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连续变倍体视显微镜

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连续变倍体视显微镜相关的资讯

  • 体视显微镜的创新点及在大健康市场领域的应用
    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
  • Lynx EVO无目镜体视显微镜荣获2016年度Microscopy Today创新大奖
    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
  • 250万!湛江湾实验室细胞生物学共享平台正置荧光显微镜、体视荧光显微镜等设备采购项目
    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。
  • 125万!哈尔滨师范大学体式荧光显微镜等采购项目
    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
  • 北京师范大学珠海校区预算139.5万元购买双目体视显微镜等多台仪器
    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
  • 564万!海关总署2022年动植检能力提升体式显微镜采购项目
    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。
  • 通过SXZ 10体式显微镜提高检测质量,保证团队的工作效率
    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。”
  • 仲恺农业工程学院预算139.54万元采购电动体视荧光显微镜、凝胶成像系统等仪器
    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)
  • 陈良怡/李浩宇合作团队发明:稳定提升荧光显微镜2倍分辨率
    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。
  • SZX-AR1增强现实体式显微镜系统在医疗器械行业中的应用
    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。
  • 连续两台落户!基于NV色心的超分辨量子磁学显微镜,近期再发高水平期刊
    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
  • 488万!BD、徕卡等中标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
    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
  • 经验分享:透射电子显微镜应用领域及样品制备方法
    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。
  • 351万!自然资源部第二海洋研究所“显微镜设备”采购项目
    项目编号:0625-22212640项目名称:自然资源部第二海洋研究所“显微镜设备”采购项目预算金额:351.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):315.9000000 万元(人民币)采购需求:招标内容货物名称数量用途分项限价(万元)是否允许采购进口产品简要技术规格显微镜设备智能FISH荧光原位杂交系统1台科研67.5是用于海洋生物遗传学研究全电动体视显微镜1台科研40.5是高分辨率、高反差,电动光学变倍技术,智能控制调焦变倍,航天级材料的Z轴格栅,1.0× 平场复消色差荧光物镜,双支光纤照明器、环形光照明器、透射光反射光两用底座,原厂同品牌彩色数码冷CCD。全电动体视荧光显微镜1台科研45是连续变倍、大视野、长工作距离(电动连续变倍16:1);大视野高荧光亮度,可获得10倍于常规体视显微镜的荧光强度,荧光滤光块转盘含4个滤光块; 智能、高精度电子变焦。可实现对荧光样品光学切片的图像效果。高倍体视镜1台科研18是数值孔径、分辨率、放大率、焦深、视场宽度、工作距离、覆盖差等高倍显微镜2台科研14.4是物镜放大倍率,×4,×10,×20,×40,×100,目镜×10。工作环境:+0~60℃扫描电子显微镜1台科研108是放大倍率:×5-×300000,分别率:3.0nm(30kV*1)、4nm(20kV)、8nm(3kV)、15nm(1kV)正置荧光显微镜1台科研22.5是物镜放大倍率,×4,×10,×20,×40,×100,目镜×10。光路:普通光路,紫外线,蓝光,绿光三色发光系统▲注:本项目投标人须对本招标文件中的所有产品进行投标。 合同履行期限:合同签订后6个月内本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 如何选择一台适合自己的显微镜——显微镜的种类选择
    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。
  • 体积分辨率提高10倍!吴一聪等《自然》发文报道共聚焦显微镜新突破
    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
  • 中科院成功研制激光扫描实时立体显微镜
    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)
  • 南京理工研制无透镜显微镜 成本降百倍 已开展商业化合作
    p  南京理工大学学生团队研制出新型无透镜全息显微镜,这种中国人自己的新一代显微镜打破国外在该领域的垄断,成本仅为同类产品的百分之一!br//pp  据南京理工大学官微消息,在第五届“互联网+”大学生创新创业比赛获金奖的队伍中,一支来自南京理工大学电光学院的学生团队strong研/strongstrong制出的新一代无透镜全息显微镜 /strong。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 386px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/3524107b-4ffc-4b28-8fb9-e5101b28a382.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="450" height="386" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/d4ba7539-616b-4805-8650-15fd7cc1ca01.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg" width="450" height="254" border="0" vspace="0" style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 254px "//pp style="text-align: left "span  /span观察细胞通常需要染色标记,无法同时实现大视场、高分辨观测,体积庞大、成本高昂,是当今显微镜存在的三大痛点。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/14ee853c-da52-4067-98d2-5a3836d97902.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg" width="450" height="485" border="0" vspace="0" style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 485px "//pp  该团队则突破痛点 ,创造出中国人自己的新一代显微镜。span style="text-align: center " /spanspan style="text-align: center " /span/pp  新华社报道称,这种新一代无透镜全息显微镜打破国外在该领域的垄断,成本仅为同类产品的百分之一 。/pp  strong中国人自己的新一代显微镜/strong/pp  strong有多厉害?/strong/pp  “CyteLive”是该团队研发出的新一代无透镜全息显微镜,不仅可以内置于培养箱,还是目前唯一 能够同时实现非染色、大视场、高分辨、长时间连续观察的显微镜产品,且售价远低于 进口产品。/pp  “由于细胞是无色透明的,所以通常需要将细胞染色标记再观察。然而,这将损害甚至是杀死细胞,难以实现长时间连续观测。”团队负责人、电光学院博士研究生卢林芃说道。/pp  团队利用定量相位成像技术,使CyteLive可以在无需对细胞进行任何染色标记的前提下,实现长达数天的连续观测,不仅细胞细节清晰可见,还能准确还原其三维影像,可谓“360度全方位无死角” 。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/1d944d2e-2443-4b71-ba19-7e2c61d0addb.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg" width="450" height="273" border="0" vspace="0" style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 273px "//pp style="text-align: center "  span style="color: rgb(0, 176, 240) "卢林芃在全国三强争夺赛/span/pp  卢林芃介绍,传统显微镜镜头受到“物镜比例法则”的制约,大视场和高分辨率不可兼得。“CyteLive”抛弃了传统显微镜的光学镜头,只保留光源和传感器,实现了小型化和轻量化,单手即可托起 。/pp  “strong它的体积仅有传统显微镜的0.8% ,/strong可直接放在细胞培养箱里进行活细胞箱内观察。”/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 338px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/44074baf-fcc5-4c06-9933-d1a65b7cc0de.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg" width="450" height="338" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "  span style="color: rgb(0, 176, 240) "卢林芃在全国三强争夺赛前一个人练习/span/pp  CyteLive去除了复杂的机械调焦装置,通过先进的计算成像算法,把样品聚焦图像“算”出来,借助自适应超分辨成像技术,成像分辨率可突破至像素尺寸的三分之一,没有物镜却可以实现20倍物镜的成像水平。/pp  strong无透镜成像技术造就了CyteLive超大的成像视场 ,单幅图像高达一亿像素,视场是传统显微镜的200倍 ,可同时观测10万个血细胞。/strong/pp style="text-align: center "img alt="" src="http://pic.rmb.bdstatic.com/5e074dcd0acc8950670a98d073aaf4109893.gif" width="600" height="427"//pp  这是CyteLive观测到的海拉细胞(宫颈癌细胞),单幅图像一亿像素,获得的视场是传统显微镜的200倍/pp strong 据了解,目前,该型显微镜已经应用于江苏省人民医院、先声药业等机构。团队也与苏州飞时曼、江南永新等国内显微镜企业达成合作,实现商业化落地。/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/8d0a923b-73bc-4212-b530-f6b45502acea.jpg" title="7.jpg" alt="7.jpg"//pp  对未来市场的进一步探索,团队满怀信心:“我们坚信,通过我们的不懈努力,不远的将来,中国制造的高科技显微镜也能在全世界大放异彩! ”br//p
  • 公司新闻:北京佰司特中标中标浙江大学的超快速高分辨大分子互作显微镜项目
    北京佰司特贸易有限责任公司中标浙江大学的超快速高分辨大分子互作显微镜项目 公司新闻:北京佰司特贸易有限责任公司成功中标浙江大学的超快速高分辨大分子互作显微镜项目。项目编号:QSZB-Z(H)-A22417(GK)项目名称:超快速高分辨大分子互作显微镜 超快速高分辨大分子互作显微镜用来在溶液下对生物大分子(蛋白、DNA、RNA、病毒等)、细胞等进行高速高分辨三维成像,测量分子与分子之间的相互作用力,特异性生物大分子的构象识别。1. 工作条件:1.1 适于在电源 220V(10%)/50Hz、气温摄氏+15℃~+30℃和相对湿度小于 70% 的 环境条件下运行能够连续正常工作。1.2 配备基础防尘条件,避免光学元件受到污染2. 技术规格:2.1 超快速高分辨大分子互作显微镜2.1.1 生物大分子或者待检测物质无需特殊标记,即可在液体或大气环境下实时进行成像观测。成像分辨率不低于2nm。▲2.1.2 检测模式: 扫描管移动扫描的轻敲模式,多种成像模式共同探测。2.1.3 探测所需探针需适合生物大分子,尤其是蛋白质或者DNA。探针弹性系数不大于0.1 N/m;曲率半径不大于10nm;共振频率400-600kHz(液体环境下)。▲2.1.4 用于生物大分子的标准扫描管扫描模式:最高扫描成像速度能达到 20 帧/秒,线扫速度不小于1500line/秒;扫描尺度不小于500nm×500nm(XY方向),300纳米(Z方向)。(需要有相关数据支撑。未提供或不符合要求的视为本项负偏离)2.1.5 配备细菌对光反射所需的紫外光学系统。2.1.6 用于活细胞成像超大尺度扫描模式:高扫描成像速度不小于 0.1帧/秒,扫描尺寸不小于 30微米×30微米(XY 方向),1.2微米(Z方向)。2.1.7 样品台扫描,XYZ三轴扫描台独立控制,满足高速扫描需求。▲2.2 具备动态PID反馈,实时调整增益。2.2.1 悬臂探针自动漂移校准,适用于长时间样品观测。2.2.2 频谱放大器:差分频谱放大器,傅里叶变换分析系统确保信号准确2.2.3 具备主动扫描驱动漂移校正系统2.2.4 具备PID控制模块,可驱动压电位移台实时反馈。2.3 专用微流控模块:可快速替换样品池中的组分,以改变其成分及 pH值;2.4 加热模块:室温至50℃连续可调;2.5 紫外光学系统:可以将紫外光整合导入到原子力显微镜的扫描探针部位。2.6 减震系统:宽带阻尼结构工作桌面,可消除表面共振;尺寸≥0.7m*0.7m,负载≥100 kg; 固有频率:垂直:1.0~2.0Hz 水平:1.0~2.0Hz;振幅:1(um); 2.7 仪器采集软件系统:可实时观测采集数据2.8 操作台主机:主机配置不低于Intel Core# i5处理器;一个256GB SSD硬盘;一个2TB的HHD硬盘;16GB内存;27寸显示器,分辨率2560*16002.9 数据分析软件系统2.9.1 2D/3D 数据分析▲2.9.2 可导出原始数据和分析得到的视频数据。3.产品配置要求: 3.1 超快速高分辨大分子互作显微镜 1套3.2 标准成像模块 1套3.3 超大尺度扫描模块 1套3.4 防震台 1套3.5 成像用探针 20根3.6 配套工作站及软件 1套 2022 年 12 月 16 日 北京佰司特贸易有限责任公司 (https://www.best-sciences.com):类器官串联芯片培养仪-HUMIMIC;单分子质量光度计-TwoMP;灌流式细胞组织类器官代谢分析仪-IMOLA;光片显微镜-LSM-200;超高速视频级原子力显微镜-HS-AFM;蛋白质稳定性分析仪-PSA-16;全自动半导体式细胞计数仪-SOL COUNT;农药残留定量检测仪(台式)—BST-100;农药残留定量检测仪(手持式)—BST-10A;蓝光/绿光LED凝胶成像;台式原子力显微镜-ACST-AFM;微纳加工点印仪-NLP2000/DPN5000;
  • 华为手机显微镜专利曝光:最高 400 倍、可分析菌落种类和数量
    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。
  • 专家点评NBT| 陈良怡/李浩宇合作团队发明计算超分辨图像重建算法,稳定提升荧光显微镜2倍分辨率
    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]. PNAS, 2013, 110(52): 21000-21005.[8] Sun D-E, Fan X, Shi Y, et al. Click-ExM enables expansion microscopy for all biomolecules [J]. Nature Methods, 2021, 18: 107–113.[9] Hell S W, Wichmann J. Breaking the diffraction resolution limit by stimulated emission: stimulated-emission-depletion fluorescence microscopy [J]. Optics Letters, 1994, 19(11): 780-782.[10] Zong W, Wu R, Chen S, et al. Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane and long-term brain imaging [J]. Nature Methods, 2021, 18(1): 46-49.
  • 2014诺贝尔化学奖“催熟”中国超分辨率光学显微镜市场
    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
  • 美德科学家因超分辨率荧光显微镜获诺贝尔化学奖
    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。
  • 中国高端仪器取得突破,光学显微镜的分辨率提高到60纳米!
    显微镜是重要的科学仪器,显微镜的诞生,拓宽了人类的眼界,带领人类进入微观世界。利用显微镜,人类可以看到细胞机构、微生物、材料的微观机构等,在此基础上进行研究和分析,从而产生大量发明和发现,推动了科学的发展。自显微镜发明以来,科学家们不断提升显微镜的性能,新技术层出不穷,更强大的显微镜能够进一步提升科技水平。由于显微镜对科学有着重大贡献,显微镜领域的多项重大发明都获得了诺贝尔奖。1953年,荷兰人弗里茨塞尔尼克因因相衬显微技术而获得了诺贝尔物理学奖。1986年,德国人恩斯特鲁斯卡作为透视电子显微镜的发明人,获得了诺贝尔物理学奖。1986年,德国人格尔德宾宁和荷兰人海因里希罗雷尔研制出扫描隧道显微镜,获得了诺贝尔物理学奖。2014年,美国人艾力克贝齐格、美国人莫尔纳尔和德国人斯特凡赫尔凭借超分辨荧光显微镜,获得了诺贝尔化学奖。2017年,瑞士雅克杜博歇、德国人约阿希姆弗兰克、英国理查德亨德森研发出低温电子显微镜,获得了诺贝尔化学奖。其中超分辨荧光显微镜的出现,使得光学显微镜进入纳米级尺度。现在,中国研究团队进一步提升光学显微镜的性能,在光学超分辨显微成像技术领域取得突破性进展。哈尔滨工业大学仪器学院和北京大学未来技术学院合作,在低光毒性条件下,把结构光显微镜的分辨率从110纳米提高到60纳米,该显微镜是目前活细胞光学显微成像中分辨率最高的超分辨显微镜,并实现564帧/秒、成像时间达到1小时以上。中国团队提出了一种计算显微成像算法,可以突破光学衍射极限,加上荧光成像的前向物理模型以及压缩感知理论,同时结合稀疏性与时空连续性的双约束条件,开发出稀疏解卷积技术,提高了时空分辨率和频谱,从而研发出超快结构光超分辨荧光显微镜系统。这项技术适用于大多数荧光显微镜成像系统模态,能够实现近两倍的稳定空间分辨率提升,将在生物科学领域发挥重大作用。麦克奥迪、舜宇光学科技、永新光学和广州晶华光学是目前国内光学显微镜市场份额排名靠前的企业,均为中国企业。但国内高端光学显微镜市场主要被徕卡、蔡司、尼康、奥林巴斯等国外企业占据。随着中国光学显微镜实力不断提升,中国企业有望改变高端光学显微镜市场竞争格局。结语中国通过引进和吸收国外技术,取得了巨大进步,想要进一步提升国家竞争力,就必须自主创新,自主创新需要从基础研究做起,而基础研究离不开科学仪器,研制科学仪器就是打好发展基础。
  • 广州明慧|显微镜相机的安装、应用及使用方法
    今天广州明慧和大家分享的是关于显微镜相机的安装、应用及使用方法。作为一家专业生产与研发显微镜相机的工厂,我们深知显微镜相机在科学研究和医学领域的重要性。因此,我们致力于为客户提供最优质的显微镜相机和相关软件。首先,让我们来了解一下显微镜相机的摄像头软件安装。我们的显微镜相机摄像头软件安装非常简单,只需按照说明书上的步骤进行操作即可。显微镜数码相机MHC600我们的显微镜相机的优势在于要求出色的荧光成像应用中获得广泛认可,适用于荧光显微镜。我们的显微镜相机可以与荧光显微镜配合使用,拍摄高质量的荧光图像,具有高灵敏度和低噪声的特点,可以轻松捕捉到非常微弱的荧光信号,在黑暗的环境下也可得到高亮度的照片。除了显微镜相机,显微镜制冷相机能够在低温下观察样品,从而提高数据的准确性和可靠性。有效减少样品的热噪声,提高图像的清晰度和分辨率。三目倒置荧光显微镜接相机MHS900除了适用于荧光显微镜的相机外,我们还提供显微镜拍照软件。MingHui显微成像软件可以处理粉末、颗粒、物体表面、材料裂纹、液体成分和含量、农作物和病虫害分析、零部件尺寸测量以及组织细胞形态学等任务。此外,该软件还支持金相显微组织和晶粒度分析,以及化学工业中反应物和粒子的形态分析。MingHui显微成像软件可以支持多种操作系统,包括Windows、Mac和Linux等;支持多种语言,方便客户在不同国家和地区使用。可以让用户轻松地拍摄高质量的显微镜图像,支持多种拍摄模式,包括单张拍摄、连续拍摄和时间-lapse拍摄等。此外,也支持图像处理和分析,可以帮助用户更好地理解和研究样本。显微镜相机软件显微镜相机摄像头适配显微镜型号作为一家专业生产与研发显微镜相机的工厂,我们致力于为客户提供最优质的显微镜相机和相关软件,显微镜相机摄像头软件安装非常简单,支持多种操作系统和语言。相机适用于生物显微镜、荧光显微镜、倒置显微镜、金相显微镜、偏光显微镜和体视显微镜,具有高灵敏度和低噪声的特点。MingHui显微成像软件可以让用户轻松地拍摄高质量的显微镜图像,并支持图像处理和分析。如果您有任何关于显微镜相机的需求,随时可以联系我们。谢谢!
  • 杨泽超:6年时间,研发高时空分辨变温扫描隧道显微镜
    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。”
  • 超分辨显微镜研究获进展
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "中国科学院上海高等研究院宏观量子中心研究员王中阳课题组和中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学实验室研究员韩申生课题组合作,首次提出利用鬼成像方法加快超分辨率荧光光学显微镜的成像速度。新方法有望捕获细胞内以亚毫秒速度发生的生物过程。相关研究成果以Single-frame wide-field nanoscopy based on ghost imaging via sparsity constraints 为题发表在美国光学学会刊物OPTICA上(DOI: 10.1364 / OPTICA.6.001515),并被美国光学学会(The Optical Society, OSA)作为高影响研究工作在发表的同时同步向媒体进行宣传推广。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "超分辨光学显微技术通过克服光的衍射极限来实现纳米级的分辨率。尽管传统超分辨显微镜可以定位细胞内单个分子,并构建超分辨图像,但在活细胞中却很难使用,因为重建图像需要成百上千帧——这个过程太慢,无法捕捉快速变化的动力学过程。为了解决这个问题,该研究团队将随机相位调制器加入到荧光显微镜中实现荧光信号的编码,并结合鬼成像技术与随机测量压缩感知方法,大幅度提高图像信息获取效率,数量级地减少重构超分辨图像所需的采样帧数。研究结果表明,在高标记密度下只需要通过单帧荧光图像的采样就可实现80nm分辨率的超分辨光学成像。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "此外,研究的新方法还与2014年诺贝尔奖三大超分辨率技术之一的随机光学重建显微镜(STORM)相结合,将STORM的采样帧数减少了一个数量级以上。研究结果显示成像一个60nm的环,该方法只用10帧图像就可以重构图像,而传统的STORM方法需要多达4000帧图像才能达到同样的效果。该方法还实现用100帧图像分辨40nm标尺。并且研究的超分辨成像显微镜不需要高的照明强度,这有助于减少光漂白和光毒性,有利于长时间的动态生物过程和活细胞成像研究。因此这项创新技术有望在生物、医学等超分辨显微成像研究领域得到广泛的应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "文章的第一作者是上海高研院博士研究生李文文。该工作受到国家重点研发计划(“数字诊疗装备研发”专项)的资助。 /pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 516px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/bdc8a826-986f-499a-b428-d54bb5a2570c.jpg" title="显微镜装置示意图与重构结果.jpg" alt="显微镜装置示意图与重构结果.jpg" width="600" height="516" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "图:显微镜装置示意图与重构结果/p
  • 超高分辨率显微镜:显微镜发展史上的新突破
    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
  • 显微镜放大千倍的北京霾颗粒吓人(图)
    3月23-27日,北京连续雾霾,污染不断加重,在27日,AQI指数长时间维持在400上下。空气中细小的霾颗粒到底是什么样子呢?网友@张超_摇光通过显微镜将霾颗粒放大1000倍后,发现他们形状各异,有复合体,有生物颗粒,有矿物质的,看上去触目惊心。  微博原文:&ldquo 给戴口罩的人们,给在户外奔忙的人们:这是今天一天收集的的北京雾霾颗粒,有复合体,有生物颗粒,有矿物质的,各种各样。显微镜1000倍(目视)拍摄,最后一张是250倍拍摄。&rdquo
  • 遥遥领先!从华为“显微镜”看手机和科学仪器的“合体”
    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。
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