精密纤维切片仪

[align=center][img=真空冷热台,500,326]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/03/202203060829340674_8408_3384_3.png!w690x451.jpg[/img][/align]摘要：针对气密真空冷热台目前存在的真空度控制精度差和配套控制系统价格昂贵的问题，本文介绍采用国产产品的解决方案，介绍了采用数控针阀进行上游和下游双向控制模式的详细实施过程。此方案已经得到了应用和验证，可实现宽范围内的真空度精密控制，真空度波动可控制在±1%以内，整个控制系统具有很高的性价比。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px]一、问题的提出[/size]气密真空冷热台是同时可用于真空和气密环境的精密温控冷热平台，具有加热和制冷功能，适合显微镜和光谱仪等应用对样品在可控的真空度环境下进行精确加热或制冷。根据用户要求，针对目前的各种气密真空冷热台，在真空度控制方面，还需要解决以下几方面的问题：（1）无论是进口还是国产真空冷热台，真空度测量和控制还采用皮拉尼真空计，使得配套的控制系统无法实现真空度的精密控制，如无法满足研究和模拟冷冻干燥过程的精度要求。（2）气密真空冷热台普遍体积较小，在宽泛的真空度范围内，实现精确控制一直存在较大难度，真空度的波动性较大，而真空度的波动性又反过来影响温度的稳定性。（3）进口配套的真空度控制系统，不仅控制精度达不到要求，而且价格昂贵。针对气密真空冷热台存在的上述问题，本文将介绍采用国产产品并具有高性价比的解决方案，并介绍了详细的实施过程。[size=18px]二、解决方案[/size]气密真空冷热台真空度精密控制系统的整体结构如图1所示，整个系统主要包括真空计、数控针阀、PID控制器和真空泵。[align=center][img=真空冷热台,690,396]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/03/202203060828037872_2582_3384_3.png!w690x396.jpg[/img][/align][align=center]图1 冷热台真空度精密控制系统结构示意图[/align]为提高真空度测控精度，采用了测量精度更高（可达满量程0.2%）的电容式真空计，可覆盖0.01~760Torr的真空度区间。如果需要更高真空度环境，也可以同时采用皮拉尼真空计进行测控。为实现全宽量的真空度控制，将两只数控针阀分别安装在冷热台的进气口和排气口。通过分别采用上游和下游控制模式，可实现全量程波动率小于±1%的精密控制。控制器是精密控制的关键，方案中采用了24位A/D和16位D/A的高精度PID控制器，独立的双通道便于进行上游和下游气体流量调节和控制。总之，通过此经过验证的真空度控制方案，可实现高性价比的精密控制。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

植物的一切生命活动，都是以细胞作为基本结构和功能单位进行的。因此，对植物的组织、器官的研究就显得非常重要。石蜡切片法是动物、植物和病理组织切片制作上最重要、最常用的一种方法。由此方法制作的切片在显微镜下观察清晰，能显示其细致结构，反映其真实性，而且可以长期保存。除某些材料确实经不住石蜡法中各种药剂的处理或加温而不能应用外，一般的材料都可以采用石蜡切片法来制成装片在显微镜下观看或长期保存。本法的优点是可以极薄的切片，并可制作大批或是连续的切片。而且以石蜡包埋的组织块还可以长期保存。番红-固绿染色法可以区分开结构中的木质化和纤维化部分。　　显微摄影是一项重要的显微技术，在生物科学的研究中，从再现显微镜中物体影像的各种方法中比较，显微摄影是最好的方法。基建的结果除文字的描述外，显微照相能客观而生动的记录下生物体的细微结构或形态，它常与生物绘图技术配合，起到相辅相成的作用。本实验采用盆中冲洗的方法。整个冲洗过程需在暗室中进行。若为涂塑像纸则直接晾干，普通像纸要进行上光。　　1 材料　　1.1 材料　　某植株(完整植株，长有新鲜叶片)、乐凯全色黑白胶卷(ASA100)、涂塑相纸、普通像纸　　1.2 试剂　　1.2.1 浓度为35%、70%、85%、95%、100%的酒精　　1.2.2 二甲苯、二甲苯酒精等量混合液　　1.2.3 包埋剂：纯石蜡配制　　1.2.4 染色剂：浓度为2% 番红水溶液(用水配制)、0.1% 固绿(由95%酒精配制而成)　　1.2.5 固定液FAA(福尔马林 、冰醋酸、70%酒精以1:1:6比例配制)　　1.2.6 封固剂：加拿大树胶　　1.2.7 D-72显影液： 50℃温水 750ml，米吐尔 3.1g，无水亚硫酸钠 45g，无水碳酸钠67.5g，对苯二酚 12g，溴化钾 1.9g，然后加冷水至1000ml。　　1.2.8 定影液F-1和F-5。　　F-5定影液：50℃温水600ml，结晶硫代硫酸钠240g，无水亚硫酸钠15g，28% 乙酸 48ml，硼酸 7.5g硫酸铝钾 15g，然后加冷水至1000ml。　　1.2.9 停影液: 水　　1.3 工具及仪器　　双面刀片、载玻片、盖玻片、培养皿、染色缸、镊子、旋转切片机、金属温台、毛笔、OlympusBH2型显微照相系统、放大仪、印相仪、上光仪等。　　2 石蜡装片的制作　　2.1 取材　　从植株上取新鲜、健康、有代表性的叶片，用锋利的刀片切取幼茎、叶柄、叶片，并用水清洗干净。将幼茎与叶柄切成约5毫米长的小段，将叶片从主脉处切取5mm× 8mm的长方形，并保证切主脉两侧的叶片相等且主脉与短边平行，底部能立于包埋盒内。　　2.2 固定　　将已经配制好的FAA固定液倒入一个小试剂瓶中，再把已经切好的材料浸入其中，在瓶上贴好标签，待用。　　2.3 浸洗　　用50%酒精或70% 酒精浸洗一、二次就可以进行脱水。　　2.4 脱水　　包埋前的第一个重要步骤为脱水。本实验以酒精为脱水剂，采用逐渐提高酒精浓度来减少材料中水分的含量。可以以此梯度进行操作，70% 酒精、85%酒精 、95%酒精、无水酒精I、无水酒精II，在每级酒精中浸2～24小时，使脱水充分。　　2.5 透明　　酒精不能作为石蜡的溶剂，因此必须经过透明剂透明。二甲苯可以溶解石蜡，有利石蜡透入，同时还有脱去酒精的功效。但二甲苯易使组织收缩变脆，故浸留时间不宜过长。同时若脱水不干净，就会引起不良后果。为了避免组织收缩，在纯酒精或丙酮脱水以后，并不直接移入二甲笨中，其间必须经过几个梯度，逐渐置换，在每一级中停留的时间为1—2小时，二甲苯易挥发，在切片透明之后，从染色缸中取出封藏，手段要敏捷，不宜久置。在纯酒精中脱水后需要经过的几种溶液配比如下：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/11/201011151102_259410_1856701_3.jpg　　2.6 浸蜡　　石蜡能溶于透明剂二甲苯中。把已透明的材料投入熔化的石蜡中，即可取代透明剂，而使组织中的一切空隙为石蜡透入而填满，即为浸蜡。为了使石蜡更好地浸透到组织中去，浸蜡一般需要经过四个不同配比的溶液，在前三杯溶液中停留半小时左右，在温箱中或在包埋箱中进行。然后取出在经第四种溶液。保温箱的温度要适宜，太高，会使材料收缩，太低，石蜡会冻结而不能透入组织。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/11/201011151102_259411_1856701_3.jpg　　2.7 包埋　　包埋是将浸过蜡的组织块包埋于石蜡中以利于切片。将已熔化的石蜡倒入做好的包埋盒内，然后用酒精灯加热的镊子将材料从石蜡液中取出，迅速放入纸盒里的石蜡中。放置的方向要按照切片的方向而定，最好把切面向下，并且放正。若石蜡中有气泡，也可用热针刺入石蜡中，将气泡烫去。材料块放置妥当后，以左右手分持纸盒两耳，半浸于冷水中，并用口吹气使蜡表面凝结，蜡凝后，除去纸盒即成蜡块。　　包埋过程中应注意的事，包埋蜡的温度不宜过高，否则会将组织烫坏。　　2.8 切片　　首先要修块，将已凝固的蜡块取出，用刀片把它切至何时大小，修整平滑。然后将蜡块底部稍融化贴在一小木块上，再用融化的蜡粘在蜡块的四周使蜡块牢固帖在木块上。将带石蜡的木块装在旋转式切片机上，将切片刀装在夹刀部位上，调整切片刀的角度，进行切片。将切下的条状蜡带，用毛笔取下放于一张纸上，挑取较好的一小条蜡带做切片。　　2.9 粘片和展片　　以手指涂一薄层Mayer甘油蛋白于干净载玻片上，再用滴管滴一滴蒸馏水于载玻片上，然后用镊子挑取一段切片蜡带置于载玻片的水面上(注意：要以石蜡切片背面比较光滑的一面放在水上，才易展平)。然后将载玻片放在金属温台上加热，使切片蜡带自由展平。注意，载玻片上的水要多放一点，加热温度不要过高，否则石蜡会熔化，组织脱落。自然风干。　　2.10 番红-固绿染色　　2.10.1 溶蜡　　将切片放入二甲苯溶液中，5～10分钟，彻底除去切片上的石蜡。如果室温过低，需延长脱蜡的时间，脱蜡要彻底，否则染色困难。　　2.10.3 复水　　将切片经纯酒精和二甲苯的1:1的溶液，100%、95%、70%、35%酒精溶液各3分钟。逐步过渡，防止材料收缩。　　2.10.4 蒸馏水浸洗　　因为染色液番红是用蒸馏水配置的，应将切片放入蒸馏水中3分钟，以便彻底复水，然后进行染色。　　2.10.5 初染　　将切片放入2%的番红水溶液中染色10～20分钟，使红色染透，否则材料容易褪色。如果番红染色过度，应返回到酒精中进行轻微脱色，再进行以下操作。　　2.10.6 流水冲洗　　用流水冲去多余染液，以冲洗去切片上的番红余色。而且对一些不易被固绿着色的幼嫩组织材料，其切片经水冲洗后吸水膨胀，染色剂易于渗入组织进行染色。　　2.10.7 镜检　　将载玻片放在显微镜的载物台上，进行镜检，染色效果良好，则可进入下一步操作。　　2.10.8 脱水　　将切片依次经过35%，70%的酒精各30秒。因为固绿是用95%酒精配置的，因此应脱去水分再进行固绿染色。　　2.10.9 复染　　用0.1%固绿染色5～10秒，时间不宜过长，否则绿色太深，将切片变为蓝绿色或深绿色，失去的双重染色的意义。　　2.10.10 镜检　　将切片放入95%的酒精过一下后，进行镜检。所染材料的木质化部分呈红色，纤维素部分呈绿色。　　2.10.11 浸洗　　用100%的酒精溶液浸洗3分钟，以洗去切片上固绿的余色，同时也使切片过度到纯酒精中。该步时间不宜过长，由于固绿在纯酒精中易褪色。　　2.10.12 透明　　将切片放入纯酒精和二甲苯的1:1的混合溶液中浸3分钟，使切片从酒精中逐步过渡到纯的二甲苯溶液中。然后将切片放入纯的二甲苯溶液中，浸5分钟，使切片完全过渡到二甲苯溶液中。至材料完全透明后应立即进行封片(为防止二甲苯使组织收缩)。　　对于脱水不彻底的材料投入到二甲苯溶液中时会出现乳白色雾状，这表明该材料无法进行透明，应该退回到无水酒精和95%的酒精进行重新脱水。　　2.11 封片　　把切片从二甲苯溶液中取出，用纸擦去载玻片上的多余液体。滴一滴加拿大树胶于组织上，用镊子夹取一片盖玻片，与载玻片成一倾斜的角度，使盖玻片的一个边缘与加拿大树胶完全接触，然后轻轻地覆盖下，防止产生气泡。树胶的量要适中，使盖玻片与载玻片之间没有空隙。　　3 显微照相　　3.1 安装好显微照相系统　　将小型显微照相连接器连接到OlympusBH2型显微镜上。　　3.2装胶片　　打开相机后盖，装入35毫米胶片，盖好后盖。注意把胶片头部放入收片轴的片槽里时，不要使它超出片槽的另一端。　　3.3 设置自动曝光器　　根据胶片感光度(ASA)选择控制器上感光度标记，按下感光片类型标记按钮(35)。将胶片倒易律失效特性的修正数设置在中间档。　　3.4 试拍　　通过自动

[align=center][b][img=显微镜探针冷热台的真空压力和气氛精密控制解决方案,600,484]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311021102101876_7960_3221506_3.jpg!w690x557.jpg[/img][/b][/align][size=16px][color=#333399][b]摘要：针对目前国内外显微镜探针冷热台普遍缺乏真空压力和气氛环境精密控制装置这一问题，本文提出了解决方案。解决方案采用了电动针阀快速调节进气和排气流量的动态平衡法实现0.1~1000Torr范围的真空压力精密控制，采用了气体质量流量计实现多路气体混合气氛的精密控制。此解决方案还具有很强的可拓展性，可用于电阻丝加热、TEC半导体加热制冷和液氮介质的高低温温度控制，也可以拓展到超高真空度的精密控制应用。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#333399][b]====================[/b][/color][/size][/align][size=16px][color=#333399][b][/b][/color][/size][size=18px][color=#333399][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 探针冷热台允许同时进行样品的温控和透射光/反射光观察，支持腔内样品移动、气密/真空腔、红外/紫外/X光等波段观察、腔内电接线柱、温控联动拍摄、垂直/水平光路、倒置显微镜等，广泛应用于显微镜、倒置显微镜、红外光谱仪、拉曼仪、X射线等仪器，适用于高分子/液晶、材料、光谱学、生物、医药、地质、 食品、冷冻干燥、 X光衍射等领域。[/size][size=16px] 在上述这些材料结构、组织以及工艺过程等的微观测量和研究中，普遍需要给样品提供所需的温度、真空、压力、气氛、湿度和光照等复杂环境，而现有的各种探针冷热台往往只能提供所需的温度变化控制，尽管探针冷热台可以提供很好的密闭性，但还是缺乏对真空、压力、气氛和湿度的调节及控制能力，国内外还未曾见到相应的配套控制装置。为了实现探针冷热台的真空压力、气氛和湿度的准确控制，本文提出了相应的解决方案，解决方案主要侧重于真空压力和气氛控制问题，以解决配套装置缺乏现象。[/size][size=18px][color=#333399][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 针对显微镜探针冷热台的真空压力和气氛的精密控制，本解决方案可达到的技术指标如下：[/size][size=16px] （1）真空压力：绝对压力范围0.1Torr~1000Torr，控制精度为读数的±1%。[/size][size=16px] （2）气氛：单一气体或多种气体混合，气体浓度控制精度优于±1%。[/size][size=16px] 本解决方案将分别采用以下两种独立的技术实现真空压力和气氛的精确控制：[/size][size=16px] （1）真空压力控制：采用动态平衡法技术，通过控制进入和排出测试腔体的气体流量，使进气和排气流量达到动态平衡从而实现宽域范围内任意设定真空压力的准确恒定控制。[/size][size=16px] （2）气氛控制：采用气体质量流量控制技术，分别控制多种工作气体的流量，由此来实现环境气体中的混合比。[/size][size=16px] 采用上述两种控制技术所设计的控制系统结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#333399][b][img=显微镜探针冷热台真空压力和气氛控制系统结构示意图,690,329]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311021103195907_6925_3221506_3.jpg!w690x329.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#333399][b]图1 真空压力和气氛控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示，真空压力控制系统由进气电动针阀、高真空计、低真空计、排气电动针阀、高真空压力控制器、低真空压力控制器和真空泵组成，并通过以下两个高低真空压力控制回路来对全量程真空压力进行精密控制：[/size][size=16px] （1）高真空压力控制回路：真空压力控制范围为0.1Torr~10Torr（绝对压力），控制方法采用上游控制模式，控制回路由进气电动针阀（型号：NCNV-20）、高真空计（规格：10Torr电容真空计）和真空压力程序控制器（型号：VPC20201-1）组成。[/size][size=16px] （2）低真空压力控制回路：真空压力控制范围为10Torr~1000Torr（绝对压力），控制方法采用下游控制模式，控制回路由排气电动针阀（型号：NCNV-120）、低真空计（规格：1000Torr电容真空计）和真空压力程序控制器（型号：VPC20201-1）组成。[/size][size=16px] 由上可见，对于全量程真空压力的控制采用了两个不同量程的薄膜电容真空计进行覆盖，这种薄膜电容真空计可以很轻松的达到0.25%的读数精度。真空计所采集的真空度信号传输给真空压力控制器，控制器根据设定值与测量信号比较后，经PID算法计算后输出控制信号驱动电动针阀来改变进气或排气流量，由此来实现校准腔室内气压的精密控制。[/size][size=16px] 在全量程真空压力的具体控制过程中，需要分别采用上游和下游控制模式，具体如下：[/size][size=16px] （1）对于绝对压力0.1Torr~10Torr的高真空压力范围的控制，首先要设置排气电控针阀的开度为某一固定值，通过运行高真空度控制回路自动调节进气针阀开度来达到真空压力设定值。[/size][size=16px] （2）对于绝对压力10Torr~1000Torr的低真空压力范围的控制，首先要设置进气针阀的开度为某一固定值，通过运行低真空度控制回路自动调节排气针阀开度来达到真空压力设定值。[/size][size=16px] （3）全量程范围内的真空压力变化可按照设定曲线进行程序控制，控制采用真空压力控制器自带的计算机软件进行操作，同时显示和存储过程参数和随时间变化曲线。[/size][size=16px] 显微镜探针冷热台内的真空压力控制精度主要由真空计、电控针阀和真空压力控制器的精度决定。除了真空计采用了精度为±0.25%的薄膜电容真空计之外，所用的NCNV系列电控针阀具有全量程±0.1%的重复精度，所用的VPC2021系列真空压力控制器具有24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比，通过如此精度的配置，全量程的真空压力控制可以达到很高的精度，考核试验证明可以轻松达到±1%的控制精度，采用分段PID参数，控制精度可以达到±0.5%。[/size][size=16px] 对于探针冷热台内的气氛控制，如图1所示，采用了多个气体质量流量控制器来对进气进行精密的流量调节，以精确控制各种气体的浓度或所占比例。通过精密测量后的多种工作气体在混气罐内进行混合，然后再进入探针冷热台，由此可以准确控制各种气体比值。在气氛控制过程中，需要注意以下两点：[/size][size=16px] （1）对于某一种单独的工作气体，需要配备相应气体的气体质量流量控制器。[/size][size=16px] （2）混气罐压力要进行恒定控制或在混气罐的出口处增加一个减压阀，以保持混气罐的出口压力稳定，这对准确控制校准腔室内的真空压力非常重要。[/size][size=18px][color=#333399][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，本解决方案可以彻底解决显微镜探针冷热台的真空压力控制问题，并具有很高的控制精度和自动控制能力。另外，此解决方案还具有以下特点：[/size][size=16px] （1）本解决方案具有很强的适用性和可拓展性，通过改变其中的相关部件参数指标就可适用于不同范围的真空压力，更可以通过在进气口增加微小流量可变泄漏阀，实现各级超高真空度的精密控制。[/size][size=16px] （2）本解决方案所采用的控制器也可以应用到冷热台的温度控制，如帕尔贴式TEC半导体加热制冷装置的温度控制、液氮温度的低温控制。[/size][size=16px] （3）解决方案中的控制器自带计算机软件，可直接通过计算机的屏幕操作进行整个控制系统的调试和运行，且控制过程中的各种过程参数变化曲线自动存储，这样就无需再进行任何的控制软件编写即可很快搭建起控制系统，极大方便了微观分析和测试研究。[/size][size=16px] 在目前的显微镜探针冷热台环境控制方面，还存在微小空间内湿度环境的高精度控制难题，这将是我们后续研究和开发的内容之一。[/size][size=16px][/size][align=center][size=16px][color=#333399][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]

纺织纤维鉴别中显微镜的维护保养和注意事项显微镜是纺织纤维成分定性分析中一个重要的方法，基本上纺织品实验室都有这么一个显微镜，有的简陋，有的甚至老古董，但也继续发挥这它的作用，我们的显微镜是去年新买的，用的系统名称是羊毛检测系统，此系统是新一代纺织品纤维检测设备，该系统由计算机，摄像机，显微镜及检测软件组成，系统采用先进的计算机数字图像处理技术，可以在计算机屏幕上观察纤维的形态、轻松、方便、快捷地完成纤维的检测工作 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/09/201309281107_468028_2154459_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/09/201309281128_468043_2154459_3.jpg1工作环境：①一般放在恒温恒湿室进行操作，恒温恒湿室国标温度20±2℃，相对湿度65%±3%，高温、高湿将导致显微镜生霉、结露、并损坏仪器。②避免将显微镜放在有粉尘的环境之中在显微镜不用时，应用塑料罩将其盖好。2.灯泡：显微镜灯泡是显微镜的发光点，很小，不算重要配件，但却至关重要，灯泡的好坏以及调节，直接关系到仪器能否使用，所以灯泡的检查是非常必要的①实验室插座的电压要和显微镜标明的电压一致，否则将导致显微镜严重损坏。首先是灯泡的损坏②灯泡：调节亮度控制钮/电源开关，直到获得所需亮度。照明时或刚结束照明时，灯泡及散热筋都非常烫，当心不要灼伤自己。③更换灯泡：灯泡一旦损坏，必须更换，更换的灯泡要与仪器所配备的灯泡相符。在更换灯泡前，拔掉仪器电源插头，待显微镜冷却后，将显微镜向后放倒，拉起灯盖的旋钮，翻起灯盖，并将灯泡的管脚安全牢固地嵌入插座孔，再将灯盖回归原处，不要用手接触灯泡的玻璃部分，安装时应戴手套或用保护罩套住灯泡，如有污迹可用清洁的布蘸上纯酒精擦去，因为这些在灯泡表面的东西会减弱其亮度并引起灯泡破裂。3.制样①纤维纵面标本片的制作：将载片放在干净的平面上，把准备好的试样斜角45℃进行剪碎，然后用镊子夹取一定量的试样放在玻片上，滴上一滴甘油，用镊子拨平，压上玻片用软纸擦去载片周围多余的甘油，将玻片沿水平方向放入视场②.纤维横截面标本片的制作：纤维梳理整齐，放入切片器的小孔中，放入量正好塞满小孔，用刀片沿金属板两边把突出部位切掉，再调整好定位螺丝。将精密螺丝转出少许，使纤维稍稍伸出金属板的平面，在伸出的纤维束表面薄薄地涂上一层火棉胶。火棉胶凝固后，切去第一片，弃去第一片，再将精密螺丝旋转1/4转，再涂上一层火棉胶，同上切去第二片、第三片、第四片，把切片平放在滴有甘油乙醇液的载玻片上，用小刀切去多余的火棉胶薄膜，盖上盖玻片后，可镜检4仪器①灯光照明：调节亮度控制钮/电源开关，直到获得所需亮度。照明亮度取决于各种条件。如标本衬度，物镜放大镜率，眼睛调节能力等等，太弱或太强的光都有不适宜。一般情况下，不要将照明亮度调至最强状态。否则会使灯泡在满载荷下工作，从而缩短灯泡寿命。 ②调焦：根据FZ/T01057.1-2007标准，将待测纤维做好样片，置于工作台中间，先用10X物镜和10X目镜，为防止样片和物镜相碰，操作者可先使载物台上升，使样片与物镜靠近，然后再使样片与物镜相离，在相离过程中达到调焦目的。操作者可先缓慢逆向旋转粗调手轮，使样片下降，同时10X目镜里搜索图象，最后用微调手轮精细调焦。此时转换至其他倍率物镜，可达到齐焦而无碰坏样片的危险。③聚光镜中心高低调节：聚光镜中心应与物镜光轴共轴，产品出厂时已校正好，用户不必自行调节。聚光镜上升到最高位置时，聚光镜顶端低于载物台表面0.03mm_–0.4mm,产品出厂时已调节好,用户不必自行调节。转动聚光镜调焦手轮可使聚光镜上下移动，高倍物镜时，聚光镜上升，低倍物镜时，聚光镜可下降。④再将调节螺钉拧紧，以便在最佳照明下进行观察。⑤孔径光栏的调节：孔径光栏是为数值孔径的调节而设计的，不是调亮度。通常，当孔径光栏开启到物镜出瞳的70-80%时，就可以得到足够对比度的良好图像。欲观察孔径光栏象，可取下目镜，从空目镜筒中往下看物镜出瞳。5.注意事项：①拿取显微镜必须一只手拿着镜臂，一只手托着镜座，并保持镜身的上下垂直，应避免震动，轻放台上。切不可一只手提起，以防显微镜、反光镜功目镜坠落。②使用前应将镜身擦拭一遍、用擦镜纸将镜头擦净（切不可用手指擦抹）。

生命科学之切片显微镜图像（一）(*^__^*) 嘻嘻……“生命科学是系统地阐述与生命特性有关的重大课题的科学。支配着无生命世界的物理和化学定律同样也适用于生命世界，无须赋于生活物质一种神秘的活力。对于生命科学的深入了解，无疑也能促进物理、化学等人类其它知识领域的发展。”1.俺们大多数人对生命科学的认识俺们对生命科学的认识就是就是一些世纪性的难题如“智力从何而来？生物物质的化学本质是什么？这些化学物质在体内是如何相到转化并表现出生命特征的？生物大分子的组成和结构是怎样的？细胞是怎样工作的？形形色色的细胞怎样完成多种多样的功能？基因作为遗传物质是怎样起作用的？什么机制促使细胞复制？一个受精卵细胞怎样在发育成由许多极其不同类型的细胞构成的高度分化的多细胞生物的奇异过程中使用其遗传信息？多种类型细胞是怎样结合起来形成器官和组织？物种是怎样形成的？什么因素引起进化？人类现在仍在进化吗？在一特定的生态小生境中物种之间的关系怎样？何种因素支配着此一生境中每一物种的数量？动物行为的生理学基础是什么？记忆是怎样形成的？记忆存贮在什么地方？哪些因素能够影响学习和记忆？除了在地球上，宇宙空间还有其它有智慧的生物吗？生命是怎样起源的？”等等。2.生命科学需要的分析仪器生命科学的研究依赖物理、化学知识，也依靠后者光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等，不胜枚举。3.了解真正的生命图片现在，俺就让各位老师了解一下自己从来没有看过的人的生命中的一些显微镜照片，了解生命，真正从这里开始，因为生命重要，疾病也很重要了的，各个图片您能看懂吗？现在带您走进生命的世界，了解生命中的脆弱和病变.http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209301159_393846_2355529_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209301200_393847_2355529_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209301200_393848_2355529_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209301200_393849_2355529_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209301200_393850_2355529_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209301200_393851_2355529_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209301201_393852_2355529_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209301201_393853_2355529_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209301201_393854_2355529_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209301201_393855_2355529_3.jpg4.总结不管您对生命的了解是什么了的，也不管您对生命科学如何了解了的，现在了解的就是科学仪器——显微镜下的人体生命中的一些病变图，让您在做分析的时候一眼就能从显微镜下看到是不是人体出现了病变，让您对生命的检测充满憧憬和向往，其实，生命科学，科学生命，一切了解都从未知到已知了的，从不会到会了的，借助生命科学的高科技仪器认识生命，顺其自然。申明：看到许多老师咨询这些照片，俺申明一下，这些照片都是俺们病理实验室标本高清照片，如果哪位老师从某学校某病理实验网站看到某些图片后，也不要随随便便说是拷贝和抄袭的了，因为标本和国标一样，可能每个病理实验室都有这些标本，所以照片也一样了的，俺在这里分门别类准备整理发表，目的让从事别的检测的老师也能正规了解一下咱们生命中的这些图片，如果因为看到某一网站或者实验室有了该图片就说拷贝和抄袭，请您们免开尊口，直接说明即可了的，俺也会停止后续的整理发表，谢谢！

前几天看到几位网友讨论热分析样品制备问题，都感到纤维类试样较麻烦。据我们的经验，采用磨碎的办法并不好。首先需样量较多，少了磨不了；其次磨碎过程中，条件太剧烈可能改变试样的超分子结构或受热史。据我们的体会，最方便的方法是使用纺织纤维切片器（哈氏切片器，Hardy`s thin cross-section sampling device，见附图）。使用纺织纤维切片器，可将纤维切断成约20－30微米的粉末，也不会破坏试样的超分子形态结构。唯一的使用问题是制样过程较慢，但是热分析样品量一般只需几毫克到十几毫克，切片器价格仅400-500元，这个方法还是很实用的。不知还有更方便、更有效的方法吗，希望各位高手贡献看法。操作步骤如下：（1）抽出“金属板1” ；逆时针旋松“进样推杆调节螺栓”；提起“定位销”，将“进样底座”逆时针转到与“金属板2”成垂直的位置。（2）取一束纤维试样，整理平直后嵌入“金属板2” 的狭缝内；将“金属板1” 插入，压紧纤维。纤维数量以稍用力拉纤维束时能移动为宜。（3）用锋利刀片切去露出金属底板正反面的纤维。（4）将“进样底座”转向工作位置，“定位销”定位，如果底座松动应旋紧“固定螺栓”。此时“纤维进样推杆”应对准狭缝中的纤维束。（5）顺时针旋转“进样推杆调节螺栓”，使纤维束稍伸出金属底板表面，用锋利刀片紧贴金属底板切下露出的纤维。再顺时针方向旋转进样螺栓上的一格，再按上述方法切下试样。切片器中纤维束可多次切取试样。积少成多，用于测试可能要重复（1）-（5）步数次。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/04/200804212027_86189_1633752_3.jpg[/img]

[align=center][size=16px] [img=常压原子力显微镜实现从超高真空到1bar的可变压力精密控制解决方案,690,446]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310111648213082_8409_3221506_3.jpg!w690x446.jpg[/img][/size][/align][size=16px][color=#000099][b]摘要：针对原子力显微镜对真空度和气氛环境精密控制要求，本文提出了精密控制解决方案。解决方案基于闭环动态平衡法，在低真空控制时采用恒定进气流量并调节排气流量的方法，在高真空和超高真空控制时则采用恒定排气流量并调节进气流量的方法。原子力显微镜真空度控制系统主要由高速电控针阀、电动可变泄漏阀、高速电控球阀、电容真空计、电离真空计和超高精度PID调节器构成，在超高真空至一个大气压范围内可达到很高的控制精度。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#000099][b]=================[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#000099][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 环境可控型原子力显微镜（AFM）是一种可以选择真空环境、气氛环境、液体环境以及变温环境等不同工作环境，并基于检测被测样品与探针之间的弱相互作用来研究包括材料表面形貌和物理化学性质的精密仪器。原子力显微镜要具备真空和气氛环境功能，主要出于以下应用需求：[/size][size=16px] （1）众所周知，原子之间的相互作用力非常微小的，AFM在工作时，为了维持两者之间的作用力，探针和样品之间的距离非常近，通常只有几个纳米或几十个纳米，这就对仪器周围环境的要求非常之高。目前市场上的原子力显微镜都是在普通空气环境中进行操作，但由于空气中活跃着各种气体分子、存在各种机械振动以及电磁干扰的缘故，要想获得极高的分辨率还是比较困难的，要想利用原子力显微镜真正获得原子级别的分辨率，还是需要在真空和超高真空环境下进行工作。[/size][size=16px] （2）随着微纳尺度下研究的逐步深入，在诸多研究中，需要在真空环境或者同一气氛环境（如氮气、氧气、湿度以及酒精蒸汽等）中，对样品表面同一实验区域原位开展多种不同的探测实验（如摩擦能量耗散测量，需要在不破坏工作环境的前提下更换其他具有不同功能的探针，实现原位探测）。 [/size][size=16px] （3）在有些微纳尺度研究中，不同真空度和不同气氛下的力谱测量结果显示AFM针尖和所研究材料之间的粘附力显著依赖于所暴露的真空压力和气体。[/size][size=16px] 总之，为了使原子力显微镜具有环境可控功能，关键是解决原子力显微镜的真空度和环境气氛精密控制问题，为此本文提出以下解决方案。[/size][size=18px][color=#000099][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 解决方案的基本思路是在采用多个进气管路来选择具体工作气体的基础上，采用了两种技术途径来改变和精密控制原子力显微镜内的真空度。[/size][size=16px][color=#000099][b]2.1 回填技术[/b][/color][/size][size=16px] 在文献1所报道的如图1所示的环境压力原子力显微镜中，采用的就是回填技术，即先对环境压力腔室抽真空至超高真空度，然后通过泄漏阀的调节向环境压力腔室内回填所需的工作气体，使腔室内的压力达到所需的真空度。整个真空回填系统结构如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=带有制备室和环境压力室的超高真空度原子力显微镜,690,485]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310111651309750_3730_3221506_3.jpg!w690x485.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图1 带有制备室和环境压力室的超高真空度原子力显微镜[/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=原子力显微镜真空压力回填系统结构示意图,550,361]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310111651565751_1942_3221506_3.jpg!w460x302.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图2 原子力显微镜真空压力回填系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图2所示，回填系统主要由以下几部分构成：（1）涡轮分子泵、（2）旋转低真空泵、（3）一氧化碳气体管线的碳过滤器、（4）压力计、（5）冷阱、（6）AP室气体计量的泄漏阀和（7）AP室初始排空闸阀。[/size][size=16px] 环境压力室真空压力范围为超高真空1×10[sup]-7[/sup]mBar~1Bar，在打开泄漏阀之前，环境压力室与准备室和离子泵隔离。由于真空室压力最高可达1巴，因此关闭离子压力计，使用全量程压力计（冷阴极压力计和对流压力计的组合）监控压力。[/size][size=16px] 从图2可以看出，在文献1所描述气体回填系统是一个真空压力的开环控制系统，我们分析此真空度控制系统并未进行更详细的描述，甚至可能根本无法真正实现文中所述的从超高真空度到一个大气压的1%精度内的准确控制，主要原因如下：[/size][size=16px] （1）首先，文献1中所采用的真空度传感器是超高真空用离子压力计和全量程压力计（冷阴极压力计和对流压力计的组合），这些真空计本身的精度就无法达到1%以内的测量精度。[/size][size=16px] （2）文献1采用了调节泄漏阀的开环控制形式向AFM环境压力腔内回填气体来进行真空度调节，根本就无法做到实施的反馈控制，关闭泄漏阀后，腔体自身漏率的存在一定会使腔内压力逐渐回升，这种回升在超高真空度范围内会非常明显，会明显影响超高真空度的稳定性。[/size][size=16px] （3）泄漏阀是一种漏率极低的调节阀门，其微小的进气流量仅适合10[sup]-3[/sup]~10[sup]-10[/sup]mBar范围内的高真空和超高真空度调节。对于10[sup]-3[/sup]mBar~1Bar的低真空控制，泄漏阀的作用非常有限，或者需要非常长的进气时间才能达到所需真空度，因此对于低真空范围内的进气控制，一般都会采用进气流量较大的针阀。[/size][size=16px][color=#000099][b]2.2 闭环控制和不同流量阀技术[/b][/color][/size][size=16px] 针对上述文献1中所用的回填技术存在的问题，本文提出的解决方案将逐项予以解决，一方面采用闭环控制技术，即由真空计、电动进气流量调节阀和真空压力PID控制器过程闭环控制回路，对所设定的不同真空度进行准确控制。另一方面是针对不同的真空度范围，分别采用了微小进气流量的电动可变泄漏阀和较大流量的电动针阀。由此构成的真空控制系统结构如图3所示。[/size][align=center][size=16px][color=#000099][b][img=原子力显微镜真空压力闭环控制系统结构示意图,690,364]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310111652283772_3144_3221506_3.jpg!w690x364.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#000099][b]图3 原子力显微镜真空压力闭环控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图3所示，整个真空压力闭环控制系统分为以下四条气体管路，各自功能如下：[/size][size=16px] 抽气管路：抽气管路主要由电动球阀、干泵和分子泵组成，其中干泵和分子泵的作用是提供相应的真空源，而电动球阀则是用于调节使用干泵时管道内的抽气速率。[/size][size=16px] 大流量进气管路：大流量进气管路主要由电动针阀组成，其作用是以较大的流量形式调节腔体的进气流量。[/size][size=16px] 微小流量进气管路：微小流量进气管路主要由电动可变泄漏阀组成，其作用是以极小的流量形式调节腔体的进气流量。[/size][size=16px] 进气管路：进气管路的作用是连接气源和为腔体提供多种压力恒定的工作气体，图3中并未绘出。进气管路中也可以通过增加混气罐来进行各种进气的混合。[/size][size=16px] 通过上述四条管路以及相应的真空度传感器和真空压力控制器，图3所示的闭环控制系统可实现从超高真空度至一个大气压的全量程真空压力精确控制，具体控制的过程如下：[/size][size=16px] （1）低真空度范围（10mBar~1Bar）：在低真空度范围内，双通道真空压力控制器的第一通道采集1000Torr电容真空计（测量精度0.25%）的真空度测量信号，与设定值比较后驱动电动球阀，通过快速改变电动球阀的开度调节排气流量，从而在低真空度范围内实现1%内的控制精度。需要注意的是在低真空度范围控制时，大流量进气管路上的电动针阀要保持恒定开度。[/size][size=16px] （2）高真空度范围（0.01mBar~10mBar）：在高真空度范围内，双通道真空压力控制器的第二通道采集10Torr电容真空计（测量精度0.25%）的真空度测量信号，与设定值比较后驱动电动针阀，通过快速改变电动针阀的开度调节进气流量，从而在高真空度范围内实现1%内的控制精度。需要注意的是在高真空度范围控制时，抽气管路上的电动球阀要始终处于全开状态。[/size][size=16px] （3）高真空度范围（10[sup]-10[/sup]mBar~0.01mBar）：在超高真空度范围内，真空压力控制器采集电离真空计（测量精度15%）的真空度测量信号，与设定值比较后驱动电动可变泄漏阀，通过快速改变泄漏阀的进气流量，从而在超高真空度范围内实现15%内的控制精度。需要注意的是在超高真空度范围控制时，抽气管路上的电动球阀要始终处于全开状态，大流量进气管路上的电动针阀处于关闭状态，而分子泵处于工作状态。[/size][size=16px] 在真空压力的控制过程中，要实现高精度控制，以下部件需要达到相应的技术指标要求：[/size][size=16px] （1）真空度传感器：真空度传感器的测量精度是决定控制精度的关键指标之一，本解决方案在低真空和高真空范围内采用了精度可达0.25%的薄膜电容真空计，而在超高真空范围内采用了精度最高可达15%的电离真空计。[/size][size=16px] （2）阀门：各种进气和排气阀门调节精度和速度也是决定控制精度的关键指标，解决方案所采用的电动针阀、电动球阀和电动可变泄漏阀都具有非常好的调节精度，响应速度都小于1秒以内，其中可变泄漏阀的响应速度可以到达十几微秒，完全可以满足超高真空度的进气控制。[/size][size=16px] （3）真空压力控制器：真空压力控制器的采集精度、调节输出精度和线性化处理功能也是决定控制精度的关键指标，解决方案采用了VPC2021系列超高精度PID调节器，具有24位AD、16位DA、0.01%最小输出百分比和八点拟合处理功能，可很好的实现全量程真空度的精密控制。[/size][size=18px][color=#000099][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，本文提出的解决方案可很好的实现环境可控原子力显微镜从超高真空至一个大气压全真空度范围内任意真空压力设定点的准确控制，也可以按照设定的真空度变化曲线进行程序控制。另外，此解决方案可以推广应用到各种显微镜的真空度和气氛环境的精密控制。[/size][size=18px][color=#000099][b]4. 参考文献[/b][/color][/size][size=16px] [1] Choi， Joong Il Jake， et al. "Ambient-pressure atomic force microscope with variable pressure from ultra-high vacuum up to one bar." Review of Scientific Instruments 89.10 （2018）.[/size][size=16px][/size][align=center][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/align][size=16px][color=#000099][b][/b][/color][/size]