双目倒置生物显微镜

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

江苏苏美达仪器设备有限公司受南通出入境检验检疫局委托，根据《中华人民共和国政府采购法》等有关规定，现对倒置显微镜等设备进行公开招标，欢迎合格的供应商前来投标。　　项目名称：倒置显微镜等设备　　项目编号：1749-1640SUMEC220D　　项目联系方式：　　项目联系人：洪玫　　项目联系电话：025-84531290　　采购单位联系方式：　　采购单位：南通出入境检验检疫局　　地址：江苏省南通市崇川区崇川路102号　　联系方式：戴小程0513-68588590　　代理机构联系方式：　　代理机构：江苏苏美达仪器设备有限公司　　代理机构联系人：崔媛媛、曹坡　　代理机构地址： 025-84532581，84532535　　一、采购项目的名称、数量、简要规格描述或项目基本概况介绍：分包号产 品 名 称数量简要技术要求用途预算 （人民币/万元）1倒置显微镜1符合人体工程学的可以调整角度的双目观察镜筒...机场快速检疫查验8.5数码生物体视镜1高分辨率体视光学成像系统...机场快速检疫查验16.4高灵敏度制冷CCD1冷CCD制冷系统：低于环境温度18℃或以上...实验室检疫鉴定12.82分散机1转速控制精度10rpm...农产品检测10电熔融炉1工作及加热方式：全自动样品熔融混匀、电加热...实验室设备正常更新423梯度PCR仪1加热块模式：0.2 ml专用合金...分子检测12酸纯化装置1在蒸馏至近干时，TFM? PTFE和近干的液体都不会吸收很大的红外辐射，可防止装置因过热而损坏...适用于痕量分析中超纯酸的制备，保证ICP、ICP-MS、AAS在检测中不受杂质干扰，以达到满意的检测数值。94硫酰氟残留红外分析仪1精度：± 1ppm(0-10ppm)...对熏蒸其他（硫酰氟）残留浓度检测8.8红外水份测定仪1采用第二代环形卤素灯及镀金辐射体加热单元，更快捷、均匀的加热样品...成份检测8A级化学防护服（含正压呼吸器）1防化手套：连接设计独特，无需任何工具可轻松更换...化学有害因子现场处置个人防护5手持式化学探测器1能够对探测化学制剂进行定性定量检测，配有显示屏并可实时显示探测化学战剂的详细种类、具体名称、浓度数值范围...主要用于海港或空港口岸环境中化学战剂（CWA）气体的监测，如神经性毒剂、H类糜烂性毒剂以及血液性毒性气体和其他种类的学化学物质，特别是在突发事件处置中用以化学有害因子的监测与排查，为应急处置和人员防护提供依据。20溴甲烷气体残留检测仪1软件： 报警方式：具有视觉、振动和声音（95 分贝）...熏蒸过程中，检测是否有溴甲烷、磷化氢气体泄漏；熏蒸散气后，检测溴甲烷、磷化氢的残留量。2.85多样品自动浓缩仪1单个样品的体积范围：0.5－30mL...实验室仪器设备正常更新19全自动凝胶成像系统1采用CCD摄像头实时采集图象，采集状况可在电脑屏幕上直接观察并控制...卫生检疫设备正常更新12药品柜1柜体材质 镀锌钢板，涂有抗酸碱的环氧树脂涂层...检疫鉴定3低温冰箱1无CFC聚氨酯发泡，超厚保温层，保温效果好...植检检疫样品、试剂保存46便携式溴甲烷气体检测仪（低浓度）1检测范围: 0-200/0-2000ppm...口岸核生化防护设备1.45杂草检测图像采集设备1EF 24-105mm f/4L IS USM红圈防抖镜头，EF100mm f/2.8L IS USM微距镜头...杂草检测图像采集1.95便携式磷化氢高浓度检测仪1重量：不超过250克...口岸核生化防护设备1.5便携式溴甲烷熏蒸气体检测仪（高浓度）1提供现场实时检测溴甲烷气体的浓度和温度、对数据即时保存和打印的功能...熏蒸过程中，检测是否有溴甲烷、磷化氢气体泄漏；熏蒸散气后，检测溴甲烷、磷化氢的残留量。1.98手持式磷化氢气体检测仪（低浓度)1检测气体：空气中的磷化氢检测范围：0～10ppm分辨率：0.01ppm 产品类型:扩散式电化学有毒气体检测仪，带数据存储...熏蒸过程中，检测是否有溴甲烷、磷化氢气体泄漏；熏蒸散气后，检测溴甲烷、磷化氢的残留量。1.98　　二、投标人的资格要求：　　1、符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条的规定 1)具有独立承担民事责任的能力 2)具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度 3)具有履行合同所必需的设备和专业技术能力 4)有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录 5)参加政府采购活动前三年内，在经营活动中没有重大违法记录 6)法律、行政法规规定的其他条件。 2、投标人的具体资质要求： 2.1 投标人营业执照(副本复印件)。 2.2 法人代表授权书(原件)及法定代表人、投标人授权代表身份证明材料。 2.3 若投标人不是投标产品制造商的，投标人必须具有下列授权文件之一： a.制造商出具的授权函正本 b.制造商的国内全资子公司出具的授权函正本 c.制造商对授权的区域代理商出具的授权函复印件及该区域代理商出具的授权函正 本 d.投标人取得的产品代理证书复印件(正本备查)。 2.4 银行出具的资信证书(复印件)(开标前三个月内)。 2.5 参加政府采购活动近三年内，在经营活动中没有重大违法记录(提供承诺书，格 式自拟)或提供检察机关出具的行贿犯罪档案查询结果告知函。 2.6 投标人资格证明。 2.7 投标人需要提供近三个月内任意一个月的依法缴纳税收和社会保障资金的记录。 2.8 本次采购均接受进口产品投标。　　三、招标文件的发售时间及地点等：　　预算金额：202.16 万元(人民币)　　时间：2016年07月05日 17:30 至 2016年07月12日 17:30(双休日及法定节假日除外)　　地点：江苏苏美达仪器设备有限公司，南京市长江路198号5楼。　　招标文件售价：￥800.0 元，本公告包含的招标文件售价总和　　招标文件获取方式：当面购买或邮购，每包800元人民币，售后不退 国内邮购须另加50元人民币。　　四、投标截止时间：2016年07月27日 09:00　　五、开标时间：2016年07月27日 09:00　　六、开标地点：　　南京市长江路198号苏美达大厦二楼开标大厅　　七、其它补充事宜　　公告期限：自发布之日起公告期限为5个工作日　　八、采购项目需要落实的政府采购政策：　　本项目执行《政府采购促进中小企业发展暂行办法》(财库〔2011〕181号)，工业和信息化部、国家统计局、国家发展和改革委员会、财政部《关于印发中小企业划型标准规定的通知》(工信部联企业〔2011〕300号)等政府采购文件。

近日，北京师范大学珠海校区公开招标购买双目体视显微镜、三目体视显微镜等多台仪器，预算139.5万元。　　项目编号：XHTC-HW-2021-0472　　项目名称：北京师范大学珠海校区显微镜采购项目　　预算金额：139.5000000 万元(人民币)　　采购需求：　　采购项目的名称：北京师范大学珠海校区显微镜采购项目简要规格描述或项目基本概况介绍数量预算金额（万元）是否接受进口产品采购内容包含：双目体视显微镜、三目体视显微镜、三目偏光显微镜等，具体需求详见采购需求。1批139.5是　　合同履行期限：自合同签订生效后开始至双方合同义务完全履行后截止。　　本项目( 不接受 )联合体投标。　　开标时间：2021年05月17日 09点30分(北京时间)采购需求0472.pdf