纳秒门控相机

研究人员开发的DRUM相机能以每秒480万帧的速度在单次曝光中捕捉动态事件。图片来源：加拿大国家科学研究所要捕捉快速运动的清晰图像，比如落下的水滴或分子相互作用，需每秒可采集数百万张图像的超快相机，这种相机非常昂贵。在最新发表于《光学》杂志的一篇论文中，加拿大科学家开发出一种新型相机，能以更便宜的方式来实现超快成像，适用于实时监测药物输送、自动驾驶的高速激光雷达系统等多种应用。加拿大国家科学研究所、康科迪亚大学和元宇宙平台公司联合研制的这种新型衍射门控实时超高速测绘（DRUM）相机，可捕获每秒480万帧的单次曝光动态事件。他们通过对飞秒激光脉冲与生物样品中的液体相互作用以及激光烧蚀的快速动态进行成像，展示了这种能力。研究人员开发了一种新的时间选通方法，称为时变光学衍射。相机使用门来控制光线何时照射到传感器。在时间选通中，传感器读出图像之前，门会快速连续打开和关闭一定次数。这会捕捉一个场景的高速短片。考虑到光的时空二象性，研究人员想出了如何利用光衍射来完成时间选通。快速改变衍射光栅上周期性面的倾斜角度，可生成沿不同方向传播的入射光的多个副本，提供一种扫描不同空间位置以在不同时间点排除帧的方法。然后可将这些帧组合在一起形成一部超快的电影。研究人员使用数字微镜器件以非常规方式完成了这种类型的扫描衍射门。他们创建了一个序列深度为7帧的DRUM摄像机，并用它记录了激光与蒸馏水的相互作用。新相机的成像速度和空间分辨率与商用高速相机相似，但它使用了现成的组件，成本不到当今超快相机的1/10，而超快相机的起价接近10万美元。

p　　7月20日，生命中心颜宁研究组在《细胞》(Cell)期刊在线发表题为《来自电鳗的电压门控钠离子通道Nav1.4-β1复合物结构》(Structure of the Nav1.4-β1 complex from electric eel)的研究论文，首次报道了带有辅助性亚基的真核生物电压门控钠离子通道复合物可能处于激活态的冷冻电镜结构。该成果是电压门控离子通道(voltage-gated ion channel)的结构与机理研究领域的一个重要突破。br//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/noimg/006bf0f0-14f4-4b4b-9249-e21d7cbe96f4.jpg" title="1.jpg" width="460" height="329" style="width: 460px height: 329px "//pp style="text-align: center "图1. 电压门控钠离子通道Nav1.4-β1复合物结构示意图/pp　　电压门控钠离子通道(以下简称“钠通道”)位于细胞膜上，能够引发和传导动作电位，参与神经信号传递、肌肉收缩等重要生理过程。顾名思义，钠通道感受膜电势的变化而激活或失活。对于可激发的细胞，细胞膜两侧由于钠离子、钾离子、钙离子、氯离子等离子的不对称分布，产生跨膜电势差。在静息状态下，细胞膜内电势低，膜外电势高，3-5纳米厚的细胞膜两侧电势差大概为-70毫伏左右。通常情况下，钠通道在细胞膜去极化状态，也就是细胞内相对电势升高时激活(即钠通道中心通透孔道打开，钠离子由高浓度的胞外侧流向胞内)，从而引发动作电位的起始 而其又具备特殊的结构特征，使之在激活的几毫秒内迅速失活，从而保证通过与钾离子通道的协同作用结束动作电位，以及由钠钾泵介导的静息电势的重建，为下一轮的动作电位产生做好准备。/pp　　真核生物的钠通道主要由负责感受膜电势控制孔道开闭进而选择性通透钠离子的α亚基和参与调控的β亚基组成。在人体中共有9种钠通道α亚型(分别命名为Nav1.1-1.9)和4种β (β1-4)亚基，特异分布于神经和肌肉组织中。由于其重要的基本生理功能，钠通道的异常会导致诸如痛觉失常、癫痫、心率失常等一系列神经和心血管疾病。至今为止，已经发现了1000多种与疾病相关的钠通道突变体。另一方面，很多已知的包括蝎毒、蛇毒、河鲀毒素在内的生物毒素以及临床上广泛应用的麻醉剂等小分子均通过直接作用于钠通道发挥作用。钠通道是诸多国际大制药公司研究的重要靶点，其结构为学术界和制药界共同关注。/pp　　颜宁研究组十年来一直致力于电压门控离子通道的结构生物学研究，取得了一系列重要成果，包括来自细菌中的钠通道NavRh的晶体结构 (Zhang et al., 2012)。而近两年更是相继报道了与钠离子通道有同源性的世界上首个真核电压门控钙离子通道复合物Cav1.1 (Wu et al., 2016 Wu et al., 2015)以及首个真核钠通道NavPaS (Shen et al., 2017)的高分辨率冷冻电镜结构，为理解真核电压门控离子通道的结构与功能提供了重要基础。/pp　　在该最新研究中，颜宁研究组首次报道了真核钠通道复合物Nav1.4-β1的冷冻电镜结构，整体分辨率达到4.0 ，中心区域分辨率在3.5 左右，大部分区域氨基酸侧链清晰可见。该蛋白来自于电鳗(Electrophorus electricus)，它具有一个特化的肌肉组织称为电板(electroplax)，在受到刺激或捕猎时能够放出很强的电流 电流产生的基础即为钠通道的瞬时激活。因而该器官富集钠通道，其序列与人源九个亚型中的Nav1.4最为接近，因此命名为EeNav1.4。值得一提的是，电鳗中的钠通道正是历史上首个被纯化并被克隆的钠通道，已经具有半个世纪的研究历史，是钠通道功能和机理研究的重要模型，因此该蛋白一直以来也是结构生物学的研究热点。/pp　　在本研究中，研究组成员利用特异性的抗体从电鳗的电板组织中提纯出Nav1.4-β1复合物，通过对纯化条件和制样条件的不断摸索和优化，获得了性质稳定且均一的蛋白样品，并进一步制备出优质的冷冻电镜样品，最终利用冷冻电镜技术解析出其高分辨三维结构。与此前解析的钠通道NavPaS相比，该结构展示了三大新的结构特征：/pp　　1)该结构中带有辅助性亚基β1，首次揭示了辅助性亚基与α亚基的相互作用方式，有助于更好的理解β亚基对钠通道功能的调控机制 /pp　　2)与钠通道快速失活相关的III-IV 连接片段的位置与之前在Cav1.1和NavPaS结构相比有一个十分显著的位移，特别是与快速失活直接相关的IFM元件插入到了中间孔道结构域的内外两层之间。这一新的结构刷新了我们之前对钠通道失活机制的理解，却与历史上大量基于电生理的突变体分析十分吻合。本论文就此提出了一个解释钠通道快速失活的新的变构阻滞机制(allosteric blocking mechanism) /pp　　3)该结构特征与预测的激活态基本吻合，极有可能揭示了首个处于开放状态的真核钠通道的结构，实属意外之喜。由于钠通道蛋白在提纯后会很快失活，理论上处于开放状态的结构是极难甚至不可能捕捉到的。进一步分析电子密度发现，有一团疑似去垢剂分子的密度堵在胞内门控区域，帮助稳定了钠通道的开放状态。因此该结构整体呈现的极有可能是完全没有预料到的激活态。这一难得的构象有助于更好地理解电压门控离子通道最基本的机电耦合机理问题(electromechanical coupling mechanism)。除此之外，该结构还为基于结构的药物设计和功能研究提供了全新的模板。/pp　　颜宁教授为本文的通讯作者。清华大学医学院博士后闫浈、医学院副研究员周强、生命学院博士生王琳、生命学院博士毕业生吴建平为本文的共同第一作者 清华大学冷冻电镜平台雷建林博士指导数据收集。本研究获得了清华大学冷冻电镜平台工作人员李小梅和李晓敏的大力支持。国家蛋白质科学中心(北京)清华大学冷冻电镜平台和清华大学高性能计算平台分别为本研究的数据收集和数据处理提供了支持。生命科学联合中心、北京市结构生物学高精尖创新中心、膜生物学国家重点实验室、科技部、基金委为本研究提供了经费支持。(来源：生命科学联合中心)/pp　　原文链接：http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(17)30758-4/ppbr//p

电压门控钠离子通道蛋白在产生和传导动作电位中发挥重要作用。在哺乳动物中，基于组织特异性，至少有9种电压门控钠离子通道异构体，其中命名为“Nav1.3”的电压门控钠离子通道蛋白在中枢神经系统中表达量高。有证据表明Nav1.3蛋白的突变与局灶性癫痫和多微脑回畸形疾病有关，因此Nav1.3蛋白可以作为治疗癫痫药物的靶点。　　3月11日，中国科学院物理研究所团队在nature communications杂志上发表了题为“Structural basis for modulation of human Nav1.3 by clinical drug and selective antagonist”的文章，解析了Nav1.3/β1/β2分别与小分子药物乌头碱A和选择性拮抗剂ICA121431结合的冷冻电镜三维结构，揭示了乌头碱A和ICA121431调节Nav1.3的不同机制。　　研究表明，Nav1.3蛋白的整体结构与已报道的其他哺乳动物Nav蛋白结构高度相似。调控Nav1.3蛋白功能的β1亚基通过其N端结构域和Nav1.3蛋白相互作用，同时其C端跨模域的螺旋稳定在Nav1.3蛋白第三个结构域上。调控Nav1.3蛋白功能的β2亚基柔性大，整体分辨率较低，但仍能看到其第55位的半胱氨酸与Nav1.3蛋白第911位的半胱氨酸形成了二硫键。小分子药物乌头碱A结合位点位于Nav1.3蛋白第一个结构域与第二个结构域之间，部分阻挡了离子通道。选择性拮抗剂ICA121431结合位点位于Nav1.3蛋白第四个结构域，增强了“异亮氨酸-苯丙氨酸-甲硫氨酸”模体与该模体的受体的结合，将离子通道稳定在失活状态。　　该研究解析了不同小分子调节剂与Nav1.3蛋白结合位点的结构，阐明了这些小分子在Nav1.3蛋白上的作用机制，为后续基于结构开发特异性更高的药物提供支撑。　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-28808-5

1、应用背景 　　等离子体是区别于固体、液体和气体的第四种物质聚集状态。在高能环境下，原子的外层电子摆脱原子核的束缚成为自由电子，失去电子的原子变成带正电的离子，这个过程叫电离，这种电离气体就是等离子体，通常由带电离子、自由电子、基态/激发态分子原子和自由基等粒子组成。等离子体在自然界中广泛存在，如太阳、恒星、星际物质、闪电等都是等离子体。 　　激光诱导等离子体(Laser-Induced Plasma, LIP)是通过激光与物质相互作用产生的一种高温、高密度的等离子体状态物质。当高能量的激光脉冲照射到物体表面时，会使得物质迅速加热并部分或完全电离，形成等离子体。伴随形成的等离子体羽流的演化过程具有超高速、持续时间短(一般几百纳秒)、强自发光背景和小空间尺度的特点，这使得其观测变得具有挑战性。 　　本次实验采用中智科仪的逐光IsCMOS像增强相机(TRC411)，拍摄了激光诱导等离子体羽流的形貌演化过程。基于逐光IsCMOS像增强相机的纳秒级快门门控、高精度的时序同步技术和变延迟序列推扫功能，记录了等离子体羽流的完整演化过程。 2、实验方案 　　实验设备： 　　中智科仪逐光IsCMOS像增强相机，型号：TRC411-S-HQB-F F2UV100大通量紫外镜头。 　　实验室所用激光器为镭宝Dawa-200灯泵浦电光调Q纳秒Nd:YAG激光器，波长1064nm，重复频率1-20Hz。采用激光器Q-out输出触发TRC411相机的方式，对相机Gate通道进行变延迟序列推扫，寻找相机与激光器的同步时刻。 　　实验流程： 　　1.实验材料被激发的等离子体羽发光在200nm-500nm左右，因此在镜头前端安装一个430nm的带通滤光片，屏蔽掉1064nm的激发激光和其他杂散光。需要注意观察成像画面中是否有强反射材料，比如样品台的光滑金属反光面或螺丝帽等，为了防止这些强烈反射面的反射光对相机造成损害，需要使用黑色电工胶带将它们遮挡或覆盖。 　　2. 激光器的Q-out触发输出接到示波器，测得同步输出的TTL信号电平为5V@1MΩ，频率与激光输出频率匹配，均为5Hz。TRC411相机可接受的最大外触发信号电平为5V，保守起见，在触发线末端加入了6dB衰减器，将激光器Q-out输出电平减半。 　　3. 由于等离子体的发光强度较大，无法确定所使用的滤光片的衰减倍率是否足够，因此首先将镜头光圈调至最小，设置增益为1800，Gate时间13ns(对应光学门宽3ns)。 　　软件参数设置如下表： 　　4. 对Gate通道进行变延迟序列扫描，最终找到Gate延时起止时刻在700ns至1100ns之间时，可以捕获到等离子体的发光信号。 　　软件参数设置界面： 3、实验结果 　　序列采集SEQ曲线： 　　根据曲线可以看到实验材料被激发的等离子体发光持续时间约为400ns。 　　高功率纳秒脉冲激光激发产生的完整等离子体羽形貌演变过程： 4、结论 　　中智科仪逐光IsCMOS像增强相机具有短至纳秒级的快门，超短的门控可以屏蔽背景噪声，提高信噪比。相机内置的高精度时序控制器可以确保相机与脉冲激光器的同步工作，在确定的延迟捕获等离子体信号。相机的变延迟序列扫描功能可以使相机快速拍摄不同延迟时刻的等离子体信号，获得完整的等离子体演化过程。诸多优势展示了TRC411相机在等离子体诊断方面的重要应用价值。 　　免责说明：中智科仪(北京)科技有限公司公众号发布的所有内容，包括文字和图片，主要基于授权内容或网络公开资料整理，仅供参考。所有内容的版权归原作者所有。若有内容侵犯了您的权利，请联系我们，我们将及时处理。 5、解决方案 　　由中智科仪自主研发生产的逐光IsCMOS像增强相机采用高量子效率低噪声的2代Hi-QE以及第3代GaAs像增强器，光学门宽短至500皮秒 全分辨率帧速高达98幅/秒 内置皮秒精度的多通道同步时序控制器，由SmartCapture软件进行可视化时序设置，完全适合时间分辨快速等离子现象。 　　1. 500皮秒光学快门 　　以皮秒精度捕捉瞬态现象，并大幅降低背景噪声。 　　2.超高采样频率 　　逐光IsCMOS相机目前全分辨率下可达98帧，提供高速数据采集速率，同时可提供实验效率。此外设置使用其中16行的区域下，可以达到1300帧以上。 　　3.精准的时序控制 　　逐光IsCMOS像增强相机具有三路独立输入输出的时序同步控制器，最短延迟时间为10皮秒，内外触发设置可实现与激光器以及其他装置精准同步。 　　4. 创新“零噪声”技术 　　得益于单光子信号的准确识别，相机的暗噪声及读出噪声被完全去除。

强势来袭！海菲尔格科技有限公司成为芬兰Timegate公司时间门控拉曼光谱仪中国市场授权代理北京海菲尔格科技有限公司与芬兰Timegate公司于2024年初达成战略合作，正式成为其在中国地区的授权代理。芬兰Timegate公司总部位于芬兰奥卢，设计开发了全球首台商业化的可以真正分离荧光信号和拉曼信号的时间门控拉曼光谱仪。时间门控拉曼光谱技术结合了皮秒脉冲激光、时间门控装置和SPAD阵列检测器，有效屏蔽了荧光干扰，成功将荧光信号与拉曼信号分离，使得在可见光甚至高温热辐射环境下也能稳定工作，为科研工作者和工业界提供了强大的分析工具。基于市场需求，芬兰Timegate公司分别设计了适合过程在线测试、科学研究、过程控制和原位测试的一系列拉曼光谱仪，核心产品为芬兰Timegate公司面世的第三代全新时间门控拉曼光谱仪PicoRaman M3。PicoRaman ProbePro在线拉曼光谱仪是目前全球唯一一款商业化的在线时间门控拉曼光谱仪，为拉曼光谱技术带来了技术创新。与传统拉曼光谱仪相比，PicoRaman ProbePro引入了时间尺度，可分别监测拉曼光谱、荧光光谱、原始光谱的光谱信息。PicoRaman ProbePro作为PAT过程分析技术的重要手段，可以高精度实时监测过程变化，提高了测试准确度和测试结果的可靠性，在拉曼光谱领域开拓了一个新纪元。 PicoRaman Microprobe显微拉曼光谱仪是一台性能优异的研究级显微拉曼光谱仪，可以非常方便地与奥林巴斯BX、CX、MX系列显微镜联用。PicoRaman Microprobe可以方便快捷地获得物质成分的微观空间分布，获得高分辨率的三维拉曼图像。与传统的拉曼光谱仪相比，在分辨率、灵敏度、准确度、工作效率和微量样品分析等方面都有了很大提高，PicoRaman Microprobe经久耐用，可升级或定制，在多个研究领域发挥日益重要的作用。 PicoRaman M3原位拉曼光谱仪基于模块化设计，除了可以配备ProbePro Mini探头和Microprobe显微镜，也可以配备SampleCube全自动拉曼样品台和MicroPlate HTS高通量样品全自动测试系统。不管是粉末样品，还是液体样品，亦或是大面积固体样品，SampleCube都可以轻松实现激光聚焦，提供有代表性的数据。MicroPlate HTS高通量样品全自动测试系统可以实现自动筛选样品、自动聚焦、自动测试，大大提高了工作效率。PicoRaman M3在材料表征、有机化学反应过程监测、结晶过程监测等领域都有广泛应用，可以帮助我们理解反应机理、优化反应条件、模拟反应过程、进行定性定量分析等。 芬兰Timegate公司时间门控拉曼光谱仪基于全球领先的拉曼光谱技术，产品面世便获得了诸多顶尖专家的认可，在制药、生化、发酵、材料表征、地质、矿产、环境保护、刑侦分析、珠宝鉴定、血液、细胞、食品、医学等领域都有广泛和成熟的应用。北京海菲尔格科技有限公司始终致力于提升中国的研究机构和企业的研发效率和自动化水平，提供全球一流的研发设备和实验室仪器。北京海菲尔格科技有限公司与芬兰Timegate公司达成战略合作，将全球最先进的时间门控拉曼光谱技术引进国内，服务于中国用户，我们会一如既往地提供专业、细致和全面的技术支持和服务，感谢您的关注和支持，欢迎垂询！

在经典条件反射中，一个中性刺激与具有奖赏或惩罚作用的非条件刺激进行偶联，就能成为可以单独引发奖赏或惩罚反应的条件刺激，形成“条件刺激预示着非条件刺激会发生”的记忆。记忆形成后，若反复发生条件刺激单独出现而不伴随非条件刺激的情况，那么条件刺激对非条件刺激的预示作用就会被重新评估，甚至形成“条件刺激预示着非条件刺激不会发生”的消退型记忆（extinction memory），于是记忆消退（memory extinction）就发生了。消退型记忆会影响条件刺激对非条件刺激的预测强度，对动物依据环境变化采取适应性行为具有重要作用，也被应用于“暴露疗法”来治疗创伤后应激障碍成瘾等疾病。消退型记忆具有两个显著特征：第一，需要多次训练以形成；第二，维持时间比原本记忆短，使得原本记忆在被抑制一段时间后发生自发性恢复（spontaneous recovery）。这样的特性使得以记忆消退为基础的暴露疗法成本高昂，还无法保证长期有效。因此，理解“多次训练却只能形成短期维持的记忆消退”背后的机制，对提高暴露疗法的治疗效果有重大意义。饥饿的果蝇可以通过偶联气味及蔗糖来形成嗅觉奖赏性记忆，并且单次偶联即可形成能够维持24小时以上的长时程记忆。然而要形成针对24小时奖赏性记忆的消退型记忆，却需要多次给予果蝇单独的条件刺激，而且形成的消退型记忆也维持不到24小时，之后奖赏型记忆就会自发恢复。这样的发现使得利用果蝇的奖赏性长时程记忆来研究消退型记忆的形成以及维持的机制成为可能，加之消退型记忆的形成能力被发现有昼夜波动，所以可以利用果蝇相对明晰的节律神经网络以及丰富的遗传工具，通过短暂操控节律神经元的活性来研究其对记忆消退的影响。果蝇的节律神经元可以依据位置和胞体形态分为包括DN1神经元在内的若干亚群，本项研究发现这其中存在少量表达Cryptochrome的DN1神经元，发挥着门控消退型记忆形成的作用。研究者们发现，多次消退训练形成的消退型记忆依赖于DN1节律神经元的活性升高，因为如果抑制这种升高，那么即使训练多次，也无法观测到记忆消退的现象。与此同时，原本无法稳定形成消退型记忆的单次消退训练，如果伴随上果蝇DN1节律神经元的短暂激活，就能够稳定地形成足以维持3小时以上的消退型记忆，并在24小时以后消失殆尽，与多次消退训练的结果相似。研究者接下来通过两个实验来进一步证实和探索DN1节律神经元对记忆消退的门控作用：第一，功能钙成像数据显示出果蝇的每个半脑中有1～3个DN1节律神经元在特异性响应多次消退训练；第二，记忆消退所必须的DN1神经元的下游之一，SIFamide神经元，也是记忆消退所必须的。这些结果共同揭示出果蝇节律神经元参与调控记忆消退的门控机制：多次记忆消退训练首先稳定地激活了DN1神经元，这样的激活进一步使得单次消退训练能够稳定地引起消退型记忆的形成；反之，如果DN1神经元的活性被限制在低水平，那么即使多次消退训练，也无法形成消退型记忆。这个机制认为在消退型记忆的形成过程中，条件刺激与“非条件刺激不会出现”只发生了一次偶联，而果蝇的单次训练在很多情况下只能形成短时程记忆，因此这个机制在一定程度上解释了为何多次消退训练无法形成长期维持的消退型记忆。

拉曼光谱因其应用场景非常广，已经成为各实验室不可或缺的设备。但拉曼光谱在很多应用场景下存在一个痛点：荧光干扰！而时间门控拉曼光谱可解决该“硬骨头”问题，克服传统生物样品检测荧光干扰中的难题，极大地拓展拉曼的相关应用。那么时间门控拉曼光谱在应用层面有哪些优势？发展前景如何？当前的产业化情况如何？日前，仪器信息网编辑就以上问题特别采访了广东大湾区空天信息研究院王振友研究员。另辟蹊径：从太赫兹到时间门控拉曼光谱采访过程中，我们了解到王振友研究员目前主要从事时间门控拉曼光谱等相关光谱仪器研究工作。但据了解，王振友研究员最初是做太赫兹技术研究的，那么，为什么会从太赫兹转向了拉曼的研究呢？王振友研究员介绍说，太赫兹光谱技术是一个较新的技术方向，近30年得到快速发展。太赫兹波段有其独特的优势，例如科研工作者可获得各种物质在太赫兹波段的吸收谱。但在实际应用过程中也存在一些局限，如因是新的波段，不能和传统光学共享成熟的光学部件和探测器，导致设备昂贵。另一方面，因为太赫兹在毫米波量级，在光谱的各个环节中很容易产生驻波条纹，降低探测灵敏度。基于此，他们考虑如何在获得太赫兹能级信息的同时解决以上问题。“相对于太赫兹而言，拉曼在低波数含有太赫兹方面的信息，拉曼散射也可以提取物质的指纹特征峰，同时又能克服太赫兹固有的缺陷。因此我们另辟蹊径切入拉曼，再利用时间门控拉曼光谱去除荧光干扰。”王振友研究员在采访中提到，下一步计划把时间门控拉曼光谱抗荧光功能和太赫兹波段相结合，可以研究在太赫兹波段的材料表征技术，获得高灵敏度的太赫兹波段的光谱信息。时间门控拉曼光谱仪优势凸显当前，拉曼光谱已经成为科研领域，甚至企业工厂等必备的物质表征设备。但是，很多行业在使用的过程中经常面临荧光干扰的问题。王振友研究员介绍说，与常规拉曼相比，时间门控拉曼光谱仪有两方面的优势，一是抗荧光干扰；二是采用脉冲激光，可以实现高时间分辨率的光谱研究。基于此，很多用户都渴望使用时间门控拉曼光谱仪来解决该研究痛点。谈到未来市场空间，王振友研究员说：“目前，国际上只有一家芬兰公司能够生产时间门控拉曼光谱仪。基于现在的估算，全世界拉曼光谱仪市场可能有上千亿人民币规模，预估时间门控拉曼光谱仪规模也有上百亿人民币，现在市场基本上还是空白。”推进时间门控拉曼光谱仪产业化快速发展时间门控拉曼光谱仪国产样机据介绍，目前王振友研究员团队已经成功研制了时间门控拉曼光谱仪国产样机，算是世界上第二家能够研制抗荧光时间门控拉曼光谱仪的单位。王振友研究员介绍说：“与芬兰产的仪器相比，抗荧光方面非常优异，某些性能方面甚至能够超越。下一步计划做用于科研工作的高端科研设备，更一步做便携式的产品，用于比如执法部门的毒品检测或环境污水检测等。”除了产品研发之外，王振友研究员团队也在和一些单位进行拉曼光谱的应用研究合作。目前，王振友研究员团队已经为浙江大学、中科院南海所、电子科大等很多单位提供样品测试服务。王振友研究员说：“当前首要任务是推广合作，希望有更多的人了解并使用该技术。未来要进一步解决关键部件的成本和性能提升的问题，我们将依托空天院雄厚的工程技术能力组织人力将其攻克下来。”

清华大学电机工程与应用电子技术系付洋洋老师团队利用逐光IsCMOS像增强相机进行大气压介质阻挡放电等离子体在空气消毒方面的应用研究，相关成果近期以“Air disinfection by nanosecond pulsed DBD plasma”为题发表在“Journal of Hazardous Materials”期刊上。 　　1、研究背景 　　在公共场所的空气消毒应用中，大气压介质阻挡放电(dielectric barrier discharge，DBD)等离子体是一种新兴且有前景的技术。放电电源是其中的关键因素，但其对等离子体空气消毒性能的影响尚不清楚。 　　作者采用纳秒脉冲电源驱动一种新型光栅式DBD阵列,实现快速单次通过空气消毒。揭示了脉冲参数和环境因素对放电特性和单次细菌灭活效率的影响。为纳秒脉冲DBD的放电特性和空气消毒研究提供了基础认知。 　　文中给出了两个可能的评估参数： 　　1. 特定输入能量(Specific Input Energy，SIE)，定义为单位体积的气体接受到的放电能量。 　　2. Z值，定义为使微生物存活率下降一个数量级所需的特定输入能量SIE。Z值越小，意味着消灭同样数量的微生物所需的能量越小。 　　2、实验装置和材料 　　实验装置部分是用于测试DBD等离子体对细菌气溶胶单次通过灭活效率的通风管道系统，以下为该系统各部分的说明。 　　1. 通风管道：在气溶胶入口前增加了一个可调节的管道加热器(0-1200 W)，用以瞬间加热入口空气，探究在仅加热或“加热+等离子体”条件下气流温度对等离子体放电特性和细菌气溶胶存活特性的影响。 　　2. 温度和湿度监测：在加热器出口后安装了温度计，同时在等离子体反应器前后放置了两个温湿度计，用以监测气流的温度和相对湿度。 　　3. 气流速度：使用风速计测量反应器前的空气面速度(vin)，在实验中固定为1米/秒，总流量为40立方米/小时。 　　4. DBD反应器：建立了一个垂直型光栅式DBD反应器，其电极被石英管包围，交替连接到高压和地线产生等离子体阵列。反应器内部空气通过尺寸为85×85平方毫米，有16个空气间隙。 　　5. 电源激发：DBD由单极纳秒脉冲源或交流电源激发，测量了电压和电流波形。 　　6. 放电功率和臭氧浓度：计算了脉冲DBD的平均放电功率，并使用臭氧分析仪测量了臭氧浓度。 　　7. 光学诊断：使用光谱仪(MX2500+, 海洋光学)记录等离子体的光发射光谱，并使用逐光IsCMOS像增强相机(TRC411-H20-U，中智科仪)和变焦镜头对等离子体进行了成像，以探测放电区域形成的激发的物质种类，确定放电均匀性。 　　图1 光栅式DBD反应器测试系统示意图 　　实验装置的设计允许研究者控制和监测影响DBD等离子体放电和细菌灭活效率的关键参数，如气流速度、温度、湿度和电源类型。 　　3、实验结果和讨论 　　为了比较由脉冲源驱动的DBD与交流(AC)源的电气参数和光发射信号，保持了气流速率、湿度和放电功率尽可能相同。脉冲电压的基本参数包括脉冲上升时间(tr)、宽度(tw)、下降时间(tf)、频率(f)和电压幅度(Vp)，而交流电压包括电压频率(f)和幅度(Vp)。 　　将电压频率固定在5 kHz，vin为1 m/s，RH在15-17%。脉冲参数如下：tr = tf = 50 ns，tw = 100 ns，Vp约为14 kV。为了保持与脉冲源相当的放电功率34-35 W，将交流源的电压幅度调整为10.75 kV。 　　图2 　　图2 共对7个气隙进行了成像，并给出了第3个气隙的线发射密度。(a)脉冲源和(b)交流源的放电图像比较，交流源和脉冲源的线平均强度分别为135.6和175.5 a.u.(相对单位) 。注意：气隙旁边的光是由透明石英管的光折射和反射产生的。对于两种光源，曝光时间固定为200 μs(一个周期)。以上等离子体图像由中智科仪IsCMOS相机拍摄。 　　为了可视化放电的空间分布，应用了短曝光成像。曝光时间固定在200 μs，对应一个周期，成像区域为45 × 30.5 平方毫米，包括总共七个空气间隙。如图2(a)所示，对于交流DBD，放电丝非常明显，几乎均匀分布在空气间隙中，间隔约1 mm。与此同时，脉冲DBD的放电更加均匀，但整体发射强度似乎更弱(图2(b))。 　　以第三个间隙为例，图3显示了间隙中心线和线平均强度的发射强度。尽管单个放电丝的最大强度更高，但对于交流源，放电丝更稀疏。结果，平均发射强度比脉冲源低22.7%，这与光谱仪测量结果一致。 　　4、结论 　　研究发现，通过提高电压幅度、缩短脉冲上升时间以及增加气流湿度和温度，可以增强光栅式DBD的单脉冲放电能量。相反，提高频率则会降低放电能量。这些发现与先前关于脉冲放电的报告一致。比较了脉冲源和交流源消灭微生物的性能。脉冲源在低频率(1 kHz)下产生的Z值低于交流源，但在某些情况下略高。这表明脉冲源在特定条件下可能更优。建议将特定输入能量(SIE)作为基于等离子体的空气消毒的剂量参数，而Z值主要取决于湿度。该研究提供了纳秒脉冲DBD等离子体空气消毒特性的基础认识，为供暖、通风和空调系统中的高效节能空气消毒提供了理论和工程基础。 　　 　　免责说明：中智科仪(北京)科技有限公司公众号发布的所有内容，包括文字和图片，主要基于授权内容或网络公开资料整理，仅供参考。所有内容的版权归原作者所有。若有内容侵犯了您的权利，请联系我们，我们将及时处理。 　　5、解决方案 　　由中智科仪自主研发生产的逐光IsCMOS像增强相机采用高量子效率低噪声的2代Hi-QE以及第3代GaAs像增强器，光学门宽短至500皮秒 全分辨率帧速高达98幅/秒 内置皮秒精度的多通道同步时序控制器，由SmartCapture软件进行可视化时序设置，完全适合时间分辨快速等离子现象。 　　1. 500皮秒光学快门 　　以皮秒精度捕捉瞬态现象，并大幅降低背景噪声。 　　2.超高采样频率 　　逐光IsCMOS相机目前全分辨率下可达98帧，提供高速数据采集速率，同时可提供实验效率。此外设置使用其中16行的区域下，可以达到1300帧以上。 　　3.精准的时序控制 　　逐光IsCMOS像增强相机具有三路独立输入输出的时序同步控制器，最短延迟时间为10皮秒，内外触发设置可实现与激光器以及其他装置精准同步。 　　4. 创新“零噪声”技术 　　得益于单光子信号的准确识别，相机的暗噪声及读出噪声被完全去除。

“王教授，实在抱歉，因全球供应链滞后，咱们去年购买的进口货物还在排期生产，发货时间无法确定。”“李教授，您咨询的这款产品因受进出口贸易管制，我们很抱歉无法为您提供。”……国际形式、市场环境及技术垄断处处限制着我国光电领域科学研究的进步与发展，同时也鞭挞着国产仪器快速崛起。从0到1，重新定义中国光电科技速度2016年，一群扎根光电领域十余年的行业“老人”集结于北京并以北京为主营中心，依托西安及昆山两大研发基地创立中智科仪（北京）科技有限公司，开启新型光电探测技术的国产自研路。中智科仪始终秉承国产自研、锐意进取的精神，以科研需求为核心，依托精准的探测技术、在产品研发上追求两个物理极限：1. 极限灵敏度：单光子成像技术通过对光电子的高增益放大以及高精度单光子识别算法，中智科仪的单光子相机可完全消除读出电路的噪声，并准确识别每一个被探测到的光子，一次达到物理探测的灵敏度极限-单光子探测。2. 超快时间探测：10皮秒同步精度，500皮秒光学快门中智科仪自主研发的高速皮秒快门驱动和同步时序控制器，可实现短至500皮秒的光学快门以及10皮秒同步精度，满足多种超快时间分辨成像以及光谱实验的极端要求，甚至可以轻松抓拍光速的飞行轨迹。“逐光者”也由此而来。众所周知，光的传播速度约为3×108米/秒，我们无法直接观察到光的传播过程，即使是高速相机也无法拍摄到。但如果传播时间足够短，光在有限时间内传播的空间距离就会大大减少，观察光的传播过程也就变得可能。随着超窄光学快门的时间分辨探测技术的发展和成熟，直接捕捉并观察光的传播过程已成为现实。通过一个有趣的实验，可以让大家更好理解500皮秒的光学快门：准备一台脉宽为1纳秒的脉冲激光器、一个带有4块反射镜的小水缸、光学快门为500皮秒的逐光IsCMOS时间分辨像增强相机，将水缸中充满水，并在水中撒上一些散射颗粒，通过相机和激光器以皮秒级精度精确同步，在不断增加相机和激光器之间延迟时间的情况下，可以获得激光束在不同位置的图像，将其保存为视频，这样，大家就能够看到激光束在水中的传播过程，实现真正意义上的“逐光“。精益求精，勇担国产仪器建造“工匠”创立至今，中智科仪始终高度注重科研原动力的投入，由多名博士和硕士组成的高素质研发团队长期致力于高性能、高品质、高可靠性科学解决方案的摸索。中智科仪不仅以打破国外技术垄断为要求，更是以超越国际标准，打造具有中国特色的技术方案为目标。经年沉淀，中智科仪已陆续攻破多项核心技术，开发落地相应商品化产品。公司匠心打磨皮秒/纳秒时间分辨像增强相机以及皮秒时间分辨单光子相机等产品，不仅打破国外技术垄断，更是以超越国际标准为目标填补我国在超快及时间分辨领域的空白。公司发展历程：核心技术：1. 皮秒/纳秒高速快门驱动；2. 皮秒精度同步时序控制 3. 增益控制及单光子探测；4. 像增强器与sCMOS耦合工艺；5. 微型窄脉宽低抖动纳秒/皮秒激光模组。科学级产品：逐光IsCMOS像增强相机，采用高量子效率低噪声的第二代Hi-QE以及第三代GaAs像增强器，针对皮秒时间分辨光谱及成像实验优化设计，光学门宽短至500皮秒；采用1600×1088分辨率相机芯片，全分辨率帧速高达98幅/秒；内置皮秒精度的多通道同步时序控制器，由SmartCapture软件进行可视化时序设置。该相机已广泛应用于片状激光诱导荧光（PLIF）燃烧诊断、等离子成像及光谱诊断、激光诱导击穿等离子光谱（LIBS）、距离选通成像、时间分辨荧光光谱等前沿研究。逐光系列2DSPC单光子计数相机，采用了最先进的单光子计数技术，光子计数相机是一种能够准确识别单个光子的二维成像探测器。170万像素的二维阵列同时探测并记录到达探测单元内的所有单光子事件，借助实时光子识别算法，将电子学带来的读出噪声及暗噪声完全去除，获得高信噪比光子空间分布信息。该相机广泛应用于单光子探测、离子阱荧光成像、自发参量下转换、量子光联成像、时间门控拉曼、远程拉曼等前沿研究。得益于纳秒级高速电子快门及皮秒级高精度时序控制，2DSPC相机可以通过同步触发捕获精准时刻的光子信号，2DSPC单光子计数相机是目前市场上最先进的单光子成像设备之一。逐光系列MF分幅相机，最多可采用8台逐光IsCMOS相机配合孔径分光系统，以超高帧频记录不可重复的实验过程，是爆炸、高速撞击、等离子和燃烧诊断等实验中不可或缺的成像设备，同时具备高时间和高空间分辨率。EyeiTS系列高速像增强模组，通过内置的单层和双层像增强器实现高达103-106倍以上光学增益，该模组在科学级相机应用中，配合科学及CCD，CMOS和EMCCD相机，可实现单光子级探测能力；在高速相机应用中，特有Hi-QE系列高量子效率光阴极，在紫外和蓝光优化波段，其量子效率可达30%以上，实现高灵敏度的高速成像。2023年，中智科仪自主研发的PicoSpec系列皮秒门控单光子光谱仪由影像校正光栅光谱仪和逐光2DSPC时间分辨单光子相机组成。影像校正光栅光谱仪具有高光谱分辨率，宽光谱测量范围等特点；逐光2DSPC时间分辨单光子相机具有超窄光学门宽和超高增益，可实现单光子探测灵敏度，皮秒级超短光学快门以及单光子计数采集等优势；二者完美结合使得PicoSpec皮秒门控单光子光谱仪兼具超高光谱分辨率和超高灵敏光谱采集效率，可实现时间分辨光谱（固定延时采样模式和可变延时采样模式），单光子计数，“零”噪声连续采集，多通道光谱采集等多种光谱工作模式，非常适合光子稀少的应用场景，比如拉曼光谱（气体拉曼，火焰拉曼，高压拉曼，高温拉曼以及远程拉曼）、微流体、实时化学过程监测、实时医疗诊断等。孜孜以求，逐光者的民族使命8年间，中智研发团队始终聆听客户的声音，为满足我国科研领域多元化的需求，相继迭代发布新型产品，优化逐光IsCMOS时间分辨像增强相机的时序扫描功能，提升高速电学驱动的效率，增加离子阱量子计算的智能降噪模式和质心算法，更新迭代数十个版本的SmartCapture软件等。每一步升级的背后都承载着成千上百次研究者及科学家真实有效的实践测试。用数据说话是中智科仪的创新及研发的态度。截至至今，中智科仪自研产品已获得相关专利十余项，并在超过百余家高校及研究院所成功交付，以成熟稳定的性能支持数十个重点项目的具体实施，已然成为众多知名大学、研究机构和企业的首选合作伙伴。2022年，中智科仪荣获国家级“高新技术企业”证书，这份荣誉是对中智科仪在创新实力、研发能力、技术管理、服务水平等方面的充分肯定。中智科仪将继续紧扣极限灵敏度和超快时间探测两个维度进行新产品研发，相信不久的将来，拥有更快的单光子计数频率的单光子计数相机以及高达50%量子效率的GaAsP的像增强相机将会面市。“要打好科技仪器设备、操作系统和基础软件国产化攻坚战，鼓励科研机构、高校同企业开展联合攻关，提升国产化替代水平和应用规模，争取早日实现用我国自主的研究平台、仪器设备来解决重大基础研究问题。”2023年2月21日，习近平总书记的发言不断敲击着每位中智人的初心。自主创新道路，收获与挑战并行，科学家们和合作伙伴的高度认可更加坚定了中智科仪的信心和决心。未来，中智科仪（北京）科技有限公司将持续秉承着专注、专业、严谨和敬业的精神，以研发、市场、销售、客户服务四位一体的高标准体系，努力保持领先优势，矢志成为全球卓越的光电科技公司，致力推动科技成果的应用转化，在“科技兴国”的道路上为中国科研贡献力量。

由华盛顿大学生物医学工程系汪立宏(Lihong Wang)教授领导的一个生物医学工程师小组，开发出了世界上最快的只接收(receive-only)2D照相机，其每秒能够捕捉高达1000亿帧的画面。　　这一数量级远远快于当前所有的只接收超高速成像技术，受到芯片储存量和电子读取速度的限制后者只能以大约1000万帧/秒的速度运行。汪立宏和同事们将这一技术命名为压缩超高速摄影术(compressed ultrafast photography，CUP)。这项研究被选作为封面文章发表在12月4日的《自然》(Nature)杂志上。　　汪立宏说：&ldquo 由于这一技术将成像帧速率提高了几个数量级，我们现在进入了一个新领域来开拓新的视野。每一种新技术，尤其是量的飞跃，总是有大量的新发现紧随其后。我们希望CUP将推动科学新发现&mdash &mdash 甚至是我们所无法预料的发现。&rdquo 　　汪立宏教授的照相机不同于柯达(Kodak)或佳能(Cannon)的照相机，这一系列的设备能够连接高倍显微镜和望远镜来捕获动态的自然和物理现象。一旦获得原始数据，可在个人计算机上形成实际图像 这种技术被称作为计算成像。　　NIH下属美国国家生物医学成像和生物工程系研究所光学成像项目主任Richard Conroy说：&ldquo 这是一项令人兴奋的研究进展和创新性研究工作。这些超高速相机有潜力大大推动我们对于一些极快速生物互作和化学过程的认识，使得我们能够构建出更好的复杂、动态系统模型。&rdquo 　　这项技术的一个直接应用领域就是生物医学。他们拍摄的一个影像显示，一束绿色激发光向右侧的荧光分子发射脉冲，在那里绿光转变为了红光，这即是荧光。通过追踪它，研究人员能够对荧光寿命进行单次评估，由此检测疾病或是反映如pH或氧分压等细胞环境条件。此外，汪立宏设想的其他应用领域还包括有天文学和法医学。　　汪立宏的CUP研究工作突破了基础物理学的空间限制，也突破了对生物学组织深度成像的限制。　　汪立宏说：&ldquo 荧光是生物技术的一个重要方面。我们可以利用CUP以光速来成像各种荧光团的寿命，包括一些荧光蛋白。在天文学世界里，CUP则可能改变游戏的规则。&rdquo 　　原文检索：　　Liang Gao, Jinyang Liang, Chiye Li& Lihong V. Wang. Single-shot compressed ultrafast photography at one hundred billion frames per second. Nature, 03 December 2014 doi:10.1038/nature14005

据美国物理学家组织网11月17日报道，美国麻省理工科学家最近研制出一种照相机，能拍摄到来自非正面的目标。这种照相机安装了一个飞秒激光器，当其发出的极短暂光脉冲被某个物体(比如门或镜子)反射后，可在光线返回之前拍摄第二个目标图像，然后利用数学算法将这些像素信息重建，就能获得那些隐蔽景物的图像。　　激光照相机由麻省理工教授拉瑞马斯瑞斯卡及其研究小组设计，称为“飞秒瞬间成像系统”(femtosecond transient imaging system)。这种相机能在极短时间内捕获光线，大约是千万亿分之一秒。他解释说，通过不断收集光线，计算每个像素到达照相机的时间和距离，就能按照所处环境生成一种“三维实时图像”。　　“这就像不用X射线却有了X射线般的眼睛，”瑞斯卡说，“我们将围绕着目标，而不是通过它。”　　这种相机目前仍处于早期研发阶段，研究人员正在探究如何精确合成更复杂的图像。该相机系统将有广泛的应用，比如用于搜救任务，在垮塌或失火建筑中寻找幸存者，也能避免汽车在隐蔽拐角处相撞，在工业上还可用于机械探测以检查隐蔽物体。此外，它和生物医学图像也有相似之处，可让医生用内窥镜观察身体内部被遮住的区域，便携式的内窥镜成像系统再过两年就可能出现。

日前，华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室曾和平教授团队在红外灵敏成像领域取得重要进展，提出了基于啁啾极化晶体的上转换广角成像新方法，实现了宽视场、超灵敏、高帧频的中红外光子成像，可为分子光谱、天文观测、环境遥感及生物医疗等诸多领域提供有力支撑。相关成果于近日以题为 Wide-field mid-infrared single-photon upconversion imaging 的研究论文在线发表在 Nature Communications 。华东师大为论文的完成单位，曾和平教授和黄坤研究员为共同通讯作者。《自然》子刊刊登曾和平教授课题组研究成果　　中红外波段位于分子指纹光谱区，涵盖了地球大气多个透射窗口，实现中红外波段超灵敏探测与成像不仅推动着分子光谱学、空间天文学等基础研究发展，而且在红外遥感、污染监测、疾病诊断等方面有着重要应用。长期以来，如何实现趋近单光子水平的探测灵敏度都是中红外光子测控领域的国际研究热点。近年来，红外上转换探测技术备受关注，其结合高保真光子频率变换与高性能硅基探测器件，为红外单光子探测与成像提供了一条可行之道。然而，现存上转换探测方案受相位匹配限制，信号接收角较小，难以实现宽视场成像，是当前阻碍该技术向更广泛应用推进的最主要瓶颈。宽视场中红外上转换成像原理图和装置图　　为此，曾和平教授团队提出了基于啁啾准相位匹配的上转换广角成像技术，利用啁啾极化铌酸锂晶体（CPLN）实现了不同角度入射信号的自适应相位匹配，获得的接收角较传统方案提升了至少1个量级。同时，该团队结合同步脉冲泵浦技术与窄带高效滤波技术有效压制背景噪声，获得了1光子/脉冲极低照度下单光子水平的中红外大视场成像。进一步地，研究人员利用该中红外成像系统实现了校园卡内部结构的实时扫描检测，清晰识别了卡片芯片与金属线圈。该成像技术有望应用于半导体芯片检测、材料无损探伤等领域。利用中红外上转换成像系统扫描校园卡内部结构，内嵌的芯片与线圈清晰可见 　　值得一提的是，上述上转换广角成像技术通过单次采集即可实现大视场成像，规避了传统方案对机械扫描、参数调节或数据后处理的依赖，显著提升了成像速率。具体地，该团队采用高性能硅基CMOS相机实现了超高速中红外成像，实时拍摄了高速旋转的斩波片，其外沿线速度高达30m/s。得益于成像系统的高灵敏度，实验中相机曝光时间可低至微秒量级，中红外成像帧频达到了216 000帧/秒，相比于现有中红外相机提高了2-3个量级。此外，该系统还具有高精度三维成像能力，利用超快光学符合门控技术，可以精确测量反射信号光子的相对飞行时间，从而得到被测物体表面的形貌信息。结合高灵敏、高分辨、高帧频的优点，所形成的大视场成像技术有望发展出超灵敏中红外时间分辨光谱成像分析仪，可为高通量生物与材料多维（空间-时间-光谱）复合检测提供新工具。 超高速中红外成像。右下角成像帧频达到216 000帧/秒，图示播放帧频相较于实际速率减慢了2万余倍。　　近年来，曾和平教授与黄坤研究员课题组在红外光子测控方面开展了系列工作，基于非简并双光子吸收实现了超灵敏硅基红外探测[Phys. Rev. Appl. 14, 064035 (2020)]，利用高效上转换探测实现了中红外光子数分辨[Photon. Res. 9, 259 (2021)]，结合螺旋相衬技术实现了中红外单光子边缘成像[Laser Photon.Rev. 15, 2100189 (2021)]。相关工作得到了科技部、基金委、上海市科委与华东师大的共同资助。附：论文链接：Wide-field mid-infrared single-photon upconversion imaging

特点：远程、在线、原位、高温、无损、激光拉曼。 CEL-BRS BrightRaman以高重频脉冲激光器和门控单光子相机为核心，纳秒门控选通技术可大幅抑制背景辐射、环境光以及荧光等带来的干扰，阵列单光子相机可以准确探测每个收集到的拉曼光子。得益于单光子探测与门控技术的结合，在使用 CEL-BRS BrightRaman时无需担心传统拉曼技术固有的各种制约因素 ，甚至在室外日光条件下也可轻松获得远处的物质拉曼信号。BrightRaman远程在线拉曼测试系统具有远程、在线、原位、高温、无损样品等功能于一体，有其他拉曼不可比拟的原位+在线的优势，无需样品池，直接照射样品测试，如同一个手电筒，照射样品即可得到数据。 技术优势• 非接触、无损检测，分子“指纹”识别光谱• 规避荧光、热辐射、环境光干扰，使用场景更加广阔• 时间/距离分辨拉曼光谱，原位实时动态监测• 相机“零噪声”探测技术技术指标指标技术参数光谱分辨率优于3cm- *取决于光栅，可选配四块光栅光谱范围-200-4000cm-测试距离0.05米-2米 *更长距离可定制收集口径100mm直径背景/环境光抑制CEL-BRS-XXX-S：～10-6CEL-BRS-XXX：～10-3荧光抑制CEL-BRS-XXX-S：～10-2 *取决于荧光寿命 激发光源激发波长 CEL-BRS-266: 266nm CEL-BRS-355: 355nm CEL-BRS-532: 532nm脉冲能量 CEL-BRS-266: 5uJ CEL-BRS-355: 10uJ CEL-BRS-532: 15uJ重复频率1KHz激光器类型 CEL-BRS-XXX-S：主动调Q微片激光器 CEL-BRS-XXX：被动调Q微片激光器 探测器探测器类型2DSPC单光子相机 阵列1920*1200 Pixel最短快门3ns同步分辨率10ps测试实例 透石膏室 内环境光下拉曼测试 ZSM-5分子筛催化甲醇制二甲醚实时反应监测创新点： 应用：远程、在线、原位、高温、无损、激光器拉曼。 CEL-BRS BrightRaman以高重频脉冲激光器和门控单光子相机为核心，纳秒门控选通技术可大幅抑制背景辐射、环境光以及荧光等带来的干扰，阵列单光子相机可以准确探测每个收集到的拉曼光子。得益于单光子探测与门控技术的结合，在使用 CEL-BRS BrightRaman时无需担心传统拉曼技术固有的各种制约因素 ，甚至在室外日光条件下也可轻松获得远处的物质拉曼信号。 CEL-BRS BrightRaman远程在线拉曼测试系统

研究生雷斯东采用铜铟联硒化合物薄片研制了一个二维三像素相机，声称未来相机可以制造得像纸张一样薄。　　腾讯科学讯 据国外媒体报道，目前，美国德克萨斯州莱斯大学科学家最新研制一种超薄成像设备，可使未来相机变得像纸张一样薄。他们采用仅原子厚度的铜铟联硒化合物(CIS)研制电荷耦合器，这是相机的一个重要组成部分。　　该研究报告发表在近期出版的《纳米快报》上，这种二维三像素相机设备对光线探测具有独特的优势。　　许多现代数码相机的图像传感器叫做电荷耦合器，这种手指甲盖大小的硅芯片包含着数百万个光敏二极管，它能够捕获像素进行拍摄。伴随着电荷耦合器尺寸逐渐缩小，未来可研制体积更小的相机。参与这项研究的研究生雷斯东(音译)说：&ldquo 传统电荷耦合器较厚、较硬，然而铜铟联硒化合物制成的电荷耦合器将超薄、透明、具有一定的弹性，是理想的2D成像设备组成部分。&rdquo 　　莱斯大学材料科学和纳米工程系资深研究员罗伯特-瓦塔尔(Robert Vajtai)博士称，铜铟联硒化合物对于光线具有较强的敏感性，这是因为捕获的电子消散得非常慢。有许多二维材料可以探测光线，但都不及铜铟联硒化合物如此高效。铜铟联硒化合物比之前我们所见的感光材料有效10倍。　　雷斯东认为，未来在医学领域，铜铟联硒化合物可以结合其它2D电子技术应用于生物成像设备，起到实时监控的作用。

一、项目基本情况1.项目编号：OITC-G230582632项目名称：中国科学院化学研究所STED超高分辨显微镜系统采购项目预算金额：770.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：770.000000 万元（人民币）采购需求：包号货物名称数量（台/套）是否允许采购进口产品采购预算（人民币）1STED超高分辨显微镜系统1套是770万元合同履行期限：详见采购需求本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：TC23080CG项目名称：中国科学院化学研究所纳秒时间分辨拉曼光谱仪采购项目预算金额：406.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：406.000000 万元（人民币）采购需求：包号货物名称数量 简要规格描述交货期交货地点保修期是否允许采购进口产品是否专门面向中小企业采购采购预算（万元）最高限价（万元）1纳秒时间分辨拉曼光谱仪1套2.1.3 *532nm皮秒脉冲激光，平均功率不低于300mW，脉宽小于85ps，TEM00模式。2.2.7#光谱分辨率：0.4cm-12.2.9 *光谱重复性：≤ ±0.03cm-1。检验标准：使用表面抛光的单晶硅做样品，采用50×物镜，≥1800刻线/毫米光栅，光栅转动，扫描范围100～4000cm-1，532nm激光激发重复20次，测量硅拉曼峰（520cm-1），520峰中心位置重复性 ≤ ±0.03cm-1。2.2.11*ICCD探测器，最短门限脉宽≤500ps，像素 ≥1024*255，波长范围280-760nm；最小光学门控宽度，超快模式≤500ps；最小读出噪音＜7e-；光谱采集时间最短500ps。2.4.1# 采用新型数字化全自动针孔共聚焦技术（三维空间滤波）国产产品：合同生效后6个月；进口产品：收到出口许可后6个月 国产产品：招标人指定地点；进口产品：DDP用户指定地点仪器保修期应自安装验收通过之日起一年。在保修期内，任何由制造商选材和制造不当引起的质量问题，厂家负责免费维修。是非专门406406合同履行期限：交货期：国产产品：合同生效后6个月；进口产品：收到出口许可后6个月。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件1.时间：2023年11月16日 至 2023年11月23日，每天上午9:00至11:00，下午13:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：www.oitccas.com方式：登录东方招标www.oitccas.com注册并购买。售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和2.时间：2023年11月17日 至 2023年11月24日，每天上午9:00至12:00，下午12:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：中招联合招标采购平台（http://www.365trade.com.cn）方式：（1）首次注册供应商：登录“中招联合招标采购平台（http://www.365trade.com.cn）”（以下简称“平台”），点击“供应商/投标人入口”进行免费注册。 （2）已在平台注册过的潜在供应商，登录后点击“寻找招标项目”，进行项目名称或项目编号查询，找到项目点击“立即投标”，选中需要投标的标包点击“提交报名”。 （3）在“我参与的项目”选择相应项目后的“立即购标”按钮，选择相应标包“提交支付”并下单缴费。支付完成后，可直接下载招标文件。 （4）支付完成后，点击页面上方“我的工作台”下拉菜单中的 “我参与的项目”进行招标文件下载。 （5）如有平台操作方面的疑问请按以下方式与技术支持联系： 客服电话：010-86397110、010-62108037（客服工作时间：周一至周五上午9时00分-11时30分，下午13时30分-17时00分）。售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：中国科学院化学研究所　　　　　地址：北京市海淀区中关村北一街2号　　　　　　　　联系方式：010-68290511/0551/0509　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：东方国际招标有限责任公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层　　　　　　　　　　　　联系方式：赵倩 任伟松 焦怡泽,010-68290511/0551/0509，yzjiao@oitc.com.cn　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：赵倩 任伟松 焦怡泽电　话：　　010-68290511/0551/05094.采购人信息名 称：中国科学院化学研究所　　　　　地址：北京市海淀区中关村北一街2号　　　　　　　　联系方式：联系人：贾老师 电话：010-62658184 电子邮箱：jiahy@iccas.ac.cn　　　　　　5.采购代理机构信息名 称：中招国际招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区学院南路62号中关村资本大厦611A室　　　　　　　　　　　　联系方式：联系人：徐润斌 郭文星 徐子玲 电话：010-62108155 62108156 电子邮箱：xurunbin@cntcitc.com.cn　　　　　　　　　　　　6.项目联系方式项目联系人：郭文星 徐子玲 徐润斌电　话：　　010-62108156 62108155

镧系发光纳米温度探针及光学测温技术胡倩1 朱幸俊11上海科技大学物质科学与技术学院生物体温度监测在医学诊断和治疗方面有着重要意义。传统的生物体测温方式依赖于侵入式探头或者局限于体表检测的热成像设备。对于体内深层组织的无损温度探测仍然是一项挑战。光学测温技术基于温度敏感的发光材料和器件，以光信号作为输出实现温度检测。在发光材料中，镧系发光纳米材料（LLNs）具有光稳定性好、发射谱带丰富、低自发荧光干扰等独特优点，在体内成像检测和疾病诊断方面具有广泛应用。目前已报道了一系列LLNs的发光信号的强度、寿命等光学性质与温度相关，因此可以作为温度检测探针。与此同时，LLNs本身的纳米级尺寸有别于传统温度检测的宏观设备，因此可以胜任亚细胞级别的微观热效应检测以及热传递过程研究，提升测温的空间精度，借助LLNs的近红外发光，能进一步提高光信号在组织中穿透深度，更好的实现深组织、非侵入性温度检测。（一）LLNs温度探针的测温策略温度可以改变LLNs的发光强度比、带宽、光谱偏移、寿命等方式影响LLNs的发光特性[1]-[3]。其中，发光强度比和发光寿命这两种策略受生理环境的干扰更小，从而具有更高的测温准确性[4]-[5]。基于发光强度比率构建温度探针电子在两个相邻激发能级（能级差一般小于1000 cm-1）中的分布与温度有关，满足Boltzmann分布，因此具有热依赖性的两个能级发光强度比与温度之间的关系可描述为, [6]-[7]，其中I2/I1为两个能级的发射强度比；ΔE是两个能级能量差，C是由发光基质材料确定的常数,T为温度,kB为玻耳兹曼常数。因此，通过在不同温度下检测两条发射峰的比值，可得到温度以发射强度比值的关系，作为温度检测的校正曲线。基于发光寿命构建温度探针在LLNs体系中，温度敏感的能量转移也会导致激发态寿命的变化，从而可以测量在脉冲激发下特定能级跃迁的寿命与温度的依赖关系，通过发光衰减曲线推断温度信息[8]-[9]。（二）LLNs测温技术与设备基于发光强度比率的测温技术较为直观，相关设备的设置与光谱检测系统类似，主要特点是恒温控制系统的附加。其装置如图1所示，由半导体激光器、样品台、控温器、滤光片、光谱检测器和计算机组成，其中激光器、样品台、滤光片、光谱检测器用于发光材料的光信号激发与收集，控温器件用于样品的恒温与变温进而得到不同温度的光谱。类似的基于发光强度比率的成像检测设备的光谱检测器被替换为CCD相机，通过滤光片系统采集不同波段的发射带，通过光强度成像图的计算得到温度分布结果。光强比率测温技术的设备较为简单，但这项测温方法易受生物环境引起的光散射或吸收的干扰[4]，需在组织或模拟组织的假体中对温度曲线进行校正来减小误差[10]；基于发光比率的温度检测其优点是检测速度较快，对于快速变化的温度具有更好的实时跟踪能力。发光寿命作为荧光团固有特性，受环境干扰较小，因此可以提高测量准确性[11]-[12]，而且LLNs的发光寿命相对小分子荧光探针更长，对于基于成像的寿命检测系统的构建相对短寿命检测难度较低。具体的设备构建如图2所示，将常规的荧光成像代替为时间门控荧光成像系统，配合波形发生器、斩波器等，对相机的分辨率要求高，并且由于寿命衰减曲线的测试需要借助时间门控单元，对光信号进行多次采集，因此获取完整衰减曲线的图像时间较长，不利于检测快速变化的温度信号[8]。两种发光温度检测技术各有优势，目前研究工作中所报道的比率型温度检测技术较为成熟，寿命检测的测温技术仍然处于优化阶段，主要难点是长波长近红外发射的寿命检测技术尚不成熟。图1. 基于发光强度比率温度计的实验设备图2. 基于发光寿命温度计的实验设备[8]（三）LLNs温度探针的生物应用LLNs体内无创温度监测的特性促使了一些新兴的生物医学领域应用，尤其在疾病诊断和指导治疗方面[4],[13]-[16]。我们最近总结了基于镧系发光纳米复合材料的温度检测技术及其生物学应用的研究工作，并梳理了不同测温技术在生物应用上的特点（Chem. Eur. J., 2022, 28, e202104237），希望和大家一起探讨光学测温技术的应用空间以及相关设备的研制。基于LLNs的生物体温度检测，近年来我们开展了一系列的应用。例如我们曾经报道了一种以上转换发光材料为核心（NaLuF4:Yb,Er@NaLuF4)，以光热材料（碳）作为外壳的LLNs，其中上转换发光材料的Er3+发光中心特征的525与545 nm发射强度的比值与温度呈现相关性，因此可作为光学温度探针。通过检测光热过程中的微观温度变化，进一步发现光热效应下纳米颗粒的升温幅度和速率大于常规的外部加热方式。利用这一特性，可以实现温和宏观温度下的微观高温，进而在保证光热治疗剂标记的恶性细胞被有效杀伤的同时，减少不必要的热扩散而损伤病灶周边的正常组织，提升治疗的精度（如图3a）[17]。寿命检测技术上，复旦大学李富友课题组利用PAA-PEG包裹的NaNdF4:Yb@CaF2纳米颗粒，此种材料的Yb3+离子能够发射980 nm光信号，由于Nd3+与Yb3+在不同温度下的能量传递效率不同，Yb3+的980 nm发光寿命随着温度发生线性变化。在活体动物光学成像仪上进行了时间门控系统的附加，利用脉冲激光器对材料进行照射，然后采集材料的发光衰减，最终获得温度-寿命曲线，进一步在活体动物的血管部位进行光信号的采集，考察血管内血液温度与血流相关性，为心血管疾病的诊断和疗效评估提供了重要途径（如图3b）[8]。图3. (a)基于强度比率的Er3+掺杂上转换光热LLNs用于光热治疗过程微观温度监测[17]。(b) 基于寿命的Yb3+-Nd3+共掺杂的LLNs温度计用于心血管疾病[8]。（四）LLNs温度探针的展望合成可调控的LLNs温度探针的发展加速了其作为体内潜在温度传感工具的应用，但为了使其具有更准确的读数结果，还需进一步优化。其中，减少外部干扰和校准通过组织的发光衰减是亟待解决的重要问题。同时进一步探索波长更长的光谱区域，可实现更深层次的组织传感，促进LLNs在体内疾病诊断和治疗方面的生物应用。参考文献1. C. D. S. Brites, S. Balabhadra, L. D. Carlos, Adv. Opt. Mater., 2019, 7, 1801239. 2. A. Bednarkiewicz, J. Drabik, K. Trejgis, D. Jaque, E. Ximendes, L. Marciniak, Appl. Phys. Rev., 2021, 8, 011317.3. H. Suo, X. Zhao, Z. Zhang, Y. Wang, J. Sun, M. Jin, C. Guo, Laser Photon. Rev. 2021, 15, 2000319.4. N. Kong, Q. Hu, Y. Wu and X. Zhu, Chem. Eur. J., 2022, 28, e202104237.5. M. Jia, Z. Sun, M. Zhang, H. Xu, Z. Fu, Nanoscale., 2020, 12, 20776-20785.6. J. Zhou, B. Del Rosal, D. Jaque, S. Uchiyama, D. Jin, Nat. Methods., 2020, 17, 967-980.7. A. Bednarkiewicz, L. Marciniak, L. D. Carlos, D. Jaque, Nanoscale., 2020, 12, 14405-14421.8. M. Kong, Y. Gu, Y. Chai, J. Ke, Y. Liu, X. Xu, Z. Li, W. Feng, F. Li, Sci. China Chem. 2021, 64, 974-984.9. L. Marciniak, K. Trejgis, J. Mater. Chem. C., 2018, 6, 7092-7100. 10. L. Labrador-Páez, M. Pedroni, A. Speghini, J. Garcí a-Solé , P. Haro-Gonzá lez, D. Jaque, Nanoscale., 2018, 10, 22319-22328.11. M. Tan, F. Li, N. Cao, H. Li, X. Wang, C. Zhang, D. Jaque, G. Chen, Small., 2020, 16, 2004118. 12. K. Maciejewska, A. Bednarkiewicz, L. Marciniak, Nanoscale Adv., 2021, 3, 4918-4925.13. M. Quintanilla, M. Henriksen-Lacey, C. Renero-Lecuna and L. M. Liz-Marzán, Chem. Soc. Rev., 2022.14. Z. Yi, Z. Luo, X. Qin, Q. Chen, X. Liu, Acc. Chem. Res., 2020, 53, 2692-2704.15. B. del Rosal, E. Ximendes, U. Rocha, D. Jaque, Adv. Opt. Mater., 2017, 5, 1600508.16. M. Tan, F. Li, N. Cao, H. Li, X. Wang, C. Zhang, D. Jaque, G. Chen, Small., 2020, 16, 2004118.17. X. Zhu, W. Feng, J. Chang, Y. W. Tan, J. Li, M. Chen, Y. Sun, F. Li, Nat. Commun. 2016, 7, 10437.【作者简介】胡倩 博士研究生2020年毕业于湖南师范大学，获化学专业学士学位。目前是上海科技大学物质科学与技术学院博士研究生，师从朱幸俊教授，主要从事近红外发射镧系纳米复合材料的温度传感和生物成像应用的研究。朱幸俊 研究员上海科技大学物质科学与技术学院研究员、博士生导师。2017年博士毕业于复旦大学生物研究院（导师李富友教授），2017-2019年在美国斯坦福大学材料科学与工程系作为博士后学者从事生物医学成像以及神经调控材料与器件的研发工作。目前已在Nature Communications, Chemical Society Reviews, Nano Letters, ACS Nano, PNAS, Biomaterials等国际著名期刊上发表研究论文30余篇，他引3500余次（H因子26），并持有多项专利。多项研究成果入选科睿唯安ESI化学和材料领域前1%高被引论文(Highly Cited Paper)。研究项目获国家自然科学基金、上海市浦江人才计划资助。课题组致力于发展适用于生物医学的新型纳米材料和技术，通过构建纳米复合材料，利用其光、热、磁、声等性质，实现高选择性、低侵入性的生物成像、疾病治疗和生理功能调控。欢迎感兴趣的同学报考上海科技大学研究生，课题组长期招聘化学、材料学以及生物学相关专业博士后。具体可邮件沟通咨询，zhuxj1@shanghaitech.edu.cn（本文编辑：刘立东）专家约稿招募中若您有生命科学相关研究、技术、应用、经验等愿意以约稿形式共享，欢迎自荐或引荐投稿联系人：刘编辑邮箱：liuld@instrument.com.cn微信/电话：13683372576扫码关注【3i生仪社】，解锁生命科学行业资讯！

华东师范大学重庆研究院曾和平教授和黄坤研究员课题组在红外灵敏成像领域取得重要进展，提出了基于啁啾极化晶体的上转换广角成像新方法，实现了宽视场、超灵敏、高帧频的中红外光子成像，是当前国际上最高速、最灵敏的中红外成像系统之一。相关成果于近日在线发表在《自然》子刊。图 1《自然》子刊刊登曾和平教授课题组研究成果中红外探测与成像在天文观测、空间遥感、生物医学、材料检测等众多领域都有重要应用，而实现单光子量子极限的超灵敏中红外测控仍颇具挑战。近年来，红外上转换探测技术备受关注，其结合高保真光子频率变换与高性能硅基探测器件，为红外单光子探测与成像提供了一条可行之道。然而，现存上转换探测方案受相位匹配限制，信号接收角较小，难以实现宽视场成像，是当前阻碍该技术向更广泛应用推进的最主要瓶颈。为此，研究团队提出了基于啁啾准相位匹配的上转换广角成像技术，利用啁啾极化铌酸锂晶体（CPLN）实现了不同角度入射信号的自适应相位匹配，获得的接收角较传统方案提升了至少1个量级。同时，该团队结合同步脉冲泵浦技术与窄带高效滤波技术有效压制背景噪声，获得了1光子/脉冲极低照度下单光子水平的中红外大视场成像。进一步地，研究人员利用该中红外成像系统实现了校园卡内部结构的实时扫描检测，清晰识别了卡片芯片与金属线圈（图2）。该成像技术有望应用于半导体芯片检测、材料无损探伤等领域。图 2：利用中红外上转换成像系统扫描校园卡内部结构，内嵌的芯片与线圈清晰可见值得一提的是，上述上转换广角成像技术通过单次采集即可实现大视场成像，规避了传统方案对机械扫描、参数调节或数据后处理的依赖，显著提升了成像速率。具体地，该团队采用高性能硅基CMOS相机实现了超高速中红外成像，实时拍摄了高速旋转的斩波片，其外沿线速度高达30 m/s（图3）。得益于成像系统的高灵敏度，实验中相机曝光时间可低至微秒量级，中红外成像帧频达到了216 000帧/秒，相比于现有中红外相机提高了2-3个量级。此外，该系统还具有高精度三维成像能力，利用超快光学符合门控技术，可以精确测量反射信号光子的相对飞行时间，从而得到被测物体表面的形貌信息。结合高灵敏、高分辨、高帧频的优点，所形成的大视场成像技术有望发展出超灵敏中红外时间分辨光谱成像分析仪，可为高通量生物与材料多维（空间-时间-光谱）复合检测提供新工具。图 3：超高速中红外成像。右下角成像帧频达到216 000 帧/秒，图示播放帧频相较于实际速率减慢了2万余倍。

当人类利用CCD、EMCCD、sCMOS等多种高灵敏光电成像技术向微观、弱光科学成像发起挑战的时候，模拟世界里的不安分因素----"噪声"渐渐成为人们前进的巨大障碍。如何将光子信号从噪声中提取出来，开发出具有卓越信号噪声比的科学相机一直是整个科学界津津乐道的话题。 2017年11月9日，鑫图光电正式对外宣布，已成功创造出一款超级信噪比科学相机Dhyana 400BSI。 实验数据解析超级信噪比的现实意义在目前火热的超高分辨率显微成像研究中，打破分辨率极限是核心问题。我们采用分光比为1:1的STORM超高分辨率成像系统做了一组生物样品的比较试验，曝光时间为10毫秒，分别采集10000张图像重建，进行半峰宽（分辨率极限）的统计分析。图（a）和（b）为采用Dhyana400BSI得到的超分辨结果；图（c）和（d）为典型的82%QE的第三代sCMOS相机得到的超分辨结果； 半高全宽（FWHM）越小，表示分辨率越高。从图中可以看出，在STORM超分辨成像中，Dhyana400BSI分辨率达到了40纳米，而第三代sCMOS相机只能达到47纳米分辨率。Dhyana400BSI将STORM超高分辨率显微镜的分辨能力推进了7纳米！因此，400BSI更优的信噪比就能大幅提升弱光信号的定位精度和分辨力水平。 超级信噪比是如何实现的？就Dhyana400BSI相机为何能实现超级信噪比的问题，鑫图科学相机事业部产品经理赵泽宇博士透露：&ldquo 我们采用三种创新的核心技术。首先，由鑫图率先引入的背照式sCMOS技术创造了95%量子效率，使光子到电子的效率转较前一代产品提升了15%；其次，我们找到了sCMOS芯片内源性的噪声的相关双采样办法，将读出噪声水平下降了30%；更重要的是，对严谨的科学成像，我们并未采用会引入量化噪声的2D降噪算法，而是创新地通过一系列信号增强算法将信号强度提升了75%。三种创新技术的结合，就诞生了具有超级信噪比的Dhyana 400BSI（简称400BSI）。 下图为微球荧光成像的实验和数据结果，显示了通过创新的信号增强算法，在不引入量化噪声情况下，信噪比就获得了75%的提升。 福州鑫图光电有限公司是中国最早从事sCMOS相机开发的公司，Dhyana系列是中国开发的为数不多的世界领先科技之一, 在生命科学、化学实验室、空间物理、天文观测等领域都有广泛应用。此次发布的 400BSI，集合了鑫图近年来在sCMOS技术开发上的众多优秀成果，在灵敏度、分辨率和速度等三个核心指标上均实现了对现有背照式sCMOS科学相机的全面超越，将全面助力中国前沿科学研究不断发展进步！

上世纪八十年代，在贝尔法斯特女王大学物理系，ANDOR创始人Donal Denvir在研究工作时发现当时应用的相机不能满足他们的实验需求，因此开发研制了一台全真空密封的相机供自己使用，新研制的相机成功应用于各种成像和光谱研究。此后，女王大学的其他研究团队和众多其他高校研究人员也对此类相机产生了科研需求。此背景下，1989年，ANDOR在贝尔法斯特女王大学创立，总部设立在北爱尔兰的贝尔法斯特， 致力于为学术、工业和政府机构客户提供专业的光学探测解决方案和优质服务。ANDOR总部创立32年以来，这家从实验室成功转化的企业已取得系列亮眼成绩，如2000年推出EMCCD相机，为单光子探测、多维活细胞显微观察等应用提供了强大而经济的解决方案，在生命科学等领域被广泛应用；2009年，联合推出sCOMS相机，被广泛应用于物理科学、生命科学、材料科学、工业等领域；2015年，ANDOR推出高速共聚焦显微成像系统Dragonfly，并在市场上取得巨大的成功。2015年，ANDOR加入牛津仪器，引领牛津仪器战略扩展至纳米生物领域。2020-2021两年期间，ANDOR中国实施多项调整措施，发挥出色供应链管理能力，进一步满足国内科研工作者的需求。如上，ANDOR已经发展成为科学成像、光谱解决方案和显微系统的全球知名品牌。其产品技术应用广泛，涵盖物理科学、生命科学，以及工业等领域。为全面认识ANDOR，BCEIA 2021期间，仪器信息网采访了牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞，请其分享了他眼中的ANDOR，及ANDOR在中国市场的本土化发展现状。访谈现场（右：牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞）从普通相机到科学相机：解决“弱光”、“快速”问题我们生活中常见的单反相机等普通相机与ANDOR主要产品技术的科学相机原理相同，都是一种利用光学成像原理形成影像并记录影像的设备。但也有许多不同之处，为便于理解，本次的访谈首先从结构功能和解决哪些问题两方面谈了科学相机的“科学”之处。结构功能方面的两点不同首先，科学相机的芯片尺寸更大。这意味着可以获得的光子数目更多，更灵敏的探测到光信号，即承载光子的能力越强。如此，在弱光条件下，科学相机相比普通相机，就可以展示其弱光成像的优势。其次，科学相机整体尺寸也更大，这与其配置更多智能化功能有关。比如，在傍晚使用普通相机拍照时，需要较长时间的曝光量，而科学相机或许只需几个毫秒就可以达到更高的清晰度。这是由于科学相机更高的灵敏度，除了芯片更大，另外基于ANDOR的UltraVac专利技术，将芯片密封于一个真空腔中，与外部环境间的热交换控制在最低水平，得以实现对芯片的深制冷，芯片噪声极大下降，进而大大降低了图像的噪点。科学相机主要解决的三个科学问题首先，科学相机解决的最多的是“弱光”成像问题，这是普通相机无法企及的。其次，科学相机可以解决动态范围大的问题，动态范围即在一个视场下最强信号与最弱信号的比值，比值越大，则包容的信息越多，更容易得到各层次都清晰的图像。比如拍摄火焰，普通相机会过曝，而科学相机则可以通过一定的方法，将火焰的每个层次都拍出来，这对于航天发动机的研究中通过火焰成像反演浓度配比、工艺等都十分重要。第三，科学相机可以解决“快”的问题，单反相机连拍功能可以每秒连拍几张照片，而科学相机则可以达到成千上万幅的帧速。而快速成像在物理科学、生命科学等领域都有着广泛的应用。光信号→电信号→数字信号拓展来讲，所有相机的功能都是一样的，就是把光信号转变成电子信号，然后电子信号再通过数位数模转换，转换成数字信号，所以我们看到的图像都是不同信号强度呈现的结果。科学相机大部分的探测器范围在200nm-1100nm之间，在这个波长范围内的光，科学相机都可以探测到。如果超出此范围，则可以在相机探测器前加一个材料（如晶体）将光的波长转换成可以探测的范围内，进而便可以用科学相机观测。比如，电镜中成像的相机，由于发射的二次电子等电子波长超出了科学相机的探测范围，因此往往会在探测器前加一个闪烁体，将其转变成科学相机可以探测的波长进而将信号转变成电信号，再通过数位数模转换成数字信号，最终得到电镜图像。ANDOR业务布局：纵向基于弱光成像，横向围绕多学科交叉纵向：围绕弱光、快速成像的五大产品线从产品层面而言，ANDOR希望产品技术契合的是“弱光”、“快速”成像领域。围绕“弱光”、“快速”，ANDOR推出一系列产品技术方案，并广泛应用于物理科学、生命科学等领域。“弱光”方面，比如EMCCD相机，在物理科学领域可以用于天文观测，通过观测一些恒星微弱的光变，来帮助科学家探寻系外星系。近年来，EMCCD相机在量子光学领域也被大量应用，主要用于冷原子的拍摄，进而探索原子更多纯粹的性能，这些都解决了“弱光”的问题。“快速”方面，是大多数科学研究领域都需要的技术需求。比如ANDOR于2009年推出的sCOMS相机在生命科学领域，应用于DNA测序、高内涵、高通量药物筛选，这些都需要快速的筛选速度，拍摄每秒上百幅的帧频，以极大提高观测的通量。天文观测时，大气抖动会导致星星闪烁，要消除这一现象，可以采用幸运成像的方式，将曝光时间调至很短，如毫秒级，不断拍摄，然后通过后期软件处理得到更清晰图像。再如，生命科学应用中的钙离子成像，通过电火花信号传导，过程很快，也需要短时间内快速拍摄多幅图像，才能通过图像分析整个动态过程。围绕“弱光”与“快速”，ANDOR产品主要涵盖五大类。一是科学相机，基于弱光成像，相关型号最为丰富，从灵敏度最高的可以探测到单光子级别的EMCCD，到业内广为使用的sCMOS相机，再到应用于需要长时间曝光的极弱光实验的专用CCD等。产品囊括观测范围小至细胞观察，大至整个宇宙星系观测的科学相机。二是光谱，主要包括光谱仪、紫外-近红外-短波红外光谱相机、光谱附件等。如2019年ANDOR推出智能化光谱仪，利用Adaptive Optics技术，给用户提供了区别于传统光谱仪的智能对焦功能，帮用户简化实验、操作更容易。三是显微成像系统，其中就包括2016年获得R&D 100（国际科技研发领域极为推崇的科技研发奖）的Dragonfly转盘共聚焦成像系统，其扫描速度相比传统点扫描快10倍以上，在市场上被广泛认可，并取得巨大成功。同时，ANDOR收购了Spectra Instrument公司，其Borealis™ 均匀化照明技术帮助ANDOR在显微成像均匀度方面脱颖而出，从小尺寸的细胞到大尺寸的组织等成像方面都具有明显优势。四是Imaris图像分析软件，在多维图像处理领域，三维、四维图像处理软件的客户主要是生命科学研究者，这些研究者用Imaris进行跟踪分析从而得到想要的结果，且该软件可以和高速共聚焦成像平台联合使用。具体应用包括细胞之间动态化研究、神经免疫学、癌症治疗研究等。五是光学恒温器，该产品系列今年首次纳入ANDOR，来自牛津仪器纳米科学部门。该产品系列主要服务于物理科学，为科学家提供从3k到500k范围的低温环境从事相关研究，比如，拉曼光谱、荧光光谱、太赫兹、傅里叶红外光谱等手段表征时，样品材料需要在低温条件下才能更加显著的吸收信号，而光学恒温器就为这些实验提供合适的低温环境。横向：多学科交叉发展下的三大应用领域从产品应用领域而言，当下，物理科学与生命科学在许多场景下结合紧密。时下火热的超分辨成像技术多数便是一群物理学家在开发生命科学领域的应用仪器。如STED成像技术、SIM成像技术、单分子开关技术等，无一例外都利用了物理科学的一些方法。而ANDOR也是物理科学背景起家，基于对产品的理解，为生命科学家们开发出一系列生命科学的仪器。未来，各学科之间的交叉将会越来越多，科学仪器领域相关交叉表现也十分明显。比如，以往的光谱仪并没有配置显微镜，主要通过拉曼、荧光光谱等检测一些晶体或块状样品。而随着整个研究向微观尺度的发展，拉曼光谱等逐渐开始与电镜、原子力显微镜等联用，以进一步解决纳米尺度的科学问题。从此角度而言，ANDOR也在以仪器为核心，探寻各类仪器之间的契合点，并不断开发或拓展能够满足未来科学发展融合需求的仪器技术或解决方案。基于此，ANDOR主要业务可分为三大应用方向，即生命科学、物理科学，以及工业三大领域。针对个性需求，设立“客户需求定制部门”ANDOR科学相机等产品经常可以搭配在其他仪器上使用，ANDOR会有许多对产品设计有个性化需求的客户。针对此，除了要求每一位销售/售后工程师都具备丰富的产品知识、客户应用知识，ANDOR还特别设置了“客户需求定制部门”，为工业合作伙伴的特殊需求提供便利。比如，ANDOR已有的科学相机、光谱商品化产品可能不能符合这些客户需求，相关个性需求包括：个性外壳需求、公司VI喷涂、不同功能模块的选配、光谱范围的定制等，客户需求定制部门则可以与客户进行沟通并尽量满足。而定制化能力也是ANDOR长期专注于工业领域解决方案的一个基础。ANDOR在中国：科学相机保有量超5000台，加速本土化发展业绩同比增30%，中国业绩占比20%牛津仪器在过去20年，具有保持每年20%左右增长的不俗表现，而ANDOR的业绩表现也十分亮眼。据朱飞介绍，ANDOR中国在去年业绩受疫情影响不大，今年更是通过内部的快速调整、人员架构的变动、新品发布等措施，目前业绩已实现相比去年同期30%的增长。从全球布局来看，ANDOR全球业务按地区分为北美洲、欧洲、亚太，三者基本三分天下，而中国市场业绩占比约近20%，已成为ANDOR最重要的市场之一。ANDOR在中国，除了20余位销售和应用团队的支持，也在2016年成立中国客户服务中心，解决维修等本土化售后问题。同时，为便于更好的售后服务落地，ANDOR中国的售后应用团队规模还在不断壮大。各兄弟部门之间协同合作，提供更全面解决方案2015年，ANDOR加入牛津仪器，随之ANDOR在人事、财务、市场推广等方面得到牛津仪器的大力支持。牛津仪器各个业务部门之间定期会有产品技术培训、市场信息、客户关系等方面的沟通交流活动，为客户提供更加专业高效的服务。例如ANDOR和纳米科学部门在量子领域、ANDOR 和 AR部门在生命科学领域等都可以有很多灵活的合作方式。 同时各业务部门之间会定期安排内部分享会，分享产品技术，增进相互了解与合作；分享各自业务，便于为各自覆盖的用户提供更全面的解决方案，帮助业务得到更好的拓延等。典型的案例就是，牛津仪器在锂电领域开展的综合解决方案便融合了纳米分析、原子力显微镜、拉曼光谱等系列相关技术。ANDOR科学相机中国保有量超5000台！加速中国本土化发展谈及ANDOR中国客户的印象，朱飞回顾道，自己入行15年有余，见证了中国科学家用户的快速成长，从最初许多的跟随发展，到目前中国科学家在许多领域的领衔发展。尤其是近几年，中国在生命科学、量子科学等领域已经走在世界前列，甚至引领世界向前发展。ANDOR也很荣幸能通过一些仪器技术为这些科学家的研究发展不断助力。伴随在中国市场的长期耕耘，ANDOR十分重视中国本土化发展。对于中国本土化建设，朱飞表示，第一，要培养本土化的人才。首先是销售，ANDOR的销售不仅可以做产品演示，也可以做产品安装，甚至走出去也是某一个行业的专家，为客户分享ANDOR产品知识及广泛应用。而售后应用工作者则除了了解产品知识，也需要充分学习客户的研究与应用，为客户的需求提供更加合理的解决方案。第二，要保障售后的落地与高效。根据近期的统计，ANDOR在中国市场科学相机的保有量大概超过5000台！如此庞大的基数和时间积累，难免有故障需要维修。如上文提到，ANDOR已经实现本地维修，为客户提供便捷的售后服务，使服务周期由几个月降至一周以内，帮助客户节省时间与金钱成本。第三，通过相关培训，提高ANDOR中国团队的软实力。越来越多的本土化思维与理念，对团队进行系统培训，不仅仅是产品知识，还包括管理能力、演讲能力、英文口语能力、销售技巧等全方位的培训，让团队每一位员工找到自己的价值，ANDOR希望为大家提供一个共同学习进步的平台，为大家创造更多机会，实现个体与公司共同成长。

1989年，ANDOR在贝尔法斯特女王大学创立，总部设立在北爱尔兰的贝尔法斯特， 致力于为学术、工业和政府机构客户提供专业的光学探测解决方案和优质服务。上世纪八十年代，在贝尔法斯特女王大学物理系，ANDOR创始人Donal Denvir在研究工作时发现当时应用的相机不能满足他们的实验需求，因此开发研制了一台全真空密封的相机供自己使用，新研制的相机成功应用于各种成像和光谱研究。此后，女王大学的其他研究团队和众多其他高校研究人员也对此类相机产生了科研需求。此背景下，1989年，ANDOR在贝尔法斯特女王大学创立，总部设立在北爱尔兰的贝尔法斯特， 致力于为学术、工业和政府机构客户提供专业的光学探测解决方案和优质服务。创立32年以来，这家从实验室成功转化的企业已取得系列亮眼成绩，如2000年推出EMCCD相机，为单光子探测、多维活细胞显微观察等应用提供了强大而经济的解决方案，在生命科学等领域被广泛应用；2009年，联合推出sCOMS相机，被广泛应用于物理科学、生命科学、材料科学、工业等领域；2015年，ANDOR推出高速共聚焦显微成像系统Dragonfly，并在市场上取得巨大的成功。2015年，ANDOR加入牛津仪器，引领牛津仪器战略扩展至纳米生物领域。2020-2021两年期间，ANDOR中国实施多项调整措施，发挥出色供应链管理能力，进一步满足国内科研工作者的需求。如上，ANDOR已经发展成为科学成像、光谱解决方案和显微系统的全球知名品牌。其产品技术应用广泛，涵盖物理科学、生命科学，以及工业等领域。为全面认识ANDOR，BCEIA 2021期间，仪器信息网采访了牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞，请其分享了他眼中的ANDOR，及ANDOR在中国市场的本土化发展现状。访谈现场（右：牛津仪器ANDOR中国区经理朱飞）从普通相机到科学相机：解决“弱光”、“快速”问题我们生活中常见的单反相机等普通相机与ANDOR主要产品技术的科学相机原理相同，都是一种利用光学成像原理形成影像并记录影像的设备。但也有许多不同之处，为便于理解，本次的访谈首先从结构功能和解决哪些问题两方面谈了科学相机的“科学”之处。结构功能方面的两点不同首先，科学相机的芯片尺寸更大。这意味着可以获得的光子数目更多，更灵敏的探测到光信号，即承载光子的能力越强。如此，在弱光条件下，科学相机相比普通相机，就可以展示其弱光成像的优势。其次，科学相机整体尺寸也更大，这与其配置更多智能化功能有关。比如，在傍晚使用普通相机拍照时，需要较长时间的曝光量，而科学相机或许只需几个毫秒就可以达到更高的清晰度。这是由于科学相机更高的灵敏度，除了芯片更大，另外基于ANDOR的UltraVac技术，将芯片密封于一个真空腔中，与外部环境间的热交换控制在低水平，得以实现对芯片的深制冷，芯片噪声极大下降，进而大大降低了图像的噪点。科学相机主要解决的三个科学问题首先，科学相机解决的更多的是“弱光”成像问题，这是普通相机无法企及的。其次，科学相机可以解决动态范围大的问题，动态范围即在一个视场下最强信号与最弱信号的比值，比值越大，则包容的信息越多，更容易得到各层次都清晰的图像。比如拍摄火焰，普通相机会过曝，而科学相机则可以通过一定的方法，将火焰的每个层次都拍出来，这对于航天发动机的研究中通过火焰成像反演浓度配比、工艺等都十分重要。第三，科学相机可以解决“快”的问题，单反相机连拍功能可以每秒连拍几张照片，而科学相机则可以达到成千上万幅的帧速。而快速成像在物理科学、生命科学等领域都有着广泛的应用。光信号→电信号→数字信号拓展来讲，所有相机的功能都是一样的，就是把光信号转变成电子信号，然后电子信号再通过数位数模转换，转换成数字信号，所以我们看到的图像都是不同信号强度呈现的结果。科学相机大部分的探测器范围在200nm-1100nm之间，在这个波长范围内的光，科学相机都可以探测到。如果超出此范围，则可以在相机探测器前加一个材料（如晶体）将光的波长转换成可以探测的范围内，进而便可以用科学相机观测。比如，电镜中成像的相机，由于发射的二次电子等电子波长超出了科学相机的探测范围，因此往往会在探测器前加一个闪烁体，将其转变成科学相机可以探测的波长进而将信号转变成电信号，再通过数位数模转换成数字信号，最终得到电镜图像。ANDOR业务布局：纵向基于弱光成像，横向围绕多学科交叉纵向：围绕弱光、快速成像的五大产品线从产品层面而言，ANDOR希望产品技术契合的是“弱光”、“快速”成像领域。围绕“弱光”、“快速”，ANDOR推出一系列产品技术方案，并广泛应用于物理科学、生命科学等领域。“弱光”方面，比如EMCCD相机，在物理科学领域可以用于天文观测，通过观测一些恒星微弱的光变，来帮助科学家探寻系外星系。近年来，EMCCD相机在量子光学领域也被大量应用，主要用于冷原子的拍摄，进而探索原子更多纯粹的性能，这些都解决了“弱光”的问题。“快速”方面，是大多数科学研究领域都需要的技术需求。比如ANDOR于2009年推出的sCOMS相机在生命科学领域，应用于DNA测序、高内涵、高通量药物筛选，这些都需要快速的筛选速度，拍摄每秒上百幅的帧频，以极大提高观测的通量。天文观测时，大气抖动会导致星星闪烁，要消除这一现象，可以采用幸运成像的方式，将曝光时间调至很短，如毫秒级，不断拍摄，然后通过后期软件处理得到更清晰图像。再如，生命科学应用中的钙离子成像，通过电火花信号传导，过程很快，也需要短时间内快速拍摄多幅图像，才能通过图像分析整个动态过程。围绕“弱光”与“快速”，ANDOR产品主要涵盖五大类。一是科学相机，基于弱光成像，相关型号比较丰富，从灵敏度高的可以探测到单光子级别的EMCCD，到业内广为使用的sCMOS相机，再到应用于需要长时间曝光的极弱光实验的专用CCD等。产品囊括观测范围小至细胞观察，大至整个宇宙星系观测的科学相机。二是光谱，主要包括光谱仪、紫外-近红外-短波红外光谱相机、光谱附件等。如2019年ANDOR推出智能化光谱仪，利用Adaptive Optics技术，给用户提供了区别于传统光谱仪的智能对焦功能，帮用户简化实验、操作更容易。三是显微成像系统，其中就包括2016年获得R&D 100（国际科技研发领域极为推崇的科技研发奖）的Dragonfly转盘共聚焦成像系统，其扫描速度相比传统点扫描快10倍以上，在市场上被广泛认可，并取得巨大成功。同时，ANDOR收购了Spectra Instrument公司，其Borealis™ 均匀化照明技术帮助ANDOR在显微成像均匀度方面脱颖而出，从小尺寸的细胞到大尺寸的组织等成像方面都具有明显优势。四是Imaris图像分析软件，在多维图像处理领域，三维、四维图像处理软件的客户主要是生命科学研究者，这些研究者用Imaris进行跟踪分析从而得到想要的结果，且该软件可以和高速共聚焦成像平台联合使用。具体应用包括细胞之间动态化研究、神经免疫学、癌症治疗研究等。五是光学恒温器，该产品系列今年首次纳入ANDOR，来自牛津仪器纳米科学部门。该产品系列主要服务于物理科学，为科学家提供从3k到500k范围的低温环境从事相关研究，比如，拉曼光谱、荧光光谱、太赫兹、傅里叶红外光谱等手段表征时，样品材料需要在低温条件下才能更加显著的吸收信号，而光学恒温器就为这些实验提供合适的低温环境。横向：多学科交叉发展下的三大应用领域从产品应用领域而言，当下，物理科学与生命科学在许多场景下结合紧密。时下火热的超分辨成像技术多数便是一群物理学家在开发生命科学领域的应用仪器。如STED成像技术、SIM成像技术、单分子开关技术等，无一例外都利用了物理科学的一些方法。而ANDOR也是物理科学背景起家，基于对产品的理解，为生命科学家们开发出一系列生命科学的仪器。未来，各学科之间的交叉将会越来越多，科学仪器领域相关交叉表现也十分明显。比如，以往的光谱仪并没有配置显微镜，主要通过拉曼、荧光光谱等检测一些晶体或块状样品。而随着整个研究向微观尺度的发展，拉曼光谱等逐渐开始与电镜、原子力显微镜等联用，以进一步解决纳米尺度的科学问题。从此角度而言，ANDOR也在以仪器为核心，探寻各类仪器之间的契合点，并不断开发或拓展能够满足未来科学发展融合需求的仪器技术或解决方案。基于此，ANDOR主要业务可分为三大应用方向，即生命科学、物理科学，以及工业三大领域。针对个性需求，设立“客户需求定制部门”ANDOR科学相机等产品经常可以搭配在其他仪器上使用，ANDOR会有许多对产品设计有个性化需求的客户。针对此，除了要求每一位销售/售后工程师都具备丰富的产品知识、客户应用知识，ANDOR还特别设置了“客户需求定制部门”，为工业合作伙伴的特殊需求提供便利。比如，ANDOR已有的科学相机、光谱商品化产品可能不能符合这些客户需求，相关个性需求包括：个性外壳需求、公司VI喷涂、不同功能模块的选配、光谱范围的定制等，客户需求定制部门则可以与客户进行沟通并尽量满足。而定制化能力也是ANDOR长期专注于工业领域解决方案的一个基础。ANDOR在中国：科学相机保有量超5000台，加速本土化发展业绩同比增30%，中国业绩占比20%牛津仪器在过去20年，具有保持每年20%左右增长的不俗表现，而ANDOR的业绩表现也十分亮眼。据朱飞介绍，ANDOR中国在去年业绩受疫情影响不大，今年更是通过内部的快速调整、人员架构的变动、新品发布等措施，目前业绩已实现相比去年同期30%的增长。从全球布局来看，ANDOR全球业务按地区分为北美洲、欧洲、亚太，三者基本三分天下，而中国市场业绩占比约近20%，已成为ANDOR重要的市场之一。ANDOR在中国，除了20余位销售和应用团队的支持，也在2016年成立中国客户服务中心，解决维修等本土化售后问题。同时，为便于更好的售后服务落地，ANDOR中国的售后应用团队规模还在不断壮大。各兄弟部门之间协同合作，提供更全面解决方案2015年，ANDOR加入牛津仪器，随之ANDOR在人事、财务、市场推广等方面得到牛津仪器的大力支持。牛津仪器各个业务部门之间定期会有产品技术培训、市场信息、客户关系等方面的沟通交流活动，为客户提供更加专业高效的服务。例如ANDOR和纳米科学部门在量子领域、ANDOR 和 AR部门在生命科学领域等都可以有很多灵活的合作方式。 同时各业务部门之间会定期安排内部分享会，分享产品技术，增进相互了解与合作；分享各自业务，便于为各自覆盖的用户提供更全面的解决方案，帮助业务得到更好的拓延等。典型的案例就是，牛津仪器在锂电领域开展的综合解决方案便融合了纳米分析、原子力显微镜、拉曼光谱等系列相关技术。ANDOR科学相机中国保有量超5000台！加速中国本土化发展谈及ANDOR中国客户的印象，朱飞回顾道，自己入行15年有余，见证了中国科学家用户的快速成长，从最初许多的跟随发展，到目前中国科学家在许多领域的领衔发展。尤其是近几年，中国在生命科学、量子科学等领域已经走在世界前列，甚至引领世界向前发展。ANDOR也很荣幸能通过一些仪器技术为这些科学家的研究发展不断助力。伴随在中国市场的长期耕耘，ANDOR十分重视中国本土化发展。对于中国本土化建设，朱飞表示，第一，要培养本土化的人才。首先是销售，ANDOR的销售不仅可以做产品演示，也可以做产品安装，甚至走出去也是某一个行业的专家，为客户分享ANDOR产品知识及广泛应用。而售后应用工作者则除了了解产品知识，也需要充分学习客户的研究与应用，为客户的需求提供更加合理的解决方案。第二，要保障售后的落地与高效。根据近期的统计，ANDOR在中国市场科学相机的保有量大概超过5000台！如此庞大的基数和时间积累，难免有故障需要维修。如上文提到，ANDOR已经实现本地维修，为客户提供便捷的售后服务，使服务周期由几个月降至一周以内，帮助客户节省时间与金钱成本。第三，通过相关培训，提高ANDOR中国团队的软实力。越来越多的本土化思维与理念，对团队进行系统培训，不仅仅是产品知识，还包括管理能力、演讲能力、英文口语能力、销售技巧等全方位的培训，让团队每一位员工找到自己的价值，ANDOR希望为大家提供一个共同学习进步的平台，为大家创造更多机会，实现个体与公司共同成长。

2018第三届中美纳米医药研讨会，锘海生命科学精彩呈现2018年7月28-30日，第三届中美纳米学术会议在南京索菲特银河大酒店盛大召开，锘海生命科学携加拿大Nanosystems药物制造系统样机和分子影像产品作为重要的参展商参加了该学术会议，会议期间，众多老师与学生前来咨询，推动了纳米医学技术界专家、学者、企业家之间及与相关团体间的交流与合作。其中展出的产品包括加拿大PRECISION Nanosystems纳米药物制造系统、美国PhotoSound小动物全身3D光声/荧光成像系统、法国Vilber小动物荧光/生物发光成像系统、比利时Molecubes小动物PET/SPECT/CT成像系统、以色列Aspectimaging小动物MRI成像系统、法国RX solution离体CT成像、希腊BET solutions小动物平面型PET/SPECT成像系统.并提供纳米药物制造及活体成像等一系列解决方案。锘海生命科学的工作人员以良好的专业知识和素质赢得了老师们的众多好评，锘海在今后也依然会继续提供高质量的产品和服务。美国Spectradyne 纳米颗粒分析仪Spectradyne‘s nCS1为纳米粒快速定量测量提供了一个独特的平台。测量纳米粒时应用电学性质识别混悬介质中的粒子，而无需依赖其光学参数。该仪器可测量单个粒子并快速整合粒子尺寸、定量浓度以及Zeta电荷的统计数据。这一特殊性能将nCS1与市面上其他纳米分析仪区分开来。Photosound 小动物3D光声/荧光成像系统(PAFT)PAFT系统可同时实现近红外一区&近红外二区3D光声成像 （采用多光谱光声3D扫描系统提供670-2600 nm连续脉冲激光，每秒10次激光脉冲，光谱检测范围覆盖所有活体成像光学观测窗口）。具有100 um等向分辨率、高通量 (256个电子通道)、灵敏度高(60 nM ICG )、桌面式设计，方便使用、成像速度快 (完成一次3D扫描只需30秒)。 应用：肿瘤新生血管、肿瘤形态学、血氧饱和度、纳米材料的摄取和分布、药代动力学研究、生物分布、解剖学研究、脑补血管、动脉粥样硬化、组织生物学等。 比利时Molecubes 临床前成像PET/SPECT/CT PET系统结合了单晶闪烁体技术，采用硅光电倍增管、最新的光子计数技术以及基于GPU的事件定位技术和迭代法图像重建技术，能够实现亚毫米级别的图像分辨率。其5排扫描的构造在高通量的情况下，能够实现小鼠和大鼠高灵敏度全身成像。 SPECT系统拥有高分辨的探测器、获取专利的高孔准直器。其自主研发的图像重建软件能够实现快速成像并获得高质量的图像，可对所有常见的SPECT追踪的治疗和诊断标记成像。 CT系统能够在小鼠和大鼠的快速全身成像过程中以极低的剂量获得很高的软组织对比度。采用自屏蔽成像单元结构，能够实现门控和动态对比增强成像效果。 应用：药物研究（药物动力学/药效学/药物吸收分布）、蛋白表达研究、新陈代谢研究、基因表达研究、毒物学研究、灌注研究、细胞追踪、受体结合等领域。 以色列Aspect imaging MRI、PET/MRI系统 MRI系统是世界上紧凑型、高性能MRI系统的先驱者，可以实现小鼠、大鼠MRI成像，该系统提供了全面的临床解决方案研究（动物处理、生理监测及麻醉传输），量化疾病表达、监测疾病进展并评估疾病治疗效果。采用1T永磁场，操作简单、无运行维护成本、无需额外的基础设施来维持磁场。高性能，结构紧凑、永磁体、便于移动。 PET/MRI系统是全球首个用完整永久磁体/性价比最高的临床前PET/MRI一体成像系统。具有高质量图像、PET性能优越、安全紧凑，无磁场泄露维护成本低、无需制冷剂。 应用：解剖学、形态学成像，肿瘤研究、神经研究、造影剂成像等。 法国RX solution离体CT成像RX Solutions –半自动X-ray成像为用户带来最具价值的方案RX Solutions 最好的CT技术带来精确的测量&计量应用 § 为测量带来完全集成的CT扫描工作流§ § 无需额外工具§ 经过数据采集和重建后， VG Studio Max software使您能够处理的测量和检验各种插件 应用：一、学术研究：医疗&齿科、口腔科学 、矫形外科学 、材料科学、地质，石油&燃气、矿物&地矿、自然&生命科学；二、主要行业：汽车、电子、铸造、航空航天、塑料注塑、积层制造、珠宝；三、主要应用：度量、尺寸控制、逆向工程、零件检验、组装分析、失效分析、材料内部分析、壁厚分析。 法国Vilber NEWTON 7.0小动物荧光成像/生物发光系统8通道 LED激发光源，双磁控溅射镀膜的滤光片技术可以通过90%以上的光信号，非常窄的带宽可进行高效的光谱分离，从而增加检测灵敏度。检测光谱范围可以从400nm至900nm。满足GFP, YFP,Dyelight680, Cy5.5, Cy7等多种染料；配备7位滤光片轮双磁控溅射镀膜倒U型滤光片，最大程度降低杂散光。采用深度制冷CCD相机，-67℃低温，有效降低了背景噪点，暗电流仅有0.0002e/p/s，可以同时实现小动物荧光成像和生物发光。 应用：可视并追踪肿瘤的发育和疾病进展、信号重叠，多种荧光探针同时检测、体外或体内细胞迁移追踪、药物代谢&药物动力学研究、生物发光成像等。 Betsolutions小动物平面型PET/SPECT成像系统“β-eye”(PET)是 “eye”系列新成员，是一款适用于生物分子、纳米粒子分子成像的符合探测摄像机。γ-eye”(SPECT)是一款适用于放射性药物、放射性生物分子和纳米粒子的体内分子闪烁成像的γ摄像系统，特别适用于小鼠全身成像的台式系统，能够在用户选定的时间范围内进行动态或静态成像研究。 应用：识别探针在未知区域分布、确定最佳注射剂量和最佳分布时间、第一分钟内快速采集数据和成像、血液半衰期、药代动力学研究、实验前动物准备条件优化

目前，纳米材料已经被日益广泛地应用在电子、光电、生物电子、传感以及能源等领域的各种器件中。因此，理解和表征纳米材料的电学性能不仅是基础科学研究的兴趣所在，也是实现其广泛实用化的迫切需求。但是，传统的场效应晶体管(field-effect transistor, FET)方法在纳米材料电学性能的表征中遭遇到器件制备过程复杂、材料-电极欧姆接触不易实现以及检测通量较低等问题。　　中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员陈立桅课题组与合作者共同发展了一种名为介电力显微术(dielectric force microscopy, DFM)的新型功能成像技术来解决上述难题。相关综述发表于近期的Accounts of Chemical Research 期刊(Accounts of Chemical Research 48:1788 (2015) )。　　半导体和金属材料对于外部电场介电响应的主要贡献来自于载流子迁移引起的宏观极化。因此，材料中的载流子浓度及其迁移率既决定了该材料的介电响应也决定了它的电导率。借助于扫描探针技术对微小作用力的超灵敏检测(~pN)，DFM通过测量材料的诱导偶极与针尖上的电荷之间的相互作用力来表征纳米材料的介电响应。此成像模式无需电极接触即可“看”到纳米材料中的载流子(图a)。以单壁碳纳米管(直径~1nm)和氧化锌纳米线(直径~30-50nm)作为研究模型，DFM成功地实现了对纳米材料介电常数的测量(Nano Letters 7:2729 (2007))、半导体与金属导电性的分辨(Nano Letters 9:1668 (2009))以及半导体材料中载流子类型的判定(Journal of Physical Chemistry C 116:7158 (2012))(图e-g)。更为有趣的是，DFM展现出传统FET方法无法实现的~20nm 的空间分辨率。　　此外，陈立桅与合作者通过比对同一单壁碳管的DFM与FET测量结果，证实了DFM与FET互为平行测量手段(Nano Research 7:1623 (2014))。相关研究结果揭示了DFM信号的门控调制比(DFM信号在不同门电压下的比值)正比于FET器件开关比的对数(图b)。这个半对数关系得到微观层面的Drude模型的解释和证实(图c)。这一模型将对未来DFM技术在不同材料与器件体系中的应用提供一个理论框架。　　在纳米材料电学性质测量领域中，由斯坦福大学教授沈志勋(Zhi-Xun Shen)开发的扫描近场微波显微术(scanning near-field microwave microscopy)具有与DFM类似的特性与功能(Review of Scientific Instruments 79:063703 (2008))。扫描近场微波显微术与DFM均具有无接触测量和纳米尺度空间分辨率等特性。不同的是，扫描近场微波显微术和DFM分别测量材料的高频和低频介电性质。DFM无需昂贵的高频网络分析器和特制的扫描探针，因而便于应用在多种复杂成像环境中。DFM这一成像模式可能在未来的基础研究与工业在线监测领域获得广泛应用。　　相关系列工作由国家自然科学基金、中科院先导专项计划、江苏省自然科学基金、美国化学会石油研究基金会和苏州纳米科技协同创新中心提供资助。　　图：(a)DFM二次扫描模式示意图。(b)DFM门控比与FET器件开关比之间的半对数关联性。(c)DFM信号与载流子浓度和迁移率依赖性的数值模拟结果。DFM纳米尺度空间分辨率展示：内部具有金属-半导体结的单壁碳管的形貌像(d)和介电响应像(e-g)。

2023第十六届中国科学仪器发展年会(ACCSI2023)将于2023年5月17-19日在北京雁栖湖国际会展中心盛大召开。ACCSI2023作为科学仪器行业高级别产业峰会，经过16年的发展，已被业界誉为科学仪器行业的“达沃斯”论坛。ACCSI2023以“创新发展 产业互联 — 助力北京怀柔打造科学仪器技术创新策源地”为主题，促进中国科学仪器行业健康快速发展，搭建科学仪器行业“政、产、学、研、用、资、媒”等各方有效交流平台，助推北京市“两区”建设。中智科仪(北京)科技有限公司部分高管应邀出席此次盛会，并出席同期举办的“3i奖：仪器及检测风云榜颁奖盛典”。 中智科仪(北京)科技有限公司作为ACCSI2023赞助商，特设专业展区——“报告” ，携多款当家产品亮相，诚邀您赴会参观！ 公司简介：： 成立于2016年，是一家专注于新型光电探测技术的创新型科技公司。 技术研发两个方向： 1. 超快成像--皮秒时间分辨探测技术； 2. 探测灵敏度：单光子成像技术。 中智科仪在西安和昆山设有两个研发中心，核心团队人员具有十余年先进科学成像开发及应用经验。公司陆续推出纳秒/皮秒时间分辨相机以及皮秒时间分辨单光子相机，实现自主可控。目前相关产品已经为高校及中科院研究所交付安装百余套，并参与多个项目的具体实施，产品性能得到广泛认可。 由于门控成像相关技术在火、烟雾、水下、玻璃幕墙等应用场景中，具有很好的穿透成像效果，公司在穿透成像解决方案持续加大精力投入，并进行了大量的实际场景测试，现方案以及相关周边配套组件已经初步达到了行业应用的成熟度，未来有望广泛应用于消防、侦查、道路交通、军事装备等领域。

Siti Nur Afifa Azman , Eleonora Pavoni , Marco Farina扫描微波显微镜（SMM）在提供亚表面结构的成像和允许样品的局部定量表征方面是突出的。一种被称为反向扫描微波显微镜（iSMM）的新技术是最近开发的，旨在扩大该应用，超出当前对表面物理和半导体技术的关注。通过一个简单的金属探针，iSMM可以从现有的原子力显微镜（AFM）或扫描隧道显微镜（STM）转换而成，从而在带宽、灵敏度和动态范围方面形成传统的SMM。iSMM主要用于分析生物样品，因为它可以在液体中工作。扫描微波显微镜（SMM）[1]是扫描探针显微镜（SPM）[2]家族中的一种仪器，该家族包括众所周知的原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜（STM）。在SMM中，用作天线的探头在表面附近进行光栅扫描，在扫描过程中，记录微波信号的局部反射系数，提供关于表面和亚表面阻抗的信息。SMM的一个基本优点是它能够通过利用纳米探针和样品本身之间的近场电磁相互作用来定量表征样品的电磁特性。在一些实施方式中，矢量网络分析仪（VNA）被用作微波信号的源和检测器，通过导电探针辐射和感测微波信号。通常，SMM与一些其他SPM技术（例如AFM或STM）协同工作，提供了一种控制和保持探针和样品之间距离恒定的机制。基于SPM的SMM显微镜的使用最近在生物和生物医学领域获得了更多的关注，这是由于该技术能够测量与生理病理条件密切相关的电磁参数。然而，在极端环境（如用于保持细胞健康的生理缓冲液）中喂养SPM探针已被证明极具挑战性。作者于2019年引入的一种称为倒置SMM（iSMM）的新设置[3]克服了原始SMM与生理环境相关的大多数限制：倒置SMM的结构成本低、易于获得，并且与生理环境兼容，这也使得SMM能够应用于生物生活系统。其想法是将进料从探头移动到样品架；在iSMM中，样品保持器是一条传输线，通过该传输线测量反射和透射，而SPM探头（交流接地）仅干扰通过样品的传输线。因此，任何现有的SPM都可以创建iSMM，只需提供适当的样本保持器，当然，还可以使用软件同步传输线上的测量和SPM扫描。需要强调的是，所提出的系统是宽带的，能够实现频谱分析、时域分析和微波层析成像。到目前为止，SMM已被用于表征活的生物细胞，尽管在生理缓冲液中操作存在挑战[4，5]。除此之外，它还被用于负责细胞呼吸和能量生产的亚细胞细胞器，如线粒体[6]。iSMM已证明能够克服液体操作的局限性，这是首次在生理缓冲液中成功地对活细胞进行微波成像[3]。仪器开发几年来，研究活动一直基于一种自制的STM辅助SMM，该SMM是通过将Imtiaz[7]的系统的一些特性与Keysight[8]开发的系统混合而构建的。在这里，特别是结合了标准隧道显微镜，其反馈电路用于将探针与样品保持在给定距离，并在反射计设置中使用微波信号。然而，与Keysight仪器和其他可用设备不同，该仪器没有谐振器；因此，显微镜可以在VNA允许的整个频率范围内记录数据。具体而言，该系统利用并控制一台商用STM显微镜、NT-MDT的Solver P47和一台Agilent矢量网络分析仪PNA E8361，其带宽为67 GHz，动态范围为120 dB。例如，该技术被应用于线粒体成像[9]，以评估干燥的癌细胞，并被特意处理以确定掺入的富勒烯的存在[10]。通过利用在多个相近频率下获得的图像的相关性，并使用一种权宜之计，即时域反射法[11-13]，提高了系统灵敏度，这可以通过使用尖端/样本相互作用对微波信号进行“扩频”调制来理解；在频谱上传播的信息通过傅里叶逆变换在单个时间瞬间折叠来恢复。STM辅助的SMM提供了非常高质量的图像，减少了由于地形“串扰”而产生的伪影，即由于扫描期间探针电容的变化而产生的地形副本。然而，STM在处理导电性较差的样品（如生物样品）时极具挑战性，在液体中使用时更为困难。图1A）中所示的传统SMM通常是从AFM（或STM）获得的，其中微波信号被注入并由反射测量系统感测：反射信号和注入信号之间的比率，即所谓的反射系数（S11），可用于确定样品的扩展阻抗或介电常数，经过适当的校准和分析。这种单端口反射测量通常具有40-60dB的动态范围，这受到定向耦合器的限制。在图1（B）所示的iSMM配置中，导电扫描探针（AFM或STM）始终接地，微波信号通过传输线（例如共面波导、槽线）注入，以这种方式，传输线成为样品保持器。传输线的输入和输出连接到VNA，从而可以测量反射和传输信号（分别为S11和S21）[3,14,15]。这种双端口测量通常具有120−140 dB，这使得当接地探头扫描样品时更容易感测到接地探头引起的微小扰动。图1：（A）基于AFM的传统SMM和（B）倒置SMM的示意图。图2：干燥Jurkat细胞的同时（A）AFM和（B）iSMM|S11|图像。Jurkat细胞和L6细胞的iSMM表征最初，在干燥的Jurkat细胞以及干燥的和活的L6细胞上证明了iSMM[3]。图2显示了干燥Jurkat细胞的AFM和iSMM S 11图像的比较。同时，图3比较了盐水溶液中活L6细胞的AFM和iSMM S 21图像。iSMM S 11和S 21信号分别在4 GHz和3.4 GHz下滤波。干燥Jurkat细胞的iSMM S 11图像显示出与AFM相同的质量，而活L6细胞的iSMMS 21显示出由双端口SMM在液体条件下测量的透射系数形成的最佳质量。在这项工作中，透射模式测量的校准程序[16]应用于干燥L6电池的iSMM S21。图4说明了校准的效果，显示了AFM形貌图像、被样品形貌破坏的iSMM S21电容图像以及在6.2 GHz下去除了干燥L6电池的形貌效应的iSMM S 21介电常数图像。正如预期的那样，在干燥电池的外围附近出现了脊，但整个电池的介电常数为2.8±0.7。本质上，该值与电解质溶液中脂质双层的值相当[17]，但低于干燥大肠杆菌的值[18]。随后，对干燥的Jurkat细胞进行了iSMM反射模式测量的定量表征[19]。图3：盐水溶液中活L6细胞的同时（A）AFM和（B）iSMM|S21|图像。图4：干燥的L6电池的（A）AFM形貌、（B）iSMM|S21|电容和（V）iSMM| S21|介电常数图像。图5：（A）AFM形貌，（B）iSMM|S11|，（C）iSMMφ11，和（D）干燥Jurkat电池的介电常数图像。图6：（A）AFM形貌，（B）iSMM|S11|，（C）iSMM| S21|，（D）时间门控iSMM|S 11|，和（E） 葡萄糖等渗溶液中相同线粒体的时间门控iSMM|S21|图像。图5显示了AFM形貌、原始iSMM S11的大小以及在4GHz下同时获得的相位。该图显示了带样品和不带样品的区域之间的良好对比，揭示了与表面和亚表面区域中不同的电特性相关的其他特性。按照已经描述的算法校准原始iSMM S11图像[20]。图5（D）显示了干燥的Jurkat电池的提取介电常数图像，其约为2.6±0.3，并且在电池上均匀。该值与传统SMM在干燥的L6细胞上获得的先前数据一致[21]。生活环境中线粒体的iSMM表征iSMM的最新工作是在完全浸入液体中的线粒体上进行的，以非接触模式操作，最大限度地减少了对样品的损伤[22]。图6（A）、图6（B）和图6（C）显示了AFM形貌图像，其中iSMM图像S11和S21在直径约为1µm的同一线粒体上同时采集。在1.6-1.8GHz的频带上对iSMM信号进行滤波和平均。显然，|S11|和|S21|图像质量相当，并且都揭示了AFM图像中不存在的细节。由于线粒体是不导电的，所以从周围的CPW电极可以很容易地看到对比。与大多数SMM不同，iSMM能够进行宽带测量。因此，它使iSMM从1.6GHz到1.8GHz测量的S11和S21信号能够通过傅里叶逆变换变换到时域。随后，可以门控掉不需要的信号，以进一步提高SNR[13，20]。最后，图6（D）和图6（E）显示了时间门控iSMM S11和S21图像，显示了更精细的细节。iSMM探针和线粒体之间的相互作用阻抗可以从S11和S21测量中获得。反过来，可以提取线粒体介电性质的局部变化，正如SMM对活细胞所做的那样[3]。总结iSMM能够对生物样本的细胞内结构进行无创和无标记成像。iSMM可以通过任何现有的扫描探针技术轻松获得，只需使用合适的样品夹，为大多数实验室提供了利用该技术的机会。Jurkat细胞、L6细胞和线粒体的iSMM图像显示出良好的灵敏度和质量，显示了AFM形貌中无法看到的细节。通过实施为传统SMM开发的校准算法，分别对干燥的Jurkat细胞和L6细胞进行透射和反射模式测量的定量表征。Jurkat细胞的介电常数被确定为约2.6±0.3，而L6细胞显示为约2.8±0.7。时域分析定性地改进了iSMM，并提供了对样品（如线粒体）的更多了解。致谢我们要感谢我们的研究小组和所有为本报告的科学结果做出贡献的人。这项工作的一部分获得了欧洲项目“纳米材料实现下一代物联网智能能源收集”（NANO-EH）（第951761号赠款协议）（FETPROACT-EIC-05-2019）的资助。我们还要感谢来自意大利SOMACIS的Francesco Bigelli博士和Paolo Scalmati博士在实现样品架原型方面的帮助。附属机构：1 Department of Information Engineering, Marche Polytechnic University, Ancona, Italy联系；Prof. Dr. Marco Farina Department of Information Engineering Marche Polytechnic University Ancona, Italy m.farina@staff.univpm.it 参考文献：https://bit.ly/IM-Farina 原载：Imaging & Microscopy 4/2022. Inverted Scanning Microwave Microscopy—— Application and Perspective on Biological Samples供稿：符 斌，北京中实国金国际实验室能力验证研究有限公司

华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室曾和平教授与黄坤研究员团队在中红外三维成像领域取得进展，发展了宽视场、超灵敏、高分辨的中红外上转换三维成像技术，获得了单光子成像灵敏度与飞秒光学门控精度，可为芯片无损检测、远程红外遥感和生物医学诊断等重要应用提供有力支撑，相关成果以“Mid-infrared single-photon 3D imaging”为题于2023年6月9日在线发表于Light: Science & Applications。华东师大为论文的第一完成单位，博士研究生方迦南为论文第一作者，曾和平教授和黄坤研究员为共同通讯作者。激光三维成像技术具有成像分辨率高、测量距离远、探测信息丰富等优点而被广泛应用于自动驾驶、卫星遥感、工业生产检测等众多领域。特别是，中红外波段位于分子指纹光谱区，涵盖多种官能团吸收峰，能够对三维目标进行化学特异性识别，在无损伤物质材料鉴定、无标记生物组织成像，以及非入侵医学病理诊断等领域备受关注。此外，该波段包含多个大气透射窗口，且相较于近红外光有更好穿透烟尘、雾霾的能力，在形貌测绘与遥感识别等方面具有独特优势。长期以来，如何实现趋近单光子水平的探测灵敏度都是中红外三维成像领域的国际研究热点，对于促进其在低光通量、光子稀疏的微光探测场景下的应用具有积极意义。然而，单光子水平的激光三维成像长期以来仅局限在可见光/近红外波段，主要制约因素在于中红外波段缺乏高探测灵敏度与高时间分辨率的光子探测与成像器件。近年来，随着红外器件工艺精进与新材料涌现，中红外探测器性能得到了长足发展，但依然面临着增强灵敏度、提升响应带宽、扩大像素规模、提高工作温度等亟待解决的难题。中红外三维测量可以采用光学相干层析、光热成像、光声成像等技术方案来实现，但往往需要逐点扫描，无法单次获取高性噪比的大面阵成像。因此，实现大视场、高分辨的中红外单光子三维成像仍颇具挑战。图3：中红外单光子三维成像装置图为此，华东师大研究团队发展了基于高精度非线性光学取样的中红外上转换测控技术，实现了超灵敏、高分辨、大视场的中红外三维成像，展示了单光子探测灵敏度、飞秒门控时间精度以及百万像素宽画幅。具体而言，研究人员采用非线性光学和频过程将信号波长高效转换至可见光波段，利用高性能硅基相机即可实现红外成像，从而规避了现有红外焦平面阵列灵敏度不足的技术瓶颈。同时，该上转换成像系统采用同步脉冲泵浦方案，可将背景噪声限制在极窄时间窗口内，结合精密频谱滤波可以有效提升探测信噪比，进而实现单光子水平的成像灵敏度。此外，研究人员沿用课题组此前发展的非线性广角成像技术[Nature Commun. 13, 1077 (2022)]，通过单次曝光即可获得大视场成像，免除了逐点机械扫描过程，大幅提升了成像速度。图4：中红外三维立体成像，被测信号强度约为1光子/像素/秒进一步，研究人员采用超快光学符合门控技术，精确测量中红外信号的相对飞行时间，从而得到被测物体表面的形貌信息。该时间飞行成像系统的时间分辨能力取决于光学脉冲宽度，可以达到飞秒水平的时间标记精度，通过高速延时扫描与宽场全幅采集，对被测场景进行快速时域切片，进而反演出目标界面的反射率、透射率以及材料的吸收率、折射率、色散量等丰富信息。图4展示了多角度中红外照明下三维数据信息融合重构出的被测目标立体形貌，其中被测信号强度约为1光子/像素/秒。图5：时空关联去噪算法，信号和噪声水平分别约为0.05和1000光子/像素/秒 在稀疏光子场景中，有效信号往往被淹没在严重的背景噪声中，仅从强度信息通常难以识别被测目标。为此，如何有效地区分信号和噪声光成为单光子成像的关键难点。为模拟极低照度、高噪声场景，该研究团队将红外信号衰减至0.05光子/像素/秒，对应的信噪比低至1:20000。如图5a-c所示，传统强度峰值识别算法并不能有效甄别信号。在主动成像中，成像系统接收的信号光子在时-空域上具有一定的连续性，而背景噪声光子则会随机分布在整个时间轴与空间像素点上。 基于该特性，研究人员发展了精确、高效和鲁棒的点云去噪算法，通过关联增强空间相邻像素与相邻时间帧的强度，有效提取与甄别信号光子，进而实现高背景噪声下的中红外单光子三维成像（图5d-i）。 所发展的中红外三维成像技术具备高灵敏与高分辨的独特优势，结合该波段优越的抗散射干扰能力，对于复杂环境下的红外场景恢复具有重要意义，可以发展出中红外散射成像与中红外非视域成像。此外，通过调谐中红外信号波长，可以实现四维高光谱成像，可为材料检测、无损探伤、生物成像等创新应用提供有力支撑。 近年来，曾和平教授与黄坤研究员课题组在红外单光子测控方面开展了系列创新研究，先后发展了中红外非线性广角成像 [Nature Commun. 13, 1077 (2022)]，中红外单光子单像素成像[Nature Commun. 14, 1073 (2023)]，以及高帧频中红外单光子光谱 [Laser Photonics Rev. 2300149 (2023)]等。相关工作得到了科技部、基金委、上海市、重庆市与华东师大的资助。

德国RAYTRIX 3D光场相机是业界的一大革命性和开创性尖端产品，独得2012年德国CHIP大奖（产品创新奖），德国RAYTRIX 3D光场相机完美填补了国内该领域的空白，其产品系列丰富（R5,R11,R29），配置高度应用特征化（依照每个行业和客户的不同需求，深度开发并符合各自特点和需求），产品高度一体化，源自德国，质量可靠，技术独步。 德国RAYTRIX 3D光场相机主要应用与全方位表体检测，生命科学，轨迹或者演变记录和分析，机械和零部件全方位检测，识别／辨别／认知应用。航空领域，军事，医疗科研，显微术，内室镜，显微手术，生命科学研究，生物行业，进出口口岸关防，机械加工制造业，汽车行业，检测行业，摄影，视讯影音行业等安全监控 : 人脸辨识、交通监控、瞳孔扫描 研究发展 : 计算机摄影、三維微粒流場速度影像分析 机器视觉 : 太空、军事、视觉检测、条码扫描 视讯影像 : 三维立体电视、光场电影 生物医疗 : 显微术、内视镜 消费电子 : 智能型手机、汽车导航、视讯、摄影 RAYTRIX客户遍布全球，包括Clients: Canon, Technicolor, Toshiba, Samsung, intel, Microsoft, BOSCH, Sony, Panasonic, SICK, LGe, John Hopkins University, MIT, US-Army, US-Navy, German printing factory, Zeiss, EADS, NASA, DLR, ETH Zürich, Sumitomo/JP, Olympus, NOKIA, HTC, Max Planck Inst, Fraunhofer Inst, RICOH, CASIO, .. 我司独家代理德国RAYTRIX 3D光场相机，如需进一步了解产品信息，详致电 18616870619 贺先生SHANGHAI PRIMESCI CO.,LTD PRIME SCIENCE AND TRADING CO.,LTDAdd:Rm201,Building 8th,777#Longwu Rd,Xuhui District,Shanghai,200232,China. T: 86-021-64825207,54357452,54357456 F: 86-021-64753780 Email: He_Jun@Primesci.Com Website: www.primesci.com

新相机每163纳秒就能拍一幅图像　　 　　世界最快相机每秒拍610万张照片　　北京时间4月30日消息，据美国《探索》杂志报道，光学研究人员已经发明了一种利用红外激光器反射物体上的光线的照相机，他们表示，这项发明将使摄影爱好者不再有技术差异。他们发明的这种照相机，一秒钟内可拍摄610万张照片，快门速度是四点四亿兆分之一秒。在这段时间里，光仅能前进不到一厘米。论文联合作者本田惠介(Keisuke Goda)说：“这是世界上速度最快的照相机。”　　常规数码相机利用电荷耦合器(CCD)拍照。电荷耦合器里的半导体芯片在与光线发生反应时，会产生电子。电子读出芯片上的内容后，把它们转变成电子信号，然后通过电子放大，把这些信号编码成数码图像。但是常规数码相机的这个过程存在很大限制。最好的传统相机的最大相速大约是每秒30帧，而最先进的科学仪器大约可以达到每秒100万帧。对本田惠介和他的同事们来说，这种速度还不够高。　　为了制造这种连续时间编码放大显微镜(serial time-encoded amplified microscopy，STEAM)照相机，这些研究人员发射一束红外激光，来扩大光脉冲，形成光谱图像。这项研究结果发表在《自然》杂志上。通过视频进行演示，解释了STEAM是如何产生作用的。然后这些研究人员把这种光线照在他们想拍照的物体上。这意味着物体的不同部位被不同波长的光照亮。发射光经过一个特殊的纤维光学电缆，使不同波长的光以不同速度传输。波长较长的光走在前面，而波长较短的光则落在后面。光束被放大后，由一个光电探测器读出来。这个光电探测器记录每种波长的光的到达时间，这种简单数据将被用来重新修改物体的图像。　　人们可以利用这种照相机研究燃烧、激光切割和任何改变迅速及无法预测的系统。本田惠介说：“我认为以后每个科学家都会利用这种照相机。”

每天关注Cell、Nature、Science(合称CNS)等顶级期刊是小编的日常工作之一。近两年，小编发现，除了“魔剪”CRISPR，冷冻电镜也是这些期刊的“常客”。中国科学家在这一领域取得的成果是有目共睹的，而清华大学无疑是这一领域的“领军者”之一。“冷冻电镜+清华大学=CNS”这个公式虽有点夸张，但也不是毫无根据。　　施一公　　该校的施一公院士、颜宁教授是这一领域的知名科学家。最近，两位学者都有新成果发表在CNS上。7月22日，施一公教授研究组在Science杂志就剪接体的结构与机理研究发表两篇长文，题目分别为“Structure of a Yeast Activated Spliceosome at 3.5 A Resolution”和“Structure of a Yeast Catalytic Step I Spliceosome at 3.4 A Resolution”。研究报道了酿酒酵母剪接体激活和剪接反应催化过程中两个重要状态的剪接体复合物近原子分辨率的三维结构，阐明了剪接体的激活和催化机制，从而进一步揭示了前体信使RNA剪接反应的分子机理。　　颜宁　　颜宁教授在5月、8月和9月相继在Cell、Nature和Science杂志上发表了3篇论文。发表于Cell杂志上的论文(题目：Structural insights into the Niemann-Pick C1 (NPC1)-mediated cholesterol transfer and Ebola infection)中，颜宁研究组与中国疾控中心、中科院微生物所高福院士研究组合作，首次报道了人源胆固醇转运蛋白NPC1的4.4埃分辨率冷冻电镜结构，并探讨了NPC1和NPC2介导细胞内胆固醇转运的分子机制 同时还报道了NPC1与埃博拉病毒GPcl蛋白复合体6.6埃分辨率的冷冻电镜结构，为理解NPC1介导埃博拉病毒入侵的分子机制提供了分子基础。　　8月31日，在线发表于Nature杂志上的研究(题目：Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 at 3.6 A resolution)中，颜宁研究组报道了首个真核电压门控钙离子通道的近原子分辨率三维结构，为理解具有重要生理和病理功能的电压门控钙离子和钠离子通道的工作机理奠定了基础。　　9月22日，颜宁研究组与加拿大卡尔加里大学陈穗荣研究组合作在Science杂志上在线发表标题为 “Structural basis for the gating mechanism of the type 2 ryanodinereceptor RyR2”的研究长文，揭示了目前已知分子量最大的离子通道Ryanodine受体RyR2亚型处于关闭和开放两种状态的三维电镜结构，探讨了RyR2的门控机制。关闭及开放构象的RyR2(图片来源：清华大学医学院)　　高宁& 杨茂君　　除了上述成果外，清华大学近期还发表了另外两篇基于冷冻电镜的Nature论文。5月25日，该校高宁研究组与合作者在Nature杂志在线发表了题为“Diverse roles of assembly factors revealed by structures of late nuclear pre-60S particles”的研究论文。文章报道了位于酵母细胞核内的一系列组成上和结构上不同的核糖体60S亚基前体复合物的冷冻电镜结构，确定了近20种装配因子在核糖体上的结合位置及其原子结构。该校生命科学学院高宁研究员和美国卡内基梅隆大学John L. Woolford Jr教授是这一研究的共同通讯作者。　　9月21日，清华大学研究小组在Nature杂志上发表了最新论文，首次报道了迄今为止分辨率最高的线粒体呼吸链超级复合物—呼吸体的冷冻电镜三维结构。清华大学杨茂君教授和高宁研究员是该研究的共同通讯作者。图注：a，不同侧面呼吸体结构模型及密度。b，复合物I结构模型及密度。(引用自清华大学生命科学学院)　　据清华大学生命科学学院报道，呼吸体蛋白分布于线粒体内膜上，是执行呼吸作用的超大分子机器。哺乳动物呼吸体I1III2IV1是由81个蛋白亚基(70种不同蛋白分子)所构成的分子量高达1.7兆道尔顿的膜蛋白超级复合物。该研究中，科学家小组拿到了结构稳定、均一性好的呼吸体超级复合物，同时验证了一系列小分子化合物对呼吸体超级复合物的特异调节作用，为进一步的药物开发奠定了良好的基础。　　借助冷冻电镜技术，并利用单颗粒三维重构的方法，研究小组最终获得了整体5.4埃的近原子分辨率结构，其中复合物I和复合物III的分辨率达到3.97埃(图a)。这一目前为止世界上所解析的最大也是最复杂的膜蛋白超级复合物结构为深入理解哺乳动物呼吸链复合物的组织形式、分子机理以及治疗细胞呼吸相关的疾病提供了重要的结构基础。　　小编还注意到，在一年前的同一天(2015年9月21日)，杨茂君教授、高宁研究员和该校医学院肖百龙研究员研究组合作在Nature杂志上发表了题为“Architecture of the Mammalian Mechanosensitive Piezo1 Channel”的研究论文，首次报道了哺乳动物机械力敏感离子通道Piezo蛋白的高分辨率冷冻电镜结构。　　中国内地科学家近年冷冻电镜成果一览　　那么，除了清华大学，冷冻电镜在中国其它机构的应用状况如何?它在中国的发展历史是怎样的?有哪些其他科学家发表了代表性的论文?这些问题的答案可以从施一公院士近期发表的题为《Biological cryo-electron microscopy in China》的综述中找到。清华大学王宏伟(Hong-Wei Wang)教授(现任生命科学学院院长)、雷建林(Jianlin Lei)研究员(冷冻电镜平台主管)以及施一公院士是这一综述的共同通讯作者。　　点击以下链接可以查看完整综述：　　http：//onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/pro.3018/full　　文章表示，冷冻电子显微镜(cryo-EM)在结构生物学的发展中越来越重要。目前，中国的生物学冷冻电镜(biological cryo-EM)已进入快速发展阶段。这一综述具体回顾了生物学冷冻电镜在中国的发展历史，汇总了目前的使用情况，讨论了这一技术对生物学研究的影响，并展望了它未来的前景。　　该综述列举了近年来(2008-2016)中国内地科研人员发表的多项代表性成果，共计53篇(如下图)，解析了冷冻电镜在染色质组织、免疫反应、离子通道、光合作用、核糖体生物起源、RNA代谢和病毒结构等研究中的应用。在结论部分，作者们表示，尽管冷冻电镜在其它国家也在快速、健康的发展，但是中国的增长速度远超过世界平均水平 并且，这一趋势预计会再持续5-10年。　　特别备注：本文研究成果具体介绍参考自清华大学生命科学学院、医学院官网多篇报道，综述内容编译自原文。　　参考资料：　　施一公研究组在《科学》发表背靠背两篇论文 捕获酵母剪接体两个关键工作状态高分辨率电镜结构　　清华大学颜宁研究组在《细胞》发表论文报道人源NPC1蛋白结构， 并揭示其介导胆固醇转运和埃博拉病毒入侵的分子机制　　高宁研究组《自然》在线发表论文报道酵母核糖体组装前体的高分辨冷冻电镜结构　　杨茂君研究组在《自然》发表论文首次报道了线粒体呼吸链超级复合物结构　　清华大学医学院颜宁研究组等在《科学》发文揭示心肌钙离子通道RyR2长程门控机制的结构基础　　PROTEIN SCIENCE：A family tree of the Chinese electron microscopists　　原始出处：　　Wei Peng1，2，*， Huaizong Shen1，2，3，*， Jianping Wu1，2，3，*， Wenting Guo4， Xiaojing Pan1，2， Ruiwu Wang4， S. R. Wayne Chen4，?， Nieng Yan1，2，3，Structural basis for the gating mechanism of the type 2 ryanodine receptor RyR2.Science 22 Sep 2016　　Jinke Gu，Meng Wu，Runyu Guo，Kaige Yan，Jianlin Lei，Ning Gao & Maojun Yang The architecture of the mammalian respirasome.21 September 2016

Lt1245RPregius全局快门CMOS USB 3.1 Gen 1相机产品规格书 工业和科学相机宣传册Teledyne Lumenera Lt1245R采用索尼全局快门CMOS传感器中最大的SonyPregiusIMX253传感器。Lt1245R采用FPGA技术并集成帧缓冲和Teledyne Lumenera先进的图像处理技术，可从小尺寸的相机中提供高分辨率图像。 这使得Lt1245R非常适合机器视觉，生命科学，无人机和ATI应用。Lt1245R相机产品亮点彩色或黑白SONY IMX253 CMOS 1200万像素全局电子快门传感器1.1“光学格式，可选择黑白或彩色高速USB 3.1 Gen 1接口，实现快速图像传输和简化连接P-Iris连接器，用于支持精确的镜头光圈控制紧凑，坚固的外形尺寸为44 x 44 x 61 mm带锁口的工业微型USB接口，和Hirose GPI/O连接器，用于供电和控制外围设备以及同步照明感兴趣区域（ROI）选项可提供更高的帧速率可选择8或12位像素数据支持多种数据速率，每种都针对最低噪声性能进行了优化关于PREGIUS全局快门CMOS技术SONY最新推出的Pregius全局快门CMOS传感器在像素设计方面综合了CCD与CMOS各自的优势，出色的性能令人赞叹不已。Pregius传感器采用了类似于CCD的模拟像素设计，但是其后端却与CMOS传感器十分相似。这种架构充分发挥了CCD传感器的优点（优秀的成像性能– 包括出色的色彩还原、低噪声以及高动态范围），同时又不失CMOS传感器的所有数字处理优点（内置模拟数字转换、图像校正、数字输出以及高速成像），从而提供了一种可替代传统CCD传感器的低功耗、低成本方案。传统的CMOS传感器逐列收集模拟信号，然后进行传输来实现模拟数字转换。Pregius CMOS传感器中采用的SONY Exmor技术为每列模拟信号配备独立的模拟数字转换器，从而实现了全局触发传感器。芯片会立刻执行转换，因此缩短了可增加噪声的合成处理时间。由此形成的图像噪声要远少于传统CMOS传感器。即插即用无需图像采集卡Lt1245R相机紧凑，坚固的设计，外形尺寸44 x 44 x 61毫米，允许轻松集成到狭小的空间和系统。带锁扣的USB 3.1 Gen 1布线接口确保数据和电源的传输以及简单的即插即用安装，相机和主机系统之间的距离可达100米。 不需要昂贵的图像采集卡。符合USB3 Vision标准。推荐的应用人脸识别Face Recognition生物识别Biometrics智能交通Intelligent Transpotation System摄影测量Photogrammetry测量学Surveying眼底成像/视网膜成像Fundus/Retinal Imaging医学显微成像Medical Microscopy Imaging生命科学显微成像Life Science Microscopy Imaging数字病理扫描Digital Pagholoty Scanning数字显微扫描Digital Microscopy Scanning活细胞成像Live Cell Imaging细胞计数Celling Counting荧光成像Fluorescence Imaging生物发光BioluminescenceDNA测序DNA Sequencing数字PCR Digital PCR高光谱成像Hyperspectral Imaging多光谱成像Multispectral Imaging近红外成像NIR Imaging工业和工厂自动化Industrial and Factory Automation机器视觉Machine Vision订购选项Lt1245RM 1200万像素黑白相机Lt1245RC 1200万像素彩色相机La2000PK- 电源适配器和GPIO连接器（仅电源）*La2000PIOK- 带GPIO电缆的电源适配器（IO引线和直流电源连接器）*LuSDK软件开发套件（网络下载）定制订购选项SCI – 科学等级WOCG – 相机传感器上没有任何保护玻璃WOIR – 镜头座内安装AR / AR玻璃技术规格图像传感器：SONY IMX253, 彩色, 黑白芯片尺寸：1.1″像素大小：3.45 x 3.45 μm分辨率：4112 x 3008 pixelsROI控制：Yes帧数：30 fps at 4112 x 3008位数：8 bit or 12 bit曝光时间：32μs to 71.6m (snapshot) 14μs to 15.5s (video)像素合并：YES增益：1 to 256x灵敏度：Mono: 5.0 DN/(nJ/cm2), Color: 4.5 DN/(nJ/cm2)(Global and channel gains at unity)动态范围：74 dB满阱容量：~10,500 e-相对响应率：61% @ 530 nm peak color, 68% @ 570nm peak mono读出噪声：~2.41e-暗电流噪声：1.2 e-/s (at 22 oC ambient, 35 oC internal camera)数据接口：USB 3.1, micro locking connector镜头接口：C-Mount尺寸质量：44 x 44 x 61 mm, 140 g创新点：Teledyne Lumenera的USB 3.1 Gen 1 Lt下x45R相机系列基于Sony的Pregius™ 全局快门CMOS技术，可通过CMOS传感器提供类似CCD的性能，并具有更高的帧速率和清晰无失真图像。 Teledyne Lumenera提供了几种基于SONY第二代IMX传感器的GS CMOS相机型号，分辨率从3MP到12MP。产品亮点：全局快门CMOSCMOS传感器具有类似CCD的性能，并提高了帧速率P-Iris连接器，用于支持精确的光圈镜头控制高灵敏度3.45 um像素（是现有的第一代传感器5.86 um的1.1倍）高动态范围，高速，低读取噪声?2e-无光晕清晰度：即使画面中存在强光源，也能提供无光晕的静止图像容USB3 Vision兼Windows和Linux SDKLumenera Lt1245R 1200万像素CMOS相机

Lt945RPregius全局快门CMOS USB 3.1 Gen 1相机Teledyne Lumenera Lt945R相机将先进的Teledyne Lumenera技术与SonyPregiusIMX255 CMOS全局快门传感器相结合。它的小尺寸和轻便设计意味着Lt945R非常适合机器视觉，生命科学和无人机的应用。 Lt945R采用FPGA技术并集成帧缓冲，提供快速，可靠的图像传输。Lt945R相机产品亮点彩色或黑白SONY IMX255 CMOS 890万像素全局电子快门传感器1“光学格式，可选择黑白或彩色高速USB 3.1 Gen 1接口，实现快速图像传输和简化连接P-Iris连接器，用于支持精确的镜头光圈控制紧凑，坚固的外形尺寸为44 x 44 x 61 mm带锁口的工业微型USB接口，和Hirose GPI/O连接器，用于供电和控制外围设备以及同步照明感兴趣区域（ROI）选项可提供更高的帧速率可选择8或12位像素数据支持多种数据速率，每种都针对最低噪声性能进行了优化关于PREGIUS全局快门CMOS技术SONY最新推出的Pregius全局快门CMOS传感器在像素设计方面综合了CCD与CMOS各自的优势，出色的性能令人赞叹不已。Pregius传感器采用了类似于CCD的模拟像素设计，但是其后端却与CMOS传感器十分相似。这种架构充分发挥了CCD传感器的优点（优秀的成像性能– 包括出色的色彩还原、低噪声以及高动态范围），同时又不失CMOS传感器的所有数字处理优点（内置模拟数字转换、图像校正、数字输出以及高速成像），从而提供了一种可替代传统CCD传感器的低功耗、低成本方案。传统的CMOS传感器逐列收集模拟信号，然后进行传输来实现模拟数字转换。Pregius CMOS传感器中采用的SONY Exmor技术为每列模拟信号配备独立的模拟数字转换器，从而实现了全局触发传感器。芯片会立刻执行转换，因此缩短了可增加噪声的合成处理时间。由此形成的图像噪声要远少于传统CMOS传感器。即插即用无需图像采集卡Lt945R相机紧凑，坚固的设计，外形尺寸44 x 44 x 61毫米，允许轻松集成到狭小的空间和系统。带锁扣的USB 3.1 Gen 1布线接口确保数据和电源的传输以及简单的即插即用安装，相机和主机系统之间的距离可达100米。 不需要昂贵的图像采集卡。符合USB3 Vision标准。推荐的应用人脸识别Face Recognition生物识别Biometrics智能交通Intelligent Transpotation System摄影测量Photogrammetry测量学Surveying眼底成像/视网膜成像Fundus/Retinal Imaging医学显微成像Medical Microscopy Imaging生命科学显微成像Life Science Microscopy Imaging数字病理扫描Digital Pagholoty Scanning数字显微扫描Digital Microscopy Scanning活细胞成像Live Cell Imaging细胞计数Celling Counting荧光成像Fluorescence Imaging生物发光BioluminescenceDNA测序DNA Sequencing数字PCR Digital PCR高光谱成像Hyperspectral Imaging多光谱成像Multispectral Imaging近红外成像NIR Imaging工业和工厂自动化Industrial and Factory Automation机器视觉Machine Vision订购选项Lt945RM 890万像素黑白相机Lt945RC 890万像素彩色相机La2000PK- 电源适配器和GPIO连接器（仅电源）*La2000PIOK- 带GPIO电缆的电源适配器（IO引线和直流电源连接器）*LuSDK软件开发套件（网络下载）定制订购选项SCI – 科学等级WOCG – 相机传感器上没有任何保护玻璃WOIR – 镜头座内安装AR / AR玻璃技术规格图像传感器：SONY IMX255, 彩色, 黑白芯片尺寸：1″像素大小：3.45 x 3.45 μm分辨率：4112 x 2176 pixelsROI控制：Yes帧数：42 fps at 4112 x 2176位数：8 bit or 12 bit曝光时间：32μs to 71.6m (snapshot) 15μs to 15.5s (video)像素合并：YES增益：1 to 256x灵敏度：Mono: 5.0 DN/(nJ/cm2), Color: 4.5 DN/(nJ/cm2)(Global and channel gains at unity)动态范围：72.7 dB满阱容量：~10,500 e-相对响应率：63% @ 530 nm peak color, 67% @ 560nm peak mono读出噪声：~2.41e-暗电流噪声：1.3 e-/s (at 22 oC ambient, 35 oC internal camera)数据接口：USB 3.1, micro locking connector镜头接口：C-Mount尺寸质量：44 x 44 x 61 mm, 140 g创新点：Teledyne Lumenera的USB 3.1 Gen 1 Lt下x45R相机系列基于Sony的Pregius™ 全局快门CMOS技术，可通过CMOS传感器提供类似CCD的性能，并具有更高的帧速率和清晰无失真图像。 Teledyne Lumenera提供了几种基于SONY第二代IMX传感器的GS CMOS相机型号，分辨率从3MP到12MP。产品亮点：全局快门CMOSCMOS传感器具有类似CCD的性能，并提高了帧速率P-Iris连接器，用于支持精确的光圈镜头控制高灵敏度3.45 um像素（是现有的第一代传感器5.86 um的1.1倍）高动态范围，高速，低读取噪声?2e-无光晕清晰度：即使画面中存在强光源，也能提供无光晕的静止图像容USB3 Vision兼Windows和Linux SDKLumenera Lt945R 890万像素CMOS相机