两档变倍体视显微镜

体视显微镜显微镜有很多种，体视显微镜是其中的一种，比如还有生物显微镜、金相显微镜等。体视显微镜，又叫实体显微镜、立体显微镜或解剖镜。体视显微镜是一种常用的显微镜，具有正像立体感的目视仪器，不需要专门进行加工制作样品，可以直接放在体视显微镜镜头下进行观察，它能够通过放大和放映图像，使我们能够观察和研究微小的物体和细胞结构，从不同角度观察物体，使双眼引起立体感觉的双目显微镜，工作效率极高。体视显微镜创新点：1、双目镜筒中的左右两束光不是平行的，而是具有一定夹角的，一般为12度到15度，这个角称为体视角。因此成像会有三维立体感。观察者可以更加真实地感受到样品的立体形态，更好地理解样品的结构和特性。2、由于体视显微镜的棱镜把图像倒转过来，使观察者看到的图像是直立的，便于操作。3、虽然放大倍率不及其它光学显微镜的倍率大（如生物显微镜和金相显微镜的放大倍率可达1000倍甚至更大），但体视显微镜优点就是工作距离长，视场直径大。景深大，便于观察物体的全貌。4、体视显微镜操作简单，放大倍数一般在7X~45X、7X~63X。其他更高端科研级体视显微镜型号NSZ818，变焦倍率比达到 1：18 ，10X目镜能够实现7.5-135X的放大倍数。果蝇转基因 转基因育种体视显微镜用途上也最为广泛,主要用途如下：1、动物学、植物学、昆虫学、组织学、矿物学、考古学、地质学和皮肤病学等的研究。2、在纺织工业中，用于原料及棉毛织物的检验。3、在电子工业中，作为元器件检查，焊点检查等操作工具。4、各种材料的裂缝构成，气孔形状腐蚀情况等表面现象的检查。5、在制造小型精密零件时，用于机床工具的装置、工作过程的观察、精密零件的检查以及装配工具。MHZ-101/MHZ-201体视显微镜可将微小物体放大并形成正的立体像，具有工作距离长，成像清晰而平稳、视场宽阔、清晰度高、倍率连续可调和操作方便等特点。根据人机工程学要求设计，45度倾斜观察，长时间工作而不感觉颈肩不适。特别适用于科研、高教、农林地质、珠宝、医学卫生、公安部门作观察分析、生物解剖。近年来还广泛应用于电子工业和仪器仪表等行业作细小精密零件的检验、装配修理用。MHZ-201体视显微镜MHZ-201体视显微镜技术参数表:◆放大倍数: 标准配置：7X~63X 选配目镜及辅助物镜，连续变倍◆物镜: 标准配置：连续变倍物镜 变倍比9：1 确保像面齐焦性◆观察头: 45°倾斜，360°旋转◆目镜: 标准配置： 10X/20mm，宽视野，广角，高眼点，为佩带眼镜的观察者提供方便◆可选目镜: 10X、15X、 20X 、25X◆工作距离：标准配置110mm（有效距离）◆可选辅助物镜：0.5X工作距离165mm/1.5X/2X ◆显微镜摄像头：C接口的USB2.0和USB3.0相机可选◆荧光照明器：LED落射荧光照明器/环形荧光照明器NSZ818科研级平行光体视显微镜NSZ818科研级平行光体视显微镜在大健康市场领域的主要应用：1、用于蛋白质结晶过程和晶体的高对比度观察和成像。2、作为分子生物学、细胞生物学、神经生物学、发育生物学、胚胎学、系统生物学、结构生物学的从宏观到微观高分辨观察与成像研究工具。3、用于斑马鱼、小鼠、线虫等模式生物和各种透明样本、微观细胞组织、亚细胞结构的明场、浮雕相衬；可升级为荧光观察和成像系统。4、数码体视显微镜作文书纸币的真假判辨，大样品上的颜料残留物分析和鉴定，区分轻微的结构偏差和真实的色彩。5、广泛应用于纺织制品、化工化学、塑料制品、电子制造、机械制造、医药制造、食品加工、印刷业、高等院校、考古研究等众多领域。体视显微镜NSZ818技术参数：◆光学系统：平行光（伽利略型）复消色差光学系统◆变倍比：1:18，变倍范围0.75-13.5X◆物镜：PLAN APO 1X（NA 0.15, WD 60mm）◆放大率：7.5-135X◆目镜（F.O.V.mm）：三目 20°固定倾角镜筒 可变倾角三目镜筒，范围为 0-30°◆可选目镜：10X（23） 10X（22）15X（16） 20X（12）◆底座：LED 立体照明底座（OIC 内置照明器）◆支持观察方式：明场，荧光，斜照明，简易偏光，暗场

Vision Engineering生产的 Lynx EVO无目镜体视显微镜以其独有的领先技术、独家专利人机工学设计以及卓越的立体成像技术，荣获由美国显微镜协会主办杂志《Microscopy Today》的2016年度创新大奖。 这款Lynx EVO无目镜体视显微镜展示了Vision Engineering长期以来的不懈投入，只为创造可以大大提高用户产能的无目镜体视显微镜。Lynx EVO无目镜体视显微镜代表了在体视显微镜的人机工学设计上全力钻研可获得的最高成就。同样，这种设计使其更易于操作使用。独家专利无目镜光学技术使得传统显微镜的目镜被摒弃，让操作者获得更好的人机工学体验，免于忍受在使用传统双目镜显微镜时造成的身体不适，比如：颈部及背部的僵硬酸痛、眼睛疲劳等人机工学优势Lynx EVO是一款杰出的光学体视显微镜。通过其人机工学无目镜观察头体，您可以看到拥有极佳分辨率的真彩光学图像。同时头部还可以自由活动。操作者甚至可以在使用其进行观察操作时佩带眼镜或护目镜。拥有绝佳的3D立体视图和光学性能，10:1变倍比，最高240倍得放大倍率。全新Lynx EVO无目镜体视显微镜可使用于多种应用，满足快速、精确、高效的生产要求。提高您的产能Vision Engineering国际产品经理，Stephen Sanderson，这样介绍:“通过提高人机工学性能，Lynx EVO让使用者可以在长时间的工作中更加快速有效，并保持高精确率。同时使用者获得良好舒适的工作体验，企业单位则获得更好的产品质量及产能。”了解更多有关Lynx EVO的详细内容

项目编号：CLZ0122ZJ01ZC40项目名称：湛江湾实验室细胞生物学共享平台（一期）正置荧光显微镜、体视荧光显微镜等设备采购项目采购方式：公开招标预算金额：2,500,000.00元采购需求：合同包1(湛江湾实验室细胞生物学共享平台（一期）正置荧光显微镜、体视荧光显微镜等设备采购项目):合同包预算金额：2,500,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1显微镜正置荧光显微镜1(台)详见采购文件600,000.00-1-2显微镜体视荧光显微镜1(台)详见采购文件450,000.00-1-3显微镜全自动三维立体显微系统1(套)详见采购文件500,000.00-1-4显微镜倒置荧光显微镜1(台)详见采购文件350,000.00-1-5显微镜显微操作系统1(套)详见采购文件600,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：进口设备自合同签订之日起180天内（国产设备自合同签订之日起60天内）完成设备的交货、安装、调试、试运行以及验收合格，交付并投入正常使用。

项目编号：[230001]CYGL[CS]20220014项目名称：科研仪器体式荧光显微镜等采购方式：竞争性磋商预算金额：1,253,100.00元采购需求：合同包1(科研仪器体式荧光显微镜等):合同包预算金额：1,253,100.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他仪器仪表体式荧光显微镜等1(个)详见采购文件1,253,100.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：合同签订后90个日历日内交货

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

DMSZ8 系列视频一体机具有紧凑美观的外型设计，整合了连续变倍光学镜头和高清数码相机，显示屏、相机、环形灯均由镜体统一供电，解决长期困扰您的线束问题。您可根据需求，自由选择带屏或不带屏配置。多功能数码相机1000像素高清晰 CMOS 图像传感器，成像卓越，能真实还原图像的色彩、锐度、对比度 ；全高清图像下帧率高达 60FPS 以上，在满足清晰度的同时，还能给您带来毫无迟滞的观察体验。连续变倍可调DMSZ8系列 可为您提供 7:1 的连续变倍，变倍范围 0.7X~5X。大行程调焦机构使工作空间更广，225mm 的调焦行程，工作距离可达 170mm，可满足不同高度的样本测量需求。两档分区 LED 灯带开关调光旋钮，内外圈独立控制。外圈利用斜照明，可看到更多额外细节 ；内圈起到近同轴光的作用，提高视觉准确性和重现性。创新点：相较于上一代DMSZ7，DMSZ8大大提升了显示屏的尺寸及分辨率，同时采用全新的摄像芯片，像素更高，图像比上一代清晰度提高了50%DMSZ8视频显微镜

项目编号：CG2022-PL-GK-HW-039项目名称：海关总署2022年动植检能力提升体式显微镜采购项目预算金额：564.3000000 万元（人民币）最高限价（如有）：0.0000000 万元（人民币）采购需求：（一）货物内容包件号序号品目名称数量交货期交货地点质保期包件11体式显微镜C3合同签订后60日内交货按分配表中的需求单位要求交货产品安装调试经用户验收合格当天起，质保期1年。2体式显微镜A43体式显微镜B4包件21体式显微镜F32体式显微镜E33体式显微镜D8 合同履行期限：详见招标文件本项目( 不接受 )联合体投标。

SOPREMA是一家全球性公司，提供种类齐全的屋顶和屋面建筑围护结构系列产品。SOPREMA公司的解决方案专注于学校、制造工厂和数据中心等结构内的低坡度应用，包括改性沥青膜、聚合物液体应用膜和合成单层PVC膜。在美国的所有制造工厂中，SOPREMA都非常重视员工的安全，并致力于做出更大的贡献，在提供优质产品的同时最小化对环境产生的负面影响。SOPREMA公司已通过ISO 9001、14001和45001认证。质量保证（QA）是实现这一目标的关键因素。使用体式显微镜进行质量保证检测为了改进他们团队的质量保证（QA）检测流程，质量保证经理Amandine Tragus和研发经理Julie Shoemaker在SOPREMA公司的一个生产车间安装了一台奥林巴斯SZX10体式显微镜。在购买这台显微镜之前，SOPREMA公司的QA团队要么是在没有显微镜的情况下对材料进行目测（这种方式很慢，而且不精确），要么将材料送到第三方实验室进行验证（这种方式成本很高）。在过去的五、六年里，他们已经节省了1200多个工时，节省了大量的成本，为团队赢得了宝贵的时间。SOPREMA公司的质量保证实验室技术员Bethany Perronne使用奥林巴斯SZX10显微镜对产品进行检测更迅速、更精确地完成质量保证工作Amandine和她团队的三名技术人员对接收的每批原材料进行质量检测，而且在将成品发送给客户之前，也要使用SZX10体式显微镜进行检测，他们每周检测的成品批次多达10批。Julie强调了这台显微镜的宝贵价值，“我们SOPREMA公司非常重视产品质量，对所有来料（原材料）进行评估，对整批成品进行全面检测。对于现场出现的任何潜在问题，我们都会进行彻底分析。体式显微镜是我们成功完成每个工作流程不可缺少的工具。”SOPREMA公司的质量保证工作确保了其生产的所有成品都符合公司的特定要求，并超出客户的期望。SOPREMA公司设在密西西比州Gulfport的制造厂例如，在SOPREMA公司位于密西西比州Gulfport的工厂里，生产的主要产品之一是SG颗粒表面膜。这些产品的高反光表面必须满足美国严格的反射率要求（标题24、FBC、IECC）。使用SZX10显微镜，QA团队可以快速确认颗粒的适当分散和覆盖是否符合产品标准。以前，Amandine的团队需要花费一个小时或更长时间完成的目视检测工作，如今使用SZX10工业显微镜，只需大约5分钟就能完成。SOPREMA公司可以迅速确保将高质量产品投放到市场，而且还可使产品持续满足行业标准。SXZ10显微镜带来了意想不到的好处事实证明，使用体式显微镜捕获高质量图像，并将图像显示在屏幕上供整个团队观看，促进了团队的互助合作。团队沟通和教学培训得到了改善，而且SOPREMA公司的研发团队和质量保证团队发现他们能够更快、更准确地对需求做出反应。在与客户或其他内部部门沟通时，他们可以使用体式显微镜拍摄的图像，弥补在技术和术语表达方面的不足。正如Amandine所说，“一张图片胜过千言万语。”Julie表示认同，“如果出现问题，使用体式显微镜收集图像和证据的能力，有助于我们查明根本原因，并与我们的供应商或客户进行有效沟通。能够快速有效地诊断、沟通和解决问题至关重要。”为什么选择奥林巴斯产品?体式显微镜已经存在了几十年，而且市场上有很多型号的产品在使用。当被问及SOPREMA公司为什么决定与奥林巴斯合作时，Amandine提到了我们的客户服务。在生产车间中，时间非常宝贵，因此对于SOPREMA公司来说，一个经验丰富、以客户为导向的直销代表，以及公司所提供的售前、售后、培训和实施服务，是奥林巴斯显微镜的最终卖点。当被问及她是否仍然对自己购买的产品感到满意时，Amandine回答说：“非常满意! 在使用这个强大且好用的工具时，我们从未遇到过任何问题。”Julie补充道：“质量成本对我们来说极其重要。我们的品牌（Olympus和SOPREMA）是高品质的代名词，因此拥有这种质量可靠的成像工具，对于我们的团队来说非常棒。”

3月26日，仲恺农业工程学院现代种业创新研究院公开招标，购买电动体视荧光显微镜、梯度PCR仪等设备，预算139.54万元。　　项目编号：GDJY21111201HG001　　项目名称：现代种业创新研究院分子育种平台实验仪器采购项目　　采购需求：　　合同包1(现代种业创新研究院分子育种平台实验仪器采购项目):品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求1-1设施农业设备电动体视荧光显微镜1(台)详见采购文件1-2设施农业设备倒置荧光显微镜1(台)详见采购文件1-3设施农业设备凝胶成像系统1(台)详见采购文件1-4设施农业设备小型途冷冻离心机2(台)详见采购文件1-5设施农业设备高速多用途冷冻离心机1(台)详见采购文件1-6设施农业设备梯度PCR仪2(台)详见采购文件1-7设施农业设备快速组织破碎仪1(台)详见采购文件1-8设施农业设备恒温金属浴-带热盖1(台)详见采购文件1-9设施农业设备水浴锅2(台)详见采购文件1-10设施农业设备万分之一天平1(台)详见采购文件1-11设施农业设备百人之一天平2(台)详见采购文件1-12设施农业设备灭菌器1(台)详见采购文件1-13设施农业设备电热鼓风干燥箱2(台)详见采购文件1-14设施农业设备台式酸度计1(台)详见采购文件1-15设施农业设备超净工作台2(台)详见采购文件1-16设施农业设备台式摇床1(台)详见采购文件1-17设施农业设备超低温冰箱1(台)详见采购文件1-18设施农业设备全能型植物图像分析仪系统1(台)详见采购文件1-19设施农业设备自动考种分析及千粒重仪1(台)详见采购文件1-20设施农业设备相机1(台)详见采购文件1-21设施农业设备微距镜头1(台)详见采购文件1-22设施农业设备琼脂糖水平电泳槽1(台)详见采购文件1-23设施农业设备电泳仪1(台)详见采购文件　　本合同包不接受联合体投标　　合同履行期限：本合同在双方盖章后生效，设备使用期终身有效。　　开标时间：2021年04月16日 09时30分00秒(北京时间)

全新设计的生物正置荧光显微镜KOSTER UMC 800TFLKOSTER UMC 800TFL正置荧光显微镜专门设计用于科研领域荧光显微成像和透射明视场观察的显微系统.此系统采用无限远光路设计，高效荧光激发光路，大数值孔径平场消色差荧光物镜和大视野目镜,确保光学系统成像清晰、明亮,视野广阔。符合人机工程学要求的机体设计，使您在操作过程中更加舒适与轻松。是生物学、病理学、细胞学、肿瘤学、遗传学、免疫学等研究工作的理想仪器，适合科研、高校、医疗和防疫等部门使用。 产品特点：全新设计的荧光装置， 独家长寿命金属氯化物高效荧光光源，直接连接，无需校准，荧光灯泡寿命1500小时以上，使用寿命是传统高压汞灯荧光光源的7倍以上，使用更方便；宽光谱输出范围达到300nm-800nm，更加适合各种常规荧光染料激发。2. 六位物镜转盘，五位荧光滤片转盘设计，扩展功能强大；各种荧光滤色镜波长范围可选，完美匹配荧光染料DAPI,BFP,eGFP,CY3,TexasRed,FITC等，获得最佳荧光效果。3. 全套高性能荧光物镜荧光物镜采用低短波吸收率光学材料的特殊设计，大大提高了各种激发光(包括UV)的透过率，结合全新的荧光装置，提供了高亮度、高清晰度及高对比度的荧光显微图像。放大倍数数值孔径工作距离焦距分辨率焦深物方视场像方视场4X0.1317.15452.5843.746.252510X0.307.68181.127.822.52520X0.501.9690.672.531.252540X0.850.424.50.450.970.62525100X1.300.151.80.260.270.2522.54. 科研级荧光检测数码摄像头KMC140FL & KMC500FL 通过140万像素的CCD、2/3英寸大面积、24位彩色数码性能的KMC140FL数码成像系统，可以在显微镜明视场、荧光、暗视场、相衬、偏光等条件下，获取超高分辨率、高深度的显微彩色图像。在低光线(照度)的情况下，KMC140FL(科研级)可提供长时间曝光下的超高质量的图像。KMC140FL数码成像系统含用于Windows系统的全新成像控制及KOSTER Image Suite 1.0应用软件。 通过500万像素的CCD、2/3英寸大面积、24位彩色数码性能的KMC500FL数码成像系统，可以在显微镜明视场、荧光、暗视场、相衬、偏光等条件下，获取超高分辨率、高深度的显微彩色图像。在低光线(照度)的情况下，KMC500FL（科研级）可提供长时间曝光下的超高质量的图像。KMC500FL（科研级）数码成像系统含用于Windows系统的全新成像控制及KOSTER Image Suite 1.0应用软件。KOSTER Image Suite 1.0应用软件是匹配KOSTER系列显微镜及摄像头的显微图像软件，采用模块化设计，包括图像预览、采集、分析、处理、共享，多重图像叠加等功能，带给用户最新的图像处理体验。图像软件功能包括：图像采集、图像处理、定时拍摄、形态学参数测量、数据导出等，同时支持TIFF,JPG,BMP等多种图像输出格式，兼容Image J, FIJI等第三方图像处理软件，方便图像数据编辑整理。系统配置表 技术规格目镜大视野 WF10X(视场数Φ22mm) 无限远平场半复消色差荧光物镜 PL FL4X/0.13 工作距离：17.15 mmPL FL10X/0.3 工作距离：7.68 mmPL FL20X/0.5 工作距离：1.96 mmPL FL40X/0.85（弹簧）工作距离：0.42 mm PL 100X/1.3(弹簧,油)工作距离：0.15mm目镜筒三目镜, 30?倾斜，100%/0；0/100%两档分光模式落射荧光照明系统 电源箱 110V/230V可选择长寿命金属氯化物灯75W/DC （1500小时）转盘式荧光落射照明器(包括紫外、紫、蓝、绿光激发滤色片组)紫外（UV）激发波长：320-380nm，发射波长：435nm紫（V）激发波长：380-415nm，发射波长：475nm蓝（B）激发波长：450-490，发射波长：515nm绿（G）激发波长：495-555，发射波长：595nm调焦机构粗微动同轴调焦, 微动格值:2μm,带锁紧和限位装置转换器六孔(内向式滚珠内定位)载物台双层机械移动式(尺寸:210mmX140mm,移动范围:75mmX50mm)透射照明系统 阿贝聚光镜 NA.1.25 可上下升降蓝滤色片和磨砂玻璃 集光器，卤素灯照明适用(内置视场光栏)6V 30W 卤素灯,亮度可调；LED光源可选选配件 目镜分划目镜10X（Φ22mm），WF15X(视场数Φ17mm)，WF20X(视场数Φ13mm)高分辨率荧光物镜PLAN FLUOR 10X/0.42 （弹簧）工作距离：2.1 mmPLAN FLUOR 20X/0.75 （弹簧）工作距离：1.8 mmPLAN FLUOR 40X/0.95 （弹簧）工作距离：0.31 mmPLAN FLUOR 100X/1.45 （弹簧）工作距离：0.15 mmCCD接头0.5X、1X、0.5X带分划尺摄像头USB3.0输出：140/500万像素，单色/彩色，2/3英寸科研级摄像头，数码相机接头 CANON(EF) NIKON( F)接口系统示意图摄像头尺寸及光谱示意图_______________________________________________________________________________ 版权所有 翻印必究 设计更改: 因为技术进步, 生产商有权在设计上作出革新, 不再另行通知。

2014年诺贝尔化学奖授予了荧光超分辨显微技术，利用荧光分子的化学开关特性（PALM/FPALM/STORM）或者物理的直接受激辐射现象（STED），实现超越衍射极限的超分辨成像。尽管如此，活细胞中的超分辨率成像仍然存在两个主要瓶颈：（1）超分辨率的光毒性限制了观察活细胞中精细生理过程；（2）受限于荧光分子单位时间内发出的光子数，时间和空间分辨率不可兼得。受限于这个瓶颈，为了在活细胞上达到60 nm空间分辨率极限，现有超分辨率成像手段需要强照明功率（kW~MW/mm2）、特殊荧光探针和长曝光时间（ 2 s）。强照明功率引起的强漂白会破坏真实荧光结构的完整性，长曝光时间在图像重构时导致运动伪影，降低有效分辨率。迄今为止，基于光学硬件或者荧光探针的改进无法进一步提升活细胞超分辨率的时空分辨率，实现毫秒尺度60 nm的时空分辨率成像。2021年11月16日，哈尔滨工业大学李浩宇教授团队与北京大学陈良怡教授团队合作在Nature Biotechnology上发表论文Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy【1】。他们另辟蹊径，发明基于新计算原理的荧光超分辨率显微成像，进一步拓展荧光显微镜的分辨率极限。通过提出“荧光图像的分辨率提高等价于图像的相对稀疏性增加”这个通用先验知识，结合之前提出的信号空时连续性先验知识【2】，他们发明了两步迭代解卷积算法，即稀疏解卷积（Sparse deconvolution）方法，突破现有荧光显微系统的光学硬件限制，首次实现通用计算荧光超分辨率成像。结合自主研发的超分辨率结构光（SIM）系统，实现目前活细胞光学成像中最高空间分辨率（60nm）下，速度最快（564Hz）、成像时间最长（1小时以上）的超分辨成像。结合商业的转盘共聚焦结构光显微镜，实现四色、三维、长时间的活细胞超分辨成像。1、应用举例：DNA折纸标准样本验证为了在已知结构样本中验证分辨率的提升，研究者设计并合成了两个荧光标记位点的DNA折纸样本，每个位点用4~5个Cy5标记。当这些分子间距为60 nm、80 nm和100 nm时，它们在TIRF-SIM下几乎无法区分，但在经过稀疏解卷积重建后（Sparse-SIM，图1）可以很好地区分它们中间的距离。整体结果可以用单分子定位显微镜ROSE【3】交叉验证，与Sparse-SIM得到的DNA折纸的荧光对间距以及不同间距荧光对在玻片上的分布一致。图1：Sparse-SIM解析不同距离DNA折纸样本。（a）在相同视场下，用配对Cy5标记不同距离（60 nm, 80 nm, 100 nm, 120 nm）的DNA折纸样品，用TIRF（左）、TIRF-SIM（中）和Sparse-SIM（右）成像。（b）在TIRF、TIRF-SIM和Sparse-SIM下，黄色（60 nm）、蓝色（80 nm）(80 nm)、绿色（100 nm）和红色（120 nm）框包围的放大区域。比例尺：（a）2 μm；（b）100 nm。2、应用举例：Sparse-SIM超快活细胞成像揭示核孔结构和胰岛素囊泡早期融合孔道在活细胞成像中，稀疏结构光显微镜（Sparse-SIM）可以解析标记不同核孔蛋白（Nup35, Nup93, Nup98，或Nup107）的环状核孔结构，而它们在传统结构光显微镜（2D-SIM）下形状大小与100 nm荧光珠类似（图2c, 2d）。由于相机像素尺寸与孔径直径类似，测量的核孔拟合直径与Sparse-SIM的分辨率相当。校正后Nup35和Nup107孔的直径分别为~66 ± 3 nm和~97 ± 5 nm，而Nup98和Nup93直径大小处于这个范围中（图2e, 2f），结果与以前用其他超分辨成像方法在固定细胞中获得的直径相符【4】。有趣的是，12分钟超分辨成像可以显示活细胞中核孔形状变化，这可能反映了核膜上的单个核孔复合物动态重新定向到焦平面或远离焦平面（图2g），这是其他超分辨方法难以观察到的。图2：Sparse-SIM解析核孔蛋白动态过程。（c）用Sparse-SIM观察活COS-7细胞中以Nup98-GFP标记的动态环状核孔的典型例子，持续时间超过10分钟。上下区域分别显示2D-SIM和Sparse-SIM下的图像。（d）比较（c）中青色框中的核孔结构快照与100 nm荧光珠在不同重建方法（2D-SIM、20次RL解卷积后、50次RL解卷积后、Sparse-SIM）下的结果。（e）由于核孔的大小与Sparse-SIM的分辨率和像素大小相当，按照Supplementary Note 9.1的协议（详情请见文章），分别推导出Nup35-GFP（红色）、Nup98-GFP（黄色）、Nup93-GFP（绿色）和Nup107-GFP（青色）标记的核孔结构的实际直径。（f）Nup35（66 ± 3 nm, n=30）、Nup98（75 ± 6 nm, n=40）、Nup93（79 ± 4 nm, n = 40）、Nup107（97 ± 5nm ,n = 40）的平均直径环。左右两幅蒙太奇分别为传统Wiener重构或稀疏解卷积后的结果。（g）在6个时间点对 （c）中的品红色方框放大并显示。比例尺：（c）500 nm；（d, g, f）100 nm。通过滚动重建，Sparse-SIM的时间分辨率可达564 Hz，识别出来INS-1细胞中VAMP2-pHluorin标记的、更小的胰岛素囊泡融合孔道（如~61 nm孔径）。它们在囊泡融合的早期出现，孔径小（平均直径~87 nm），持续时间短（9.5 ms），不能被之前传统的TIRF-SIM所识别【2】。另一方面，鉴别出来的稳定融合孔在囊泡融合的后期出现，孔径大（平均直径~116 nm），持续时间长（47 ms），是之前看到的结构【2】。值得一提的是，虽然这里发现的囊泡早期融合孔状态很难被其他的超分辨率成像手段所直接验证，但是它们的发生频率与30多年前用快速冷冻蚀刻电子显微镜所观察到的“小的融合孔发生概率远低于大的融合孔”现象相吻合【6】。3、应用举例：稀疏解卷积是提升荧光显微镜分辨率的通用方法与当下热门的深度学习超分辨率显微重建不同，信号的空时连续性、高空间分辨率导致的荧光图像相对稀疏性这两个先验知识，是荧光显微成像的通用先验知识，不依赖于样本的形态以及特定的荧光显微镜种类。因此，稀疏解卷积是通用荧光显微计算超分辨率成像算法，可被广泛应用于提升其他荧光显微模态分辨率，观察不同种类细胞器的精细结构及动态（图3）。图3 | 稀疏解卷积广泛应用于提升不同显微成像模态空间分辨率，揭示各类细胞器精细结构动态。比如稀疏解卷积增强的商业超分辨转盘共焦结构光显微镜（SD-SIM）【7】，可以实现XY方向90纳米，Z方向250 纳米的空间分辨率，清晰记录分裂期7 μm深度内的全细胞内所有线粒体外膜网络（图4）。同样，若稀疏解卷积增强与商业SD-SIM结合，可以很容易实现活细胞上的三维、四色超分辨率成像。稀疏解卷积可以与膨胀显微镜（ExM）【8】结合，解析细胞膨胀后的复杂结构；也可以与宽场、点扫描的共聚焦、受激辐射损耗显微镜（STED）【9】以及微型化双光子显微镜（FHIRM-TPM 2.0）【10】结合，实现近两倍的空间分辨率提升。因此，稀疏解卷积的提出，将帮助使用各种各样荧光显微镜的生物医学研究者更好地分辨细胞中的精细动态结构。图4 | Sparse SD-SIM解析活细胞三维线粒体外膜网络。（k）活体COS-7细胞的线粒体外膜（Tom20-mCherry标记）的三维分布，颜色表征深度。（l）SD-SIM原始数据与Sparse SD-SIM的水平（左）和垂直（右）的白色框区域放大展示。比例尺：（k）5 μm；（l）1 μm。总之，通过稀疏解卷积算法（Sparse deconvolution）来实现计算荧光超分辨率成像，与目前基于特定物理原理或者特殊荧光探针的超分辨率方法都不相同。与超快结构光超分辨显微镜结合形成的Sparse-SIM是目前活细胞光学成像中，分辨率最高（60纳米）、速度最快（564帧/秒）、成像时间最长（1小时以上）的超分辨光学显微成像手段。它也可以与现有的多数商业荧光显微镜结合，有效提升它们的空间分辨率，看到更清楚的精细结构动态。

透射电子显微镜是使用较为广泛的一类电镜，具有分辨率高、可与其他技术联用的优点。已广泛应用于医学、生物学等各个研究领域，成为组织学、病理学、解剖学以及临床病理诊断的重要工具之一。常规电镜样品制备包括常温化学双固定、常温脱水包埋、常规超薄切片、普通电镜观察几个步骤。样品制备过程历时约一周，超薄切片经醋酸双氧铀和柠檬酸铅染色后，电镜观察。所有操作均按照以下流程进行。一、试剂0.2 mol/ L磷酸盐缓冲液Na 2 HPO 4 2H 2 O 35.61 g 或Na 2 HPO 4 7H 2 O 53.65 g / Na 2 HPO 4 12H 2 O 71.64 gNaH 2 PO 2 H 2 O 27.60 g 或NaH 2 PO 4 2H 2 O 31.21 g加双蒸水（ddH2O）到1000 mL0.1 mol/ L磷酸盐缓冲液（PBS）0.2 mol/ L磷酸盐缓冲液 250 mL加双蒸水到500 mL2 % 低温琼脂低温琼脂 1.0 g加双蒸水到 50 mL加热到沸腾，溶液均匀后备用1 % 戊二醛固定液25 %（m/v）戊二醛水溶液 2 mL0.2 mol/ L磷酸盐缓冲液 25 mL加双蒸水到50 mL1 % 锇酸固定液2 %（m/v）锇酸水溶液 10 mL0.2 mol/ L磷酸盐缓冲液 10 mL包埋剂A液Epon 812 树脂 50 mL十二烷基琥珀酸酐（modecenyl succinic anhydride, DDSA） 80 mL包埋剂B液Epon 812 树脂 50 mL六甲酸酐（methyl nadic anhydride, MNA） 44.5 mL2 ， 4 ， 6 - 三甲氨基甲基苯酚（ 2, 4, 6 - tridimethylamino methyl phenol, DMP-30 ）甲苯胺蓝染液甲苯胺蓝 1 g1 mol/ L NaOH 10 mL加双蒸水到50 mL混匀过滤后使用1 % 醋酸双氧铀染液醋酸双氧铀 0.2 g加双蒸水到10 mL封口膜封口，4℃避光保存1 % 柠檬酸铅染液硝酸铅 0.265 g柠檬酸钠（含2分子结晶水） 0.352 g加双蒸水到10 mL①① 配制铅染液时，要先加水6 mL，超声震荡30 min，使乳白色柠檬酸铅悬液充分混匀。然后滴加1 mol/L NaOH，并不是晃动，直至溶液变清亮。最后定容至10 mL。② 细胞样品处理和藻类及其他游离样品处理流程可相互参照，即细胞样品可以酌情使用琼脂铸模法取材固定，藻类及其他游离样品也可以使用血清预包埋法取材固定，总体视样品密度及其对于温度的耐受等条件而定。封口膜封口，4℃保存仪器修块机 Leica EM TRIM切片机 Leica EM UC6光学显微镜 Nikon 80i 及配套拍照系统DS-L1透射电子显微镜 JEOL-1230Gatan Bioscan Camera 792低电压透射电子显微镜 JEM-1230二、实验流程一、 取材与固定A. 植物样品1. 自来水冲洗表面泥尘后，使用灭菌水清洗2-3次，置于铺有预湿滤纸的培养皿中。2. 使用干净锋利的刀片切取目标材料，所取材料体积不大于3 mm3。切取样品时应注意动作迅速、减小损伤，避免来回切拉；使用的灭菌水及器具应4℃预冷，并在操作中尽量保持低温以降低组织细胞活性。3. 将切下材料放入装有预冷的戊二醛固定液的青霉素小瓶中后抽气，抽几次后轻摇小瓶，并打开瓶盖。重复2-3次，直到样品沉入瓶底。4. 室温静置1h，或摇床轻摇1h。5. PBS清洗3次，10min/次。6. 1%锇酸固定液固定1h。7. PBS清洗3次，10min/次。B. 动物样品1. 4℃预冷生理盐水冲洗组织块，迅速切取组织块，体积不大于3 mm32. 将切取的组织块投入装有预冷戊二醛固定液的青霉素小瓶中，并抽气直至样品沉底。3. 室温静置1h，或摇床轻摇1h。4. PBS清洗3次，10 min/次。5. 1%锇酸固定液固定1 h。6. PBS清洗3次，10 min/次。C. 单层培养细胞或悬浮培养细胞样品②1. 3000 rpm离心5 min，收集细胞样品，尽量多的吸弃培养液上清。2. 加入4℃预冷PBS液，充分吹吸混匀，静置4 min，3000 rpm离心5 min，吸弃上清。① 配制铅染液时，要先加水6 mL，超声震荡30 min，使乳白色柠檬酸铅悬液充分混匀。然后滴加1 mol/L NaOH，并不是晃动，直至溶液变清亮。最后定容至10 mL。② 细胞样品处理和藻类及其他游离样品处理流程可相互参照，即细胞样品可以酌情使用琼脂铸模法取材固定，藻类及其他游离样品也可以使用血清预包埋法取材固定，总体视样品密度及其对于温度的耐受等条件而定。3. 重复步骤2一次。4. 加入预冷的血清或蛋清，充分吹吸混匀，3000 rpm离心10 min，吸弃大部分上清，留少部分，吹吸悬浮沉淀细胞。（或离心后吸弃上清，留少部分上清，不悬浮沉淀细胞，视样品浓度而定）5. 缓慢加入戊二醛固定液，小心放入4℃冰箱，固定过夜。6. 吸弃上清，刀片小心划开离心管壁，用钳子拉开离心管，小心取出已凝成固体的血清包埋块。7. 使用干净的单面刀片或手术刀，将血清包埋块切成2 mm3左右的小块，取3-5个富集细胞样品效果较好的包埋小块继续下面实验。8. PBS清洗3次，10 min/次。9. 1%锇酸固定液固定1 h。10. PBS清洗3次，10 min/次。D. 藻类及其他游离培养样品1. 吸取2%低温琼脂液200μL到0.2mL离心管，并将离线管置于冰上，取10μL枪头迅速插入琼脂中并保持离心管竖直，且枪头竖直靠中的包裹在琼脂中。2. 静置1 min，待琼脂凝固后，小心拔出枪头，形成琼脂空腔，待用。3. 3000 rpm离心5 min，收集样品，尽量多的吸弃培养液上清。4. 加入4℃预冷PBS液，充分吹吸混匀，静置4min，3000 rpm离心5min，吸弃上清。5. 重复步骤2清洗，吸弃大部分上清，留极少部分上清液，吹吸悬浮样品。6. 使用10μL 移液器小心将样品加入已经制备好的琼脂空腔中，使样品充满空腔大部分，添加过程中尽量避免气泡出现。7. 吸取50μL溶化的琼脂，快速滴加到空腔琼脂上封口，冰浴5 min，待琼脂完全凝固。8. 使用单面刀片小心划开离心管壁，用钳子拉开离心管，小心取出已凝成固体的琼脂包埋块，稍作修葺。9. PBS清洗3次，10 min/次。10. 1%锇酸固定液固定1 h。11. PBS清洗3次，10 min/次。二、 脱水1. 按丙酮与灭菌水体积比3：7配制30%脱水剂。吸弃样品管/瓶中的PBS，快速加入现配的脱水剂（脱水换液过程禁止出现样品暴露空气中现象，可不全部吸完，略有剩余，使样品浸润；动作应迅速准确），室温放置或摇床轻摇45 min。加入按30%、50%、70%、90%、100%（v/v）的浓度梯度进行脱水。2. 配制50%脱水剂，快速换液，室温轻摇45 min。3. 配制70%脱水剂，快速换液，室温轻摇45 min。4. 配制90%脱水剂，快速换液，室温轻摇45 min。5. 使用纯丙酮快速换液，室温轻摇30 min③。6. 重复步骤5一次。三、 渗透包埋在此步脱水操作完成后即可开始配制渗透用包埋剂，以免安排不周。样品浸泡在纯丙酮中时间不宜过久，以免造成样品较脆，不利于超薄切片。1. 配制渗透用树脂包埋剂1) 取干净的10 mL注射器，拔去活塞，用封闭针头堵住注射口，放于通风橱中。2) 小心倾倒B液9 mL到注射器中；然后再小心倾倒A液1 mL。3) 插入活塞，堵住注射器后，颠倒摇匀至液体颜色均匀，无丝状液体。4) 小心拔去活塞，通风橱中操作，缓慢滴加14滴DMP-30。5) 插入活塞，堵住注射器后，颠倒摇匀至液体颜色完全均匀，无丝絮状分色，竖直放置待用。2. 按照包埋剂与丙酮体积比3：7配制30%渗透剂，快速吸弃样品管中纯丙酮并加入渗透剂，轻摇渗透3 h。3. 按照包埋剂与丙酮体积比7：3配制70%渗透剂，快速换液，轻摇渗透过夜。4. 重新配制包埋剂，并小心推按注射器，将包埋剂挤到包埋模具中至液面略凸。5. 解剖针挑取样品到纯包埋剂中，渗透3 h。6. 小心挑取样品，滤纸上稍微沾下吸弃部分粘附的包埋剂，轻轻放置到未渗透过样品的包埋孔中，小心将样品按到底，摆放好位置。记录各样品对应包埋块编号。7. 梯度温度聚合包埋1) 37℃烘箱中12 h，期间定时观察样品有无漂移现象，如有，则再次小心摆放样品位置。2) 45℃烘箱中12 h。3) 60℃烘箱中24 h。四、 修块与切片1. 拿到包埋块后检查样品位置是否得当，选取位置好的包埋块优先进行修块、切片。2. 粗修包埋块1) 使用六角扳手将包埋块固定在样品头上，露出长度合适。2) 将样品头固定在修块机上，体视镜观察修块，分四个方向将包埋块头部多余的包埋剂修去，暴露出组织块。3) 使用锋利的单面刀片修去组织块周围毛刺的包埋剂，使其四边光滑清晰。4) 卸下样品头装至切片机上，使用玻璃刀修片，直至样品表面光滑清晰。3. 半薄切片1) 将粘有水槽的玻璃刀装至切片机刀台上，体视镜下小心对刀，不时转动手轮，使样品上下移动，调整刀台左右角度及样品上下角度，直至包埋块整个表面与刀刃的距离相等。2) 转动手轮，使整个样品高于刀刃，点控制面板Start，设置切片区域上边界；转动手轮，使整个样品低于刀刃，点控制面板End，设置切片区域下边界。3) 手动步进刀台靠近样品，至出现彩色干涉光，继续步进刀台，并通过体视镜观察干涉光谱变化，直至干涉光消失。4) 转动手轮，使样品离开刀刃区域，使用滴管将干净的去离子水加到玻璃刀水槽中，体视镜观察直至液面略低于刀刃。5) 调整切片厚度与速度，按控制面板Run/Stop键，开始切片。体视镜观察可见900nm厚度切片反光为亮绿色。6) 待有切片下来形成4-6片的切片带，按Run/Stop键停止切片，体视镜观察下，使用睫毛笔将所需薄片拨离刀刃，并将所需切片聚拢一起。7) 用干净捞片环轻轻沾取切片所在区域，根据水膜表面张力捞取切片，放到干净载玻片上，酒精灯略微加热，使水蒸干，并对着光亮用记号笔标示切片所在位置。4. 半薄切片染色1) 吸取20μL甲苯胺蓝染液，滴加到载玻片放有切片的位置，室温静置30 s 。2) 去离子水冲洗玻片，直至不再有蓝色。吸水纸上沥干，酒精灯略微加热，加速切片上的水分蒸发。3) 显微镜观察切片质量和样品位置。5. 精修包埋块1) 移去装有水槽的玻璃刀，取下装有包埋块的样品头，装至修块机上。2) 根据半薄切片结果，使用新的锋利刀口，小心修理包埋块四边，使其尽可能的光滑、平整。6. 超薄切片1) 将钻石刀装至切片机刀台上，体视镜下小心对刀，不时转动手轮，使样品上下移动，调整刀台左右角度及样品上下角度，直至包埋块整个表面与刀刃的距离相等。2) 转动手轮，使整个样品高于刀刃，点控制面板Start，设置切片区域上边界；转动手轮，使整个样品低于刀刃，点控制面板End，设置切片区域下边界。3) 手动步进刀台靠近样品，至出现彩色干涉光，转动手轮，使样品上下移动，调整刀台左右角度及样品上下角度，直至包埋块整个表面与刀刃的干涉光谱颜色一致；继续步进刀台，并通过体视镜观察干涉光谱变化，直至干涉光消失。4) 转动手轮，使样品离开刀刃区域，使用滴管将干净的去离子水加到玻璃刀水槽中，体视镜观察直至液面略低于刀刃。5) 调整切片厚度与速度，按控制面板Run/Stop键，开始切片。体视镜观察可见70nm厚度切片反光为亮灰色及浅灰色。6) 待有切片下来形成10-20片的切片带，按Run/Stop键停止切片，体视镜观察下，使用睫毛笔将所需薄片拨离刀刃，并将所需切片聚拢一起。7) 用干净捞片环轻轻沾取切片所在区域，根据水膜表面张力捞取切片，轻轻放到干净载膜铜网上，用尖角滤纸靠近铜网边缘缓慢吸干水分。8) 轻轻移去捞片环，将载有切片的铜网放到铺有滤纸的平皿中，晾干待染色观察。五、 染色1. 醋酸双氧铀染色1) 按每片载网20μL染液的量吸取醋酸双氧铀染液，13 200 rpm离心5 min。2) 将放有切片的载网小心放到染色盘上，有切片面靠上，并稍微用镊子按载网边缘，使其与染色盘接触粘附牢固。3) 吸取20μL染液滴加到载网上面，盖上平皿防尘，室温染色30 min。4) 将染色盘整个放到装有去离子水的清洗缸中，轻摇清洗1 min。5) 小心取出染色盘，更换水洗液，轻摇清洗5min。6) 重复清洗2次。2. 柠檬酸铅染色1) 按每片载网20μL染液的量吸取醋酸双氧铀染液，13 200 rpm离心5 min。④2) 在放置染色盘的平皿中放入2片固体NaOH，用以吸收平皿中CO2气体。3) 吸取20μL染液滴加到载网上面，盖上平皿防尘，室温染色8 min。4) 将染色盘整个放到装有去离子水的清洗缸中，轻摇清洗1 min。5) 小心取出染色盘，更换水洗液，轻摇清洗5min。连续染色时，载网不需要从染色盘上拿下，清洗后直接进行铅染即可，但是铅染液要现用现取。6) 重复清洗2次。7) 小心夹取载网，放置到铺有滤纸的干净平皿中，晾干待电镜观察。六、 电镜观察1. 取出样品杆，打开样品夹，小心放入载网，合上样品夹，并转动样品杆，轻敲确保样品夹已准确固定载网。2. 将样品杆插入透射电镜样品室，开始抽气。3. 打开灯丝开关，等待检测电流出现后，打开观察窗开始观察。4. 先在低倍下找到切片，再高倍观察切片，寻找待看目标，仔细对焦。5. 将切片目标区域遇到观察窗中间后，调整灯丝电流密度为3.8 pA/cm2。6. 插入拍照CCD，Start View，微调焦距，Start Acquire 拍照。7. 拍照完毕，按格式需求保存照片到指定文件夹。8. 使用专用写保护闪存盘拷贝数据到公共电脑观察、使用。三、应用领域1、材料领域材料的微观结构对材料的力学、光学、电学等物理化学性质起着决定性作用。透射电子显微镜作为材料表征的重要手段，不仅可以用衍射模式来研究晶体的结 构，还可以在成像模式下得到实空间的高分辨像，即对材料中的原子进行直接成像，直接观察材料的微观结构。2、物理学领域在物理学领域中，电子全息术能够同时提供电子波的振幅和相位信息，从而使透射电子显微镜在磁场和电场分布等与相位密切相关的研究上得到广泛应用。目前，透射电子显微镜结合电子全息已经应用在测量半导体多层薄膜结构器件的电场分布、磁性材料内部的磁畴分布等方面。3、化学领域在化学领域，原位透射电子显微镜因其超高的空间分辨率为原位观察气相、液相化学反应提供了一种重要的方法。利用原位透射电子显微镜进一步理解化学反应的机理和纳米材料的转变过程，以期望从化学反应的本质理解、调控和设计材料的合成。目前，原位电子显微技术已在材料合成、化学催化、能源应用和生命科学领域发挥着重要作用。透射电子显微镜可以在极高的放大倍数下直接观察纳米颗粒的形貌和结构，是纳米材料Z常用的表征手段之一。4、生物学领域在生物学领域，X射线晶体学技术和核磁共振常被用来研究生物大分子的结构，已经能够将蛋白质的位置精度确定到0.2nm，但是其各有局限。X射线晶体学技术基于蛋白质晶体，研究的常常是分子的基态结构，而对解析分子的激发态和过渡态无能为力。生物大分子在体内常常发生相互作用并形成复合物而发挥作用，这些复合物的结晶化非常困难。核磁共振虽然能够获得分子在溶液中的结构并且能够研究分子的动态变化，但主要适合用来研究分子量较小的生物大分子。

随着经济的发展、人口的增长、社会老龄化程度的提高，以及人们保健意识的不断增强，全球医疗器械市场需求持续快速增长，医疗器械行业成为当今世界发展最快最活跃的行业之一。同时，众多医疗器械制造商的产线上，大量体式显微镜应用于医疗设备的组装和检查。医疗设备关乎人的生命安全，医疗器械制造行业面临着日趋严格的质量管理体系，有好多复杂制造任务需要在体式显微镜下手动完成。SZX-AR1增强现实显微镜的优势方便远程协作产线上用体式显微镜组装医疗设备，有必要进行现场检查，以便在出现问题时确定原因。如果引入了SZX-AR1显微镜，当制造过程中出现问题，装配人员就可以使用Microsoft Teams等第三方协作软件，与场外经理或工程师分享目镜中的实时视图，从而获得相应指导，及时解决问题。专注于操作医疗设备产品种类多且组装要求非常严格，装配人员需要不时地查看显示器上的操作指导，但当视线从显微镜移动到显示器时，施加在零件上的力就会发生变化，可能导致装配错误。如果有了SZX-AR1显微镜，操作指导就可以直接投影到显微镜视野中，装配人员只需专注工作而无需移动视线，尽可能规避操作失误。共享视野，易于培训还有，对医疗器械制造商来说，装配人员的培训是一项费力费时的大工程。传统模式下，培训师通过显示器对学员讲解操作说明，学员再去显微镜下进行操作。因为培训师在教学时不能直接检查学员的工作，而等学员完成后，培训师还需要到显微镜下观察产品，并针对存在的问题进行再培训。若使用SZX-AR1显微镜，培训师与学员就可以共享显微镜视野，使用注释功能直接在视野内给出说明。此外，有了培训视频，可以投影到显微镜视野中，学员就可以在没有培训师的情况下自学和练习。SZX-AR1增强现实显微镜系统的出现，对基于显微镜的复杂制造任务来说，提高工作效率，降低成本十分重要。其受益的不仅是医疗器械制造商，更是广大的电子行业客户群。对于大量使用体式显微镜的产线设计，引入SZX-AR1显微镜，会更好的对产线上的装配和检查工作带来有益的帮助。

一、项目编号：HCZB2022-030（招标文件编号：HCZB2022-030）二、项目名称：北京生命科学研究所全自动流式细胞分选仪及体式显微镜采购项目三、中标（成交）信息供应商名称：北京同和信科技发展有限公司供应商地址：北京市通州区中关村科技园区通州园金桥科技产业基地环科中路17号26幢1至3层102-Y941中标（成交）金额：487.6839500（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 北京同和信科技发展有限公司 全自动流式细胞分选仪；体式显微镜 Becton Dickinson and Company；Leica Microsystems FACSAria III；Thunder M205FCA 1；1 4154592.00；722247.50

2022年的春节已接近尾声，科研的小伙伴已经开始忙碌起来了，对于新学期是不是也有新的计划，发一篇sci的文章顺利毕业，脱单flag，头发多一点点，细胞养好，科研项目进展顺利，老师能给买台心仪已久的显微镜；你想知道选择什么种类的显微镜，正置还是倒置，宽场显微镜、超高分辨率显微镜、激光共焦显微镜等等，小本本备好，我们开始了。1不同成像原理，不同分辨率的显微镜如何选择显微镜作为生命科学领域研究的必须工具，其结构复杂，配置繁多，根据不同的配置和结构，相应的价格有很大的差异。那很多用户在实际采购过程中，看到长串的配置不知如何去选择，怎么用合理的价格去买到一个完全能够满足自己实验需求的显微镜呢？从今天这期推文开始，将会着重介绍选择显微镜的几个关键核心问题，目的是让用户能够在自己的预算范围内选择出符合自己实验需求的显微镜。首先要知道显微镜从开始诞生发展到现在，主要通过分辨率来划分，分为宽场显微镜、超高分辨率显微镜、激光共焦显微镜以及电镜。这一系列显微镜的分辨率从光镜的200纳米到超高与共聚焦的100多到几十纳米再到电镜的0.2纳米。并不是说显微镜的分辨率越高，就越适合我们的研究。分辨率越高，意味着其价格和操作的难度系数是逐级增长的。那我们如何去选择一个适合我们的显微镜呢？要根据老师和用户自己样品的大小去选择。2不同机型的选择我们在根据样品的大小和观察的实验需求，确定了某一类型的显微镜之后。我们需要根据实验样品去选择相对应的合适机型。显微镜的主要机型，根据其光路设计的不同，主要分为体视显微镜、正置显微镜和倒置显微镜。体视显微镜：体视显微镜，是一种具有正像立体感的显微镜，被广泛应用于材料宏观表面观察、失效分析、断口分析等工业领域。以及生物学、医学、农林、工业及海洋生物各部门。因为体视显微镜的光路设计，符合人体眼睛夹角的偏角，所以通过体视显微镜观察物体时，类似于我们眼睛的成像光路，这样会让我们看到立体的图像呈现。正是由于此设计，体视显微镜的分辨率要远低于传统的正置或倒置显微镜。体视显微镜更多的是观察小物体的宏观表象，而不是更为精细的细节。正置显微镜：正置显微镜作为最早诞生的机型它更多的是要配合玻片来对样品实现显微观察。如何来定义正置显微镜呢？显微镜物镜朝下，观察的样品在物镜的下方，这样的显微镜我们称之为正置显微镜。一般适用于的观察样品为：透明样品、薄的样片、生物切片、涂片等。但由于正置显微镜的机械设计，样品位于载物台与物镜中间。低倍物镜齐焦时，与载物台之间的距离大约为三厘米左右。像无法切割的厚样品，类似矿石、零件或者是在孔板、培养皿、培养瓶中培养的细胞，就无法在正置显微镜下进行观察，那由此人们设计了倒置显微镜。倒置显微镜：顾名思义，倒置显微镜与正置显微镜正好相反，那么定义也是相反的，物镜朝上，要观察的样品在物镜的上方，此类显微镜我们称之为倒置显微镜。我们可以看到倒置显微镜，物镜和载物台之间不再放观察的样品，样品是放于载物台的上面，所以样品的厚度就不会受到载物台与物镜之间距离的限制。因此倒置显微镜主要用于微生物、细胞、细菌、组织培养、悬浮体、沉淀物等的观察。介绍了三种不同形式的显微镜，相信我们的老师和用户对自己的样品适用于什么类型的显微镜已经有了一个大体的判断。当我们更多的去观察样品的立体结构，对细节和分辨率没有更高追求的时候，我们通常会选择体视显微镜。当我们的样品无法制成玻片或者不能放在玻片上时，我们就去选择倒置显微镜。如果能制成玻片就选择正置。为什么说能制成玻片就去选择正置呢？因为对于倒置显微镜来说，正置显微镜的高倍数观察更方便，比如60X和100X的油镜。同时，因为它的光路要比倒置更短，搭配高分辨率聚光器后分辨率更高，对比度更好。通过我们这期推文的介绍，老师对于选择哪种分辨率水平的显微镜，以及什么类型的显微镜会有一个较为清楚的了解。这些只是我们采购或选择显微镜的第一步，就是我们确定显微镜的类型。针对不同的观察样品，又会有其更为适应的观察方式，又有不同的光源，不同品质的物镜，供我们去选择。欲知后事如何，且听下回分解。｜申请试用｜ECHO 显微镜可以申请试用哦！关注“深蓝云生物科技”公众号，点击“云活动”→“试用中心”即可。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "数码显微镜是在传统显微镜上增加了数字图像传感器CCD或CMOS的显微镜，与计算机、图像处理、自动化、互联网等技术相结合，可衍生出多种产品和应用，如自动显微镜、数码互动显微镜、数字切片扫描仪等，能给用户带来极大的便利，在教学、医疗、科研等领域得到广泛的应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "作为传感器，人眼和数字图像传感器CCD/CMOS主要有两方面的不同：一是数字图像传感器是由很多离散的感光器件组成，用其作为传感器接收显微图像，实际上是一个数字化过程（也称为空间采样）需要满足采样定理即奈奎斯特定理，这样图像才能准确重建；二是数字图像传感器的响应波长与人眼不一样，所以会受光源光谱特性的影响。本文从空间采样率和光源这两方面来分析对数码显微图像分辨率的影响。br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong空间采样率对数码显微图像分辨率的影响/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "奈奎斯特采样定理是指将模拟信号转化为数字信号时，要求采样频率fsubs/sub要大于模拟信号中最高频率fsubmax/sub的2倍,即fsubs/sub＞fsubmax/sub才可以通过采样之后的数字信号准确地重建出模拟信号。对于显微图像的数字化，其最高频率就是由物镜的极限分辨率决定的，采样频率也称为空间采样率，一般实际应用时要求空间采样率为物镜的极限分辨率的2.8倍左右。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "显微镜的极限分辨率r是由物镜的数值孔径NA和波长λ决定的，满足式①span style="text-align: center " /spanimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/afecb7f6-313d-4fe3-a7d7-3a936fe605d8.jpg" title="1.png" alt="1.png" style="text-align: center max-width: 100% max-height: 100% "//pp因此波长越短，显微镜的极限分辨率越高。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "空间采样率s的计算式②为/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/6bfc528d-423f-46a1-8292-e3823f507b7c.jpg" title="2.png" alt="2.png"//pp式中p为数字图像传感器像素的边长；β1为显微物镜的放大倍率；β2为摄像镜头的放大倍率。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "因此改变摄像镜头的放大倍率，可以改变空间采样率。选用一组不同放大倍率的摄像镜头实现不同的空间采样率，以研究空间采样率对数码图像分辨率的影响。具体实验条件如下：/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "显微镜：BA310显微镜。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "光源：白光LED和卤素灯（可互换），带有550/20nm的干涉滤色片。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "显微物镜：根据式①，其极限分辨率为0.45μm。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "摄像头：CM3-U3-50S5M黑白摄像头，像素边长为3.45μm。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "观察标本：采用USAF1951鉴别率板（如图1）所示，40× /0.75显微物镜可观察的极限线对数为2048（11-1组）。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 350px height: 350px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/900c84e7-0400-490e-9b1e-df00bd23a1ba.jpg" title="3.png" alt="3.png" width="350" height="350" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strong图1 USAF1951鉴别率板/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "摄像镜头倍率：0.35× 、0.5× 、1× 分别对应三种不同的采样率，采集的图像如图2所示，结果如表1所示。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 128px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/10ab04e3-b4cb-4324-9054-967b80dfda29.jpg" title="4.png" alt="4.png" width="450" height="128" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strong图2 不同摄像镜头下的数码显微图像/strong/span br//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strong表1 不同摄像镜头下的数码显微图像分辨率 /strong/spanbr//pp style="text-indent: 0em text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/73950d5f-a61d-41aa-a1f6-1430b39f3040.jpg" title="5.png" alt="5.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "由此可见，在没有满足采样定理的情况下即欠采样，数码显微图像分辨率会降低；在过采样的情况下，并不会带来数码显微图像分辨率的提升。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="text-indent: 2em "光源对数码显微图像分辨率的影响/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "式①提及的波长λ是最终被传感器接收的波长，此波长与传感器响应曲线和光源光谱特性有关。作为传感器，人眼的响应波长为400~700nm，即通常说的可见光，如图3所示。而对于数字图像传感器CCD/CMOS，其响应波长更宽，包括人眼不敏感的紫外和近红外部分，其中近红外的波长更长，如图4所示，这会导致显微镜分辨率的下降。因此当光源的光谱包含有人眼不敏感的近红外光谱或者紫外光谱时，在使用数字图像传感器时就会有影响。显微镜中常用的光源有白光LED和卤素灯，其中白光LED的光谱是450~700nm，如图5所示，与人眼的响应曲线比较接近，而卤素灯的光谱为400~2500nm如图6所示，包括了更长波长的红外部分。在分别使用卤素灯和白光LED时，由图像传感器得到的结果是有区别的，如图7所示。/pp style="text-align: center text-indent: 0em " img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 350px height: 241px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/63e10ec6-6db0-4cb4-b480-df43cecc4f65.jpg" title="6.png" alt="6.png" width="350" height="241" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strong图3 人眼的响应曲线 /strong/spanbr//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strongimg style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 221px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/4d151923-4162-4ff6-bed0-c4d379380b4b.jpg" title="7.png" alt="7.png" width="400" height="221" border="0" vspace="0"//strong/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strong图4 相机的响应曲线 br//strong/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strongimg style="max-width: 100% max-height: 100% width: 350px height: 278px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/263ba96b-37c6-4d8e-97a9-d1bf32f59d6c.jpg" title="8.png" alt="8.png" width="350" height="278" border="0" vspace="0"//strong/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strong图5 LED光谱曲线 /strong/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strongimg style="max-width: 100% max-height: 100% width: 350px height: 263px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/90d67a50-f6b4-43da-bac1-93120d97ba89.jpg" title="9.png" alt="9.png" width="350" height="263" border="0" vspace="0"//strong/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strong图6 卤素灯光谱曲线 br//strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "表2为不同光源下的数码显微图像分辨率，可以发现，人眼在不同光源下观察到的极限线对是一样的，都是2048线对，而对于数码显微图像，采用卤素灯时，观察到的分辨率会有所下降。主要原因在于卤素灯有红外光谱，人眼直接观察时会将红外部分滤掉，所以效果与LED相当，而数字图像传感器可以响应卤素灯的红外波长，所以分辨率会下降。解决办法就是数字传感器前放置一个红外滤色片（俗称IR-cut），将卤素灯的红外部分滤除，得到接近于人眼的响应曲线，这样就与目视观察结果一致。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 215px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/af939b79-1302-4765-828c-3e42b08ace0c.jpg" title="11.png" alt="11.png" width="450" height="215" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strong图7 卤素灯和LED时的数码显微图像/strong/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strong表2 不同光源下人眼观察与数码显微图像分辨率的比较 br//strong/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="font-size: 14px "strongimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/c1631144-1358-4af5-b3e3-51da6e4b4c82.jpg" title="捕获.PNG" alt="捕获.PNG"//strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "因此在使用数码显微镜时，应严格遵从采样定理，并深入研究数码显微镜各个关键部件，这样才能选择合适的摄像镜头、光源、滤色片等，才能满足采样定理，准确重建出数字图像，达到最佳的观察效果。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(127, 127, 127) "ispan style="font-size: 14px "本文摘自：陈木旺. 浅析数码显微镜分辨率的影响因素[J]. 光学仪器, 2017, 40(3)./span/i/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/meeting_13067.html?hmsr=zixuan&hmpl=ling&hmcu=&hmkw=&hmci=" target="_self"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/8e3999fc-35db-4591-8d2d-1da82b8fafb0.jpg" title="10.png" alt="10.png" style="text-indent: 2em text-align: center max-width: 100% max-height: 100% "//a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong讲座：/strong《四合一数码显微镜，多种难题一机解决！》/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong时间：/strong2020年4月22日 10:00/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong主讲人：/strong夏天齐Draven，基恩士公司显微/3D测量系统部门，显微镜技术负责人，负责数码显微镜的技术支持工作。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong内容：/strong很多用户在使用光学/金相/测量显微镜时，经常会遇到景深小、倍率低、需要另外准备光源、不能直接拍摄图片等困难，而一台数码显微镜可以轻松解决以上问题。此次讲座旨在让更多客户了解到数码显微镜能解决的常规问题（讲座中有实机演示）；作为技术储备，认识到该产品的一些功能和应用场景等；搭建交流平台，与行业内人士互动等。/pp style="text-align: left text-indent: 2em "a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/meeting_13067.html?hmsr=zixuan&hmpl=ling&hmcu=&hmkw=&hmci=" target="_self"strong style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "免费报名参会：点击即可链接到报名官网/span/strong/a/p

据中国科学院网站消息，日前，中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室(简称：瞬态室)超分辨成像团队研制成功双光子激发激光扫描实时立体显微镜，首次把基于双目视觉的立体显微方法和高分辨率双光子激发激光扫描荧光显微技术结合在一起，实现了对三维荧光样品的高速立体成像，相关研究成果发表在2016年12月刊的PLOS ONE 杂志上，并被授权国家发明专利(专利号ZL201210384895.4)。　　当代生命科学研究对光学显微技术提出了越来越高的要求——更高的空间分辨率、更大的成像深度、更快的成像速度。特别是对于生物活体显微成像来说，生物组织对光的散射使得噪声大大增强，严重影响了空间分辨率和成像深度。为了提高成像深度，双光子激发激光扫描荧光显微技术自20世纪90年代提出后被广泛应用于神经成像等领域，但是其逐点扫描的成像方式严重制约了成像速度。因为高分辨率光学显微镜的景深很小，要对样品完成三维成像，通常需要数十层乃至上百层的二维图像进行叠加重建得到，图像采集和处理一般需要数分钟甚至数十分钟，要快速实时地获取和显示三维图像非常困难。　　瞬态室超分辨成像团队在研究员姚保利和叶彤的带领下，以双目视觉原理和贝塞尔光束产生扩展焦场为基础，提出了由四个振镜组成的激光束立体扫描装置，实现了对贝塞尔光束的横向位置和倾角共三个维度的控制，突破了只有两个自由度的传统激光扫描不能实时切换视角的限制。通过对四振镜立体扫描装置的优化设计和控制，实现了对贝塞尔光束的三自由度快速扫描，可在毫秒量级进行双视角切换，从而解决了激光扫描立体显微成像系统中双光路同时成像的技术难题，首次实现了基于双视角实时激光扫描的立体显微成像和显示系统。该系统可对样品进行立体动态成像和实时双目立体观测，其三维成像速度比传统的逐点扫描方式提高了一到两个数量级。该双光子立体显微系统为活体生物的三维实时成像和显示提供了一种新的观测工具。　　“它可以让我们像观看立体电影一样实时地观测动态的三维微观世界，无需光切片，无需耗时的三维图像重构。”杨延龙如此总结这套系统的特点，他负责设计和完成了其中的立体扫描和成像显示的关键部分。“双目视觉成像是非常高效的三维信息获取方式，但是现有的体视显微镜，空间分辨率和景深互相制约，我们利用三自由度扫描的贝塞尔光束进行非线性荧光激发突破了这种限制。”　　这项研究先后在中科院“百人计划”和国家自然科学基金的支持下，从基本原理验证、关键技术突破，到原理样机完成，经历了从基础研究到应用集成的各个环节。目前，课题组正在与国内外相关科研机构开展生物医学应用的合作研究，期望尽快将该项技术应用于生物活体三维快速成像和显示领域。花粉和荧光小球样品的红蓝立体图像(可佩戴红蓝眼镜观看)

北京时间2021年11月27日，在《自然》杂志上线的一篇新研究中，美国国家生物医学成像与生物工程研究所（NIBIB）的研究人员通过硬件创新和深度学习方法，成功地将共聚焦显微镜的体积分辨率提高了10 倍以上，并降低了光毒性，从而能够以更高的分辨率对活体样本的精细结构进行三维成像。这篇论文标题为 “Multiview Confocal Super-Resolution Microscopy”。NIBIB的吴一聪和清华大学博士生韩晓霏为共同第一作者，吴一聪为通讯作者，NIBIB的Hari Shroff为项目总负责人。该团队构建了一台多视角线扫描共聚焦显微镜，提升传统共聚焦显微镜的轴向性能。三个物镜从不同方向对样本进行成像，多个视角的信息被快速捕获、配准和融合，以产生比传统共聚焦显微镜分辨率更高的三维图像，并提升厚样本成像的穿透能力。该团队进一步将线扫描共聚焦显微技术与结构化照明超分辨显微技术有机结合，能够对线虫等散射较强的样本进行三维超分辨成像。结合深度学习网络的三维超分辨率显微镜。Credit: NIH Medical Arts.共聚焦显微镜的另一个缺陷是光毒性较大，虽然降低光照水平可以减少聚焦激光照射对样品的损坏，从而允许更长的成像时间，但较低的光照水平在解析精细特征时效果较差。该团队用低信噪比和高信噪比图像对训练深度学习模型，实现低光照水平下的信号提升，从而获得各种生物过程的高分辨率三维图像，包括线虫胚胎从“抽动”到孵出的长时间观察。此外，该团队还训练了共聚焦图像到共聚焦超分辨图像的深度学习模型，对动态过程进行超分辨三维成像。研究人员还发现，单视角线扫描结构光成像只能在一个方向上提升成像分辨率，但如果有足够的训练数据，深度学习模型可以将单一方向的分辨率提升推广到高维图像，扩展超分辨显微的潜力。该团队展示了该技术在20多个不同的固定样本和活体样本上成像的能力，包括单细胞中的蛋白质分布，线虫胚胎、幼虫和成虫中的细胞核和神经元，果蝇翅成虫盘和小鼠肾脏、食道、心脏和脑组织中的成肌细胞，并探讨了该技术在组织学和病理学实验室中对人体组织进行成像的前景。本文主要完成人之一韩晓霏认为这项显微成像技术为生物学研究提供了一种全新的方法，将帮助科学家解决更深入的生物问题。本文另一位作者苏怡骏认为该系统能够和膨胀显微镜进行有机的结合，有望在一个完整的生物样本中，观察小于50纳米的细胞超微结构。目前，该研究团队和其他合作者已经利用这套系统完成了一些生物领域的应用，将会陆续发表，相信这个新型显微成像系统将带来更多惊喜。相关论文信息：DOI：10.1038/s41586-021-04110-0

Hello，好久不见距离上次更新已有时日，这段时间小编没密集更新是因为知道大家在忙着立新年flag！但2018年的计划一定不能少的是跟随tescan电镜学堂持续输入电镜知识，稳定输出科研成果！ 这里是TESCAN电镜学堂第7期，将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看)，帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况，将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能！第二节 特殊试样的处理对于一些特殊的试样，除了常规制样方法外，可能还需要一定的特殊处理。§1. 金相试样金相试样要经过严格的抛光程序，为了在电镜下观察能有更好的衬度，需要进行一定的腐蚀处理。不同的金属需要不同的腐蚀剂以及腐蚀时间，这需要去慢慢摸索。腐蚀不能过度，否则表面会有太多的腐蚀坑，此外，腐蚀剂要清洗干净。§2. 生物试样对于生物样品，为了保证在电镜样品室的高真空下不发生变形而保持原貌，需要对试样进行一系列的处理，需要经过清洗、固定、脱水、干燥等步骤。① 清洗：试样取材好后可用生理盐水或缓冲液清洗，或用5%的苏打水清洗；用超声震荡或酶消化的方法进行处理。② 固定：常用戊二醛及锇酸双固定。③ 脱水：样品经漂洗后用逐级增高浓度的酒精或丙酮脱水，然后进入中间液，一般用醋酸异戊酯作中间液。④ 干燥：可用空气干燥法、临界点干燥、冷冻干燥等方法。§3. 石墨烯试样石墨烯是近年特别火热的样品，不过利用扫描电镜进行石墨烯的观察需要一定的技巧，否则难以有很好的说服力。理论上石墨烯厚度非常小，在扫描电镜下难以有很好的衬度。而那些铺展的很平整，却有着很好的明暗衬度的试样，本人觉得只能算是石墨薄片而不能算石墨烯。扫描电镜分辨率还不足以观察到石墨烯的碳原子结构，也没有探测器能证明其碳结构，不过扫描电镜可以定性判断其膜层的厚薄，当然这需要特殊的制样。我们可先对硅片这种平整基底镀上一层较厚的金膜，然后将石墨烯分散镀金硅片上。我们对镀金的形貌有着非常清晰的认识，如果表面有一层石墨烯的话，金膜就会像蒙了一层纱一样。石墨烯膜层越薄，金颗粒越清楚；反之如果金颗粒越不清楚，则膜层越厚；当完全看不见金颗粒时，则膜层已经相当厚，完全不算是石墨烯了，这点可以通过蒙特卡罗模拟来得到印证。之所以选择先镀金，就是让被覆盖的与未被覆盖的区域进行一个对比，这样可以定性判断石墨烯的膜厚。图4-9 石墨烯分散在硅片和镀金硅片上的对比如图4-9，左边四张图片是石墨烯直接分散在硅片上，因为没有参照物，只能判断出不同区域的厚薄，而这些厚薄是否能达到石墨烯要求的水准则难以判断；而右边六张图片是分散在镀金硅片上的图片，我们很容易通过与空白处金颗粒的对比来大致判断其膜层厚度是否符合石墨烯的要求。第三节 试样的放置问题 试样在放入电镜室中需要满足一定的几何条件。首先，一次性放置多个样品时，尽量保持高度一致。遇到高度不等的情况，可以将较矮的样品放置在加高台上，如图4-10。将不同高度的样品垫平。 图4-10gm-163-r样品台其次，样品如果表面凹凸不平，如断口材料或楔形样品，在放置样品的时候尽量将要观察的区域的朝着eds或etd的方向，避免在电镜观察时，因为观察面背向探测器而有强烈的阴影或者没有eds信号。还有，对于截面样品观察，有时候并非在90度的绝对垂直下效果最好。特别是对于一些膜面质量不是很好有点撕裂的薄膜，有时候倾转一点的角度，在非正入射的条件下有更好的立体感和景深，有时候更能观察到膜面和基体的结合情况。不过在进行测量的时候要记住需要进行倾斜修正。如图4-11上图，在正90度下虽然能观察到膜面，但是膜面质量的好坏及整体情况却无法判断，而在70度下则能看出膜层的整体情况。将倍数放大后，也可看到70度下有更好的景深和立体感，也更有助于进行膜面和基底结合的判断。 图4-11 膜的截面在90度和70度倾转下的对比再如图4-12，试样为两层同样成分的薄膜，如果在正90度下进行观察，膜之间的界线很不明显，而如果旋转到55度，可以发现膜在断裂过程中有发生“错位”地方，这个角度的观察使得对膜层的观察更加清楚。图4-12 双层膜的截面在90度和55度倾转下的对比特别是一些半导体的截面样品，时常都是先在非正入射的情况下进行观察，再转到90度的情况下进行测量。?福利时间每期文章末尾小编都会留1个题目，大家可以在留言区回答问题，小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。?奖品公布上期获奖的这位童鞋，请后台私信小编邮寄地址，我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。 【本期问题】截面样品观察，是否一定是在90°的绝对垂直下效果最好，为什么？（快去留言区回答问题领取奖品吧→）简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师（原上海交通大学扫描电镜专家，现任TESCAN技术专家）、焦汇胜博士（英国伯明翰大学材料科学博士，现任TESCAN技术专家）、李香庭教授（电子探针领域专家，兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事）编著，并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者，在科研领域工作多年，李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验，对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣，本教材从实战的角度出发编写，希望能够帮助到广大电镜工作者，特别是广泛的TESCAN客户。这里插播一条重要消息： TESCAN服务热线 400-821-5286 开通“应用”和“维修”两条专线啦！按照语音提示呼入帮你更快找到想要找的人 ↓ 往期课程，请关注“TESCAN公司”微信公众号查看：电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(一) - 电子光学系统电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(二) - 探测器系统电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (一) - 常规样品制备统

1873年，德国科学家阿贝（Abbe）根据衍射理论首次推导出衍射分辨极限，即能够被光学分辨的两点间的距离总是大于波长的一半。换句话说，传统的光学显微镜分辨率有一个物理极限：它不可能突破0.2微米，这也被称之为“阿贝魔咒”。而艾力克贝齐格（Eric Betzig）、斯特凡W赫尔（Stefan W. Hell）和WE莫尔纳尔（W. E. Moerner）于2014年被授予诺贝尔化学奖，正是因为突破了这个极限。由于他们的成就，光学显微镜现在可以进入纳米世界了。相较于另一种大家熟悉的超高分辨率成像技术——电子显微镜，超分辨率光学显微镜有其独特的优势，譬如通过它可以对单个活体细胞内部的结构和生理活动进行观察，而电子显微镜是无法做到这一点的。 这三位科学家可能没有想到的是，他们的获奖也极大促进了中国超分辨率显微镜市场的发展。 通过日前在中国科学技术大学生命科学学院召开的第八届中国生命科学公共平台管理与发展研讨会显微成像技术论坛，笔者近距离接触了许多来自中国顶级科研机构的生命科学实验平台显微成像部门的一线管理及技术人员，也近距离感知了超分辨率显微技术的热度。 尽管传统的激光扫描共聚焦显微镜依然是当前细胞生物医学成像领域的主力仪器，但得益于2014年诺贝尔化学奖的结果，中国相关领域的越来越多的研究人员已开始把目光投向了更加先进的超高分辨率光学显微镜。而徕卡、尼康、蔡司等主流光学显微镜厂商也及时把握商机，纷纷加大了相关产品在华的推广力度。据笔者了解，实际上在2014年之前，基于不同超分辨率原理的商业化产品在市场上已经可以看到，只是由于价格较为昂贵，没有引起大家太多的注意。到2014年，这一市场才开始真正发力，据保守估计，去年中国市场相关产品的销售数量至少在10台以上。本次会议上不少单位对该类产品也表现出了浓厚的兴趣，纷纷流露出购买意向。 与此同时，中国的一些科研单位（譬如：浙江大学，中科院苏州医工所等）也在进行超分辨率光学成像技术的研究工作。我们期待这项技术能够帮助纳米工程、生物工程、医学、材料学等相关研究领域的科学家获得更多的发现。（主编当班） 显微成像技术论坛来自科研机构的报告嘉宾分别是：浙江大学医学院 吴航军中科院上海生化细胞所细胞分析技术平台 王艳国家蛋白质科学中心（上海） 于洋南京医科大学分析测试中心 胡凡中国科学技术大学 吴旭

瑞典皇家科学院８日宣布，将２０１４年诺贝尔化学奖授予美国科学家埃里克· 贝齐格、威廉· 莫纳和德国科学家斯特凡· 黑尔，以表彰他们为发展超分辨率荧光显微镜所作的贡献。 诺贝尔化学奖评选委员会当天声明说，长期以来，光学显微镜的分辨率被认为不会超过光波波长的一半，这被称为&ldquo 阿贝分辨率&rdquo 。借助荧光分子的帮助，今年获奖者们的研究成果巧妙地绕过了经典光学的这一&ldquo 束缚&rdquo ，他们开创性的成就使光学显微镜能够窥探纳米世界。如今，纳米级分辨率的显微镜在世界范围内广泛运用，人类每天都能从其带来的新知识中获益。 声明还说，黑尔于２０００年开发出受激发射损耗（ＳＴＥＤ）显微镜，他用一束激光激发荧光分子发光，再用另一束激光消除掉纳米尺寸以外的所有荧光，通过两束激光交替扫描样本，呈现出突破&ldquo 阿贝分辨率&rdquo 的图像。贝齐格和莫纳通过各自的独立研究，为另一种显微镜技术&mdash &mdash 单分子显微镜的发展奠定了基础，这一方法主要是依靠开关单个荧光分子来实现更清晰的成像。２００６年，贝齐格第一次应用了这种方法。因此，这两项成果同获今年诺贝尔化学奖。 今年诺贝尔化学奖奖金共８００万瑞典克朗（约合１１１万美元），将由三位获奖者平分。

源于苏黎世联邦理工学院自旋物理实验室的Qzabre公司，结合多年的NV色心磁测量技术与扫描成像技术研发出了基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM，该系统能够实现高灵敏度和高分辨率的磁学成像。利用光探测磁共振量子计量学原理，QSM在表面的高分辨率和定量磁性分析方面提供了无与伦比的性能。QSM显微镜采用经过验证的低漂移设计，具有高精度闭环扫描、大范围测量、高效率光学测量、直观的用户界面和简单的针尖更换等优势。交付安装！ 近日，有两台基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM在法国交付使用，其中一台在法国国家科学中心Jean Lamour研究所交付使用。除了快速定量扫描外，该系统还增加了额外的光路和定制化外壳，满足用户更加个性化的实验方案，也证明了QSM广泛的可拓展性。在法国Jean Lamour研究所交付使用的带有定制化光路的QSM系统 另一台QSM在法国国家科学研究中心/Thales联合物理研究所交付使用。该研究所被称为自旋电子学的发源地，是因发现巨磁电阻效应而获得2007年诺贝尔奖的Albert Fert教授的工作单位。该单位在磁学领域的研究处于国际前沿地位，QSM的交付使用可以帮助用户在高分辨的磁畴成像和样品磁性的三维高分辨测量方面取得更进一步的研究成果。法国国家科学研究中心/Thales联合物理研究 kim教授与新安装的QSM系统 又发高水平期刊！ 对电场进行灵敏成像的技术对于理解包括表面和界面的电荷积累以及电子器件中的电场分布在内的许多纳米电子现象非常重要。一个非常具有吸引力的潜在应用是精确的可视化测量铁电和纳米铁性材料中畴的图案，而这类材料在计算和数据存储方面十分有潜力。近日，苏黎世联邦理工学院的Christian L. Degen研究组通过基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM，对压电（Pb[Zr0.2Ti0.8]O3）和非铁电（YMnO3）材料的电场进行了精确测量，对其畴图案进行了清晰的成像。该研究成果以《Imaging ferroelectric domains with a single-spin scanning quantum sensor》为题在2023年2月9日在线发表与Nature Physics。 研究者通过基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM，发现可以通过使用梯度检测方案测量NV自旋的斯塔克位移来实现精确的电场检测。该研究通过对电场分布图的分析能够区分不同类型的表面电荷分布，以及重建三维电场矢量和电荷密度的图。该研究中通过基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜在普通环境下展现出的杂散电场和磁场的测量能力为以后研究多铁性、多功能材料和器件提供了新的手段和思路。在该研究工作中的核心部件高质量NV色心探针由QZabre公司提供，NV色心的扫描显微镜也是经过个性化设计的基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜。作为QZabre公司的起源地，该工作中展示的高精度电场测量技术证明了QZabre具有雄厚的技术支撑。利用NV色心扫描显微镜进行电场测量的原理示意图利用PFM和利用NV色心扫描显微镜进行测量与重建的电场和电荷分布QSM超分辨量子磁学显微镜-典型应用☛ 磁性纳米结构分析☛ 铁磁/反铁磁磁畴成像☛ 磁畴壁分析☛ 电流分布成像☛ 纳米尺度的温度测量☛ 多铁材料扫描☛ 磁场任意波形时间分辨基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜QSM

详细信息 关于良渚实验室单细胞记录系统等科研设备的竞争性磋商公告[浙江求是招标代理有限公司] 浙江省-杭州市-余杭区 状态：公告 更新时间： 2023-03-16 招标文件: 附件1 附件2 项目概况单细胞记录系统等科研设备 采购项目的潜在供应商应在微信获取（扫描附件二维码或关注“浙江求是招标代理有限公司”企业公众号）或现场获取。（杭州市西湖区玉古路173号中田大厦21楼H室）获取采购文件，并于2023年3月29日9:30:00（北京时间）前递交响应文件。一、项目基本情况1.项目编号：QSZB-F(H)-A23027(CS)2.项目名称：单细胞记录系统等科研设备（非政府采购项目）3.采购方式：竞争性磋商4.合同履约期限：单细胞记录系统：合同签订后120日内；转运体研究仪器：合同签订后90日内；SIM超分辨显微镜：合同签订后120日内；体视显微镜：合同签订后120日内；转盘共聚焦显微镜：合同签订后120日内；活体荧光扫描显微镜系统：合同签订后180日内；小动物用内窥镜：合同签订后180日内；高通量活细胞成像仪：合同签订后60日内；超速离心机碳纤维转头：合同签订后90日内；流式细胞仪液流系统：合同签订后90日内；数字玻片扫描成像系统：合同签订后120日内；超高分辨激光共聚焦显微镜：合同签订后120日内；实时荧光定量PCR仪：合同签订后90日内；细胞能量代谢分析仪：合同签订后90日内；冷冻切片机：合同签订后90日内；石蜡包埋机：合同签订后90日内；石蜡切片机：合同签订后90日内；自动组织脱水机：合同签订后90日内。5.本项目不接受联合体响应。6.采购需求： 标项 名称 数量 单位 简要技术需求或服务要求 是否允许采购进口产品 预算金额（万元） 一 单细胞记录系统、转运体研究仪器 1 批 详见采购需求 是 310 二 SIM超分辨显微镜 1 套 详见采购需求 是 450 三 体视显微镜、转盘共聚焦显微镜等 1 批 详见采购需求 是 1035 四 小动物用内窥镜 1 套 详见采购需求 是 80 五 高通量活细胞成像仪 1 套 详见采购需求 是 282 六 超速离心机碳纤维转头、流式细胞仪液流系统等 1 批 详见采购需求 是 550 七 实时荧光定量PCR仪、细胞能量代谢分析仪 1 批 详见采购需求 是 245 八 冷冻切片机、石蜡包埋机等 1 批 详见采购需求 是 60.8 二、申请人的资格要求：1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定，未被“信用中国”（www.creditchina.gov.cn）、中国政府采购网（www.ccgp.gov.cn）列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单。2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无3.本项目的特定资格要求：无三、获取采购文件1.时间：2023年3月16日至2023年3月28日(双休日及法定节假日除外)上午：8:30-11:30、下午：13:00-17:00。获取磋商文件截止时间之后潜在供应商依然可以获取磋商文件，如对磋商文件有质疑的应在规定的质疑期限内提出。2.地点：浙江求是招标代理有限公司（杭州市西湖区玉古路173号中田大厦21楼H室）3.方式：微信获取（扫描附件二维码或关注“浙江求是招标代理有限公司”企业公众号）或现场获取。获取文件联系人：於路莹；联系方式：0571-876661124.售价：500元整，售后不退。收款单位（户名）：浙江求是招标代理有限公司开户银行：工行浙大支行银行账号：1202024609900033043财务联系方式：0571-87666113开票信息请发送邮件至：caiwu@qszb.net，提供：项目名称或编号、开票资料、收件信息并注明专普票。5.供应商未按照本公告规定的方式获取磋商文件的，响应文件将被拒绝。四、响应文件提交1.响应文件提交截止时间：2023年3月29日9:30:00（北京时间）2.地点：杭州市西湖区玉古路173号中田大厦16楼求是招标7号会议室备注：供应商应当在磋商文件要求的截止时间前，将响应文件密封送达指定地点。在截止时间后送达或者未密封的响应文件为无效文件，采购代理机构将予以拒收。五、开启1.响应文件开启时间：2023年3月29日9:30:00（北京时间）2.地点：杭州市西湖区玉古路173号中田大厦16楼求是招标7号会议室六、公告期限自本公告发布之日起3个工作日。七、其他补充事宜1.供应商认为采购文件使自己的权益受到损害的，可以自获取采购文件之日或者采购公告期限届满之日（公告期限届满后获取采购文件的，以公告期限届满之日为准）起7个工作日内，对采购文件需求的以书面形式向采购人提出质疑，对其他内容的以书面形式向采购人和采购代理机构提出质疑。质疑函范本请到浙江政府采购网下载专区下载。2.需要落实的政府采购政策：包括节约资源、保护环境、支持科技创新、促进中小企业发展等。详见磋商文件的第三章-采购项目需要落实的政府采购政策。▲3.单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得参加同一合同项下的政府采购活动；为采购项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务后不得再参加该采购项目的其他采购活动。八、对本次采购提出询问，请按以下方式联系1.采购人信息名称：良渚实验室地址：浙江省杭州市余杭区文一西路1369号联系方式：fengzhen427@zju.edu.cn采购项目联系人：冯老师采购项目联系方式：0571-887905152.采购代理机构信息名称：浙江求是招标代理有限公司地址：杭州市西湖区玉古路173号中田大厦21楼项目联系人：陈宵项目联系方式：0571-87666119质疑联系人：沈欣颐质疑联系方式：0571-81110356质疑邮箱：jdkh@qszb.net附件信息: QSZB-F(H)-A23027(CS).jpg36.9 KB 文件获取函.docx64.7 KB × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容：共聚焦显微镜,流式细胞仪,离心机,切片机,高内涵成像,PCR,立体显微镜 开标时间：null 预算金额：310.00万元 采购单位：良渚实验室 采购联系人：点击查看 采购联系方式：点击查看 招标代理机构：浙江求是招标代理有限公司 代理联系人：点击查看 代理联系方式：点击查看 详细信息 关于良渚实验室单细胞记录系统等科研设备的竞争性磋商公告[浙江求是招标代理有限公司] 浙江省-杭州市-余杭区 状态：公告 更新时间： 2023-03-16 招标文件: 附件1 附件2 项目概况单细胞记录系统等科研设备 采购项目的潜在供应商应在微信获取（扫描附件二维码或关注“浙江求是招标代理有限公司”企业公众号）或现场获取。（杭州市西湖区玉古路173号中田大厦21楼H室）获取采购文件，并于2023年3月29日9:30:00（北京时间）前递交响应文件。一、项目基本情况1.项目编号：QSZB-F(H)-A23027(CS)2.项目名称：单细胞记录系统等科研设备（非政府采购项目）3.采购方式：竞争性磋商4.合同履约期限：单细胞记录系统：合同签订后120日内；转运体研究仪器：合同签订后90日内；SIM超分辨显微镜：合同签订后120日内；体视显微镜：合同签订后120日内；转盘共聚焦显微镜：合同签订后120日内；活体荧光扫描显微镜系统：合同签订后180日内；小动物用内窥镜：合同签订后180日内；高通量活细胞成像仪：合同签订后60日内；超速离心机碳纤维转头：合同签订后90日内；流式细胞仪液流系统：合同签订后90日内；数字玻片扫描成像系统：合同签订后120日内；超高分辨激光共聚焦显微镜：合同签订后120日内；实时荧光定量PCR仪：合同签订后90日内；细胞能量代谢分析仪：合同签订后90日内；冷冻切片机：合同签订后90日内；石蜡包埋机：合同签订后90日内；石蜡切片机：合同签订后90日内；自动组织脱水机：合同签订后90日内。5.本项目不接受联合体响应。6.采购需求： 标项 名称 数量 单位 简要技术需求或服务要求 是否允许采购进口产品 预算金额（万元） 一 单细胞记录系统、转运体研究仪器 1 批 详见采购需求 是 310 二 SIM超分辨显微镜 1 套 详见采购需求 是 450 三 体视显微镜、转盘共聚焦显微镜等 1 批 详见采购需求 是 1035 四 小动物用内窥镜 1 套 详见采购需求 是 80 五 高通量活细胞成像仪 1 套 详见采购需求 是 282 六 超速离心机碳纤维转头、流式细胞仪液流系统等 1 批 详见采购需求 是 550 七 实时荧光定量PCR仪、细胞能量代谢分析仪 1 批 详见采购需求 是 245 八 冷冻切片机、石蜡包埋机等 1 批 详见采购需求 是 60.8 二、申请人的资格要求：1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定，未被“信用中国”（www.creditchina.gov.cn）、中国政府采购网（www.ccgp.gov.cn）列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单。2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无3.本项目的特定资格要求：无三、获取采购文件1.时间：2023年3月16日至2023年3月28日(双休日及法定节假日除外)上午：8:30-11:30、下午：13:00-17:00。获取磋商文件截止时间之后潜在供应商依然可以获取磋商文件，如对磋商文件有质疑的应在规定的质疑期限内提出。2.地点：浙江求是招标代理有限公司（杭州市西湖区玉古路173号中田大厦21楼H室）3.方式：微信获取（扫描附件二维码或关注“浙江求是招标代理有限公司”企业公众号）或现场获取。获取文件联系人：於路莹；联系方式：0571-876661124.售价：500元整，售后不退。收款单位（户名）：浙江求是招标代理有限公司开户银行：工行浙大支行银行账号：1202024609900033043财务联系方式：0571-87666113开票信息请发送邮件至：caiwu@qszb.net，提供：项目名称或编号、开票资料、收件信息并注明专普票。5.供应商未按照本公告规定的方式获取磋商文件的，响应文件将被拒绝。四、响应文件提交1.响应文件提交截止时间：2023年3月29日9:30:00（北京时间）2.地点：杭州市西湖区玉古路173号中田大厦16楼求是招标7号会议室备注：供应商应当在磋商文件要求的截止时间前，将响应文件密封送达指定地点。在截止时间后送达或者未密封的响应文件为无效文件，采购代理机构将予以拒收。五、开启1.响应文件开启时间：2023年3月29日9:30:00（北京时间）2.地点：杭州市西湖区玉古路173号中田大厦16楼求是招标7号会议室六、公告期限自本公告发布之日起3个工作日。七、其他补充事宜1.供应商认为采购文件使自己的权益受到损害的，可以自获取采购文件之日或者采购公告期限届满之日（公告期限届满后获取采购文件的，以公告期限届满之日为准）起7个工作日内，对采购文件需求的以书面形式向采购人提出质疑，对其他内容的以书面形式向采购人和采购代理机构提出质疑。质疑函范本请到浙江政府采购网下载专区下载。2.需要落实的政府采购政策：包括节约资源、保护环境、支持科技创新、促进中小企业发展等。详见磋商文件的第三章-采购项目需要落实的政府采购政策。▲3.单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得参加同一合同项下的政府采购活动；为采购项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务后不得再参加该采购项目的其他采购活动。八、对本次采购提出询问，请按以下方式联系1.采购人信息名称：良渚实验室地址：浙江省杭州市余杭区文一西路1369号联系方式：fengzhen427@zju.edu.cn采购项目联系人：冯老师采购项目联系方式：0571-887905152.采购代理机构信息名称：浙江求是招标代理有限公司地址：杭州市西湖区玉古路173号中田大厦21楼项目联系人：陈宵项目联系方式：0571-87666119质疑联系人：沈欣颐质疑联系方式：0571-81110356质疑邮箱：jdkh@qszb.net附件信息: 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10月8日消息，根据美国商标和专利局近日公示的技术专利，华为公司获得了一项手机显微镜技术专利，镜头与被拍摄物体的距离保持0.5 毫米左右，可以放大20-400 倍。OPPO 此前曾在Find X3 Pro 手机中引入了“显微镜”功能，可以实现60 倍放大。华为公司于2021 年提交了这项专利申请，提供了更丰富的显微镜应用场景。华为提交该专利期间仍处于疫情期间，在专利描述中特别介绍了识别拍摄对象细菌数量、提供卫生建议等等。在此简要介绍下该专利原理如下：电子设备上配有2 个基础组件，一个是普通相机，而另一个是微距相机，该微距相机采用平场消色差微型物镜，光学分辨率为2.Math.m。1. 首先常规相机拍摄：该相机可识别物体的场景和类别，在示例中可以区分食物、手或餐桌。2. 再使用微距相机（Microscopic Camera）进行微观拍摄：接下来相机需要切换到显微镜模式，拍摄此前照片场景中的某个物体。显微镜模式的作用是揭示此前图像中的微观信息，可以显示细菌的种类和数量情况，这种微观视图为了解物体的卫生状况提供了宝贵的见解。3. 判断卫生情况：设备会根据普通摄像头的场景信息和显微摄像头的微观信息进行综合分析，此步骤对于准确确定物体的卫生状况至关重要。4. 智能提示：该技术可以通过文本、语音、振动或指示器等方式提供相关信息，详细描述对象的卫生情况，并提供改进和适当的卫生措施建议等等。华为在专利中还概述了多个应用场景：食品安全保证：您在家准备晚餐，可以用于确保要切的蔬菜是干净的。厨房用具维护：可以关心厨房用具的清洁度，例如咖啡机或微波炉。个人卫生评估：可以确保个人卫生，尤其是手部清洁。餐桌清洁度：您正在举办晚宴，并希望确保您的餐桌一尘不染。儿童玩具检查：您关心孩子玩具的清洁度。宠物卫生监测：您希望确保宠物生活空间的清洁度。

显微镜技术经过长期发展，加之近年来物理学界接二连三出现的重大科研进展，终于，在2008年，显微镜发展史上的新成果&mdash &mdash 超高分辨率荧光显微镜为科学家所研制出。人们预言，它定会成为生物学家的好帮手。　　Stefan Hell打破了物理学界的传统看法　　自从1873年Ernst Abbe第一次发现光学成像具有衍射限制现象以来，物理学界就公认，显微镜的分辨率具有极限，该极限与光源的波长有关。直到一个多世纪之后，罗马尼亚物理学家Stefan Hell推翻了这一观点。他是首位不仅从理论上论证了，而且用实验证明了使用光学显微镜能达到纳米级分辨率的科学家。　　罗马尼亚物理学家Stefan Hell，现任德国马克斯· 普朗克生物物理化学研究院(Max Planck Institute of Biophysical Chemistry)主任。　　早在上世纪80年代中期，当时师从德国海德堡大学(University of Heidelberg)一位低温固态物理学家的Stefan Hell就已经发现，如果不是像常规那样使用一个透镜聚焦，而是将两个大孔径的透镜组合在一起聚焦，就可以提高光学显微镜的分辨率。Stefan Hell是首位发现这一现象的研究人员。　　Hell于1990年顺利完成了他的博士学业，但同时，这也意味着他将无法再凭借奖学金的资助进行研究了。Hell最终决定独自一人继续在家研究以上的发现，并最终成功发明了4Pi显微镜。4Pi显微镜，超高分辨率成像中的一个步骤　　时任美国马萨诸塞州坎布里奇市哈佛大学(Harvard University)化学系教授的Sunney Xie遇到了Hell，当他了解了Hell发明的4Pi高分辨率显微镜时，Xie对Hell勇敢地对传统物理学观点提出挑战的精神表示赞许。　　随后，Hell带着他的发明来到了位于德国海德堡的欧洲分子生物学实验室(European Molecular Biology Laboratory, EMBL)，并获得了德国科学基金会提供的奖学金。1991年，Hell在该实验室开始他的博士后研究工作。　　起初，许多科学家，包括那些声名显赫的物理学家都认为Hell的工作对于提高光学显微镜的分辨率没有太大的意义。他们认为，Hell仅用他那少得可怜的科研经费来从事这项研究简直就是在冒险。但Hell却始终坚信他能够打破衍射极限。　　Hell的努力没有白费，他的冒险终于获得了回报。1992年，Hell第一次用他的4Pi高分辨率显微镜证明了他的确能将传统光学显微镜的分辨率提高3~7倍。然而，尽管Hell提高了Z方向的分辨率，他还是没能突破衍射极限的限制。　　此后不久，Hell又在芬兰土尔库大学(University of Turku)得到了他的第二个博士后职位。一个星期六的早晨，Hell正躺在研究生公寓的床上看一本有关光学量子理论的书，突然，灵光一闪，Hell脑海里浮现了一个想法：如果使用一种合适的激光，仅激发一个点的荧光基团使其发光，然后再用一个面包圈样的光源抑制那个点周围的荧光强度，这样就只有一个点发光并被观察到了。Hell给他的这项发明取名STED，即受激发射损耗显微镜(stimulated emission depletion)。有了这个想法后，Hell立即行动，冲进实验室进行相关实验。每当回想起当时的心情，Hell都会觉得那是他科研生涯中最激动的时刻。　　曾在EMBL与Hell共事，并共同研发4Pi显微镜的Pekka Hanninen指出，Hell在土尔库大学进行研究工作时非常刻苦。那时，他经常被许多问题困扰。尽管如此，研究过程中还是有许多快乐萦绕着他们。Hell不仅是一名严谨的科学研究者，还是一名音乐爱好者，每当工作至深夜时，实验室走廊总会回响起Hell吹奏萨克斯风的动听乐声。由共聚焦显微镜(左图)和STED(右图)成像的一个神经元。　　1994年，Hell在《光学快报》(Optics Letters)上发表了他关于STED的理论文章。不过直到多年以后，这项理论才得以在实践中被证实。在那段时间里，Hell一面继续研究工作，一面四处奔走筹集科研经费，还卖掉了他4Pi 显微镜的专利。　　但是那个时候Abbe的衍射极限理论仍然在学界占统治地位，许多物理学家对Hell的理论都持怀疑甚至批评态度，因此他们也都将研究重点放在其它的成像技术上。尽管如此，Hell还是在1997年与马普生物物理化学研究所签订了一份长达5年的合同，以继续他的STED研究。　　1999年，Hell将他的研究成果分别投给了《自然》(Nature)杂志和《科学》(Science)杂志，不过都被退稿。当时两位杂志的主编都没有意识到他的研究成果将会改变整个显微镜领域。　　直到2000年，事情才终于有了转机&mdash &mdash 《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表了Hell的科研成果。采用 Hell的STED技术，人们第一次得到了纳米级的荧光图像。Hell的工作由此获得了广泛的肯定，2002年，他获得了马普研究所的终身职位。从此，Hell一直在马普研究所从事成像技术的研究工作。　　紧随STED这项开创性工作之后，世界各地实验室等研究机构内陆续出现了一批高分辨率的显微镜技术。例如，由珍妮莉娅法姆研究学院(Janelia Farm Research Campus)的物理学家兼工程师Mats Gustafsson领导的研究团队开发出了结构光学显微镜(structured-illumination microscopy, SIM)。果蝇卵母细胞内的肌动蛋白的3D SIM成像，该照片拍摄于完整的卵泡内。　　SIM技术的原理是通过一系列光成像的图案对低分辨率莫尔条纹形式的精细结构进行成像，此类图像是采用其它技术所无法观察到的。然后再由计算机处理、分析这些条纹中包含的信息，最终就可以获得高分辨率的图像。　　同年，Gustafsson小组得到了HeLa细胞中肌动蛋白细胞骨架的图像，他的图像相比传统显微镜的图像来说，在测向上的分辨率提高了2倍。随后，Gustafsson小组又使用非线性技术将整体分辨率提高了4倍。　　科研竞赛　　2006年，超高分辨率显微镜研究行业翻开了新的篇章。Eric Betzig、Harald Hess以及Lippincott-Schwartz小组、Samuel Hess小组以及庄晓威(音译)科研小组几乎同时报道了他们提高显微镜分辨率的科研成果，下面分别介绍这三个小组的研究情况。　　Eric Betzig、Harald Hess以及Jennifer Lippincott-Schwartz小组　　2005年夏天，细胞生物学家Jennifer Lippincott-Schwartz卸下了她在美国马里兰州贝塞斯达美国国立卫生研究院(HIV)暗室里的红色灯泡。Lippincott-Schwartz正在为赋闲在家的两位物理学家Eric Betzig和Harald Hess腾出空间，筹备实验室。正是这两位物理学家研制出了光敏定位显微镜(photoactivated localization microscopy, PALM)，他们的这种新产品能将荧光显微镜的分辨率提升至纳米级水平。　　接下来的整个冬天，Eric Betzig、Harald Hess以及Lippincott-Schwartz等人都一直在那间狭小的没有取暖设备的实验室里工作。现在就职于美国弗吉尼亚州阿士伯恩霍华德休斯医学研究所珍妮莉娅法姆研究学院(Howard Hughes Medical Institute&rsquo s Janelia Farm Research Campus in Ashburn, Virginia)的Hess承认，自己与Betzig对生物学的认识都不深。不过近15年来，他们一直都在努力，希望能运用生物学知识获取高分辨率的显微图像，但是没有取得明显进展。然而，当Hess和Betzig了解到Lippincott-Schwartz和George Patterson在2002年发明的光敏绿色荧光蛋白(photoactivatable green fluorescent protein)后，他们知道他们已经找到了解决问题的关键所在。　　回想起当时的情形，Lippincott-Schwartz指出：&ldquo 他们当时非常激动。我还记得当我们得到第一张显微图像时，你根本无法看出那是什么东西。直到我看到他们将荧光图像和电镜图像叠加之后的结果才相信，我们成功了。我当时觉得这一切真是太神奇了。&rdquo 　　2006年，Eric Betzig、Harald Hess以及Lippincott-Schwartz小组在《科学》(science)杂志上发表了他们的PALM研究成果。使用PALM可以清楚得看到细胞黏着斑和特定细胞器内的蛋白质。　　Samuel Hess小组　　Samuel Hess小组是上述三个小组之一。Hess是美国缅因州立大学(University of Maine)物理系的助理教授。2005年夏天，Hess一直在和他们学校的化学工程师和生物学工程师，就如何提高观察活体细胞脂筏结构的分辨率等问题进行交流。　　2005年的一个夏夜，Hess被邻居家举办舞会的声音吵醒。半睡半醒的Hess走下楼来，随手画了一副设计图，他的这种设计是需要借助荧光标记的蛋白质来显示细胞形态的。第二天早上，当Hess重新翻看这幅非清醒状态绘制的潦草的设计图时，不由得大笑起来。不过令人吃惊的是，他的这幅设计图竟然没有一点问题。于是他把这幅图拿给物理系的同事检查，但同事也没有发现任何问题。　　接下来，Hess就按照他的设计图开始制作显微镜了。此时，他的科研经费所剩不多，而结题时间转眼就到。因此，Hess等人以最快的速度组装好显微镜，并进行了试验。同时，在不到两天的时间里，缅因州立大学表面科学技术实验室的同事就为Hess制备好供检验显微镜效果的蓝宝石晶体样品。　　对于同事们的帮助，Hess总是不胜感激。　　2006年，《生物物理学期刊》(Biophysical Journal)刊登了Hess小组的科研成果。他们将这项研究成果命名为荧光光敏定位显微镜(fluorescence photoactivation localization microscopy, FPALM)。2007年，Hess小组证明了FPALM可以分辨细胞膜脂筏上的蛋白质簇。　　庄晓威科研小组　　与此同时，另一个研究小组&mdash &mdash 哈佛大学霍华德休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Investigator at Harvard University)的研究员庄晓威科研小组也在研究高分辨率成像技术。　　通过3D STORM观察到的一个哺乳动物细胞内线粒体网状系统。传统荧光成像(左图) 3D STORM成像(中图)，其中，采用不同颜色标记出z的位置 3D STORM成像中xy维图像(右图)。　　其实，这三个小组都有一个共同的也是非常简单的理念，那就是先获得单分子荧光图像，再将成千上万个单分子图像叠加在一起，获得最终的高分辨率的图像。　　早在2004年初，庄等人就已经意外发现了有一些花青染料可以用作光敏开关。这也就意味着这些染料既可以被激活发出荧光，也可以被关闭不发光，人们可以使用不同颜色的光束来随意控制这些花青染料的开和关。　　从那以后，庄等人就一直在研究如何用光敏开关探针来实现单分子发光技术。他们希望能用光敏开关将原本重叠在一起的几个分子图像暂时分开，这样就能获得单分子图像，从而提高分辨率。Eric Betzig小组和Samuel Hess小组也都采用了同样的策略，只不过他们使用的不是光敏开关而是一种可以先被荧光激活继而被漂白失活的探针。　　2006年，庄的科研成果在《自然-方法》(Nature Methods)杂志上发表，他们将这项成果命名为随机光学重建显微镜(stochastic optical reconstruction microscopy, STORM)。使用STORM可以以20nm的分辨率看到DNA分子和DNA-蛋白质复合体分子。　　此后几年，超高分辨率荧光显微镜又得到了进一步的发展。现在，生物学家已经能够使用超高分辨率荧光显微镜在纳米水平上观察细胞内部发生的生化变化了。以往那些大小在200nm至750nm之间的模糊泡状图像再也无法对他们造成困扰了。尽管早在上世纪80年代，科研机构里就已经出现了超高分辨率显微镜的构思，但只是最近几年里这项技术才伴随着它的商业化进程获得了快速发展。现在，已经有几十家实验室安装了这种最新型的显微镜并投入了使用。正像Lippincott-Schwartz所说的，超高分辨率显微镜正在以飞快的速度被科研界接受，在生物学界更是如此。　　超高分辨率显微镜的成绩　　已经开始使用这些显微镜的生物学家对这项技术都表示出了极高的热情。Jan Liphardt这位在美国劳伦斯伯克力国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)工作的生物学家，还清楚地记得他2006年第一次在《科学》(science)杂志读到Betzig的那篇有关PALM技术的论文时的激动心情。当他看到那幅线粒体蛋白的图像时立刻想到了该技术可以用于他自己的微生物研究领域。　　Liphard说道：&ldquo 通常，我们得到的大肠杆菌荧光图像都只有20像素，甚至更低，现在突然有一幅几千像素的图片摆在你面前，你可以想象那是一种什么感觉。&rdquo 　　Liphard现在正与Betzig以及其他一些研究人员一起研究大肠杆菌的趋化现象(chemotaxis)。Liphard还提到：&ldquo 我从没想到这项技术达到的分辨率有这么高，可以如此清楚地看到细胞内单个蛋白质分子的定位，甚至还能定量。而对我来说，每天的工作实际上就是在弄清楚这些蛋白质在什么位置，什么时候存在。而之前我们的研究主要采用间接方法。但超高分辨率显微镜这项新技术是我从事科研工作这么长时间以来，感触最深，获益最大的一项科技成果。&rdquo 　　美国丹佛市科罗拉多州立大学医学院(Medicine at the University of Colorado Denver)的助理教授Nicholas Barry也正在和Betzig合作，他们使用了一台蔡司的全内反射荧光成像系统(total internal reflection fluorescence imaging, TIRF)来研究肾细胞顶端胞膜上的蛋白质簇。　　Barry指出，只需要一台蔡司显微镜和普通电脑，差不多就足够了。此外，他们还花费3万美元添置了两台激光发射器。现在，Barry等人可以在8分钟内得到一幅图像，这幅图像由10000帧图像合成，每一帧图像上显示10个分子。最后的图像文件大小大约是0.3GB。Barry等人还使用Perl语言自己开发了一套免费程序。Barry表示：&ldquo 这里面包含了每帧图像的资料信息，客户可以根据这些信息进行相关计算。&rdquo Barry充满信心地提到，很快就会有人为NIH的那套免费图像分析软件ImageJ开发出一套运算程序作为插件使用。　　美国斯坦福大学(Stanford University)化学及应用物理系教授W.E. Moerner曾于1989年第一个在试验中使用光学显微镜得到了单分子图像。W.E. Moerner教授表示，这几年来，超高分辨率显微镜研究领域已经取得了巨大的进展，终于达到了纳米级单分子分辨率。他兴奋地说：&ldquo 经过了近20年对单分子成像课题的研究，我们终于取得了完美的成果。&rdquo 　　展望　　自从2006年STORM技术和PALM技术问世以来，科技工作者就一直在不断努力，对它们进行改进、完善和提升。2008年，Lippincott-Schwartz的研究团队将PALM技术和单颗粒示踪技术(single-particle tracking)结合，成功地观测到活体细胞胞膜蛋白的运动情况。同年，庄小威研究组在《科学》(science)杂志上也发表了他们的3D STORM成像成果，该技术的空间分辨率比以往所有光学3D成像技术的分辨率都要高出10倍。论文中，他们展示了用3D STORM成像技术拍摄的肾细胞内微管结构图和其它的分子结构图。随后，他们又进一步将该技术发展成了多色3D成像技术(multicolor 3D imaging)。Gustafsson，还有其他一些科研工作者使用3D SIM技术(该技术使用3束干涉光，而不是常见的2束)观察到了共聚焦显微镜(confocal microscopes)无法观测到的哺乳动物细胞核内结构。位于德国的世界知名光学仪器制造公司蔡司公司进一步发展了SIM和PALM技术，不过他们将PALM称为PAL-M。蔡司公司预计将于2009年末推出全新的成像产品。　　2008年，Hell小组使用STED技术通过抗体标记目标蛋白，观察到了活体神经元细胞中突触小泡(synaptic vesicles)的运动过程。同年稍晚些时候，他们又使用4Pi显微镜和STED技术得到了固定细胞内线粒体的3D图像，分辨率达到了40至50nm。最近，他们又使用超高分辨率显微镜成像技术对脑切片组织中的形态学变化进行了研究，并得到了活体神经元细胞树突棘(dendritic spines)的3D图像。PALM在哺乳动物细胞内拍摄到的粘附复合物。　　由于最近几年这些新技术的不断涌现，现在可以对活体细胞进行三维观察了。Gustafsson指出，随着PALM技术和STORM等新技术的出现，以前很多看起来不可能的事情现在都变得可能了。　　尽管已有许多科学家从这项技术进展中获益，但是仍然可以进一步提高，以使更多的研究人员能够在自己的工作中使用它。到目前为止，那些成功应用此项技术的实验室都采取了正确的技术组合：研究人员可以很好地将物理学与生物学相结合&mdash &mdash 他们将显微镜装配并做适当的调节，然后用它对生物学样品进行检测。Moerner指出，软件的编写也不容小觑：对检测到的光子进行定位和报告需要进行准确计算，从而得到合适的分辨率。　　仅仅是显微镜的价格就已经限制了它的普及性，Leica&rsquo s TCS STED显微镜高达100万美元。因此，如何获得相应的资金来购置显微镜仍然是摆在研究人员面前的一个难题，位于丹佛市的科罗拉多大学(University of Colorado)光学显微镜组主任Bill Betz这样说道。　　Betz曾申请用于显微镜购置的资金，但遭到了拒绝。但他表示，他们已经计划再次申请相关资金。而Stefan Hell曾指出，激光领域的技术进展已经可以使得研究人员自己在实验室内构建一个STED平台，花费只需不到10万美元。　　除了要将这一技术方法普及，使生物学家能够加以利用之外，该项技术的研发人员还表示，他们已经开始致力于研究更宽范围及更多样的荧光探针了。更好的探针当然能够为我们带来更高的分辨率及更快速的图像处理。美国纽约阿尔伯特&bull 爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)解剖学及结构生物学副教授Vladislav Verkhusha说到：&ldquo 为了对活体哺乳动物细胞进行研究，你就需要有一整套的荧光标记蛋白和可通过光控开关控制的蛋白质。&rdquo 他本人在荧光蛋白领域的研究工作就受益于PALM的出现。　　庄晓威的众多项目之一便是与Alice Ting及其在麻省理工学院(MIT)的实验室合作，对蛋白标记技术进行研究，希望能够找到一种方法可以将小和明亮的光控开关可控的探针标记于细胞的特异蛋白上，从而可以对活细胞进行成像。她提到：&ldquo 将遗传标记方法与小而明亮且可被光控开关控制的探针结合在一起，将是今后发展分子级别超高分辨率成像的十分理想的一种方法。&rdquo 　　尽管研发人员还将继续努力，以进行相应技术的提高，但是超高分辨率荧光显微镜更加广泛的应用还是毫无疑问地成为新的一年的标志。Harald Hess说：&ldquo 这一技术的确会为生物学家的工作带来很大的帮助。同时，我们也在不断询问，&lsquo 你们想要用它做什么精彩的实验?&rsquo 事实上，我们也得到了许多精彩的答案。&rdquo

纳米载玻片为无染色细胞分析提供了一条清晰的途径。图1 一种新的显微镜载玻片可以转换介电常数的微妙变化，显示引人注目的颜色对比度澳大利亚的研究人员开发了一种显微镜载玻片，可以通过“揭示”癌细胞的颜色来改善癌症诊断。由澳大利亚的拉筹伯大学（La Trobe University ）高级分子成像研究委员会卓越中心的布莱恩阿贝（Brian Abbey）教授及其同事首创的所谓纳米载玻片（NanoMslide），是一种等离子体活性的显微镜载玻片，可以将样品介电常数的细微变化转化为鲜明的颜色对比。阿贝和他的同事已经使用纳米载玻片在组织中辨别癌细胞，其灵敏度优于一些用于临界诊断的商业生物标志物。正如研究人员在《自然》（Nature）杂志上报道的那样：“这项技术的广泛应用以及它与标准实验室工作流程的结合，可能会证明其应用范围远远超出组织诊断。” 几十年来，研究人员已经知道，由于细胞内蛋白质分布和整体形状的差异等因素，癌细胞倾向于以不同于健康细胞的方式与光相互作用。虽然在生物成像过程中，通常会将染色剂和染料添加到透明的生物样品中，以生成彩色图像，但这些染料往往会改变样品的性质。考虑到这些点，阿贝和同事使用最新的纳米制作技术，来创建一个可以操纵光线和“添加”颜色的等离子体主动显微镜载玻片。图2载玻片在玻璃表面结合了几层精细印刷的金属，以操纵光与细胞的相互作用。结果是在显微镜下观察组织时，大大增强的对比度纳米制剂在墨尔本纳米制造中心（MCN）制作，该中心是澳大利亚国家制造设施（ANFF）的一部分。正如阿贝所强调的：“通过开发一种特殊的纳米涂层，我们改进了普通显微镜载玻片的表面，并将其转化为一个巨大的传感器。”他补充道：“真正引人注目的是，传感器的结构只有几百纳米宽，但在几十厘米或更大的范围内重复的精度惊人。”当样品放置在载玻片上，通过可见光激活载玻片时，就将介电常数转变为颜色对比度的变化。正如阿贝及其同事在《自然》杂志上所写：“非凡的光学对比度涉及光与金属表面自由电子集体振荡的共振相互作用，称为表面等离子体激元。”当透射光通过载玻片上的一组波长光阑时（载玻片与薄电介质试样接触），光谱发生了变化。当使用标准透射亮场显微镜对样品进行成像时，这会导致与局部样品厚度和/或介电常数相关的空间分辨颜色分布，从而产生显著的颜色对比效果。图3 使用纳米载玻片来观察未染色的癌组织。 [拉筹伯大学]根据阿贝的说法，这可能意味着很难通过等离子体增强的颜色对比度在可见光透射图像中清楚地看到光学透明样品中的特征。他说：“纳米载玻片使组织呈现出美丽的全彩对比，使得在一张玻片上更容易区分多种类型的细胞。”。研究人员利用小鼠模型和患者组织，与乳腺癌病理学家一起测试了他们的纳米载玻片。在小鼠模型中，研究人员确信从样本中看到的一些表明癌细胞的特定颜色。在对患者组织进行更复杂的病理学评估时，纳米载玻片也表现强劲，优于一些商业生物标记物，这些标记物被用作边界诊断的辅助手段。“这是我第一次看到癌细胞突然出现在我面前，”艾比的同事、彼得麦克卡勒姆癌症中心的贝琳达帕克（Belinda Parker）教授说。她补充道：“我们所做的只是取一段乳腺癌组织，放在载玻片上，在传统光学显微镜下观察。我们可以很容易地将癌细胞与周围的正常组织区分开来。”。“这张幻灯片还将乳腺癌与其他非癌性异常区分开来，这对早期癌症诊断有很大的希望。”研究人员现在也在测试他们的液体活组织切片载玻片，并希望扩大生产，这将使他们能够探索进一步的应用，并生产出进一步临床验证所需的载玻片数量。阿贝说：“这项技术也可能对不断增长的数字病理学空间产生巨大的好处，在那里，纳米载玻片产生的鲜艳色彩可以帮助开发下一代人工智能算法来识别疾病的迹象。”。该项研究发表在《自然》杂志上。符斌 供稿

生命科学是从微观层面观察和研究生命过程，从而揭示生命的物质基础和基本现象。显微成像是观察微小物体的重要手段，但其分辨能力受光学成像系统的限制（即衍射极限），无法满足现代生命科学研究要求的更高解析度、更准确的成像需求。熵智科技作为中国原创3D视觉创业公司第一梯队，横跨机器视觉与微纳光学两大领域，深刻认识到微纳光学在生命科学研究领域中的巨大价值。9月23日，熵智科技在西安发布自研的超分辨及共聚焦显微成像分析系统。该系统易用、性价比高，相较于国内外显微成像产品，不仅突破了光学成像系统的限制，轻松实现纳米尺度的2D/3D动态图像解析能力，还将共聚焦+超分辨+后处理分析完美融合，软件结合场景模块化。无论新手用户还是专家用户，只需通过一套界面即可获取一流的超高分辨率图像及分析结果。熵智科技超分辨及共聚焦显微成像分析系统工作原理超分辨显微成像分析系统采用结构光照明显微成像术（英文Structured Illumination Microscopy, 简称SIM），突破传统显微镜的阿贝衍射极限，实现生物组织、细胞、神经元等活动样本的快速超分辨率成像，为生命科学、生物工程等领域提供创新的超分辨率成像技术产品，几乎可集成于任何荧光显微镜。共聚焦显微成像分析系统的软硬件均采用模块化设计，硬件集成SIM超分辨模块、软件支持多种后处理功能，从而提供精确的2D/3D成像，以及动态过程的成像。目前，共聚焦和超分辨光路共用了光源准直部分、物镜部分、聚焦成像部分。主要功能超分辨及共聚焦显微成像分析系统视野超10倍扩展，达1mm，拥有精确的多微细胞结构生物显微影像分析功能，实现双光路同时，宽场、共聚焦、超分辨三种模式自由切换。大视野拼图：多种不同的图像获取方式、可实现500um*500um视场上图片进行拼接。图像增强及处理：可对采集到荧光图像进行增益调节、对比度调节、亮度调节以及色阶调节。反卷积处理：在原有采集到图像基础上，对图像数据做实时清晰度优化，达到消除背景噪声，有用信息表达更精准的作用，处理速度10ms以下，速度快；可进一步结合DNN方法，提高应用场景的鲁棒性。特征统计分析：对于识别出的细胞，对其强度、直径、周长等15个属性做数值量化。特征标记分类：可对细胞的特征进行标记和分类。单细胞定量分析：可以准确分割出相互重叠的细胞，精度更高，在专业单细胞识别的基础上，结合深度学习AI算法，可以精确识别互相挤压重叠的细胞核，而且对于细胞轮廓边界识别更加准确。亚细胞结构分析：可以定位某种蛋白或者某个基因表达产物在细胞的具体存在部位，如细胞核，胞浆内，结合AI图像分析方法，以表格和数据统计输出结果。细胞亚群圈选分析：筛选特定的感兴趣细胞亚群，进行了10余种参数分析。特殊细胞/结构识别：提供特殊细胞如脂肪细胞的识别和数量统计。多重荧光染色：实现细胞核、细胞质、细胞膜的各种形态和染色，精确寻找目的细胞及其结构。细胞寻找及跟踪：实现特定细胞的动态识别和跟踪。核心参数激光共聚焦超分辨显微参数配置普通光纤激光器激光405nm、488nm、561nm、640nm扩展HC-PCF激光器920nm探测器 PMT3个；波长：400-750nm，GaAsP最大拍摄速度8fps@512×512像素；2fps@1024×1024像素；4096×4096最高；更多可配置；扫描方式X-Y, X-Y-Z, X-Y-T分辨率250nm in x, y and 550nm in z 共聚焦120 nm in x, y and 320nm in z (488nm wavelength) 超分辨共焦视场Φ18mm-Φ25mm 内接正方形成像深度100μm灵敏度提升4倍相对信噪比 SNR优良级 50dB显微镜电动显微镜奥林巴斯 倒置IX73显微镜，具备明场、微分干涉、荧光等观察方式物镜奥林巴斯或Mitutoyo平场复消色差物镜（防腐蚀陶瓷表面以及红外色差矫正）选型载物台奥林巴斯 电动IX3-SSU 扫描精度优于0.7μm光学放大1.0X；1.5X；3.2X；20X 适配/转换器共聚焦/超分辨率光路切换（电动）、6位电动物镜转换器荧光装置配荧光光阑*相机（lattice）SCMOS，分辨率2048×2048，100fps@全幅面，位深12bit工作站Windows10 Pro 64 bit；硬盘≥1TB；内存16GB软件控制软件：图像采集及2D/3D/4D处理；共聚焦和超分辨配置；*成像分析：细胞自动识别、单细胞定量分析、亚细胞结构分析、细胞亚群圈选分析等防震台频率范围（5～30Hz）：≤30μm/s均方根；频率范围（＞30Hz）： ≤60μm/s均方根增配双光子成像激光生成组件、高速扫描头、前置补偿单元应用场景超分辨及共聚焦显微成像分析系统可应用于基础生物学、临床医学、病毒学、精准药物筛选等领域，为活细胞超分辨率智能成像提供解决方案。基础生物学：皮肤病例研究、类器官培养观察、微生物形态研究、胚胎发育成像、组织结构三维重构。如通过斑马鱼胚胎发育过程的成像，研究血管疾病和血管药物的新兴模型，从而更好解决人类血管疾病；通过光学切片, 确定其复杂的内部结构与组织功能之间的关系。临床医学：细胞形态结构鉴定、病理显微成像、异常细胞跟踪检测、组织形态学观察。利用计算机进行图像处理, 不仅可观察固定的细胞、组织切片, 还可对活细胞的结构、分子等进行实时动态观察和检测。通过它可以直接观测细胞形态学的组织、细胞之间的相互作用、组织微环境、伤口的愈合等成像，有助于了解病理机制，以开发疾病治疗方法从而促进人体健康有重要的意义。病毒学：植物病毒研究、动物病毒研究、医学病毒研究、环境病毒研究、噬菌体研究。采用超分辨技术，可以实现病毒感染细胞及复制、组装、释放等动态过程的研究。药物筛选：药材显微鉴别、载药微粒结构、药物扩散跟踪、制药成型和释药研究、药理药效研究。通过药物筛选确定干预的潜在治疗方法，加速早期药物的研发和确定疾病的模型。利用显微镜观察植（动）物药材内部的细胞、 组织构造，从而达到鉴定药材的目的。选择合适的药物靶分子，针对高分辨率成像的固定样品及活细胞进行分析，从而满足不同实验的需求。关于熵智科技熵智科技是国家级高新技术企业，拥有底层成像系统和算法开发能力，软硬件一体化，致力于通过高性能的成像技术解决机器人柔性化、微纳级检测与测量等问题。熵智科技自2018年成立至今，先后获得字节跳动、拓金资本、松禾资本、远望资本、华控资本等投资。深圳、武汉、西安三地联合办公，目前研发和工程团队70余人，核心技术人员均硕士及以上学历，博士6人。未来，熵智科技将继续深耕微纳光学领域，以更优的产品与服务回馈广大合作伙伴及客户。

2014年诺贝尔化学奖授予了荧光超分辨显微技术，利用荧光分子的化学开关特性（PALM/FPALM/STORM）或者物理的直接受激辐射现象（STED），实现超越衍射极限的超分辨成像。尽管如此，活细胞中的超分辨率成像仍然存在两个主要瓶颈：（1）超分辨率的光毒性限制了观察活细胞中精细生理过程；（2）受限于荧光分子单位时间内发出的光子数，时间和空间分辨率不可兼得。受限于这个瓶颈，为了在活细胞上达到60 nm空间分辨率极限，现有超分辨率成像手段需要强照明功率（kW~MW/mm2）、特殊荧光探针和长曝光时间（ 2 s）。强照明功率引起的强漂白会破坏真实荧光结构的完整性，长曝光时间在图像重构时导致运动伪影，降低有效分辨率。迄今为止，基于光学硬件或者荧光探针的改进无法进一步提升活细胞超分辨率的时空分辨率，实现毫秒尺度60 nm的时空分辨率成像。2021年11月16日，哈尔滨工业大学李浩宇教授团队与北京大学陈良怡教授团队合作在Nature Biotechnology上发表论文Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy【1】。他们另辟蹊径，发明基于新计算原理的荧光超分辨率显微成像，进一步拓展荧光显微镜的分辨率极限。通过提出“荧光图像的分辨率提高等价于图像的相对稀疏性增加”这个通用先验知识，结合之前提出的信号空时连续性先验知识【2】，他们发明了两步迭代解卷积算法，即稀疏解卷积（Sparse deconvolution）方法，突破现有荧光显微系统的光学硬件限制，首次实现通用计算荧光超分辨率成像。结合自主研发的超分辨率结构光（SIM）系统，实现目前活细胞光学成像中最高空间分辨率（60nm）下，速度最快（564Hz）、成像时间最长（1小时以上）的超分辨成像。结合商业的转盘共聚焦结构光显微镜，实现四色、三维、长时间的活细胞超分辨成像。1、应用举例：DNA折纸标准样本验证为了在已知结构样本中验证分辨率的提升，研究者设计并合成了两个荧光标记位点的DNA折纸样本，每个位点用4~5个Cy5标记。当这些分子间距为60 nm、80 nm和100 nm时，它们在TIRF-SIM下几乎无法区分，但在经过稀疏解卷积重建后（Sparse-SIM，图1）可以很好地区分它们中间的距离。整体结果可以用单分子定位显微镜ROSE【3】交叉验证，与Sparse-SIM得到的DNA折纸的荧光对间距以及不同间距荧光对在玻片上的分布一致。图1：Sparse-SIM解析不同距离DNA折纸样本。（a）在相同视场下，用配对Cy5标记不同距离（60 nm, 80 nm, 100 nm, 120 nm）的DNA折纸样品，用TIRF（左）、TIRF-SIM（中）和Sparse-SIM（右）成像。（b）在TIRF、TIRF-SIM和Sparse-SIM下，黄色（60 nm）、蓝色（80 nm）(80 nm)、绿色（100 nm）和红色（120 nm）框包围的放大区域。比例尺：（a）2 μm；（b）100 nm。2、应用举例：Sparse-SIM超快活细胞成像揭示核孔结构和胰岛素囊泡早期融合孔道在活细胞成像中，稀疏结构光显微镜（Sparse-SIM）可以解析标记不同核孔蛋白（Nup35, Nup93, Nup98，或Nup107）的环状核孔结构，而它们在传统结构光显微镜（2D-SIM）下形状大小与100 nm荧光珠类似（图2c, 2d）。由于相机像素尺寸与孔径直径类似，测量的核孔拟合直径与Sparse-SIM的分辨率相当。校正后Nup35和Nup107孔的直径分别为~66 ± 3 nm和~97 ± 5 nm，而Nup98和Nup93直径大小处于这个范围中（图2e, 2f），结果与以前用其他超分辨成像方法在固定细胞中获得的直径相符【4】。有趣的是，12分钟超分辨成像可以显示活细胞中核孔形状变化，这可能反映了核膜上的单个核孔复合物动态重新定向到焦平面或远离焦平面（图2g），这是其他超分辨方法难以观察到的。图2：Sparse-SIM解析核孔蛋白动态过程。（c）用Sparse-SIM观察活COS-7细胞中以Nup98-GFP标记的动态环状核孔的典型例子，持续时间超过10分钟。上下区域分别显示2D-SIM和Sparse-SIM下的图像。（d）比较（c）中青色框中的核孔结构快照与100 nm荧光珠在不同重建方法（2D-SIM、20次RL解卷积后、50次RL解卷积后、Sparse-SIM）下的结果。（e）由于核孔的大小与Sparse-SIM的分辨率和像素大小相当，按照Supplementary Note 9.1的协议（详情请见文章），分别推导出Nup35-GFP（红色）、Nup98-GFP（黄色）、Nup93-GFP（绿色）和Nup107-GFP（青色）标记的核孔结构的实际直径。（f）Nup35（66 ± 3 nm, n=30）、Nup98（75 ± 6 nm, n=40）、Nup93（79 ± 4 nm, n = 40）、Nup107（97 ± 5nm ,n = 40）的平均直径环。左右两幅蒙太奇分别为传统Wiener重构或稀疏解卷积后的结果。（g）在6个时间点对 （c）中的品红色方框放大并显示。比例尺：（c）500 nm；（d, g, f）100 nm。通过滚动重建，Sparse-SIM的时间分辨率可达564 Hz，识别出来INS-1细胞中VAMP2-pHluorin标记的、更小的胰岛素囊泡融合孔道（如~61 nm孔径）。它们在囊泡融合的早期出现，孔径小（平均直径~87 nm），持续时间短（9.5 ms），不能被之前传统的TIRF-SIM所识别【2】。另一方面，鉴别出来的稳定融合孔在囊泡融合的后期出现，孔径大（平均直径~116 nm），持续时间长（47 ms），是之前看到的结构【2】。值得一提的是，虽然这里发现的囊泡早期融合孔状态很难被其他的超分辨率成像手段所直接验证，但是它们的发生频率与30多年前用快速冷冻蚀刻电子显微镜所观察到的“小的融合孔发生概率远低于大的融合孔”现象相吻合【6】。3、应用举例：稀疏解卷积是提升荧光显微镜分辨率的通用方法与当下热门的深度学习超分辨率显微重建不同，信号的空时连续性、高空间分辨率导致的荧光图像相对稀疏性这两个先验知识，是荧光显微成像的通用先验知识，不依赖于样本的形态以及特定的荧光显微镜种类。因此，稀疏解卷积是通用荧光显微计算超分辨率成像算法，可被广泛应用于提升其他荧光显微模态分辨率，观察不同种类细胞器的精细结构及动态（图3）。图3 | 稀疏解卷积广泛应用于提升不同显微成像模态空间分辨率，揭示各类细胞器精细结构动态。比如稀疏解卷积增强的商业超分辨转盘共焦结构光显微镜（SD-SIM）【7】，可以实现XY方向90纳米，Z方向250 纳米的空间分辨率，清晰记录分裂期7 μm深度内的全细胞内所有线粒体外膜网络（图4）。同样，若稀疏解卷积增强与商业SD-SIM结合，可以很容易实现活细胞上的三维、四色超分辨率成像。稀疏解卷积可以与膨胀显微镜（ExM）【8】结合，解析细胞膨胀后的复杂结构；也可以与宽场、点扫描的共聚焦、受激辐射损耗显微镜（STED）【9】以及微型化双光子显微镜（FHIRM-TPM 2.0）【10】结合，实现近两倍的空间分辨率提升。因此，稀疏解卷积的提出，将帮助使用各种各样荧光显微镜的生物医学研究者更好地分辨细胞中的精细动态结构。图4 | Sparse SD-SIM解析活细胞三维线粒体外膜网络。（k）活体COS-7细胞的线粒体外膜（Tom20-mCherry标记）的三维分布，颜色表征深度。（l）SD-SIM原始数据与Sparse SD-SIM的水平（左）和垂直（右）的白色框区域放大展示。比例尺：（k）5 μm；（l）1 μm。总之，通过稀疏解卷积算法（Sparse deconvolution）来实现计算荧光超分辨率成像，与目前基于特定物理原理或者特殊荧光探针的超分辨率方法都不相同。与超快结构光超分辨显微镜结合形成的Sparse-SIM是目前活细胞光学成像中，分辨率最高（60纳米）、速度最快（564帧/秒）、成像时间最长（1小时以上）的超分辨光学显微成像手段。它也可以与现有的多数商业荧光显微镜结合，有效提升它们的空间分辨率，看到更清楚的精细结构动态。哈尔滨工业大学博士生赵唯淞、北京大学博士后赵士群、李柳菊为共同第一作者，哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院李浩宇教授和北京大学未来技术学院陈良怡教授为论文共同通讯作者，共同作者还包括哈尔滨工业大学谭久彬院士、刘俭教授，北京大学毛珩博士，生科院成像平台单春燕博士和华南师范大学刘彦梅教授。参与合作的实验室包括武汉大学宋保亮教授、北京大学陈兴教授、中科院国家纳米科学中心丁宝全教授和生物物理所纪伟教授等。该项工作得到北京大学膜生物学重点实验室、麦戈文脑研究所、北大-清华生命科学联合中心、北京智源人工智能研究院的支持，也是多模态跨尺度国家生物医学成像设施建设过程中的重要成果。专家点评徐平勇（中科院生物物理所）自2014年诺贝尔化学奖授予了超分辨显微技术以来，超分辨成像技术取得了巨大的进步，成像的分辨率得到了进一步的提高。在固定细胞中，以MINFLUX、SIMFLUX以及ROSE等为代表的超分辨成像技术利用调制光照射单分子定位的方法实现了小于10纳米的空间分辨率。然而，在活细胞中进一步提高成像的空间分辨率仍然面临挑战。一个主要原因是活细胞成像的时空分辨率是互相关联的，为了减少活细胞里的运动伪影，需要通过提高采样频率来提高时间分辨率，但是采样频率或者时间分辨率的提高会减少记录的光子数，使得空间分辨率下降。在现有超分辨成像技术中，结构光照明成像SIM技术具有最高的时间分辨率，但是受限于成像原理本身和所采用的维纳反卷积等算法，空间分辨率进一步提高遇到了挑战。陈良怡和李浩宇团队合作发展的稀疏结构光超分辨显微成像技术（Sparse-SIM），保留了陈良怡团队前期发展的海森-SIM的高时间分辨率的优点，并进一步将SIM的空间分辨率提高到60纳米。该技术属于计算超分辨率成像方法，主要包括两步迭代解卷积求解算法。其核心是将Richardson–Lucy反卷积算法应用到SIM成像中，通过前期发展的基于信号的时空连续性的先验知识重建图像的方法减少或者消除Richardson–Lucy反卷积应用中的噪声问题；并利用提出的“荧光图像的分辨率提高等价于图像的相对稀疏性增加”这个先验知识作为约束条件，建立通用的计算框架——稀疏解卷积技术。该工作有几个方面的突破和创新：1）解决了Richardson–Lucy反卷积应用到生物成像中的噪声和先验知识问题，拓展了它在生物成像中的实际应用；2）利用稀疏结构光超分辨成像在活细胞中实现了同时高时空分辨率长时程成像；3）方法具有普适性，可以广泛用于宽场成像和其它超分辨成像技术，提高这些成像方法的分辨率。目前发展的Sparse-SIM主要是基于二维结构光 (2D-SIM) 系统，实现了活细胞中空间分辨率60nm、时间分辨率564Hz、成像时间1小时以上的超分辨成像。这是目前活细胞成像中同时具有的最高时空分辨率。其空间分辨率可与非线性SIM相媲美，但是时间分辨率更高，成像设备上的复杂程度也相对要低一些。将来Sparse-SIM技术也有望能用于三维结构光成像，尽管受限于3D-SIM成像方法本身成像的时间分辨率会有所下降。总之，Sparse-SIM技术同时具有高的时间和空间分辨率，其在活细胞成像中的应用有望带来诸多生物学中的重要发现。尤其重要的是，稀疏解卷积技术框架适用于目前多数荧光显微镜成像方法，并将这些成像的空间分辨率提升了近两倍，将大大促进这些荧光成像方法的发展和它们在生物学中的广泛应用。刘兴国（中科院广州生物医药与健康研究院）以SIM、STORM/PALM、STED为代表的的超分辨成像技术，成功突破了光学衍射极限，极大推动了亚细胞结构和细胞器互作动态等微观结构研究，获得了2014年诺贝尔化学奖。然而超分辨成像技术在时间分辨率和空间分辨率上难于获得同等提高——在超分辨成像技术中，SIM技术具有最好的时间分辨率，然而空间分辨率也是3种主流技术中最低的，缺乏对100nm以下尺度的亚细胞器结构的解析力。在充分利用SIM技术的时间分辨率的基础上，如何提高空间分辨率是一个重要的研究方向。北京大学陈良怡团队与哈尔滨工业大学李浩宇教授在Nature Biotechnology 杂志报道最新开发的Sparse deconvolution算法，并成功结合SIM技术开发出Sparse-SIM，在时空分辨率上成功将SIM技术的空间分辨率从110nm提高到60nm，同时保持毫秒级的时间分辨率。同时，陈良仪团队研究显示，本技术同样可以提高SD-SIM、STED等超分辨技术的轴向分辨率，甚至可以使普通宽场显微镜获得更好的信噪比。这一精彩的工作不但是领域的重要技术进展，而且具有广阔的应用空间。 陈良怡团队之前的工作，在硬件和软件水平挖掘SIM技术的时空分辨率，成功开发了高时空分辨率的Hessian SIM技术；本次研究再次在软件算法上取得突破，进一步推动了SIM技术在活细胞超分辨成像在时空分辨率的极限。应用Sparse-SIM技术，同时检测了核孔复合物结构、网格蛋白（clathrin）动态、溶酶体和内质网相互作用、内质网对线粒体内嵴动态的调控等重要过程，显现出Sparse-SIM强大的应用能力和应用前景。如何易于操作的提高超分辨成像技术的时空分辨率是亚细胞器结构和动态研究方面的一个重要方向，Sparse deconvolution算法或者Sparse-SIM提供了一个重要的生命科学研究工具，去探索更微观的生命科学过程。参考文献[1] Weisong Z, Shiqun Z, Liuju L, et al. Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy [J]. Nature biotechnology, 2021: DOI: https://doi.org/10.1038/s41587-021-01092-2.[2] Huang X, Fan J, Li L, et al. Fast, long-term, super-resolution imaging with Hessian structured illumination microscopy [J]. Nature biotechnology, 2018, 36(5): 451-459.[3] Gu L, Li Y, Zhang S, et al. Molecular resolution imaging by repetitive optical selective exposure [J]. Nature Methods, 2019, 16(11): 1114-1118.[4] Szymborska A, Marco A d, Daigle N, et al. Nuclear pore scaffold structure analyzed by super-resolution microscopy and particle averaging [J]. Science, 2013, 341(6146): 655-658.[6] Ornberg R L, Reese T S. Beginning of exocytosis captured by rapid-freezing of Limulus amebocytes [J]. The Journal of Cell Biology, 1981, 90: 40 - 54.[7] Schulz O, Pieper C, Clever M, et al. Resolution doubling in fluorescence microscopy with confocal spinning-disk image scanning microscopy [J]. 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华为手机上的仪器：“显微镜”10月8日消息，根据美国商标和专利局近日公示的技术专利，华为公司获得了一项手机显微镜技术专利，镜头与被拍摄物体的距离保持0.5毫米左右，可以放大20-400倍。OPPO 此前曾在Find X3 Pro 手机中引入了“显微镜”功能，可以实现60 倍放大。华为公司于2021年提交了这项专利申请，提供了更丰富的显微镜应用场景。华为提交该专利期间仍处于疫情期间，在专利描述中特别介绍了识别拍摄对象细菌数量、提供卫生建议等等。在此简要介绍下该专利原理如下：电子设备上配有2个基础组件，一个是普通相机，而另一个是微距相机，该微距相机采用平场消色差微型物镜，光学分辨率为2.Math.m。1. 首先常规相机拍摄：该相机可识别物体的场景和类别，在示例中可以区分食物、手或餐桌。2. 再使用微距相机（Microscopic Camera）进行微观拍摄：接下来相机需要切换到显微镜模式，拍摄此前照片场景中的某个物体。显微镜模式的作用是揭示此前图像中的微观信息，可以显示细菌的种类和数量情况，这种微观视图为了解物体的卫生状况提供了宝贵的见解。3. 判断卫生情况：设备会根据普通摄像头的场景信息和显微摄像头的微观信息进行综合分析，此步骤对于准确确定物体的卫生状况至关重要。4. 智能提示：该技术可以通过文本、语音、振动或指示器等方式提供相关信息，详细描述对象的卫生情况，并提供改进和适当的卫生措施建议等等。华为在专利中还概述了多个应用场景：食品安全保证：您在家准备晚餐，可以用于确保要切的蔬菜是干净的。厨房用具维护：可以关心厨房用具的清洁度，例如咖啡机或微波炉。个人卫生评估：可以确保个人卫生，尤其是手部清洁。餐桌清洁度：您正在举办晚宴，并希望确保您的餐桌一尘不染。儿童玩具检查：您关心孩子玩具的清洁度。宠物卫生监测：您希望确保宠物生活空间的清洁度。遥遥领先，很快华为用户就能使用上一台最高能放大400倍的手机显微镜了。如此便携的神奇仪器，列文虎克老兄也得羡慕的“流口水”吧？超级便携的手机光谱仪法国公司GoyaLab推出了一款可以将任何智能手机或平板电脑变成超紧凑且功能强大的手持式光谱仪的设备GoSpectro，它的价格只有400多美元。简单来说，GoSpectro是一只可以安装在手机镜头上的分光镜。但是手机装上配套的APP后，二者就合体为一台紧凑却功能强大的便携式光谱仪。GoSpectro在整个可见光范围(400 nm-750 nm)上都很灵敏，光谱分辨率小于10nm，再现性为1nm。这种革命性的器件能够以紧凑性对光源进行光谱表征以及发射、透射或反射的测量光谱。它是在不同设置下和不同场景下测量光谱的理想伴侣，特别是在野外、户外等环境下更为适用。应用场景：珠宝行业：免提分析 纳米尺度测量 宝石分析、储存以及数据导出 无人眼疲劳检测。物证鉴定：便携式阅读器防伪标签(荧光墨水)、证物的实时验证。……虽然GoSpectro的参数及应用还远远比不上实验室中常见的光谱仪，但他的出现似乎在向这个世界宣告：科学仪器的手机时代已经来临。可以嵌入手机的光谱传感器在华为“显微镜”和GoSpectro光谱仪走入大家视野的同时，来自埃因霍芬理工大学（Technische Universiteit Eindhoven，以下简称：TU/e）的研究团队开发了一种新型近红外（NIR）光谱传感器，该传感器易于制造，并且尺寸与智能手机中的传感器相当，可用于工业过程监测及农业相关应用。这一突破性的研究成果已发表于Nature期刊。TU/e团队 图源Mantispectra官网“这项开发成本很低，因为我们可以批量生产众多传感器，并且目前已做好开展实际应用的准备。”该研究的共同第一作者、TU/e应用物理系光子和半导体纳米物理研究组的博士研究员Kaylee Hakkel说道，“该传感器芯片尺寸很小，甚至未来可以嵌入智能手机中。”图源Mantispectra官网这项研究的共同第一作者Maurangelo Petruzzella表示：“我们现在有基于该项技术的完整开发套件——SpectraPod，很多公司和研究团队利用它来构建应用程序。最棒的是，该传感器未来甚至可以在智能手机中普及，这意味着人们可以在家里用它来监测食物质量或健康状况。”开发套件SpectraPod 图源Mantispectra官网相比“手机外设”GoSpectro光谱仪，TU/e的芯片更趋近于“手机即仪器”理念的实现。“便携”是科学仪器行业近些年来公认的发展趋势之一，色谱、光谱、质谱等仪器的便携版已屡见不鲜。同时，随着传感器技术的发展，“便携仪器”的定义范围也在无限缩小。相信有一天，我们一定会见到更多品类手机仪器的诞生。

在近日举行的首届“大走廊杯”中国杭州博士后科创精英赛总决赛中，杭州师范大学物理学院杨泽超教授团队带来的项目“高时空分辨变温扫描隧道显微镜的研发与制造”从来自美国、英国、德国等13个海外国家和北上广深等30余个城市的300多个青年博士后团队中脱颖而出，得到不少科研人员和投资者的关注。首届“大走廊杯”中国杭州博士后科创精英赛总决赛现场要实现弯道超车、跨越发展，科学研究就要更具前瞻性一位创投公司高级投资总监表示:“我很看好这个项目，觉得这个产品应用范围很广，而且有较高的技术壁垒，他们把分辨率做到了原子级。同时，此仪器还能对原子的运动过程进行毫秒级的实时捕捉。”物理学院杨泽超教授据悉，扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，STM）是一种空间分辨率可以达到原子量级的微观探测工具，它能使人类直接地观察到物质表面的单个原子及其排列状态，并且能够研究其相关的物理、化学性质，因此在表面科学、材料科学、生命科学等领域得到了广泛应用。杨泽超介绍，表面纳米结构在不同温度条件下表现出不同的物理化学性质，而扫描隧道显微镜因具有原子分辨率实空间成像能力，尤其适合用来研究这类材料的表面物性。但同时表面结构动力学过程通常发生在毫秒或微秒的时间尺度。因此，在变温条件下工作的同时具有高时间分辨率的扫描隧道显微镜已经成为世界上很多研究小组的研究项目。“目前基于超高真空环境的扫描隧道显微镜已经高度商品化，尤其是德国和日本公司的产品占据市场的统治地位。但是兼具高时空分辨的变温快速扫描隧道显微镜国内外尚未出现成熟商品化产品。”杨泽超瞄准了这个空白， 2016年在德国马普学会弗里茨-哈伯研究所开展博士后研究工作时，将精力和重心放在高时空分辨变温扫描隧道显微镜的研发与制造上。他说，要实现弯道超车、跨越发展，科学研究就要更具前瞻性。“光搭建这个显微镜设备就花了2年时间，如果算上前期研发设计，总共花了6年。我们每周工作70个小时以上，无论酷暑还是严寒，我们都坚守在实验室内，紧盯测试过程，饿了就几顿并作一顿，累了就趴在桌子上休息。”回忆起研发历程，作为团队核心成员的杨泽超非常感慨，“六年磨一剑，不仅要坐得住冷板凳，还要有不惧困难的勇气。下一步我们将继续优化仪器的软硬件设计，提高仪器操作的便捷性。”个人价值和国家需要相结合，是很有成就感的事2021年，在德国求学生活已过十年的杨泽超，做出了一个决定，结束自己的海外生涯，正式归国。他带着“高时空分辨变温扫描隧道显微镜的研发与制造”项目加入物理学院。“我们不仅针对性解决了传统扫描隧道显微镜在快速扫描时图像畸变和快速慢速扫描不易切换等硬件方面的问题，而且自主研发的扫描头和快速扫描控制系统，在保有原子分辨率的前提下可以达到120帧/秒的成像速率。可以系统地研究不同覆盖度下氧原子在 Ru(0001) 表面的扩散运动机制。仪器的工作温度范围也扩展到了（200-1000 K）。这套设备将成为研究纳米材料‘时间-结构-性质’构效关系的理想科研仪器，为表面物理和化学的研究提供更多的实验手段，在原位实时实空间研究表界面原子扩散、薄膜材料生长和化学反应等领域均具有重要意义。” 杨泽超自豪地介绍道，“作为杭师大的老师，我不仅想让这个项目在祖国落地，更想在我工作生活的杭州有所作为，能将个人价值和国家需要相结合，是很有成就感的事。”目前杨泽超已将他研发的高时空分辨变温扫描隧道显微镜放置在学校实验室内。“作为一名教师，除了基础的教学，我也想通过自己研发扫描隧道显微镜的经历引导学生了解前沿的技术动态和趋势，带给学生更多的启发。” 他动情地说，“物理学作为基础学科，对于国家的现代化建设和产业升级具有重要的推动作用，我愿为培养这样的基础学科人才而继续努力。”