体量最大的唐代木结构建筑,也是研究唐代木结构建筑最为重要的“标准器”。  据清华大学建筑设计研究院文化遗产保护研究所等编写出版的《佛光寺东大殿勘察研究报告》描述,佛光寺东大殿背靠陡崖,50年代曾由于崖体倒塌使大殿后墙局部遭到破坏,同时存在局部基础不均匀下沉和木构建糟朽、断裂等问题。  “清华大学文化遗产保护研究所承担了佛光寺东大殿精确测绘等工作。我们希望对东大殿用三维激光扫描的精确测量方法,来确定建筑结构变形,通过对变形的量化分析,得到东大殿结构是否安全的结论。”清华大学建筑学院副院长吕舟教授说。  20世纪30年代,梁思成、林徽因根据敦煌第61窟中的“大五台山图”发现了佛光寺东大殿,作为至今国内已知的唯一唐朝木建筑,这座珍贵的建筑对我国建筑史研究具有极重要的意义。  自梁思成开展佛光寺调研的1937年至今70多年里,建筑历史界多次踏勘、测量东大殿。但测量手段基本以皮尺、钢尺的手工测量为主,数据取舍到0.5厘米。  吕舟说,前人所做的测绘已取得巨大成果,但由于以往测量工具和测绘手段的限制,难以达到更高精度,误差量也难以控制,测量结果不一。在本次勘察中,使用了三维激光扫描配合全站型电子速测仪定位,全站仪可给出控制点的空间相对坐标,为扫描结果的三维空间形象提供坐标 再加上局部的手工测量,从而得到一套精确、客观的东大殿数据。如今,在古代建筑测绘领域,三维激光扫描已是一项常用的技术。  据介绍,与传统测绘技术相比,三维激光扫描的优势在于数据全面性和准确性,可以在电脑中像做透视一样进行切片测量,从而测量无法直接测量的位置,完成实测不可能完成的工作,并尽可能测量到所有数据,再通过数理统计推断出最符合的原始设计尺寸 全站仪所获得数据精确,角度误差为秒级,测距误差为毫米级 观测速度快,采集单个点仅需几秒钟 工作距离最远可达数百米等。  吕舟说,“通过三维激光扫描获得东大殿精确测绘数据后,东大殿一些法式制度上的规律开始清楚地呈现在我们面前,使重建或复原东大殿,消除结构变形影响的标准形态成为可能。”通过对三维激光扫描点云切片与复原的东大殿标准结构剖面相比较,就可得到东大殿准确的结构变形情况,对东大殿结构安全做出判断。这也是我国第一次把三维激光扫描应用于木结构文物建筑的结构安全评估。  以文物保护为目的的测绘要求准确地反映文物建筑的现状,包括残损、构件错置、改动、变形的情况,手工测绘中难以准确、清晰地表现出文物建筑现状,或有可能在测绘过程中被忽略。“三维激光扫描为解决这一问题提供了可能性。”吕舟说。  东大殿被称为我国古代建筑遗存中最为珍稀的一座,其所蕴含的设计思想、结构尺度和加工做法在非物质遗存方面具有非凡价值。因此,吕舟表示,以精密测绘入手,通过运用精密测量工具与传统测绘相结合的方法,取长补短,力求在使用目前最先进的技术条件下,得到尽可能精确而全面的测绘结果等。在该结果基础上,绘制东大殿复原理想设计图。  “在上述工作的基础上,我们才能提出了东大殿保护工作计划以及初步的修缮建议等。”吕舟说。  据国家“指南针计划—中国古代发明创造的价值挖掘与展示”专项,在“古代著名的遗址、墓葬、古建筑和土木工程设计、建造材料技术等方面”,“进行系统的专项调查、整理挖掘、研究展示、抢救传承”。  文物建筑测绘国家文物局重点科研基地(天津大学)主任吴葱教授说,除三维激光扫描技术和全站仪外,他们还将多基线数字近景摄影测量系统、固定翼无人机、无人直升机等新技术应用于古建筑测量中,精确测绘了柬埔寨吴哥古迹、天坛、故宫、颐和园、山西应县木塔、辽宁义县奉国寺等20多处古建筑。
  • 北京斯洛玛格技术有限公司采购Bruker ContourGT-K三维光学显微镜
    提供最全面的表面测量与成像技术性能卓越、操作简便的桌上型三维光学显微镜ContourGT-K三维光学显微镜完善了表面测量和分析的新标准,这套测量系统拥有工业领先的测量性能和灵活性,采用专利白光干涉技术,超大视野内埃级至毫米级的垂直计量范围,具有业界最高的垂直分辨率和测量重复性。凭借其独特的直观用户界面和功能最全的自动化检测、分析功能,方便用户快速高效的获得材料粗糙度、二维/三维表面分析以及高分辨成像,广泛应用于LED、太阳能电池、薄膜材料、MEMS、精密机械零部件、摩擦磨损等各个领域,满足各种表面测量的实际需求。ContourGT-K三维光学显微镜集三十年表面测量技术之大成,将创新技术与业界测量经验完美融合到一套非接触式表面测量系统上,凭借低噪音、高速度、高分辨精确测量,满足各类测试需求。任意选择不同的放大倍率,在极宽的测量范围内,对样品表面形状和纹理进行表征,在任何倍率下,从亚纳米级到超过10毫米级垂直测量量程提供了无与伦比的测量灵活性,是当今生产研究和质量控制检测的最佳选择。提高表面测量和分析速度ContourGT-K测试系统上,用户可自定义分析选项,多核处理器和Vision64软件将数据处理、分析速度提高十倍,大大提高测试效率。同时完善了软件和硬件功能,人性化的工作流程、顶尖的光学测试系统、高性价比的检测平台,使其成为桌上型三维光学显微镜的最佳选择。除了标准配置的各种检测功能,客户还可以自定义测试方案,选择各类各级配件或特殊测试模块:全自动X、Y、Z样品台NanolensTM AFM模块特殊应用测试软件
  • 新突破!中国科学家领衔,率先实现“三维透射电镜技术”成熟应用
    2023年12月1日,重庆大学作为第一完成单位和第一通讯作者单位在顶级期刊《Science》发表最新研究成果。论文题目为《3D microscopy at the nanoscale reveals unexpected lattice rotations in deformed nickel》(纳米分辨三维电镜揭示变形镍的异常晶格转动),是材料科学与工程学院黄晓旭团队及其合作者利用自主研发的三维透射电镜技术在纳米金属研究领域取得的新突破。此前,重庆大学材料科学与工程学院在材料科学领域已有5篇论文发表在《Science》和《Nature》上。黄晓旭教授传统的电子显微镜技术,只能观察样品的表层,或者观察材料内部三维结构的二维投影,这大大限制了人们对材料微观组织的认识。因此,过去二十多年,在全球范围内,广大科学家致力于开发三维表征技术,空间分辨率在微米尺度的三维表征技术研发已取得了重要进展,其应用促进了材料科学领域的重要科学发现。但是,更多更深层次的材料科学问题需要纳米级甚至原子级的三维表征技术,将空间分辨率从微米级提高到纳米级,需要提高三个数量级,这是一个巨大的挑战。黄晓旭团队经过十多年的不懈努力,在国家重点研发计划等项目的支持下,成功开发了一系列基于电子衍射的三维透射电镜技术,空间分辨率1nm。这些技术的研发填补了纳米级三维电镜取向成像技术的空白,将大大促进三维材料科学的发展。金属中位错界面的三维透射电镜成像纳米金颗粒的三维透射电镜成像本研究利用三维取向成像技术,首次实现了纳米金属塑性变形的三维电镜研究。发现了纳米金属塑性应变可恢复的反常现象,并揭示了这一现象的物理本质。本工作的新发现发展了纳米金属塑性变形理论,将为先进纳米结构材料研发、纳米材料使役行为的预测和控制以及微纳器件功能优化提供理论指导。纳米金属镍变形前(A)和变形后(B)三维形貌与晶体取向变化黄晓旭团队长期致力于先进表征技术和纳米金属研究,在三维表征技术的研发、纳米金属的变形机理和强化机制研究等方面已取得了多项创新工作,相关成果多次在《Science》和《Nature》杂志发表。重庆大学/西南技术工程研究所贺琼瑶博士和欧洲散裂中子源Søren Schmidt博士为共同第一作者,重庆大学/北京科技大学吴桂林教授、清华大学Andrew Godfrey教授和重庆大学黄晓旭教授为共同通讯作者。重庆大学朱万全博士、黄天林教授、张玲教授和冯宗强副教授,以及丹麦技术大学Dorte Juul Jensen教授为共同作者。原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj2522黄晓旭团队部分成员
  • 组织透明化三维成像技术线下培训班暨研讨会
    借助组织透明化技术和光片荧光显微技术的发展,研究者对生物组织内部的结构及生理、病理特征的观察和分析从2D提升到了3D。透明化三维成像技术利用深部组织可视化和大数据,引领科学领域的进步。我们针对科学研究中组织三维成像的重点和难点为目标,发展和完善“组织透明化方法”、“光片显微镜成像”、“数据采集分析处理”,并大力推广组织透明化三维成像方法、技术和应用。技术培训班不仅将介绍不同组织透明化方法相关的技术和应用,讲解成像工具的基础知识,而且会进行组织透明化染色、光片显微镜及数据采集,拼接和处理的实操演示。我们将邀请到国内此领域的知名专家学者做特邀报告,借此为致力于组织三维成像研究者提供一个共享科研成果和前沿技术,了解学术发展趋势,拓宽研究思路的机会。本次线下培训班由锘海生物科学仪器(上海)股份有限公司主办,我们专注于高速高分辨率的3D荧光显微成像系统的研发、生产和服务,广泛应用于脑科学、肿瘤学、药物研发、干细胞研究、组织胚胎学等各个研究领域,同时建立起高性能大数据存储系统,目前与国内外数十家高水平实验室开展合作研究,并获得了高质量的成像数据。讲座于2020年8月27日—8月29日在锘海生物科学仪器(上海)股份有限公司的总部上海漕河泾开发区举办,8月我们在锘海期待与您相聚。详情可咨询13818273779(手机与微信同号)
  • 美国TSI公司“体三维速度场仪系统(V3V)”网上讲座4月26日举办
    体三维速度场仪系统(V3V)网上讲座  演讲人: 张鑫 应用工程师  崔军磊 应用工程师  网上讲座: 2011年4月26日上午10点  美国TSI公司非常荣幸的为您提供有关流体力学的网上讲座, 讲座将由来自TSI的技术专家用中文讲解。讲授涵盖广泛,包括初级,中级和高级水平的流体力学研究,有助您提高测试技术的水平,与此同时提供解决方案;寻求如何优化系统得到更可靠数据。  这次的讲座也包括更多关于TSI精准仪器在流体研究中的应用(包括所有从基础流体研究到环境和生物医学), 请踊跃参加网上讲座以得到更多相关讯息。  讲座将会进行40分钟及预留15分钟答疑环节。  这是TSI公司第三次推出流体测量仪器的系列中文网上讲座,以帮助您提高利用V3V系统测量流体速度的技术水平。 我们将于2011年4月26日上午10点开始此次讲座,介绍V3V三维成像原理,系统校准及数据处理。  具体内容:V3V原理,系统布置,三维成像介绍,相机校准;数据处理流程及算法介绍;应用。  网上讲座是免费为您提供,如果您有兴趣参加, 请点击链接http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100732/guestbook.asp(中文注册)简单填写姓名邮箱地址及联系电话于表格中,并点击“发送”。我们将在一两天内发给您相关讲座的链接,以便您在方便的时间参加。
  • 先临三维发布FreeScan Combo计量级手持三维扫描仪
    2023年3月29日,先临三维举办新品全球发布会,正式发布FreeScan Combo计量级双光源手持三维扫描仪。这一产品的发布,将进一步推进先临三维在工业测量领域的高精度三维视觉技术普及之路。创新、传承,FreeScan Combo在延续天远FreeScan系列三维扫描仪优势的基础上,再次进行创新,通过双光源的组合,进一步扩大了单款三维扫描仪的适用领域,给予用户更好的三维扫描体验。创新——一机多能,适用于更多扫描场景“蓝色激光+VCSEL”两种光源焕新组合,打造四种扫描模式,适用更多扫描场景。高速扫描模式:26线交叉蓝色激光,配合优化软件算法,快速获取样件完整数据;深孔扫描模式:1条单线蓝色激光,深孔扫描应对自如;精细扫描模式:7线平行蓝色激光,准确还原细微特征;无光扫描模式:采用VCSEL光源,扫描过程无可见光,人眼安全舒适,同时,在几何特征丰富的情况下,无需贴点即可高效获取工件三维数据。基于上述优势,FreeScan Combo计量级双光源手持三维扫描仪的适用范围更加广泛,用户可以通过实际扫描场景灵活选择扫描模式,高效获取完整三维数据。FreeScan Combo是FreeScan系列中身形最小的三维扫描仪,特别是在面对一些狭小空间时,灵活轻便,能够良好工作。同时,FreeScan Combo的镜头夹角进行了优化,在面对一些窄缝和深孔时,可以更加高效地获取完整数据。传承——延续优势,打造舒畅扫描体验FreeScan Combo作为天远FreeScan系列新成员,完美传承FreeScan系列“精益求精”、扫描高效、流畅等基因。精确入微,计量之选FreeScan Combo延续了FreeScan系列三维扫描仪的高精度优势,具有高精准度和高精密度(多次测量结果一致性高),精度高达0.02mm,精细模式下高达0.01mm。高速扫描,一气呵成FreeScan Combo高速扫描模式下26线蓝色激光同时工作,配合优化软件算法,扫描过程快速流畅。材质适应广泛,软件支持完整FreeScan Combo无惧黑色、高反光表面材质,减少喷粉预处理环节,缩短作业流程。此外,控制软件支持在线更新,扫描数据也可以一键导入主流三维检测和设计软件,贯通后续环节,大幅提升工作效率。“先临天远在工业计量领域已经沉淀了20年。我们始终怀揣求精务实之心,历经20年的深耕细琢,不断突破高精度三维扫描仪的应用边界。先临天远打造的是“全而精”的产品线,可以根据用户的不同应用需求提供最合适的设备。同时,考虑到有些用户具有多种扫描应用需求,我们也是在不断强化单款设备的功能,希望让这部分用户能够用一台设备就满足其不同的扫描需求,去年发布的FreeScan UE Pro多功能激光手持三维扫描仪,一扫俱全,小大由之,就是为用户提供了一种可适用于不同尺寸扫描场景的应用方案。那么FreeScan Combo的设计也是延续这一思路,通过双光源的组合,我们相信FreeScan Combo一定会为用户带来更精彩的扫描体验。”——先临三维3D数字化事业部产品经理创新、传承,先临三维也将持续“做专技术,做精产品,做好服务”,保持对“精度”的执着追求,以科技创新为驱动引擎,致力于使测量更精准、评估更科学、应用更智能、操作更便捷,为用户提供更加便捷易用的高精度三维视觉产品,为制造企业等提供强大的高精度三维视觉技术支撑,助力更多行业完成数“智”化升级。
  • 眼视光镜片的加工和品控 - 车床加工/三维非接触测量/透氧性
    由于眼视光镜片需要在人眼中使用,质量控制尤为重要,高精度加工和检测是高质量的保证。 阿美特克旗下多品牌仪器皆可助力眼视光镜片的加工和品控。此次讲座将涵盖STERLING超精密车床在眼视光镜片制造与加工中的应用,TAYLOR HOBSON三维非接触测量技术助力眼视光镜片面形控制的提升,以及MOCON对隐形眼镜透氧性能的解析。 6月16日14:00-16:00,STERLING & TAYLOR HOBSON & MOCON的专家将为大家带来精彩的线上直播,期待您扫码报名参与~
  • 基于光线模型的成像系统标定与三维测量进展
    一、背景介绍:机器视觉可称为人工智能的“慧眼”,成像系统的标定又是机器视觉处理的重要环节之一,其标定精度与稳定性直接影响系统工作效率。在传统机器视觉与摄像测量标定领域,小孔透视模型仍存在高阶透镜畸变无法完备表征和多类复杂特殊成像系统不适用的问题。而基于光线的模型以成像系统聚焦状态下每个像素点均对应空间一条虚拟主光线为前提假设,通过确定所有像素点所对应光线方程的参数即可实现标定与成像表征,可避免对复杂成像系统的结构分析与建模。基于该光线模型,研究院相关课题组发展了各类特殊条纹结构光三维测量方法与系统,实验证明光线模型可通用于多类复杂成像系统的高精度测量,是校准非针孔透视成像系统的有效模型,可作为透视模型的补充。二、光线模型Baker等人最早提出了一种可表征任意成像系统的光线模型[1],认为图像是像素的离散集合,并以一组虚拟的感光元件“光素”表示每个像素与某像素相关联的空间虚拟光线间的完整几何特性、辐射特性和光学特性,如图1所示。因此,光线模型的标定即确定出所有像素点对应的光线方程,无需严格分析和构建成像系统的复杂光学成像模型,具备一定的便携性和通用性,从一定程度上也可避免镜头畸变的多项式近似表征引入的测量误差,为非小孔透视投影模型成像系统的表征提供了一种新的思路。图1 成像系统的光线模型示意图三、基于光线模型的条纹结构光三维测量在条纹结构光投影三维测量领域,光线模型一方面可作为三维重建的光线方案,用于表征大畸变镜头、光场相机、DMD投影机、MEMS投影机等多类特殊结构的成像与投影装置,可发展新的基于光线模型的条纹结构光三维测量方法与系统;另一方面,发掘光线模型在结构光测量中的优势,光线模型对克服投影与相机的非线性响应、大畸变镜头成像下提升三维重建精度具有优异的效果。3.1 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统光线模型与三维测量课题组开发了小视场远心结构光测量系统,采用Scheimpflug结构设计确保公共景深覆盖,如图2所示。考虑到远心镜头属平行正交投影、Scheimpflug倾斜结构造成畸变模型非中心对称,因此,提出一种基于光线模型的非参数化广义标定方法[2]。系统中相机与投影机成像过程均采用光线模型表征,标定其像素与空间光线对应关系,计算光线交汇点坐标,实现三维重建。图3展示了系统实物图与五角硬币局部小区域的三维测量结果,测量精度为2 μm。图2 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统图3 测量系统实物图与五角硬币局部的三维测量结果3.2光场相机的光线模型标定与主动光场三维测量课题组发展了基于主动条纹结构光照明的光场三维测量方法与系统。光场相机通过在传感平面前放置微透镜阵列,实现光线强度和方向的同时记录,由于存在微透镜加工误差、畸变像差、装配误差等复杂因素影响,光场相机完备表征与精密标定是个难题。课题组提出光线模型表征光场成像过程[3],即将光场相机内部看作黑盒,直接建立像素m与所对应的物空间光线方程l的参数,如图4所示。并通过标定光场所有光线与投影条纹相位的映射关系实现被测为物体的高精度三维测量,考虑光场多角度记录特点,构建基于条纹调制度的数据筛选机制,实现了场景的高动态三维测量,如图5所示,黑色面板与反光金属可同时重建。图4 光场成像模型图5 主动光场高动态三维测量3.3 DMD投影机与双轴MEMS激光扫描投影机的光线模型标定与三维测量基于微机电系统(MEMS)激光扫描的投影机以小型化、大景深的优势被应用于条纹投影测量系统,如图6(a)所示。但由于其依赖激光点的双轴MEMS扫描投影图案,不依赖镜头成像,透视投影模型表征会存在一定误差。此外, DMD等依赖镜头成像的投影机,大光圈设计也会影响小孔透视投影模型的表征精度。对此,课题组采用光线模型表征投影机[4],并提出了一种基于投影机光线模型的条纹投影三维测量系统标定方法,该方法根据双轴MEMS投影的正交相位对光线进行识别追踪,利用投影光线与相机构建的三角测量实现了三维重建。进一步发现:由于投影光线的相位一致性特性,光线模型可显著抑制系统非线性响应引起的测量误差,图6(b)展示了单目系统在3步相移条件下(未额外矫正非线性响应),分别使用透视投影模型与光线模型对石膏雕塑的三维重建结果,可见光线模型对非线性响应影响具有免疫性。图6 双轴MEMS激光扫描投影原理和石膏雕塑三维重建结果(3步相移,左图为透视投影模型,右图为光线模型)3.4单轴MEMS激光扫描投影机光线模型标定与三维测量单轴MEMS投影机将激光点扫描拓展为面扫描大幅提升了投影速率,可应用于动态测量。针对单轴MEMS投影机无透镜结构使得针孔模型不适用、单向投影无法提供正交相位特征点的问题,课题组提出一种基于等相位面模型的系统标定方法[5],推导出了相机反向投影射线与该等相位面交点处的三维坐标值与相位值间新的映射函数,实现了快速三维重建。图7展示了使用高速相机搭建的单目测量系统和重建场景,投影采集速率为1000 frame/s,采用4步相移与雷码图相位展开,三维重建速率为90 frame/s。后续为适应更高速率测量应用,可将单目扩展为双目或多目系统,采用单帧解调相位和多极线约束相位展开等方法减少投影图像数量,提升三维测量速率。图7三维测量系统与动态重建场景3.5大畸变镜头成像的光线模型标定与三维测量针对传统低阶多项式不能完备表征大畸变镜头的问题,课题组采用光线模型表征大畸变镜头相机成像,并提出一种完全脱离对相机和投影机内参依赖(透视模型依赖相机与投影机内参)的光线与条纹相位映射的三维重建方法。通过直接标定相机光线与条纹相位的倒数多项式映射系数,避免了繁琐耗时的对应点搜索与光线插值操作。图8为装配4 mm广角镜头的光线标定结果与标准球三维测量结果,可见由于广角镜头畸变较大,光线模型较透视模型重建质量有所提升。图8 广角镜头光线标定与标准球三维测量数据的拟合误差分布(a)透视投影模型,(b)光线映射模型四、总结光线模型通过确定所有像素点所对应光线方程的参数实现标定与成像表征,从而避免了对复杂成像(投影)系统的结构分析与建模,解决了特殊条纹投影三维测量系统的标定与重建问题,同时在条纹投影三维测量的系统非线性相位误差抑制和精度提升上展示出优异性能。在结构光三维测量的未来发展中,可进一步扩展光线模型三维测量的方法与应用,提升测量精度、效率与通用性,解决各类特殊复杂场景中的应用测量问题。参考文献[1] Baker S, Nayar S K. A theory of catadioptric image formation[C]//Sixth International Conference on Computer Vision (IEEE Cat. No.98CH36271), January 7, 1998, Bombay, India. New York: IEEE Press, 1998: 35-42.[2] Yin Y K, Wang M, Gao B Z, et al. Fringe projection 3D microscopy with the general imaging model[J]. Optics Express, 2015, 23(5): 6846-6857.[3] Cai Z W, Liu X L, Peng X, et al. Ray calibration and phase mapping for structured-light-field 3D reconstruction[J]. Optics Express, 2018, 26(6): 7598-7613.[4] Yang Y, Miao Y P, Cai Z W, et al. A novel projector ray-model for 3D measurement in fringe projection profilometry[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2022, 149: 106818.[5] Miao Y P, Yang Y, Hou Q Y, et al. High-efficiency 3D reconstruction with a uniaxial MEMS-based fringe projection profilometry[J]. Optics Express, 2021, 29(21): 34243-34257.课题组简介:本文作者:刘晓利 ,杨洋 ,喻菁 ,缪裕培 ,张小杰 ,彭翔 ,于起峰 ;深圳大学物理与光电工程学院深圳市智能光测与感知重点实验室。以于起峰院士领衔的深圳大学智能光测图像研究院主要研究方向包括大型结构变形与大尺度运动测量、超常光学测量与智能图像分析、计算成像与三维测量以及多传感器融合感知与控制等。
  • 先临三维发布先临三维全自动桌面检测三维扫描仪AutoScan Inspec新品
    AutoScan Inspec全自动桌面三维检测系统将快速准确的三维扫描测量和功能齐全的三维全尺寸检测进行创新性结合,专注于小尺寸精密工件扫描,一体式外观设计,直观的用户界面,引导式操作方式,融合AI智能补扫算法;全自动高效扫描、工业级高精度、出色的数据细节、全尺寸检测流程,保证三维测量和质量控制快速完成,可广泛应用于塑料零部件、叶轮叶片、小尺寸铸件等逆向设计、批量化检测及质量控制等工业场景。● 计量级高精度高性能硬件搭配强劲的3D视觉算法,精度≤10μm,满足工业检测、质量控制等应用要求。● 全自动高效扫描一体式机身搭载三轴设计,自动亮度调节功能,一键快速获取扫描数据。支持多件扫描,数据自动分别存储,快速高效。●出色的数据细节得益于500万像素工业相机,高分辨率展示数据细节。●智能软件支持AI智能补扫算法,智能规划补扫路径,同时兼具路径存储功能,针对重复样品可以导入路径智能扫描。可轻松导出数据至CAD/CAM软件,对接Geomagic Control X、PolyWorks|Inspector、Geomagic Design X 等检测和逆向软件。●应用非接触测量质量检测逆向工程产品设计创新点:1.AutoScan Inspec全自动桌面三维检测系统将快速精准的三维扫描测量和功能齐全的三维全尺寸检测进行创新性结合;2.计量级高精度:高性能硬件搭配强劲的3D视觉算法,精度≤ 10μ m,满足工业检测、质量控制等应用要求;3.500万像素工业相机,高分辨率展示数据细节。先临三维全自动桌面检测三维扫描仪AutoScan Inspec
  • 上海光机所研制成功三维达曼光栅
    近日,中科院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室周常河课题组发明了一种新型衍射光学器件——达曼波带片(DZP),并基于此器件,发明了三维达曼光栅。该光栅可将通常透镜的一个焦点转换成三维焦点阵列,称之为三维达曼阵列。该项工作发表在美国光学学会期刊Applied Optics 51, 1619-1630 (2012)上,并入选Virtual Journal for Biomedical Optics(VJBO)。  传统的透镜对单束激光束来讲只会产生一个聚焦光斑。菲涅尔波带片是一种可以产生轴向多焦点的重要光学元件。然而,在实际应用中,菲涅尔波带片产生的轴向多焦点的强度分布不均匀,且主要能量集中在主焦点上,因而菲涅尔波带片结构并不能提供一种实用的轴向多焦点系统。  该课题组发明的这种新型波带片结构DZP,通过将达曼相位编码的思想引入到二元相位波带片结构中,从而可以在透镜的聚焦后场产生一系列等强度、均匀间隔分布的轴向聚焦光斑阵列,突破了传统菲涅尔波带片轴向焦斑能量分布不均匀的固有缺陷,是与传统菲涅尔波带片属于同一类型、相互并列的重要基础衍射光学元件,在轴向并行激光处理和大景深成像等系统中有重要的实用价值。  该课题组研究人员指出,结合这种达曼波带片和另一个二维达曼光栅,可以在透镜的后场实现按照规则晶格结构排布的聚焦光斑三维阵列,即三维达曼阵列。研究人员通过实验,在一个NA0.13和一个NA0.66物镜的聚焦后场分别实现了5×5×5和6×6×7聚焦光斑阵列。这种按照规则晶格结构排布的三维达曼阵列在三维激光直写光刻、三维光存储、并行光学粒子操控等方面有广泛的应用前景。  这种高数值孔径透镜下产生聚焦光斑的三维达曼阵列是上海光机所余俊杰博士在导师周常河研究员的指导下首次实现的。余俊杰博士在毕业论文中详细论述了其发明的达曼波带片、螺旋达曼波带片等一系列新型衍射光学元件的原理与设计加工流程,解决了三维达曼阵列的设计问题,为其在高数值孔径透镜下的广泛应用奠定了基础。
  • 新视野—三维彩色的电子显微镜照片
    扫描电子显微镜,作为实验室必备工具,其功能如同照相机一样,让我们清晰的观察到材料的微观形貌,放大的尺度可以达到微米级甚至是纳米级别。扫描电子显微镜原理图一 扫描电子显微镜图片(左)和EDX图片(右)扫描电子显微镜的原理是利用电子束轰击样品产生二次电子、背散射电子、特征X射线、阴极荧光等信号,这些信号会被不同功能的探头分别接收,成像得到相对应的图片。比如二次电子信号获得的图片是材料的微观形貌,这个图像是灰度图,如图一(左)。特征X射线的图片则反应了材料的成分表征,但这个图片相比于二次电子形貌图,它是一张彩色图片,如图一(右)。由于扫描显微图片是二维的,是无法直观的获得Z方向的高度值。但样品表面的实际形貌是三维的,或许获得一个三维图像,可以更加准确的得到真实形貌。我们测试一个铝合金的断口,利用Hitachi Map 3D和SU5000的五分割BSE探头的外环四象限,分别获取图片并最终形成一张三维图片,再获取EDX的成分表征结果,两者叠加,可以得到一张彩色的三维形貌成分图,如图二所示。不仅可以在X,Y,Z方向准确的观察样品材料,同时获得三维成分信息分布的情况。图二 3D形貌EDX图片日立多功能自动化热场扫描电子显微镜SU5000,不仅配置有多个高性能探头,还可以对其增加多种扩展附件及软件,如EDS,EBSD,拉伸台,压缩台,加热台,制冷台,冷冻传输,真空转移,纳米操作手等,也可以进行光镜与电镜联用,原子力显微镜联用,拉曼联用, 3view超薄切片等,甚至可以多附件的联合使用,真正实现了一机多能。图三 SU5000及5分割BSE探头公司介绍: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。
  • 智能自定位 创领高效率 FreeScan Trio 三目激光手持三维扫描仪
    FreeScan Trio三目激光手持三维扫描仪为先临三维自主研发的又一款跨时代创新产品,是先临天远FreeScan系列的旗舰机型。FreeScan Trio采用公司原创的智能自定位技术,可实现不贴点激光扫描;同时配置了高分辨率的三目视角和132束激光线以及五种测量模式(高效/标准/精细/深孔扫描模式,摄影测量)。智能自定位技术,无需贴点高效模式下,采用原创自定位技术,通过98线密集激光阵列配合三目视角,省去粘贴和去除标志点的冗长辅助工作,且无需光学跟踪,大幅提升工作效率,高性能激光光源无惧黑色、高亮材质。高精度,保障准确测量标准模式下,专注于获取高精度的测量结果,精度最高可达0.02mm(精细模式下0.01mm)。快速扫描,打造流畅体验结合2,510,000点/秒的扫描速度和650mm×580mm大幅面,以及优化软件算法,打造快速流畅扫描体验。高分辨率,完整还原细节精细模式下,最小点距可达0.01mm,配合500万像素工业相机,完整获取细微特征。深孔扫描,应对狭窄区域深孔模式下,具有更小镜头夹角,能够有效减少视觉盲区,提升数据获取完整度。摄影测量,全局精度控制全新升级三目摄影测量,无需编码点,高效控制大尺寸物体三维扫描的全局精度,此测量模式下体积精度高达0.02mm+0.015 mm/m。
  • 先临三维发布先临三维 双蓝光手持扫描仪 EinScan HX新品
    先临三维基于多年三维测量经验,结合市场需求,创新性地将蓝色LED光源与蓝色激光光源集于一款设备,两种光源,兼容多种表面材质和物体尺寸;一机多用,兼顾效率与数据质量,满足用户的多重需求,既有 LED结构光的快速高效,又兼顾激光的精度和细节,赋予EinScan HX更多应用可能。● 双蓝光搭配双蓝光,让EinScan HX结合了LED结构光与激光的优势,提高了对扫描材质和环境光适应性,赋予产品广泛的应用。● 高品质数据激光模式下,精度0.04mm,最小点距0.05mm,高分辨率展示物体精致细节,满足大部分工业应用场景的需求。● 快速高效快速模式下,采用蓝光 LED结构光扫描,无需粘贴标志点即可快速获取三维数据,扫描速度1,200,000点/秒;激光扫描模式配备双7线+1线蓝色激光,为逆向设计、CAD/CAM以及3D打印快速提供高品质3D数据。● 材质适应广泛独特的反光材质及黑色表面算法,软件一键设置,轻松获取黑色和反光材质物体高品质3D数据。● 便携易用没有冗余的软件设置,清晰的工作指导流程,灵活便携,可在各种扫描场景中灵活应用。人体工学设计,净重仅710g,轻松握持。创新点:1.双蓝光搭配双蓝光,让EinScan HX结合了LED结构光与激光的优势,提高了对扫描材质和环境光适应性,赋予产品广泛的应用。2.快速高效快速模式下,采用蓝光 LED结构光扫描,无需粘贴标志点即可快速获取三维数据,扫描速度1,200,000点/秒;激光扫描模式配备双7线+1线蓝色激光,为逆向设计、CAD/CAM以及3D打印快速提供高品质3D数据。3.材质适应广泛独特的反光材质及黑色表面算法,软件一键设置,轻松获取黑色和反光材质物体高品质3D数据。先临三维 双蓝光手持扫描仪 EinScan HX
  • 楚光三维完成近千万天使轮融资
    9月19日消息,光学微纳3D传感器制造企业「楚光三维」完成近千万元人民币天使轮融资,该轮融资由峰瑞资本独家领投。据了解,该轮融资将被用于下一代精密光学三维成像技术平台的研发投入、早期团队建设以及新产品开发。公司以光谱共焦成像技术切入,致力于打造下一代精密光学三维成像技术平台,立志成为全球领先的微纳米级光学三维感知和量测检测仪器提供商。对于本轮融资,峰瑞资本(FreeS Fund)早期项目负责人李罡表示,随着由下而上的先进制造工艺能力及其应用推动的相关行业不断快速的发展,高精度成像,特别是微纳三维成像的需求也将快速增加。“楚光团队凭借多年的行业经验和科研积累,依托光谱共聚焦,编码成像等技术成果基础,能够快速地为微纳三维结构的高速高精度测量提供解决方案。相信在相关产业升级和先进制造的浪潮下,楚光能成为领先的精密量测平台企业。”湖北楚光三维传感技术有限公司成立于2022年11月,总部设立于湖北武汉光谷,是一家依托华中科技大学仪器科学与技术系,在光学微纳三维感知和量测领域有二十余年科研及项目开发经验,拥有多项核心专利的光学微纳3D传感器技术研发企业。楚光三维两款核心产品的光谱共焦技术原理楚光三维第一款产品“线光谱共焦3D传感器”工程样机已准备完成,是国内首批进入量产的线光谱共焦类产品,第二款产品 “面共焦3D显微传感器”原型机已打磨完成,是全球首款“面阵光+共焦成像”技术商业化产品,可实现微纳三维高效高分辨率量测检测。线光谱共焦3D传感器原理是,利用色散光学,经过高精度双轴共焦与成像系统,将样品高度信息编码到波长,相机捕获波长编码和强度信息,形成样品的高度轮廓线。沿水平方向扫描样品,对扫描区域逐行生成高度轮廓线并分析和处理,即可生成样品亚微米级精度的3D形貌、3D多层形貌。楚光三维另一款产品“面共焦3D显微传感器”,可实现“快照式”微纳3D显微成像。其原理是,基于高精度同轴共焦成像方法和主动显微照明技术,将宽频率范围的结构光投射到被测样品表面,进而通过显微镜抓取表面结构光成像并层析分析,重建表面形貌,即可获得被测表面结构微纳3D形貌、3D多层形貌。团队构成上,楚光三维具备华中科技大学仪器科学与技术系的专家科研团队,以及10余年三维成像市场化从业经历的的工程化运营团队。其中,楚光三维首席科学家刘晓军教授,长期从事微纳米3D测量技术攻关,完成多项国家级重点项目,在光学微纳3D感知与量测领域具有大量技术积累。楚光三维创始人兼CEO李敏是一名连续创业者,先后在半导体、3D视觉初创公司担任联合创始人 和业务负责人。商业化上,楚光三维的第一款产品“线光谱共焦3D传感器”去年已经完成了工程样机,并完成了多次工程机的迭代,计划今年完成量产。此外,尽管产品还在测试中,该样机已经有意向订单。
  • 中国学者开发小型化在体实时三维显微成像设备
    “为了更关键的可行性验证,我们需要直接在人体上采集活体成像数据。不过毕竟仪器还处于实验室里的工程样机阶段,搬去临床科室的条件尚不成熟。这时候伊丽莎白希尔曼 (Elizabeth M. C. Hillman)教授当仁不让地站出来,成为了 Medi-SCAPE 系统的第一位志愿者。”中国科学技术大学特任研究员梁文轩回忆道,“这样的成像实验我们至少做了三次,每次都持续三四个小时,全都是希尔曼 教授自己做受试。因为她坚持表示,在充分验证安全性之前,必须由她自己承担风险。”梁文轩博士(图片来源于网络)2022 年春季,他选择回国加入中国科学技术大学。在此之前,其在美国哥伦比亚大学祖克曼研究所从事博士后研究。针对临床对在体实时三维病理学显微成像的需求,他研制了小型化的扫掠共焦对准的平面激发(swept confocally-aligned planar excitation,SCAPE)原型系统,并通过实验探索了其在实时在体病理学成像领域的应用潜力。2022 年 3 月 28 日,相关论文以《高速光片显微镜用于原位获取活体组织的体积组织学图像》(High-speed light-sheet microscopy for the in-situ acquisition of volumetric histological images of living tissue )为题发表在 Nature Biomedical Engineering 上 [1]。图丨相关论文(来源:Nature Biomedical Engineering)实时在体三维病理学成像的需求组织病理学在医院各科室的疾病诊疗中应用广泛,是包括各种癌症在内的绝大多数临床疾病的诊断金标准。常规的组织病理学检查首先需要活检取材,即通过开放式活检、内窥镜活检、穿刺活检等方式,在(疑似)病变区域切取小块组织样本,然后将该组织样本送检病理科,之后经过固定、脱水、浸蜡、包埋等一系列处理步骤制成病理切片,并将其放在光学显微镜下,观察组织的微观结构与细胞形态,从而分析和获取相关的病理学诊断信息。不过,需要说明的是,这套传统的标准流程也存在一定的局限。首先是得到病理准确结果的等待时间长,至少要十几个小时。后来临床中发展出了术中冰冻病理切片,简化了组织处理的步骤,但依然需要大概 20 分钟,所以无论是常规的组织病理还是术中冰冻病理,都不适合需要实时诊疗反馈的场景。其次,活检取材加病理学切片观察本质上是离体的观测手段,难免会切除正常组织,影响患者体验和术后恢复。此外,离体的活检组织会失去其在体时的代谢和功能动态,而这些信息却对判断活体组织的状态和病变程度来说颇具价值。因此,需要探寻一种更为理想的解决方案。比如,研发一种在体、原位的光学显微成像方法,在不切除组织的情况下,能够直接可视化活体组织的三维微观结构乃至其功能动态,给医生提供实时或者至少是即时的组织病理学级别的图像信息。这样既可以在肿瘤切除手术中为医生提供实时的诊断反馈,推动提升手术的精准度和疗愈率,也可以在诸如早癌筛查、治疗随访等临床场景中,辅助医生更准确、更快速地评估待探查组织的健康或病变状况,及时采取相应的诊疗措施,在保证检测准确率和灵敏度的前提下,尽量减少对正常组织的损伤,最终改善诊疗效率和患者体验。据介绍,临床上现有的各种手术显微镜和内窥镜,大多是基于宽场照明的反射光显微镜,只能拍摄组织表面的形态,无法可视化皮下(或黏膜下)的组织形态。因此,要想在不切片的前提下直接获取厚生物样本(即使仅有几十微米厚)的三维层析图像,也即实现对原位在体组织的三维显微成像,需要开发具有光学层析能力的三维光学显微成像方法。过去几十年来,具备光学层析能力的活体显微成像技术取得了诸多进展,诞生了多种不同的成像机制。其中,与病理学显微成像密切相关的主要有两大类。第一类是基于“点扫描光学层析”的显微成像,典型代表包括共聚焦(反射或荧光)显微镜、双光子荧光显微镜等。但其成像速度不足,易受活体组织运动的影响,难以实施大范围或者三维扫描成像。第二类是光片荧光显微镜,也被称为层状光选择照明显微镜。但由于其狭窄的样本空间,这种显微镜不适用于临床场景的活体组织成像。所以,理想的适合于实时在体病理学成像的显微成像技术应该具备以下几个方面的特征。第一,能够实现“无需切片、胜似切片”的三维成像效果的光学层析能力。第二,微米级别的空间分辨率。第三,可以兼容不同的组织形状和前视式成像架构的开放的样本空间。第四,拥有尽可能高的三维体积成像速度,以有效对抗活体组织运动的干扰,使得快速、大范围、三维全景成像成为可能,为临床诊疗提供更丰富、更全面的图像引导。探索 SCAPE 显微术于实时在体病理学成像领域的应用据介绍,基于前述的临床需求和现有成像技术的局限,在导师的指导下,他所在的团队启动了将 SCAPE 显微成像技术应用于实时在体病理学成像的探索,并将此研究项目称之为 Medi-SCAPE。作为扫描斜光片三维显微成像方法的代表,SCAPE 显微术由希尔曼 课题组于 2015 年率先提出。简单来说,其基本的工作原理是,使用单个主物镜既产生(相对于主光轴)倾斜的激发光片,又收集光片所激发的荧光,即同一个物镜以“双肩挑”的方式既用作激发物镜也用作探测物镜,从而将传统光片显微镜的正交双物镜架构简化为 SCAPE 的单物镜前视式架构。在继承正交光片显微成像的光学层析能力的基础之上,SCAPE 显微镜的第一个优势是提供了开放的样本空间。无论是线虫、斑马鱼、果蝇等模式动物,还是人体的器官和组织,只要能放置于主物镜前面,就可以实施三维成像,视野范围大约为 0.8 毫米见方 0.3 毫米深。其单物镜前视式架构与宽场手术显微镜和内窥镜一致,天然适合临床中的实时在体成像需求。不仅如此,SCAPE 显微镜还巧妙引入了远程光片扫描与去扫描机制,整机除了扫描振镜以外,没有其他的机械运动部件,可以在主物镜与样本保持相对静止的前提下完成高速三维成像,极大程度地提升了二维帧率和三维体积率的上限。在实际中,受限于科研级互补金属氧化物半导体相机的帧率,现行 SCAPE 显微镜的体积率大约在 10 体积/秒左右,相较点扫描模式而言,已经有数量级的提升,这是 SCAPE 显微镜的另一个重要优势。尤为关键的是,SCAPE 的三维体积率优势,使得在体大范围三维全景成像成为可能。医生不再需要采集规则排布的三维体数据阵列,而是可以自由地操控 SCAPE 显微探头,在待探查组织的表面随意游走。即使存在活体组织与探头之间的无规则轴向相对运动,SCAPE 的高速三维体积率仍能保证相邻的两组体数据块之间有足够的三维空间重叠,从而支持后期通过三维配准和融合算法“去抖动”,实现“漫游式”扫描三维全景成像。“这对于肿瘤边界判别、早癌筛查等临床应用尤为关键,也是我们希望将 SCAPE 显微镜推向临床应用的重要动力和信心来源。”他表示。据其介绍,SCAPE 显微成像技术问世以后,首先在生命科学领域的研究中显示了强大的潜力,在基础科学和技术创新两方面,都取得了一系列重要进展。在以往的成像实验中,样本通常是表达了荧光蛋白或钙离子指示剂的转基因培养细胞或者模式动物,其拥有相对较强的荧光信号。但在临床活体成像应用中,显然不能在人体细胞中表达荧光蛋白,而临床上获批允许用于人体的荧光染料的种类和特异性也有限。因此,该团队更希望能够借助机体的自发荧光来实施无标记成像。不过,需要说明的是,自发荧光是相对较弱的。那么,SCAPE 显微镜能否利用无标记组织的自发荧光信号,获得与标准病理学图像一致的微观组织结构,以及其成像结果能否有效反映健康组织和病变组织,在微观形态学或功能学方面的区别呢?图丨用 Medi-SCAPE 对多种新鲜小鼠组织进行无标记成像(来源:Nature Biomedical Engineering)围绕这一问题,该团队首先在小鼠上试验了肝、脾、肺、肾、胰腺等新鲜离体的器官或组织,验证了 SCAPE 显微镜能够在不破坏目标组织的前提下,有效地可视化其三维微观结构,并得到了与组织病理学切片图像高度匹配的三维图像。并且,他们也在活体小鼠肾脏上诱导了缺血和再灌注的过程,并成功追踪了肾皮质中近端和远端肾小管的荧光信号在此过程中的动态变化,验证了 SCAPE 显微镜在快速三维结构成像的同时,也能够捕捉活体组织的功能动态。图丨小鼠大脑和肾脏的体内功能成像(来源:Nature Biomedical Engineering)进一步地,他们测试了被手术切除的慢性肾脏病患者的新鲜肾脏,从 SCAPE 图像中清晰地观察到了小血管粥状硬化等血管形态方面的诊断特征,分辨毛细血管簇、鲍曼囊腔等肾小球内部结构,并能够区分出正常和出现硬化症的肾小球等。研制小型化 SCAPE 显微镜样机,实现同等效能的高速三维体积成像上述在体或新鲜离体小鼠组织的成像实验,都是在台式 SCAPE 显微镜上进行的。由于该设备的占地面积约 1 平方米,体积庞大,结构复杂,所以并不适用于术中肿瘤边界判定或皮肤病变治疗随访等临床场景。梁文轩 表示:“要在这些场景下充分发挥 SCAPE 显微技术的潜能,就需要一台小型化、轻便化的 SCAPE 显微成像探头。能否小型化或微型化,以及能小型化到什么程度,这是 Medi-SCAPE 项目需要回答的第二个关键问题,也是我当时主力承担的课题任务。”他和导师经过仔细分析,决定在第一代样机设计中不追求极致微型化,而是尽量采用市面上可以买到的元件,以完成初步的可行性验证为重点。基于此,梁文轩 通过深入思考,提出了模组化的创新架构。首先将光片生成透镜与荧光探测物镜整合为远端收发模组,简化掉了台式 SCAPE 设计的二向色镜和分叉光路;然后优化折叠了从第二物镜到主物镜的近端级联 4f 光路,使得前端模组更加紧凑。由此配合选用尺寸小得多的光学元件,他成功研制了一台小型化 SCAPE 显微镜样机,使整机面积缩小至台式 SCAPE 的 20%,并取得了同等水平的荧光收集效率和三维分辨率(约 0.81.12.1 微米),能够以约 10 体积/秒的体积率扫描成像约 400×700×160 微米长宽深的三维视场,且同样能够利用内源性自体荧光进行高速三维体成像。小鼠新鲜无标记组织的成像实验表明,该样机能够清晰解析肝、肾、肠粘膜等多种器官的细胞级精细结构。“虽然该样机的前端探头部分与科学级互补金属氧化物半导体相机装配在一起,并没有完全做到轻便灵活的手持式探头形态,但其全面采用了尺寸更小的光学元件,依然为 SCAPE 显微镜的小型化提供了有力的可行性验证。”他补充说。图丨 Medi-SCAPE 系统设计(来源:Nature Biomedical Engineering)此外,在台式和小型化 Medi-SCAPE 平台上,该团队还利用健康志愿者的舌头,模拟了大范围漫游采集模式。实验中由志愿者随意地“舔过”主物镜来模拟漫游模式,然后从所得的高速“体数据流”中可以准确估计和恢复相邻体数据块之间的三维错位,进而通过配准与融合算法生成涵盖若干毫米范围的三维全景图像。拼接后的全景图像呈现不规则的边界,这说明在应用 SCAPE 进行全景三维成像时,并不需要仔细地控制漫游轨迹,这也是 SCAPE 显微术独特的优势所在。“等到将来研制出更加便携的手持式 Medi-SCAPE 探头时,医生可以灵活地操控该探头在各种组织表面自由地游走以及调整探头的倾角,无需担心这些操作对三维全景拼接的影响,大大提升探头的临床实用性。”他说。图丨人体口腔的活体成像(来源:Nature Biomedical Engineering)致力于为基础科学和临床应用提供切实有益的解决方案据梁文轩介绍,他本科和硕士就读于清华大学生物医学工程系,以医学影像为主要研究领域。在硕士阶段,其研发了基于数字信号处理器芯片(Digital Signal Processor,DSP)的高性能三维锥束 CT 重建算法,通过深入底层汇编语言的流水线并行算法,大幅刷新了 DSP 平台上的算法性能记录。硕士毕业后,他来到美国约翰斯霍普金斯大学生物医学工程系攻读博士学位,将研究目光转向生物医学光学与光子学领域。在博士阶段,他主导研发了两代基于光纤扫描的微型双光子显微内窥镜,在直径仅 2.2 毫米、重量不足 1 克的超微型内窥探头中集成了双光子激发、焦点扫描和荧光收集等全部功能。博士毕业后,其在约翰斯霍普金斯大学从事了半年多的博士后研究,后入职哥伦比亚大学祖克曼研究所,跟随 SCAPE 显微技术的发明人开展博士后研究。除了如前所述的小型化 Medi-SCAPE 样机研发,他还提出了基于纤维光锥的跨介质中间图像耦合机制,解决了制约介尺度 SCAPE 显微镜的信号效率瓶颈,并据此研发了具备 440.4 毫米长宽深超大视场的 meso-SCAPE 系统。目前,他在中科大担任特任研究员,在合肥本部物理学院和苏州高等研究院生物医学工程学院同时开展教学与科研工作。关于该项研究,他表示会有两个方面的后续计划。一方面是进一步推进 Medi-SCAPE 的微型化,朝着 10 毫米直径的细长硬管形手持式 Medi-SCAPE 探头,以及直径 3 毫米以下的柔性光纤微型 SCAPE 探头等目标前进。另一方面是与临床专家紧密合作,深入理解不同科室的特点和对在体病理学成像技术的需求,从而定制化开发台式、手持式或内窥式架构的 Medi-SCAPE 成像设备,并联合开展成像实验和临床测试等。此外,他所带领的课题组,未来仍会围绕活体三维显微成像开展方法学创新与应用研究,探寻成像原理、采集策略、架构设计等方面的方法学创新,为基础生命科学研究和临床诊疗应用创制切实有益的前沿技术和解决方案。“欢迎具有交叉学科背景或是希望获得交叉学科训练、有志于推动自主知识产权国产高端科研和医疗仪器研发的同学加入课题组,也诚挚希望能与怀有同样愿景的学术界和产业界同仁取得联系,深入磋商,共同努力。”梁文轩 最后说。参考资料:1. Patel, K.B., Liang, W., Casper, M.J.et al. High-speed light-sheet microscopy for the in-situ acquisition of volumetric histological images of living tissue. Nature Biomedical Engineering 6, 569–583 (2022). https://doi.org/10.1038/s41551-022-00849-72.Voleti, V., Patel, K.B., Li, W. et al. Real-time volumetric microscopy of in vivo dynamics and large-scale samples with SCAPE 2.0. Nature Methods 16, 1054–1062 (2019). https://doi.org/10.1038/s41592-019-0579-4本文作者:路雨晴
  • 三维成像有了共聚焦、双光子,为何还要光片显微镜?
    组织透明化和光片显微镜诞生的必要性生物组织的三维特性使得生命科学的研究都需基于3D空间信息而进行分析,如脑部神经投射、血管分布以及肿瘤微环境等。传统组织学检测包括对冰冻或者石蜡包埋的组织样本进行切片,从而产生微米级别的切片,研究者可以对该切片进行免疫组化染色从而获得细胞层面信息。生物学家早就认识到组织薄切片比厚组织观察起来更加容易,显微切片机将组织切割成微米厚度的二维切片,通过二维切片我们可以获得单细胞层面的信息(Richardson & Lichtman, 2015)。但是三维组织结构可以让人们全面理解器官在正常功能和病理状态下的关键信息,例如神经系统就迫切需要进行三维结构的成像,因为大多数单个神经元向许多方向延伸,它们的真实性质和功能无法通过二维切片来确定;此外,发育生物学需要在三维结构上才能更好的认识器官甚至整个动物的形态发生(Chung et al., 2013)。因此获取完整生物组织在单细胞分辨率尺度上的三维结构一直是生命科学领域的重要目标之一。怎样才能获得组织的三维层面信息?一种方法是通过将一系列连续的切片输入电脑进行三维结构重建,但是这种方法在技术上具有挑战性,因为组织在此过程会被撕裂、折叠、压缩或拉伸从而导致组织某个部分的损失或变形,由于剖面不完整,最终的体积重建可能无法还原最原始的三维结构(Oh et al., 2014)。还有一种方法是使用光学切片技术进行整体成像,比如激光共聚焦、双光子显微镜和转盘显微镜等成像显微镜的使用,这些成像显微镜可以对小组织进行三维结构成像,但是这些现代的显微技术没办法解决组织太厚带来的严重速度滞后问题,以及强激光造成的光漂白、光毒性等问题。光学成像与细胞荧光标记相结合,因其具有良好的空间分辨率和高信噪比,是收集器官或组织单细胞分辨率信息的实用方法之一。然而,组织不透明是全组织和全器官光学成像的主要障碍之一,因此要进行光学成像就要进行组织透明化。那么是什么原因导致组织不够透明?在组织中,生物物质如水、脂类、蛋白质和矿物质通常以不均匀的混合物存在,它们的不均匀分布导致光发生强烈的横向散射,此外,生物物质有时会在细胞内外形成不均匀的结构,包括脂质颗粒和细胞器(如线粒体)、大的蛋白质簇(如胶原纤维)、甚至全细胞体积(如红细胞),当光被分子、膜、细胞器和组织中的细胞反射时,本来应该以直线传播的光线会发生多次偏移,因此光不能直接穿过组织从而形成光的散射(Tuchin, 2015 Wen, Tuchin, Luo, & Zhu, 2009)。组织不透明的另一个原因是光的吸收,血红蛋白、肌红蛋白和黑色素是生物组织中吸收可见光的主要分子,血红蛋白存在于所有脊椎动物(除了鳄鱼、冰鱼)和许多无脊椎动物中,样品内的光吸收可以限制激发光进入组织和荧光发射返回到探测器(Richardson & Lichtman, 2015)。正是由于光的散射和光的吸收,导致光的分布加宽、光的强度衰减,特别是在组织的深层区域,最终导致组织不透明,无法进行全组织三维结构光学成像。因此,组织透明化的目的主要是减少光的散射和吸收,以获得更好的光学成像效果(图1)(Gracie Vargas, 2001)。图1 实现组织透明化的关键步骤 (Susaki & Ueda, 2016)当光穿过组织时,由于脂质、色素的存在,导致光发生散射和吸收,从而组织不透明;组织透明化最主要的目的是通过脱脂、脱色等步骤从而减少光的吸收和光的散射。三种组织透明化方法类型:有机溶剂型、水溶剂型、水凝胶型经科学家的不断研究和突破,多种组织透明化方法相继被提出和优化。组织透明步骤包括:①样本固定;②样本透化(依据组织特性选择脱脂、脱钙、脱色、脱水或水化);③折射率匹配。有机溶剂型透明化方法还涉及到组织脱水过程,根据组织成像需要还要涉及到样本免疫标记(图2)(Almagro, Messal, Zaw Thin, van Rheenen, & Behrens, 2021);为了避免组织发生形变以及检测目标丢失,在透明化之前必须进行样本固定,但是固定程度需要控制,如果固定太弱,组织会软榻,如果固定过头,会阻碍免疫标记;一般使用多聚甲醛(PFA)、戊二醛(GA)进行组织固定,PFA可以均匀的固定大于500微米直径的样品,GA比PFA固定效果好,但是速度慢(分子较大,扩散速度慢),SWITCH方法通过改变pH提高GA效率,GA一般适合固定脆弱以及蛋白表达较弱的组织;在组织切片中我们通过抗原修复减少醛固定时造成的抗原表位封闭(二硫键),在水性透明化方法SHIELD采用聚甘油-3-聚缩水甘油醚(P3PE)既能固定组织又能保存蛋白质;透化过程中用到的试剂主要有三种类型:①有机溶剂;②高水化试剂;③脱脂试剂;随后用高折射率的物质替换组织液体进行折射率匹配,实现组织透明。(Park et al., 2018)。图2 组织透明化基本流程(Almagro et al., 2021)(a) 不同来源样本获取。(b) 用不同方式(去垢剂、醇类化学试剂、电泳)增加组织通透性。(c) 组织标记(抗体、染料、凝集素)以及透明化(有机溶剂型透明化方法、水溶剂型透明化方法)。(d) 组织成像(三维数据、定量分析)。依据各透明化方法中使用的溶剂及其作用原理将现有的组织透明化方法主要分为三类:有机溶剂型、水溶剂型、水凝胶型(图3)(Matryba et al., 2020 Ueda et al., 2020b)。基于有机溶剂的组织透明化方法通过使用高折射率(RI)的有机溶剂将不同成分的RI均质,从而获得极好的组织透明度。BABB组织透明化方法可以完全透明胚胎和幼鼠大脑(Dodt et al., 2007),但该方法中乙醇脱水作用会导致内源性GFP信号淬灭,无法透明有髓组织。通过引入四氢呋喃(THF)和二苄醚(DBE), 3DISCO能够实现大多数成年啮齿动物器官的良好透明度,并将FPs保存几天,虽然DBE能有效保护内源荧光信号,但是DBE降解产物如过氧化氢、醛类物质会对荧光蛋白产生有害干扰(Erturk et al., 2012)。与3DISCO相比,uDISCO能够实现全身透明化和成像,并在数月内保持内源性FPs(Pan et al., 2016)。a-uDISCO是uDISCO的改良版本,通过调节pH条件提高荧光强度和稳定性(Li, Xu, Wan, Yu, & Zhu, 2018)。然而,uDISCO和a-uDISCO都不能有效的透明化高度着色的器官和硬组织。为了解决这些限制,赵瑚团队开发了聚乙二醇(PEG)相关溶剂系统(PEGASOS),该系统可以透明所有类型的组织,同时保留内源性荧光(Jing et al., 2018)。朱丹教授团队通过温度和pH值调节开发了一种基于3DISCO,称为FDISCO,FDISCO有效的保存了FPs和化学荧光示踪剂,并允许在几个月内重复拍摄样品(Qi et al., 2019)。最近开发的sDISCO通过添加抗氧化剂稳定DBE,进一步保留了荧光信号。蛋白质也可以通过免疫标记来观察。由Renier等人开发的iDISCO可以对小鼠胚胎和成年器官进行全贴装免疫标记和体积成像(Renier et al., 2014)。vDISCO是一种基于纳米体的全身免疫标记技术。该技术将FPs的信号强度增强了100倍以上,并揭示了Thy1-GFP-M小鼠的全身神经元投射(Cai et al., 2019)。虽然有机溶剂方法表现出出色的透明性能,并实现了亚细胞分辨率的全身成像,但也存在一些不足,例如样品的大幅收缩、大多数有机溶剂的毒性和荧光蛋白的猝灭。由于油性透明化方法存在诸多缺点,水性透明化方法诞生,水性与油性透明化方法最大区别在于水性试剂具有强亲水性,更有利于荧光信号的保存,适用于自带荧光的组织样本进行透明化。水性透明化试剂主要包括:单纯浸泡透明化和高水化脱脂透明。ClearT是基于甲酰胺的浸泡型透明化方法,速度快,但是会导致组织膨胀且荧光信号会淬灭。PEG可以稳定蛋白质构象,继而发展了可保留荧光蛋白的ClearT2透明化技术,但该方法透明度比ClearT低。SeeDB技术以果糖和硫代甘油为主要成分,可以在几天内将组织透明化,但果糖粘度过高导致组织内渗透性低,在此基础上衍生出FRUIT透明化方法,尿素的使用降低了果糖粘度,提高试剂流动性和渗透性。浸泡型透明化方法不能去除脂质,因此样本透明度有限。SDS、Triton X-100可以有效去除脂质,水化法通过在透明化过程中去除脂质,利用水化作用降低样本折射率进而实现组织透明化。Scale技术利用尿素水化作用进行透明化,可保留荧光信号,但该方法操作时间较长,易导致组织破碎。CUBIC在Scale基础上添加了胺基醇,可以去除血红素使组织脱色,也可以保留荧光信号(Tian, Yang, & Li, 2021)。水凝胶解决了高浓度去垢剂导致样本形变的问题,水凝胶与样本中蛋白质和核酸分子形成共价连接便可以固定和保护细胞结构。水凝胶型组织透明化方法是一种基于水凝胶的组织透明化方法,利用丙烯酰胺凝胶将生物分子固定在它本来的位置,用水凝胶来替换组织中的脂类,让溶液中的单体进入组织,然后对其稍微加热,上述单体开始凝聚为长分子链,在组织中形成高分子网络,这一网络能够固定组织的所有结构,但不会结合脂类,随后快速将脂类抽出,便获得了完整透明的立体组织,如脑组织中的神经元、轴突、树突、突触、蛋白、核酸等都完好的维持在原位。这种独特的组织脱脂方法能够最小化结构破坏和生物分子损失。该方法的脱脂方式主要有两种:电泳和简单被动脱脂,均能有效去除脂质,从而大大提高了水凝胶组织的光学透明度和大分子通透性(Chung et al., 2013 Treweek et al., 2015)。CLARITY透明化方法利用凝胶包埋样本,并利用电场力去除脂质使样本快速透明;SHIELD通过环氧化物P3PE固定组织实现蛋白的保护,之后使用SDS进行被动或主动脱脂。水性透明化方法虽然可以部分解决荧光蛋白易淬灭的问题,但是也存在透明时间长,透明能力低的缺点,一般适用于小样本组织透明化。水凝胶透明化方法操作过程复杂,且需要一定的设备。图3 组织透明化方法的主要类型 (Ueda et al., 2020b)(A) 有机溶剂型透明化方法通过使用有机溶剂依次将组织进行脱水、脱脂、折射率匹配,在短时间内可使组织完全透明。然而,有机溶剂会快速漂白荧光蛋白的信号并且使组织皱缩。(B) 水溶剂型透明化方法以水溶性试剂对组织依次进行脱色、脱脂、折射率匹配,从而使组织完全透明。该方法具有更高的生物安全性和兼容性。(C) 水凝胶型透明化方法通过凝胶将生物分子固定在原来的位置,随后对组织进行脱色、脱脂、折射率匹配操作,从而使组织透明。基于水凝胶的方法可以保留足够的RNA用于分析,如荧光原位杂交;由于水凝胶网会固定组织,因此会使组织体积扩大几倍。组织透明化方法的选择(对于不同检测目标、不同组织、含有特定化学成分的组织选择的组织透明化方法以及试剂不同)组织透明化从2014年兴起以来,前期主要在神经科学领域广泛应用,随着透明化方法的不断改进,目前在发育生物学、免疫学、肿瘤学研究中也被广泛应用。检测目标不同,透明化方法中的试剂选择不同,水凝胶适用于不稳定分子如RNA的保存,CLARITY方法中用到的化学试剂单丙烯酰胺或双丙烯酰胺对细胞内部结构进行很好的固定,使得在后期脱脂等处理后组织内部结构依然保持;常用的样本固定试剂是甲醇,在使用过程中可以较好的固定蛋白质(表1)(Almagro et al., 2021)。表1 不同试剂适用于不同检测目标(Almagro et al., 2021)水性试剂蔗糖和尿素对内源性荧光试剂、脂类试剂比较友好;而有机溶剂苄醇-苯甲酸苄酯(BABB)会造成脂质洗脱和蛋白质荧光基团淬灭,所以不能用于脂肪组织的检测;聚乙二醇(PEG)是有机溶剂型透明化方法PEGASOS中用到的试剂,可以有效保护内源性荧光;此外在有机溶剂型透明化方法中可以通过调节pH、温度达到保护荧光的效果,如FDISCO在四氢呋喃(THF)中,维持碱性pH和低温下,EGFP荧光信号可以维持数月(表2)。此外,免疫标记中使用的小分子染料(如细胞核染料DAPI、碘化丙啶、RedDot和SYTO)、凝集素、抗体对目标进行标记,其中抗体被动扩散速度非常慢,免疫染色可以通过优化抗体浓度、温度、孵育时间等提高染色效率;我们也可以通过减小样品体积、用小分子荧光染料代替抗体增强染色效果。也可以通过改变荧光标记的亲和属性如SWITICH方法,让它们在组织中自由扩散再进行结合;通过电泳的方式也可以提高染色效率(Almagro et al., 2021)。 表2不同试剂对于荧光信号的保留(Almagro et al., 2021)此外,某些组织中含有较难去除的成分如色素、脂肪,其中血红素是组织中较难去除的色素,仅仅通过灌注PBS不足以去除肾脏、心脏、肌肉、肝脏中的血红素,可以选择含有漂白剂成分的试剂进行脱色如双氧水,并且能去除自发荧光,但是过氧化物处理会损伤目标荧光蛋白,所以荧光标记一般在漂白之后进行;前列腺和乳腺富含脂肪,会阻碍抗体进入、光线穿透,可以选择含有去垢剂成分的组合如TritonX-100、SDS、CHAPS等进行脱脂,去污剂可以破坏脂质双层使组织形成可以运输出组织的胶束,SHANEL方法中的CHAPS能生成较小的胶束,能更快的从组织中析出,具有有效的去脂效果。当组织较大时,被动去脂速度就比较慢,这时可以通过电泳的方式加快进程;电泳组织透明设备(ETC)和随机电子迁移(使用旋转电场或在单向电场内旋转样品)可以加速去脂。其它类型组织如硬组织骨骼,其中含有的钙化矿物质阻碍光的穿透,50%-70%的骨骼由遍布蛋白基质的钙化羟基磷灰石(HAP)晶体组成,这时可以选择含有钙螯合剂组合的方法如乙二胺四乙酸(EDTA)中性缓冲液,进行脱钙处理(表3)(Almagro et al., 2021)。表3不同试剂对于细胞组分去除(Almagro et al., 2021)组织透明化方法的应用范围不同组织在透明化方法的选择上都有所不同,根据组织成分、检测目标、组织类型选择不同的透明化方法,下表是不同透明化方法在不同健康以及肿瘤组织上的应用实例,对于组织在选择方法的时候可以借鉴这些实例,从而更好的避开长时间的摸索(表4)。表4 不同透明化方法应用到不同肿瘤组织举例(Almagro et al., 2021)此外,利用组织透明化方法可以实现人类器官三维成像(图4)(Ueda et al., 2020a)。图4 人类胚胎组织以及器官透明化三维结构图(Ueda et al., 2020a)(a) 胚胎周围神经三维图像。(b) 泌尿系统中的肾脏和Wolffian管。(c) 胚胎背部、手臂、头部肌肉。(d)手部脉管系统。(e)手部三种感觉神经。(f)肺上皮小管。参考文献Almagro, J., Messal, H. A., Zaw Thin, M., van Rheenen, J., & Behrens, A. (2021). Tissue clearing to examine tumour complexity in three dimensions. Nat Rev Cancer, 21(11), 718-730. doi:10.1038/s41568-021-00382-wCai, R., Pan, C., Ghasemigharagoz, A., Todorov, M. I., Forstera, B., Zhao, S., . . . Erturk, A. (2019). Panoptic imaging of transparent mice reveals whole-body neuronal projections and skull-meninges connections. Nat Neurosci, 22(2), 317-327. doi:10.1038/s41593-018-0301-3Chung, K., Wallace, J., Kim, S. Y., Kalyanasundaram, S., Andalman, A. S., Davidson, T. J., . . . Deisseroth, K. (2013). Structural and molecular interrogation of intact biological systems. Nature, 497(7449), 332-+.Dodt, H. U., Leischner, U., Schierloh, A., Jahrling, N., Mauch, C. P., Deininger, K., . . . Becker, K. (2007). Ultramicroscopy: three-dimensional visualization of neuronal networks in the whole mouse brain. Nat Methods, 4(4), 331-336. doi:10.1038/nmeth1036Erturk, A., Becker, K., Jahrling, N., Mauch, C. P., Hojer, C. D., Egen, J. G., . . . Dodt, H. U. (2012). Three-dimensional imaging of solvent-cleared organs using 3DISCO. Nat Protoc, 7(11), 1983-1995. doi:10.1038/nprot.2012.119Gracie Vargas, M., Kin F. Chan, PhD, Sharon L. Thomsen, MD, and A.J. Welch, PhD. (2001). Use of Osmotically Active Agents to Alter Optical Properties of Tissue: Effects on the Detected Fluorescence Signal Measured Through Skin.Jing, D., Zhang, S., Luo, W., Gao, X., Men, Y., Ma, C., . . . Zhao, H. (2018). Tissue clearing of both hard and soft tissue organs with the PEGASOS method. Cell Res, 28(8), 803-818. doi:10.1038/s41422-018-0049-zLi, Y., Xu, J., Wan, P., Yu, T., & Zhu, D. (2018). Optimization of GFP Fluorescence Preservation by a Modified uDISCO Clearing Protocol. Front Neuroanat, 12, 67. doi:10.3389/fnana.2018.00067Matryba, P., Sosnowska, A., Wolny, A., Bozycki, L., Greig, A., Grzybowski, J., . . . Golab, J. (2020). Systematic Evaluation of Chemically Distinct Tissue Optical Clearing Techniques in Murine Lymph Nodes. 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  • 第一代三维牵引力显微镜开发完成
    近期,中国科学院生物物理研究所研究员李栋课题组、牛津大学教授Marco Fritzsche课题组和伦敦大学学院博士后Emad Moeendarbary课题组合作,在Nature Communications上,同期发表题为Astigmatic traction force microscopy (aTFM)和Two-dimensional TIRF-SIM-traction force microscopy (2D TIRF-SIM-TFM)的研究论文。研究人员提出了两种新型生物力显微成像方法:像散牵引力结构光照明超分辨显微镜(aTFM-SIM)和二维全反射结构光超分辨牵引力显微镜(2D TIRF-SIM-TFM),可对细胞生命活动过程中与周围环境的相互作用力进行二维或三维、高速、长时程、超分辨率观测,并利用这两种技术研究了大鼠嗜碱细胞白血病(RBL)细胞免疫激活和哺乳动物细胞迁移等过程中的作用力,以及其与细胞内微丝骨架动态形变的关联。生物力学(mechanobiology)是研究生命活动中相关力学特性的学科。细胞的生物力学特性与生命活动的一些功能相关,如肿瘤免疫过程、器官的衰老、皮肤和伤口愈合、血管形成、淋巴功能、骨骼、神经元和眼睛活动等生命过程。这些微观力学过程通常发生在亚微米、皮牛和亚秒尺度。牵引力显微镜(traction force microscopy)是最广泛应用于生物力学研究的技术之一,其利用弹性物质表面的荧光微球探针观测细胞和弹性物质互作过程中的微观作用力。然而,传统的牵引力显微镜受限于获取微球位移的精度和速度,只能以稀疏的荧光微球作为探针进行慢速的微米尺度二维观测,应用范围受限。针对传统牵引力显微镜只能二维观测的缺点,基于李栋课题组开发的三维结构光超分辨显微镜(3D-SIM)对荧光微球探针和生物样品进行超分辨观测,高精度确定荧光微球的三维位置,李栋和Marco Fritzsche团队合作,已开发完成第一代三维牵引力显微镜(3D-SIM-TFM,Nano Letters,2019, 19(7): 4427-4434)。由于3D-SIM-TFM通过多层扫描得到微球的三维位置坐标,三维生物力测量的速度依仍受限。针对该问题,研究团队提出基于柱透镜像散的力追踪显微成像方法aTFM-SIM(图1)。aTFM-SIM无需机械扫描仅单次曝光即可高精度追踪荧光微球探针的三维位置,从而计算出细胞表面三维作用力分布。aTFM-SIM的时间分辨率和轴向力追踪精度比3D-SIM-TFM分别提高5倍和10倍。研究团队进一步利用aTFM-SIM以高时、空和力精度观测了RBL细胞的免疫反应过程(图2),以及宫颈癌细胞(HeLa)的贴壁伸展过程。aTFM-SIM可有效研究微米尺度、秒量级和几十皮牛大小微观力学互作过程,但是生命活动过程中也存在大量更快速和更微小的微观力学作用,并且使用二维成像也能观测部分生命活动过程。为了进一步提升观测的时空精度,研究人员使用全反射结构光超分辨显微镜(TIRF-SIM)和牵引力显微镜相结合的方式,开发出2D-TIRF-SIM-TFM显微成像方法;利用粒子图像测速(PIV)算法取代传统的单颗粒追踪算法分析荧光微球探针的位移,可分析更密集的荧光微球探针,微球密度提升15~20倍,最终可有效探测几十纳米尺度、亚秒量级和皮牛大小的微观力学互作。和传统牵引力显微镜相比,2D-TIRF-SIM-TFM的空间和时间分辨率分别提升2倍和10倍以上。研究人员观测发现,2D-TIRF-SIM-TFM可有效解析原代鲑鱼角质细胞迁徙过程中的类旋涡状动态互作,而传统牵引力显微镜却不能(图3)。论文1(aTFM-SIM)的共同通讯作者为Emad Moeendarbary、李栋和Marco Fritzsche,生物物理所副研究员李迪、牛津大学博士后Huw Colin-York和博士生Liliana Barbieri、伦敦大学学院博士后Yousef Javanmardi为论文的共同第一作者,生物物理所博士后郭玉婷为论文第二作者。论文2(2D-TIRF-SIM-TFM)的共同通讯作者为李栋和Marco Fritzsche,牛津大学博士生Liliana Barbieri、博士后Huw Colin-York和博士后Kseniya Korobchevskaya为论文的共同第一作者,李迪为论文第二作者。研究工作得到国家自然科学基金委、科学技术部、中科院、中国博士后科学基金的资助。  论文链接:1、2图1.aTFM-SIM生物力测量方法示意图图2.aTFM-SIM活细胞成像观测RBL细胞免疫反应过程中的生物力,及其与微丝动态形变的关联图3.原代鲑鱼角质细胞迁徙过程中的微小位移的观测结果,2D-TIRF-SIM能清晰观测到旋涡状的作用力产生过程
  • 一台设备,搞定高端精密零件研发、生产的多项三维检测
    高精度三维扫描技术已经在工业制造领域发挥着重要作用,特别是在质量检测环节,高效、高精度,可以轻松实现全尺寸的三维检测。本期,我们要分享的应用是在高端精密金属零件生产领域。高端精密金属零件在产品开发阶段到量产前,都需求检测相关尺寸,包括整个型面偏差分析,位置度、面轮廓度等GD&T公差。但是目前缺少一种可以通用的高精度检测工具,导致检测工作繁琐、复杂。- 高端精密金属零件 -高端精密金属零件研发中的传统检测方式在检测过程中,每一个零件需要一项一项测量,进行检测,过程繁琐。同时,由于精度要求高,每一项检测都需要不同的专业工具,例如,轮廓测量需要轮廓度仪。而每种检测工具的功能单一,检测过程中要不断更换工具。解决途径!“检测过程繁琐,需要的工具种类太多(很多的时间精力可能是花费在寻找工具上)”,这是目前研发人员最头疼的问题。为了改变这种现状,研发人员需要寻找一种高精度且通用性强的检测工具。OKIO 5M Plus 工业级三维扫描仪满足研发过程的多项三维检测需求Part 1高精度天远 OKIO 5M Plus 具有计量级高精度(最高精度可达0.005mm),基于天远的独特算法,OKIO 5M Plus拥有稳定的重复精度,多次测量结果一致。在新品研发过程中,需要多次反复测量一个产品,稳定的重复精度至关重要。在实际应用过程中,还使用了MSA测试,测试方法:某一个工件测量两个尺寸,同一件重复测试三遍(重复性),每个测试10件,然后还需要更换三个不同的操作人员(消除认为误差)。经过MSA测试,证明了OKIO 5M Plus 具有良好的稳定重复精度。Part 2通用性强天远 OKIO 5M Plus采用非接触式测量,对于零件的形状没有限制,同时配置多组镜头,可灵活切换扫描范围。进行一次三维扫描,需要检测的项目直接在检测软件中生成结果,不用人工一项项测量,也不需要根据不同的检测项目寻找不同的检测工具。- 三维扫描以及数据 -多个不同检测项目,一次三维扫描,即可在软件中得到相应测量结果。天远 OKIO 5M Plus 工业级三维扫描仪凭借其高精度(计量级精度以及稳定的重复精度)、通用性,解决了高端精密金属零件研发过程中的检测难题,加快研发进程。同时,其也可以在产品完工后进行全尺寸三维检测,并为客户提供完整的检测报告,顺利交付。天远 OKIO 5M Plus 工业级三维扫描仪OKIO 5M Plus采用窄带蓝光光源,高分辨率工业镜头确保了精细的扫描效果,以及光顺的数据质量;设备提供三组高分辨率工业镜头,可根据型号不同而更换,精度稳定且操作简单;OKIO 5M Plus适用于精细零件的三维扫描,进行全尺寸检测以及逆向设计等。
  • 高内涵—3D微组织球三维体积与分区分析
    三维多细胞类球体(肿瘤球、微球、类器官)可以帮助我们在临床前药物筛选阶段更好地预测多种候选药物的潜在作用。但是,相较于二维单层培养细胞,采用三维培养细胞模型系统进行检测分析则更具挑战性。一起来看看珀金埃尔默是如何分析3D微组织球三维体积与分区的吧!3D微组织球的制备和成像过程使用 CellCarrier Spheroid ULA 96 孔微孔板制备细胞球在CellCarrier Spheroid表面极低吸附力96孔微孔板(珀金埃尔默公司,货号6055330)中接种 HeLa 细胞,细胞浓度分别为1.25E3、2.5E3与5E3。48小时后,以3.7%甲醇固定,再用DRAQ5™ 染料对胞核染色。如前文所述,用磷酸化组蛋白H3抗体(西格玛奥德里奇公司,货号H9908)和Alexa 546二抗体(美国生命技术公司,货号A11081)联合标记有丝分裂细胞。为达到快速成像的需求,本实验应用长工作距离物镜,使用表面低吸附力的U形96孔板直接成像。对于高分辨率深度成像试验,本实验将细胞球转入兼容高质量成像CellCarrier 384孔超微孔板(珀金埃尔默公司,货号6057300),然后利用ScaleA2试剂进行透明化处理。 “预扫描(PreciScan)”功能大大缩短图像采集时间并减小数据量研究人员利用Harmony软件的“预扫描(PreciScan)”功能扫描拍摄所有细胞球的图像。“预扫描(PreciScan)”是一项智能图像采集功能,它可以智能识别确定各孔内目标细胞的x/y坐标位置。通过低倍预扫描、智能联机分析和高倍再扫描,生成目标细胞的高分辨率图像。再扫描可以包含z-stack多层扫描和 / 或时间序列扫描。“预扫描(PreciScan)”功能有效节省了测量和分析时间并减小了数据储存空间(例如,使用20x物镜对在384孔微孔板内培养的细胞球进行观察分析时,预扫描可帮助减少25倍的分析时间和数据储存空间;而使用40x物镜观察时,可减少100倍的分析时间和数据储存空间),Operetta CLS与Opera Phenix系统都配置有这一功能。利用水浸物镜与光透明化技术优化成像深度使用水浸物镜,大大提高了成像质量,特别是提升了Z轴分辨率。此外,光透明化处理进一步改善了成像深度。光透明化处理不仅提高了样品内指标的均一性,而且减少了光散射和光学像差。在此基础上,采用长波长染色(如可行)也有利于减少光散射并提高透光率,使更多的激光照射在3D样品上。因此,可显著提升成像深度和信号检测效率。3D微组织球重构与分析生成三维或 XYZ 轴图像生成三维样品的 XYZ 轴或三维图像;在三维空间中变换样品图像——旋转、缩放或平移;导出视频——三维重建或涵盖多层平面视图的视频。定位细胞球与胞核使用“定位图像区域(Find Image Region)”功能定位整个细胞球;采用局部光强阈值进行 Z 轴光衰减补偿;选用一种“定位胞核(Find Nuclei)”方法——专门用于 3D 图像胞核分割。计算细胞球与胞核三维指标使用“计算形态特性参数(Calculate Morphology Properties)”工具分析细胞球和球体内单细胞的三维形态特征。胞球体积[μm3]球度[-]覆盖面积[μm3]细胞球高度[μm]155902000.7780314286定位有丝分裂细胞使用“定位胞核(Find Nuclei)”功能,根据局部光强阈值定位有丝分裂、 pHH3 阳性细胞;使用“裁剪区(Clip Box)”功能生成剖视图,从内部(右侧)观察细胞球。使用“裁剪区(Clip Box)”工具生成剖视图进行细胞分区,分析有丝分裂细胞分布情况计算出每个胞核到细胞球边界的最短距离;使用“选择区域”和“选择细胞群”功能,将胞核分成不同区域。可随意调整区域宽度;分析每个区域有丝分裂细胞数量和空间分布差异,得到各种不同的分析数据(例如,细胞形态参数)。使用“裁剪区(Clip Box)”工具生成剖视图基于Harmony4.8软件的整体成像细胞球三维分析方法我们可以检测到细胞球整体的形态学特征和细胞球同心区单细胞特性。采用DRAQ5™ 染料(红色)和pHH3抗体(橙色)标记细胞球,然后用ScaleA2试剂进行光透明化处理5天。使用Opera Phenix或Operetta CLS系统装配的20x水浸物镜(数值孔径1.0)和间距为1μm的 z-stack模块(z轴扫描高度:300μm)记录共聚焦三维图像。Opera Phenix系统的3D成像质量最佳。经实验发现,Operetta CLS系统在被测HeLa细胞球的成像深度和胞核检测性能方面与之不相上下。此处第4和第5步骤操作仅以Opera Phenix系统成像展示,Operetta CLS系统成像效果与之相当。参考文献1. Kriston-Vizi, J., Flotow, H. (2017). Getting the whole picture: high content screening using three-dimensional cellular model systems and whole animal assays. Cytometry, 91: 152–159. doi:10.1002/cyto.a.229072. User’ s Guide to Cell Carrier Spheroid ULA microplates. PerkinElmer.3. Smyrek, I., Stelzer, EH. (2017) Quantitative three-dimensional evaluation of immunofluorescence staining for large whole mount spheroids with light sheet microscopy. Biomed Opt Express, 8(2): 484-499. doi: 10.1364/ BOE.8.0004844. Hama, H., Kurakowa, H., Kawano, H. Ando, R., Shimogori, T., Noda, H., Fukami, K., Sakaue-Sawano, A., Miyawaki, A. (2011). Scale: a chemical approach for fluorescence imaging and reconstruction of transparent mouse brain. Nature Neuroscience, vol. 14: 1481–1488. doi.org/10.1038/nn.29285. Five top tips for a successful high-content screening assay using a 3D cell model system. PerkinElmer Brief.6. Letzsch, S., Boettcher, K., Schreiner, A. (2018). Clearing strategies for 3D Spheroids. PerkinElmer Technical Note.7. Boettcher, K., Schreiner, A. (2016). The benefits of automated water immersion lenses for high-content screening. PerkinElmer Technical Note.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。
  • 国家重大仪器专项“X射线三维分层成像仪”项目启动会在萧举行
    p  7月17日,国家重点研发计划重大科学仪器设备开发专项“X射线三维分层成像仪”项目启动会和签约仪式在萧举行,来自全国30多位行业专家参加会议,标志着该项目正式启动实施。这也是2017年重大科学仪器设备开发专项首个召开启动会的项目。/pp  据悉,该项目成为今年科技部发文的国家重点研发专项项目之一,并在近期获得了国家“重大科学仪器设备开发”专项项目资金支持。/pp  该项目重点开发具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的X射线三维分层成像仪,以及创建相关软件和数据库,实现IC封装的高精度自动无损检测。一旦开发完成并实现产业化推广后,如要检测iPad内部结构,不用螺丝刀把硬件拆开,只需用“X射线三维分层成像仪”,通过3D图像构建就可实现无损检测。/pp  据了解,该项目由金马控股集团有限公司和中国科学院高能物理研究所共同投资的北京高能新技术有限公司牵头,该公司在去年G20峰会时承担了高端核排查任务。/p
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