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红外观察成像系统

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红外观察成像系统相关的资讯

  • 荧光分布成像系统(EEM View)观察荧光体树脂片
    目前,照明灯和液晶显示屏的背光源均采用白色LED灯。因此,为了进一步提升产品性能,Mini LED背光源和Micro LED显示屏的研发正在紧锣密鼓的进行中。荧光分布成像系统(EEM View)是能够同时获取样品图像和光谱信息的新附件。入射光通过照射积分球内壁,获得均匀光源,进而观察样品。利用F-7100标配的荧光检测器可以获得荧光光谱,结合积分球下方的CMOS相机装置拍摄图像,并利用AI光谱处理算法,可以同时得到反射和荧光图像。相信未来EEM View会在LED零配件内的荧光体光学特性评价中得到广泛的应用。1. 荧光体树脂片(50 mm×50 mm)的荧光特性此次实验测定了在面发光LED中使用的荧光体树脂片。对样品照射360~640nm的单色光,得到了样品特有的荧光特性。EEM View模式下,可同时获得不同光源条件的样品图像。通常,白色LED灯发光原理是采用蓝光LED发光二极管在455nm附近激发荧光体,产生580~650nm的黄色荧光,从而与LED发出的蓝光混合形成白光(图1)。由图2、图3可以看出,此次测定的样品荧光体树脂片,在455nm附近被蓝光LED灯激发,发出相当于625nm的黄色荧光。图1 白色LED发光原理 图2 三维荧光光谱图3 激发光谱和发射光谱2. 荧光体树脂片的分布均匀性确认 荧光成分图像 荧光成分图像 (分布不均匀区域) (分布均匀区域) 图4 树脂片的图像和光谱图4为树脂片的荧光成分图像,左边是荧光体分布不均匀区域的荧光图像和光谱,右边是荧光体分布均匀的荧光图像和光谱,从荧光图像中可以看出荧光体的分布情况。此外,通过不同位置计算出的荧光光谱,可以发现树脂片不同位置的荧光强度存在差异。对于荧光体分布不均匀的树脂片(左图),它的中心位置亮度偏高。而且从荧光光谱中可以看到,3个位置的荧光光谱峰值荧光强度最 大偏差15%。荧光分布成像系统是全球首创的新技术,它将有助于获得研发和应用领域的多方面信息表征,密切关注日立高新技术公司官网,更多应用持续更新中。
  • 从观察到检测:更快、更强、更稳定的成像质谱分析系统
    • 质谱成像技术(Mass Spectrometry Imaging, MSI)实现直接检测组织样本中化学成分的同时,保留其在样本上的位置信息,获得目标化学成分的二维空间分布特征,该项技术广泛应用于医学、药学、食品、环境等多个领域的研究中。 • 岛津新一代iMScope QT成像质谱显微镜,在质谱成像检测的基础上内置光学显微镜平台,将显微镜获取的光学图像与质谱分析获得的化学信息结合为一体,并配合完整的前处理基质涂敷设备,为相关研究提供更快、更强、更稳定的成像质谱分析系统。 图1 岛津新一代成像质谱显微镜从iMScope TRIO到iMScope QT(拍摄于岛津中国创新中心) 图2 包含样品前处理、质谱检测及数据解析的完备成像质谱分析平台 iMScope QT成像质谱显微镜可对更广范围的样品以更快速度进行高空间分辨率成像质谱分析,为研究提供更加有效可靠的数据。 应 用 案 例 简 介 【01】对小鼠脑切片的整体和局部进行高速、高准度、高空间分辨率分析 对小鼠全脑切片(约17mmx9.4mm)进行分析,空间分辨率为15μm,检测区域包含1126x624共702,624个像素点,检测时间约6小时。 表1 分析条件图3 小鼠脑切片(整体)光学图像及质谱图像 (a) 光学图像;(b) PI(38:4)的质谱图像;(c) Sulfatide (C24:1)的质谱图像,空间分辨率15μm 根据检测区域的大小及检测目标,可选择显微镜的不同放大倍数拍摄微小部位更加清晰的光学图像并进行高空间分辨率的成像质谱分析。通过质谱图像与光学图像的准确叠加,判断化合物的真实分布位置。对小鼠小脑区域进行空间分辨率为5μm的高空间分辨率检测,采集区域包括662x595, 共393,890像素点,检测时间约为2.2小时。 图4 小鼠脑切片(局部:小脑)光学图像及质谱图像 (a) 光学图像;(b) PI(38:4)的质谱图像;(c) Sulfatide (C24:1)的质谱图像,空间分辨率5μm 【02】小鼠脑中氯丙嗪分布的检测 小鼠(8周,雄性,C57BL/6J)灌胃后(单次灌胃,剂量200mg/kg),根据相应步骤制备10μm脑切片,利用iMScope QT系统获取光学图像后,使用iMLayer进行基质升华,在切片表面沉积0.7μm厚的CHCA基质层,然后在iMScope QT中进行MSI分析,激光直径20μm,采集间距50μm。图5显示了氯丙嗪在小鼠脑中的分布情况。 图5 小鼠脑中氯丙嗪分布的质谱图像 【03】小鼠肝脏中Heme B的检测 制备小鼠肝脏切片,使用iMLayer进行基质升华9AA (基质层厚度1μm),进行成像质谱分析,空间分辨率5μm,图6中各图标尺为100μm。结合光学图像可获得目标化合物的准确分布位置,并可任意选择感兴趣区域进行比较及数据解析。 图6 小鼠肝脏切片中血红素与血管附近脂质分布(a)小鼠肝脏切片(包含血管)的光学图像;(b)Heme B在小鼠肝脏血管区域分布的质谱图像;(c) Heme B质谱图像与肝脏切片光学图像的叠加 (d)血管中Heme B (绿色)与血管附近脂类成分(红色)的空间分布特征 总 结 新一代成像质谱显微镜iMScope QT不仅传承iMScope系列光学显微镜质谱仪的设计理念,同时融合形态学图像并实现高速、高灵敏度和高空间分辨率的成像分析。实现对样品进行形态学上的细微观察,也可以得到样品上特定部位的化学信息,为科研工作提供更加可靠、稳定的数据支持,进一步扩展其在相关研究领域应用的可能性。
  • 冷湖天文观测基地中红外观测系统太阳磁场光谱仪收官在即
    当前我国正在紧锣密鼓地推进冷湖天文观测基地的建设,该基地位于我国柴达木盆地西北边缘的青海省海西州茫崖市冷湖镇赛什腾山区域,平均海拔约4000米。偏僻荒凉的赛什腾山成为火热的建设工地(央广网发 王小龙 摄) 冷湖天文观测基地由多个平台组成,其中D平台用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统,为科学家对当今太阳物理前沿如太阳发电机、纤维化磁对流过程、日冕加热的研究提供测量手段。系统的核心部件——太阳磁场测量光谱仪由上海技物所研制。光谱仪光机部分光谱仪调试科研团队经过了多年的艰苦攻关,中红外观测系统的研制工作接近尾声。光谱仪在实验室环境下测试表明,性能达到任务书指标要求,后续将在冷湖太阳观测基地开展实测。该系统主要由望远镜、偏振光路和超高光谱分辨率成像型红外傅里叶变换光谱仪组成,能够测量出太阳谱线通过磁场所产生的微小裂距,从而解算出太阳磁场强度。其中,太阳磁场测量光谱仪部分具有极高的光谱分辨率(指标为0.004cm-1)和极高的空间分辨率(探测元尺寸不到1/4衍射斑),技术难度极大且为国际上首次研制。为满足项目对光谱仪性能的要求,除干涉仪主体外,科研团队还需要完成一系列分系统的研制:如高性能长波红外探测器、冷箱-杜瓦两制冷机系统以及低温光学系统等。 5年来,在所领导和各部门的支持下,研制团队群策群力,克服了种种困难。从技术方案论证,到探测器、制冷系统、杜瓦组件、光学薄膜、整机光机电技术攻关,一路走来的桩桩件件难忘而珍贵:有一年除夕夜,各部门参研人员在地下室完成后继光学集成工作;西藏那曲高原试验期间,大家在海拔4475m的高原上一边吸氧一边对仪器关键部件进行环境模拟测试;曾因一根薄膜电缆的接地造成的测试结果不佳而感到沮丧;也因一根管脚莫名导通而需打开冷箱大费周折。近两年多来,各地的疫情辗转反复,给研制任务造成了不少困扰。研制团队始终发扬坚韧不拔的精神,把疫情的影响降低到尽小。如杜瓦陶瓷基片加工,团队和总体轮番与加工单位协调进度,到货后又立即安排加班加点,第一时间完成装配!西藏那曲对关键部件进行环境模拟测试正如一名攀登者攀到每个峰顶收获的高兴和经历,是为登顶珠穆朗玛累积经验。前路漫漫,相信在大家的通力协作,专家的指导和研究所的全力支持下,团队成员能够一同拾级而上,创出辉煌!“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”项目是国家重大科研仪器研制项目,由国家天文台、上海技物所和西安光机所联合承担,获国家自然科学基金委员会资助。
  • 使用微焦点X射线CT系统观察功率电感
    发布时间:2021-12-22 阅读次数:2次前言为了降低对环境的影响,抵抗能源价格的上涨,各个领域都尽量实现节能减排。由此,产品上使用的零部件需要进一步提高性能和强化功能。零部件性能的提升还可以节省空间,降低功耗。本文中,我们使用X射线CT设备观察低功耗电感(线圈)中被称为功率电感的电子部件。 图1 insprXio SMX-225CT FPD HR Plus外观图 功率电感的特点电感是一种由铜线缠绕而成,能够储存电能的电子元件,它的作用是稳定实装基板的电流,是一般电路设计所必需的器件。电感有各种各样的形状和结构,有铜线缠绕的绕线型,也有贴片电感。贴片电感有屏蔽式结构和无屏蔽式结构,屏蔽式结构是在(铁)芯上缠绕铜线,从部件的两侧就可以确认内部状态。 无屏蔽式结构贴片电感是用混合磁性材料的树脂封装铜线的,所以无法肉眼确认内部状态。对于不能从外部观察铜线状态部件,可以使用X射线透视设备和CT设备进行无损检查。 对功率电感的观察过程X射线CT设备inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus(图1)的探测器使用大平板接收器,可以拍摄整个实装基板图像, 但是这种基板上的功率电感大多是小型器件,所以采取放大拍摄的方法观察其细节。我们从产品(图2)中取出功率电感部分(图3)进行拍摄,以了解结构细节。图3中①为屏蔽式功率电感,②为无屏蔽式功率电感。 图4是屏蔽式功率电感的透视图像,图5是无屏蔽式功率电感的透视图像。屏蔽式电感在线圈周围有空间,可以看到左右都是开放的。这是为了确保预留调节所需狭缝。无屏蔽式功率电感由于线圈周围的磁性树脂起到狭缝的作用,因此不需要预留狭缝结构。因此,无屏蔽式更易于小型化,而且磁性树脂封装不受振动和湿度的影响。然而,对无屏蔽式结构的电感,当其受到来自外部的压力超过耐受值时,树脂封装可能破裂。 对无屏蔽式功率电感进行CT成像,并进行MPR显示,如图6所示。 Multi Planer Reconstruction(MPR)是从拍摄的CT图像中显示任意截面图像的功能,可以在图像②和图像③中显示与CT图像①垂直相交的截面图像,并在图像④中显示任意角度的截面图像。在CT图像中,密度越高的部分,显示颜色越白,因此,作为铜线的线圈看起来比磁性树脂更白。此外,在②和③的中心附近可以看到磁性树脂的裂缝(裂纹)。④中可以确认连接功率电感和基板的焊料中的孔隙(气泡)。另外,使用三维软件VGSTUDIO MAX,可以实现CT图像的VR(Volume Rendering)显示,以更接近实物的形式进行观察。 这样可以更详细地观察线圈导线的形状,以及贴装时与基板的焊点状态(图7)。此外,如图8所示,通过裂纹的可视化,可以立体地观察裂纹的形状和发展情况,进而分析产品中出现异常的情况,并研究制造过程中出现的不相容性。 此外,如图9和图10所示,可以仅提取线圈部分图像并观察绕线部分的状态。还可以通过与合格产品的CT数据进行比较,来确认线圈导线的变形。 通过使用VGSTUDIO MAX的可选功能,可以可视化磁性树脂中的气泡(空隙),并量化位置和体积(图11)。除了确认气泡产生的情况外,还可以通过各种数字化信息确定缺陷产生的情况,并通过改变磁性树脂的配方和填充条件,提高制造效率,比如提高产量。 总结由于X射线CT设备可以无损地观察物体内部,因此可以在同一产品上进行振动测试和热冲击测试等循环测试,并观察每个测试周期内部件内部状态变化的过程。这样可以减少测的试数量和工时。 因此,X射线CT设备不仅有助于分析破坏的过程,而且还有助于通过减少样品数量来缩短开发时间和降低成本。 此外,还可以使用特定的软件来执行各种分析。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 盘点:红外成像系统进展
    p  随着检测器和数据处理系统的发展,傅里叶变换显微红外光谱技术在短短的二十几年间从单纯的显微镜与红外光谱联用,发展到了红外成像系统。/pp  将傅里叶变换红外光谱仪中的红外光束引入显微镜光路,可以获得在显微镜下观察到微小尺寸样品的光学影像及相应成分的红外光谱信息。由于红外光的波长较长,红外显微镜的空间分辨率一般在6um左右。若采用单点检测器收集红外光谱,则为傅里叶变换显微红外光谱仪 若采用阵列检测器收集红外光谱,则为傅里叶变换红外成像系统。红外图像系统的出现大大提高了样品的检测速度,目前在刑侦学、生物学、医学、化学、材料科学和矿物学等诸多领域都得到了广泛的应用。/pp  无论是显微红外光谱仪或是红外成像系统,使用者最关心的还是仪器的性能指标,也就是显微模式下红外光谱的信噪比及空间分辨率,另外,如何从红外光谱图像中提取有用的信息,也是大家所关心的,下面将综合这几点,介绍红外成像系统的进展。/pp  一、信噪比/pp  在红外显微镜和红外成像系统测试中,通过特殊设计的光学系统将测量光束直径缩小到微米甚至亚微米量级,从而可测试尺寸非常小的样品或者是大尺寸样品中非常小的区域,显然此时光通量远远小于常规红外光谱仪,若要获得高的信噪比,对整体光学系统的光路系统要求相应也有很大的很高,通常需要多个光学聚焦镜(卡塞格林镜)联合使用,才能保证红外光同轴,且能量损失最小,如图1所示为PerkinElmer公司红外光谱成像系统中的三卡塞格林镜光学系统。/pp  红外光先从光源到达卡塞格林镜1,该镜为聚焦镜,将光束聚焦,经过样品,到达卡塞格林镜2,即物镜上,在此光路图中,最重要的卡塞格林镜为3号镜,即到达检测器前,将红外光谱的信号再次聚焦,保证能量最大。/pp  高的光通量,才能保证高的信噪比,所以红外光谱成像系统中三卡塞格林镜的光路设计在一定程度上决定了其较高的信噪比。/pp style="text-align: center "img style="width: 450px height: 338px " alt="" src="https://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/201481101535.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-size: 14px "图1 PerkinElmer公司红外图像系统中的三卡塞格林镜光学系统/span/pp  如前所述,在红外显微镜和红外成像系统的光通量远低于常规红外光谱仪,且扫描速度较快,常规红外检测器不能满足要求,无论是单点还是图像分析,均需要使用液氮冷却的MCT检测器以保证在快速测量时的高信噪比。此处需要说明,虽然测试速度比较慢,但是单点检测器的信噪比更高、测量光谱范围更宽。/pp  红外成像系统所用检测器基本上可以分为两种,一是焦平面阵列检测器,另一种是线阵列检测器。焦平面阵列检测器包括两类,第一类主要是由红外显微镜和大面积焦平面阵列检测器(凝视型,以64*64和128*128为主)组成,凝视型同时以步进扫描技术(Step Scan)作支撑 第二类主要是由红外显微镜和小面积焦平面阵列检测器(非凝视型,以16*16和32*32为主)组成,非凝视型不需要步进扫描技术作支撑,而是采用了快速扫描(Rapid Scan)的技术。由于焦平面阵列检测器源于美国军方的技术,美国国防部对此类产品向中国大陆的出口进行了限制,目前仍存在禁运的问题。因此,国内市场上常见的红外光谱仪器公司如PerkinElmer、Thermo Fisher Scientific、JASCO等则提供双排跳跃式线阵列检测器(2*16或2*8)或线阵检测器(1*16),再结合快速扫描功能,实现红外光谱成像质量和速度的双重提高。目前各仪器厂商阵列检测器的信噪比从150/1~800/1不等。/pp  二、空间分辨率/pp  空间分辨率是指被测试的样品采用显微红外“见到”的最小测试面积。采用红外显微光谱仪器的可见光显微系统对样品进行观察,选择感兴趣的测试区域,然后将其划分成若干个采样微区,通常将这些采样微区称为“像素(pixel)”。像素的尺寸是由仪器测试能力与样品表征要求共同决定的。较小的像素尺寸可以提高测试结果的空间分辨率,但是光谱信噪比会降低,测量相同面积的区域时所需时间也要增加。/pp  由于红外光波长较长,易产生衍射现象,不能像可见显微镜将样品放大至1um甚至更小,一般常规的红外图像系统空间分辨率极限在6um左右,所获得的红外指纹图谱为6*6um区域的信息集合。/pp  若要提高红外光谱成像系统的空间分辨率,可以考虑选择衰减全反射(ATR模式)。由于常规红外光谱透射或反射成像时物镜与样品之间的介质为空气,而ATR模式中物镜与样品之间的折射率更高的内反射晶体为介质,因而光束半径可以更小,即成像测试时的空间分辨率更高。例如,锗的折射率是空气的4倍,因此以锗作为内反射晶体时,ATR模式的空间分辨率比常规透射或反射模式高4倍左右。所以,在仪器厂家的宣传中可见ATR模式空间分辨率为1.56um的说法,应特别注意,此时为其名义空间分辨率,或称像素空间分辨率,而非实际真正的空间分辨率。/pp  ATR模式包括ATR单点物镜与ATR成像附件两种测量方式。如图2所示,如果使用ATR单点物镜进行成像分析,每次只能测量与内反射晶体接触的一个像素,然后使晶体与样品脱离,移动样品使内反射晶体接触下一个像素并进行测量,直到获得所有像素的光谱。很明显的问题是,内反射晶体与样品接触后很容易被污染,影响后续像素测试结果的准确性,而且所有像素逐个测量的方式非常耗时。如果使用ATR成像附件,内反射晶体与所测样品一起固定在样品台上,二者之间没有相对位移,避免了晶体污染造成的测量误差。样品台同步移动内反射晶体与所测样品,改变红外光束在内反射晶体上的入射位置,完成所有像素的测量。由于可以使用阵列检测器,ATR成像的测试速度也非常快。但是,受到内反射晶体尺寸的影响,ATR成像的测试面积比较小(目前仪器上通常配备的反射晶体的直径为500um,最大可以定制直径为2 mm的晶体,但应同时考虑检测器、软件等因素)。此外, ATR单点物镜与ATR成像附件有个共同的问题:该方法只能测量距离内反射晶体表面几个微米深的样品部分 在样品表面与内部不一致时,该方法获得的一般只是表面信息。/pp style="text-align: center "img style="width: 450px height: 277px " alt="" src="https://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/201481101556.jpg"//pp style="text-align: center "图2 ATR红外光谱成像的两种测量方式。左:ATR单点物镜 右:ATR成像附件。/pp  2013年,Neaspec公司推出了nano-FTIR光谱仪,利用其独有的散射型近场光学技术发展出来的纳米傅里叶变换红外光谱技术,使得纳米级化学鉴定和成像成为可能。nano-FTIR光谱仪的工作原理如图3所示,将一束宽带中红外激光耦合进入近场显微镜(NeaSNOM),对原子力显微镜(AFM)针尖进行照明, 通过一套包含分束器、参考镜和探测器在内的傅里叶变换光谱仪对反向散射光分析,即可获得针尖下方20 nm区域内的红外光谱,使得红外光谱成像系统的的空间分辨率突破了微米的界限。该类型仪器综合了AFM的高空间分辨率,和FTIR的高化学敏感度,实现了对有机、无机材料的纳米级化学分辨。/pp style="text-align: center "img style="width: 450px height: 269px " alt="" src="https://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/201481101615.jpg"//pp style="text-align: center "图3 Nano-FTIR光谱仪的工作原理/pp  图4所示为在不使用任何模型矫正的条件下,nano-FTIR获得的近场吸收光谱,由图中可见,其分子指纹特征与使用传统FTIR光谱仪获得的分子指纹特征吻合度极高,这在基础研究和实际应用方面都具有重要意义,因为研究者可以将nano-FTIR光谱与已经广泛建立的传统FTIR光谱数据库中的数据进行对比,从而实现快速准确的进行纳米尺度下的材料化学分析。对化学成分的高敏感度与超高的空间分辨率的结合,使得nano-FTIR成为纳米分析的独特工具。/pp style="text-align: center "img style="width: 450px height: 271px " alt="" src="https://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/201481101630.jpg"//pp style="text-align: center "图4 Nano-FTIR所获得的光谱图与传统红外光谱图的比较/pp  但目前昂贵的价格,较为复杂的操作(需要与AFM联合使用),以及红外光谱波段的限制(每次扫描的波数范围有限),光谱分辨率有待提高等,仍是该类仪器需要克服的难题,同时也是未来发展的方向。/pp  三、红外光谱成像的信息提取/pp  使用合适的信息提取方法,从像素光谱中获得所需要的信息,是红外光谱成像技术应用的关键。成像所测量的数据为若干个像素的红外光谱,这些像素具有特定的空间位置,一般用横坐标和纵坐标来表示。如果按照测量时的空间位置进行排列,像素光谱数据需要表示为一个r*c*n维的矩阵,因此需要使用适当的数据处理方法,对上述矩阵进行降维。若将每张像素光谱均转换为反映特定信息的单一数值之后,再按照像素的空间位置将这些数值排列成一个r*c维的矩阵,然后以二维或三维图形表示出来,就得到了反映特定信息的数据采集区域的化学图像。/pp  常见的降维手段包括:像素光谱平均强度图像,该方法可以反映测试区域内样品数量较多的位置 像素光谱图像特征峰强度或面积图像,该方法可以反映测试区域样品中特征官能团的分布情况 使用模式识别方法对像素光谱进行分类,根据像素光谱所属类别将成像区域分割为不同部分,对各个部分的典型像素光谱进行解析,可以了解一些成分的分布情况等。/pp  本课题组近期也提出了两种新的振动光谱成像数据信息提取方法。 “主成分载荷乘积聚类分析-交替最小二乘法” 可用于没有参考信息时的样品化学成分非靶向解析 “偏最小二乘投影-相关系数法”,则主要用于已知目标成分的靶向检测,对微量成分的识别能力更强。若有兴趣可查阅相关文献,此处不多加描述。/pp style="text-align: right "  (撰稿人:清华大学 周群)/pp style="text-align: right "  注:文中观点不代表本网立场,仅供读者参考/p
  • 客户案例 | MIX观察如何为拉曼分析节省时间
    图1.取决于观察方法的外观差异(样品:金属基底上的锈迹)自1958年起,JASCO公司一直致力于开发和制造光学分析仪器和提供分析服务。他们的多种常用于材料分析的拉曼光谱仪产品中都采用了我们的一些显微镜技术。在这篇文章中,JASCO公司拉曼系统部门的Takeo Soejima探讨了我们的MIX观察技术是如何集成到JASCO的拉曼系统中及其如何协助提高了JASCO光谱仪的性能。以下是Takeo Soejima的讲解:更锐利的样品颜色、表面划痕和缺陷以及表面不平整度“MIX观察装置U-MIXR-2是我们的拉曼光谱仪的关键装置。与传统的明场或暗场观察相比,它能让我们更清晰地观察样品的颜色、表面裂纹和缺陷以及表面不平整度。2018年,我们首次将MIX观察装置(当时的型号是U-MIXR)纳入我们的NRS-4000/5000系列激光拉曼光谱仪(图2)中进行评估。这些系统拥有自动切换光学系统和自动光轴调整功能,软件操作简单,可用于从亚微米级微小异物分析到成像测量的多种应用。在图1显示的示例中,我们可在MIX观察下清楚地看到样品的颜色。红色的是红色锈迹,黑色的是黑色锈迹。在传统明场观察下,我们很难区分颗粒的颜色,而且必须测量所有位置。图2.JASCO激光拉曼光谱仪MIX观察:揭示隐藏的细节MIX观察组合了明场和暗场方法,得到了一个结合两者优势的视野。图3显示了另一个示例测量结果,其中仅对维生素的颜色增强部分进行拉曼测量。在拉曼测量中,样品的荧光有时会干扰测量,因此我们花了大量时间通过改变激光器(激光是拉曼测量的光源)的波长来研究测量条件。然而,MIX观察让我们能够更加轻松地根据样品的可见颜色来估计每个样品的出色激发激光。图3.维生素拉曼成像的示例我们一直专注于扩大拉曼光谱仪的应用范围,而且快速响应每个客户的请求对我们来说都非常重要。之前有一位客户曾向我们提供了一个样品。这个样品难以清晰观察,也很难在分析前定位,所以我们必须要在内部开发一个解决方案。最后,在我尝试用MIX滑块进行MIX观察时,这个问题得到了完美的解决。在传统暗场下,我们必须从明场开始物理切换光学系统,而且不可能进行MIX观察。只要将此装置插入转换器,即可轻松地进行暗场/MIX观察,这种方式具备很大的优势。这让我们能够轻松地在软件中选择明场/暗场/MIX观察。在MIX观察下,我们不仅能更清晰地观察样品,还可以大大缩短拉曼测量时间。图4.U-MIXR-2 MIX观察装置U-MIXR(图4)还有让客户利用支持暗场物镜的Evident转换器来低成本升级拉曼仪器的优势,因此我们立即决定采用这一装置。通过协助开发分析仪器业务Evident为我们提供了举办联合活动的建议,并在开发出更好、更快观察和测量样本的系统方面为我们提供了咨询。我希望我们将继续打造牢固的合作关系。”感谢Takeo Soejima为我们分享JASCO对于拉曼分析中MIX观察装置优点的看法。受访客户Takeo Soejima, JASCO公司拉曼系统部。Takeo Soejima是JASCO公司拉曼光谱仪应用开发部门的一员,现从事拉曼光谱仪系统的开发。
  • 岛津微焦点X射线CT助力动物实验-小鼠股骨CT观察
    现在的研究中经常需要动物实验提供数据支持,这些研究包括对骨病的研究、药物管理评价和代谢中的脂肪测量等。实验对象的动物有大、小鼠和兔子等。 X射线CT系统通常用于观察和分析小动物的骨骼,人类或小动物的牙齿。对小动物的观察包括活体动物的CT成像,猝死动物整体或切除部位的体外CT成像。 本案例介绍了利用inspeXio SMX-100CT Plus采集的小鼠股骨CT图像(体外)数据以及其三维解析结果。 图1. 岛津微焦点X射线CT inspeXio SMX-100CT Plus 对小鼠股骨的观察 使用inspeXio SMX-100CT Plus微焦点X射线CT系统(图1)进行数据采集。该设备采用密封式微焦点X射线发生源,最大输出电压为100 kV,图像亮度高,可对树脂、药物、骨骼等软材料在高放大倍数下进行三维观察。图2为小鼠股骨。红色矩形框部分是股骨,红色矩形框右侧的是胫骨。图3显示了小鼠股骨的原理图。股骨由近端、股骨本身和远端三部分组成。近端肢体与臀部骨共同构成髋关节。远端肢体与胫骨共同构成膝关节。本标本观察是股骨远端离体成像的一例。图2.小鼠股骨照片 图3 小鼠股骨的原理图 图4为骨骺的横断面图像,图5为骺端和干骺端横断面图像,图6为干骺端的横断面图像。在干骺端横断面上,圆形骨区为皮质骨,内部网状区为骨小梁。使用inspeXioSMX-100CT进行锥束扫描,一次即可获得区域内所有的横断面图像,还可以连续进行图像观察。 图4骨骺的CT图像图5骺端和干骺端的CT图像图6 干骺端CT图像 图7为MPR(多平面重构)图像,MPR显示的是在虚拟空间中堆叠的多个CT图像。 图7 小鼠股骨MPR图像 图8 小鼠股骨的三维图像 小鼠股骨分析 使用X射线CT获取图像,不仅可以进行横断面和三维观察,而且可以单独提取感兴趣区域进行观察,并测量骨的厚度。 图9 小鼠股骨三维图像 图10~14显示小鼠股骨皮质骨、骨小梁及皮质骨内血管的扫描结果,图像处理为某软件公司的TRI/3D-Bon骨结构分析软件。 图10 白色:皮质骨和骨小梁红色:皮质骨中的血管绿色:生长板软骨 图11 白色:骨小梁红色:皮质骨中的血管绿色:生长板软骨 图10、11中白色为皮质骨和骨小梁、红色部分为皮质骨中的血管、绿色部分为生长板软骨,图10中皮质骨在外观上是半透明的。 图12 骨小梁和生长板软骨图13 提取的生长板软骨图14 皮质骨和骨小梁厚度的测量 图13是提取的成长板软骨。图14是对提取的皮质骨和骨小梁测量出的厚度结果,从外观上使用不同颜色标示出各不相同的薄、厚部分。 结论 使用inspeXio SMX-100CT Plus不仅可以对小鼠股骨结构进行三维观察,而且可以通过其它分析软件提取感兴趣区域,并测量、评价皮质骨和骨小梁的厚度。 另外,针对专用软件(例如TRI/3 DBON),可利用BMD模型(骨矿定量) 将影像数据的亮度值转换为CT值,分离出皮质骨和骨小梁,获得皮质骨和骨小梁各自的BMD值。因此,在骨成像后,用BMD模型代替骨成像来建立分析曲线是可行的。(此应用只可针对特定第三方软件进行。)
  • 《自然通讯》:核磁共振成像新技术 可观察基因表达
    基因就如同开关一样,知道哪些基因开启,对于疾病的治疗和监控至关重要。美国加州理工学院研究人员23日在《自然通讯》杂志线上版发表论文称,他们开发出一种新方法,使用常见的核磁共振成像(MRI)技术,即可观察到体内细胞的基因表达情况。  在MRI过程中,体内氢原子(大多包含在水分子和脂肪中)被电磁波照射后会形成共振,随后释放信号,据此可创建大脑、肌肉和其他组织的图像。医生会利用该技术来观察人体组织的结构或生理功能,诊断病情,但目前还很少有人用它来观察特定细胞的活动情况。  此次,为创建观察特定细胞基因表达的新手段,研究人员将目标瞄向了水通道蛋白。这种蛋白在细胞膜上组成“孔道”,像守门员一样控制着水分子进出细胞。他们发现,增加细胞中水通道蛋白的数量,通过弥散加权MRI,可使这一细胞在图像中显得更加突出。随后,研究人员将水通道蛋白与他们感兴趣的特定基因联系起来,得到报告基因——一种编码可被检测的蛋白质基因。这意味着当这一特定基因被打开时,细胞会过度表达水通道蛋白,弥散加权成像后,细胞在图像中便会更暗一些。他们利用这一手段成功监测了小鼠大脑肿瘤的基因表达情况。  研究人员指出,开发有效的MRI报告基因是生物医学成像领域的“圣杯”,它会让非侵入性观察细胞功能成为现实。以前开发的MRI报告基因有着诸多限制,并不适用于所有人体组织。而此次研究表明,水通道蛋白是开发MRI报告基因的有效工具。水通道蛋白是人体自然产生的,不会引起免疫反应,其过度表达不会对细胞造成负面影响。在正常生理条件下,水通道蛋白增多后,进出细胞的水分子的数量也是一样的,细胞的含水量不会改变。  研究人员表示,目前这一方法虽仅在小鼠实验中取得成功,但其未来临床应用的潜力巨大。
  • 光子反冲成像:观察分子内部的新方法
    p  近日,德国和瑞典科学家利用欧洲X射线自由电子激光装置(XFEL),通过创新的“光子反冲成像”(Photon-recoil imaging)技术,研究X射线与原子之间相互作用的基本过程。该方法可以使人们更好地了解原子级的化学反应,将成为探索非线性X射线物理学的有力工具。br//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/5f55c4a7-b32f-412f-9416-323e599f35f6.jpg" title="50177d68ee524f13991d9fe7ea5286d6.jpg" alt="50177d68ee524f13991d9fe7ea5286d6.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  a)自发x射线拉曼散射的受激原子分布。/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  b)受激x射线拉曼散射的增激发态原子分布(窄线)。?/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  图片来源:网络(mbi-berlin.de)/span/pp  观察X射线与原子之间相互作用/pp  1921年,爱因斯坦因发现光的量化,即光子作为光粒子流与物质相互作用,获得了诺贝尔物理学奖。从量子力学的早期开始,人们就知道光子具有动量。原子对光子的吸收和发射是光与物质相互作用的基本过程。自1960年代以来,强激光束的出现推动了所谓的“非线性光学”的发展。于是科学家们进一步研究,用X射线代替可见光来操作非线性光学系统,即将非线性光学扩展到X射线光谱域。但由于非线性效应难以捉摸的性质,尽管理论概念数十年前就已提出,迄今科学家们仍在努力实现这一目标。随着2017年位于汉堡的XFEL的投入使用,科学界朝着这一目标更近了一步。/pp  最近,德国柏林马克斯· 波恩非线性光学和超快光谱研究所(MBI)、瑞典乌普萨拉大学和位于汉堡的欧洲X射线自由电子激光装置(XFEL)的研究人员合作开发出“光子反冲成像”技术,用来观察X射线与原子之间相互作用的基本过程。该技术可以区分X射线范围内的自发和受激拉曼散射(SRS),使得人们几乎可以对单个原子上受激拉曼散射进行自由地研究。相关的理论分析和实验结果发表在《科学》杂志上。/pp  为了测量实验中激发原子的散射,研究人员将准直的氖原子超声束与XFEL光束成直角相交。当X射线光子的能量与氖的俄歇跃迁能量发生共振时,瞬态激发原子会受到自发拉曼散射的影响。优化X射线的强度和光子能量,则瞬态激发原子在自发衰减之前会与另一个具有适当光子能量的XFEL光子相互作用,产生受激拉曼散射,并沿入射光子的方向发射光子。此过程需要来自X射线的两个光子,因此是非线性的。由受激拉曼散射引起的激发原子基本上不会发生偏转,在检测器上显示为一条锐利的直线。/pp  有望更好地了解原子级化学反应/pp  论文第一作者,柏林马克斯· 波恩研究所的乌利· 艾希曼教授解释说,在受激拉曼散射过程中,两个光子沿与两个入射光子完全相同的方向离开原子,原子不改变其动量,也不改变其飞行方向。这与更频繁的线性过程截然不同。在线性过程中,首先吸收一个光子,然后发射另一个光子。由于发射的光子通常以不同的方向发送,因此原子发生偏转。通过观察原子的飞行方向,研究人员能够清楚地将X射线激发的拉曼过程与其他过程区分开。/pp  XFEL的迈克尔· 迈耶博士解释说:“如果将来我们将新方法与不同波长的X射线脉冲一起使用,就会带来特殊的可能性。”具有不同波长的X射线脉冲可以专门处理分子中的单个原子,因此可以详细了解分子中电子的波函数随时间变化的方式。这为研究非线性X射线过程建立了非常有前途的分析技术。/pp  长远来看,科学家们还希望借助定制的激光脉冲对其产生影响。乌普萨拉大学的贾恩-埃里克· 鲁本森教授说:“我们的方法有望使人们更好地了解原子级的化学反应,将来甚至可能影响它们。”/ppbr//p
  • 新闻 | AR荧光技术让您实时观察脑血管血流情况 -徕卡显微系统副总裁接受神外前沿专访
    徕卡显微系统副总裁Maxim Mamin于2017年11与17日来华,并于当日接受了“神外前沿”公众号的专访,对徕卡即将在国内上市的MFL800研发初衷与技术问题进行了独家的解读。神外前沿讯,在洛杉矶举行的2017 AANS美国神经外科年会上,徕卡基于手术显微镜的增强现实荧光成像技术AR荧光(MFL800)正式上市,这个血管荧光突破性的新技术,可以将近红外荧光成像与白光图像相结合,让神经外科医生在双目镜筒中实时观察解剖结构及荧光效果,为手术决策提供实时有效的信息。(点击上图播放手术效果视频)据悉,采用AR(增强现实)荧光技术的徕卡MFL800已经通过CFDA认证,将于明年一季度在中国上市。近日,徕卡显微系统副总裁Maxim Mamin先生就AR荧光新技术的研发情况接受了《神外前沿》的访谈。对话内容如下神外前沿:AR荧光(MFL800)研究开发的初衷是什么,能够帮助神外医生解决什么问题?Maxim Mamin:血管荧光造影剂广泛应用于脑血管手术,包括动脉瘤夹闭,脑血管畸形和微血管减压术等手术。在使用过程中就会发现ICG通过红外成像,是肉眼看不到的,只能在显微镜上看到,而且是黑白的,还有很多解剖结构的细节看不清,并且还有一点延时,这对医生来说是比较被动的事情。ICG只能看到荧光显影,周边的组织是无法看清楚的;MFL800也属于ICG技术,但在镜下高清的,可以把细节和血管等都显示出来。有了深度的感觉了,周边的血管可以看得很清楚,可以在这上面做一些操作。神外前沿:AR荧光(MFL800)和以往的显微镜下的荧光有什么不同,比如肿瘤手术使用的5?ALA肿瘤荧光?Maxim Mamin:ICG荧光方式现在主要用于血管病的手术治疗,因为ICG要用注射的方式注射到到血管里,可以通过血液的流动经过全身,然后可以观察到血流的情况。5-ALA是一种荧光显影剂,使用方式是在患者手术前,通过饮用的方式喝下去,不会在血管显现,只会在肿瘤上显现,而且只会在高级别胶质瘤上显现。可以说ICG是血管显影的介质,5ALA是胶质瘤显影的介质。另外,ICG和5ALA在激发后产生的光波的波谱和波长是不一样的,借助于发射波长为400nm蓝光手术显微镜,5-ALA是可以看见的,ICG的波长是780nm-800nm,是红外光,肉眼看不到的。神外前沿:AR荧光(MFL800)在神经外科中更适合血管还是肿瘤的显影?Maxim Mamin:这个新技术主要应用于血管病,包括动脉瘤、血管畸形、MVD(微血管减压)等,当然还可以用在心血管病的搭桥手术,看血管的流畅情况,还有可以用在整形手术中。(图注:Leica M530 OH6手术显微镜与MFL800的结合,有德国科隆医疗中心神经外科的Cleopatra Charalampaki教授提供的手术照片)神外前沿:这个技术如果应用于脑血管外科,是否会扩大适应症范围,相对于介入技术的不断发展?Maxim Mamin:这是个很好的问题,现在确实有趋势看到很多医生开始采用介入技术,MFL800肯定能帮助神经外科医生看得更清楚,以治疗更复杂的脑血管病。MFL800是基于(增强现实技术的)GLOW平台,现在开发的是用于脑血管病的技术,将来还可以开发应用于肿瘤的技术。这个平台的硬件包括摄像头等设备,另外还有相关软件,以实现定量化、多波长的荧光成像技术,最终就像地图一样,能够显示出比如血流的强度、随时间变化的情况等,因而能够区分动脉和静脉,带来更多的信息。我们采用的是开放性的设计平台,将来有了新技术都可以将其升级到手术显微镜上。新的技术把不可见的光通过数据化显示出来,最重要的一点是MFL800是一个实时的技术,术者可以在目镜下实时观察到手术中的情况,没有延时。神外前沿:MFL800预计在中国何时上市?Maxim Mamin:我们产品的正式上市是在10月份刚刚结束的AANS美国神经外科年会上,正式的装机在11月份,12月份还会在欧洲和美国有新的装机。在中国我们已经通过了CFDA的认证,应该在明年一季度上市。神外前沿:目前内镜技术在神经外科应用越来越多,显微镜如何面对内镜的竞争?Maxim Mamin:显微镜和神经内镜是互补的技术,手术显微镜最明显的优势就是术中可以有很好的深度感受,可以很直观的看到并操作,相对来说也容易操作。另外,显微镜现在可以搭载各种荧光成像技术,但目前的神经内镜还没有。再有,神经内镜很难判断方向,并且并非所有手术器械都适用于脑室镜,比如双极电凝。神经内镜可能更适合于不能直视的一些病变,比如在角落或者被重要器官遮挡的。目前最新的技术可以把神经内镜的成像集成到显微镜上,也就是可以在目镜下直接显示。受访者简介Maxim Mamin, Vice President Medical Division (Surgical Microscopes Imaging) at Leica Microsystems (Danaher company), Leica Microsystems, UCLA Anderson School of Management.International Executive with 15+ years of leadership experience in Siemens Healthcare across various functions (Marketing, Product Development, Sales, Regional Business Development, Country Operations), across diverse products portfolio (Imaging and Lab Diagnostics), and cultures (Russia, Germany, Singapore, Korea, Malaysia).来源:神外前沿关于徕卡显微系统Leica Microsystems 徕卡显微系统是全球显微科技与分析科学仪器之领导厂商,总部位于德国维兹拉(Wetzlar, Germany)。主要提供显微结构与纳米结构分析领域的研究级显微镜等专业科学仪器。自公司十九世纪成立以来,徕卡以其对光学成像的极致追求和不断进取的创新精神始终得到业界广泛认可。徕卡在复合显微镜、体视显微镜、数码显微系统、激光共聚焦扫描显微系统、电子显微镜样品制备和医疗手术显微技术等多个显微光学领域处于全球领先地位。 徕卡显微系统在全球有七大产品研发与生产基地,在二十多个国家拥有服务支持中心。徕卡在全球一百多个国家设有区域分公司或销售分支机构,并建有遍及全球的完善经销商服务网络体系。
  • 考虑探测器非理想性的红外偏振成像系统作用距离分析
    在背景与目标红外辐射量差距不大或背景较为复杂等情况下,传统红外成像技术对目标进行探测与识别的难度较大。而红外偏振探测在采集目标与背景辐射强度的基础上,还获取了多一维度的偏振信息,因此在探测隐藏、伪装和暗弱目标和复杂自然环境中人造目标的探测和识别等领域,有着传统红外探测不可比拟的优势。但同时,偏振装置的加入也增加了成像系统的复杂度与制作成本,且对于远距离成像,在红外成像系统前加入偏振装置对成像系统的探测距离有多大的影响,也有待进一步的研究论证。据麦姆斯咨询报道,近期,中国科学院上海技术物理研究所、中国科学院红外探测与成像技术重点实验室和中国科学院大学的科研团队在《红外与毫米波学报》期刊上发表了以“考虑探测器非理想性的红外偏振成像系统作用距离分析”为主题的文章。该文章第一作者为谭畅,主要从事红外偏振成像仿真方面的研究工作;通讯作者为王世勇研究员,主要从事红外光电系统技术、红外图像信号处理方面的研究工作。本文将从分析成像系统最远探测距离的角度出发,对成像系统的探测能力进行评估。综合考虑影响成像系统探测能力的各个因素,参考传统红外成像系统作用距离模型,基于系统的偏振探测能力,建立了红外偏振成像系统的作用距离模型,讨论了偏振装置非理想性对系统探测能力的影响,并设计实验验证了建立模型的可靠性。红外成像系统作用距离建模目前较为公认的对扩展源目标探测距离进行估算的方法是MRTD法。该方法规定,对于空间频率为f的目标,人眼通过红外成像系统能够观察到该目标需要满足两个条件:①目标经过大气衰减到达红外成像系统时,其与背景的实际表观温差应大于或等于该频率下的成像系统最小可分辨温差MRTD(f)。②目标对系统的张角θT应大于或等于相应观察要求所需要的最小视角。只需明确红外成像系统的各项基本参数与观测需求,我们就可以计算出系统的噪声等效温差与最小可分辨温差,进而求解出它的最远探测距离。红外偏振成像系统作用距离建模偏振成像根据成像设备的结构特性可分为分振幅探测、分时探测、分焦平面探测和分孔径探测。其中分时探测具有设计简单容易计算等优点,但只适用于静态场景;分振幅探测可同时探测不同偏振方向的辐射,但存在体积庞大、结构复杂,计算偏振信息对配准要求高等问题;分孔径探测也是同时探测的一种方式,且光学系统相对稳定,但会带来空间分辨率降低的问题;分焦平面偏振探测器具有体积小、结构紧凑、系统集成度高等优势,可同时获取到不同偏振方向的偏振图像,是目前偏振成像领域的研究热点,也是本文的主要研究对象。图1为分焦平面探测系统示意图。图1 分焦平面探测器系统示意图本文仿真的分焦平面偏振探测器,是在红外焦平面上集成了一组按一定规律排列的微偏振片,一个像元对应着一个微偏振片,其角度分别为 0°、45°、90°和135°,相邻的2×2个微像元组成一个超像元,可同时获取到四种不同的偏振态。图1为分焦平面探测系统结构示意图。传统方法认为在红外成像系统前加入偏振装置后,会对系统的噪声等效温差与调制传递函数MTF(f)产生影响,改变系统的最小可分辨温差,进而改变系统的最远探测距离。本文将从偏振装置的偏振探测能力出发,分析成像系统的最小可分辨偏振度差,建立红外偏振成像系统的探测距离模型。我们首先建立一个探测器偏振响应模型,该模型将探测器视为一个光子计数器,光子被转换为电子并在电容电路中累积,综合考虑探测器井的大小、偏振片消光比、信号电子与背景电子的比率以及入射辐射的偏振特性,通过应用误差传播方法对结果进行处理。从噪声等效偏振度(NeDoLP)的定义出发,NeDoLP是衡量偏振探测器探测能力的指标,即探测器对均匀极化场景成像时产生的标准差。对其进行数学建模,进而分析得到红外偏振成像系统的最远探测距离。图2 DoLP随光学厚度变化曲线对于探测器来说,积分时间越长,累积的电荷越多,探测器的信噪比(SNR)就越高,但这种增加是有限度的。随着积分时间的增加,光生载流子有更多的时间被收集,增加信号。然而,同时,暗电流及其相关噪声也会增加。对于给定的探测器,最佳积分时间是在最大化信噪比和最小化暗电流及噪声的不利影响之间取得平衡,为方便分析,我们假设探测器工作在“半井”状态下。通过以下步骤计算红外偏振成像系统最远作用距离:a. 根据已知的目标和背景偏振特性以及环境条件,计算在给定距离下,目标与背景之间的偏振度差在传输路径上的衰减。b. 结合系统的探测器性能参数,确定目标在给定距离下是否可被观察到。如果不能则减小设定的距离。目标被观察到需同时满足衰减后的偏振度差大于或等于系统对应于该频率的最小可分辨偏振度差MRPD,目标对系统的张角θT大于或等于相应观察要求所需要的最小视场角。c. 逐步增加距离,直到目标与背景之间的偏振度差不再满足观察要求。这个距离即为成像系统最远作用距离。τp (R)为大气对目标偏振度随探测距离的衰减函数,可根据不同的天气条件,根据已有的测量数据进行插值,计算出不同探测距离下大气对目标偏振度的衰减,图4. 5给出了根据文献中测量数据得到的偏振度随光学厚度增加衰减关系图。这里给出的横坐标是光学厚度,不同天气条件下,光学厚度对应的实际传播距离与介质的散射和吸收系数有关。综上,我们建立了传统红外成像系统和考虑了偏振片非理想性的红外偏振成像系统的作用距离模型,下面我们将对模型的可靠性进行验证,分析讨论探测器各参数对成像系统探测能力的影响。验证与讨论由噪声等效偏振度的定义可知,其数值越小,代表偏振探测器的性能越优秀。下面我们对影响红外偏振成像系统探测性能的各因素进行讨论,并设计实验验证本文建立模型的正确性。偏振片消光比消光比是衡量偏振片性能的重要参数,市售的大面积偏振片的消光比可以超过200甚至更多。对其他参数按经验进行赋值,从图3可以看到,对于给定设计参数的探测器,偏振片消光比超过20后,随着偏振片消光比的增加,探测器性能上的提升微乎其微。对于分焦平面探测器,为实现更高的消光比,不可避免地要牺牲探测器整体辐射通量。由于辐射通量降低而导致的信噪比损失可能远远超过消光比增加所获得的收益。这一结果同样可以对科研人员研制偏振片提供启发,对需要追求高消光比的偏振片来说,增大透光轴方向的最大透射率要比降低最小透射率更有益于成像系统的性能。图3 偏振片消光比与探测器噪声等效偏振度关系图探测器井容量红外探测器的井容量是指探测器像素在饱和之前能够累积的电荷数量的最大值。井容量是衡量红外探测器性能的一个关键参数,井容量通常以电子数(e-)表示。较大的井容量意味着探测器可以在饱和之前存储更多的电荷,从而能够在更大的亮度范围内准确检测信号。这对于在具有广泛亮度变化的场景中捕获清晰图像至关重要。从图4可以看出,增大探测器井的容量,同样能很好的提高成像系统的偏振探测能力。图4 探测器井容量与探测器噪声等效偏振度关系图然而,井容量的增加可能会导致像素尺寸增大或探测器面积减小,这可能对系统的整体性能产生负面影响。因此,在设计红外探测器时,需要权衡井容量、像素尺寸和其他性能参数,以实现最佳性能。目标偏振度虽然推导出的噪声等效偏振度公式包含目标偏振度这一参量,但目标的偏振度本身对探测器的噪声等效偏振度没有直接影响。NeDolp 是一个衡量探测器性能的参数,它主要受探测器内部噪声、电子学和其他系统组件的影响。然而,目标的偏振度会影响探测器接收到的信号强度,从而影响信噪比(SNR)。从图5也可以看出,探测器的NeDolp受目标的偏振度影响不大。图5 目标偏振度与探测器噪声等效偏振度关系图读取噪声与产生复合噪声比值读取噪声主要来自于探测器的读出电路、放大器和其他电子元件。它通常在整个光强范围内保持相对恒定。产生复合噪声是由光子的随机到达和电荷生成引起的,与光子数成正比。在低光强下,产生复合噪声通常较小;而在高光强下,它会逐渐变大。通过计算读取噪声和产生复合噪声的比值,可以确定系统的性能瓶颈。如果读取噪声远大于产生复合噪声,这意味着系统在低光强下受到读取噪声的限制。在这种情况下,优化读出电路和放大器等元件可能会带来性能提升。如果产生复合噪声远大于读取噪声,这意味着系统在高光强下受到产生复合噪声的限制。在这种情况下,提高信号处理和光子探测效率可能有助于改善性能。从图6可以看出,降低读取噪声与产生复合噪声比值可以有效提升系统偏振探测能力。图6 δ与探测器噪声等效偏振度关系图信号电子比例综合图4~6可以看出,提升β的数值可有效提高探测器的偏振探测能力,由β的定义可知,对于确定井容量的探测器,β的取值主要取决于探测器的各种噪声与积分时间,降低探测器的工作温度、优化探测器结构、减少表面和界面缺陷等途径都可以降低探测器的噪声,调节合适的积分时间也有助于探测系统的性能提升。实验验证根据噪声等效偏振度的定义,利用面源黑体与红外可控部分偏振透射式辐射源创建一组均匀极化场景。如下图7所示,黑体发出的红外辐射,经过两块硅片,发生四次折射,产生了偏振效应,通过调节硅片的角度,即可产生不同线偏振度的红外辐射。以5°为间隔,将面源黑体平面与硅片间的夹角调为10°~40°共七组。每组将面源黑体设置为40℃和70℃两个温度,用国产自主研制的红外分焦平面偏振探测器采取不少于128帧图像并取平均,然后将每组两个温度下相同角度获得的图像作差,以减少实验装置自发辐射和反射辐射对测量结果的干扰,差值图像就是透射部分的红外偏振辐射。对差值图像进行校正和去噪后,即可按公式计算出探测器对均匀极化场景产生的偏振度图像。计算出红外辐射的线偏振度,为减小测量误差,仅取图像中心区域的像元进行分析。该区域像元的标准差就是该成像系统的噪声等效偏振度(NeDoLP)。探测器具体参数如表1所示。图7 实验示意图表1 偏振探测器参数利用本文建立的探测器仿真模型计算出硅片的线偏振度仿真值,公式19计算出硅片线偏振度的理论值,与实验的测量值进行对比,图8展示了三组数据的变化曲线,从图中可以看出,三组数据存在一定偏差,这可能与硅片调节角度误差、面源黑体稳定性、干涉效应、硅片摆放是否平行等因素有关,但在误差允许的范围内,实验验证了偏振探测系统的性能,也证明了本文建立仿真模型的可靠性。NeDoLP测量结果如表2所示。图8 线偏振度理论值、测量值与本文模型仿真值曲线图表2 实验结果从上表可以看到NeDoLP的测量值与仿真值的差值基本能控制在5%以内,实验结果再次印证了本文设计的模型的可靠性。实例计算应用建立的模型对高2.3m,宽2.7m,温度47℃,发射率为1的目标的最远探测距离进行预测,目标差分温度6℃;背景温度27℃;发射率1;目标偏振度30%,背景偏振度1%,使用3.2节中样机的探测器参数,最后,采用文献中介绍的“等效衰减系数-距离”关系的快速逼近法对红外探测系统最远作用距离R进行求解,得到表3的结果。表3 红外成像系统的最远作用距离根据红外探测系统最远探测距离,利用本文第二节提出的方法,得到不同探测概率下红外偏振成像系统最远作用距离结果如表4所示。表4 红外偏振成像系统的最远作用距离所选例子为目标与背景偏振度差异大于其温差,所以在这种探测场景下红外偏振成像系统的探测能力要优于红外成像系统。探测器的参数不同,探测场景与目标的变化都会对模型的结果产生影响,但本文提供的成像系统作用距离模型可为实际探测中不同应用场景下的成像系统选择提供参考。结论针对不同的探测场景,红外成像系统与红外偏振成像系统在最远探测距离方面哪个更有优势并没有定论,探测目标的大小,背景与目标的温差与偏振度差,大气透过率,具体探测器的参数等因素都会对成像系统的最远探测距离产生影响。经实验验证,本文所建立的非理想红外偏振成像系统的响应模型是可靠的,可以用于估算成像系统的最远作用距离,针对不同的探测场景,读者可通过实验确定探测器的具体性能参数,利用仿真软件或实验测量的方式获取探测目标的温度与偏振信息,明确探测环境的具体大气参数,利用模型对红外成像系统与偏振成像系统的最远作用距离进行预估,选择更具优势的成像系统。这项研究获得上海市现场物证重点实验室基金(No. 2017xcwzk08)和上海技术物理研究所创新基金(No. CX-267)的资助和支持。论文链接:http://journal.sitp.ac.cn/hwyhmb/hwyhmbcn/article/abstract/2023041
  • “用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”出征冷湖观测基地
    2022年4月7日上午,西安光机所参与研制的“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”(简称AIMS太阳望远镜)项目迎来了重要的里程碑式节点——奔赴海拔4000米的青海省海西蒙古族自治州冷湖镇赛什腾山观测基地进行最终安装调试。这是研究所纪念建所六十周年活动启动后的第一个出所项目。   项目出征仪式在蒲城调试外场举行,在湛蓝的晴空映衬下,印着“瞬见万象 光创未来”出征口号的红条幅与“AIMS太阳望远镜出征仪式”的大幅喷绘海报遥相呼应,仿佛表达着此次出征必定携胜而归的决心。参加仪式的人员有国家天文台研究员郝晋新、林佳本,西安光机所党委书记孙传东、副所长郝伟、先进制造部、空间光子信息新技术研究室负责人、部分中层领导等共34人,特邀中国科学院国家授时中心所长办公室主任赵海成、洛轴智能机械有限公司总经理邓印出席。   首先,项目负责人空间光子信息新技术研究室徐崧博副研究员、先进制造部副部长李华分别介绍了项目研制历程与项目管理情况。接下来进行庄重的授旗仪式,先进制造部部长赵建科宣读西安光机所出征冷湖人员名单,由孙传东书记向工作队代表工艺中心主任付兴授予队旗,寄语顺利凯旋同时希望他们发扬西光所艰苦奋斗、攻坚克难优良科研传统,做好“西光精神”传人,让这面鲜艳的队旗在装调阵地高高飘扬。付兴领读誓词,他表示队伍必定不负嘱托、不负期望、不负祖国。中国科学院国家天文台郝晋新研究员讲话,最后由西安光机所副所长郝伟宣布项目设备运输发车。   AIMS太阳望远镜项目是国家自然科学基金委支持的国家重大科研仪器项目,由中国科学院国家天文台、中国科学院上海技物所和中国科学院西安光机所等三家单位共同承担,旨在研制国际上第一台中红外太阳磁场观测设备,利用中红外的观测优势,突破磁场测量百年历史中的“瓶颈”问题,实现太阳磁场从“间接测量”到“直接测量”的跨越发展,为诸如天体爆发活动的成因、日冕加热等前沿领域研究提供有力支撑。   该项目是大口径、大体积、光学系统极为复杂的地面可见及红外波段光电跟踪设备。研究所高度重视该项目,在多方面给予政策支持。项目团队也是个融合的大家庭,主要来自于空间光子学研究室、先进制造部的装校中心和检测中心,是一支以青年科技力量为主体的战斗团体。三十多人的队伍经验丰富、专业齐备、蓬勃向上、富有朝气和创新意识,他们具备优良的科研作风,始终把产品技术性能先进和质量优良摆在首位,敢打敢拼,不畏艰难,勤奋努力,严慎细实,取得了一系列设计创新、工艺创新、装检技能创新、组织管理创新、党建引领创新等成果。在出所之前的检测装调阶段,适逢西安爆发本土新冠疫情,连续30多天的封闭式管理并没有影响项目的进度,郝伟副所长代表所班子亲自指挥部署,机关积极协调,先进制造部装校中心奋勇当先,持续奋战在岗位,团结协作、众志成城,为项目顺利出所打了一场漂亮的攻坚战。另外,该项目还得到了众多领导和专家的鼎力支持,国家天文台各级领导、专家多次提供帮助与支持,我所老专家熊仁生研究员等也在项目关键性技术方面给予把关审查。这都是项目取得成功不可或缺的部分。   项目团队历经四年多来艰难攻关,顽强拼搏、夜以继日的辛勤付出终于结出了胜利的果实。4000米,不仅是海拔高度,更是对出征队伍身心意志、水平能力严峻考验的高度,不过我们相信、信任也祝福他们,因为西光人是不怕打硬仗的,我们等待为他们接风洗尘,期待项目组向研究所成立60周年献礼的最美时刻。
  • 揭秘茶叶包中的微塑料,全新亚微米红外直观观察形貌和大小等信息!
    微和纳米塑料(MNPs)是一种新兴的污染物分类,由聚合物产品直接释放或分解形成。近期已有报告指出在人体血液中发现了微和纳米塑料,对人类健康和环境构成了很大的风险。目前,对于降解的MNPs特征和量化分析研究又缺乏可靠的方法。 传统的光学和电子显微镜不能提供样品化学成分的详细信息;质谱方法可以表征聚合物类型但这些技术又具有破坏性,无法获得MNP大小或形态的信息;例如傅里叶变换红外(FTIR)等传统红外光谱虽可以提供化学成分、大小和形貌信息,但其空间分辨率受光学衍射极限限制,下限空间分辨率约为5 μm,无法分析各种尺寸复杂的微塑料颗粒。 非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage的出现有效解决了上述受限问题。设备基于光学光热诱导共振(O-PTIR)技术,突破了传统红外光谱衍射极限,空间分辨率可达500 nm,有效解决了基本全尺寸MNPs样品的化学成分信息、大小和形态信息测试问题。 近期,来自美国圣母大学的Kyle Doudrick,Masaru Kuno,Kirill Kniazev等人[1]使用非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage进行了与我们日常生活息息相关的食品-茶包内降解微塑料样品测试实验。 与传统SEM方法对比,mIRage系统可直观的观察到样品内微塑料(颗粒1、2、3)的形貌和大小信息,同时可获得三个微塑料颗粒的红外光谱成分结果。尤其是针对3号微塑料颗粒,在颗粒仅2 μm的粒径下,仍然获得了清晰的红外光谱图(O-PTIR光谱图)。有效解决了SEM无法测试成分信息、传统红外光谱无法分析5μm甚至10μm以下样品的严重弊端。非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage科研级别分析优势:☛ 可达500 nm左右的空间分辨率☛ 基本无需样品前处理,样品即放即测☛ 光源“探针”对样品无损伤☛ 同时、同位置进行红外和拉曼光谱测试,提供相互佐证的分析结果☛ 同时获得样品成分、形貌、大小等信息样机体验: 为满足国内日益增长的新型红外表征需求,更好的为国内科研工作者提供专业技术支持和服务,Quantum Design中国北京样机实验室引进了非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage,为您提供样品测试、样机体验等机会,欢迎各位老师垂询! 参考文献:[1]. Kirill Kniazev, Ilia M. Pavlovetc, Shuang Zhang, Junyeol Kim, Robert L. Stevenson, Kyle Doudrick,and Masaru Kuno.Using Infrared Photothermal Heterodyne Imaging to Characterize Micro- and Nanoplastics in Complex Environmental Matrices: Environ. Sci. Technol. 2021, 55, 15891&minus 15899
  • 滨松红外荧光定位观察相机PDE助力乳腺癌术后乳房再造技术
    第十届全国乳腺癌术后乳房重建学习班于2018年5月11日至5月12日在天津肿瘤医院举办,围绕乳腺癌术后乳房再造技术,行业专家们进行了学术交流和演示示教。 因可对皮瓣血运情况判断便捷易行、清晰准确,荧光定位显像技术作为会议的重要话题之一被提出。除了深入的学术探讨以外,还实施了现场手术演示。滨松红外荧光定位观察相机PDE作为本次会议中荧光定位显像技术的提供者,充分展示了该技术对皮瓣血运判断发挥的重要作用。滨松红外荧光定位仪(Photodynamic Eye,PDE)是一套医学荧光显像系统,主要用于医用荧光显像,通过观看示踪剂的流动状态,帮助临床医生实时观察血管、淋巴管的状况,从而判断血运状态。在皮瓣血运、穿支定位、穿支选择时起到直观判断、实时显示的作用,在整形领域有广泛的应用空间。
  • 新品发布|优利德UTx318M便携型红外热成像望远镜
    仪器信息网讯 近日,优利德发布新品UTx318M便携型红外热成像望远镜,该产品是一款集红外热成像及远距离探测功能于一体的热成像望远镜,具有成像高清、细节清晰、轻巧便携、耐用性强、操作简单等特点。同时,它还具有概率测距、激光指示、热点追踪及电子罗盘等多项实用功能,能帮助用户快速确认目标所在位置,是户外探险、野外观瞄和搜索救援等户外体验活动时不可或缺的利器。【产品主要特点】成像清晰,400×300红外分辨率及手动调焦功能,细节提升成像清晰图像。热敏感度(NETD)<25mK,目标更清晰,可识别多种细节。50Hz高帧频灵敏流畅,舒适高质量的移动目标检测体验、动态画面捕捉不延迟。8倍电子变倍调节,可实现1×、2×、4×、8×变倍模式选择,利于远距离观测,放大目标细节查看。IP67三防设计,利于在有粉尘环境及雨天导致机身潮湿使用时保护产品不受侵害,及两米高度跌落无影响。三种场景模式选择,观测更“专业”,包括观鸟模式(针对较小热源发现目标,能更清晰的识别被观察目标的特征)、森林模式(针对山野丛林场景凸显目标,在有树叶、灌木和草的田野环境中进行搜索和观察的最佳模式)及岩石模式(针对目标丰富场景细节更多,在晴天或城市环境中观察目标的最佳模式)。【产品优势】户外探险,突破视界的极限UTx318M不受光线条件限制,能在黑暗或昏暗的环境中准确地探测、显示并分析周围环境中的热量分布。无论是在蔓延的丛林、险峻的山脉,还是在野外露营时,它都能帮助用户发现隐藏在黑暗中的动植物、隐蔽的道路或是其他潜在危险,为户外探险开启探索未知世界的新大门。野外观瞄,捕捉瞬间的精彩UTx318M拥有400×300红外分辨率、低于25mK热灵敏度,配合50Hz高帧频,能够实现敏捷的成像反应,产生清晰、细节出色的图像,且画面无延迟、无重影。无论是观察野生动物、观赏鸟类、观看比赛还是观测自然景观,UTx318M都能准确捕捉每一个精彩细节,让用户在观瞄过程中不错过任何一个精彩瞬间。搜索救援,保障安全的得力助手当遇到人员走失的情况时,UTx318M可第一时间用于人员搜救。其2米防摔、IP65防护性能,使其能够在各种严苛、恶劣的环境中使用。即使在全黑或视线不佳的情况下,UTx318M也能够快速进行搜索并定位目标,为救援行动提供重要支援。此外,UTx318M还具有8倍电子变倍调节功能,利于远距离观测时放大目标、细节查看。它还支持超高清拍照、录像和存储,可通过外接屏幕进行视频输出,以及通过手机APP连接WiFi进行观测。无论是追求卓越成像质量的户外发烧友,还是需要应对严苛恶劣环境的搜救专业人员,或是注重坚固耐用品质的安全巡视员,UTx318M都可以全方位满足用户的需求。【产品技术指标】型号UTx318M探测器模式非制冷氧化钒语言简体中文、英文红外分辨率400×300拍照√红外响应波段8-14μm视频录像√像元尺寸12μm屏幕亮度调节√帧频50Hz电子罗盘√热灵敏度/NETD<25mK概率测距√镜头18mm热点追踪√光圈F1.0画中画√FOV14.6°(H)×11°(V)WIFI照片下载√调焦模式手动调焦WIFI视频直播√最小对焦距离0.3M手机APPIos、Android目镜出瞳距离≥18mm视频输出Type-C接口。可将模拟信号外接到显示器屈光度调节-4D~+5D自动关机关闭、5min、15min、50min显示屏0.39“0LED电池类型8650可充电电池显示分辨率1024×768电池工作时间>4HR色板铁红、彩虹、红热、黑热、白热工作温度-10℃~50℃数字变倍1×、2×、4×、8×存储温度-20℃~60℃图像模式PNG防护等级IP67视频格式MP4跌落2m激光指示√(Class 2激光,红色)认证RoHS,CE,UKCA,FCC存储内部储存,16GB尺寸160×71.5×38.5mm数据接口Type-C USB重量357g【产品应用】户外露营:红外夜视设备可以帮助露营者在夜间更好地观察周围环境。航海:观察地形变化,提前规划路线,判断附近岛屿是否存在潜在风险。紧急搜救:不受恶劣环境限制,远距离搜索。夜间巡逻:可辅助夜间治安巡逻判断治安环境的安全性。侦察和突袭:可记录和跟踪逃犯的热迹和动向,协助执法人员准确、快速地抓捕逃犯。
  • 红外热成像入校园!体温快速筛查系统在国科大四校区全面启用
    p  strong仪器信息网讯/strong 为做好新冠肺炎疫情防控工作,2月3日,中国科学院大学疫情防控工作领导小组发布《进一步加强人员进出校园管理的通知》。2月6日,中国科学院大学党委书记、校长李树深在党委视频会上提出,要尽快部署红外热成像体温快速筛查系统,切实加强校园管理和人员车辆管控。中国科学院半导体研究所和文华聚信向国科大捐赠了一批红外热成像体温快速筛查系统,相比此前的额温计、腕温计等常规测温工具,更能在室外低温的工作环境中,发挥其准确、快速的体温筛查优势。/pp  红外热成像体温快速筛查系统为非接触式人体温度监测设备,通过接收人体热辐射信号,经计算机处理重建各部位温度分布,可记录分析人体热场,监测显示额面温度。按“新冠肺炎”体温筛查要求设置后,当监测到进出人员体温超过37.3° C时,该系统会自动报警,能实现多人员、多层叠的体温监测功能,同时快速筛查10至20人的体表温度。/pp  截至2月12日,中国科学院大学玉泉路、中关村、奥运村及雁栖湖四个校区校园入口的体温筛查工作全面“升级”。据悉,由中国科学院半导体研究所和北京文华聚信投资管理有限公司捐赠的红外热成像体温快速筛查系统将替代常规测温工具,更准确、便捷、快速地对各校区进出校园人员进行体温监测和排查。/pp  /pp  /ppbr//p
  • 直播报名!红外热成像技术专场:在高校科研、石化行业应用详解
    红外热像仪是利用红外热成像技术将被测目标的红外辐射能量转变为红外热像图,该技术具有隐蔽性好、抗干扰性强、目标识别能力强、全天候工作等特点。随着红外成像技术的发展与成熟,各种适用于民用的低成本红外成像设备出现,已融入到工业测温、科学研究、石化产业、辅助驾驶及物联网等领域中,并在这些领域发挥着越来越重要的作用。数据显示,2022年中国红外热成像行业总体市场规模达到640.18亿元,预计2023年市场规模将达到723.24亿元。此背景下,仪器信息网联合国际知名红外热成像技术品牌福禄克和艾睿光电,开启红外热成像技术专场公益直播讲座,在8月17日和8月22日分别围绕红外热成像技术在高校及科研领域、石化行业的应用进展进行详解,欢迎业界人士免费报名参会。红外热成像技术专场直播时间表时间主题分享嘉宾分享议题8月18日14:00-16:00红外热成像技术在高校及科研领域的应用沈建祥,福禄克工业综合测试部应用经理(二十六年的红外领域从业经验)多个重点学科的温度监测方案及应用实例:1)电子电气学科:电子电气元器件/部件的发热和散热性能测试2)材料学科:材料设计缺陷检测及实验室环境下的工艺流程缺陷检测3) 机械学科:机械部件运行中的发热检测4)生化学科:生物医药实验中的温度监测和对比8月22日10:00-11:15红外热成像技术在石化行业的应用周燕,艾睿光电资深工业解决方案专家(红外热成像8年的研发及技术)1)什么是红外热成像及技术优势2)红外热像仪在石化行业的背景分析3)应用场景分析及案例分享4)未来发展趋势与展望免费报名方式扫以上二维码参加“高校及科研领域”主题直播,或点击链接报名:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/fluke230818/ 扫以上二维码参加“石化行业”主题直播,或点击链接报名:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/infiray230822/ 分享嘉宾简介福禄克测试仪器有限公司工业综合测试部应用经理 沈建祥沈建祥,福禄克测试仪器有限公司工业综合测试部应用经理,二十六年的红外领域从业经验,从产品研发到培训讲师,从红外点温到红外热像,拥有坚实的理论基础和丰富的现场经验,对红外热像的使用有独到见解,现担任福禄克公司工业综合测试部应用经理,研究红外热像的现场技术是最大的爱好。烟台艾睿光电科技有限公司 资深工业解决方案专家 周燕 周燕女士在模式识别、红外热像领域拥有8年的研发及技术支持工作经验,主要从事面向新能源、电力、石化行业的红外解决方案定制、产品应用以及市场推广等工作,有着丰富的各行业方案定制经验。关于福禄克测试仪器公司福禄克电子仪器仪表公司于1948年成立,Fortive 集团的全资子公司。福禄克是一个跨国公司,总部设在美国华盛顿州的埃弗里特市,工厂分别设在美国、英国,荷兰和中国,其销售和服务分公司遍布欧洲、北美、南美、亚洲和澳大利亚。目前福禄克公司的授权分销商已遍布世界100多个国家,雇员约2400人。福禄克仪器仪表公司在中国改革开放的初期1978年就进入了中国。首先在北京建立了维修站,随后就成立了办事处。目前福禄克公司在北京、上海、广州、成都、西安都设有办事处,在沈阳、大连、武汉、南京、济南、乌鲁木齐、重庆和深圳设有联络处,这些机构为中国各界用户提供着方便、周到、及时的服务。过去的20多年中,福禄克公司把先进的电子仪器仪表产品带入了中国,同时也与中国各界进行了广泛、卓有成效的技术合作。为了便于用户了解和购买福禄克电子仪器仪表公司的产品,公司在国内逐渐建立了运作通畅的分销机构,使国内用户可以方便地用人民币直接购买福禄克公司的产品。多年来,福禄克电子仪器仪表公司创造和发展了一个特定的技术市场——为各个工业领域提供用于测试和检测故障的优质电子仪器仪表产品,并把该市场提升到重要地位。每新建的一个工厂、 办公区、或设施,都可成为福禄克产品的潜在用户。从工业控制系统的安装调试到过程仪表的校验维护,从实验室精密测量到计算机网络的故障诊断,福禄克的产品帮助各行各业的业务高效运转并不断发展。无论是技术人员、工程师、科研、教学人员还是计算机网络维护人员,都通过使用福禄克的仪器仪表产品扩展了个人能力,并出色地完成了工作。正是他们,给予福禄克的信任和良好的口碑,使得福禄克品牌在安全、耐用、精准、易用的质量标准方面得到高度的美誉,成为所涉及的领域中的佼佼者。关于烟台艾睿光电科技有限公司艾睿光电专注于红外成像技术和产品的研发制造,具有完全自主知识产权,致力于为全球客户提供专业的、有竞争力的红外热成像产品和行业解决方案。主要产品包括红外焦平面探测器芯片、热成像机芯模组和应用终端产品。公司研发人员占比48%, 已获授权及受理知识产权项目共2030件:国内专利及专利申请1299件(包括集成电路芯片、MEMS传感器设计和制造、Matrix IV图像算法、AItemp智能精准测温算法、IR-Pilot 红外AI智驾方案等);国内商标申请共278件;国外专利及专利申请47件;国外商标申请133件;软件著作权215件;集成电路布图设计58件。公司产品广泛应用于智慧工业、户外观察、人工智能、机器视觉、智能驾驶、无人机、安防消防、物联网、医疗健康等领域。
  • 美国以涉俄为由制裁22家中国企业 含2家红外热成像企业
    美国时间5月1日,美国国务院和财政部宣布要进一步削弱俄罗斯维持其战争的能力,继续开展一场多边运动,以限制克里姆林宫的收入,并限制其获得对乌克兰进行非法战争所需的物资。该行动针对的是俄罗斯的军事工业基地、化学和生物武器项目,以及帮助俄罗斯获得武器或国防相关生产关键投入的第三国公司和个人。作为行动的一部分,近300个实体或个人被列入了制裁名单。前者为俄罗斯的军事工业基地提供关键投入,使俄罗斯能够继续对乌克兰的战争,并对国际安全构成重大威胁。后者使俄罗斯能够从国外获得急需的技术和设备。在梳理这份名单时,发现中国内地和香港地区共有22家企业被纳入了OFAC(美国海外资产控制办公室)的SDN名单(特别指定国民名单 )(文末可见),并几乎都被标记为次级制裁对象。其中不乏上市公司和大型企业的子公司。值得注意的是,名单中还包括两家红外热成像领域的领先企业:武汉高芯科技有限公司和烟台艾睿光电科技有限公司,这两家公司均在该领域占据重要地位。武汉高芯科技有限公司高芯科技作为武汉高德红外股份有限公司的全资子公司,掌握了红外热成像技术的核心——红外焦平面探测器,致力于为全球红外热成像用户提供专业的非制冷和制冷红外探测器、机芯模组以及应用解决方案。主要产品包括红外焦平面探测器芯片、热成像机芯模组和应用终端产品。红外热成像仪、VOC检测仪等。公司在红外探测器及相关领域获得多项技术专利,可同时提供非制冷和制冷红外探测器。建立了8英寸0.11μm氧化钒非制冷红外探测器、8英寸0.5μm碲镉汞制冷红外探测器、8英寸0.5μm二类超晶格制冷红外探测器三条批产线,自主完成原材料提纯、生长,到芯片的流片、制造、封装与测试的全套工艺。公司产品品类丰富,覆盖多种面阵规格、多种像元尺寸以及多种波段组合 。产品灵敏度高、可靠性好,各项性能指标达到国际先进水平,已广泛应用于人体测温、工业测温、安防监控 、无人机载荷、气体泄漏检测、户外夜视、智能驾驶、物联网、智能家居、智能硬件等领域。烟台艾睿光电科技有限公司艾睿光电是烟台睿创微纳技术股份有限公司的全资子公司,专注于红外成像技术和产品的研发制造,具有完全自主知识产权,致力于为全球客户提供专业的、有竞争力的红外热成像产品和行业解决方案。主要产品包括红外焦平面探测器芯片、热成像机芯模组和应用终端产品。公司研发人员占比48%,已获授权及受理知识产权项目共2030件:国内专利及专利申请1299件(包括集成电路芯片、MEMS传感器设计和制造、Matrix IV图像算法、AItemp智能精准测温算法、IR-Pilot 红外AI智驾方案等);国内商标申请共278件;国外专利及专利申请47件;国外商标申请133件;软件著作权215件;集成电路布图设计58件。公司产品广泛应用于智慧工业、户外观察、人工智能、机器视觉、智能驾驶、无人机、安防消防、物联网、医疗健康等领域。22家纳入SDN名单的公司1、安阳锻压数控设备有限公司2、中船联海运有限公司(香港地区公司)3、成都市卫莱科技有限公司4、芯时空电子有限公司(香港地区公司)5、重庆宗申航空发动机制造股份有限公司6、超达科技有限公司(香港地区公司)7、衡水和硕纤维素有限公司8、衡水元展贸易有限公司9、香港恒邦微电子有限公司(香港地区公司)10、IPM LIMITED(香港地区公司)11、金铭盛科技(香港)有限公司(香港地区公司)12、巨航航空科技(深圳)有限公司13、广州金升阳科技有限公司14、PIXEL DEVICES LIMITED(香港地区公司)15、RG SOLUTIONS LIMITED(香港地区公司)16、诗瓦贝光电(深圳)有限公司17、SILVER TECHNOLOGY LIMITED(香港地区公司)18、图龙国际控股有限公司(香港地区公司)19、武汉高芯科技有限公司20、武汉同昇科技有限公司21、烟台艾睿光电科技有限公司22、中成重装防务科技(山东)集团有限公司
  • 光学显微镜的主要观察方法之荧光观察
    应用专家 易海英 荧光现象荧光是指荧光物质在特定波长光照射下,几乎同时发射出波长更长光的过程(图1)。当特定波长(激发波长)的光照射一个分子(如荧光团中的分子)时,光子能量被该分子的电子吸收。接着,电子从基态(S0)跃迁至较高的能级,即激发态(S1’)。这个过程称为激发①。电子在激发态停留10-9–10-8秒,在此过程中电子损失一些能量②。电子离开激发态(S1)并回到基态的过程中③,会释放出激发过程中吸收的剩余能量。荧光分子在激发态驻留的时间为荧光寿命,一般为纳秒级别,是荧光分子本身固有的特性。利用荧光寿命进行成像的技术叫荧光寿命成像(Fluorescence Lifetime Imaging,FLIM),可以在荧光强度成像之外,更加深入地进行功能性精准测量,获取分子构象、分子间相互作用、分子所处微环境等常规光学成像难以获得的信息。荧光的另一个重要特性是Stokes位移,即激发峰和发射峰之间的波长差异(图2)。通常发射光波长比激发光波长更长。这是由于荧光物质被激发之后、释放光子之前,电子经过弛豫过程会损耗一部分能量。具有较大Stokes位移的荧光物质更易于在荧光显微镜下进行观察。图2:Stokes位移荧光显微镜及荧光滤块荧光显微镜是利用荧光特性进行观察、成像的光学显微镜,广泛应用于细胞生物学、神经生物学、植物学、微生物学、病理学、遗传学等各领域。荧光成像具有高灵敏度和高特异性的优点,非常适合进行特定蛋白、细胞器等在组织及细胞中的分布的观察,共定位和相互作用的研究,离子浓度变化等生命动态过程的追踪等等。细胞中大部分分子不发荧光,想要观察它们,必须进行荧光标记。荧光标记的方法非常多,可以直接标记(比如使用DAPI标记DNA),或利用抗体抗原结合特性进行免疫染色,也可以用荧光蛋白(如GFP,绿色荧光蛋白)标记目标蛋白,还可以用可逆结合的合成染料(如Fura-2)等。图3:Leica DMi8倒置荧光显微镜及滤片转轮目前荧光显微镜已成为各个实验室及成像平台的标配成像设备,是我们日常实验的好帮手。荧光显微镜主要分为三大类:正置荧光显微镜(适合切片)、倒置荧光显微镜(适合活细胞,兼顾切片)、荧光体视镜(适合较大标本,如植物、斑马鱼(成体/胚胎)、青鳉、小鼠/大鼠器官等)。荧光滤块是显微镜荧光成像的核心部件,由激发滤片、发射滤片和二向分光镜三部分组成,安装在滤片转轮里,如Leica DMi8配有6位滤片转轮(图3)。不同的显微镜转轮位数会有区别,也有些显微镜使用滤块滑板。滤块在荧光成像中起着重要作用:激发滤片选择激发光来激发样品,阻挡其他波长的光;通过激发滤片的光经过二向分光镜(其作用是反射激发光和透射荧光),反射后通过物镜聚焦,照射到样品,激发出对应的荧光即发射光,发射光被物镜收集,透过二向分光镜,到达发射滤片。如图4中:激发波长为450-490nm,二向分光镜反射短于510nm的光、透过长于510nm的光,发射光接收范围为520-560nm。图4:荧光显微镜光路图荧光显微镜常用荧光滤块可分为长通(long pass,简称LP)和带通(band pass,简称BP)两种类型。带通通常由中心波长和区间宽度确定,如480/40表示可通过460-500nm的光。长通滤色片如515 LP,表示可以通过波长长于515nm的光(图5)。图5:FITC光谱曲线及滤片荧光物质具有其特征性激发(吸收)曲线和发射曲线,激发峰为最佳激发波长(激发效率最高,从而可以降低激发光能量,保护细胞和染料),发射曲线为发射荧光波长范围。因此,在实验中,我们会尽可能选择与激发峰最接近的波长进行激发,而接收范围需包括发射峰。如Alexa Fluor 488的激发峰为500nm,在荧光显微镜中可以选择480/40的激发滤片。图6:Alexa Fluor 488光谱曲线滤块的详细信息可以在显微镜成像软件里看到。了解染料并找到最匹配样品的滤块对于荧光成像有着至关重要的作用。荧光染料和荧光蛋白的光谱信息一般在说明书中会注明,也可在网上查阅(如https://www.leica-microsystems.com/science-lab/fluorescent-dyes/、https://www.leica-microsystems.com/science-lab/fluorescent-proteins-introduction-and-photo-spectral-characteristics/)。滤块的选择除考虑荧光探针的激发、发射波长,对于多色标记样品还需考虑是否有非特异激发、是否串色。此外还需考虑所使用的荧光光源,目前常用的荧光光源有汞灯、金属卤素灯,以及近年来飞速发展的LED光源。荧光光源的光谱有连续的和非连续的,在不同波段能量也会不同。LED光源因为其相对较窄的光谱带、更稳定的能量输出、超长的寿命、更安全环保等诸多优点,正逐步成为荧光显微镜的主要光源。除了显微镜内置的滤块,还有外置快速转轮(图7),徕卡的外置快速转轮相邻位置滤片转换速度为27ms,可实现高速多色实验,如FRET及Fura2比例钙成像(图8)等。图7:徕卡外置快速转轮EFW图8:钙成像,Fura2, Cultured hippocampal astrocytes from 18-day-old embryos of Sprague-Dawley rats. Courtesy of: Drs. Kazunori Kanemaru and Masamitsu Iino, Department of Pharmacology, Graduate School of Medicine, The University of Tokyo 丰富多样的荧光显微成像技术为了满足不同的荧光成像需求,除荧光显微镜外,还发展出了各种荧光显微成像解决方案:? 宽场高清成像系统,如Leica THUNDER Imager,采用Leica创新的Clearing专利技术,在成像时高效去除非焦平面干扰信号,呈现清晰图像,同时兼有高速成像的优点;? 共聚焦激光扫描显微镜,利用针孔排除非焦平面干扰,实现光学切片,得到高清图像及三维立体图像;? 突破衍射极限的超高分辨率显微镜及纳米显微镜,可对小于200nm的精细结构进行观察;? 利用多光子激发原理进行厚组织及活体深层成像的多光子成像系统;? 具有高时空分辨率的光片成像技术,成像速度快、分辨率高、光毒性低,特别适合进行发育、活体动态观察等研究;? 荧光寿命成像(FLIM),不受荧光物质浓度、光漂白、激发光强度等因素的影响,能更加深入地进行功能性精准测量;? 荧光相关光谱(FCS)及荧光互相关光谱(FCCS),测量荧光分子的分子数、扩散系数,从而分析分子浓度、分子大小、粘性、分子运动、分子结合/解离、分子的光学特性等;? 全内反射荧光显微镜(TIRF),极高的z轴分辨率,非常适合细胞膜表面的分子结构和动力学研究。 荧光显微成像技术应用广泛,种类丰富,而且新技术还在不断涌现,大家可以选择最适合的技术去完成自己的研究。
  • FLIR Ladybug 360° 全景成像系统,让观察生活更全面~
    说到全景很多朋友应该不陌生,接触最多的是手机拍摄长条形的柱形全景照片,而真正的360°球型全景普通人接触的比较少,今天小菲就给大家说一个借助多个预校正相机的准确 360° 全景成像系统。如今,全景视频数据的质量和灵活性使其成为需要视频流同步应用的理想介质。其中,比较有名和典型的是GIS应用,比如在线地图和街景彩色激光雷达生成的3D点云。较早使用该技术的是娱乐业,它为用户提供沉浸式体验。下面,小菲就来详细解释下FLIR Ladybug 360°全景成像系统的应用。多台相机同步在一些系统使用镜子或飞鱼镜头产生全景效果的情况下,Ladybug5P 360°全景成像系统使用6个具有高质量Sony CMOS图像传感器的相机,以从代表整个球型90%的六个优越位置收集并真正提供图像。五个CMOS位于水平环上,另一个被放置在垂直向上的环中。这六个相机都经过预先校正;这就是关键技术,使系统内的创新性成为可能。由于镜头设置,例如焦点与虹膜是固定的,用来确保相机保持校正状态,不需要现场校正。Ladybug相机受控于SDK的一部分——Ladybug API。它能够完全控制相机、图形呈现以及坐标系统概述。图像呈现支持实时校正、拼接和混合。系统坐标允许用户分别独立管理六个相机。SDK允许用户整合系统与其定制应用。一次校准,即可长期使用FLIR Ladybug 360°全景成像系统并非仅依靠机械校准,它还可通过软件对各个相机进行单独校准,然后再与另外五个相机进行一一比对校准。该系统能够识别与每个传感器的单个像素有关的矢量,精确度高达0.01°。反之能使应用程序知道,相机与世界其他地方的关系。为了能够提供相关数据,FLIR不仅解决了镜头的校准问题,还通过校准六个镜头间旋转和转化至高精度,解决了因相机视野之间的小重叠而变困难的巨大挑战。链接至GPS数据的Ladybug 360°全景图像,映射到雷达点云的Ladybug成像以及Ladybug校正的几何精确度,意味着图像数据在空间上是一致的整个球体,而不仅仅是拼接缝内。这使得FLIR软件可以呈现任何视频球体的局部视图,即使呈现跨越多个相机的图像,也不会产生明显的镜头失真效果。使用软件校正而不是机械调准,意味着Ladybug相机能够按照有效且合理的机械耐受性要求进行组装。FLIR已经自动化了工厂校准流程,从而产生一致且可靠的结果。机械设计和自动校准已经使Ladybug相机生产非常稳定,而且可以适应不断变化的需求。另外,工厂校准和牢固的外壳设计消除了任何现场校准的需求。Ladybugs经原厂校准一次,然后安置在独特的坚固外壳中,其牢固程度足以抵御温度、振动和电击的变化。因此,校准保持完整,不再有需要现场校准。校准和后期处理的益处经过精确校准,使得应用程序知道相机与世界相对位置的能力,使Ladybug超越相机拍摄全景图像,并进入计算机视觉的领域,从而打开一系列可能的应用程序。FLIR Ladybug5PLadybug5P能够提供高品质的球形360°成像和精确度。利用获得专利的校准技术和优质的全局快门传感器,Ladybug5P可以捕获8k30或4k60的高品质内容。其精确度级别为10m高度2mm。Ladybug SDK提供广泛的功能,让用户可以轻松记录、处理和导出球型内容。Ladybug5P将图像处理从相机移动到用户控制效果的主机PC上,Ladybug5P捕获、压缩以及传输全色深度 (12位) 图像到主机。Ladybug CapPro的后期处理工具栏用于应用白平衡、灰度系数、拖尾校正、衰减校正和其它图像处理功能。用户可以在查看图像和实时观看效果的同时做出决定和实验设置。捕获和后期处理工作流程模型允许用户能够返回到原始内容,并根据需要重新操作各个后期处理步骤,从而把动态范围扩大,并保持其灵活性。FLIR Ladybug 360°全景成像系统目前已是行业标准。Ladybug系统可以完成所有的图像采集,处理,拼接和校正工作,将多个摄像头图像实时集成到全分辨率数字球形和全景流实时视频中。这种实时流媒体的能力在市场上是罕有的。
  • 全新一代纳米光谱与成像系统-neaSCOPE,在可见、红外和太赫兹光谱范围实现10 nm高分辨光谱和成像!
    一、 neaspec推出全新一代纳米光谱与成像系统neaSCOPE系列产品 近期,全球知名纳米显微镜领域制造商neaspec推出了纳米光学显微镜neaSCOPE全新一代系列产品,加载了全新技术,拓展了产品功能,以满足客户多样的实验需求。neaSCOPE是基于针增强的纳米成像和光谱,以应用为目的,满足客户在科学,工程和工业研究等不同领域的科研需求。由于其高度的可靠性和可重复性,neaSCOPE已成为纳米光学领域热点研究方向的科研设备,在等离子激元、二维材料声子化、半导体载流子浓度分布、生物材料红外表征、电子激发及衰减过程等众多研究方向得到了许多重要科研成果。neaSCOPE技术特点和优势包括:♢ 行业的针增强技术,高质量的纳米分析实验数据。♢ 采用模块化设计,针对用户的实验需求量身定制配置,同时兼顾未来的升需求,无需重复购置主机。♢ 软件使用方便,提供交互式用户引导功能,让新用户也能快速上手。流程化的软件界面,逐步引导用户轻松完成实验操作。♢ 功能多样、可靠性高,已得到大量发表文章的印证,在纳米光学领域有很深的影响力,是国内外实验室的头号选择。二、neaSCOPE全新一代产品型号 IR-neaSCOPE:基于AFM 针的激光诱导光热膨胀的纳米红外成像和光谱。IR-neaSCOPE可测量纳米红外吸收谱。该设备利用AFM-IR机械信号来检测样品中激光诱导的光热膨胀。IR-neaSCOPE无需红外探测器和光学干涉仪,为热膨胀系数大的样品(如聚合物、生物材料等)提供了一种经济高效的纳米红外成像及光谱研究的解决方案。IR-neaSCOPE提供红外吸收成像,点光谱和高光谱成像,并可升到IR-neaSCOPE+s,拓展更多功能,实现更多种类材料的研究。♢ 将样品的光学与机械性质有效地去耦,实现无伪影的吸收测量。♢ 将激光地聚焦在探针上,实现优化条件下对样品的无损表征。♢ 互动式软件界面,帮助新用户直接上手,获取高质量数据。IR-neaSCOPE+s:探测商用AFM针的弹性散射光,实现纳米红外成像和光谱。IR-neaSCOPE+s能实现10 nm空间分辨率的化学分析和电磁场成像。该设备利用先进的近场光学显微镜技术来测量红外吸收和反射率,以及局部电磁场的振幅和相位。设备支持红外纳米成像、点光谱、高光谱、以及纳米 FTIR,可使用CW照明源,宽波激光器,以及同步辐射源。IR-neaSCOPE+s在有机和无机材料分析方面具有广泛的应用案例以及特殊的近场表征手段,如定量s-SNOM或亚表面分析。♢ 同时探测样品吸收和反射,适用于各类型材料。♢ 快速可靠的s-SNOM成像和光谱系统,在不影响数据质量的情况下实现高效数据产出。♢ 结合多光路设计和多项技术,实现大量选配功能(纳米 FTIR、透射、底部照明、光电流等)。...… VIS-neaSCOPE+s:局部电磁场偏振分辨的近场成像(振幅和相位)。VIS-neaSCOPE+s优化了可见光波长范围内的振幅和相位的矢量场成像。利用的s-SNOM技术实现对等离子体纳米结构和波导结构的近场成像和光谱研究。VIS-neaSCOPE+s提供灵活的光路配置,能够进行偏振测量、侧面和底部照明。同时支持升纳米FTIR 和TERS功能。♢ 检测局域电磁场的振幅和相位,实现对波衰减、模场和色散的全面表征。♢ 有的100%无背景检测技术和稳定的无像差对焦,保证在可见光全波数范围内的实验结果。♢ 灵活的光路选配,可将光源聚焦到样品或探针上,适用于等离子体不同的研究方向。 THz-neaSCOPE+s:纳米尺度太赫兹 (THz) 近场成像和光谱多功能平台。THz-neaSCOPE+s可在纳米尺度上实现太赫兹成像和光谱。该设备基于完全集成的紧凑型 THz-TDS 系统,可直接用于半导体纳米结构、二维纳米材料和新型复合材料系统的电导率研究。THz-neaSCOPE+s同时支持用户自由耦合太赫兹和亚太赫兹源,并集成了市面上SPM仪器中的软件界面,是强大的纳米太赫兹分析仪器。 ♢ 全反射光路,大程度上兼容宽波和单波太赫兹源,覆盖全部光谱范围。♢ 模块化设计和多光束路径设计,支持多种分析功能,包括光电流、泵浦以及纳米FTIR。♢ 基于THz-TDS 技术,实现紧凑且完全集成的太赫兹纳米光谱。 IR-neaSCOPE+fs:10 fs 时间分辨率和 10 nm 空间分辨率的超快泵浦光谱。IR-neaSCOPE+fs实现了泵浦光谱空间分辨率的突破。设备基于纳米FTIR 的fs激光系统,提供完全集成的硬件和软件系统,实现纳米的时间动态研究。该系统具备有的双光路设计、无色散光学元件、以及可选配的SDK,兼容各种泵浦激光器,使用成熟的高功率实验配置进行突破性的超快研究。♢ 完全集成的系统,帮助用户免于复杂的设备调试,专注于研究本身。♢ 无芯片的光学元件进行光聚焦和收集达到大时间分辨率。♢ 灵活的硬件和软件界面,可根据客户实验需求定制。 IR-neaSCOPE+TERs:nano-FTIR与nano-PL和TERS相结合,突破性的纳米尺度光谱探测技术。IR-neaSCOPE+TERs将纳米FTIR与针增强拉曼TERS和光致发光(PL)光谱相结合,在同一显微镜内利用弹性和非弹性散射光同时进行表征。该系统通过简单的光路校准可实现互补的红外光和可见光散射,可使用商用镀金的AFM探针进行稳定的纳米拉曼和PL表征。 ♢ 模块化设计和多光路设计,实现AFM探针在同一位置的纳米FTIR和纳米拉曼/PL光谱。♢ 通过简单的光路校准收集AFM探针针的强弹性散射光。♢ 使用商用AFM探针获得大 TERS 信号。♢ 优化的软件数据收集处理,在同一用户界面进行所有测量。 cryo-neaSCOPE+xs:超低温环境纳米光学成像和光谱。cryo-neaSCOPE+xs可在端低温下实现近场光学纳米成像和纳米光谱。该设备可获得高质量的近场信号,且支持可见光、红外光、以及太赫兹源。因此,该系统可实现10 K以下不同能相关的研究。cryo-neaSCOPE+xs 基于全自动干式低温恒温器,无需液氦。该系统同时具备共聚焦以及接电功能,以实现低温条件下的多功能研究。♢ 的s-SNOM和纳米FTIR技术,实现低温下纳米光学分析,温度低至10K。♢ 使用neaspec 照明和检测模块,兼容红外到太赫兹光源,应用领域广泛。♢ 使用全自动闭式循环高真空干式低温恒温器,降温速度快,使用成本低。 三、背景简介neaspec创立于2007年,起源于德国马克斯普朗克研究所,因其在纳米分析领域的一系列突破性技术而受到广泛关注。neaspec和Quantum Design结为全球战略合作伙伴,并于2013年次引入中国。产品经过多次升换代,设备的各方面性能均已达到高度优化。目前在国内的用户包括清华大学、北京大学、中国科学技术大学、中山大学、中科院诸研究所等高校和研究所。此次升使得系统在软件用户交互性、模块化、后续升兼容性方面具有更大的提升。 四、应用案例1. Nature: 双层旋转的范德瓦尔斯材料中的拓扑化激元和光学魔角 相关产品:IR-neaSCOPE+s 2018年W. Ma等在Nature报道了范德瓦尔斯材料α-MoO3 中的面内双曲声子化激元的重要发现。2020年6月,G.W. Hu等在此基础上通过理论预测并在实验上证实了双层旋转范德瓦尔斯材料α-MoO3体系,可以实现由转角控制的声子化激元从双曲到椭圆能带间的拓扑变换。在这个变换角附近,光学能带变成平带,从而实现激元的直线无衍射传播。类比于双层旋转石墨烯中的电子在费米面的平带,作者因此将这一转角命名为光学魔角。 研究中作者采用散射型近场光学显微镜(s-SNOM)对双层α-MoO3 旋转体系进行扫描测试。实验结果显示,在接近魔角时,光学能带变平,声子化激元沿直线无衍射传播。此外,通过测试不同转角的双层体系,作者成功观测到在不同频段大幅可调的低损耗拓扑转换和光学魔角。这一重要发现奠定了“转角光子学”的基础,为光学能带调制、纳米光操控和超低损耗量子光学开辟了新的途径,同时也衍生出“转角化激元”这一重要分支研究方向,为进一步发展“转角声学”或“转角微波系统”提供了重要的线索和启发。(引自:中国光学-公众号,2020年6月11日《Nature:光学魔角!二维材料转角遇见光》) 【参考】 Topological polaritons and photonic magic angles in twisted α-MoO3 bilayers. Nature, 2020, 582, 209-213.2. Nature: 天然双曲材料的声子化研究 相关产品:IR-neaSCOPE+s W. Ma在自然材料体系(α-MoO3)中观察到在平面内各项异性传播的声子化激元,包括传播速度不同的平面椭圆型和单向传播的平面双曲型声子化激元;并发现了在α-MoO3中支持的声子化激元具有低的损耗。实验发现,α相三氧化钼在两个光谱范围内存在两个剩余射线带,声子化激元的传播行为在两个剩余射线带内表现出不同的性质。在低剩余射线带内,α相三氧化钼可以在中红外波段支持双曲型声子化激元,也就是说声子化激元仅沿一个方向传播([001]方向),在垂直方向[100]的传播完全被抑制,这种化激元有多种具吸引力的性质,它具有强的场局域特性,可以支持厚度可调节的波导模式,并且损耗低。而在另外一个剩余射线带内,α相三氧化钼在中红外波段支持椭圆型声子化激元,化激元沿着[001]和垂直方向[100]以不同的波长进行传播,这种化激元传播寿命高达约8 ±1 ps,远高于目前已知的高寿命。研究进一步促进了光学器件的微型化和多元的调制特性,并且再次证明自然材料中仍然具有无穷的挖掘潜力。 【参考】 In-plane anisotropic and ultra-low-loss polaritons in a natural van der Waals crystal. Nature, 2018, 562, 557–562. 3. 纳米空间分辨超快光谱和成像系统在范德瓦尔斯半导体研究中的应用 相关产品:IR-neaSCOPE+fs近年来,范德瓦尔斯(vdW)材料中的表面化激元(SP)研究,例如等离化激元、声子化激元、激子化激元以及其他形式化激元等,受到了广大科研工作者的关注,成为了低维材料领域纳米光学研究的热点。其中,范德瓦尔斯原子层状晶体存在特的激子化激元,可诱导可见光到太赫兹广阔电磁频谱范围内的光学波导。同时,具有较强的激子共振可以实现非热刺激(包括静电门控和光激发)的光波导调控。2020年7月,美国哥伦比亚大学Aaron J. Sternbach和D.N. Basov教授等研究者在Nature Communications上发表了题为:“Femtosecond exciton dynamics in WSe2 optical waveguides”的研究文章。研究者以范德瓦尔斯半导体中的WSe2材料为例,利用德国neaspec公司的纳米空间分辨超快光谱和成像系统,通过飞秒激光激发研究了WSe2材料中光波导在空间和时间中的电场分布,并成功提取了飞秒光激发后光学常数的时间演化关系。同时,研究者也通过监视波导模式的相速度,探测了WSe2材料中受激非相干的A-exciton漂白和相干的光学斯塔克(Stark)位移。【参考】 Aaron J. Sternbach et.al. Femtosecond exciton dynamics in WSe2 optical waveguides, Nature Communications, 11, 3567 (2020) 4. ACS Nano:光致发光、拉曼、近场光学同步测量技术揭示二维合金材料新特性 相关产品:IR-neaSCOPE+TERs 单层异质结构的应用潜力直接受到材料内在和外在的缺陷影响。乔治亚大学的研究人员在Abate教授的带领下,利用neaSNOM散射式近场光学显微镜,研究了二维(2D)单层合金光致氧化过程中纳米尺度下的奇异界面现象。他们发现界面张力可以通过建立稳定的局部势阱来集中本征激子,从而实现高的热稳定性和光降解稳定性。该实验结果由neaspec公司特的nano-PL / Raman和s-SNOM同步测量技术所采集,并已发表在ACS NANO中。在实验中,作者合成了由单层面内MoS2-WS2异质结构制成的2D纳米晶体,这些晶体在富Mo的内部区域和富W的外部区域间,显示出了较强的纳米合金界面。在针增强照明刺激下(100天),作者进一步观察到,光降解过程中界面的激子稳定性、局域性和不均匀性。得益于高度敏感的s-SNOM成像技术,作者探测到富W的外部区域的反射率出现急剧下降。该反射率始于晶体边缘,并随时间向内传播。在同一样品区域获得的高光谱纳米光致发光(nano-PL)图像显示,W氧化相关的激子的猝灭会遵循与s-SNOM相同的模式(在边缘开始并向内传播)。值得注意的是,合金界面的内部区域表现出了强大的抗氧化能力。即使在光降解100天后,它仍具有很强的s-SNOM信噪比和未淬灭的nano-PL信号。为了进一步研究结构变化,作者使用nano-PL进行了增强拉曼高光谱纳米成像测量,并在同一扫描区域的每个像素处获取了空间和光谱信息。实验结果表明,在整个晶体的光降解过程中,WS2拉曼峰逐渐消失,而在内部区域中的MoS2仍然存在。该结果表明在相同的环境条件、同一显微镜下测量相同的晶体,由于热诱导的合金和基底晶格常数的不匹配,导致光氧化与局部应变存在一定的关联。而合金界面可防止该应变传播到内部区域,从而防止其降解。 【参考】 Photodegradation Protection in 2D In-Plane Heterostructures Revealed by Hyperspectral Nanoimaging: The Role of Nanointerface 2D Alloys. ACS Nano 2021, 15, 2, 2447–2457. 5. Cryo-SNOM低温近场在氧化物界面的新应用 相关产品:cryo-neaSCOPE+xs 氧化物界面处的二维电子体系(2DES)做为一个特的平台,将典型复合氧化物、强电子相关的物理特性以及由2DES有限厚度引起的量子限域集成于一体。这些特的性质使其在电子态对称性、载流子的有效质量和其它物理特性方面与普通半导体异质结截然不同,可以产生不同于以往的新现象。然而氧化物界面多掩埋于物质间使其难以探测,为探究其局限2DES需要一个无创并且具有很高空间分辨率的表征技术,如果还能提供一个较宽范围内温度变化的平台将大地推进该领域的研究。通常光学显微镜可用于上述研究,其中,远场的探测技术由于受到波长和衍射限的限制缺乏空间分辨率,而红外波段的光束探测传导电子的Drude反应分辨率仅有几个微米的量,无法满足测试需求,而利用散射式近场光学显微镜(s-SNOM)可以克服这一限制,使其具有10-20 nm的空间分辨率并获得光响应信号中的强度和相位信息。近期,Alexey B. Kuzmenko团队在Nat. Commun.上获得新进展,他们利用s-SNOM来研究从室温下降到6K时LaAlO3/SrTiO3界面的变化情况,从近场光学信号,特别是其中的相位分量信息可以看出对于界面处的电子系统的输运性质具有其高的光学敏感度。这一模型说明了2DES敏感性来源于AFM针和耦合离子声子模型在很小穿透深度下的相互作用,并且该模型可以定量地将光信号的变化与冷却和静电选通控引起的2DES传输特性的变化相关联,从而提供操控光学信息的有效手段。从利用s-SNOM得到的实验结果和建立的模型结果来看,二者之间具有很好的拟合,这一结果说明了电子声子相互作用对于在零动量时的表面声子离子模型的散射化吸收具有至关重要的作用。【参考】 High sensitivity variable-temperature infrared nanoscopy of conducting oxide interfaces. Nature Communications 2019, 10, 2774. 6. Science:近场太赫兹光电流-石墨烯等离子体在近费米速度传播下的非局域量子效应 相关产品:THz-neaSCOPE+s西班牙光子科学研究所(ICFO)的 Marco Polini教授和Frank H. L.Koppens教授在《Science》上发表了题为:Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics的文章。 在本篇文章中,研究者利用散射式近场光学手段,对石墨烯-(h-NB)-金属复合体系表面进行了纳米尺度下的精细扫描,由此观测到了太赫兹波段下的石墨烯等离子体以近费米速度进行传播。研究发现,在慢的速度(数百倍低于光速)下,石墨烯等离子的非局域响应得以探测,通过近场成像能够以无参数匹配手段清晰地揭示无质量的Dirac电子气体的量子描述,进而展示了三种类型的非局域量子效应,即单粒子速率匹配,相互增强费米速率和相互减弱压缩性。通过该近场光学的研究方法,研究者终提供了确定电子体系的全时空反应的新途径。 【参考】 Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics. Science 2017, 357, 187. 五、部分发表文章[1]. Nature (2021) 596, 362[2]. Science (2021) 371, 617[3]. Nature Physics (2021) 17, 1162[4]. Nature Phot. (2021) 15, 594[5]. Nature Chem. (2021) 13, 730[6]. Nature (2020) 582, 209[7]. Nature Phot. (2020) 15, 197[8]. Nature Nanotech. (2020) 15, 941[9]. Nature Mater. (2020) 19, 1307[10]. Nature Mater. (2020) 19, 964[11]. Nature Phys. (2020) 16, 631[12]. Nature (2018) 562, 557 [13]. Nature (2018) 359, 892[14]. Science (2018) 362, 1153 [15]. Science (2018) 361, 6406 [16]. Science (2018) 359, 892[17]. Science (2017) 357, 187[18]. Science (2014) 344, 1369[19]. Science (2014) 343, 1125
  • 看散射型近场纳米红外光谱与成像系统如何助力胶原纤维、生物催化、活体细胞等生物领域研究
    一、胶原纤维研究 胶原纤维是人体各种器官(如骨、肌肉)中关键的组成成分之一。胶原纤维拥有复杂的微纳生物结构,这种结构的有序排列使胶原纤维能够表现出优异的生理性能,同时,这种结构的改变会导致其生理特征的急剧变化。劳损、骨折等常见疾病的发病机理就与胶原微纳结构变化密切相关。如何观测并理解胶原纤维微纳尺度的结构变化是治疗相关胶原类疾病的关键所在。 近日,中国科学院物理研究所陈佳宁课题组利用散射式近场扫描显微镜(IR-neaSCOPE)对胶原纤维进行纳米分辨率红外扫描成像。该研究通过在组织切片表面近场测量紧凑排布的胶原纤维簇,对胶原纤维的纳米周期性横纹结构进行量化分析,并观察到胶原纤维发生的横纹倾斜现象。该研究借助胶原晶格模型解释其现象的产生机理,揭示了胶原纤维内部分子间可能存在的滑移位错形变。 该结果有助于人们理解胶原结构失序时胶原纤维可能发生的纳米结构变化,为解读胶原类疾病的发病机理提供了新思路。同时,该工作展示了s-SNOM在生命科学中对于生物微纳尺度结构研究的广阔应用前景。相关结果发表在近期的《Nano Research》上。该工作得到了重点研发计划、自然科学基金,中国科学院战略重点研究计划的资助。 二、生物催化(MOF体系)研究 生物催化转化在生物体中,如多酶催化联,在不同的细胞膜区隔的细胞器中高效率地进行。然而,在自然系统中模拟生物催化联过程仍然具有挑战性。 近日,华东师范大学李丽老师课题组报道了多壳金属有机骨架(MOF)可以作为一种层次化的支架,在纳米尺度上对酶进行空间组织,以提高联催化效率。 研究人员通过外延逐壳过生长的方法将多壳MOF包裹在多酶上,其催化效率是溶液中游离酶的5.8~13.5倍。重要的是,多壳MOF可以作为一个多空间隔室的纳米反应器,允许在一个MOF纳米颗粒中物理分隔多个酶,以便在一个锅中进行不相容的串联生物催化反应。研究人员使用纳米傅立叶变换红外光谱(Nano-FTIR)来解决与多壳MOF中的酶相关的纳米振动活性的不均一性。多壳MOF能够根据特定的串联反应路线方便地控制多酶的位置,其中载酶1和载酶2的壳沿内到外壳的紧密定位可以有效地促进质量传递,从而促进高效的串联生物催化反应。 这项工作有望为设计高效的多酶催化联反应提供新的思路,以鼓励其在许多化工和制药工业过程中的应用。 三、原位液相活体细胞研究 近日,德国attocube systems AG的工程师Korbinian联合德国慕尼黑大学Fritz Keilmann课题组报道了基于散射型纳米红外成像与光谱技术在液相环境关于纳米颗粒和活体细胞的定量研究。纳米红外光谱与成像的液相探测基于一个由10 nm厚度的SiN薄膜和金属液相池组成,通过扫描探针在针形成有效的红外探测近场对吸附(浸润)在SiN另一侧的纳米颗粒或活体细胞进行原位液相扫描。 液相原位纳米红外成像与光谱下的A 549癌细胞 这项工作是基于反射式光路的散射型扫描近场显微镜(s-SNOM)和nano-FTIR建立的原位液相样品池,通过搭配波长可调谐的红外激光器,有希望拓展从近红外(特别是近红外II区)到中红外(全指纹区覆盖)乃至远红外的全红外波段的液相环境下材料和细胞的纳米尺度探测。
  • 大米外观品质检测仪如何成像
    大米外观品质检测仪如何成像,大米外观品质检测仪的成像过程主要依赖于先进的图像采集和处理技术。以下是其成像的基本步骤:高分辨率图像采集:首先,检测仪会利用高性能的摄像设备(如高分辨率摄像头)来捕捉大米样品的图像。这些摄像头能够捕捉到每一粒大米的微小细节,确保获取到的图像具有足够高的分辨率。图像预处理:在获取到原始图像后,检测仪会进行一系列的图像预处理操作。这些操作可能包括去噪、增强对比度、调整亮度等,以消除图像中的干扰因素,提高图像的质量。图像分割与特征提取:接着,检测仪会使用计算机图像处理算法来对预处理后的图像进行分割和特征提取。通过图像分割,检测仪能够将粘连的大米和种粒分开,实现自动分类分析。同时,通过特征提取,检测仪能够提取出大米的关键特征,如形状、大小、颜色等。图像重建与显示:最后,检测仪会根据提取到的特征信息,对大米样品进行图像重建和显示。这个过程可能包括生成分析标记图、排列图和测量图等,以便用户直观地查看和分析大米的外观品质。需要注意的是,不同品牌和型号的大米外观品质检测仪在成像技术和算法上可能存在差异。但总体来说,它们都采用了类似的图像采集和处理技术,以确保能够准确、快速地评估大米的外观品质。
  • 干货|​近红外二区荧光宽场显微活体成像技术和应用
    大家好,今天给大家分享一篇近红外二区荧光宽场显微活体成像技术和应用的文章,本文的通讯作者是浙江大学的钱骏教授。传统的荧光成像技术是基于可见光波段(400~760 nm)和近红外一区波段(760~900 nm)实现的,但是由于受生物组织散射和自发荧光的影响,这些波段的光对厚样本、活体样本成像时,成像深度和空间分辨率受到了很大的影响。而近红外二区波段(1000~1700 nm, NIR-II)的光受生物组织散射和自发荧光的影响大大降低,因而用这个波段的光成像时,成像的深度和信噪比都显著提高。近年来,NIR-II荧光宽场显微术在高时间分辨率、高空间分辨率、高信背比和大深度组织穿透方面获得突破性发展,这些得益于荧光探针和成像仪器设备的开发和改进。作者在本文中通过介绍NIR-II荧光宽场显微活体成像的机制特点、演进历史、系统进展以及在不同生物模型上的最新应用,展现其临床试验的巨大潜力,使NIR-II荧光宽场显微成像术在基础研究和临床应用上得到更进一步的普及。1、NIR-II荧光活体生物成像近年来,研究者们展开了一系列的NIR-II荧光成像研究,实现了对活体生物样本的深层和功能性成像,尤其伴随着探测器性能的提升和荧光新探针的开发,NIR-II的活体荧光成像迅速成为热点。尽管NIR-II荧光成像应用日趋广泛,但其成像窗口的定义却并不统一。长期以来,NIR-II在学术界被定义为1000~1700 nm。然而,工业领域认可的典型短波红外波段为900~1700nm。浙江大学钱骏教授团队模拟了NIR区域(至2340 nm)中的光子传播,确认了活体成像中适度利用水对散射光子的吸收能提高信背比,并将NIR-II窗口扩展为900~1 880 nm,定义了2080~2340 nm为近红外三区。其中,1400~1500 nm和1700~1880nm分别被定义为NIR-IIx和NIR-IIc区域。图1:定义并扩展NIR-II窗口为900-1880nm2、NIR-II荧光宽场显微成像系统活体成像研究中,NIR-II的宏观成像不仅可以实现主动脉和微小血管循环检测,也可以实现各类器官的成像,如心、肝、脾、肺、肾、肝、肠、胆道等。但是,组织的微结构观察和检测需要更大倍率的成像系统,以提高生物组织的空间分辨率和对比度,实现生物微结构的清晰成像。钱骏教授团队与宁波舜宇仪器(SOPTOP)公司合作,开发出新型NIR-II荧光正置显微成像系统,将短波红外探测器与传统的荧光显微成像系统结合,可实现宽场激发、面阵探测,具备成像深度大、时间分辨高、空间分辨好、操作简便等优势,可实现深层组织的高倍探测,已满足商用要求。此系统先后被相关科研院所购置,已在宫颈癌靶向化疗、小鼠脑血管研究等领域得到应用和报导。图2:舜宇仪器 NIR II-MS 近红外二区活体显微影像系统3、NIR-II荧光宽场显微成像的应用基于NIR-II荧光成像的大深度、高分辨率等优势,诸多生物医学应用得以开发。其中,活体大深度显微成像不仅能够对脉管系统、组织器官清晰破译,而且能够获取生物体内生命活动细微过程的动态信息,具有对生理和行为动态观察的巨大潜力。NIR-II荧光宽场显微系统提供高时间分辨率和高空间分辨率,可实现脑血管实时解析成像,以及血流速度和心跳周期的测量。作者团队针对血流测速开展工作,静脉注射IR820(0.5 mg/mL, 200 μL)后,使用NIR-II荧光宽场显微系统监测小鼠脑血管结构和实时血液流动,实时获取150 μm深度处的毛细血管血流速度为725 μm/s。同时,研究人员使用NIR-II荧光宽场显微系统记录开颅小鼠头骨下方0 ~800 μm深度下脑血管图像,并在800 μm的深度下区分出直径仅6.1 μm(半高全宽)的毛细血管。图3:小鼠活体脑血管成像血管造影方法可提供血管状态的有用信息,用于监测疾病过程。NIR-II荧光宽场显微成像技术能以高时空分辨率实现深层组织血管可视化。作者及唐本忠院士课题组开发了一种近红外聚集诱导发射(Aggregation-Induced Emission ,AIE)纳米颗粒,借助NIR-II荧光宽场显微成像系统,对小鼠大脑中的光致血栓形成缺血(Photo-Thrombotic Ischemia, PTI)和血脑屏障(Blood–Brain Barrier,BBB)损伤过程实现了精确监测。图4:NIR-II荧光宽场显微成像系统用于血流动力学研究和小鼠脑血栓性缺血的实时跟踪肿瘤和炎症性病变的检测和诊断仍是临床的巨大挑战,而NIR-II荧光宽场显微系统亦可用于肿瘤的精准检测。唐本忠院士、钱骏教授等将AIE纳米颗粒TQ-BPN注射进入具有旧肿瘤(4周)和新肿瘤(2周)的小鼠体内,使用NIR-II荧光宽场显微系统来识别不同生长阶段的肿瘤。NIR-II荧光宽场显微系统凭借穿透深度大和成像实时的优点,能够清晰地原位显示肿瘤部位的EPR效应,这将有利于早期肿瘤检测和转移研究。图5:使用NIR-II荧光成像在肿瘤部位原位显示高渗透长滞留(EPR)效应除普通小鼠、大鼠外,大型灵长类动物(如狨猴)的NIR-II荧光成像技术的探索更有利于临床转化,对于这些动物神经活动和脑血流调节的研究,有利于揭开人类大脑疾病的神秘面纱。钱骏教授、高利霞教授及唐本忠院士等首次在非人类灵长类动物中进行了穿薄颅骨大深度脑血管显微成像。图6:高空间分辨率的狨猴穿颅脑血管显微系统NIR-II荧光宽场显微系统拥有高时间分辨率以监测动态生物过程,提供高空间分辨率以观察微小生物结构、精准定位药物分布,还具备大成像深度。同时,该系统对比其他显微成像系统(如共聚焦显微术、光片显微术)易于上手使用并且成本适中,便于在活体研究和临床实践中推广。通过相关研究团队的努力,实现了从小鼠、大鼠、狨猴到猕猴,从脑血管、肿瘤血管到炎症组织及离体细胞、组织切片等的NIR-II荧光宽场显微成像,证明了NIR-II荧光宽场显微成像技术的巨大潜力。综上所述,NIR-II荧光宽场显微成像技术不断在更大的成像深度、更优的信背比、更高的空间分辨率、更快的成像速度上得到创新、改进和突破。NIR-II荧光宽场显微成像系统有望在各种生物和材料研究实验室推广,甚至在医学机构和医院临床获得普及和应用。以上便是今天为大家分享的近红外二区荧光宽场显微活体成像技术与应用,其中所采用的实验设备均为宁波舜宇仪器的NIR II-MS活体显微影像系统。作为全球首款近红外二区活体正置显微成像系统,可以实现对近红外二区荧光探针的光学表征以及活体生物样品、厚生物组织等的大深度、高时空分辨成像,选择25X红外水镜时,活体成像深度≥1.4mm,空间分辨率≤2μm。其操作简便的系统,具备在医学研究、临床诊断和手术治疗领域作为活体成像的基础工具的潜力。本文为SOPTOP舜宇显微系统供稿。如有技术干货、科研成果、仪器使用心得、生命科学领域热点事件观点,欢迎广大相关行业朋友投稿。投稿邮箱:lizk@instrument.com.cn
  • 全新的MuviCyte™ 长时间活细胞观察系统进行细胞迁移功能检测
    细胞迁移,指的是细胞在接收到迁移信号或感受到某些物质的浓度梯度后而产生的移动。移动过程中,细胞不断重复着向前方伸出突触/伪足,然后牵拉后方胞体的循环过程。细胞骨架和其结合蛋白,还有细胞间质是这个过程的物质基础,另外还有多种物质会对之进行精密调节。细胞的运动有很多种,有生理性运动,如发育过程中的细胞运动,生殖细胞、干细胞的成熟过程中的位置变化。也有病理性变化,如肿瘤的迁移和侵袭。从癌症的产生到转移,血管供给以及分裂增殖都一直是医学和生物学研究的热点。癌症细胞增殖失控,短时间内可以繁殖出大量后代,这样首先会造成生长空间的局促和养分,如氧气的紧张。这样恶性肿瘤内会形成一片坏死区,正如上面在组织损伤里面提到的,机体会尝试“修复”这些损伤。坏死组织会释放出一系列促血管生成因子,如血管内皮生长因子以及各种免疫细胞,如巨噬细胞。巨噬细胞也会释放大量促血管生成细胞因子和生长因子。因此肿瘤的研究伴随着复杂的细胞运动,如肿瘤细胞沿着循环系统的运动,血管内皮细胞和免疫细胞进入肿瘤实体的运动。划痕法是经典的细胞行为学检测方法。在平铺的细胞单层上划出一条痕迹,然后清洗更换培养液后,细胞会从原有位置向划痕处迁移。统计划痕宽度和面积的变化就可以监控细胞迁移的速度和细胞迁移的能力。以前在做划痕实验的时候受到诸多限制:首先微孔板的孔不能太小,孔越小,枪头越难伸进去;其次划出的痕迹边缘歪斜,无法形成一条直线;孔与孔之间的划痕宽度也不均一。这给划痕这个时间梯度的实验带来了很大的困扰。在多次的拍照过程中,由于划痕宽度的差异性对于划痕拍照位置的复位要求甚高。然而随着细胞迁移的发生,细胞的原位的形态和分布也发生的动态变化。所以复位划痕的拍照位置成为就成为了一个力气活:既然无法准确找到,那就全部拍下;既然每个位置宽度不一,那就全部统计。借助MuviCyte™ 长时间活细胞成像系统的划痕套装。轻轻一划,解决全部困扰。借助Scratcher整齐的96针,可以在96孔微孔板底面整齐的划出宽度均一的划痕。借助MuviCyte™ 长时间活细胞成像系统可以盯住一个视野不停的拍。然后生成无抖动的视频。借助专业的划痕分析软件,对划痕宽度、面积、愈合速度进行分析,可以获取的参数包括:划痕面积划痕的覆盖度划痕的宽度划痕的愈合速度相对划痕密度对于原始细胞区域、原始划痕区域、划痕分界线、迁移后细胞的区域进行精准的划分,保证分析结果的精确。轻松的完成整个实验,再也不用熬夜拍划痕了。MuviCyte™ 已于2020年1月1日全新上线,借助它的多荧光通道和多种物镜选择,可以完成多种复杂的复杂细胞模型的拍摄和观察,在肿瘤免疫、干细胞等多个领域都有重要的应用。扫描下方二维码或点击下载链接,即可下载珀金埃尔默MuviCyte™ 活细胞成像系统相关资料。下载链接: http://hyw3rjq7ezkfsnvu.mikecrm.com/naj9QZD
  • 奥龙集团CISILE 2018:成像系统受关注 高端科学仪器转型在路上
    p  strong仪器信息网讯/strong 2018年4月21日,经国家商务部批准,由中国仪器仪表行业协会主办,北京朗普展览有限公司承办的“第十六届中国国际科学仪器及实验室装备展览会”(CISILE 2018)在北京国家会议中心开幕。/pp style="text-align: center"img style="width: 450px height: 338px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/70b45899-e161-4d0b-977a-bf00dbf1933e.jpg" title="01.jpg" height="338" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "奥龙集团展位/span/strongbr//pp  作为中国当下射线仪器规模最大的民营高新科技企业,丹东奥龙射线仪器集团有限公司(以下简称“奥龙集团”)也参加了本次展会。据悉,近年来,奥龙集团在产品业务上做了一系列调整,研发投入大幅增加,业务逐渐由以往擅长的工业领域向科研领域拓宽,2017年营收也继续实现了两位数增长。业务调整的背后有哪些故事?此次展会又重点带来哪些产品?就这些问题,仪器信息网编辑在奥龙集团展位采访了其营销总监杨国芳女士。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/8ef53586-0df1-4625-8732-347ef4d4885f.jpg" title="IMG_6530_副本.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong奥龙集团营销总监杨国芳女士/strong/span/pp  span style="color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(112, 48, 160) "strong成像系统系列受关注/strong/span/pp  strong生命科学仪器系列/strong——该系列产品包括小动物活体成像系统(VIVO-VISION系列)、便携式X射线种子成像系统(SEED-VISION)等。VIVO-VISION系列应用领域包括小动物活体成像、口腔研究、为Micro-CT做预筛(缩短实验时间)、种子成像、海洋鱼类成像等。与我们平时在医院看到的人体DR扫描不同,由于观察目标的是更加微小的小动物,故这种成像系统分辨率更高,最高焦点尺寸可达5微米。/pp style="text-align: center"img style="width: 250px height: 395px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/28697317-6611-4e8e-a05e-764694b8c24b.jpg" title="0.jpg" height="395" hspace="0" border="0" vspace="0" width="250"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong便携式X射线种子成像系统(SEED-VISION)/strong/span/pp SEED-VISION应用领域包括检查种子生存力、寄生虫侵扰、生长发育观察、农用种子X光检测等。据杨国芳介绍,这两类产品在具有核心技术优势的基础上,还兼具便携的优点,如SEED-VISION已从传统同类产品的200多千克减少到50千克,而这对于经常户外实验的研究工作者,是十分便利的。同时产品也可以根据客户要求进行定制,满足一些特殊的个性化需求。整体参加展会情况来讲,这两类产品被询问的最多。/pp  span style="color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(112, 48, 160) "strong科学仪器转型在路上,替代进口技术已具备/strong/span/pp  据杨国芳讲,奥龙集团传承50年中国射线仪器研制历史,射线仪器等产品在国内工业领域已占据一定的优势。为拓宽业务领域,近来,奥龙集团加大产品及技术研发的投入,重点研发产品包括CT系列、XRD、DR成像系统、X射线辐照仪等高端产品,以达到公司业务由传统工业向科研领域科学仪器市场拓宽的目的。/pp  同时,杨国芳还表示,在以上提到的这些高端射线仪器方面,国内目前仍以进口为主。但奥龙集团产品从技术层面讲,与进口产品已没有差别,有些产品性能指标甚至更优。外观方面,奥龙集团近些年也投入大量人力物力,包括聘请高端设计人才,引进先进加工工艺技术等,目前整体外观已经基本实现“国际范儿”。另外,相比进口,奥龙集团产品还有性价比高、个性化定制能力强等优势。因此,对于高端仪器市场的拓展,奥龙集团充满信。/p
  • 有了Rebel,细胞观察 so easy
    你在细胞房的显微镜真的只要能看到就够了吗?平常只是用显微镜观察细胞状态,如果真的需要图片资料还需要用细胞房外的显微镜拍摄,这样的工作方式真的合理吗?每次拍摄照片都要把细胞带出细胞房,拍摄完,还需要走很长的距离,再带回细胞房,这对细胞状态和生长不会有影响吗?每次想进行细胞计数还需要先用显微镜观察下细胞,然后再在细胞计数仪上进行计数,不能直接观察然后计数细胞吗?这一切现在都可以改变,Echo Rebel正倒置一体显微镜独特的设计使其足够小巧、轻便,且无需配置电脑,使用IPAD PRO显示成像画面,只需要一本书的大小就可以放下整台机器,帮助您完成从观察到成像的全过程。使用基于IOS系统的软件简化拍照流程、加快拍照速度,帮助您最少的时间获得最好的图像质量,减少拍照过程对细胞的影响。Echo Rebel正倒置一体显微镜足够小巧,也可以将其放入培养箱中进行观察,其与IPAD采用无线连接,可以在培养箱外进行相关观察和操作,进一步减少影响。Echo Rebel正倒置一体显微镜软件不仅可以进行细胞观察,还可以添加细胞计数功能,解决了细胞计数与观察分开的难题,进一步帮助用户节省时间和精力。同时又获得精确的计数结果。★ 在几秒内快速分析图像,让您告别以往费时费力的人工细胞计数。只需轻轻一点,自动实现细胞存活率计算,无需培训轻松上手。★ 还可以实现多张图片采集,多次计算,消除人为误差,精准度高。★ 轻松实现自动捏合缩放,查看单个细胞的特写图,还可以快速计算不同直径大小细胞数量。Echo Rebel 正倒置一体显微镜Echo Rebel正倒置一体显微镜配置了800W像素的高速摄像头,可以进行视频录制,远程观察等功能,帮助您实时的监测您的细胞状态,获取长时间的细胞动态变化和运动情况,也可实现多屏共享等功能。Echo Rebel正倒置一体显微镜采用独特的视网膜屏全视野技术,将目镜内置,重新定义观察方式,且显微镜创新性的将正倒置显微镜合二为一,突破传统限制,只需一转,就可满足不同的样品观察需求。▲ Echo Rebel正倒置一体显微镜★
  • 如何让活细胞观察变得简单,有ECHO Revolution就够了
    细胞是生物体基本的结构和功能单位,是生物学研究的基础。传统的细胞观察是通过倒置相差(荧光)显微镜来观察细胞生长或给药前后的形态变化。但是,传统的活细胞观察方式,仅能观察到细胞瞬间的生理信息,无法反映其长时间、连续、全面、动态过程的全部信息。▲ 图源:网络,侵删随着科学的进步,人们对活细胞观察的需求和要求越来越高。如细胞三维培养观察(类器官培养观察),药物筛选等。且在药物筛选实验过程中,需要观察给药后,细胞的形态变化、生长、分化、迁移、凋亡、蛋白的表达分布和细胞器观察等。这需要显微镜长时间观察和聚焦不同焦平面的细胞,并且光毒性要小,因为用荧光观察细胞内的蛋白分布时,荧光会对细胞产生一定的损伤;对一些细胞聚集成团的厚样品来说,需要显微镜具有Z-Stcaking和三维重塑功能且分辨率要求高;同时药筛具有高通量需求,在多孔板内药筛实验中,活细胞观察需要显微镜快速在多样品孔之间进行切换、自动聚焦和荧光通道切换等,这些活细胞观察需求对显微镜功能模块要求极高。▲ 图源:网络,侵删请注意!Revolution正倒置一体电动化智能显微成像系统所设计的功能模块完美契合活细胞观察,近为之而生,搭载的实时DHR技术,使分辨率得到进一步突破,简单多功能的联用让您感受不一样的操作体验。HyperScan高速拼接大视野成像功能,即可以快速扫描整个样品孔又能解决高倍镜下视野小的问题。孔板导航成像功能(Multi-well Point)结合延时摄影成像功能(TimeLapse)、自动对焦与长时间锁焦,再搭配活细胞工作站和全自动载物台,可以实现孔板中活细胞长时间观察又可以一次性研究筛选多种不同浓度的药物对细胞的影响。Z-Stacking+DHR功能再结合自动LED荧光系统,可以更加清晰的观察细胞内不同蛋白的分布,进行三维重塑,同时降低荧光光毒性和光漂白。高速高灵敏相机捕捉微弱荧光信号,使图片结果更准确更清晰。Revolution正倒置一体电动化智能显微成像系统是一台专业的智能活细胞观察显微成像系统,对从事研究活细胞观察研究的您,必须拥有一台高颜值、高性能、易操作的研究级显微系统,Revolution您值得拥有!
  • 小菲课堂|FLIR红外成像引导测量技术,让检测更简单!
    冬去春来又到了装修的旺季说到装修,就不得不说一下各种测量仪器今天小菲先来说下FLIR测试测量相关产品的特色技术FLIR红外成像引导测量技术(IGM™ )什么是IGM?IGM红外成像引导测量技术采用FLIR Lepton热成像传感器,能够精确定位有待进一步测量观察的可疑位置。 全面解读FLIR IGM技术在生活中的应用配备IGM技术产品的优势作为热成像技术供应商,FLIR提供的配备IGM红外成像引导测量技术的工具具备热成像功能,可以让您快速精确定位潜在问题。借助于IGM红外成像引导测量技术,您可以防患未然,更迅捷、更智慧地进行作业,并投入到接下来的工作当中。准确定位假使您需要精确定位墙后、地板下或者天花板上的问题,需要怎么做?借助FLIR IGM红外成像引导测量技术,可以帮助您省时高效地完成作业,避免臆测的不确定性。不仅如此,它还能让您远离潜在的危险情况,知道如何有序地开展作业!案例分析:案例︱使用FLIR红外热像仪与数字钳形表,通过电工测试节省时间时间就是金钱,而使用FLIR的IGM红外成像引导测量技术能够帮助您快速完成工作区域的扫描工作,找出问题并采取相关措施。识别泄漏的管道或气流不通的寄存器问题将变得非常简单。案例分析:当工控机遇上红外成像数字万用表,想说"怠工"都不行安全高效借助配备IGM红外成像引导测量技术的FLIR工具,让工作更安全、更高效。而不需要臆测电气问题的位置,IGM能够明确指出具有潜在问题的电线或保险丝的精确位置,让您更快找到问题,高效处理问题,提升公信力。案例分析:汛期已至,FLIR MR176/277帮您解决洪水灾后重建难题!FLIR带有IGM专利技术的系列产品包含红外成像万用表、红外成像钳形表、红外成像测温仪目前菲力尔京东、天猫线上店铺均有售不知道选哪款的小伙伴可以搜索选购哦~想要了解更多红外热成像知识可以点击报名ITC红外培训系统学习成为专业红外热像师没你想的那么难!
  • 观察者—积木式显微镜结构设计的是与非
    对现代显微镜而言,基本功能可以拆解成三块:光学成像、图像采集、图像处理与分享。所谓光学成像,即尽量还原镜下样品的形态,色彩等信息;图像采集即将镜下观察结果转换为照片或视频;图像处理与分享,即对样品进行标注,测量并分享。现代显微镜生产商根据以上三功能,进行产品设计与研发:各厂商针对三功能进行再次拆解,开发部件:根据观察样本和应用方向的不同,各厂商开发了针对性的部件来满足用户要求,不同样本需要各个部件完美配合才能得到好的成像效果,以常见的免疫荧光观察为例,一套专业免疫荧光显微镜的构成,为荧光光源+萤石物镜+荧光激发块+高速高灵敏相机+荧光分析处理工作站,部件种类繁多,配置复杂,如果用户对显微镜不够了解,很容易配错。当前显微镜观察方式基本分为7种,各厂商针对性开发了不同部件,并且不约而同采用了模块化,积木式设计。模块化设计顾名思义,用户可以通过更换不同部件,来得到不同的功能,积木式设计则是为模块化设计提供一个基本光学显微底座,通过外接方式来实现功能扩展。如上图,积木式显微镜结构设计带来的好处是显而易见的。它可以用一个基本框架,实现尽可能多的功能,但是凡事都有两面性,积木式设计也有如下几个问题:1. 系统复杂,不易学习掌握 。2. 外置部件设计使系统庞大,接线多,占地空间大 。3. 搬运困难,需要专业人员拆卸装箱后才能搬运,搬运后还需要专业人员再次安装调试。我们可以参考一下,照相工具的演化如图:我们常用的照相工具,这些年来经历了三步演化,专业单反-微单-智能手机。对显微镜的未来而言,积木式设计肯定不会消亡,它服务于专精市场,同时集成式设计会是显微镜未来的一个主要方向,通过集成式设计,突出常用功能,简化机械与人机界面,实时数据分享,让显微镜变得易学好用,无缝实时传输图像。一体化极简设计:高清成像:实时图像分享:我们相信,集成化,极简化,网络化是显微镜的未来方向与目标。Echo Revolution全自动荧光显微镜Echo Revolution全自动荧光显微镜,将XYZ三轴全部实现电动化,从而实现自动完成多图拼接的大视野高分辨率成像,而电动化的Z轴可以帮助用户实现自动聚焦、自动定焦和Z-Stacking多层扫描大景深成像。Echo Revolution全自动荧光显微镜还添加了延时摄影功能,可以帮助用户实现长时间观察和时间回溯,使用户可以进行更全面的观察实验。▲ Echo Revolution全自动荧光显微镜|申请试用|我们的仪器可以申请试用哦!扫描下方二维码关注“深蓝云生物科技”公众号,点击“云活动”→“试用中心”即可。
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