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扫描式活体面量仪

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  • 紫外扫描式水质COD测量技术与仪器设计

    【作者】:【题名】:紫外扫描式水质COD测量技术与仪器设计【期刊】:【年、卷、期、起止页码】:【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?filename=2006041652.nh&dbcode=CMFD&dbname=CMFD2006&v=Sltd-5TnWeRwZOTpVGKCyH8yweXA06z4sp62coiwLLDdCPCA14wyAI6qUe4cURhi

  • 差示扫描量仪GT-DSC-054在胶粘剂和涂料行业的应用方案

    差示扫描量仪GT-DSC-054在胶粘剂和涂料行业的应用方案一、 使用仪器信息1、 仪器编号GT-DSC-054(研发型),灵敏度高,内部可控程序降温系统,无需外接制冷装置。2、 适用标准l GB/T 19466.2 - 2004塑料差示扫描量热法(DSC)第2部分:玻璃化转变温度的测定l ISO 11357-2-2013 Plastics - Differential scanning calorimetry (DSC) - Part2: Determination of glass transition temperature and glass transition stepheight,塑料-差示扫描量热法(DSC) -第2部分:玻璃态转变温度和转变阶跃高度的测定l GB/T 19466.3- 2004塑料差示扫描量热法(DSC)第3部分:熔融和结晶温度及热焓的测定l ISO 11357-3-2011Plastics - Differential scanning calorimetry (DSC) - Part3: Determination of temperature and enthalpy of melting and crystallization,塑料-差示扫描量热法(DSC) -第3部分:熔融和结晶温度及热焓的测定3、 主要参数l 温度范围: -40℃~500℃l 温度分辨率: 0.1℃l 升温速率: 0.1~80℃/minl 控温方式:升温,恒温(全自动程序控制)l DSC量程: 0~±500mWl DSC解析度: 0.01 mWl DSC灵敏度: 0.01 mW4、 仪器主要优势GT-DSC-054研发型差示扫描量热仪DSC系统除了有足够满足需要的精确度和精密度,还有以下无与伦比的技术优势。l 炉体采用了电子半导体制冷降温系统,体积小,结构紧凑,无需外接制冷机或液氮等繁琐的附属制冷系统;l 降温过程程序可控,制冷速度达50℃/min;l 无需辅助冷却气体和辅助气动控制气体,使实验室管理者无需担心使用高压气瓶所带来的风险;l 独特的温度探头设计和专用的控温技术,保证了实验的准确性和重复性;l 强大和专业的软件功能,可以使DSC获得的原始数据直接做各种反应动力学分析,避免了很多繁琐的数据处理工作;l 仪器备有两路可自动切换的气氛气体控制系统,用户可以根据需要接入气氛气体;l 工业级别的宽屏触摸结构和通用的USB接口,可以灵活采用本机操作或电脑控制。二、 GT-DSC-054研发型DSC在胶粘剂和涂料行业的应用方案1、 原料的质量监控利用DSC的方法来监控原料质量,主要是利用各种原料的热性能(包括熔点、软化点、Tg点、结晶度、水分含量、相容性、热分解温度、氧化分解温度等),针对不同的材料开发不同的监控方法和内控标准。l 潜伏性固化剂的质量监控。潜伏性固化剂在程序升温过程中有相变、自反应、热分解的过程,通过设立方法监控这些过程的起止温度和焓变数值,来确定监控标准。l 树脂的质量监控。树脂在冷冻和升温过程中有结晶、熔融、分解等热过程,可以通过测定这些过程的Tg点、结晶点、熔点、分解温度及焓变等参数来确立监控标准。l 填充剂的质量监控。无机填充剂在热过程中可能有晶格的转变以及热裂解的现象发生,有机填充剂在加热过程中有玻璃化转变、熔融、分解等热过程,因此也可以通过测试这些过程中的热力学参数来设定监控标准。2、 DSC方法在产品上的应用测试产品的等温和程序升温DSC曲线,可以得到产品的各方面热性能参数,这些参数包括固化时间,起始反应温度、峰值反应温度、反应过程焓变、反应速率等,并且可以通过这些参数结合反应动力学方程进行反应动力学方面的研究。l 等温固化曲线。等温固化曲线可以确定样品在特定温度下固化反应完成时间,是了解特定温度下固化速度的精确可靠的方法,同时可以得到固化放热量的数据。l 程序升温固化曲线。在程序升温的固化曲线上,可以知道样品的起始反应温度、峰值反应温度、固化速率、反应焓变等热力学参数。对于相同配方不同批次的样品,通过比对相同条件下程序升温图谱的指纹信息可以监控产品质量的一致性。3、 DSC方法在固化物上的应用DSC在固化物方面的应用主要体现在测试固化物固化度、玻璃转变温度(Tg点)以及热分解温度等,通过测试这些参数可以了解固化物的热可靠性和热稳定性,并且可以确定达到最佳的热可靠性和热稳定性应该使用的固化条件。l 固化度(固化转化率)的测试。通过测试不同温度下的固化度,可以确定合适的固化温度和固化条件,固化度是通过对比不同温度下固化反应的放热量而得到的,以百分比表示。l 固化物玻璃化转变(Tg点)的测试。用DSC测试固化物Tg点的原理是根据固化物在Tg点前后比热的不同,从而导致固化物DSC图谱在Tg点前后基线的跃迁,基线跃迁的中点对应的温度即Tg点。测试Tg点需要DSC仪器有足够的灵敏度,因为这些跃迁往往是比较小的。l 固化物分解温度的确定。固化物达到或接近分解温度时,固化物的粘结和密封性能将急剧丧失,并且因为热分解而不可逆转,因此分解温度是固化物可靠性和稳定性一个重要指标。以上列出的是差示扫描量热法DSC在胶粘剂和涂料行业的典型应用方案,具体的应用方案可以根据实际情况开发出更多。由于胶粘剂和涂料行业的配方体系是一个混和物体系,通常比较复杂,因此常用的分析手段应用起来非常复杂,并且成本昂贵。DSC的方法有非常高的灵敏度,并且操作简单,结合热力学的分析,宏观联系微观,是胶粘剂和涂料行业研发和质量控制人员的利器。惠州建仪科技有限公司致力于差热扫描量热法DSC在胶粘剂和涂料行业应用方案的开发,欢迎业界各位老师高人共同探讨,开发出更多实用的方法。

  • 新型电化学测量仪器——电化学扫描探针显微镜(EC-SPM)

    新型电化学测量仪器——电化学扫描探针显微镜(EC-SPM) 材料2106 李昊哲新型电化学测量仪器——电化学扫描探针显微镜(EC-SPM)是一种具有创新性的技术,它在电化学领域的研究和应用中起到了重要的作用。EC-SPM采用了先进的技术和方法,可以对电化学反应进行精确的测量和分析,为科学家们提供了更为准确和可靠的数据。EC-SPM的创新之处在于其结合了扫描探针显微镜(SPM)和电化学技术,实现了对电化学反应的原位观察和测量。传统的电化学测量仪器往往只能提供宏观的电化学数据,而EC-SPM通过在电极表面放置微小的探针,可以实现对电化学反应的纳米级别的测量。这种纳米级别的测量能够更加准确地了解电化学反应的动态变化,提供了更为详细和全面的信息。EC-SPM在前处理合计数方面也进行了改进和优化。传统的电化学测量仪器在前处理过程中往往需要复杂的操作和多个步骤,容易出现误差和不确定性。而EC-SPM通过引入自动化和智能化的前处理系统,可以实现对样品的快速处理和准确计数。这不仅提高了测量的效率,还减少了人为因素对结果的影响,提高了测量的精确度和可靠性。我有幸在实验室使用了电化学扫描探针显微镜(EC-SPM),并且对其性能和使用体验有了一些真实的心得体会。我认为EC-SPM的性能非常出色。它采用了先进的扫描探针显微镜技术,可以实现纳米级的高分辨率测量。在我的实验中,我使用EC-SPM对一种新型材料进行了表面形貌和电化学性质的同时测量,结果非常令人满意。EC-SPM能够清晰地显示出样品的表面形貌,并且能够通过电流-电压曲线来研究材料的电化学行为。这对于我研究材料的结构与性能之间的关系非常有帮助,其次,EC-SPM的操作非常简便。它采用了直观的用户界面,使得操作人员能够快速上手。在我使用的过程中,我只需要按照仪器的操作指南进行操作,就能够轻松地完成测量。而且,EC-SPM还具有自动化的功能,能够实现自动扫描和测量,省去了繁琐的手动调整步骤,提高了实验效率。最后,EC-SPM的数据处理和分析功能也非常强大。它可以对测量得到的数据进行实时处理和分析,并且能够生成高质量的图像和曲线。在我的实验中,我使用EC-SPM获得了一系列的电流-电压曲线,并且通过对这些曲线进行分析,我能够得到材料的电化学性质,比如电荷转移速率和电化学反应动力学参数。这对于我研究材料的电化学性能非常有帮助。EC-SPM在电化学领域的研究和应用中取得了重要的成果。例如,在电池研究中,EC-SPM可以帮助科学家们更好地了解电池中的界面反应和电化学性能,从而提高电池的效率和稳定性。在催化剂研究中,EC-SPM可以实时观察催化剂表面的电化学反应,揭示催化剂的活性和稳定性等关键性质。此外,EC-SPM还可以应用于材料科学、生物医学等领域,实现对材料表面性质和生物分子相互作用的研究。EC-SPM作为一种新型电化学测量仪器,具有创新性的技术和方法。它通过纳米级别的测量,实现了对电化学反应的精确观察和分析。在前处理合计数方面的改进,使得测量结果更加准确和可靠。研究成果在电化学领域的应用广泛,为科学家们的研究和实践提供了重要的支持。它的高分辨率测量能力、简便的操作和强大的数据处理功能使得我能够更好地研究材料的电化学性质。我相信,随着电化学扫描探针显微镜技术的不断发展,EC-SPM将会在材料科学、电化学等领域发挥更加重要的作用。

  • [分享]扫描电子显微镜入门1

    1. 光学显微镜以可见光为介质,电子显微镜以电子束为介质,由于电子束波长远较可见光小,故电子显微镜分辨率远比光学显微镜高。光学显微镜放大倍率最高只有约 1500倍,扫描式显微镜可放大到10000倍以上。 2. 根据de Broglie波动理论,电子的波长仅与加速电压有关: λe=h / mv= h / (2qmV)1/2=12.2 / (V)1/2 (?) 在 10 KV 的加速电压之下,电子的波长仅为0.12?,远低于可见光的4000 - 7000?, 所以电子显微镜分辨率自然比光学显微镜优越许多,但是扫描式电子显微镜的电子束直径大多在50-100?之间,电子与原子核的弹性散射 (Elastic Scattering) 与非弹 性散射 (Inelastic Scattering) 的反应体积又会比原有的电子束直径增大,因此一般穿透式电子显微镜的分辨率比扫描式电子显微镜高。 3. 扫描式显微镜有一重要特色是具有超大的景深(depth of field),约为光学显微 镜的300倍,使得扫描式显微镜比光学显微镜更适合观察表面起伏程度较大的样品。 4. 扫描式电子显微镜,其系统设计由上而下,由电子枪 发射电子 束,经过一组磁透镜聚焦 (聚焦后,用遮蔽孔径 选择电子束的尺寸后,通过一组控制电子束的扫描线圈,再透过物镜 聚焦,打在样品上,在样品的上侧装有讯号接收器,用以择取二次电子或背向散射电子成像。 5. 电子枪的必要特性是亮度要高、电子能量散布 要小,目前常用的种类计有三种,钨(W)灯丝、六硼化镧(LaB6)灯丝、场发射 (Field Emission),不同的灯丝在电子源大小、电流量、电流稳定度及电子源寿命等均有差异。 6. 热游离方式电子枪有钨(W)灯丝及六硼化镧(LaB6)灯丝两种,它是利用高温使电子具有足够的能量去克服电子枪材料的功函数(work function)能障而逃离。对发射电流密度有重大影响的变量是温度和功函数,但因操作电子枪时均希望能以最低的温度来操作,以减少材料的挥发,所以在操作温度不提高的状况下,就需采用低功函数的材料来提高发射电流密度。 7. 价钱最便宜使用最普遍的是钨灯丝,以热游离 (Thermionization) 式来发射电子,电子能量散布为 2 eV,钨的功函数约为4.5eV,钨灯丝系一直径约100μm,弯曲成V形的细线,操作温度约2700K,电流密度为1.75A/cm2,在使用中灯丝的直径随着钨丝的蒸发变小,使用寿命约为40~80小时。 8. 六硼化镧(LaB6)灯丝的功函数为2.4eV,较钨丝为低,因此同样的电流密度,使用LaB6只要在1500K即可达到,而且亮度更高,因此使用寿命便比钨丝高出许多,电子能量散布为 1 eV,比钨丝要好。但因LaB6在加热时活性很强,所以必须在较好的真空环境下操作,因此仪器的购置费用较高。 9. 场发射式电子枪则比钨灯丝和六硼化镧灯丝的亮度又分别高出 10 - 100 倍,同 时电子能量散布仅为 0.2 - 0.3 eV,所以目前市售的高分辨率扫描式电子显微镜都采用场发射式电子枪,其分辨率可高达 1nm 以下。 10. 场发射电子枪可细分成三种:冷场发射式,热场发射式,及萧基发射式 11. 当在真空中的金属表面受到108V/cm大小的电子加速电场时,会有可观数量的电 子发射出来,此过程叫做场发射,其原理是高电场使电子的电位障碍产生Schottky效应,亦即使能障宽度变窄,高度变低,因此电子可直接"穿隧"通过此狭窄能障并离开 阴极。场发射电子系从很尖锐的阴极尖端所发射出来,因此可得极细而又具高电流密 度的电子束,其亮度可达热游离电子枪的数百倍,或甚至千倍。 12. 场发射电子枪所选用的阴极材料必需是高强度材料,以能承受高电场所加诸在阴 极尖端的高机械应力,钨即因高强度而成为较佳的阴极材料。场发射枪通常以上下一组阳极来产生吸取电子、聚焦、及加速电子等功能。利用阳极的特殊外形所产生的静电场,能对电子产生聚焦效果,所以不再需要韦氏罩或栅极。第一(上)阳极主要是改变场发射的拔出电压,以控制针尖场发射的电流强度,而第二 (下)阳极主要是决定加速电压,以将电子加速至所需要的能量。 13. 要从极细的钨针尖场发射电子,金属表面必需完全干净,无任何外来材料的原子 或分子在其表面,即使只有一个外来原子落在表面亦会降低电子的场发射,所以场发 射电子枪必需保持超高真空度,来防止钨阴极表面累积原子。由于超高真空设备价格 极为高昂,所以一般除非需要高分辨率SEM,否则较少采用场发射电子枪。 14. 冷场发射式最大的优点为电子束直径最小,亮度最高,因此影像分辨率最优。能 量散布最小,故能改善在低电压操作的效果。为避免针尖被外来气体吸附,而降低场发射电流,并使发射电流不稳定,冷场发射式电子枪必需在10-10 torr的真空度下操作,虽然如此,还是需要定时短暂加热针尖至2500K(此过程叫做flashing),以去除 所吸附的气体原子。它的另一缺点是发射的总电流最小。 15. 热场发式电子枪是在1800K温度下操作,避免了大部份的气体分子吸附在针尖表面,所以免除了针尖flashing的需要。热式能维持较佳的发射电流稳定度,并能在较 差的真空度下(10-9 torr)操作。虽然亮度与冷式相类似,但其电子能量散布却比冷 式大3~5倍,影像分辨率较差,通常较不常使用。 16. 萧基发射式的操作温度为1800K,它系在钨(100)单晶上镀ZrO覆盖层,ZrO将功函 数从纯钨的4.5eV降至2.8eV,而外加高电场更使电位障壁变窄变低,使得电子很容易以热能的方式跳过能障(并非穿隧效应),逃出针尖表面,所需真空度约10-8~10-9torr 。其发射电流稳定度佳,而且发射的总电流也大。而其电子能量散布很小,仅稍逊于冷场发射式电子枪。其电子源直径比冷式大,所以影像分辨率也比冷场发射式稍差一点。 17. 场发射放大倍率由25倍到650000倍,在使用加速电压15kV时,分辨率可达到1nm,加速电压1kV时,分辨率可达到2.2nm。一般钨丝型的扫描式电子显微镜仪器上的放大倍率可到200000倍,实际操作时,大部份均在20000倍时影像便不清楚了,但如果样品的表面形貌及导电度合适,最大倍率650000倍是可以达成的。 18. 由于对真空的要求较高,有些仪器在电子枪及磁透镜部份配备了3组离子泵(ion pump),在样品室中,配置了2组扩散泵(diffusion pump),在机体外,以1组机械泵负责粗抽,所以有6组大小不同的真空泵来达成超高真空的要求,另外在样品另有以液态氮冷却的冷阱(cold trap),协助保持样品室的真空度。 19. 平时操作,若要将样品室真空亦保持在10-8pa(10-10torr),则抽真空的时间将变长而降低仪器的便利性,更增加仪器购置成本,因此一些仪器设计了阶段式真空( step vacuum),亦即使电子枪、磁透镜及样品室的真空度依序降低,并分成三个部份来读取真空计读数,如此可将样品保持在真空度10-5pa的环境下即可操作。平时待机或更换样品时,为防止电子枪污染,皆使用真空阀(gun valve)将电子枪及磁透镜部份与样品室隔离,实际观察时再打开使电子束通过而打击到样品。 20. 场发射式电子枪的电子产生率与真空度有密切的关系,其使用寿命也随真空度变差而急剧缩短,因此在样品制备上必须非常注意水气,或固定用的碳胶或银胶是否烤干,以免在观察的过程中,真空陡然变差而影响灯丝寿命,甚至系统当机。

  • 如何帮助客户选择抑菌圈测量仪

    [b]抑菌圈测量仪的历史背景 [/b]在没有抑菌圈测量仪出现之前,首先是手工测量也就是用左手拿着带有抑菌圈的培养皿右手拿着游标卡尺进行测量,大概在上世纪七十年代江苏南京一家电影器材厂生产的一种幻灯机,在用户中逐渐兴起,到八十年代随着世界上第一台扫描仪在中国台湾的诞生中国的科学家们密切关注这项技术的发展及应用领域,1988年左右时任中国药品生物制品检定所简称中检所抗生素室主任的金少鸿和胡昌勤老师带领全科室的药检工作人员战略性地提出用扫描仪拍摄培养皿中抑菌圈图像,再用电脑进行图像积分面积导出直径代入生物统计公式计算的科研方向,在全国药检系统掀起了技术创新高潮。上世纪90年代的北京中关村电子一条街上四通、康华、惠普、联想等等都在快速的崛起,大街上涌动着一大批从高校、科研院所、国企大厂的工科男、技术女们,当时也没有规范的市场,大家都在寻找适合自己的项目。就那么巧合有一些人聚合在一起开始研究制造抑菌圈测量仪了,失败,一点点的进步,喜悦,分离、坚持、再坚持、融合、利益、再分离、又一次的分离、转折、流血流汗的一批人、机遇、壮大、缩小、被超越、迷茫、抉择、一颗永恒的种子、疯魔的几年、强大的内心、技术的再次提高、标准化的方向、优良服务、诚信公正。总之抑菌圈测量仪这项技术是中国人的原创。[b]抑菌圈测量仪属性 [/b]抑菌圈测量仪是一种成像设备,特性是放大倍数低,成像面积大,光线均匀的亚显微成像设备,抑菌圈测量只是微生物测量中的一种功能。目前这种亚显微成像的市场很大,只是还没有开发出来。比如:微生物科目中的抑菌圈直径测量、菌落计数、细菌浊度测量、光密度检测;机械行业中洁净度检测,精密配件的形态差异;环保领域:藻类检测、各种水生动植物的物理尺寸测量和记数;农林业:种子的测量和分类、叶面积比例计算、根颈测量等等;医药行业中用到成像的地方就更多了,我们已成功的开发出Elispot酶联免疫斑点统计计算、液体颜色对比(R/G/B法)。[b]抑菌圈测量仪的组成 [/b]抑菌圈测量仪是由硬件部分和软件部分组成硬件部分:现市场中有逐行扫描式和面阵工业相机式,作用是把微生物培养出可计算的物质后,扫描出高质量电子图片,有透射光、反射光、紫外荧光成像,(抑菌圈测量用的是透射光扫描拍摄;菌落计数用的是反射光扫描;凝胶光密度用的是紫外光激发荧光反射扫描)逐行扫描的成像质量要大大优于面阵工业相机,一个直径90mm培养皿图像很轻松地就可以扫描出2-3G的高分辨率的大图,而面阵工业相机是很难达到如此大的图片。(电脑的内存要大)逐行扫描因是移动扫描,所以光线是一条直线光源,扫描出图像光很均匀;成像面积200*300mm可同时盛放6个90mm的培养皿。软件部分: 1.药品检验所和药厂用的是中国药典抗生素效价测量分析版,此版软件是经典之作也是我们大家20多年销售了上千台仪器积累了大量用户的使用经验和药检所的老师们心血之作。2.美国Image Pro-Plus是享誉世界全功能综合版分析软件,可完成面积百分比、颗粒计数、各种形态参数测量、位置参数测量、灰度光密度测量、数学形态学分析、图象的校准与校正、彩色图象的分割与分析。测量功能:随意对图象切割、测量、计数、分类;HE等染色方法的阳性灰度、阳性比例计算;电泳条带分析;荧光强度分析等,可以选择面积、周长、直径、半径、角度等50多种测量方式。[b]抑菌圈测量仪的前景 [/b]中国药典和兽药典中规定中应用抑菌圈方法的药品品种逐渐在减少,抑菌圈测量仪在制药行业中只是一种保留项目,以后重点是在食品和环保领域中找到销售市场。从技术分析来说,抑菌圈测量仪是计算机的外部设备,是随着计算机的技术进步而进步,十几年前计算机的内存最高才128M、硬盘也小的可怜、CPU慢的要命,现在计算机是什么速度、内存和硬盘多么的强大,所以现在的高端抑菌圈测量仪,这种亚显微成像的仪器设备有一部分已进入到显微成像技术中。(显微镜最大缺点是成像面积小)目前这个技术方向研究的人很少,国外的设备也不多,国内就北京和杭州有几个老师在研究,各有长短。所以说高端抑菌圈测量仪是有很大发展空间的。[b]抑菌圈应用方法:[/b]抑菌圈法的分类:1.KB法(纸片法);2.管碟法;3.打孔法首先要了解用户是用什么方法,药品检验所、药厂原、料药厂用的都是管碟法用中国药典抗生素效价测量版软件分析;疾控中心、医院用的是KB法用IPP综合版软件分析;各大学工业、农业、食品微生物检测菌种筛选和抗生素残留检测用的是打孔法用IPP综合版软件分析。菌落计数主要用在食品和疾控中心有手动记数和自动记数用IPP综合版软件分析微生物菌悬液的浊度测量用积分光密度法用IPP综合版软件分析。

  • 扫描电镜扫盲

    以下资料搜索自网络,经过确认,正确。1. 光学显微镜以可见光为介质,电子显微镜以电子束为介质,由于电子束波长远较可见光小,故电子显微镜分辨率远比光学显微镜高。光学显微镜放大倍率最高只有约1500倍,扫描式显微镜可放大到10000倍以上。2. 根据de Broglie波动理论,电子的波长仅与加速电压有关:λe=h / mv= h / (2qmV)1/2=12.2 / (V)1/2 (Å )在 10 KV 的加速电压之下,电子的波长仅为0.12Å ,远低于可见光的4000 - 7000Å ,所以电子显微镜分辨率自然比光学显微镜优越许多,但是扫描式电子显微镜的电子束直径大多在50-100Å 之间,电子与原子核的弹性散射 (Elastic Scattering) 与非弹性散射 (Inelastic Scattering) 的反应体积又会比原有的电子束直径增大,因此一般穿透式电子显微镜的分辨率比扫描式电子显微镜高。3. 扫描式显微镜有一重要特色是具有超大的景深(depth of field),约为光学显微镜的300倍,使得扫描式显微镜比光学显微镜更适合观察表面起伏程度较大的样品。4. 扫描式电子显微镜,其系统设计由上而下,由电子枪 (Electron Gun) 发射电子束,经过一组磁透镜聚焦 (Condenser Lens) 聚焦后,用遮蔽孔径 (Condenser Aperture) 选择电子束的尺寸(Beam Size)后,通过一组控制电子束的扫描线圈,再透过物镜 (Objective Lens) 聚焦,打在样品上,在样品的上侧装有讯号接收器,用以择取二次电子 (Secondary Electron) 或背向散射电子 (Backscattered Electron) 成像。5. 电子枪的必要特性是亮度要高、电子能量散布 (Energy Spread) 要小,目前常用的种类计有三种,钨(W)灯丝、六硼化镧(LaB6)灯丝、场发射 (Field Emission),不同的灯丝在电子源大小、电流量、电流稳定度及电子源寿命等均有差异。6. 热游离方式电子枪有钨(W)灯丝及六硼化镧(LaB6)灯丝两种,它是利用高温使电子具有足够的能量去克服电子枪材料的功函数(work function)能障而逃离。对发射电流密度有重大影响的变量是温度和功函数,但因操作电子枪时均希望能以最低的温度来操作,以减少材料的挥发,所以在操作温度不提高的状况下,就需采用低功函数的材料来提高发射电流密度。7. 价钱最便宜使用最普遍的是钨灯丝,以热游离 (Thermionization) 式来发射电子,电子能量散布为 2 eV,钨的功函数约为4.5eV,钨灯丝系一直径约100µ m,弯曲成V形的细线,操作温度约2700K,电流密度为1.75A/cm2,在使用中灯丝的直径随着钨丝的蒸发变小,使用寿命约为40~80小时。8. 六硼化镧(LaB6)灯丝的功函数为2.4eV,较钨丝为低,因此同样的电流密度,使用LaB6只要在1500K即可达到,而且亮度更高,因此使用寿命便比钨丝高出许多,电子能量散布为 1 eV,比钨丝要好。但因LaB6在加热时活性很强,所以必须在较好的真空环境下操作,因此仪器的购置费用较高。9. 场发射式电子枪则比钨灯丝和六硼化镧灯丝的亮度又分别高出 10 - 100 倍,同时电子能量散布仅为 0.2 - 0.3 eV,所以目前市售的高分辨率扫描式电子显微镜都采用场发射式电子枪,其分辨率可高达 1nm 以下。10. 场发射电子枪可细分成三种:冷场发射式(cold field emission , FE),热场发射式(thermal field emission ,TF),及萧基发射式(Schottky emission ,SE)11. 当在真空中的金属表面受到108V/cm大小的电子加速电场时,会有可观数量的电子发射出来,此过程叫做场发射,其原理是高电场使电子的电位障碍产生Schottky效应,亦即使能障宽度变窄,高度变低,因此电子可直接"穿隧"通过此狭窄能障并离开阴极。场发射电子系从很尖锐的阴极尖端所发射出来,因此可得极细而又具高电流密度的电子束,其亮度可达热游离电子枪的数百倍,或甚至千倍。12. 场发射电子枪所选用的阴极材料必需是高强度材料,以能承受高电场所加诸在阴极尖端的高机械应力,钨即因高强度而成为较佳的阴极材料。场发射枪通常以上下一组阳极来产生吸取电子、聚焦、及加速电子等功能。利用阳极的特殊外形所产生的静电场,能对电子产生聚焦效果,所以不再需要韦氏罩或栅极。第一(上)阳极主要是改变场发射的拔出电压(extraction voltage),以控制针尖场发射的电流强度,而第二(下)阳极主要是决定加速电压,以将电子加速至所需要的能量。13. 要从极细的钨针尖场发射电子,金属表面必需完全干净,无任何外来材料的原子或分子在其表面,即使只有一个外来原子落在表面亦会降低电子的场发射,所以场发射电子枪必需保持超高真空度,来防止钨阴极表面累积原子。由于超高真空设备价格极为高昂,所以一般除非需要高分辨率SEM,否则较少采用场发射电子枪。14. 冷场发射式最大的优点为电子束直径最小,亮度最高,因此影像分辨率最优。能量散布最小,故能改善在低电压操作的效果。为避免针尖被外来气体吸附,而降低场发射电流,并使发射电流不稳定,冷场发射式电子枪必需在10-10 torr的真空度下操作,虽然如此,还是需要定时短暂加热针尖至2500K(此过程叫做flashing),以去除所吸附的气体原子。它的另一缺点是发射的总电流最小。15. 热场发式电子枪是在1800K温度下操作,避免了大部份的气体分子吸附在针尖表面,所以免除了针尖flashing的需要。热式能维持较佳的发射电流稳定度,并能在较差的真空度下(10-9 torr)操作。虽然亮度与冷式相类似,但其电子能量散布却比冷式大3~5倍,影像分辨率较差,通常较不常使用。16. 萧基发射式的操作温度为1800K,它系在钨(100)单晶上镀ZrO覆盖层,ZrO将功函数从纯钨的4.5eV降至2.8eV,而外加高电场更使电位障壁变窄变低,使得电子很容易以热能的方式跳过能障(并非穿隧效应),逃出针尖表面,所需真空度约10-8~10-9torr。其发射电流稳定度佳,而且发射的总电流也大。而其电子能量散布很小,仅稍逊于冷场发射式电子枪。其电子源直径比冷式大,所以影像分辨率也比冷场发射式稍差一点。17. 场发射放大倍率由25倍到650000倍,在使用加速电压15kV时,分辨率可达到1nm,加速电压1kV时,分辨率可达到2.2nm。一般钨丝型的扫描式电子显微镜仪器上的放大倍率可到200000倍,实际操作时,大部份均在20000倍时影像便不清楚了,但如果样品的表面形貌及导电度合适,最大倍率650000倍是可以达成的。18. 由于对真空的要求较高,有些仪器在电子枪及磁透镜部份配备了3组离子泵(ion pump),在样品室中,配置了2组扩散泵(diffusion pump),在机体外,以1组机械泵负责粗抽,所以有6组大小不同的真空泵来达成超高真空的要求,另外在样品另有以液态氮冷却的冷阱(cold trap),协助保持样品室的真空度。19. 平时操作,若要将样品室真空亦保持在10-8pa(10-10torr),则抽真空的时间将变长而降低仪器的便利性,更增加仪器购置成本,因此一些仪器设计了阶段式真空(step vacuum),亦即使电子枪、磁透镜及样品室的真空度依序降低,并分成三个部份来读取真空计读数,如此可将样品保持在真空度10-5pa的环境下即可操作。平时待机或更换样品时,为防止电子枪污染,皆使用真空阀(gun valve)将电子枪及磁透镜部份与样品室隔离,实际观察时再打开使电子束通过而打击到样品。20. 场发射式电子枪的电子产生率与真空度有密切的关系,其使用寿命也随真空度变差而急剧缩短,因此在样品制备上必须非常注意水气,或固定用的碳胶或银胶是否烤干,以免在观察的过程中,真空陡然变差而影响灯丝寿命,甚至系统当机。21. 在电子显微镜中须考虑到的像差(aberration)包括:衍射像差(diffraction aberration)、球面像差(spherical aberration)、散光像差(astigmatism)及波长散布像差(即色散像差,chromatic aberration)。22. 面像差为物镜中主要缺陷,不易校正,因偏离透镜光轴之电子束偏折较大,其成像点较沿轴电子束成像之高斯成像平面(Gauss image plane)距透镜为近。23. 散光像差由透镜磁场不对称而来,使电子束在二互相垂直平面之聚焦落在不同点上。散光像差一般用散光像差补偿器(stigmator)产生与散光像差大小相同、方向相反的像差校正,目前电子显微镜其聚光镜及物镜各有一组散光像差补偿器。

  • 活体叶面积测定仪对花生不同播种期是怎么测定的?

    活体叶面积仪对花生不同播种期是怎么测定的? 绿叶是花生进行光合作用的重要的也是主要的载体,叶片面积的大小是生物量和产量高低的重要参考指标和影响因素。对于不同密度、施肥量或者是播种时期的变化都会引起花生产量的变化。为了提高产量在种植的过程中应该注重这些方面的控制和把握,应用活体叶面积仪及时测定叶片面积的大小,做好以上工作使得花生绿叶进行适合的光合作用。  叶面积指数随生育进程呈抛物线变化,在苗期发展缓慢,进入开花下针期以后,叶面积发展加快,到结荚期达到高峰,以后缓慢下降。不同施肥水平间叶面积指数差异明显,处理植株生长缓慢,发育迟缓,因而叶面积指数较小;处理由于施肥量较大,虽然田间叶面积指数较大,但由于叶片相互郁闭,不通风、不透光,因而出现功能叶片过早衰落而影响产量。密度过大或过小对合理叶面积指数动态发展不利。密度为16.5万株/hm2时,叶面积指数最高为4.25,未能充分利用光能,群体产量低;当密度为19.5万株/hm2时,活体叶面积测定仪测定计算最高叶面积指数为5.96,且能保持较长时间,能充分利用光能,通风透光良好,因而产量最高。密度为21.0万株/hm2时,结荚期的叶面积指数达7.39,然后到饱果成熟期迅速下降,这是由于密度过大,遮荫严重,导致下部叶片过早衰落的结果。对不同的播种期,活体叶面积测定仪每个时期的测量值具有一定的差距,同时随着播期的时间的推迟,叶面积指数自然也会跟着降低,但是成熟时随播期的推迟反而会越来越大,这主要是因为成熟时期花生的叶片已经基本上失去光合作用的能力,因此叶面积会逐渐的减少。

  • 【转帖】【雅俗共赏,甚推荐】扫描电子显微镜介绍

    原作在:http://140.120.61.154/fesem/ref-fe/fe-sem-intro-nchu.asp1. 光学显微镜以可见光为介质,电子显微镜以电子束为介质,由于电子束波长远较可见光小,故电子显微镜分辨率远比光学显微镜高。光学显微镜放大倍率最高只有约1500倍,扫描式显微镜可放大到10000倍以上。2. 根据de Broglie波动理论,电子的波长仅与加速电压有关:λe=h / mv= h / (2qmV)1/2=12.2 / (V)1/2 (Å )在 10 KV 的加速电压之下,电子的波长仅为0.12Å ,远低于可见光的4000 - 7000Å ,所以电子显微镜分辨率自然比光学显微镜优越许多,但是扫描式电子显微镜的电子束直径大多在50-100Å 之间,电子与原子核的弹性散射 (Elastic Scattering) 与非弹性散射 (Inelastic Scattering) 的反应体积又会比原有的电子束直径增大,因此一般穿透式电子显微镜的分辨率比扫描式电子显微镜高。3. 扫描式显微镜有一重要特色是具有超大的景深(depth of field),约为光学显微镜的300倍,使得扫描式显微镜比光学显微镜更适合观察表面起伏程度较大的样品。4. 扫描式电子显微镜,其系统设计由上而下,由电子枪 (Electron Gun) 发射电子束,经过一组磁透镜聚焦 (Condenser Lens) 聚焦后,用遮蔽孔径 (Condenser Aperture) 选择电子束的尺寸(Beam Size)后,通过一组控制电子束的扫描线圈,再透过物镜(Objective Lens) 聚焦,打在样品上,在样品的上侧装有讯号接收器,用以择取二次电子 (Secondary Electron) 或背向散射电子 (Backscattered Electron) 成像。5. 电子枪的必要特性是亮度要高、电子能量散布 (Energy Spread) 要小,目前常用的种类计有三种,钨(W)灯丝、六硼化镧(LaB6)灯丝、场发射 (Field Emission),不同的灯丝在电子源大小、电流量、电流稳定度及电子源寿命等均有差异。6. 热游离方式电子枪有钨(W)灯丝及六硼化镧(LaB6)灯丝两种,它是利用高温使电子具有足够的能量去克服电子枪材料的功函数(work function)能障而逃离。对发射电流密度有重大影响的变量是温度和功函数,但因操作电子枪时均希望能以最低的温度来操作,以减少材料的挥发,所以在操作温度不提高的状况下,就需采用低功函数的材料来提高发射电流密度。7. 价钱最便宜使用最普遍的是钨灯丝,以热游离 (Thermionization) 式来发射电子,电子能量散布为 2 eV,钨的功函数约为4.5eV,钨灯丝系一直径约100μm,弯曲成V形的细线,操作温度约2700K,电流密度为1.75A/cm2,在使用中灯丝的直径随着钨丝的蒸发变小,使用寿命约为40~80小时。8. 六硼化镧(LaB6)灯丝的功函数为2.4eV,较钨丝为低,因此同样的电流密度,使用LaB6只要在1500K即可达到,而且亮度更高,因此使用寿命便比钨丝高出许多,电子能量散布为 1 eV,比钨丝要好。但因LaB6在加热时活性很强,所以必须在较好的真空环境下操作,因此仪器的购置费用较高。9. 场发射式电子枪则比钨灯丝和六硼化镧灯丝的亮度又分别高出 10 - 100 倍,同时电子能量散布仅为 0.2 - 0.3 eV,所以目前市售的高分辨率扫描式电子显微镜都采用场发射式电子枪,其分辨率可高达 1nm 以下。10. 场发射电子枪可细分成三种:冷场发射式(cold field emission , FE),热场发射式(thermal field emission ,TF),及萧基发射式(Schottky emission ,SE)11. 当在真空中的金属表面受到108V/cm大小的电子加速电场时,会有可观数量的电子发射出来,此过程叫做场发射,其原理是高电场使电子的电位障碍产生Schottky效应,亦即使能障宽度变窄,高度变低,因此电子可直接"穿隧"通过此狭窄能障并离开阴极。场发射电子系从很尖锐的阴极尖端所发射出来,因此可得极细而又具高电流密度的电子束,其亮度可达热游离电子枪的数百倍,或甚至千倍。12. 场发射电子枪所选用的阴极材料必需是高强度材料,以能承受高电场所加诸在阴极尖端的高机械应力,钨即因高强度而成为较佳的阴极材料。场发射枪通常以上下一组阳极来产生吸取电子、聚焦、及加速电子等功能。利用阳极的特殊外形所产生的静电场,能对电子产生聚焦效果,所以不再需要韦氏罩或栅极。第一(上)阳极主要是改变场发射的拔出电压(extraction voltage),以控制针尖场发射的电流强度,而第二(下)阳极主要是决定加速电压,以将电子加速至所需要的能量。13. 要从极细的钨针尖场发射电子,金属表面必需完全干净,无任何外来材料的原子或分子在其表面,即使只有一个外来原子落在表面亦会降低电子的场发射,所以场发射电子枪必需保持超高真空度,来防止钨阴极表面累积原子。由于超高真空设备价格极为高昂,所以一般除非需要高分辨率SEM,否则较少采用场发射电子枪。14. 冷场发射式最大的优点为电子束直径最小,亮度最高,因此影像分辨率最优。能量散布最小,故能改善在低电压操作的效果。为避免针尖被外来气体吸附,而降低场发射电流,并使发射电流不稳定,冷场发射式电子枪必需在10-10 torr的真空度下操作,虽然如此,还是需要定时短暂加热针尖至2500K(此过程叫做flashing),以去除所吸附的气体原子。它的另一缺点是发射的总电流最小。15. 热场发式电子枪是在1800K温度下操作,避免了大部份的气体分子吸附在针尖表面,所以免除了针尖flashing的需要。热式能维持较佳的发射电流稳定度,并能在较差的真空度下(10-9 torr)操作。虽然亮度与冷式相类似,但其电子能量散布却比冷式大3~5倍,影像分辨率较差,通常较不常使用。16. 萧基发射式的操作温度为1800K,它系在钨(100)单晶上镀ZrO覆盖层,ZrO将功函数从纯钨的4.5eV降至2.8eV,而外加高电场更使电位障壁变窄变低,使得电子很容易以热能的方式跳过能障(并非穿隧效应),逃出针尖表面,所需真空度约10-8~10-9torr。其发射电流稳定度佳,而且发射的总电流也大。而其电子能量散布很小,仅稍逊于冷场发射式电子枪。其电子源直径比冷式大,所以影像分辨率也比冷场发射式稍差一点。17. 场发射放大倍率由25倍到650000倍,在使用加速电压15kV时,分辨率可达到1nm,加速电压1kV时,分辨率可达到2.2nm。一般钨丝型的扫描式电子显微镜仪器上的放大倍率可到200000倍,实际操作时,大部份均在20000倍时影像便不清楚了,但如果样品的表面形貌及导电度合适,最大倍率650000倍是可以达成的。18. 由于对真空的要求较高,有些仪器在电子枪及磁透镜部份配备了3组离子泵(ionpump),在样品室中,配置了2组扩散泵(diffusion pump),在机体外,以1组机械泵负责粗抽,所以有6组大小不同的真空泵来达成超高真空的要求,另外在样品另有以液态氮冷却的冷阱(cold trap),协助保持样品室的真空度。19. 平时操作,若要将样品室真空亦保持在10-8pa(10-10torr),则抽真空的时间将变长而降低仪器的便利性,更增加仪器购置成本,因此一些仪器设计了阶段式真空(step vacuum),亦即使电子枪、磁透镜及样品室的真空度依序降低,并分成三个部份来读取真空计读数,如此可将样品保持在真空度10-5pa的环境下即可操作。平时待机或更换样品时,为防止电子枪污染,皆使用真空阀(gun valve)将电子枪及磁透镜部份与样品室隔离,实际观察时再打开使电子束通过而打击到样品。20. 场发射式电子枪的电子产生率与真空度有密切的关系,其使用寿命也随真空度变差而急剧缩短,因此在样品制备上必须非常注意水气,或固定用的碳胶或银胶是否烤干,以免在观察的过程中,真空陡然变差而影响灯丝寿命,甚至系统当机。

  • 活体电穿孔法介绍

    1、什么是活体电穿孔活体电穿孔法(in vivo electroporation) 是将外源基因通过电场作用,导入动物目标组织或器官。由于这种方法能有效导入外源基因,可在多种组织器官上应用,并且效率较高。活体电穿孔法的原理很简单,在直流电场作用的瞬间,细胞膜表面产生疏水或亲水的微小通道105~115μm ,这种通道能维持几毫秒到几秒,然后自行恢复。在此期间生物大分子如DNA 可通过这种微小的通道进入细胞。近年来活体电穿孔法用于转基因研究的报道不断增多,在基因治疗方面的优势也日趋显著,是一种很好的活体基因导入方法。活体电穿孔法可用于检测瞬时表达系统中载体的表达状况。大量的研究表明活体电穿孔法在基因治疗方面有非常好的应用前景。因此目前国内外对活体电穿孔法介导外源基因转移的研究越来越多。2、活体电穿孔的法的特点 活体电穿孔法基因导入和表达效率较高,它的特点主要在以下几个方面:首先,靶器官的选择面广,理论上任何组织和器官都可以作为活体电穿孔的靶器官。 在用于基因治疗方面,要考虑到靶器官组织生理特性。如果所选择的局部组织细胞不能把所转移基因的表达产物分泌到外周血液循环中,则在某种意义上说已失去了基因导入的价值,这在基因治疗中是关键性的问题。当使用组织特异性表达载体时,研究人员应根据所构建的表达载体来选择基因转移和表达的靶器官组织。例如鱼精蛋白21 启动子可指导外源基因在精母细胞中特异性表达,以小鼠的睾丸作为靶器官将含有鱼精蛋白21启动子的表达载体导入,获得外源基因的表达量远远高于该基因在肝脏和骨骼肌中的表达。其次,对导入的外源基因片段的大小没有限制,从几KB 或十几KB 的表达载体, 到100~200KB 的YAC、BAC基因组 ,都有成功导入并获得表达的报道。此外活体电穿孔法操作简单快速,电穿孔的时间只有几秒钟,而且DNA片段不需要特殊的纯化操作。但电穿孔法也存在一些的缺点:首先,外源基因表达持续的时间很短,虽然外源基因导入后最快可在215 小时有表达,但大多1~2 月后表达量降至很低。外源基因表达的时间主要由于所构建的表达载体和基因导入的靶细胞组织器官不同而存在巨大差异。由于应用不同的表达载体,Muramatsu 在小鼠肝脏进行电穿孔7天后则检测不到外源基因的表达,而Heller 21 天后还可以检测到外源基因的表达。如果选择代谢和酶活动旺盛的组织器官如肝脏,则表达持续时间会较短,表达时间在1 个月以内,但以骨骼肌为靶组织,表达可持续15个月。3、 活体电穿孔法与其他活体基因导入方法的比较 到目前为止,非病毒载体的活体基因导入方法有直接注射法、脂质体法、基因枪法、电穿孔法等。每一种方法都有其各自的特殊性,因此很难将这几种方法进行简单的比较。直接注射法:可将外源基因直接注射到靶位点或血管中,但此种方法不适合以肌肉作为靶器官,它的外源基因表达效率极低,仅为电穿孔法的百分之一。脂质体法:活体基因转移法中脂质体法更适宜较大面积组织的基因导入,但无法避免DNA浓度变低,在出血的情况下会使本来不高的DNA浓度更加降低,往往造成基因导入效率低。基因枪法:适合于DNA较易接触到的质地较坚韧的组织如皮肤,而视网膜、胚胎和禽类的胚盘等组织会由于机械刺激和出血造成器质性损伤或发育停滞,因而不能用基因枪法完成。DNA包裹的金属颗粒从基因枪发出到达组织表面大多只几百微米的距离,较深层的组织不易操作, 表达效率也较低。Muramatsu报道在材料一致的情况下,电穿孔法的基因导入和表达效率明显高于其它方法,而且电穿孔法适合多种组织的操作 。4 、活体电穿孔法施加条件的研究 波型的选择在电穿孔过程中方波较指数衰减波更能获得较高的基因表达。同时方波只要要求控制电压和时间,十分直观,而指数衰减波需要控制的电压、电容、电阻等参数,这样的条件摸索过程中,方波较指数衰减波更易得到高表达。

  • 如何帮助客户选择抑菌圈测量仪

    如何帮助客户选择抑菌圈测量仪

    [b]如何帮助客户选择抑菌圈测量仪抑菌圈测量仪的历史背景 [/b]在没有抑菌圈测量仪出现之前,首先是手工测量也就是用左手拿着带有抑菌圈的培养皿右手拿着游标卡尺进行测量,大概在上世纪七十年代江苏南京一家电影器材厂生产的一种幻灯机,在用户中逐渐兴起,到八十年代随着世界上第一台扫描仪在中国台湾的诞生中国的科学家们密切关注这项技术的发展及应用领域,1988年左右时任中国药品生物制品检定所简称中检所抗生素室主任的金少鸿和胡昌勤老师带领全科室的药检工作人员战略性地提出用扫描仪拍摄培养皿中抑菌圈图像,再用电脑进行图像积分面积导出直径代入生物统计公式计算的科研方向,在全国药检系统掀起了技术创新高潮。上世纪90年代的北京中关村电子一条街上四通、康华、惠普、联想等等都在快速的崛起,大街上涌动着一大批从高校、科研院所、国企大厂的工科男、技术女们,当时也没有规范的市场,大家都在寻找适合自己的项目。就那么巧合有一些人聚合在一起开始研究制造抑菌圈测量仪了,失败,一点点的进步,喜悦,分离、坚持、再坚持、融合、利益、再分离、又一次的分离、转折、流血流汗的一批人、机遇、壮大、缩小、被超越、迷茫、抉择、一颗永恒的种子、疯魔的几年、强大的内心、技术的再次提高、标准化的方向、优良服务、诚信公正。总之抑菌圈测量仪这项技术是中国人的原创。[b]抑菌圈测量仪属性 [/b]抑菌圈测量仪是一种成像设备,特性是放大倍数低,成像面积大,光线均匀的亚显微成像设备,抑菌圈测量只是微生物测量中的一种功能。目前这种亚显微成像的市场很大,只是还没有开发出来。比如:微生物科目中的抑菌圈直径测量、菌落计数、细菌浊度测量、光密度检测;机械行业中洁净度检测,精密配件的形态差异;环保领域:藻类检测、各种水生动植物的物理尺寸测量和记数;农林业:种子的测量和分类、叶面积比例计算、根颈测量等等;医药行业中用到成像的地方就更多了,我们已成功的开发出Elispot酶联免疫斑点统计计算、液体颜色对比(R/G/B法)。[b]抑菌圈测量仪的组成 [/b]抑菌圈测量仪是由硬件部分和软件部分组成硬件部分:现市场中有逐行扫描式和面阵工业相机式,作用是把微生物培养出可计算的物质后,扫描出高质量电子图片,有透射光、反射光、紫外荧光成像,(抑菌圈测量用的是透射光扫描拍摄;菌落计数用的是反射光扫描;凝胶光密度用的是紫外光激发荧光反射扫描)逐行扫描的成像质量要大大优于面阵工业相机,一个直径90mm培养皿图像很轻松地就可以扫描出2-3G的高分辨率的大图,而面阵工业相机是很难达到如此大的图片。(电脑的内存要大)逐行扫描因是移动扫描,所以光线是一条直线光源,扫描出图像光很均匀;成像面积200*300mm可同时盛放6个90mm的培养皿。软件部分: 1.药品检验所和药厂用的是中国药典抗生素效价测量分析版,此版软件是经典之作也是我们大家20多年销售了上千台仪器积累了大量用户的使用经验和药检所的老师们心血之作。2.美国Image Pro-Plus是享誉世界全功能综合版分析软件,可完成面积百分比、颗粒计数、各种形态参数测量、位置参数测量、灰度光密度测量、数学形态学分析、图象的校准与校正、彩色图象的分割与分析。测量功能:随意对图象切割、测量、计数、分类;HE等染色方法的阳性灰度、阳性比例计算;电泳条带分析;荧光强度分析等,可以选择面积、周长、直径、半径、角度等50多种测量方式。[b]抑菌圈测量仪的前景 [/b]中国药典和兽药典中规定中应用抑菌圈方法的药品品种逐渐在减少,抑菌圈测量仪在制药行业中只是一种保留项目,以后重点是在食品和环保领域中找到销售市场。从技术分析来说,抑菌圈测量仪是计算机的外部设备,是随着计算机的技术进步而进步,十几年前计算机的内存最高才128M、硬盘也小的可怜、CPU慢的要命,现在计算机是什么速度、内存和硬盘多么的强大,所以现在的高端抑菌圈测量仪,这种亚显微成像的仪器设备有一部分已进入到显微成像技术中。(显微镜最大缺点是成像面积小)目前这个技术方向研究的人很少,国外的设备也不多,国内就北京和杭州有几个老师在研究,各有长短。所以说高端抑菌圈测量仪是有很大发展空间的。[b]抑菌圈应用方法:[/b]抑菌圈法的分类:1.KB法(纸片法);2.管碟法;3.打孔法[img=,300,300]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802221344578195_16_3024149_3.png!w640x640.jpg[/img] KB法(纸片法)[img=,300,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802221346082625_926_3024149_3.png!w690x499.jpg[/img]管碟法[img=,300,192]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802221407561403_6888_3024149_3.png!w690x443.jpg[/img] 打孔法首先要了解用户是用什么方法,药品检验所、药厂原、料药厂用的都是管碟法用中国药典抗生素效价测量版软件分析;疾控中心、医院用的是KB法用IPP综合版软件分析;各大学工业、农业、食品微生物检测菌种筛选和抗生素残留检测用的是打孔法用IPP综合版软件分析。菌落计数主要用在食品和疾控中心有手动记数和自动记数用IPP综合版软件分析微生物菌悬液的浊度测量用积分光密度法用IPP综合版软件分析。[img=,300,317]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802221415445145_6044_3024149_3.png!w567x600.jpg[/img][img=,300,305]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802221416053042_9439_3024149_3.png!w567x578.jpg[/img][img=,300,319]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802221416151402_1665_3024149_3.png!w567x603.jpg[/img][img=,300,303]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802221416221799_5693_3024149_3.png!w567x574.jpg[/img][img=,300,316]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802221416272475_7288_3024149_3.png!w567x599.jpg[/img][img=,300,335]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802221416325285_7439_3024149_3.png!w567x634.jpg[/img]

  • 场发射扫描电镜和环境扫描电镜有什么不同?

    扫描式电子显微镜的系统在设计上,主要是电子枪 (Electron Gun) 发射电子束组成,经过一组磁透镜聚焦 (Condenser Lens) 聚焦后,用遮蔽孔径 (Condenser Aperture) 选择电子束的尺寸(Beam Size)后,通过一组控制电子束的扫描线圈,再透过物镜 (Objective Lens) 聚焦,打在样品上,在样品的上侧装有讯号接收器,用以择取二次电子 (Secondary Electron) 或背向散射电子 (Backscattered Electron) 成像。[align=center][img]http://www.gdkjfw.com/bdimages/upload1/20181106/1541469521405510.jpg[/img][/align]场发射电子枪分别比钨丝和六硼化镧丝亮10至100倍,电子能量分散仅为0.2-0.3eV,因此使用目前可用的高分辨率扫描电子显微镜。场发射型电子枪具有高达1nm或更小的分辨率。目前,有两种场发射电子枪:冷场发射(FE),热场发射(TF)。当真空中的金属表面经受108V / cm的电子加速电场时,发射相当大量的电子。该过程称为场发射。原理是高电场引起电子潜在无序的肖特基效应,即使屏障的宽度较窄且高度较低,因此电子可以直接“扫过”狭窄的能量屏障并离开阴极。场发射电子从尖锐的阴极尖端发射,因此它们可以非常薄并且高电流密度的电子束可以达到电子枪的热量的数百倍甚至数千倍。选择用于场发射电子枪的阴极材料必须是高强度材料,以承受在高电位置施加到阴极尖端的高机械应力。由于高强度,钨是优选的阴极材料。场发射枪通常是下一个。阳极用于产生拾取电子、,聚焦、和加速电子的功能。由阳极的特殊形状产生的静电场可以聚焦在电子上,因此不再需要Weiss盖或栅极。第一个(顶部)阳极主要目的是改变场发射的提取电压以控制尖端场发射的电流强度,而第二个(下部)阳极主要决定加速电压以将电子加速到所需的能量。为了从非常细的钨尖端场发射电子,金属表面必须完全清洁,其表面上没有任何外来物质原子或分子,即使只有一个外来原子落在表面上,它也会减少电子场发射,所以场发射电子枪必须保持超高真空,以防止原子在钨阴极表面积聚。由于超高真空设备的极高价格,除非需要高分辨率SEM,否则通常较少使用场发射电子枪。冷场发射型的最大优点是电子束直径最小,亮度最高,因此图像分辨率最佳。能量分散最小,因此可以改善低电压操作的效果。为了避免针尖被外来气体吸附,场发射电流减小。并且发射电流不稳定,冷场发射型电子枪必须在10-10托的真空下工作。但是,必须定期将尖端加热到2500K(这个过程称为闪蒸)以除去吸附的气体原子。另一个缺点是发射的总电流最小。热场电子枪在1800K下操作,这避免了大部分气体分子吸附在针尖表面上,因此消除了对针尖闪烁的需要。热模式可以保持更好的发射电流稳定性并且可能很差。在真空(10-9托)下操作。尽管亮度类似于冷型,但其电子能量分布比冷型大3~5倍,并且图像分辨率差,通常较少使用。

  • 【汇总、分享】超声波扫描电镜在材料科学、半导体封装上的应用

    超声波扫描显微镜(C-SAM)主要使用于封装内部结构的分析,因为它能提供IC封装因水气或热能所造成破坏分析,例如裂缝、空洞和脱层。C-SAM内部造影原理为电能经由聚焦转换镜产生超声波触击在待测物品上,将声波在不同接口上反射或穿透讯号接收后影像处理,再以影像及讯号加以分析。C-SAM可以在不需破坏封装的情况下探测到脱层、空洞和裂缝,且拥有类似X-Ray的穿透功能,并可以找出问题发生的位置和提供接口数据。主要应用范围:· 晶元面处脱层· 锡球、晶元、或填胶中之裂缝· 晶元倾斜· 各种可能之孔洞(晶元接合面、锡球、填胶…等) · 覆晶构装之分析C-SAM的主要特性: 非破坏性、无损伤检测内部结构 可分层扫描、多层扫描 实施、直观的图像及分析 缺陷的测量及百分比的计算 可显示材料内部的三维图像 对人体是没有伤害的 可检测各种缺陷(裂纹、分层、夹杂物、附着物、空洞、孔洞、晶界边界等)C-SAM的主要应用领域: 半导体电子行业:半导体晶圆片、封装器件、红外器件、光电传感器件、SMT贴片器件、MEMS等 ;材料行业:复合材料、镀膜、电镀、注塑、合金、超导材料、陶瓷、金属焊接、摩擦界面等; 生物医学:活体细胞动态研究、骨骼、血管的研究等;

  • 叶面积测量仪怎么测量植物的叶长有多少

    [size=16px]  叶面积测量仪通常用来测量植物的叶片表面积,而不是叶片的长度。如果您想测量植物叶片的长度,您可以考虑使用一个普通的尺子或者显微镜测量。以下是如何使用叶面积测量仪来测量叶片表面积的步骤:  准备工作: 确保您有一台叶面积测量仪,通常它由一个扫描仪和适用于测量的软件组成。您还需要植物的叶片样本。  准备叶片样本: 从植物中选择您想要测量的叶片样本。尽量选择完整、健康的叶片,并在测量前将其清洁干净。  扫描叶片: 将叶片放在叶面积测量仪的扫描台上。根据仪器的使用说明,启动扫描仪,它将会自动扫描叶片的表面。  分析数据: 扫描仪将生成一个叶片的图像,并提供叶片的表面积数据。您可以使用附带的软件或其他图像处理软件来测量叶片的总表面积。通常,这涉及在图像上勾画叶片的边界,然后软件会计算出所勾画区域的面积。  保存结果: 一旦测量完成,您可以将测量结果保存下来,以备将来参考或记录。  需要注意的是,叶面积测量仪测量的是叶片的二维表面积,而不考虑其长度、宽度和形状等其他参数。如果您对测量叶片的长度感兴趣,云唐建议您可能需要使用传统的测量工具,如尺子、标定尺或显微镜来进行测量。[/size]

  • 机器人可自动探查活体脑细胞内部运作

    中国科技网讯 据物理学家组织网近日报道,美国麻省理工学院和佐治亚理工学院研究人员开发出利用机器人操纵来自动发现和记录活体大脑中神经元信息的方法,即用一种全细胞膜片钳制动一个微小的空心玻璃针,在神经细胞的膜上开孔,以记录其内部电活性。该研究成果刊登在5月6日《自然·方法》期刊上。 这种深入大脑中神经元内部运作的方式可提供大量有用的信息,如电活性模式、细胞内部状况、甚至基因在某一时刻被闭合的剖面。然而,能够实现这个入口非常困难,目前世界上只有极少数实验室在进行尝试,这种自动发现和记录活体大脑中神经元信息的最新方法有望改变该领域研究现状。研究人员证明,在一个细胞检测的计算机程序的引导下,与人工相比,该自动装置识别和记录活老鼠大脑中的神经元信息具有更好的精度和速度。 采用新型自动化装置消除了对活体细胞的活动进行数月定向和长期搜索的需要。采用这种技术,科学家可将大脑中数千个细胞划分成不同类型,还可绘制其彼此之间的连接,并从正常细胞中找出病变细胞。 研究人员称,该方法在研究大脑疾病方面将会尤其有用,如精神分裂症、帕金森氏症、自闭症和癫痫。科学家们一直难以描述这些疾病中一个细胞与其具有电活回路和性能的分子集成。描绘出疾病如何改变活体大脑内特定细胞分子,将会更好地发现药物的靶标。 如果通过人工对这种精密仪器进行操作,需花上4个月的训练时间,最终还可能不是很精准,于是研究人员将这项任务交与机器人来操作,其机械手臂由计算机程序做指导。研究人员说,在神经科学中使用机器人来研究有生命的动物还仅仅是个开始,而像这样的机器人可能被用于在大脑中有目标点地注入药物,或提供基因治疗载体,希望新方法也能激励神经学家追求各类机器人自动化,例如在光遗传学方面,利用光有针对性地干扰神经回路和确定神经元在大脑功能中发挥的因果作用。(记者 华凌) 《科技日报》(2012-05-11 二版)

  • 活体荧光寿命光度测量系统

    [url=http://www.f-lab.cn/microscopes-system/tcspec.html][b]活体荧光寿命光度测量系统[/b][/url]能够同时[b]测量活体荧光寿命和光度值[/b],它采用时间[b]相关单光子计数TCSPC[/b]技术,非常适合动物活体荧光寿命测量和组织荧光寿命测量和光度测量。采用皮秒激光器和单光子计数探测器,集成高速电路,光学和光纤探测器,有力保证了荧光寿命测量。活体荧光寿命测量系统配备了灵活软件,使得用户随意移动动物,也可测量荧光寿命并记录光度值。而配备了4个光纤探测器确保了整套荧光寿命测量系统可以重复,长时间并且同时测量样品。[img=活体荧光寿命光度测量系统]http://www.f-lab.cn/Upload/tcspec.jpg[/img][b]活体荧光寿命测量系统特点[/b]采用TCSPC时间分辨单光子计数技术,时间通道宽度降低到813飞秒采样间隔高达10微秒皮秒脉冲激光光源可提供445nm, 473nm, 488nm, 515nm, 和640nm 波长供选择配备4个单光子计数探测器覆盖450-700nm能够与其它动物行为记录仪器和电生理学以及基因仪器同步使用方便移动,配备手推车[img=活体荧光寿命光度测量系统]http://www.f-lab.cn/Upload/fluorescence-lifetime-1.JPG[/img][b]活体荧光寿命测量的意义[/b]荧光强度揭示发光样品的相对丰度,而荧光寿命能够反映出直接生化环境(比如氧化,还原,PH值),分子交互作用(比如通过FRET释放小分子)以及分子内部变化。通过定量分析荧光寿命图像和光谱数据,就可知道功能荧光分子或荧光蛋白,这对于探索常规组织的活体生化化学,疾病机理以及研究药物对于组织影响非常重要。活体荧光寿命测量光度系统领先的技术这款活体荧光寿命测量系统结构紧凑,具有超高的时间分辨率,非常适合活体生物化学信号采集分析,广泛用于生命科学,医学,动物学,用于人类疾病临床前研究和药物研发以及生命科学和医学研究。这套系统采用时间分辨单光子计数技术,具有超高的时间分辨率(皮秒到纳秒),能够记录实时动态荧光信息,结合FRET技术和仪器,可提供2-8nm 尺度的超高孔径分辨率[img=活体荧光寿命光度测量系统]http://www.f-lab.cn/Upload/fluorescence-lifetime-2.JPG[/img][b]活体荧光寿命测量光度系统典型应用[/b]脑科学研究行为科学研究动态钙记录疾病机理研究神经学研究电生理学研究自由移动动物学研究[b]活体荧光寿命测量光度系统[/b]:[url]http://www.f-lab.cn/microscopes-system/tcspec.html[/url]

  • 叶面积测量仪怎么测量植物的叶面积有多少

    [size=16px]  叶面积测量仪是用于测量植物叶片表面积的工具。它可以通过不同的方法来估算叶片的表面积,其中一些常见的方法包括:  直接测量法: 这种方法涉及将叶片放在一块已知面积的测量板上,然后使用划分网格或数字图像处理来测量叶片的轮廓。然后可以使用这些测量值来计算叶片的总表面积。  扫描法: 这种方法使用数码扫描仪或图像扫描仪来扫描叶片的图像。扫描后,使用图像处理软件测量叶片的轮廓,并计算出叶片的表面积。  影像分析法: 使用数字相机或移动设备拍摄叶片的图像,然后使用专业的图像分析软件来处理图像,提取叶片的轮廓并测量表面积。  数学模型法: 通过测量叶片的长度、宽度和其他几何特征,然后应用数学模型(如椭圆形、矩形等)来估算叶片的表面积。  叶片分段法: 对于大型或不规则形状的叶片,可以将其分成几个较小的部分,测量每个部分的面积,然后将这些面积相加以得到总表面积。  无论使用哪种方法,都需要确保测量精确度和可靠性。在使用叶面积测量仪进行测量时,云唐建议遵循制造商提供的操作说明,并根据需要进行校准,以确保获得准确的叶面积数据。另外,不同类型的植物可能需要针对其特定叶片形状和大小的方法进行微调。[/size]

  • 喷漆附着力与零件表面清洁度的关系

    喷漆附着力与零件表面清洁度的关系

    [b]1 前言与目的[/b]  在各种产品的表面处理工艺中, 喷漆与底材的附着力差,出现掉漆、起泡、划格法测试不合格的问题会经常出现。 而底材表面不干净,有油污、油尘、指纹等污染物是造成附着力不良的关键原因。而表面处理70%的不良都是在清洗过程造成的。  德国SITA公司研发的Cleanospector油污清洁度仪是目前世界上唯一可以量化输出金属、陶瓷、玻璃表面清洁度的仪器。SITA Cleanospector油污清洁度仪通过荧光激发法量化检测金属、陶瓷、玻璃上的如油、脂、蜡、胶黏剂、指纹、残留的清洗剂等有机污染物、研究结果与长期的经验表明,这些有机污染物的过量残留是影响后工序如焊接、喷涂效果的主要原因之一,通过SITA Cleanospector油污清洁度仪监控清洗后工件的清洁度,建立清洁度标准,可以避免因胶黏剂残留过量造成的喷涂附着力差、甚至喷涂不上的问题。  SITA CleanoSpector有两种测量结果的表示方式可供选择。第一种Cleanliness模式,测量仪器以百分比显示的清洁度值的高低。一个100%的清洁度值,表示一个绝对干净和无荧光的表面。第二种Fluolevel模式,测量仪器以RFU值(Relative Fluorescence Units)表示清洁度的高低。RFU为相对荧光强度值,RFU值越大,零件表面的残留污染物含量也越高。此外,通过搭配SITA-Fluoscan软件,在较暗环境下进行手动扫描式测量、扫描时间为30秒,可获得整个样品的清洁度变化曲线。[b]2样品[/b]  样品背景:深圳某公司的汽车铭牌毛坯在加工过后通过贴膜来防止毛坯板刮花和二次污染。目前的贴膜方式有两种:第一种为静电吸附膜,第二种为丙烯酸胶黏剂(丙烯酸)粘合膜。粘合膜在撕掉后会有胶黏剂残留在毛坯板上,工程师认为这是造成后续工序中喷涂效果不好的主要原因,使喷涂涂层有附着不上或涂层脱落的风险。  测试目的:  验证SITA清洁度仪的数据是否能明显区分各种不同样品的表面清洁度。  例如:是否能区分贴静电膜毛坯板与贴胶粘膜毛坯板的清洁程度   样品类别:[table=100%][tr][td] [/td][td]处理与描述[/td][td]测试数量[/td][td]备注[/td][/tr][tr][td]A[/td][td]贴520胶粘膜[/td][td]3[/td][td]使用百分比模式测量,并取其中一个作扫描式测量[/td][/tr][tr][td]B[/td][td]贴静电膜[/td][td]3[/td][td]使用百分比模式测量,并取其中一个作扫描式测量[/td][/tr][/table]  测试模式:Cleanliness 测量软件:1.SITA-Fluoscan 2. 测量方式:线性扫描  样品测试采用线性扫描,测量点的直径为1毫米。以图线直观比较。测量的所有数值详见附件。  注: SITA-Fluoscan是专门作为扫描式测量的软件,单次最长测量时间为30秒。结果以图线呈现。同时,用户可以读取、管理和导出所有数据记录。[b]  扫描方式应用:[/b][align=center][img=直线扫描模式]http://www.sita-china.com/literature/m1705/0311460765.jpg[/img][/align]  使用一个或者多个传感器,连续测量带状平面样品的清洁度[b]  表面扫描模式[/b][align=center][img=平面扫描模式]http://www.sita-china.com/literature/m1705/0311474942.jpg[/img][/align]  使用一个X-Y定位驱动装置检测平面样品的清洁度[b]  自由扫描模式[/b][align=center][img=3D自由扫描模式]http://www.sita-china.com/literature/m1705/031148288.jpg[/img][/align]  使用3D定位系统测量样品表面的清洁度  本次测试的扫描方式为:单直线扫描。[align=center][img=,690,335]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/05/201705081116_01_2818848_3.jpg[/img][/align][align=center]测试现场[/align][b]3测试结果分析:[/b]   A有胶黏剂样品,扫描图像如图所示[align=center][img=测试样品一]http://www.sita-china.com/literature/m1705/0311525960.jpg[/img][/align]  B 静电吸附样品[align=center][img=,800,432]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/05/201705081116_02_2818848_3.jpg[/img][/align]  分析:  通过比较A、B两样品的清洁度曲线可以发现:  A样品曲线平稳的地方为底材干净的部位,示值为5RFU左右 示值在中后部有波动,最大值达到了15RFU,说明此区域有胶黏剂残留。  B样品曲线一直平稳在5RFU左右,几乎没有波动,说明B样品这个板面清洁度很均匀,相对比较干净。[b]4结论[/b]  1. SITA Cleanospector表面清洁度仪可以很好的检测出的铭牌毛坯板上的丙烯酸胶黏剂。  2. SITA Cleanospector表面清洁度仪扫描出来的示值可如实反映扫描区域的清洁度情况。  3. A、B样品曲线比较与预期相符,A结果呈现出在胶黏剂板上的确会有胶黏剂的残留,而且是残留在中间部位。B样品,为静电吸附,理应洁净,结果也说明了其清洁度很好且没有受到二次污染。  4. 手持式 SITA CleanoSpector适用于工厂车间或实验室的简便快速的清洁度监测,以评估铭牌毛坯在下工序喷涂前的的清洁度质量。

  • 扫描电镜技术总结

    扫描电镜技术原理及方法:   原理:从电子枪阴极发出的直径20(m~30(m的电子束,受到阴阳极之间加速电压的作用,射向镜筒,经过聚光镜及物镜的会聚作用,缩小成直径约几毫微米的电子探针。在物镜上部的扫描线圈的作用下,电子探针在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。这些电子信号被相应的检测器检测,经过放大、转换,变成电压信号,最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。显像管中的电子束在荧光屏上也作光栅状扫描,并且这种扫描运动与样品表面的电子束的扫描运动严格同步,这样即获得衬度与所接收信号强度相对应的扫描电子像,这种图象反映了样品表面的形貌特征。第二节扫描电镜生物样品制备技术大多数生物样品都含有水分,而且比较柔软,因此,在进行扫描电镜观察前,要对样品作相应的处理。扫描电镜样品制备的主要要求是:尽可能使样品的表面结构保存好,没有变形和污染,样品干燥并且有良好导电性能。一.样品的初步处理(一) 取材取材的基本要求和透射电镜样品制备相同。但是,对扫描电镜来说,样品可以稍大些,面积可达8mm×8mm,厚度可达5mm。对于易卷曲的样品如血管、胃肠道粘膜等,可固定在滤纸或卡片纸上,以充分暴露待观察的组织表面。(二) 样品的清洗用扫描电镜观察的部位常常是样品的表面,即组织的游离面。由于样品取自活体组织,其表面常有血液、组织液或粘液附着,这会遮盖样品的表面结构,影响观察。因此,在样品固定之前,要将这些附着物清洗干净。(三) 固定固定所用的试剂和透射电镜样品制备相同,常用戊二醛及锇酸双固定。由于样品体积较大,固定时间应适当延长。也可用快速冷冻固定。(四) 脱水样品经漂洗后用逐级增高浓度的酒精或丙酮脱水,然后进入中间液,一般用醋酸异戊酯作中间液。二.样品的干燥扫描电镜观察样品要求在高真空中进行。无论是水或脱水溶液,在高真空中都会产生剧烈地汽化,不仅影响真空度、污染样品,还会破坏样品的微细结构。三.样品的导电处理生物样品经过脱水、干燥处理后,其表面不带电,导电性能也差。用扫描电镜观察时,当入射电子束打到样品上,会在样品表面产生电荷的积累,形成充电和放电效应,影响对图象的观察和拍照记录。

  • 请教一下大家 小于1μm的物体能做面扫描么

    大概能谱的作用范围是较轻的元素是2微米 稍重的元素里是1微米(如果不对还请各位老师指出)那么 小于1微米的物体能做面扫描么另外请教一下各位老师现在扫描电镜一般分辨率在1nm显微镜厂家一般以两点之间距离为0.1为标准来算放大倍数(好像日立 日本电子 蔡司大概都是这样 fei不知)(液晶显示器点距一般在0.2-0.3之间)那么 放大10w倍一般就到分辨率极限了(好像一般样品要做到1.0nm的分辨率不是很容易,电镜验收的样品对比度非常高 再放大是不是就意义不大了?

  • 双光子激光扫描显微镜的检测模式及其在生物医学领域的应用

    双光子激光扫描显微镜的检测模式及其在生物医学领域的应用

    [align=center][b]双光子激光扫描显微镜的检测模式及其在生物医学领域的应用[/b][/align][align=center][font=宋体]刘皎[/font][sup]1[/sup],吴晶[sup]1[/sup][/align][align=center]1. [font=宋体]北京大学医药卫生分析中心,北京,[/font]100191[/align][b][font=黑体][[/font]摘要] [/b]双光子激光扫描显微镜(two-photon laser scan microscope, TPLSM[font=宋体])具有低光毒性、高时空分辨率、高信噪比等优点,结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术,广泛应用于脑科学、免疫学、肿瘤、胚胎发育等生物医学相关研究领域。本文结合作者所在的北京大学医药卫生分析中心共聚焦平台的工作经验,概述了[/font]TPLSM适用的样本、检测模式以及在生物医学领域的应用,以期为相关科研技术人员提供参考。[b][font=&][Abstract][/font] [/b]Two-photon laser scan microscopy (TPLSM) has the advantages of low phototoxicity, high spatial and temporal resolution, and high signal-to-noise ratio.TPLSM combines laser scanning confocal microscopy with two-photon excitationtechnology and it is widely used in brain science, immunology, tumor, embryodevelopment and other biomedical related research fields. Based on the author'swork experience in the confocal center of Peking University Medical and HealthAnalysis Center, this paper summarizes the applicable samples, detection modesand applications of TPLSM in the biomedical field, in order to provide referencefor related scientific researchers and technicians.[b][font=黑体][[/font]关键词] [/b]显微镜双光子,检测模式,应用[b]1 引言[/b]双光子激发技术的基本原理是在高光子密度情况下,荧光分子可同时吸收2个长波长光子,产生一个一半波长光子去激发荧光分子的相同效果。双光子激光扫描显微镜(two-photon laser scan microscope, TPLSM[font=宋体])在激光扫描共聚焦显微镜的基础上,以红外飞秒激光作为光源,长波长的近红外激光受散射影响小,易穿透标本,可深入组织内部非线性激发荧光,对细胞毒性小且具有高空间分辨率,适合生物样品的深层成像及活体样品的长时间观察成像[/font][1]。使用高能量锁模脉冲激光器,物镜焦点处的光子密度最高,在焦点平面上才有光漂白及光毒性,焦点外不损伤细胞。双光子效应只发生在焦点处,所以双光子显微镜无需共聚焦针孔,也能做到点激发点探测,提高了荧光检测效率[2]。[b][/b]双光子激光扫描显微镜显微镜可以通过XYZ,XYT,XYλ,XYZT,XYλT等多种模式实现多维成像,亦可进行更复杂实验的拍摄,比如二次谐波成像(Second Harmonic Generation Imaging,SHG[font=宋体])、双光子荧光寿命成像([/font]Two-photon Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy, TP-FLIM[font=宋体])、荧光寿命[/font]-[font=宋体]荧光共振能量转移成像([/font]FluorescenceLifetime - Fluorescence Resonance Energy Transfer Imaging, FLIM-FRET[font=宋体])等实验以满足对样品的定性、定量、定位、共定位等多维度多功能的研究。[/font]TPLSM已成为生命科学各领域重要的研究工具,可在细胞及亚细胞水平对活体动物的神经细胞形态结构、离子浓度、细胞运动、分子相互作用等生理现象进行直接的长时间成像监测,还能进行光激活染及光损伤等光学操纵,广泛应用于脑科学、免疫学、肿瘤、胚胎发育等生物医学相关研究[3-5]。本文拟通过按TPLSM常见的检测模式分别阐述其在生物医学领域的应用,以其为相关科研技术人员提供参考。[b]2. TPLSM适用的样本[/b]TPLSM适用的样本非常广泛,从液体、固体等形式的材料或制剂、细菌、细胞、细胞团、类器官、组织切片、到各种模式动物(如线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠、大鼠、兔、猴等)及其[font=宋体]脑、脊髓、肝脏、肺、皮肤等器官[/font],都可以通过搭载不同载物台进行测试。相对于传统激光扫描共聚焦显微镜200μm的成像深度极限,双光子显微镜成像深度可达800μm,如果是透明化样品可更厚。TPLSM尤其适合活体动物成像,且比小动物荧光成像有更高的分辨率和信噪比,一般TPLSM的XY轴分辨率为200 nm左右,Z轴分辨率为300 nm左右。[b]3. TPLSM的检测模式[/b]3.1 二维成像模式TPLSM可以实现点扫描、点探测,得到生物样品高反差、高分辨率、高灵敏度的二维图像,从而获得细胞/组织等光学切片的物理、生物化学特性及变化。也可以对所感兴趣的区域进行准确的定性、定量及定位分析。激光扫描显微镜的zoom功能,可以用来调节扫描区域的放大倍数。但受物镜分辨率的限制,一味的增大zoom值,不能得到相应的高清图像,需根据实际情况参考piexl size进行设定。TPLSM可以实现XY、XZ或XT的二维成像模式,XT线扫会在后文与XYT时间序列成像一起进行举例说明(图2b)。3.2 三维成像模式3.2.1 Z轴序列三维成像(XYZ)[align=left]TPLSM可沿Z轴方向通过电动载物台的连续扫描对样品进行无损伤的光学切片(XYZ),获得三维立体图像。同理,通过沿Y轴方向连续扫描,可获得连续的XZY图像。如图1所示TPLSM[font=宋体]可以顺利观察到可以观察到血管清晰形态结构:单个胚胎的胎盘微血管(图[/font]1a)、肝脏血窦微血管(图1b)和后肢微血管(图1c)[6]。[/align][align=center][img=,690,230]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212151626576232_4807_3237657_3.png!w690x230.jpg[/img][/align][align=center]图1(a)胚胎胎盘微(b)肝脏血窦和(c)后肢的微血管三维成像[/align]3.2.2 时间序列扫描模式(XYT)[align=left]按照一定的时间间隔重复采集,则可实现对该样品的实时监测(XYT)。此类实验可观察组织区域内特异荧光探针标记的单个细胞或细胞内不同部位接受刺激后的整个变化过程。[font=宋体]如图[/font]2[font=宋体]([/font]a[font=宋体]),可以根据微血管[/font]XYT[font=宋体]序列扫描的成像结果中某一血细胞在前后两张图的位置移动和这两帧图的扫描时间间隔计算血流速度。若血流速度很快,[/font]XYT扫描不足以捕捉实际流速,可以使用XT线扫计算。如图2(b),微血管XT扫描图像中绿色荧光背景里的黑色线条代表单个血细胞的流动轨迹,每条线条的横坐标代表血细胞移动的距离(distance / μm[font=宋体]),纵坐标代表此段时间([/font]time/ ms[font=宋体]),根据这两个数据可以计算出单位时间内血细胞的流动速度([/font]μm / ms)[6]。[/align][align=center][img=,690,262]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212151627102569_8367_3237657_3.png!w690x262.jpg[/img] [/align][align=center]图2 微血管(a)XYT扫描结果和(b)XT一维扫描结果图像计算血流说明示意图[/align]3.2.3 光谱扫描模式(XYλ/XYΛ)通常配置有可调节接受范围的检测器的TPLSM,可以实现从400nm-800nm的发射波谱扫描。通过配置具有连续可调波长的双光子激光器,还可以实现750nm-1300nm激发波谱扫描。这对于开发研制特殊染料探针的课题来说是很方便、全面的检测功能。3.3四维成像模式(XYZT/XYλT/XYΛT)基于上述三维成像模式,结合时间序列扫描,可以实现TPLSM的四维成像。3.4二次谐波成像(SHG)SHG是一个二阶非线性过程,且一般为非共振过程,适合富含胶原纤维的样本成像,如角膜、鼠尾肌腱、皮肤等。生物组织产生的二次谐波最主要的转换源自胶原,不同生物组织中的二次谐波信号强弱与组织中的胶原含量密切相关,含胶原丰富的组织包括结缔组织和肌肉组织等二次谐波信号也比较强,另外还有一些能产生强二次谐波的生物结构是微管,如细胞分裂中纺锤体。对于具有中心对称性的生物结构,如果局部中心对称性的破坏也会产生二次谐波:在两中心对称介质的界面,不同物态分子的相互作用使局部微观场特性在交界面(如细胞膜)发生突变,从而产生界面二次谐波[7]。除了动物组织外,一些含有特殊分子结构的植物组织也能产生二次谐波。二次谐波显微成像具有高空间分辨率、深成像深度、低损伤、以及对结构对称性的高度敏感性的特点,如果能与其他成像技术结合,将成为生物样品研究的有力工具[8]。3.5双光子荧光寿命成像(TP-FLIM)[9]FLIM技术是研究细胞内生命活动状态的一种非常可靠的方法。荧光寿命是荧光团在返回基态之前处于激发态的平均时间,是荧光团的固有性质,因此其不受探针浓度、激发光强度和光漂白效应等因素影响,且能区分荧光光谱非常接近的不同荧光团,故具有非常好的特异性和很高的灵敏度。此外,由于荧光分子的荧光寿命能十分灵敏地反映激发态分子与周围微环境的相互作用及能量转移,因此FLIM技术常被用来实现对微环境中许多生化参数的定量测量,如细胞中折射率、黏度、温度、pH值的分布和动力学变化等,这在生物医学研究中具有非常重要的意义。目前FLIM技术在细胞生物学中一些重要科学问题的研究、临床医学上一些重大疾病的诊断与治疗研究以及纳米材料的生物医学应用研究等方面均有广泛应用,并取得了许多利用传统的研究手段无法获取的数据。FLIM检测需要脉冲激光,TPLSM带有的高能量锁模脉冲激光器可以满足激发要求。3.6荧光寿命-荧光共振能量转移成像(FLIM-FRET)[10]传统的FRET过程分析通常是基于荧光强度成像来实现,分析的结果容易受光谱串扰的影响。而将FLIM技术应用于FRET过程分析,利用FLIM技术可定量测量这一优势,可非常灵敏地反映供体荧光分子与受体荧光分子之间的能量转移过程。当受体分子与供体之间的距离10nm时,供体的能量转移到受体,受体从基态发生能量跃迁,从而影响供体的荧光寿命。与没有受体分子的时候相比,发生FRET的供体分子的荧光寿命降低。因此,FRET-FLIM联合能够实时监测生物细胞中蛋白质的动态变化,如蛋白质折叠、分子间(蛋白-蛋白,蛋白-核酸)相互作用和细胞间信号分子传递、分子运输以及病理学研究等。[b]4 结论和展望[/b]综上,TPLSM应用灵活,具备多种检测模式,适用于多种样本,亦可实现多种实验目的,如荧光的定量、定性、定位、共定位,动态荧光的测定等。一些特殊的实验模式,将TPLSM在生物医学领域的应用进一步扩大。通过结合其他技术(多手段联合拓展,如膜片钳、原子力显微镜、光电联用等),TPLSM必将成为助力生物医学领域研究的有力工具。双光子荧光成像由于具有天生的三维层析能力以及深穿透能力,在活体生物组织成像上广受欢迎。双光子显微镜镜下空间增大后,可广泛应用于猴、大小鼠、兔等较大的模式动物的活体成像。且可结合电生理技术、光遗传技术,广泛应用于麻醉、清醒或运行行为等生理状态下的动物脑科学神经相关研究,在单细胞、单树突精度上对神经元群体活动进行监控。如结合膜片钳技术,对活体脑组组急性切片神经元进行双光子深层成像[11];结合光遗传技术,实现视觉皮层同一神经元和神经元群体的稳定操控和长期多次重复记录[12];对在健身球上移动的头部固定小鼠小脑进行成像,探讨觉醒状态和运动行为对胶质网络中钙离子的激发的影响[13];结合多种疾病模型,探讨大脑皮层神经元及胶质细胞活性的改变及作用等[14]。随着多种双光子显微镜系统的出现,双光子显微镜成像技术将以其实时、无损地探测、诊断及检测能力,在生物医药及临床医学应用中发挥更大作用。[b]参考文献[/b][1] [font=宋体]李娟[/font],[font=宋体]张岚岚[/font],[font=宋体]吴珏珩[/font].[font=宋体]双光子显微镜的应用优势与维护要素[/font][J].[font=宋体]中国医学装备[/font],2021,18(12):158-163.[2] HendelT,Mank M, Schnell B,et al.Fluorescence changes of genetic calcium indicatorsand OGB1correlated with neural ac tivity and calcium in vivo and in vitro[J].JNeurosci, 2008,28(29):7399-7411.[3] DolginE.What leva lamps and vinaigrette can teach us about cellbiology[J].Nature,2018,555(7696):300-302.[4] Noguchi J,Nagaoka A, Watanabe S,et al.in vivo two-photon uncaging of glutamate revealingthe structure-function relatio nships of dendritic spines in the neocortex ofadult mice[J]. 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