宏观角分辨仪

导读随着“2020年第七届中国汽车轻量化国际峰会”的日益临近及《国家第六阶段机动车污染物排放标准》的发布与实施，在环境保护和节能降耗法规要求日趋严格的当下，轻量化已成为中国汽车产业发展的重要方向和必然趋势。 其中对车身的轻量化更是提高汽车动力性、降低油耗、保护环境的关键。车身轻量化与使用材料密切相关，如镁合金、铝合金等金属结构材料、工程塑料及其复合材料在轻量化中起到重要作用。采用工程塑料及其复合材料可减轻汽车零部件约40%的质量，可降低成本40%，因此开发工程塑料和复合新材料是车身轻量化发展的趋势，其中PP（聚丙烯）和PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）应用最为广泛。 塑料及其复合材料的应用场景 为什么在汽车材料轻量化中大量应用PP、PMMA?今天，我们要对PP、PMMA做两个有趣的试验： 1. 宏观视界下的拉伸 PP、PMMA在常规的静态测试外，可能会受到动态变形的影响，例如，在涉及运输设备的碰撞和产品掉落时。因此，为了保证可靠性，还必须进行冲击试验。特别是，由于聚合物塑料具有粘弹性，（既有粘性又有弹性），其力学特性表现出对环境温度、时间和变形速率的依赖性。 采用岛津AGX-V电子万能试验机和HITS-TX高速拉伸试验机可以研究PMMA/PP与试验速度关系。 应力-行程曲线 试验结果 高速拉伸试验中PMMA和PP的拉伸强度均高于静态拉伸试验，证实了这两种塑料材料拉伸强度的试验速度依赖性。 2. 微观视界下的断口 当发生损坏、故障事故或劣化时，我们通常迫切需要调查原因和提出对策。塑料的失效形式多种多样，包括静态断裂、冲击断裂、疲劳断裂、蠕变断裂、环境引起的断裂等。根据分析不同类型的断裂原因，可以观察到具有不同特征的断裂面，这表明可以通过断口观察来确定损伤的原因，并研究解决损伤的方法。拉伸试验后，我们选择对PP试样的断口进行镀金，并用光学显微镜和EPMA进行观察。 电子探针EMPA8050G 在PP断裂表面镀金，并用光学显微镜和EPMA进行观察。静态拉伸试验和高速拉伸试验后的聚丙烯断裂表面分别如下图所示。（a）为光学显微镜图像，（b）-（d）为电子探针二次电子像。 对比PP静态拉伸微观图（a）与PP动态拉伸微观图（a）可见，与高速拉伸试验的断口面积相比，静态拉伸试验的断口面积明显较小，这应该是由于静态拉伸断裂时，塑性变形伴随着颈缩而导致的。 静态拉伸微观图 在PP静态拉伸微观图（b）中的断裂面中部，可见纤维断裂面以韧性方式伸长。对 PP静态拉伸微观图（b）的中心区域及其左侧区域进一步放大，结果见PP静态拉伸微观图（c）及（d）。由PP静态拉伸微观图（c）可见树脂纤维伸长的情况。PP静态拉伸微观图（d）显示断面上有许多孔，这是由树脂（如低分子量物质）或杂质等微观缺陷等形核长大而导致的。 高速拉伸微观图 在高速拉伸试验中，断裂处没有出现颈缩现象，整个断口呈扁平、粗糙的片状。对断面中心及边部进一步放大，结果见PP动态拉伸微观图（c）及PP动态拉伸微观图（d），可见，中部和边部的断口形貌无明显差异。据此可推断，随着试验速度的提高会导致无塑性变形的脆性断裂。 结 论 岛津具有丰富的产品线，在宏观方面：拥有各种静态试验机与动态试验机，可以提供力学测试，并进行定制化夹具设计；从微观方面：拥有电子探针EMPA等各种微观测试仪器，可以提供表面分析数据，为客户提供一整套服务与方案。岛津为汽车改性塑料的快速发展提供帮助，在汽车安全性的基础之上实现汽车轻量化，为营造和谐绿色的环境做出贡献，创造崭新的明天。

图片来源：阿尔托大学在量子力学面前，我们在生活中积累的常识往往不再适用。好在由于普朗克常数很小，我们平时并不会被种种奇怪的量子效应困扰，不过这并不意味着量子力学仅能描述微观层面几个原子、分子的行为。宏观物体的量子效应是存在的，只不过它们太微弱，很容易就淹没在种种噪声之中。今天，两组科学家分别在《科学》上发文指出，他们首次直接观测到了宏观物体的量子纠缠，甚至还能以此“规避”不确定性原理。量子力学掌控着从基本粒子到宏观物体的运动规律，但对于后者而言，这种掌控往往显得不太明显。在众多因素的干扰下，量子效应对经典物理造成的偏差变得几乎不可见。因此，确认、测量宏观物体的量子效应，就成为众多物理学家的目标。就在今天，发表于最新一期《科学》杂志的两项研究实现了突破：其中一项研究找到了宏观物体量子纠缠的直接证据，另一项则在一个类似的系统中“规避”了量子力学的基本定律之一——不确定性原理。当然，这里的宏观仅仅是相对于分子、原子的宏观，两项研究中实验对象的大小都在红细胞级别。但是，让这样尺度的“宏观”物体产生量子效应也绝非易事，它们与环境之间多种多样的相互作用随时都会破坏脆弱的量子态。为此，两个实验环境温度都被控制绝对零度附近。宏观量子纠缠在其中一项研究中，美国国家标准技术研究所（NIST）的什洛米科特勒（Shlomi Kotler）团队用微波脉冲让两张小的铝片膜进入量子纠缠状态。每张铝片膜长20微米，宽14微米，厚度为100纳米。其质量为70皮克，相当于大约1万亿个原子的质量。以量子的标准而言，它们已经达到了相当大的尺度。该实验中使用铝鼓膜的扫描电镜照片（伪色图） 图片来源：Science vol. 372 no. 6542 622-625两张铝片膜与一个电路相连，并被放置在低温腔中。当研究人员施加脉冲微波时，电路会与铝片膜相互作用，控制铝片膜的振动模式。在此条件下，铝片膜可以维持大约1毫秒的量子状态。这在量子力学的尺度下，已经是相当长的时间了。微波被处于量子状态的铝片膜反射后，会被信号器接收。通过对比反射前后的微波性质，研究人员可以分析出铝片膜的位置和动量信息。该实验系统示意图 图片来源：Science vol. 372 no. 6542 622-625研究团队仔细分析了反射的微波。在宏观世界中，反射回来的微波应该是随机的。但是当他们将结果绘制成图时，却发现微波具有特定的模式——两张铝片膜中，一个相对平静，而另一个则在轻微地抖动，表明两张铝片膜发生了量子纠缠。“单独分析两张铝片膜振动的位置和动量信息，你只能看出它们在振动而已，”这篇论文的作者之一，NIST的物理学家约翰托伊费尔（John Teufel）表示，“但是当你对比两者的信息时，你就会发现两张铝片膜看似无规律的振动之间，其实存在着高度的关联性。这一点只有量子纠缠才做得到。”研究团队的斯科特格兰西（Scott Glancy）解释称，他们发现两张铝片膜的位置和动量之间都存在关联，如果这种关联比经典物理学所能产生的关联要强，那么就表明铝片膜之间肯定存在量子纠缠。尽管返回的脉冲微波信号能够同时测量铝片膜的位置和动量信息，但是不确定性原理表明，其测量仍然存在一定的误差。为了尽可能地减少误差，研究团队进行了1万次重复实验，并利用统计学方法对铝片膜的位置等实验结果的一致性进行了计算。最终他们可以确定，这两个宏观物体的振动模式被量子纠缠关联了起来。“规避”不确定性原理在同期发布的另一篇论文中，来自芬兰阿尔托大学等研究机构的科学家在8毫开尔文的温度下，让两个铝鼓膜进入长时间、相对稳定的纠缠态。在这种纠缠态下，研究人员可以对同一个纠缠态进行多次测量，从而“规避”量子力学中的不确定性原理。在实验中，鼓膜振动的相位总是相反的。如果对鼓膜1施加一个力，则鼓膜2的运动方向一定和力的方向相反。论文作者米卡西兰普（Mika Sillanp）表示：“一个鼓膜对力的响应总是和另一个鼓膜相反的，有点类似于负质量。”该实验示意图 图片来源：Science vol. 372 no. 6542 625-629“在这种情况下，如果将两个鼓视为一个量子力学实体，那么鼓运动状态的不确定性就被消除了。”该研究的主要作者劳雷梅西尔德斯特普（Laure Mercier de Lépinay）解释说。不确定性原理是20世纪20年代末由海森堡提出的。根据这个量子力学的基本概念，由于波函数的数学性质，我们不可能同时准确得知一个物体的位置和动量。不过，这并不意味着我们不能准确得知物体的位置和动量，只是在同时测量两者时，不确定性原理的限制才会出现。而反作用规避（Back-action evasion）就是在不违反不确定性原理的情况下，绕过这一限制的一种方式。在这次的实验中，研究团队就利用了反作用规避。本质上，他们没有测量每个鼓的位置和动量，而是通过鼓膜运动对电路电压造成的影响，测量了铝鼓膜的动量之和。瑞士苏黎世联邦理工学院研究员楚一文（Yiwen Chu，音译，未参与这两项研究）表示：“实验中没有任何地方违反了不确定性原理。你只是选择了一组特定的，不会被（不确定性原理）禁止的参数。”宏伟的蓝图这两项实验都以确凿的证据证明了宏观物体也可以实现量子纠缠。在量子纠缠的状态下，物体的行为与经典物理的描述存在显著的区别。不论纠缠物体之间的空间距离有多远，它们也不能被独立描述。而这种和经典物理显著的区别，正是新型量子技术背后的关键理论支撑之一。楚一文表示：“我们并没有发现任何量子力学之外的新理论，”但是要实现这两项实验中的测量，仍然需要“令人印象深刻的技术进步”。这种技术进步带来的高度纠缠的量子系统，或许能够在未来的量子网络中充当长期网络节点。此外，研究中的高效测量方法也可能对量子通信或者量子网络节点间的纠缠交换等应用有所帮助，因为这些应用都需要对量子纠缠进行测量。而在量子力学之外，这种技术进步在需要亚原子精度测量时为科学家提供了新的选择。或许，未来的暗物质和引力波探测也将在这种技术的帮助下实现新的飞跃。

近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员王振洋团队在高结晶石墨烯宏观体的共价生长及其电学行为调制方面取得系列进展。石墨烯是具有优异力学、电学、热学和光学性能的二维碳材料。石墨烯的高效制备与宏观组装对其规模应用具有重要意义。目前，石墨烯宏观体的常规制备方法如液相自组装、3D打印和催化模板法等，仅能实现石墨烯片层间的非共价弱相互作用连接，导致石墨烯晶体结构的不连续，成为限制石墨烯宏观体电学性质的主要因素。 鉴于此，研究开发了激光辅助的layer-by-layer共价生长方法来制备高结晶石墨烯宏观体。分子动力学模拟从理论上揭示了它的共价生长机制。共价生长法使得材料具有连续的晶体结构，且与非共价组装相比，其跨层电导率实现了100倍的提升。该材料有助于解决石墨烯规模化应用面临的层状堆垛、晶体质量调控、离子输运通道、体积效应等问题，为石墨烯的储能电极应用奠定了基础。相关研究成果发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。 此外，为了解决石墨烯电极中低自由电子浓度导致的电导率不理想的问题，研究将富含自由电子的铜纳米粒子引入到材料体系，在Cu与石墨烯界面形成了稳定的Cu-C键，从而通过电子注入实现了复合材料超高的导电性能，电导率达到与纯金属接近的0.37×107 S m-1， 是纯石墨烯的3000倍。研究进一步利用X射线吸收精细结构（XAFS）光谱，结合密度函数理论（DFT）模拟揭示了界面结构对电导率的影响，这对石墨烯的电导率调制以满足不同应用具有重要意义。相关研究成果发表在《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省科技重大专项和安徽省重点研发计划等的支持。 高结晶石墨烯宏观体的layer-by-layer共价生长及其表征。　　（a）不同铜含量的石墨烯电导率；（b）不同铜含量的石墨烯载流子迁移率和载流子密度。

DuraVision是新一代创新型的通用、宏观硬度试验机产品线，用于测试布氏、维氏、洛氏和/或努氏硬度测试。DuraVision产品线涵盖了常规硬度测试的整个载荷范围，即1-3000 kgf，并提供空前的易用性。主要特点：传感器加载技术，实现精确可重复的加载测试载荷1-250 kgf和20-3000 kgf，因此可对所有材料和应用执行硬度测试全自动测试周期，包括自动对焦和自动硬度评估简易且灵活的夹持大型、可延伸的测砧**带电动测头的V概念设计，提供高效稳定的测试条件**自动开始和脱夹功能，缩短了周转时间**LED照明系统，实现均匀照明强度自动照明调节，轻松执行硬度测试集成光学变焦带暗场照明的环形灯，实现对软质金属的最佳布氏硬度测试*6位自动转塔台，可快速简便地在多个测试方法间进行转换*触摸屏操作，简便易用带统计和报告功能的易用软件集成PC，可实现联网数据输出和跟踪远程登录功能，可集成在联机系统中欲了解更多信息或预约现场演示，请联系您本地的Struers销售代表，或拨打司特尔公司电话021-52288811，邮件struers.cn@struers.dk，也可访问公司网站www.struers.com 或DuraVision网站www.dura-vision.com。

皮肤在构建屏障防御病原入侵及环境威胁中扮演重要角色，归功于皮肤内由免疫细胞及非免疫细胞构建的复杂网络结构维持了皮肤免疫及稳态。皮肤面对外部抗原刺激时，多种免疫细胞共同发挥协调达到维持皮肤稳态的目的。树突细胞（包括表皮Langerhans细胞）获取抗原并迁移至淋巴结完成向幼稚T细胞呈递抗原的作用，这是去除获得性皮肤免疫响应的关键步骤，如接触性皮炎的发生。中性粒细胞 在皮肤损伤及炎症发生后，通过位于毛细血管的巨噬细胞的招募作用，可快速迁移至组织损伤部位发挥对抗并清除细菌的功能。应用创新的3D显微成像技术对完整皮肤样本进行整体成像，研究者得以对皮肤内免疫细胞的分布、结构组成及血管分布获得宏观的图像数据并加以分析。 此次新加坡科学专业期刊&rdquo The Scientist&rdquo 联合美天旎共同推出网络研讨会，主题内容包括：✦ 皮肤内白细胞及其迁移的作用和意义✦ 多光子成像及大规模光片显微成像在皮肤免疫研究中的应用✦ 将完整皮肤的成像技术开拓至临床应用收看在线网络研讨会✦ 时间：2021年2月9日16：00-17：30✦ 扫描二维码观看直播： 演讲嘉宾简介Lai Guan Ng, PhDAdjunct Associate Professor, National University of SingaporeAdjunct Associate Professor, Nanyang Technological University Lai Guan Ng自2009年加入新加坡免疫网络研究所 (Singapore Immunology Network, SIgN)担任主要研究员，专注从事组织器官内驻留免疫细胞功能的研究。带领研究小组开发了用于研究白细胞发育分化和白细胞迁移、稳态维持相关细胞及分子学机制的活体成像技术，该技术已成功应用于皮肤、骨髓、肺、脑和肌肉等多种组织和器官内的免疫细胞功能研究。 除了此次研讨会介绍皮肤免疫学的研究进展及临床转化前景，Lai Guan Ng教授研究小组在新型光学成像技术的应用具有地位，如下是小鼠肺部的完整三维成像，&ldquo 凭借UltraMicroscope II 提供的快速成像及16-bit深度影像数据，完整肺部的细微结构清晰重构。过去5年里，这台光片显微镜也为我们基于肝、肺、胚胎和人类皮肤等的研究提供了大量卓越的图像。&rdquo &mdash &mdash Yingrou TanNational Skin Centre/ Singapore Immunology Network Research Postdoctoral Researcher美天旎中国免费热线：400-860-5168转4396 产品咨询与技术支持邮箱：technicalsupportCN@miltenyi.com

p style="text-indent: 2em line-height: 1.5em text-align: justify "strong仪器信息网讯 /strong近日，沃特世公布了其截止到2019年12月31日的Q4及2019年全年财报。2019年第四季度，沃特世销售额为7.16亿美元，与2018年的7.15亿美元基本持平，外币换算对第四季度的销售额产生了1%的负面影响。而2019财年，公司累计的销售额为24.07亿美元，相对于上一年度的24.20亿美元，下降了约1%，而外币换算对2019财年的销售额产生了约2%的负面影响。2019财年，沃特世净收入5.92亿美元，相较于2018年的5.94亿美元，基本持平。/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.5em text-align: justify "沃特世公司董事长兼首席执行官Chris O’Connell表示：“第四季度的收入与我们的预期相符，因为我们面临着与2019年前三个季度相似的宏观逆风。我们对2019年推出的新产品在第四季度产生的日益增长的影响感到鼓舞。日益提高的研发生产效率使我们处于新产品周期的前端，并使沃特世具备了更具可持续性的新产品节奏。”/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 645px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/14c93edb-ef3a-47b2-99a4-5b87a85fc57c.jpg" title="无标题.png" alt="无标题.png" width="600" height="645" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em line-height: 1.5em text-align: justify "在2019年第四季度，药品市场的销售额下降了1%，按固定汇率计算与上年持平 工业市场的销售额下降1%，学术和政府市场的销售额增长了8%。在2019年第四季度，代表服务和化学试剂等收入的经常性收入增长了5%，而仪器销售下降了4%。从地域上看，2019年第四季度亚洲的销售额基本持平，在美洲的销售额下降了1%，欧洲增长了3%。/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.5em text-align: justify "根据财报显示，2019财年，沃特世研发投入为1.43亿美元，相较于2018年基本持平。药品市场的销售额与去年持平，工业市场的销售额下降了2%，学术和政府市场的销售额增长了2%。而整个2019财年，经常性收入增长了3%，而仪器系统销售按报告的下降4%。在2019财年，亚洲地区的销售额增长了2%，美洲的销售额下降了1%，欧洲的销售额下降了4%。/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.5em text-align: justify "同时，沃特世还预计2020年第一季度固定汇率基础上销售额增长范围为0%至2%。货币换算预计将使第一季度的销售增长下降不到一个百分点。同时，财报也表示，由于目前尚无法合理估算新型冠状病毒对公司业务的潜在影响，因此，对于这一部分的影响因素未包含在对2020Q1的业绩预测中。/ppbr//p

序 言自然界中的所有动物和植物都具有类似的网格状等级结构，比如叶子的叶脉、植物的根茎系统、人体的血管系统等等，这些结构的存在不仅仅是为了保证自身结构的稳定，同时还确保了生命体在进行新陈代谢与物质能量传递过程中所受的阻力最小、运输的效率最高。一、默里定律在自然界的应用我们都知道根据流量与流速的关系，当液体从一个比较粗的管道流进一个比较细的管道时，液体的流速会增加，同时细管的所受的液体压力相对于粗管所承受的压力来说也更大。但是通过对我们生物界的血液系统进行观察可以发现生物体内不管是粗的血管还是细的血管，所受的压力都不会太大。科学家默里通过观察发现在人体中很多小血管从一个大血管分叉出去，所有小血管的横截面积的总和大于大血管的横截面，通过精确计算可以知道在一个最佳血液循环网络中，大血管半径的立方，大约等于小血管半径的立方的总和。图1. 人体血管与叶片脉络的电镜显微图如上图所示，在自然界中不管是动物还是植物，涉及到物质运输时，其运输管道都会遵循默里定律（血管、气管、根系、叶脉等），以使物质传输效率达到最优化，同时也使构造力学结构最优化。二、通过向自然界学习默里定律的应用示例2.1 锂离子电池图2. 根据默里定律设计的多等级孔道电极材料示意图 依据默里定律发现的自然界中动植物物质运输的最优化法则，科学家们设计了上图2所示的多等级孔隙电极材料，电极材料中的大孔、小孔、微孔的孔隙比率遵循了默里定律的最优比。有这种结构的电极材料由于锂离子在其内脱锂嵌锂的效率非常高，其充放电的倍率性能及比容量都比常规的氧化锌电极材料高出很多，下图是其充放电的性能示意图：充放电倍率性能、循环稳定性能、比容量性能示意图2.2 天然气、水、石油运输图3. 管道运输示意图西气东输、南水北调这些石油、天然气、水的大量运输过程中管道的粗细与运输速度和所承受的压力要经过严格的计算才能保证安全高效的运输工作，这里也体现了默里定律的重要性。后 记“实践是检验真理的唯一标准”，先人们通过模仿大自然的运行规律，总结出来了很多可以被我们后人来学习和使用的规则与定律，通过对这些规则与定律的应用，我们的生活水平与科技水平得到了飞速的提高。但是碍于之前我们的观察能力，仅仅能对肉眼或者光学显微镜能够看到的世界来进行学习与模仿。而现如今电子显微镜的存在极大的提高了我们观察身边的微观世界，更有效的学习自然法则，研究微观形貌结构与宏观材料性能的关系，制造出更先进更优异的材料及工具来改善我们现今的生活。

1月26日，第十四届全国政协常委、经济委员会副主任、中国国际经济交流中心常务副理事长毕井泉在第十五届健康中国论坛上发表主题演讲。本次演讲生物医药产业发展、医疗领域人员就业、养老保险、农民工市民化、污水处理达标排放等五个方面介绍推进健康中国建设的方案。在生物医药产业发展部分，毕井泉强调了当前行业面临的资金挑战，指出生物医药创新是一个高风险、高投入、长周期的漫长过程，如果不能融入新的资金支撑实验室研究、动物试验、人体一二三期临床试验，生物医药的创新可能戛然而止； 建议应当研究改革创新药价格形成机制。创新药定价，涉及鼓励创新、专利市场独占、投资人回报、医保资金支付、患者可及等一系列重大问题；此外，明确了一系列该领域应该研究的内容。如果相关政策和相关工作落实到位，将为我国生物医药产业的发展带来新的动力。第十四届全国政协常委、经济委员会副主任、中国国际经济交流中心常务副理事长毕井泉毕井泉，现任中国国际经济交流中心常务副理事长、第十三届全国政协经济委员会副主任。历任国家发展改革委副司长、司长、秘书长、副主任，国务院副秘书长、机关党组成员，原国家食品药品监督管理总局局长、党组书记，国家市场监督管理总局党组书记、副局长。中共十八大、十九大代表，第十九届中央委员。一、生物医药产业发展，就是国民经济的高质量发展生物医药的创新与人民群众健康息息相关。发展生物医药产业是推进健康中国建设的迫切需要，也是以科技创新带动产业发展的需要。生物医药产业发展，就是国民经济的高质量发展。近十年来，中国生物医药产业实现了跨越式发展。2011年以来我国批准上市新药510个品种。目前在研的生物医药管线占全球35%。通过仿制药质量疗效一致性评价和按新标准批准上市的仿制药8400多个品规。近三年，有11个新药在美国批准上市，跨国公司购买国内创新药企业的研发项目每年30多起，仅去年12月份以来就有12起。百利天恒与施贵宝达成协议的一个项目交易金额高达84亿美元。目前生物医药产业正遭遇资本“寒冬”。据医药魔方数据，中国创新药一级市场融资金额2020年为869亿元、2021年为877亿元，2022年下降到433亿元，比上年下降50%；2023年降为309亿元，比上年又下降29%；两年累计下降65%。生物医药板块股价大幅度下跌，二级市场融资面临严重困难。毕井泉指出，生物医药融资大幅度下降意味着很多生物医药企业面临严重的资金困难。生物医药创新是一个高风险、高投入、长周期的漫长过程，如果不能融入新的资金支撑实验室研究、动物试验、人体一二三期临床试验，生物医药的创新可能戛然而止。 为支持生物医药产业发展，帮助企业度过资本寒冬，提升企业市场信心，毕井泉建议，应当研究改革创新药价格形成机制。创新药定价，涉及鼓励创新、专利市场独占、投资人回报、医保资金支付、患者可及等一系列重大问题。生产是消费的前提。鼓励创新是当前的主要矛盾。中办国办日前印发的《浦东新区综合改革试点实施方案（2023－2027年）》中提出，依照有关规定允许生物医药新产品参照国际同类药品定价。这是一个让业界充满希望、值得期待的改革方向。我们应当：1、研究取消创新药进入医院的各种限制；2、取消医院药事委员会批准采购新药的规定；3、提高医疗服务价格；4、推进医药分开；5、鼓励医生走出医院开办诊所；6、鼓励全科医生到社区和农村执业。我们应当研究：1、支持符合科创板第五套标准的创新药企业上市；2、鼓励龙头企业增资扩股；3、开展企业并购；4、恢复二级市场的融资功能；5、鼓励地方政府设立生物医药母基金；6、支持生物医药早期投资。我们应当研究：1、把细胞治疗和基因治疗从外商投资负面清单中移除；2、允许临床数据的跨境流动；3、促进生物医药国际合作；4、开辟生命科学新赛道。在生物医药领域，我们尤其需要增强宏观经济政策取向一致性。按照把生物医药产业作为战略性新兴产业的要求，对涉及生物医药的研发、注册、生产、使用和支付各个环节进行“取向一致性”评估，及时调整取向不一致的政策，确保同向发力、全链条支持，帮助这个战略性新兴产业从资本寒冬中走出来，以科技创新带动经济发展。二、医生护士比例提高到1:4，医疗领域可以增加1500万人就业 中国居民日益增长的医疗健康需求与医疗资源发展不平衡不充分之间的比较突出，根源在于医疗服务价格长期偏低，制约了医疗服务供给的增加。毕井泉举例说，住院普通病房普遍是4人间、6人间，甚至8人间，加上陪护的护工，挤在一个狭小的空间里，患者很难得到很好的休息。现在城镇居民平均住房面积已达30多平方米，人们愿意多支付一些费用改善住院条件。如果把医疗机构的部分病房改造为2人间或3人间，把一些城市里的烂尾楼改造为医院的住院部，并相应提高住院费标准，既可增加建筑业的需求，扩大建筑业农民工就业，又可以改善患者住院环境，促进健康中国建设。再如，我国医生与护士的比例为1:1，低于国际平均水平的1:3，住院患者不得不每天花费200~300元请护工。如果把护理费标准提高到护工的水平，使护理费能够覆盖护士工资性支出，就可以大量增加护士就业。如把医生护士比例提高到1:4，可以减少很多患者家属陪护的劳动损失，医疗领域可以增加1500万人就业。三、建议把征收工资6%的职工医疗保险金（统筹部分）改为医疗保险税应对人口老龄化挑战，是推进健康中国建设的重要内容。人口老龄化叠加人均寿命增加，老年人养老服务问题愈加突出。老年人养老的核心问题是医疗和失能照护。毕井泉建议，加快发展多层次、多支柱养老保险体系，对满足老年群体多层次生活需求、促进养老保险制度可持续发展具有重要作用。老年人患病是大概率事件，对这种必然性的问题应当研究通过政府提供公共服务的方式，解决老年人医疗和失能护理问题。建议把征收工资6%的职工医疗保险金（统筹部分）改为医疗保险税，专项用于65岁以上老人的基本医疗和照护服务，委托社保机构经办。同时，鼓励保险公司推出老年人补充商业保险，解决看专家、吃好药、住单间等多层次医疗需求。这将极大地刺激养老产业发展，并释放攒钱养老工作人群的消费需求。四、农民工享受当地均等化公共服务尚没有真正落实，扎实推进农民工市民化农村留守儿童、留守妇女、留守老人的身心健康是很大的社会问题。城镇化的核心是人口城镇化，解决农民工住房是推进城镇化健康发展的关键。 “我国在城镇工作的农民工近3亿人，已占到城镇就业人员的近65%。农民工享受当地均等化公共服务尚没有真正落实。根源在于住房问题没有解决，配偶孩子无法进城”。毕井泉说。推进农民工“市民化”进程，关键是把农民工纳入城镇住房保障范围。毕井泉认为，有了住房，就可以把农村的留守儿童、留守妇女和留守老人接入城市一起生活，实现家庭团聚，子女就可接受城市的中小学教育，推进人口城镇化进程，从根本上解决城乡二元结构问题。五、实现污水全部处理达标排放，是生态文明建设的重大问题据住房城乡建设部统计，我国城市污水处理率97%，建制镇76%，农村只有37%。污水处理率低，主要原因是污水管道缺乏，污水收集不起来。我国污水管道长度37万公里，雨污合流管道10万公里，合计47万公里，只相当于供水管网长度110万公里的43%。 “排水管网也不能适应城市发展需要，很多城市都存在暴雨内涝的问题。”毕井泉指出，地下管网还涉及电力、热力、燃气、电信等多个部门，多头管理，道路反复开挖，造成极大浪费。据北京市测算，如以百年计算，统一建设地下管廊比分头建设维护节约成本60%。地下管网建设需要大量资金投入。我国上世纪八九十年代解决电力、交通、通信等基础设施建设的经验，就是在相关产品和服务上加收专项建设基金。如电力加价专项用于电力建设，铁路加价专项用于铁路建设，加收电话初装费，收取民航机场建设费，贷款修路、收费还贷等。正是采取了这些措施，保证了基础设施建设的投入，为我国经济腾飞奠定了坚实的基础。我们现在有条件对进入地下管网的公共服务通过加价方式筹措资金专项用于地下管网建设。毕井泉算了一笔账，初步匡算，如果把入网的电力、供水、供热、供气、电信平均加价10%，每年可以筹措6000亿元。加上市场融资，每年可用于地下管网建设资金3万亿元。这既促进了生态文明建设，从源头上解决水体污染问题；又可以拉动钢材、水泥需求，增加就业，促进经济增长。今年可以先在发行超长期国债中划出一部分，专项用于地下管网建设。“上述五大领域（生物医药产业发展就是国民经济的高质量发展、医生护士比例提高到1:4、建议把征收工资6%的职工医疗保险金改为医疗保险税、农民工享受当地均等化公共服务尚没有真正落实、实现污水全部处理达标排放），都是与健康中国建设有关的产业，都是有需求无供给或供给严重不足的领域。只要解放思想，深化改革，认真设计方案，精心组织实施，一定能收到功在当代、利在千秋的实效”。毕井泉说。（资料整理自人民日报健康客户端）

7月9日，中科院条财局组织专家对物理所承担的中科院科研装备研制项目“能量/动量二维解析的高分辨电子能量损失谱仪” 进行了现场验收。专家组听取了项目组的工作报告、财务报告和测试报告，检查设备的现场运行情况，审核相关文件档案。经讨论认为承担单位完成了实施方案规定的研制任务，实现了研制目标，一致同意通过验收。　　能量/动量二维解析的高分辨电子能量损失谱仪由真空系统、六维样品低温操纵台，单色化电子束源、半球形电子能量分析器等几个部分组成，同时集成了角分辨光电子谱仪的功能。对电子能量损失谱在能量、动量的二维成像测量是世界上第一次实现，具有很强的技术创新特点。　　该谱仪具备高分辨率，高效率及高采样密度的优势，是测量电子带边结构、声子和表面等离激元及其各向异性特征，以及探索表面低维体系中新原理、新性质的不可替代的重要方法，是研究材料表面电子与晶格相互作用、低维纳米结构表面等离激元衰减特性等的强大工具，用于新材料表面宏观量子现象、新奇物性机理等的探索，有望导致新物理现象与新原理的发现，推动人工设计构造低维纳米功能材料相关的基础研究。同时，该仪器的研制成功对于增强我国先进科学仪器设备的自主创新能力具有重大意义。验收会议现场验收现场考察及技术测试

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

组织透明化技术和光片荧光显微技术的发展，使研究者能从宏观到微观对生物组织内部的结构及生理、病理特征进行观察和功能性分析。锘海生物科学仪器（上海）股份有限公司提供完整器官的组织透明化、组织免疫荧光染色、高分辨3D显微成像以及大数据分析一体化服务，旨在通过精准、快速、多样化的CRO服务为每一位生命科学工作者提供个体化/定制化的解决方案。基于SHIELD、SWITCH等技术（Park et al., Nature Biotechnology, 2019）的主动式组织透明化方法和快速3D免疫染色让组织处理的时间极大的缩短，同时又很好的保护了荧光蛋白，实现快速、均一的大组织透明化及免疫染色。只需要与我们的技术人员进行简单沟通和必要的前期准备，即可开始你的3D成像之旅。锘海LS 18宣传视频小鼠肺部成像全脑血管成像组织透明化/免疫染色/高分辨率3D成像一体化解决方案无需切片 / 无需等待 / 无需担忧基于SHIELD方法优化的固定剂，对生物组织荧光、蛋白抗原性和组织结构起到保护作用。SHIELD方法无需水凝胶包埋操作，可重复性高。SmartClear II Pro组织透明化仪器与SHIELD、SWITCH等方法固定的组织兼容。与采取有机溶剂的组织透明化（BABB, iDisco, uDisco, 3DISCO, vDISCO等）相比，具有更好的荧光保护效果，并且加快了处理速度，减少了有毒和挥发性物质的危害。SmartLabel独创性地将随机电泳技术和SWITCH技术结合起来，实现对大组织从里到外均一的免疫标记。与其它被动式的免疫标记方法相比，SmartLabel极大地缩短了抗体染色处理时间，达到前所未有的组织穿透深度。锘海LS18光片荧光显微镜采取平铺光片技术，对透明化大组织进行三维高分辨率成像，适用于各种透明化方法制备的微米级到厘米级的组织，为分子生物学研究、药物筛查和各细分学科领域提供更快速、更精准的分析方法。锘海LS18光片显微镜锘海生物科学仪器（上海）股份有限公司与西湖大学高亮（平铺光片技术发明人)实验室共同研制的新型光片照明显微镜LS 18，克服了传统光片显微镜3D空间分辨率、Z轴层析能力和成像视野之间的矛盾；摒弃原有选择性平面照明显微镜中的单光片照明的方式，运用多个薄的光片分段照明，在不损失成像视野的情况下，获得更高分辨率的3D图像。LS 18光片照明显微镜适用于各种不同类型透明化方法处理的样品（水性透明化方法如Scale、SeeDB、CLARITY、CUBIC、SWITCH、SHIELD等；油性透明化方法如BABB、3DISCO、iDISCO、uDISCO、PEGASOS等），都可得到高分辨率、高信噪比的多色荧光3D图像，能够快速定位宏观样品中的目标细胞，获得高分辨率的3D细胞微结构。关于锘海锘海生物科学仪器（上海）股份有限公司是一家创新型科技公司，总部位于开发区的上海漕河泾开发区松江园区内，在北京，广州，成都，沈阳等十余座城市设有办事处, 作为“生命科学的服务者，医疗创新的推动者“，致力于打造完整的生命科学研发、制造、服务生态体系。我们积极推进科学技术转化，其中，与西湖大学高亮实验室合作共同研制的光片显微镜Nuohai LS18是专为大组织样品设计的高速均匀高分辨率的3D荧光成像系统，Nuohai LS18的 “平铺光片技术”完美地解决了传统光片显微镜中空间分辨率、光学层析能力和成像视野大小之间的矛盾，满足高通量、准确定位的荧光成像分析需求，广泛应用于脑科学、肿瘤学、药物研发、干细胞研究、组织胚胎学等各个领域。我们拥有一支专业和经验丰富的研发、销售、技术和本地化服务的团队，团队中80%以上人员为高学历专业硕博人才，致力于为生命科学领域的科研及企业客户提供个性化、专业化的产品、服务和整体解决方案，让生命科学更加简单、高效。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "中国科学院上海高等研究院宏观量子中心研究员王中阳课题组和中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学实验室研究员韩申生课题组合作，首次提出利用鬼成像方法加快超分辨率荧光光学显微镜的成像速度。新方法有望捕获细胞内以亚毫秒速度发生的生物过程。相关研究成果以Single-frame wide-field nanoscopy based on ghost imaging via sparsity constraints 为题发表在美国光学学会刊物OPTICA上（DOI: 10.1364 / OPTICA.6.001515），并被美国光学学会（The Optical Society, OSA）作为高影响研究工作在发表的同时同步向媒体进行宣传推广。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "超分辨光学显微技术通过克服光的衍射极限来实现纳米级的分辨率。尽管传统超分辨显微镜可以定位细胞内单个分子，并构建超分辨图像，但在活细胞中却很难使用，因为重建图像需要成百上千帧——这个过程太慢，无法捕捉快速变化的动力学过程。为了解决这个问题，该研究团队将随机相位调制器加入到荧光显微镜中实现荧光信号的编码，并结合鬼成像技术与随机测量压缩感知方法，大幅度提高图像信息获取效率，数量级地减少重构超分辨图像所需的采样帧数。研究结果表明，在高标记密度下只需要通过单帧荧光图像的采样就可实现80nm分辨率的超分辨光学成像。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "此外，研究的新方法还与2014年诺贝尔奖三大超分辨率技术之一的随机光学重建显微镜(STORM)相结合，将STORM的采样帧数减少了一个数量级以上。研究结果显示成像一个60nm的环，该方法只用10帧图像就可以重构图像，而传统的STORM方法需要多达4000帧图像才能达到同样的效果。该方法还实现用100帧图像分辨40nm标尺。并且研究的超分辨成像显微镜不需要高的照明强度，这有助于减少光漂白和光毒性，有利于长时间的动态生物过程和活细胞成像研究。因此这项创新技术有望在生物、医学等超分辨显微成像研究领域得到广泛的应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "文章的第一作者是上海高研院博士研究生李文文。该工作受到国家重点研发计划（“数字诊疗装备研发”专项）的资助。 /pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 516px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/bdc8a826-986f-499a-b428-d54bb5a2570c.jpg" title="显微镜装置示意图与重构结果.jpg" alt="显微镜装置示意图与重构结果.jpg" width="600" height="516" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "图：显微镜装置示意图与重构结果/p

p style="text-indent: 2em "对物质进行原子级别的观测，是很多前沿性科研的基础。然而，在追踪单个原子时，轻微的抖动也会让追踪变得困难，让追踪原子消失在视野中。/pp style="text-indent: 2em "近期，中科院合肥物质科学研究院陆轻铀研究员团队使用新技术，在国际上首次研制出混合磁体极端条件下的原子分辨率扫描隧道显微镜，可在强震动环境中获取高质量的原子分辨率图像。br//pp style="text-indent: 2em "强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件，在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用，自1913年以来在高温超导、量子材料、生命科学等领域屡有重大发现，已有19项相关成果获得诺贝尔奖。/pp style="text-indent: 2em "2017年我国在合肥建成重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”，该装置拥有3台场强创世界纪录的水冷磁体，以及场强排名全球第二的混合磁体。但由于混合磁体运行过程中产生的强震动干扰，只能用其开展宏观尺度的观测，难以实现微观尺度的观测。/pp style="text-indent: 2em "“追踪一个原子，要求观测仪器极其稳定，稍微晃动一下，原子就会在茫茫的微观世界中消失难觅。”陆轻铀说。/pp style="text-indent: 2em "近期，陆轻铀团队基于小尺寸的“蜘蛛马达”，用新方法设计出一种新型原子分辨率扫描隧道显微镜。它采用蓝宝石绝缘材料加工，外径仅8.8毫米，可直接插入到混合磁体的孔径中并真空密封。经测试，他们成功地在混合磁体30特斯拉的超强磁场下，获得了石墨的高品质原子分辨率图像。/pp style="text-indent: 2em "以上技术方案是在真空环境下实现的，难以对活性生物体进行观测。为此，陆轻铀团队进一步深入研究，又成功搭建出一套室温大气环境下的抗恶劣条件扫描隧道显微镜。经测试，可在27.5特斯拉的混合磁体超强磁场下实现原子分辨率成像。/pp style="text-indent: 2em "日前，国际知名学术期刊《超显微术》和《科学仪器评论》分别发表了这两项研究成果。/p

中国科学院上海高等研究院王中阳课题组提出新型的基于荧光量子相干的超分辨显微成像方法，研究成果以Breaking the diffraction limit using fluorescence quantum coherence为题，近日发表在 《光学快报》（Optics Express）上。 在经典光学成像中，显微镜的空间分辨率受阿贝衍射极限限制为？λ/2NA，其中λ为光波长，NA为显微物镜的数值孔径。近二十年来，各种超分辨荧光显微成像技术的出现打破了光学衍射极限，将空间分辨率提高到纳米尺度，主流技术包括随机光学重构超分辨成像技术（STORM）、结构光照明显微技术（SIM）和受激辐射损耗技术（STED）。其中STED和STORM通过不断提升测量精度极限来提高分辨率，如STED利用非线性受激辐射损耗机制来压制衍射受限的埃里斑尺寸再通过点扫描获得超分辨成像，而STORM通过统计荧光分子中心位置的定位精度来超衍射极限分辨，其分辨率由测量精度即统计分辨率极限？ ？N？1/2决定，？N？为探测到平均光子数。 在量子光学中，现有研究表明利用光的量子性质能够突破经典的空间分辨率限制，从而进一步提升分辨率。例如，利用N个纠缠光源的光子干涉能够将分辨率提升到海森堡极限？1 / N。而在荧光显微镜中，同样可以利用荧光光源的量子特性来实现分辨率的提升。单个荧光分子或原子的发射具有单光子辐射源的性质，在一次脉冲激发下仅发出单个光子，因此光子发射统计概率不同于热辐射光源的一簇一簇的光子辐射，而是一个接一个发出，体现了明显的反聚束统计特性，并且理想的单光子源发出的光子在光谱、偏振上完全相同，即具有高的光子不可区分特性。上述荧光的量子性质已被实验证明存在于荧光显微成像常用的荧光染料中，例如单个有机染料分子、单个量子点以及单个金刚石色心，为发展新型的超分辨荧光显微成像技术带来了新的量子信息维度。 基于此，王中阳课题组提出了基于荧光光源的量子性质的超分辨成像方法，并对成像机制展开研究。研究者从荧光光源的发光机制出发，考虑了大多数荧光染料所包含的退相和光谱扩散机制，构建了通用的单光子波函数并考虑其在显微系统中的时间和空间维成像变换；通过计算双光子干涉的时间和空间的探测概率分布，从而获得荧光量子相干统计模型。该模型为宏观部分相干理论与荧光微观辐射机制提供了桥梁。基于此模型，研究者还提出了一种基于荧光量子相干性的超分辨荧光显微成像方法。利用新型的单光子雪崩探测器（SPAD）阵列统计荧光光子的时间和空间涨落p(r, t)。为了提取荧光光子相干性，通过引入时间门Tg作为光子到达时间的后选择窗口来提取高度相干的光子并沿Tg积分构造时间相干调制函数p(r, Tg)，如图1所示。 时间相干调制函数与荧光光源空间分离量s有关。因此，通过准确测量时间相干调制函数，并预先确定其它变量，可从中准确提取出衍射极限内荧光光源空间分离距离s。此时，分辨率（即光源分离距离s）取决于荧光时空相干性的测量精度，而相干性测量精度又与探测到的光子数和空间采样率有关，如图2所示，仿真结果表明，当探测到的光子数达到104时，分辨率可以达到50 nm。该新型量子增强成像技术能够发掘荧光量子时空涨落特性及量子相干性，有助于实现荧光弱信号下的快速超分辨成像。　　论文链接 　　图1.基于荧光量子相干的超分辨荧光显微成像方法示意图。（a）实验装置图；（b）传统成像方式和SPAD阵列探测方案对比图；（c）成像过程时序图；（d）荧光光子时空相干性概率分布；（e）引入时间门调制后荧光光子时空相干性概率分布。 图2.不同累计光子数下p(0, Tg)的测量精度（荧光光源距离s分别为50和100 nm）

角分辨光电子能谱仪（ARPES）因其具有能量和动量分辨能力，是探测材料能带结构的重要手段。随着超快激光技术的不断发展，结合泵浦-探测技术的超快角分辨光电子能谱仪（TR-ARPES）由于兼具时间分辨能力，可以用来探测非平衡态的电子能带信息，因此近年来备受人们的重视。特别是基于高次谐波产生（HHG）的TR-ARPES还具有光子能量高、光子能量可调谐的优点，使得其探测范围可以覆盖到大范围布里渊区，在电荷密度波（CDW）材料、过渡金属二硫化物（TMD）材料的超快动力学过程研究中具有重要的作用。　　近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心极端条件物理重点实验室丁洪研究组（EX7组）的博士生陈发民、潘默君、刘俊德在钱天研究员和运晨霞副主任工程师的指导下，研制成功国内首台基于高重复频率、高通量高次谐波光源的超快角分辨光电子能谱仪（HHG-TRARPES），并通过了专家的现场测试（图1）。该仪器系统配备了六轴低温样品台，DA30半球分析器，极限真空优于10-10torr，最低温度小于6K，其光子能量连续可调（20-60eV），重复频率为0.4MHz。第18阶次光子（21.6eV）的能量分辨率为109meV，时间分辨率为120fs，样品位置处的光通量约为1011ph/s，综合参数达到世界同类型设备的一流水平。此外，全设备接入自主开发的控制系统，实现了集成化、智能化、便捷化操作，时间和角度联动扫谱，内置真空自锁与保护功能。目前实验装置已经进入稳定运行阶段，实现了对拓扑绝缘体Bi2Se3未占据态和电荷密度波材料1T-TiSe2能带动力学演化过程的测量（图2和图3）。这一设备的搭建完成，填补了国内相关领域的空白，为未来研究量子材料中电子的超快动力学过程、未占据态以及新型电子态提供了关键的实验平台。　　这项工作及相关研究得到北京市科委、国家自然科学基金委、中国科学院战略性先导科技专项（B类）和中国科学院科研仪器设备研制项目等项目的大力支持。高次谐波光源部分得到光物理重点实验室L07组赵昆副研究员、魏志义研究员及联培博士生王佶、许思源等人的密切协助与配合（详细信息请见：科研进展∣高重复频率极紫外相干光脉冲的产生）。图 1：实验室设备全图图 2：拓扑绝缘体Bi2Se3未占据态的测量图 3: CDW材料1T-TiSe2的能带动力学过程（T=87K）图 4：集成控制系统

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

关 于 举 办&ldquo 北京市2015年度激光共焦超高分辨显微学学术研讨会&rdquo 的通 知　　为推动北京市及周边省市激光共焦超高分辨显微学的进步和发展，提高广大相关工作者的学术及技术水平，促进上述学科在生命科学等领域中的应用，北京理化分析测试技术学会和北京市电镜学会共同决定在2015年3月17日下午13：00-18：00(星期二)，在北京市北科大厦举办一次&ldquo 北京市2015年度激光共焦超高分辨显微学学术研讨会&rdquo 。会期半天。届时将邀请国内专家学者和青年科技工作者作相关学科的发展前沿学术报告。同时还邀请相关的主要厂商和公司到会宣讲及展示其最新产品、仪器及其最新功能。(学术报告时间安排表附后)　　具体事项通知如下：　　1、会议日期及报到时间：　　报到时间：2015年3月17日(星期二)。下午1：00&mdash 1：30　　会议日期：2014年3月17日(星期二)。下午1：30至下午6：00。　　2、会议地点：北京市海淀区西三环北路27号，北科大厦(路西，中国剧院对面)三楼报告厅。　　3、乘车路线：可乘300、704、708、730、811、830、817、849、968、特5、运通103、运通201、运通206等，在万寿寺站下车便到。中国剧院对面就是北科大厦(路西)。　　4、会议将根据实际报名情况准备好资料，并提供饮料、饮品等。　　5、特邀请您及您的同事、学生参加。并将回执务必于2015年3月13日前，用EMAIL告知：yujing8855@126.com。　　6、会议负责人的具体联系地址、联系电话、邮箱如下：　　(1)北京理化分析测试技术学会：于靖琦：　　EMAIL：yujing8855@126.com, 联系电话：010-68731259，13521470325，　　(2)北京市首都师范大学，郑维能，　　EMAIL：Cnu_zhengweineng@163.com，联系电话：13671116332。　　(3)北大医学部，何其华，　　EMAIL：hqh@bjmu.edu.cn，联系电话：13501058133。　　(4)军事医学科学院，张德添 ，　　EMAIL：Zhangdetian2008@126.com，联系电话：13366267269。　　此致　　敬礼!　　北京理化分析测试技术学会　　北京市电镜学会　　2015年2月27日　　回执用EMAIL发回yujing8855@126.com告知。姓名工作单位个人邮箱联系电话和手机号码 &ldquo 北京市2015年度激光共焦超高分辨显微学学术研讨会&rdquo 学术报告时间安排表(2015年3月17日下午13：00-18：00，星期二，北京北科大厦)时 间主持人报 告 人报 告 内 容 或 题 目13：10&mdash 13：30于靖琦 会议报到。资料发放等。13：30&mdash 13：55郑维能北大工学院：席 鹏。超高时空分辨率光学显微镜技术及应用。13：55&mdash 14：20何其华蔡司：库玉龙。ZEISS new generation of Confocal, with the advanced Airyscan technology。14：20&mdash 14：45张德添清华大学：谢红。双光子活体成像技术在学习记忆和阿尔兹海默病研究中的应用。14：45&mdash 15：10孙 飞徕卡：王怡净。徕卡激光共焦超高分辨显微学最新进展。15：10&mdash 15：35王素霞北航：李晓光。应用组织工程修复脊髓损伤的基础及临床试验研究。15：35--15：45 会议之间休息。 15：45&mdash 16：10张德添尼康：赵 媛。尼康超分辨显微镜的最新进展。16：10&mdash 16：35孙 飞生物物理所：李岩。Functional Imaging of a Single GABAergic Neuron during Learning in Drosophila Central Brain。16：35&mdash 17：00郑维能奥林巴斯：方 琳。奥林巴斯透明化定制技术及超分辨率共聚焦显微镜。17：00&mdash 17：25何其华阜外医院：聂 宇。激活心外膜&mdash &mdash 哺乳动物心肌再生调控的新途径。17：25--17：50王素霞PE：卢 毅。激光共聚焦高内涵系统在高通量生物学上的应用。17：50&mdash 18：00郑维能何其华、张德添。解答问题、自由交流、宣布会议圆满结束。　　注：上述所有报告时间均为20分钟以内，提问答疑时间均为5分钟以内。　　北京理化分析测试技术学会　　北京市电镜学会　　2015年2月27日

2023年度，共有269家国内外仪器厂商申报了526台仪器新品。经仪器信息网专业编辑初审后，网络评审团对申报的仪器新品依据创新点、市场前景、用户评价等进行评审，确定106台产品获得提名。经“技术评审委员会”终审，确定12台仪器荣获2023年度科学仪器行业优秀新品奖（点击查看获奖详情）。仪器信息网特别策划话题专栏#用新回顾|直击优秀新品奖 将陆续回顾一览最新一届获奖新品仪器风采。7月5日，由仪器信息网主办的3i奖“科学仪器行业优秀新品和绿色仪器”2024技术交流会成功在线举办，近万人在线观看了本次直播（点击查看）共有11家优秀新品和3家绿色仪器获奖企业派出“新”推官在线分享。本期我们一起来回顾获奖新品——赛默飞Orbitrap Astral 高分辨质谱仪。上市一年以来，应用Orbitrap Astral高分辨质谱仪发表的SCI论文多达44篇，这归功于独立运行的Orbitrap高分辨Full Scan和Astral快速扫描的MS/MS，且互不干扰，完美平衡了质谱分析的“不可能三角”（灵敏度、分辨率和扫描速度），为代谢组学基础研究实现了同时定性和定量分析的功能，以期进一步助力加速大队列代谢组学研究的脚步！赛默飞Orbitrap Astral 高分辨质谱仪品牌：赛默飞型号：Orbitrap 创新点 1.具有最新的离子源，以提高灵敏度 EASY-IC实时质量校准，以提高质量精度通过主动离子导向的预过滤器降低噪音，提高仪器耐用性， 先进的四极杆技术，提高传输，使隔离宽度降低到0.4 Th，更快的隔离切换时间仅为1 ms，并能实现自动，切换以提高耐用性。2.Orbitrap质量分析器——在超高分辨率水平上提供高质量精度，高动态范围的测量结果。3.新型的Astral质量分析器 Orbitrap Astral 高分辨质谱仪并不止于此。我们已经开发了一种全新的非对称轨道无损质量分析器，简称Astral，与Orbitrap质量分析器相辅相成。Astral质量分析器是赛默飞15年的研发成果，每个组件都经过协同优化，以更快的扫描速度和更高的灵敏度提供前所未有的性能水平。 评新而论赛默飞特别分享来自美国华盛顿大学和丹麦技术大学的两家用户对Orbitrap Astral 高分辨质谱仪评价反馈，详情见VCR：用户单位1：美国华盛顿大学用户单位2：丹麦技术大学看过来！！！2024年度科学仪器新品申报火热进行中，猛戳开启申报入口！！！关于 3i奖“仪器及检测3i奖”，简称“3i奖”（创新Innovative、互动Interactive、整合Integrative），始于2006年，是由信立方旗下网站——仪器信息网和我要测网联合举办，随着科学仪器及检验检测行业的发展需求，应运而生。截至目前已设有12类奖项，记录了行业发展路上的熠熠星光。3i奖作为行业公益奖项，始终秉承着“公正、公平、公开 ”的原则，依托信立方长期合作的业内权威专家和数千万用户进行评审，遴选出代表技术发展趋势的创新产品、表彰科学仪器及检测行业表现卓越的企业、企业家和具有特殊贡献的研发人物等，弘扬正能量，促进行业高速发展。了解更多3i奖详情：https://www.instrument.com.cn/event/prize

2022年9月，上海复享光学首创的基于傅里叶光学显微角分辨光谱仪(ARMS)通过科学技术部科技成果评价并成功入库，这标志着我国在相关领域技术不仅达到国际先进水平，也为光子芯片、光子晶体、超构材料等领域的技术发展奠定了坚实基础。由主任庄松林院士、副主任王建宇院士领衔的共七位专家组成的评价委员会对 ARMS进行考察、现场测试及讨论后，一致认定——1. ARMS解决了显微角分辨光谱检测的关键问题，实现了在广谱频域空间的高分辨率，首次完成了实空间和动量空间的自动化扫描技术，可用于可见和近红外波段瞬态信号采集，并且开发了具有自主知识产权的光学逆问题算法，解决了光学微纳尺度结构的量测和性能评价问题。2.此技术成果难度大、创新性强。产品综合技术已居国际先进水平，其中适合显微角分辨的动量空间透镜组与动量空间外差干涉技术核心点达到国际领先水平。BIC和涡旋光束研究中的显微角分辨光谱实测结果Nature Photonics. 2020, 14(10): 623-628.资剑教授等放眼全球，复享光学既是角分辨光谱技术的早期探索者，也是推动该技术发展、实现产品多样化并深入产业落地的先行者，并掌握该领域核心技术知识产权，已拥有完整技术链及对应产品线。角分辨光谱技术广泛服务于多学科多领域在全球微纳光子学领域，ARMS已服务了包括清华大学、北京大学、美国加州大学河滨分校和韩国光云大学等高等院校及科研院所的上百个课题组。论文引用、标注与致谢超200篇，其中包括殷亚东教授团队发表在Nano Letters, 2020, 20(8): 6051-6058.的关于太阳能集成蒸发器的研究；王占山教授、程鑫彬教授团队发表在Science Advances, 2022, 8(9): eabk3381.的关于超表面材料的研究；成都光电所罗先刚院士团队发表在Advanced Science, 2022, 9(9): 2103429.的关于二维材料的研究。助力学科发展的同时，ARMS还服务国家重大工程。复享光学与中国人民银行的合作是其中的代表案例，成功将角分辨光谱技术应用于人民币 OVMI光学渐变磁性油墨的研发环节。当前，ARMS在集成电路与光电子等战略新兴产业多点发力，已囊括歌尔光学、中芯国际、OPPO、京东方等头部客户，并凭借角分辨光谱技术的独特性和成熟性，通过了行业验证。角分辨光谱技术，洞察光场的新工具角分辨光谱技术是一种在动量空间观测光子色散关系（k~ω）的精细化光谱技术。该技术能够在实空间、动量空间以及频率空间，实现对微纳光子结构的多维度（光谱、偏振态以及光学相干性等）成像观测，是观测微结构光学模式最直接、最有效的手段。角分辨光谱技术-光子学的ARPES角分辨光谱技术是复享光学面向全球市场、具有开创性的鼎力之作。历时多年沉淀，复享光学的角分辨光谱技术不断创新，产品持续迭代，应用领域加速扩展；复享光学始终以先进光谱技术助力科研创新，赋能微纳制造。ARMS扎根全球实验室ARMS，角分辨光谱技术的新高度随着角分辨光谱技术的推进，复享光学历经三代技术发展不断迭代推新，已拥有全代次的系列化角分辨光谱产品。三代角分辨光谱技术基于光学傅里叶变换的角分辨光谱技术，采用光学变换取代了一般角分辨操作中的机械角度转动，再结合显微物镜的空间分辨能力，因此具备了在微纳米尺度即时(瞬态)获取全部光谱信息的能力，是目前唯一可以同时获取包括能量、动量、空间、偏振等物质结构信息的精细化光谱分析技术，具有优异指标和卓越性能。1.精细的角度分辨，角分辨率可达 1.9 mrad @VIS， 20 mrad @NIR；2.超宽光谱探测，最宽可达 350~1700 nm的光谱探测；3.瞬态光谱采集能力，毫秒级实现全角度角分辨光谱检测；4.不变的探测光斑，真正实现原位探测；5.丰富的测量模式，多达 9种光谱测量模式；6.微米量级样品的光谱检测，最小可达 10 μm角分辨光谱探测；7.优异的扩展性，可扩展适用于低温和强磁场等条件。ARMS，微纳光电子学科发展的新动力ARMS是随着微纳光子学的发展应运而生的系统级产品，是获取光子材料色散关系，实现光学性质“全面表征”的必要装备。其中，近红外波段 ARMS具有更强的技术新颖性，能够为相关科学研究的快速突破带来帮助。ARMS广泛适用于光子晶体、表面等离子体、超构材料、微腔光子材料、光-激子强耦合、二维材料、有机发光、等离子体激光、纳米线激光、量子点、光学天线、纳米颗粒、SERS、光子芯片、LED/OLED等多学科领域。ARMS发现光子晶体动量空间偏振新自由度Physical Review Letters, 2018, 120(18): 186103.石磊教授等ARMS助力新冠病毒检测Matter, 2022, 5(6):1865-1876.宋延林研究员等ARMS，微纳制造检测的新方案处于集成电路和光电子产业上游的微纳制程光学量测环节，是芯片良品率控制的关键。在此关键领域，我国远远落后于国际先进水平。ARMS所采集的多维度光谱富含微纳结构的三维形貌信息，可以作为微纳制程量检测的一把精密的标尺。复享光学提出并实现了基于 ARMS的全新光学微纳制程量测新原理和新技术。该原理利用深度神经网络构筑了微纳米尺度结构与动量空间色散的构效关系和映射。同时，由于在所测量的色散关系中包含了冗余的结构信息，因此在实际技术应用中极大优化了量测逆问题中测量噪音带来的病态问题，实测结果达到亚纳米分辨稳定性和 98%以上的置信度。光学逆问题解决产业微纳量检测难点三维等离子尺结构重构结果与OCD量测结果对比Light: Science & Applications, 2021, 10(1): 1-10.石磊教授等复享光学，全球高端光学设备的新势力ARMS是极具先进性和实用性的复杂光谱系统，是全球高端光学设备的代表产品。ARMS由复享光学与复旦大学光子晶体课题组资剑教授、石磊教授共同研发。从基础创新、技术突破，到产学研转化，再到市场验证，ARMS多次获得政府项目支撑，包括国家重大科研仪器项目、上海市科委仪器专项、上海集成电路支撑专项、科技启明星项目等。为精准响应市场需求，持续推出突破性的产品，复享光学建立了多层次的研发平台。为此，复享光学成立了对接产业需求的“上海微纳制程智能检测工程技术研究中心”，并与复旦大学共同建立了致力于研究微纳制造前沿共性关键技术的“复旦大学光检测与光集成校企联合研究中心”。复享光学作为深度光谱技术的创导者，发展智能光谱技术，以深度算法为驱动，持续精研角分辨光谱、显微光谱、偏振光谱、相位光谱、拉曼光谱等分析技术，通过以科研应用为基础和出发点，以产业需求为目标和落脚点，形成具有自主知识产权的复杂光谱系列产品，参与全球技术迭代，建立高端光学设备的世界品牌。附：复享光学ARMS角分辨光谱技术文献清单（部分）[1] Wang B, Liu W, Zhao M, et al. Generating optical vortex beams by momentum-space polarization vortices centred at bound states in the continuum[J]. Nature Photonics, 2020, 14(10): 623-628.[2] Zhang Y, Chen A, Liu W, et al. Observation of polarization vortices in momentum space[J]. Physical review letters, 2018, 120(18): 186103.[3] Zhang Z, Zhao M, Su M, et al. Self-assembled 1D nanostructures for direct nanoscale detection and biosensing[J]. Matter, 2022, 5(6):1865-1876.[4] Sun C L, Li J, Song Q W, et al. Lasing from an Organic Micro‐Helix[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59(27): 11080-11086.[5] Yue W, Gao S, Lee S S, et al. Highly reflective subtractive color filters capitalizing on a silicon metasurface integrated with nanostructured aluminum mirrors[J]. Laser & Photonics Reviews, 2017, 11(3): 1600285.[6] Li T, Chen A, Fan L, et al. Photonic-dispersion neural networks for inverse scattering problems[J]. Light: Science & Applications, 2021, 10(1): 1-10.

项目编号：0625-22216H46项目名称：浙江大学角分辨光电子能谱仪预算金额：750.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：750.0000000 万元（人民币）采购需求：序号项目名称数量单位预算金额（万元）是否允许采购进口产品简要技术描述或基本概况介绍备注1角分辨光电子能谱仪1台750是详见招标公告后附的招标内容及需求。合同履行期限：详见《第四章 招标内容及需求》。本项目( 不接受 )联合体投标。

墨水直写3D打印是一种应用广泛的增材制造技术，该方法依赖的墨水成分选择空间大并且制造成本相对低廉。然而，墨水直写方法受制于低打印分辨率，在打印高分辨率的三维结构方面十分困难。水凝胶是一个高度溶胀的高分子网络，失水时可以产生巨大的体积变化，利用三维水凝胶结构的体积收缩来制造微型结构是一个可选的方案。此外，墨水直写方法在打印具有复杂悬空结构时同样面临着挑战，常用的策略是后期将目标材料灌入打印的牺牲模板中来间接制造复杂三维结构。最近的研究工作集中在光固化牺牲模板上，但是去除这些模板一般需要高温处理或有毒溶剂，极大地限制了可灌注的目标材料种类。 　　近日，中国科大俞书宏院士团队报道了一种提升墨水直写3D打印技术分辨率的方法，该方法是基于一种可打印水凝胶(卡波姆凝胶)的可控收缩特性。研究人员通过引入分子链间的共价键交联赋予了水凝胶干燥后均匀收缩的特性，3D打印水凝胶结构的体积可收缩至原先的0.5%，提升了墨水直写3D打印技术的制造分辨率。此外，研究人员利用该水凝胶体系预先打印牺牲模板，而非将目标材料墨水直接纳入打印墨水体系，无需对目标墨水的流变性能进行重新设计，拓展了可制造材料的种类。该研究成果以“Controlled desiccationof preprinted hydrogel scaffolds toward complex 3D microarchitectures”为题发表在Advanced Materials上。我校博士生崔晨为论文的第一作者，俞书宏院士和高怀岭教授为通讯作者。 　　为了提高墨水直写3D打印技术的打印复杂度和打印分辨率，研究人员利用具有可控收缩特性的水凝胶微粒作为牺牲模板的墨水，打印的水凝胶牺牲模板在受控干燥后体积收缩了99.5%(图1g)，成功制造了具有亚毫米分辨率的复杂三维结构(以双螺旋结构为例)。研究表明，水凝胶中的分子间共价交联是实现水凝胶均匀收缩的关键因素之一。研究人员测试了多种交联方式的水凝胶，验证了该策略的普适性。图1 可控收缩水凝胶通过墨水直写3D打印制备牺牲模板，打印结构经过自然干燥，在保持原先结构的前提下体 积大大减小，由此提升了制造分辨率 　　为了进一步研究牺牲模板中孔道的几何各向异性对收缩均匀性的影响，研究人员分别打印了具有水平和竖直圆柱形孔道的支架。水平和竖直孔道截面的重叠系数分别为0.94和0.95，表明了孔道结构收缩前后的高形状保持率和水凝胶支架在三维空间的均匀收缩(图2a)。为了探索水凝胶的最大收缩倍数，使用氢氧化钠中和的卡波姆凝胶分别实现了在水平方向上5.95倍、在竖直方向上5.32倍的均匀收缩(图2b)。 　　研究人员进一步设计了一个具有三维导电通路的逻辑电路和磁性微型机器人作为概念验证。可控收缩的3D打印水凝胶在干燥后构成了微电路支架，注入的液态金属EGaIn构成了内部的导电通路。Micro LED被固定在立方体电路的五个表面上，通过连接底部不同的触点对，Micro LED会被依次点亮(图2g)。利用可控收缩的3D打印水凝胶作为牺牲模板还制造了特征尺寸为90微米的磁性微型机器人。在可控磁场的作用下，该微型机器人具有良好的旋转和运动功能。 图2 水凝胶牺牲支架中孔道的几何各向异性对均匀收缩的影响及制造的三维电路器件 　　研究人员利用可打印水凝胶的可控收缩特性提升了墨水直写3D打印技术的制造分辨率和结构复杂度。未来，水凝胶辅助3D打印方法将为解决三维微纳制造的经济性和灵活性问题提供新的思路。 　　该工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省高校协同创新项目、中央高校基本科研专项资金等资助。

角分辨光电子能谱仪（ARPES）具有能量和动量分辨能力，是探测材料能带结构的重要手段。随着超快激光技术的发展，结合泵浦-探测技术的超快角分辨光电子能谱仪（TR-ARPES）由于兼具时间分辨能力，可用来探测非平衡态的电子能带信息，备受关注。基于高次谐波产生（HHG）的TR-ARPES还具有光子能量高、光子能量可调谐的优点，使得其探测范围可覆盖大范围布里渊区，在电荷密度波（CDW）材料、过渡金属二硫化物（TMD）材料的超快动力学过程研究中具有重要作用。近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心极端条件物理重点实验室丁洪研究组（EX7组）博士生陈发民、潘默君、刘俊德，在研究员钱天和副主任工程师运晨霞的指导下，研制出国内首台基于高重复频率、高通量高次谐波光源的超快角分辨光电子能谱仪（HHG-TRARPES），并通过了现场测试（图1）。该仪器系统配备了六轴低温样品台、DA30半球分析器，极限真空优于10-10torr，最低温度小于6K，其光子能量连续可调（20-60eV），重复频率为0.4MHz。第18阶次光子（21.6eV）的能量分辨率为109meV，时间分辨率为120fs，样品位置处的光通量约为1011ph/s，综合参数达到世界同类型设备的一流水平。此外，全设备接入自主开发的控制系统，实现了集成化、智能化、便捷化操作，时间和角度联动扫谱，内置真空自锁与保护功能。目前，实验装置已进入稳定运行阶段，实现了对拓扑绝缘体Bi2Se3未占据态和电荷密度波材料1T-TiSe2能带动力学演化过程的测量（图2、3）。这一设备的搭建完成，为未来研究量子材料中电子的超快动力学过程、未占据态及新型电子态提供了关键的实验平台。研究工作得到北京市科学技术委员会、国家自然科学基金委员会、中科院战略性先导科技专项（B类）、中科院科研仪器设备研制项目等的支持。高次谐波光源部分得到光物理重点实验室（L07组）副研究员赵昆、研究员魏志义及联合培养博士研究生王佶、许思源等的协助。图1 实验室设备全图图2 拓扑绝缘体Bi2Se3未占据态的测量图3 CDW材料1T-TiSe2的能带动力学过程（T=87K）图4 集成控制系统

仪器信息网讯 2015年3月17日，北京理化分析测试技术学会和北京市电镜学会主办的&ldquo 北京市2015年度激光共焦超高分辨显微学学术研讨会&rdquo 在北科大厦举行。该会议旨在推动北京市及周边省市激光共焦超高分辨显微学的进步和发展，提高广大相关工作者的学术及技术水平，促进上述学科在生命科学等领域中的应用。会议得到了相关学者的热烈响应，约160余人参加了此次会议。会议现场　　北京市电镜学会理事长郑维能、秘书长张德添，北大医学部何其华、北大医学部第一医院王素霞主持会议。　　超高分辨显微技术进展　　自荷兰博物学家、显微镜创制者列文虎克在17世纪第一次将光线通过透镜聚焦制成光学显微镜并用它观察微生物以来，显微镜就一直是生物学家从事研究工作、探寻生命奥秘必不可少的利器。正是因为有了列文虎克的这项伟大发明及其后继者对显微镜技术的不断改进和发展，人们才能够对细胞内部错综复杂的亚细胞器等结构的形态有了初步的了解。　　然而为了更好地理解生命过程和疾病发生机理，生物学研究需要观察细胞内器官等细微结构的精确定位和分布，阐明蛋白等生物大分子如何组成细胞的基本结构，重要的活性因子如何调节细胞的主要生命活动等，而这些体系尺度都在纳米量级，远远超出了常规的光学显微镜的分辨极限(约为200nm)。　　为了解决生命科学研究面临的一系列难题，超高分辨率显微技术应时而生，并且一经问世就得到了广泛的响应。2008年Nature Methods将这一技术列为年度之最。2014年，美国科学家Eric Betzig，德国科学家Stefan W. Hell，美国科学家William E. Moerner，因他们在超分辨率荧光显微技术领域取得的成绩，获得了该年度的诺贝尔化学奖。报告人：北京大学 席鹏　　目前，超高分辨显微技术虽然能获取很高的空间分辨率，却总是以牺牲时间分辨率为代价。同时，这些方法技术复杂、系统成本较高，这给推广应用带来一定困难。如果人们希望显微镜能在生物研究领域发挥重要作用，就必须对其加以改进和提高。　　北京大学席鹏课题组一直致力于超分辨显微成像技术研究。在报告中，席鹏介绍了超分辨显微技术的发展与应用，并详细介绍了课题组研究的两类超分辨技术：多色联合标记超分辨技术和多模态三维超分辨技术。其中多色联合标记超分辨研究成果发表于Nature出版的Scientific Reports期刊，多模态三维超分辨技术相关研究成果发表于Springer和清华大学出版社联合出版的Nano Research期刊上。报告人：蔡司 库玉龙　　库玉龙介绍了蔡司在2014年最新推出的Airyscan技术。Airyscan技术可以应用于蔡司LSM 800和LSM880激光共聚焦显微镜，是第一款可用于正置显微镜观察的超高分辨率产品。据介绍，传统的共聚焦显微镜通过针孔来阻止非焦平面的发射光。Airyscan检测器不在针孔处限制光通量，而是直接用一个32通道的六边形平面探测器收集所有发射光，其中每个探测器元件都是有效的单个针孔。这一技术的使用，使LSM880的总体分辨率增加了1.7倍，即140 nm的横向分辨率和 400nm的轴向分辨率。报告人：徕卡 吴立君　　吴立君介绍说，2014年诺贝尔化学奖获得者Stefan W. Hell与徕卡显微系统的工程师和科学家有长期良好的合作关系，从他还是博士生时，他就与徕卡共同研发超高分辨显微镜，至今双方合作超过15年。早在2004年双方合作推出了商业化4Pi超高分辨显微镜 2007年, Stefan W. Hell将STED(受激发射损耗)专利技术授权徕卡研发。　　此外，吴立君介绍了徕卡推出的Leica TCS SP8 STED 3X受激发射损耗显微镜，以及即将推向市场的光谱更宽、分辨率更高、样品保护更强的受激发射损耗显微镜新产品。报告人：尼康 赵媛　　赵媛介绍了尼康的N-SIM和N-STORM超分辨显微镜。据介绍，N-SIM结构照明显微技术专门为活细胞超高分辨率成像而设计，使用了全内反射结构照明(TIRF-SIM)来提高样品表面的空间分辨率，并且时间分辨率可以达到0.6秒/帧。其中结构照明显微技术(SIM)由旧金山加州大学授权。　　N-STORM则将哈佛大学授权的&ldquo 随机光学重构显微术(STORM)&rdquo 与尼康的Eclipse Ti研究级倒置显微镜结合在了一起，能够显著提高分辨率，可达到传统光学显微镜分辨率的十倍或者更多，可采集纳米级的二维或三维多光谱图像。报告人：奥林巴斯 方琳　　方琳介绍了奥林巴斯近年来推出的多光子扫描显微镜和超高分辨技术。2013年9月，奥林巴斯推出了FVMPE-RS多光子扫描显微镜，具有高速高灵敏度双光子成像技术、空间精确红外光刺激和可见光光刺激及更深的成像深度，更长波长光校准及透过率系统。能够有效收集动态影像，如被标记的细胞在血液中&ldquo 缓缓&rdquo 流动，斑马鱼的心脏&ldquo 慢慢&rdquo 起伏等。　　2014年10月，奥林巴斯推出了独创的超高分辨技术FV-OSR，结合了众多精良的光学部件和超高灵敏度探测器，成功将传统共聚焦显微镜的分辨率提高了两倍，理想条件下XY水平分辨率可达120~150 nm。实现了简化操作和广泛兼容等新特性，将共聚焦技术与特制的超分辨光学附件相结合，可以在FV1000或FV1200共聚焦系统上升级。报告人：珀金埃尔默 卢毅　　高内涵筛选(HCS)系统可以对细胞形态或生化特性所发生的改变进行高通量分析。现在，高内涵筛选系统已经成为基础科学和药物研发领域中的一个重要工具。　　卢毅介绍说，PerkinElmer在2014年推出了Opera Phenix&trade 共聚焦HCS系统。这款设备的设计旨在令速度最大化，同时不牺牲系统的灵敏度。对于HCS系统来说，在获取数据的同时进行数据分析会限制检测的灵敏度，不过这样能够节省筛选的时间。有时光谱重叠会导致不同的荧光素发生相互干扰，从而限制整个系统的灵敏度。而Phenix依赖于PerkinElmer的专利技术Synchony&trade Optics，该技术可以控制荧光素的激发，从而减少荧光信号之间的干扰，提高了系统的灵敏度。　　超高分辨显微技术应用　　很长时间以来，人们都认为光学显微镜技术无法突破&ldquo 阿贝分辨率&rdquo ，即永远不可能获得比所用光的波长一般更高的分辨率。然而近十多年来，科学家们在此领域获得了精彩的成果，突破了光的衍射极限分辨率。其中尤其是STED（受激发射损耗）显微技术和分子定位显微技术，让科学家能在纳米水平观察到活细胞内个别分子的作用路径，可以看到分子是如何在大脑神经细胞形成突触的 也可以跟踪哪些与帕金森症、阿茨海默症等疾病有关的蛋白质分子聚集，在真正意义上扩大了科学家们的视野。而这些都将有助于人们进一步了解这些疾病的形成机理，帮助我们去克服治愈它们。报告人：清华大学 谢红　　清华大学谢红在报告中介绍了双光子活体成像技术在学习记忆和阿尔兹海默病研究中的应用。双光子显微镜现在已经成为活体脑功能研究中重要的研究工具，双光子成像具有较深的穿透力、更为集中的空间聚焦、较小的组织损伤性等特征。因此，一方面利用双光子显微镜能够在细胞甚至是亚细胞水平上对活体中的神经细胞结构形态、离子浓度、细胞运动、分子相互作用等生理现象和过程进行直接的成像监测，另外还能进行光裂解、光激活、光转染和光损伤等光学操纵。报告人：中科院生物物理所 李岩　　中科院生物物理所李岩目前的研究主要为：以果蝇为动物模型，探索高级脑功能的细胞分子机制，涉及的研究领域和方法包括神经发育生物学、分子遗传学、学习认知行为的神经环路等方面。并以已有的行为范式，如进食，睡眠和学习记忆为基础，深入研究单基因对细胞形态、神经网络发育、及高级脑功能的作用，并探讨环境因素，如地磁场等对生物高级脑功能的影响及其机制。在她的研究中，激光共聚焦超分辨显微学技术发挥了重要作用。报告人：阜外医院 聂宇　　阜外医院聂宇则介绍了激光共聚焦超分辨显微技术在&ldquo 激活心外膜&mdash &mdash 哺乳动物心肌再生调控的新途径&rdquo 中的应用。据介绍，由于心肌梗死发生后，梗死区被纤维组织替代，心脏泵功能受损，最终导致心衰和死亡 其原因在于心肌无法实现对损伤的自我修复，心肌细胞发生凋亡或坏死后，如果有充足的心肌细胞来源，对其进行替代和补充，将可能实现心功能的重新恢复。故而，心肌再生是目前心血管科学领域的研究热点。撰稿：秦丽娟

仪器信息网讯 2023年6月29日“第六届质谱仪器研发论坛”于常德举办。本次论坛以“国产质谱技术发展新方向”为主题，邀请了质谱研发和应用领域资深专家分享质谱研究及相关技术的创新进展。本次论坛由中国仪器仪表学会分析仪器分会质谱仪器专家组、广东省麦思科学仪器创新研究院、分析测试百科网主办。仪器信息网对本次会议进行了报道。论坛现场与应用研究为主的学术会议不同，本论坛聚焦质谱仪器研发、规模控制在100多人的规模，重在互动、交流。此次论坛已是第六届，“高分辨”、“临床”、“零部件”成为热词。高分辨，各展神通、永恒追求100多年前人类发明了质谱分析技术之后，质谱技术飞速发展，不断更新迭代，现已成为许多实验室和各种应用中不可或缺的分析技术。近年来，随着环境科学、月球研究、地质科学、生命科学、核工业、材料科学等领域的快速发展，如新污染物识别、传统污染物的转化产物鉴定、生态与环境风险评估等研究工作的深入开展，分析物质日益复杂，高分辨质谱的需求也日益旺盛，并且还在不断提出更多的新要求。业内通常把分辨率在10000（FWHM）以上的质谱称为高分辨质谱，主要包括磁质谱、飞行时间质谱、轨道阱质谱及傅里叶变换离子回旋共振质谱。质量分辨率是反应质谱定量能力的核心参数，高分辨率质谱可以提高质量分析的化学特异性和准确度，提供更高可信度的分析物鉴定数据。中国质谱市场大部分依赖进口，赛默飞、安捷伦、Sciex、Waters、岛津等国外企业占据了大部分市场份额以及几乎所有的高分辨质谱市场。不过，经过时间的积累，国内质谱研发的团队近年来也呈现快速增长的趋势，很多专家学者和仪器企业都在不断努力向着高分辨质谱领域进发。厦门大学杭纬《再论超高分辨质谱成像技术》、西北核技术研究所李飞腾《国产磁质谱仪器研发进展及展望》、宁波大学丁传凡《四极质谱的高分辨分析方法探讨》、中国科学院大连物理化学研究所李海洋《线性离子阱/多次反射飞行时间串联质谱的研究及应用》、清华大学周晓煜《超高分辨离子淌度质谱仪器研制及应用》、广州禾信仪器股份有限公司朱辉《四极杆飞行时间质谱的研制》、湖南大学岳磊《质谱中的温度与分子结构分析》、广州麦思科学仪器创新研究院任熠《大气压电离-多次反射飞行时间质谱的研制》等，从不同角度、维度分享了高分辨质谱的研制与应用进展。探究化学物质在生物组织及细胞内的分布是生命科学研究的核心方向之一。以二次离子质谱为代表的高分辨质谱成像技术已经在单细胞生命科学领域逐渐崭露头角，但存在谱图干扰严重的瓶颈问题。杭纬近年来致力于发展激光质谱纳米成像技术，如激光诱导针尖近场增强解吸电离飞行时间质谱仪，成像空间分辨率可以达到50纳米；基于微透镜光纤的自动化激光解吸电离质谱成像平台，其成像分辨率可达300纳米。四极质谱对机械加工精度、电源精度等要求极高。在目前国内机械加工精度水平较低的现状下，四极质谱如何实现高分辨技术的突破？丁传凡多年来一直致力于低成本、低加工精度下的高分辨方法研究，如，利用非对称四极杆、高阶电场、第二稳定区等进行质谱分析，大幅提升了仪器的质量分辨率。未来，丁传凡将继续开发新型离子阱、提升四极质谱的性能，并且继续研究利用第二稳定区开展质谱分析的研究。在高分辨质谱中，飞行时间质谱具有质量范围宽、分析速度快、高通量，质量分辨率独立于质荷比可以在全质量范围内实现高分辨率等优势。广州禾信仪器股份有限公司朱辉分享了前段时间刚刚发布的国产第一台LC-QTOF MS的研制成果。此外，在飞行时间质谱研制中，多次反射飞行时间质谱（MR-TOF MS）是主要热点。MR-TOF MS在有限的空间内，利用静电场将离子的飞行路径折叠反射来延长飞行时间，保证离子束长距离的飞行中不发散的同时实现质量峰的压缩聚焦，从而极大提高分辨率。李海洋在国内较早开展了MR-TOF MS的研制工作，将线性离子阱（双线性离子阱）与MR-TOF MS串联耦合，并开发直接进样质谱技术，实现了复杂基质中微量元素的快检分析。此外，广州麦思科学仪器创新研究院任熠也介绍了大气压电离-多次反射飞行时间质谱的研制成果。离子迁移质谱技术/离子淌度质谱（IM-MS）独特的分辨能力可以区分一般质谱技术无法区分的异构体或同重素，成为了生物分子结构解析重要的技术工具。源于对高性能无止境的追求，如何提高IM-MS的分离分辨率，成为当前离子迁移质谱研究的热点。其中，清华大学精密仪器系周晓煜依据强迫振荡原理，在小型化离子阱质谱仪上实现了超高分辨的IM-MS分析，分辨率可达1万以上，超出现有IM技术接近两数量级以上。湖南大学岳磊采用超高分辨离子迁移谱技术对异构体分离，之后引入到后续的低温离子光谱质谱分析中，减少了由异构体引起的光谱叠加问题，光谱可以进一步验证离子淌度的分离效果，因此质谱、光谱、离子淌度谱的有机结合在得到异构体精确光谱的同时，也为离子淌度质谱分析带来了新的维度和深度。磁质谱具有高灵敏度、高精度、高丰度灵敏度、高分辨和大动态范围等优点，在核工业、地球化学、海洋演变、半导体材料、航空航天、生物成像等领域发挥重要作用。新时期下，磁质谱相关技术的自主可控尤为迫切，从2016年开始加快了磁质谱国产化进程。西北核技术研究所是国内最早开始无机和同位素质谱研究的单位之一，持续公关，近年来在磁质谱仪器通用关键技术与加工装配工艺方面取得了突破。李飞腾介绍了激光共振电离质谱仪、双聚焦热表面电离质谱仪、高分辨辉光放电质谱仪等的研究进展。临床应用，黄金赛道、新思维创新有调研报告预测，2021年全球质谱在临床检验应用的市场规模在150亿美元左右，未来行业增速将在20%左右。中国临床质谱行业于最近3年开始加速，预计整个中国市场在未来5年将迎来高速增长。紧随行业发展趋势，本次论坛的另一个热点即为“临床质谱”。仪器研发最终要落在应用上，清华大学张新荣强烈表示，质谱仪器技术、应用方法开发都要和生物医学等应用领域很好结合，要做“有用”的质谱仪器。张新荣团队研制了一套自动化质谱单细胞分析系统，包括单细胞定位、自动化萃取、非接触式皮升电喷雾质谱检测和代谢组学数据分析等四个有机衔接的功能模块，实现单细胞内代谢物的高灵敏和高通量的检测分析，为细胞生物学研究者提供高效精密的单细胞代谢组学定量分析工具。山东英盛生物技术有限公司的副总裁张政祥、安益谱（苏州）医疗科技有限公司陈崝等国内相关临床质谱企业代表，临床质谱应用现状、应用痛点及其解决方案等方面展开了探讨。张政祥表示，未来临床质谱的发展趋势包含：从前处理、色谱分离角度提升通量，提高自动化程度、搭建全自动的质谱平台，拓宽应用场景（POCT），丰富生物大分子检测方案，加速国产替代，标准化日益完善。零部件，国产化同样重要目前，质谱仪及其所需的部分核心零部件主要依赖进口，部分市场被垄断、部分国产核心零部件性能不高、成本高难以定制化等成为行业突出性问题。作为科技创新重要支撑，高端质谱仪及核心零部件成为了攻克“卡脖子”的关键一环，其创新发展及国产化越发重要。近几年来，在国家政策支持下，中国质谱产业化发展的路上多点开花，离子源、四极杆质量分析器、电源、分子泵等核心零部件不断有新的产业化技术涌现。此次论坛上，复旦大学吴晓楠、大连民族大学刘本康、北方工业大学陈吉文就分别介绍了《应用于气相反应研究 离子阱和FTICR碰撞反应池的开发》、《质谱用精密高压电源选型及研究进展》、《直流与脉冲辉光离子源的研制与应用》的精彩内容。质谱仪器研发论坛的另一个特别之处在于，会议赞助商多为零部件厂商，如Leybold、EDWARDS、PHOTONIS、航宇九天、IMI ADAPTAS、VALUE飞越、华星陶瓷等真空泵、四极杆、电子倍增器、微通道板、特种电机等关键零部件的供应商。中国仪器仪表学会分析仪器分会秘书长吴爱华《浅析我国质谱发展现状与趋势》、中国科学院苏州生物医学工程技术研究所天津工研室程文博《国产质谱仪器“内卷”之现状及应对建议》，从整个质谱产业角度，梳理了政策法规标准、国内外知名生产企业、重大科研专项等相关最新动态，使与会者对整个行业的宏观发展现状有了清楚了解。历时两天，此次论坛成功闭幕，就像中国仪器仪表学会分析仪器分会秘书长吴爱华、中国仪器仪表学会分析仪器分会质谱仪器专家组副主任委员丁传凡、秘书长周志恒在开幕式致辞中指出的，每次论坛都有新面孔加入、都有新成果展示，从中可以看出中国质谱技术在快速创新发展，为了实现“中国-质谱强国”的目标在一步一步地前进着！

为进一步加强科技前瞻研判，引领原创性科研攻关，打造学术创新高地，推进科技自立自强，按照《中国科协办公厅关于征集2023重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题的通知》 (科协办函创字[2023]8号)文件要求，中国光学工程学会面向国内外科技组织和科技工作者，共征集58个全球共同关注的前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题。经过专家委员会函评和终审评议，共评选出15个前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题。本次评选出的5个前沿科学问题中，第一个就是超分辨率成像技术，该技术在近几年得到了快速的发展，目前已经有多项科研转化成果成功产业化。5个前沿科学问题1、如何突破时-空极限实现超快超分辨成像？How to break through the spatio-temporal limit to achieve ultrafast and super-resolution imaging?2014年诺贝尔奖授予了将光学显微带入纳米尺度的超分辨荧光成像技术，但其依赖于荧光标记，且时间分辨率较低。压缩超快成像技术兼具飞秒时间分辨率和极高数据压缩比，但以牺牲空间分辨率来观测超快动态过程。发展超快超分辨成像技术，在无标记宽场成像下实现时-空分辨率的协同突破，将极大推动人类对各类超快微观现象的认知，助力“追光捕快、察微显纳”的新成像体系建设。2、人们能以多高的自由度塑造光？How arbitrarily can light be shaped?自从认识光现象起，人们便尝试不断改变光的“造型”。从早期的透镜聚焦光能，到现代显微技术中的复杂结构光、激光雷达形貌测量中的点阵投影等，还有精细激光加工中超长焦深的贝塞尔光束、具有弯曲空间传播轨迹的艾利光束等。对光的塑造能力越高、对其利用程度也越高。为此，应从原理上探索塑造光的极限，即人们能以多高的自由度塑造光？3、光学系统的体积极限是多小？What is the volume limit of an optical system？光学元件的性能在很大程度上受到可用光学材料和结构设计的限制。基于超表面的平面光学器件以及各类新型微纳元件有望将核心光学元件缩小到几百微米级别，相比传统复杂光学系统体积显著减小了六个数量级。但如何确定具有特定功能的光学系统的体积理论极限还有待研究，从而进一步实现微型化、微型化与集成化，将在AR/VR、遥感探测及未来纳米科技等领域产生巨大影响。4、光电子芯片的集成度极限是什么？What is the limit of photonic integration? 面向未来十年或更长远时间，光电子芯片集成度的增长会遇到瓶颈，相应的容量要扩展到Pb/s量级会遇到许多根本性的限制。本科学问题涉及芯片容量、尺寸、功耗三个方面的理论和技术的极限，需要在超宽带透明光电材料、高集成度器件中的光场调控、高效率低功耗调谐机理等方面研究变革性的新原理和新技术。5、如何使光计算完备？How to make optical computing complete？采用光学方法来实现运算处理和数据传输是后摩尔时代算力、功耗问题极具潜力的解决途径之一。光子具有光速传播、抗电磁干扰等特性，以及具有天然的多维复用和并行计算优势，十分契合人工智能等应用领域大数据处理的需求。但目前光子计算面临着很多挑战，例如光子芯片的集成度仍有待提高；计算精度仍低于电子芯片，器件架构未优化，上述挑战亟需研究5个工程技术难题1、如何实现EW超强激光？How to create EW ultra-intense laser？依托我国神光装置，攻克甚多束超短脉冲激光高效优质相干合成、超高信噪比管控、等离子体压缩等核心难题，突破EW超强激光高增益、高品质、高负载三大受限条件，国际上率先实现EW级峰值功率激光输出，率先进入超相对论物理等前沿基础研究领域，辐射带动平均功率万瓦级超短激光技术发展和应用。2、如何构建超大型空间光学装置？How to construct the ultra-large space optical instrument?超大型空间光学装置是当前世界宇航企业重点发展的综合性大系统工程方向。在轨组装和维护则是构建超大型空间光学装置的重要技术途径，即将系统的各个组成模块发射入轨，再利用空间操控工具对各个模块进行在轨组合和装配。该技术的实现将引领弹性可重构光学遥感系统的跨越式发展，并为未来空间飞行器维护与服务奠定技术基础。3、如何实现高功能密度感存算一体光电集成芯片？How to realize that photoelectric integrate chip with high functional density sensing and memory integration？能够执行探查、识别、飞行、定向打击等任务的微型机器人对功耗、尺寸、功能要求十分苛刻。现有设备集成化程度低，处理数据量大，成像体制单一，无法实现一体化探查。为解决这些问题，可采用感存算一体化仿生架构，突破光电融合集成、智能感知处理等关键技术，挖掘低频有效信息，降低能耗压力，实现高功能密度、极小型化、极低功耗的一体化光电集成芯片。4、如何实现在原子、电子本征尺度上的微观动力学实时、实空间成像？How to achieve real-time and real-space imaging of microscopic dynamics on the intrinsic scale of atoms and electrons?原子、电子是自然界许多现象的核心，其结构及运动状态决定了所构成物质的宏观特性。原子、电子的运动发生在飞秒至阿秒的超快时间尺度以及皮米的超小空间尺度上，因此，需要同时具备“皮米空间分辨率”与“阿秒时间分辨率”的阿秒电子成像技术以实现对原子-亚原子微观世界中超快动力学过程的探测与控制，揭示材料中各种功能的微观起源。5、如何实现高时空分辨率的全球重力梯度测量？How to retrieval high time and spatial resolution global gravity gradient？地球重力场是地球的基本物理场之一，反映了地球表层及内部物质的空间分布、运动和变化，同时也决定着大地水准面的起伏和变化。利用高精度冷原子重力梯度仪对全球的重力梯度进行高时空分辨率的测量，可以更好地监测揭示海洋环流活动规律，全球陆地水储量变化，冰盖和大型冰川系统的质量平衡，为人类未来的生存和发展制定科学的应对策略。5个产业技术问题1、如何打造成熟的硅基光电异质集成工艺平台，支撑新一代信息技术发展的需求？How to build the accessible platform for optoelectronic heterogeneous integration based on silicon photonics, to facilitate the development of next-generation information technology?随着AI、下一代数据中心、激光雷达、卫星通信等战略应用迅速发展，单一集成光子材料已不能满足产业需求。以III-V半导体、薄膜铌酸锂为代表的硅基光电异质集成可融合多种光电功能材料的优势，将成为高端光子芯片在上述应用领域的重要解决途径。鉴于光电异质集成国际竞争态势，我国迫切需要提升高端异质集成光子芯片的研发及产业化能力，支撑产业发展。2、如何突破激光时空特性测试计量短板难题？How to break through the difficult problem of measuring the spatial and time domain parameters of lasers？2022年，激光产业销售收入大于800亿。然而，支撑我国激光产业发展的激光参数测试仪95%依赖进口，年高达3亿元。特别是激光时域和空域参数测试计量缺失，全部依赖德国、美国、加拿大等仪器。典型的包括：测量皮秒、飞秒和阿秒的自相关仪、FROG和SPIDER等；千瓦级功率激光光束质量测试仪等。测试仪器短板，风险大，是急需攻关的问题。3、中高端传感器如何实现自主可控？How to achieve self- production and controllability of medium and high-end sensors？传感器是物理与数字世界纽带，万物互联基石，对国力有重要影响。目前我国低端传感器产能过剩，中高端传感器自主可控率低。小到手机摄像头、大到汽车发动机，中高端传感器严重限制了我国产品市场竞争力。传感器专业点多面广，对材料、集成电路等基础工业水平要求高。如何实现中高端传感器自主可控是一个关键产业技术难题。4、如何谱写智能网联汽车的“中国方案”？How to compose the "Chinese Approach" for intelligent connected vehicles？智能化、网联化已成为各国汽车产业博弈未来的战略制高点，李克强院士提出了智能网联汽车的中国方案—“车路云一体化融合系统控制”的技术路线。在路侧通过将激光雷达、毫米波雷达和摄像头融合在一体，具备全天候全息环境感知能力，并有传输延迟低、覆盖范围广、数据精度高、易维护安装的特点，可以解决交通拥堵、交通事故两大核心痛点，进一步提升我国交通信息化、智能化。5、如何突破反谐振空芯光纤降损及大规模工业化制备难题？How to break through the loss-reducing and massive industrial manufacture of anti-resonant hollow-core fiber？作为近半世纪光通信行业基础媒介的实芯光纤正面临容量与时延两项限制。反谐振空芯光纤在理论损耗、带宽、非线性和介质光速等方面全面优于实芯光纤，将对光纤、光器件、光网络系统形成颠覆性变革，有望构建下一个50年的光通信生态。其理论损耗极限、将损耗降至可商用水平并实现大规模工业制备，是亟待突破的技术和产业问题。

一、项目编号：1069-224Z20224683（项目编号：招设2022A00240）（招标文件编号：招设2022A00240）二、项目名称：上海交通大学高通量超高分辨宏蛋白分析鉴定系统采购项目三、中标（成交）信息供应商名称：恒裕通有限公司供应商地址：香港上环干诺道中168-200号信德中心西座2306B&2307室中标（成交）金额：848.8000000（万元）四、主要标的信息序号 供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 1 恒裕通有限公司 高通量超高分辨宏蛋白分析鉴定系统 赛默飞世尔科技 Orbitrap Exploris 480+Vanquish 1套 8488000

同位素内标-气相色谱-高分辨双聚焦磁质谱法检测血清中多溴联苯醚背景介绍　　多溴联苯醚(PBDEs),是一种持久性有机污染物(POPs),根据苯环上溴原子的取代个数和位置的不同,共有10类209种同系物。由于其阻燃性能良好,被广泛应用于纺织品、玩具、建筑材料和电子设备等产品中。PBDEs的化学结构稳定,亲脂性强,容易释放到环境中,并通过食物链对生物体产生生物蓄积与生物放大作用,产生甲状腺毒性、神经毒性、内分泌毒性、生殖毒性、肝脏毒性、细胞毒性、致癌性等。　　PBDEs对人体健康的影响已成为世界范围内高度关注的问题,目前针对多溴联苯醚人群暴露情况的研究,分析样本主要为血液、母乳和各种组织(脂肪、胎盘等)。由于多溴联苯醚是脂溶性化合物,在尿液中含量较低且多以羟基化代谢物的形式存在,脂肪组织的采样具有侵害性,且母乳和胎盘的采样仅限于一部分特殊人群,而血液样本相对较易获得,所以血液样本的测定是研究多溴联苯醚对人群健康影响的主要途径。　　人体血清基质复杂,PBDEs含量较低,因此需提高富集效率并尽可能降低基质干扰,提高检测灵敏度。目前,液液萃取法、固相萃取法和加速溶剂萃取法是样品提取时较常使用的方法,样品净化主要使用凝胶色谱法和固相萃取柱净化法,检测方法主要有液相色谱-质谱法(LC-MS)、气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)、气相色谱-负化学源质谱法(GC-NCI/MS)和气相色谱-高分辨双聚焦磁质谱法(GC-HRMS)。　　LC-MS前处理步骤相对简便,但对PBDEs分辨能力较弱、灵敏度较低,更适合易热降解的高溴代多溴联苯醚的测定；GC-MS/MS、GC-NCI/MS选择性、灵敏度较高,对复杂基质抗干扰能力强,适用于痕量PBDEs的测定,但样本需求量较大,需采集2~5 mL血清样本；GC-HRMS同时备有静电场离子分析器和磁场质量分析器,因而使仪器同时具有能量聚焦和方向聚焦的双聚焦功能,灵敏度高、检出限低,适用于小体积样本中痕量和超痕量PBDEs的测定。　　目前常用的GC-HRMS样品前处理步骤中主要采用凝胶色谱和酸性硅胶柱对样品进行净化,其中凝胶色谱法样本需求量较大(2 mL),酸性硅胶柱对实验人员填装操作要求较高,且无法同时测定多种PBDEs组分(如BDE-209等),批量样品检测时效率较低。　　本方法探索使用少量血清(0.5 mL),采用GC-HRMS结合液液萃取和硅胶柱净化的方法,建立了人血清中14种PBDEs的测定方法,并用该方法对某地区15份青少年人群血样进行了检测,以期了解该地区青少年人群PBDEs的暴露水平。　　样品前处理　　血清样品解冻后移取0.5 mL于12 mL玻璃离心管中,分别加入200 μL硫酸、0.5 mL甲醇和20 μL内标使用溶液后混匀。先加入6 mL正己烷充分摇振后,以3500 r/min离心10 min,收集上层有机相；再加入6 mL甲基叔丁基醚,重复萃取,合并两次萃取液,于40 ℃、5 Pa氮吹25 min至0.5 mL。依次用2 mL甲醇和2 mL正己烷活化硅胶固相萃取柱,将浓缩液转移到硅胶柱上,先收集流出液,再用10 mL二氯甲烷-正己烷(1:1, v/v)溶液洗脱,合并流出液与洗脱液,40 ℃氮吹30 min至近干。向试管中加入10 μL正己烷复溶,振荡混匀,转移至棕色进样小瓶中,待测。　　色谱条件　　色谱柱:Rtx-1614毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.1 μm)；进样方式:不分流进样；进样口温度:290 ℃；传输线温度:320 ℃；升温程序:初始温度150 ℃,保持2 min,以15 ℃/min升温至250 ℃,保持1 min,再以25 ℃/min升温至290 ℃,保持3 min,然后以25 ℃/min升温至320 ℃,保持12.5 min；载气:氦气,恒定流量1.0 mL/min；进样量为1 μL。　　质谱条件　　电子轰击(EI)离子源,源温:280 ℃；电子能量:35 eV；电压选择离子检测(VSIR)；分辨率:10000。14种PBDEs及其同位素内标的质谱参数见原文表1。　　质量控制　　样品前处理环境应在每次实验开始前和结束后进行清理,避免有目标物残留。实验过程中所用玻璃离心管、试剂、进样小瓶、固相萃取柱、枪头均做空白对照实验,未检出14种待测PBDEs。　　文章信息　　色谱, 2022, 40(4): 354-363　　DOI: 10.3724/SP.J.1123.2021.10017　　王梦梦, 谢琳娜, 朱英*, 陆一夫*　　中国疾病预防控制中心环境与人群健康重点实验室, 中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所, 北京 100021

扫描隧道显微镜 Scanning Tunneling Microscope 缩写为STM。它作为一种扫描探针显微术工具，扫描隧道显微镜可以让科学家观察和定位单个原子，它具有比它的同类原子力显微镜更加高的分辨率。此外，扫描隧道显微镜在低温下（4K）可以利用探针尖端精确操纵原子，因此它在纳米科技既是重要的测量工具又是加工工具。1亿倍分辨率与再次超越早在2018年，康奈尔大学的研究人员制造了一款高性能的STM隧道扫描探测器，与最新算法驱动的所谓的typchography相结合，将最先进的电子显微镜的分辨率提高了三倍，达到1亿倍的放大率创造了世界纪录。但是尽管取得了这样的成功，但这种方法有一个弱点。它仅适用于几个原子厚的超薄样品。任何较厚的物质都会导致电子以无法解开的方式散射而无法成像。近日，由大卫穆勒（Samuel B. Eckert）的工程学教授再次领导的一个团队利用电子显微镜像素阵列检测器（EMPAD）结合了更复杂的3D重建算法，将自己在2018年创造的记录又提高了两倍。成像分辨率是如此精微，剩下的唯一模糊是原子本身的热抖动！最新放大一亿倍的原子图像“这不仅创造了新纪录，”穆勒说。“已经达到了一种有效地成为分辨率极限的机制。我们现在基本上可以很容易地弄清楚原子的位置。这为我们想要的事物开辟了许多新的测量可能性它可以解决很长一段时间的问题-消除光束在样品中的多重散射（Hans Bethe在1928年提出），这是我们过去无法很好解决的问题。”气相色谱法的工作原理是扫描材料样品中重叠的散射图案，并寻找重叠区域中的变化。穆勒说：“我们正在追寻图案的光点，这很像你的宠物猫对激光笔的光点着迷一样！” “通过查看图案的变化，我们能够计算出引起图案的物体的形状。”检测器略微散焦，使光束模糊，以捕获最大范围的数据。然后，通过复杂的算法重建该数据，从而获得具有皮米（万亿分之一米）精度的超高精度图像。“通过这些新算法，我们现在能够校正显微镜的所有模糊，以至于我们剩下的最大模糊因子是原子本身会振动的事实，因为这是原子在绝对零度之上就会发生的情况”，穆勒说。“当我们谈论温度的高低时，我们实际上是在测量的是原子振动多少的平均强度。”左侧的扫描透射电子显微镜通过样品发射窄束电子，来回扫描以产生图像。右侧的像素阵列检测器读取着陆点，并从该着陆点读取每个电子的散射角，从而提供有关样品原子结构的信息。研究人员可能通过使用一种由较重的原子组成的材料（其振动较少）或冷却样品来再次刷新他们的记录。但是即使在绝对零度下，原子仍然具有量子涨落，因此改善不会很大。这种最新形式的电子谱图分析技术使科学家可以在其他三个成像方法中隐藏单个原子的情况下，在所有三个维度上定位单个原子。研究人员还将能够一次发现异常结构中的杂质原子，并对它们及其振动进行成像。这对成像半导体，催化剂和量子材料（包括用于量子计算的那些材料）以及分析将材料连接在一起的边界处的原子特别有用。这种成像方法也可以应用于厚厚的生物细胞或组织，甚至可以应用于大脑中的突触连接，穆勒称之为“按需连接基因组学”。尽管该方法既耗时又计算量大，但可以使用功能更强大的计算机结合机器学习和更快的检测器来使其效率更高。“我们希望将其应用到我们所做的一切中，”穆勒说，他是康奈尔大学纳米科学部Kavli研究所的共同负责人，并且是康奈尔大学激进协作计划的一部分，纳米科学与微系统工程（NEXT Nano）工作组的联合主席。“直到现在，我们所有人都一直戴着非常糟糕的眼镜。现在我们实际上已经拥有了一副非常好的眼镜。为什么您不想要摘下旧眼镜，戴上新眼镜并一直使用呢？ ”

仪器信息网讯 2021年4月10日，“北京市2021年度激光共焦及超高分辨显微学学术研讨会”在北京召开。会议由北京市电镜学会主办，北京理化分析测试技术学会协办，会议旨在推动北京市及周边省市激光共焦超高分辨显微学的进步和发展，提高广大相关工作者的学术及技术水平，促进上述学科在生命科学等领域中的应用。150余名光学高分辨显微学领域国内专家学者、青年科技工作者，及相关仪器厂商代表慕名参会。会议现场“铁打的”进口品牌，悄然崛起的国产技术本次参会，从专家报告分享到会见交流，都给笔者留下一个印象——国产仪器技术正在逐渐崛起。以下笔者整理了仪器信息网参加的近六届“北京市年度激光共焦及超高分辨显微学学术研讨会”（2020年度因新冠疫情停办一次）仪器技术相关报告情况，从仪器技术分享报告数量来看（含仪器技术研究与商业化技术），近六年来，进口品牌变化不大，而国产技术已在悄然崛起。谈应用：市场需求大 超分辨荧光成像解决的科学问题还比较有限中国科学院动物研究所财务资产部资产管理办公室主任王荣荣分享了动物所在激光共聚焦超高分辨显微镜等技术支撑下的科研创新情况。其影像学平台主要提供光学成像类分析测试服务，先进的设备可满足XY分辨率从50nm-500nm的成像需求，专业团队可提供从分析测试到后期图像处理、定量计算的整套解决方案。据介绍，影像学平台配置有结构光照明、激光扫描共聚焦显微镜、双光子显微镜等成像要求设备17套，目前处于饱和运行，接下来还有很大采购需求。在这些设备支持下，平台支持的许多科研成果发表在《Cell Research》、《PNAS》、《Cell Stem Cell》等国际高水平期刊上。中国科学院生物物理研究所王晋辉研究员分享了光学成像技术在示踪大脑记忆细胞方面的应用，以小鼠大脑成像进行研究，对小鼠的胡须、嗅觉，及尾巴进行温度刺激，研究表明，多个相关信号是联合捕获的，大脑会集成和存储这些相关信号，且信号间可相互检索，联想记忆是认知和感情的基础。且联想记忆相关的脑细胞可以对多个相关信号的存储进行编码，可以接受多种来源突触神经的支配。中国农业大学傅静雁教授分享了团队利用超分辨显微技术解析中心体骨架蛋白装配的研究进展。如何重建中心体以满足细胞的需求？基于组装中心体蛋白质动态3D形态的目标，其团队利用系列超高分辨显微技术研究了中心中心体蛋白质的3D结构及形成过程。分别利用3D-SIM技术（120nm分辨）研究得出中心体的分层模型，及中心体蛋白动态装配顺序；进一步利用STED技术（50nm分辨率）研究得出中心体核心蛋白空间分布；接着，利用Expansion microscopy+3D-SIM技术（30nm分辨率）最终研究得出中心体九轴对称的分子基础结构。谈仪器技术之“铁打的”进口品牌：新技术百花齐放徕卡显微系统邢斯蕾介绍了徕卡去年推出的STELLARIS共聚焦平台。与以往平台相比，STELLARIS性能显著增强。蓝-绿波段的灵敏度增强（PDE 55%）提升了最常用光谱的检测限值和动态范围。集成式TauSense是基于荧光寿命而无需增加额外专用硬件的创新成像模式。能够让研究者区分特异性的荧光信号和多余的自发性荧光，从而改善最终图像的质量并通过光谱分离技术将原先无法分离的荧光分离出来。Andor（牛津仪器）王坤主要介绍了其多模式共聚焦显微成像系统Dragonfly，其核心功能是多点高速，高灵敏度共聚焦成像，其采集速度比普通点扫描共聚焦技术快至20倍。另外采用高分辨，高灵敏的探测器，有效减少活细胞成像的光毒性及光漂白，同时也适合于固定样品的高分辨快速三维成像。据介绍，该产品推出以来已经实现全球装机200台，中国装机50台。卡尔蔡司吕冰洁介绍了其去年推出的全新Lattice Light Sheet晶格层光显微镜——Lattice Lightsheet 7，该产品基于Ernst H.K. Stelzer教授在德国海德堡欧洲分子生物学实验室，以及诺贝尔奖获得者Eric Betzig教授在美国霍华德休斯医学研究所Janelia研究园区对于光片技术开创性的研究成果。该产品具有非常低的光毒性，从而能长时间以亚细胞分辨率观察细胞及微小生物体的3D动态过程。配置以环境温控系统以及稳定的光学设计，该产品能帮助研究人员连续观察活体样本数小时，甚至数天。奥林巴斯王咏婕主要介绍了其NoviSight 3D分析软件带来的共聚焦显微凸显分析新方法。该软件特别适合对多孔板多细胞球等标本在复杂的3D范围内进行数据分析。具有精准快速的3D检测、简单便捷的分类分析、数据图片实时联动、与多种共聚焦兼容等特点。上海仁科生物黎瑜辉介绍了美国3i光片显微镜系统产品，包括Lattice LightSheet（超分辨光片系统，实现活细胞内超分辨4D成像）、Marianas LightSheet（多功能光片显微镜，专为活细胞定制）、VIVO LightSheet（活体多光子成像系统）、Cleared Tissue LightSheet（CLTS光片显微镜，专为透明化组织成像定制）等。尼康仪器薛志红分享了其2020年推出的新品显微镜自动培养和成像系统BioPipeline-Live，可解决研究人员在细胞培养与细胞成像环节中的潜在难题。产品具有高内涵平台、摆脱箱式系统的束缚、强大软件系统等特性，采取了灵活的高内涵倒置显微镜平台,可适用于高内涵采集和分析的镜、探测器、影像采集设备和应用程序。软件系统NIS-Elements为用户提供了一个处理和分析工具箱，同时也搭载了全新三大AI模块。谈仪器技术之悄然崛起的国产技术：产业化品牌逐现中国科学院生物物理研究所黄韶辉研究员分享了其团队关于荧光相关光谱（FCS）单分子技术的仪器研发机产业化工作。相关成果在广东中科奥辉科技有限公司实现转化，研制出首创的桌面式荧光相关光谱单分子分析仪CorTectorTM SX100，被纳入中科院首批（2019）推荐国产仪器目录，并认定为广东省高新技术产品，首批客户包括美国国立卫生研究院（NIH）、加州大学旧金山分校等。锘海生物翟星帏主要介绍了其于2019年推出的锘海LS 18平铺光片显微镜，LS 18是一款为透明化大组织样品设计的高分辨率3D成像仪器，采用自主研发的动态虚拟光片平铺技术，克服传统光片显微镜3D空间分辨率、Z轴层析能力和成像视野之间的矛盾，摒弃了原有选择性平面照明显微镜中的单光片照明的方式，利用多个薄的光片分段照明，在不损失成像视野的情况下，获得高分辨率的3D图像，具有高速高分辨率成像、成像模式灵活可调，多色同时成像等优势。据悉，该产品已完成10台销售。北京大学陈良怡教授发明了一系列高时空分辨率生物医学成像方法，还将原创技术转化为国内急需的高端显微镜产品，解决国内高端显微镜“卡脖子”现状。发明的主要技术包括：高分辨微型化双光子显微镜、高三维成像速度的贝塞尔三光子荧光显微镜、大视场下高分辨双光子三轴扫描光片显微镜、海森结构光成像结构超分辨荧光显微镜等。在广州超视计生物科技有限公司产业化的自主创新超灵敏结构光超分辨显微镜HiS-SIM PRO，性能参数皆由于国外厂商同类高端超分辨显微镜，且商品化产品已经达到已经发表高水平文章中的效果。北京世纪桑尼赖博分享了公司于2018年启动研发，2019年实现上市的CSIM 100/110共聚焦成像系统，基于独特光路结构（激光和荧光相向穿过同一个针孔等）和自主开放的信号放大电路（更高信号转换效率等），该系统具有相应时间快、重复精度高等优点。目前该系统DAMO及装机用户包括兰州大学、遗传发育所、军科院、北京大学等高校院所，并表示性能不弱于进口品牌。最后，赖博分享了超分辨技术摄像的探讨及接下来的研发工作，基于其发现的无限远校正光学系统原理，提出增加扫描透镜和真空透镜距离，可提高系统轴向分辨率，突破物镜分辨率极限的计划畅想。

磁畴是铁磁体材料在自发磁化的过程中，为降低静磁能而产生分化的方向各异的小型磁化区域。它的研究可将材料的基本物理性质、宏观性质和应用联系起来。近年来，由于材料的日益完善和器件的小型化，人们对磁畴分析的兴趣与日俱增。目前市面上主要的磁畴观测设备有磁光克尔显微镜、磁力显微镜、洛伦兹电镜、以及近兴起的NV色心超分辨磁学显微镜等，其中，磁光克尔显微镜可以灵活的结合外加磁场、电流及温度环境等来对材料进行面内、面外的动态磁畴观测，成为目前常用的磁畴观测设备，可用于多种磁性材料的研究，如铁磁或亚铁磁薄膜、钕铁硼等硬磁材料、硅钢等软磁材料。 2020年11月，Quantum Design中国与致真精密仪器（青岛）有限公司签署了中国区战略合作协议，合作推出多功能高分辨率磁光克尔显微成像系统。通过此次战略合作，Quantum Design中国希望能够为磁学及自旋电子学等领域的研究提供更多的可能。图1 多功能高分辨率磁光克尔显微成像系统 多功能高分辨率磁光克尔显微成像系统由北京航空航天大学集成电路学院张学莹老师带领团队，根据多年的磁畴动力学实验技巧积累和新的磁学及自旋电子学领域的热点课题研究需求研发。它采用先进的点阵LED光源技术，能够在不切换机械结构的情况下，同时进行向和纵向克尔成像，不仅能同时检测样品垂直方向和面内方向的磁性，成像分辨率还能够达到270 nm，逼近光学衍射限。与传统的磁光克尔显微镜相比，多功能高分辨率磁光克尔显微成像系统配置了多功能磁铁探针台，能够在保证450 nm高分辨率的前提下，向被测样品同时施加面磁场、垂直磁场、电流和微波信号。 此外，多功能高分辨率磁光克尔显微成像系统拥有专门的智能控制系统，用户界面友好，无需复杂设置，一键触发既能实现多维度磁场、电学信号与克尔图像的同步操控。该系统的另一亮点是配置了反应速度高达1 μs的超快磁场，为微米器件中磁畴的产生、磁畴的高速运动捕捉等提供了可能。 张学莹老师师从北航赵巍胜教授和法国巴黎萨克雷大学Nicolas Vernier教授，从2015年开始研究磁光克尔成像技术和磁畴动力学，其有关磁性材料性质的论文获得北京航空航天大学博士学位论文。经过3年潜心研究，该团队于2018年完成了台克尔显微镜样机的集成，并创立致真精密仪器（青岛）有限公司。至2020年初，在北航青岛研究院和北航集成电路学院经过两轮迭代和打磨，已经完成了产品的稳定性验证，目前，该设备已经被清华大学、中科院物理所、北京工业大学等多家单位采购。 产品磁畴成像照片案例图2 CoFeB(1.3 nm)/W(0.2)/CoFeB(0.5)薄膜中的迷宫畴图3 斯格明子磁畴观测 多重信号的叠加，能够满足客户多种前沿课题的实验需求面内磁场和垂直磁场的叠加可以进行Dzyaloshinskii-Moriya作用（DMI）的测试[1,2]图4 样品Pt(4 nm)/Co(1 nm)/MgO(t nm)/Pt(4 nm)DMI作用测量[1] 自旋轨道矩（spin-orbit torque,简称SOT）是近年来发展起来的新一代电流驱动磁化翻转技术，如何更好的表征SOT翻转，在当今自旋电子学领域具有重要的理论和应用价值。 多功能高分辨率磁光克尔显微成像系统配置的面内磁场和电学测试系统，不但可以实现这个过程的电学测试，还可以利用相机与信号采集卡同步的功能，逐点解析翻转曲线对应的磁畴状态 [3,4]。图5 面内磁场和电流的叠加用于sot驱动的磁性变化过程研究 在某些材料中，无法观测到纯电流驱动的磁畴壁运动。这时，可以利用多功能高分辨率磁光克尔显微成像系统微秒别的超快磁场脉冲与电流同步，观测垂直磁场与电流共同驱动的畴壁运动，从而解析多种物理效应，如重金属/ 铁磁体系的自旋化率由于自旋散射降低的效应 [5]。图6 垂直磁场和电流的叠加可用于观测单磁场或者电流无法驱动的磁性动力学过程 克尔成像下磁场和微波的叠加则能够为自旋波和磁畴壁的相互作用研究提供可能 [6]。图7 自旋波驱动的磁畴壁运动[6] 多功能高分辨率磁光克尔显微成像系统还可进行多种磁性参数的微区测量局部饱和磁化强度Ms表征[7]由于偶作用，磁畴壁在靠近时会相互排斥。通过观察不同磁场下磁畴壁的距离，可以提取局部区域的饱和磁化强度Ms。此方法由巴黎- 萨克雷大学Nicolas Vernier 教授（致真技术顾问）在2014 年先提出并验证，与VSM测量结果得到良好吻合。图8 局部饱和磁化强度Ms表征及与其他测试方法Ms结果对比 海森堡交换作用刚度[8]采用系统的磁场“自定义波形”功能，将样品震荡退磁，再将得到的迷宫畴图片进行傅里叶变换，能够得知磁畴宽度，从而提取海森堡交换作用刚度Aex。图9 海森堡交换作用刚度提取 自旋电子薄膜质量的表征、自旋电子器件的损坏检测等[9]图10 磁性薄膜质量检测 除此之外，该系统还开发了性价比超高的变温系统。针对永磁材料研究的用户，开发了能够兼容克尔成像的高温强磁场模块。针对硅钢等软磁材料研究用户，开发了大视野面内克尔显微镜。 动态磁畴成像案例图11 cofeb薄膜动态磁畴图12 sot磁场+电流驱动磁畴翻转图13 钕铁硼永磁动态磁畴观测图14 磁性材料内钉扎点的观测，可与巴克豪森噪声同步匹配 产品基本参数✔ 向和纵向克尔成像分辨率可达300 nm；✔ 配置二维磁场探针台，面内磁场高达1 t，垂直磁场高达0.3 t（配置磁场增强模块后可达1.5 t）；✔ 快速磁场选件磁场反应速度可达1 μs；✔ 可根据需要选配直流/ 高频探针座及探针；✔ 可选配二次谐波、铁磁共振等输运测试；✔ 配置智能控制和图像处理系统，可同时施加面内磁场、垂直磁场和电学信号同步观测磁畴翻转；✔ 4k~800k，80k~500k 变温选件可选。 小结多功能高分辨率磁光克尔显微成像系统除了拥有超高分辨的动态磁畴观测能力外，还能结合多功能磁场探针台提供的外加电流、面内/面外磁场等对多种磁学参数进行提取。 样机体验目前，致真精密仪器（青岛）有限公司可对相关领域感兴趣的科学工作者提供了测样体验，欢迎感兴趣的老师或同学拨打电话010-85120280或发送邮件至info@qd-china.com体验磁光克尔显微成像全新技术！ 参考文献[1] A. Cao et al., Nanoscale 10, 12062 (2018).[2] A. Cao et al., Nanotechnology 31, 155705 (2020).[3] X. Zhao et al., Appl. Phys. Lett. 116, 242401 (2020).[4] G. Wang et al., IEEE Trans. Circuits Syst. I Regul. Pap. 66, 215 (2019).[5] X. Zhang et al., Phys. Rev. Appl. 11, 054041 (2019).[6] J. Han et al., Science (80-. ). 366, 1121 (2019).[7] N. Vernier et al., Appl. Phys. Lett. 104, 122404 (2014).[8] M. Yamanouchi et al., IEEE Magn. Lett. 2, 3000304 (2011).[9] Y. Zhang et al., Phys. Rev. Appl. 9, 064027 (2018).