数字扫描显微成像系统

[b][font=宋体][color=black]【序号】：１[/color][/font][font='微软雅黑',sans-serif][color=black][/color][/font]【作者】：[b][b]杨欣[/b][/b][/b][font=&]【题名】：[b][b][b]基于共振扫描的显微成像技术及系统研究[/b][/b][/b][/font][font=&]【期刊】：cnki[/font][b][color=#545454]【链接]: [url=https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CDFD&dbname=CDFDLAST2016&filename=1015712320.nh&uniplatform=NZKPT&v=g8fPyqfSNBIZFLi6JV5IjwK9gKCSBCEvUuN3dTxvKpYlXKEQlXfSHL3OoehSZY07]基于共振扫描的显微成像技术及系统研究 - 中国知网 (cnki.net)[/url][/color][/b]

[b][font='Microsoft YaHei', 宋体, sans-serif]【序号】：１[/font]【作者】：[/b][font=&][size=12px][color=#1c1d1e][b][b]魏通达[/b][/b][/color][/size][/font][font='Microsoft YaHei', 宋体, sans-serif][b][b][/b][/b][/font][font=&]【题名】：[/font][b][b][color=#333333][b][font=&][color=#032d2c][b]共聚焦激光扫描光学显微成像关键技术研究[/b][/color][/font][/b][/color][/b][/b][font=&]【期刊】：[/font][font=Arial][font=&][size=12px]CNKI[/size][/font][/font][font='Microsoft YaHei', 宋体, sans-serif][color=#545454][b]【链接】：[url=https://link.springer.com/book/10.1007/978-0-387-45524-2]共聚焦激光扫描光学显微成像关键技术研究 - 中国知网 (cnki.net)[/url][/b][/color][/font]

一、前沿2009年10月6日，瑞典皇家科学院宣布，将2009年诺贝尔物理学奖的一半授予美国科学家威拉德• 博伊尔和乔治• 史密斯，因为他们于1969年发明了半导体集成电路成像技术,CCD感应器。经过四十年的发展，CCD技术由实验室逐步走向了市场，具有越来越广阔的应用。CCD数码成像对摄影产生了革命性的影响。在感光胶片之外，人们可以通过电子电路捕捉图像，这些以数字形式存在的图像更加易于处理和分发。数字图像已经成为许多研究领域中不可替代的重要工具。数码成像技术应用到显微镜上，以替代以往的胶卷拍摄，现在已经广泛应用了。以前我们用胶卷来进行显微拍摄，要等一卷拍完，冲洗出来才能确定拍摄的图像是否清晰，如果拍摄的图像不理想，而显微观察的样品又失效了，就需要重新制作样品，给研究工作带来很大的不便，而现在使用显微数码相机来拍摄显微图像，所见即所得，当时就是保存处理，甚至统计分析，极大的提高了工作效率。二、显微数码成像系统的组成显微数码成像系统包括CCD/CMOS专业相机，图像采集处理软件，显微镜接口，数据传输线等，其中最核心的设备是CCD和CMOS图像传感器，前者由光电耦合器件构成，后者由金属氧化物器件构成。两者都是光电二极管结构感受入射光并转换为电信号，主要区别在于读出信号所用的方法。CCD(Charge Coupled Device ，感光耦合组件)上感光组件的表面具有储存电荷的能力，并以矩阵的方式排列。当其表面感受到光线时，会将电荷反应在组件上，整个CCD上的所有感光组件所产生的信号，就构成了一个完整的画面。CCD的结构分三层 ，第一层“微型镜头”“ON-CHIP MICRO LENS”，这是为了有效提升CCD的总像素，又要确保单一像素持续缩小以维持CCD的标准面积，在每一感光二极管上(单一像素)装置微小镜片。CCD的第二层是“分色滤色片”，目前有两种分色方式，一是RGB原色分色法，另一个则是CMYG补色分色法。原色CCD的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。第三层：感光层，这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并将信号传送到影像处理芯片，将影像还原。数码成像的核心器件除CCD,现在越来越多的使用CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性氧化金属半导体，CMOS和CCD一样同在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS传感器中每一个感光元件都直接整合了放大器和模数转换逻辑，当感光二极管接受光照、产生模拟的电信号之后，电信号首先被该感光元件中的放大器放大，然后直接转换成对应的数字信号。CMOS的优势在于成本低，耗电需求少，便于制造， 可以与影像处理电路同处于一个芯片上，缺点是较容易出现杂点。三 显微镜成像系统相关参数对CCD/CMOS数码成像系统的结构和原理有了一个基本了解后，我们再对成像系统的一些基本参数作一个说明。在实际应用中，很多用户对像素多少很敏感，一上来就提到我要多少万像素的成像系统，其实在专业成像应用中，像素多少只是影响成像的一个因素，还有其他很多指标，包括分辨率，感光器件大小，动态范围,灵敏度，量子效率，信噪比等。感光器件的面积大小是衡量显微成像系统质量的一个重要指标，感光器件的面积越大，捕获的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。当前数码成像系统中较常应用的感光器件规格如下：1英寸（靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm，对角线16mm），2/3英寸， 1/2英寸，1/3英寸，另外有时也用到1/1.8英寸,1/2.5英寸的CCD/CMOS感光器件。 像素是CCD/CMOS能分辨的最小的感光元件，显微数码成像系统的像素由低到高有：45万左右，140万左右，200万左右，300万左右，500万左右，900万像素，甚至还有更高的达到2000万像素以上。一般来说，像素越高，图像分辨率越高，成像也就越清晰，但有时候图像分辨率达到一定程度后，就不是影响成像质量的主要指标了。比如图像分辨率高，噪声也很高时，成像质量也不会很好。暗电流是导致CCD噪音的很重要的因素。暗电流指在没有曝光的情况下，在一定的时间内，CCD传感器中像素产生的电荷。我们在做荧光拍摄的时候，需要的曝光的时候比较长，这样导致CCD产生较多的暗电流，对图像的质量影响非常大。通常情况下通过降低CCD的温度来最大限度的减少暗电流对成像的影响。Peltier制冷技术一般可将CCD温度降低5-30°C，在长时间拍摄或一次曝光超过5-10秒，CCD芯片会发热，没有致冷设备的芯片，“热”或者白的像素点就会遮盖图像，图像会出向明显的雪花点。CCD结构设计、数字化的方法等都会影响噪音的产生。当然通过改善结构、优化方法，同样能减少噪音的产生。显微荧光或其他弱光的拍摄对CCD噪音的降低要求很高，应选用高分辨率数字冷却CCD成像系统，使其能够捕获到信号极其微弱的荧光样品图像，并且能够最大程度的降低噪音，减少背景，提供出色的图像清晰度。所以一般在荧光及弱光观察时需要选择制冷CCD。在显微数码成像过程中，对于荧光及弱光的拍摄，除了制冷降低热噪声外，还可使用 BINNING技术提高图像的灵敏度，BINNING像素合并是一种非常有用的功能，它可被用来提高像素的大小和灵敏度，比如摄像头像素大小为5u,当经过2x2合并后，像素大小为10u，3X3合并后，像素大小为15u, 这是图像的整体像素变少了，但成像的灵敏度可提高9倍。动态范围表示在一个图像中最亮与最暗的比值。12bit表示从最暗到最亮等分为212＝4096个级别，16bit即分为216个级别，可见bit值越高能分出的细微差别越大，一般CMOS成像系统动态范围具有8-10bit, CCD以10-12bit为主，少部分可达16bit。对动态范围进行量化需要一个运算公式，即动态范围值 = 20 log (well depth/read noise)，动态范围的值越高成像系统的性能就越好。量子效率也称像素灵敏度，指在一定的曝光量下,像素势阱中所积累的电荷数与入射到像素表面上的光子数之比。不同结构的CCD其量子效率差异很大。比如100光子中积累到像素势阱中的电荷数是50个，则量子效率为50％（100 photons = 50 electrons means 50% efficiency）。值得注意的是CCD 的量子效率与入射光的波长有关。对显微数码成像系统的参数有了整体认识后，在实际应用中选择合适型号的产品就比较容易了。高分辨率显微数码成像技术在国外已有二十来年的发展历史，产品目前已比较成熟。国外的专业数码产品有多个品牌，比较著名的有德国的ProgRes，美国Roper Scientific的系列产品，另外OLYMPUS、NIKON、LEICA、ZEISS等显微镜厂家也有一些配套的专业数码成像系统 。其中CCD成像系统主要采用SONY及KODRA公司的芯片，因此相关产品性能差别不是很大。国内专业数码成像产品的设计制造时间还不长，但随着配套技术的成熟，100万像素以上的CCD/CMOS专业数码成像产品开始陆续推出，主要的专业厂家有北京的大恒、微视、杭州欧普林，广州明美等企业。北京大恒早期主要研发生产图像采集卡，目前可以量产140万像素的CCD摄像头，130万/200万/320万/500万像素CMOS摄像头，主要用到工业领域。

激光共聚焦扫描显微镜简介一、 激光共聚焦显微镜的基本组成激光扫描共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope LSCM)是20世纪80年代发展起来的一项具有划时代意义的高科技新产品，是当今世界最先进的细胞生物学分析仪器。激光共聚焦显微镜利用激光作为光源，在传统光学显微镜基础上采用共轭聚焦的原理和装置，以及通过针孔的选择和PMT的收集，并带有一套对其所观察到的对象进行数字图像分析处理的系统软件。与传统光学显微镜相比，它具有更高的分辨率，实现多重荧光的同时观察并可形成清晰的三维图象等优点。所以它问世以来在生物学的研究领域中得到了广泛应用。激光共聚焦显微镜主要有四部分组成：1、显微镜光学系统。2、扫描装置。3、激光光源。4、检测系统。整套仪器由计算机控制，各部件之间的操作切换都可在计算机操作平台界面中方便灵活地进行。1.1 显微镜光学系统　　显微镜是LSCM的主要组件，它关系到系统的成象质量。显微镜光路以无限远光学系统可方便地在其中插人光学选件而不影响成象质量和测量精度。物镜应选取大数值孔径平场复消色 差物镜，有利于荧光的采集和成象的清晰。物镜组的转换，滤色片组的选取，载物台的移动调节，焦平面的记忆锁定都应由计算机自动控制。1.2 扫描装置　　LSCM使用的扫描装置在生物领域一般为镜扫描。由于转镜只需偏转很小角度就能涉及很大的扫描范围，图象采集速度大大提高，512×512画面每秒可达4帧以上，有利于那些寿命短的离子作荧光测定。扫描系统的工作程序由计算机自动控制。1.3 激光光源　　LSCM使用的激光光源有单激光和多激光系统。多激光器系统在可见光范围使用多谱线氩离子激光器，发射波长为457nm、488nm和514nm的蓝绿光，氦氖绿激光器提供发射波长为543nm的绿光，氦氖红激光器发射波长为633nm的红光，新的405nm半导体激光器的出现可以提供近紫外谱线，但是小巧便宜而且维护简单。1.4 检测系统　　LSCM为多通道荧光采集系统，一般有三个荧光通道和一个透射光通道，能升级到四个荧光通道，可对物体进行多谱线激光激发，样品发射荧光的探测器为感光灵敏度高的光电倍增管PMT，配有高速12位A/D转换器，可以做光子计数。PMT前设置针孔，由计算机软件调节针孔大小，光路中设有能自动切换的滤色片组，满足不同测量的需要,也有通过光栅或棱镜分光后进行光谱扫描功能的设置。二、激光共聚焦显微镜的特点以及在生物领域的应用传统光学显微镜相比，激光共聚焦显微镜具有更高的分辨率，实现多重荧光的同时观察并可形成清晰的三维图象等优点，在对生物样品的观察中，激光共聚焦显微镜有如下优越性：1、对活细胞和组织或细胞切片进行连续扫描，可获得精细的细胞骨架、染色体、细胞器和细胞膜系统的三维图像。2、 可以得到比普通荧光显微镜更高对比度、高解析度图象、同时具有高灵敏度、杰出样品保护。3、***图象的获得，如7 维图象(XYZaλIt): xyt 、xzt 和xt 扫描,时间序列扫描旋转扫描、区域扫描、光谱扫描、同时方便进行图像处理。 4、细胞内离子荧光标记，单标记或多标记，检测细胞内如PH和钠、钙、镁等离子浓度的比率测定及动态变化。5、荧光标记探头标记的活细胞或切片标本的活细胞生物物质，膜标记、免疫物质、免疫反应、受体或配体，核酸等观察；可以在同一张样品上进行同时多重物质标记，同时观察； 6、对细胞检测无损伤、精确、准确、可靠和优良重复性；数据图像可及时输出或长期储存。 由于共聚焦显微镜的以上优点，激光共聚焦显微镜在以下研究领域中应用较为广泛：1、细胞生物学：如：细胞结构、细胞骨架、细胞膜结构、流动性、受体、细胞器结构和分布变化、细胞凋亡机制；各种细胞器、结构性蛋白、DNA、RNA、酶和受体分子等细胞特异性结构的含量、组分及分布进行定量分析；DNA、RNA含量、利用特定的抗体对紫外线引起的DNA损伤进行观察和定量；分析正常细胞和癌细胞细胞骨架与核改变之间的关系；细胞黏附行为等 2、生物化学：如：酶、核酸、受体分析、荧光原位杂交、杂色体基因定位等，利用共聚焦技术可以取代传统的核酸印迹染交等技术，进行基因的表达检测，使基因的转录、翻译等检测变的更加简单、准确。3、药理学：如：药物对细胞的作用及其动力学；药物进入细胞的动态过程、定位分布及定量 4、生理学、发育生物学：如：膜受体、离子通道、离子含量、分布、动态；动物发育以及胚胎的形成，骨髓干细胞的分化行为；细胞膜电位的测量.荧光漂白恢复（FRAP）、荧光漂白丢失（FLIP）的测量等。 5、遗传学和组胚学：如：细胞生长、分化、成熟变化、细胞的三维结构、染色体分析、基因表达、基因诊断； 6、神经生物学：如：神经细胞结构、神经递质的成分、运输和传递； 7、微生物学和寄生虫学：如：细菌、寄生虫形态结构； 8、病理学及病理学临床应用：如：活检标本的快速诊断、肿瘤诊断、自身免疫性疾病的诊断； 9、免疫学、环境医学和营养学。如：免疫荧光标记（单标、双标或三标）的定位，细胞膜受体或抗原的分布,微丝、微管的分布、两种或三种蛋白的共存与共定位、蛋白与细胞器的共定位；对活细胞中的蛋白质进行准确定位及动态观察可实时原位跟踪特定蛋白在细胞生长、分裂、分化过程中的时空表达，荧光能量共转移（FRET）。

新加坡研制出便携式新扫描电子显微镜 -------------------------------------------------------------------- 2005年2月4日 日前，新加坡国立大学工程系研制出新的轻便型扫描电子显微镜系统，重量仅有现有系统的十分之一。传统的扫描电子显微镜系统体积大，重量达1000公斤，非常占地，也不容易搬动。这些仪器价格也高达50万美元。国大研制的这个新扫描电镜，功能和清晰程度不逊于传统系统，价格却不到10万美元，总重量也不到100公斤，整个系统还可拆成几个各不到20公斤的部分，方便携带。　　研制这个产品的国大电子工程系的安岩教授指出，扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像，和光学显微镜相比，扫描电镜可以把影像放大多300倍。即使只有头发厚度5万分之一这么小的样本，扫描电镜还是可以将样本的细节显示成清晰的画面。　　他说：“扫描电镜的用途很广泛，包括辨认病毒、药物制造、检查微晶片等。我们的扫描电镜系统集中在一个推车上，可以推进电梯、小货车，很方便携带，要在微晶片厂进行检查工作也可以轻易地从一层楼搬到另一层楼，疾病专家也可以把它带到传染病现场，不必把病毒样本带会实验室。” [em05]

常规扫描电子显微镜1 仪器组成与工作原理 60年代中期扫描电子显微镜(SEM)的出现，使人类观察微小物质的能力有了质的飞跃。相对于光学显微镜，SEM在分辨率、景深及微分析等方面具有巨大优越性，因而发展迅速，应用广泛。随着科学技术的发展，使SEM的性能不断提高，使用的范围也逐渐扩大。 常规SEM由以下基本部分组成(见图1)：产生电子束的柱形镜简，电子束与样品发生相互作用的样品室，检测样品室所产生信号的探头，以及将信号变因像的数据处理与显示系统。 镜筒顶端电子枪发射出的电子由静电场引导，沿镜简向下加速。在镜筒中，通过一系列电磁透镜将电子束聚焦并射向样品。靠近镜简底部，在样品表面上方，扫描线圈使电子束以光栅扫描方式偏转。最后一级电磁透镜把电子束聚焦成一个尽可能小的斑点射入样品，从而激发出各种成像信号，其强弱随样品表面的形貌和组成元素不同而变化。仪器(具有数字成像能力)将探头送来的信号加以处理并送至显示屏，即可显示出样品表面各点图像。 为了保证初始电子束在打到样品表面前其所台电子不被气体分子散射，电子束行进的整个路径需处于高真空状态，即不但要求电子枪、镜简内各处是高真空，而且样品室也必须维持高真空状态，通常达10-3Pa［1］。2 SEM的缺陷 由于工作原理及结构上的一些限制，使常规SEM的使用性能和适用范围受到很大影响。归纳起来，这些影响主要有：(1)样品必须干净、干燥。肮脏、潮湿的样品会使仪器真空度下降，并可能在镜简内各狭缝、样品室壁上留下沉积物，从而降低成像性能并给探头或电子枪造成损害。此限制使得对各种各样的含水样品不能在自然状态下观察。同样对挥发性样品也不能观察。 (2)样品必须有导电性。这是因为电子束在与样品相互作用时，会在样品表面沉积相当可观的电荷。若样品不导电，电荷累积所形成的电场会使作为SEM成像信号的二次电子发射状况发生变化，极端情况下甚至会使电子束改变方向而使图像失真。因此观察绝缘样品时、必须采取各种措施来消除所沉积的电荷，如在样品表面做导电性涂层或进行低压电荷平衡。然而这些措施的采用，对仪器本身提出更高要求，并使样品预处理变得繁琐、复杂。而导电涂层又带来了新问题：涂层是否会显著地改变样品外貌?涂层后的样品图像是涂层图像而非样品图像，这两者是否完全相同? (3)常规则信号探头使用光电倍增管放大原始成像信号，它对光、热非常敏感，因此不能观察发光或高温样品。成像过程中观察窗、照明器不能打开，给观察过程带来极大不便［2］。3 SEM的发展 针对SEM的缺陷，人们提出了各种解决办法，其中以近年开发的环境扫描电子显微镜(ESEM)技术最引人注目。 ESEM最大的优点在于允许改变显微镜样品室的压力、温度及气体成分。它不但保留了常规SEM的全部优点，而且消除了对样品室环境必须是高真空的限制。潮湿、油腻、肮脏、无导电性的样品在自然状态下都可检测，无需任何预处理。在气体压力高达5000Pa，温度高达1500℃，含有任何气体种类的多气环境中，ESEM都可提供高分辨率的二次电子成像，从而使常规SEM的使用性能及适用范围大幅度改善。 开发ESEM的关键在于取消对样品室高真空的限制。要做到这点．必须解决以下几个主要问题：(1)将镜简与样品室的真空环境分开。ESEM设计中的重大改进是将两个相距很近的限压光栏孔放入镜简的最后一组透镜中使其合为一体(见图2)。在多重限压光栏孔之下、之间、之上分别抽气以提供一个压强逐渐变化的真空：样品室可低至5000Pa，而镜筒中可达10-3Pa或更高。由于光栏孔放置很近，减少了电子束通过高气压段的距离(此结构已申请了多个专利)。 (2)对样品室真空度要求的降低，必然导致镜筒底部至样品表面这段距离内初始电子束电子被气体分子散射。这样一来，束电子是否还能保持足够的成像信号强度?要回答这一问题，有必要对电子束与气体分子间相互作用的过程进行分析。 散射是一个离散的过程。单个电子与气体分子碰撞发生散射的概率可按理想气体规律处理。因此，在到达样品表面之前，每个电子的碰撞次数是有限的且为整数。按照Poisson分布，结合理想气体定律可推导出一个电子完全不散射概率方程为：P(0)=e-kpd/TV.式中P(0)——一个电子完全不散射的概率 k——一个与气体种类有关的常数 V——束电子能量 P、T、d——分别代表样品室的气体压强、温度及电子束在气体中通过的距离(束气路径长度)。 显然，P(0)也可理解为未散射束电子形成的有效成像电流与电子束总电流的比值。由此式可知，若从结构上使d减小，样品室压强较高时，仍然能获得较高的成像电流。这一推论为ESEM的开发奠定了理论基础〔3J。 (3)需要一个在样品室处于高压强环境下仍然能起作用的二次电子探头。ESEM的二次电子探头是特别设计的，位于样品正上方。探头上施以致百伏的正电压以吸引由样品发射出的用于成像的二次电子。二次电于在探头电场中加速，并与样品室中的气体分子碰撞、电离，产生额外的电子和正离子。这种加速、电离过程多次重复，使初始二次电子信号呈连续比例级数放大而无须再使用光电倍增管。探头采集这些信号并将其直接传送到电子放大器放大成像。由于不使用光电倍增管，故ESEM对光、热不敏感。同时，当样品表面出现电荷积累时，信号放大过程中所产生的正离子会被吸引到样品表面，从而抑制了区域性电场，有效地消除了由于样品表面电荷积累而引起的信号失真，使得不导电的样品在自然、未涂层状态下亦可成像。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=79550]常规扫描电子显微镜的特点和发展[/url]

共焦显微镜因其高分辨率和能三维立体成像的优点被广泛应用在生物、医疗、半导体等方面。文章首先分析了影响共焦显微镜分辨率的因素，主要有光源、探测器孔径和杂散光等；并结合这些因素介绍了双光子共焦碌微镜、彩色共焦显微镜、荧光共焦显微镜、光纤共焦显微镜；然后从提高系统成像速度的方面介绍了波分复用共焦显微镜和频分复用共焦显微镜；最后分析了共焦显微镜的发展趋势。一、引言随着人们对于生物医学的研究，传统的光学显微镜已经无法满足研究的需要，人们需要可以实现三维成像的显微镜。1957年Marvin Minsky提出了共焦扫描显微镜的原理。1969年，耶鲁大学的Paul Davidovits和M．David Egger设计了第一台共焦显微镜，1987年第一台商业化共焦显微镜的问世，真正实现了三维立体成像。与普通光学显微镜相比，共焦显微镜具有极其明显的优点：能对物体的不同层面进行逐层扫描，从而获得大量的物体断层图像；可以利用计算机进行图像处理；具有较高的横向分辨率和纵向分辨率；对于透明和半透明物体，可以得到其内部的结构图像；还可以对活体细胞进行观察，获取活细胞内的信息，并对获得的信息进行定量分析。自共焦显微原理被提出以来，引起了研究者的广泛关注，提高显微系统的分辨率和改善系统的性能是研究者开发新型显微镜时考虑的主要因素。近几十年，国内外学者通过对共焦显微成像系统的三维点扩散函数、光学传递函数等方面的分析，得出影响显微系统分辨率的因素，主要包括系统的激励光源、探测器孔径、杂散光等。此外，共焦显微镜的成像速度也是决定系统性能的一个重要因素，专家们也一直在进行提高系统成像速度的研究。本文主要从提高显微系统分辨率和系统成像速度这两个方面来介绍共焦显微镜的发展情况。二、共焦扫描显微镜分辨率的提高光源、探测器孔径和杂散光等是影响共焦显微镜分辨率的几个主要因素，因此可以通过改善这些方面来提高显微系统的分辨率。1.光源显微镜的成像性质在很大程度上取决于所采用光源的相干性，有关研究表明，光源相干性好的系统其分辨率要比相干性差的系统要好，并且照明光源对分辨率的改变范围达到了26.4%。因此，选取适合的照明光源对提高显微系统的分辨率有很大帮助。常规的共焦扫描显微镜主要使用普通单色激光作为光源，随着技术的进步，目前已经出现了使用飞秒激光、超白激光、高斯光束作为光源的共焦显微镜，以提高系统性能，获得更高的分辨率。①飞秒激光为光源的双先子扫描共焦显微镜双光子扫描共焦显微镜通常使用近红外的飞秒激光作为激发光源，由于红外光具有较强的穿透性，它能探测到生物样品表面下更深层的荧光图像，并且生物组织对红外光吸收少，随着探测深度的增加衰减会变小，另一方面红外光的衍射低，光束的形状保持性好。2005年，Wild等人利用双光子扫描共焦显微技术实时观察和定量分析了PAHs在植物叶片表面和内部的光降解过程。后来又进一步研究了菲从空气到叶片的迁移过程、菲在叶片内部的运动及其分布情况等，该技术可观测PAHs在叶片内部的最大深度约为200μm。②白激光( supercontinuum laser）为光源的彩色共焦显微镜彩色共焦显微镜是利用光学系统的彩色像差，光源的不同光谱成分会聚焦到样品的不同深度，通过分析由样品反射的光谱能有效地获得样品的扫描深度。2004年，美国宾夕法尼亚州立大学的Zhiwen Liu课题小组使用光子晶体光纤产生的超连续谱白光作为彩色共焦显微镜的光源，这种超连续谱白光具有大的带宽，能够提高系统的扫描范围，能达到7μm扫描深度。另外超白激光有较高的空间相干性，无斑点噪声，能提高系统的信噪比和扫描速度。③使用高斯光束的荧光共焦显微镜荧光共焦显微镜是通过激光照射样品激发样品发出荧光，再通过探测器接受荧光对样品进行观察的共焦显微镜。华南农业大学的杨初平等人研究了不同光源孔径和束斑尺寸的高斯光束对荧光共焦显微镜分辨率的影响表明：与一定孔径尺寸的平行光束相比，采用高斯光束系统可以获得更好的分辨率。 2. 探测器孔径和杂散光共焦显微镜中探测器孔径能滤除部分杂散光，提高系统的分辨率和信噪比。根据相关文献对共焦扫描显微镜的三维光学传递函数与探测器孔径之间的依赖关系的研究，可以得到探测小孔直径为：d=β*1.22λ/NA，式中，β为物镜的放大率，λ为光的波长，NA为物镜的数值孔径。由该公式确定探测器小孔的直径，一方面满足了共焦扫描系统对探测器小孔直径的要求，从而保证高的横向和纵向分辨率，另一方面，又最大限度地使由试样中发射的荧光能量被探测器接收。为了更进一步提高系统分辨率，许多研究者对共焦显微镜中探测孔径进行了改进，例如使用单模光纤代替普通针孔孔径，还有双D型孔径等。① 使用单模光纤的光纤共焦显微镜在光纤共焦显微镜中用光纤分路器代替传统共焦显微镜中的光束分路器，并以单模光纤来代替光源和探测器的微米尺寸针孔孔径。使用单模光纤的优点在于：首先，在采用寻常针孔制作的共焦显微镜中，光源、针孔、探测器等有可能不在一条直线上从而会引起像差；但是在光纤作为针孔的共焦显微镜中，即使有的部件偏离直线时也不会引入像差。其次，使用单模光纤代替微型针孔，容易清除针孔的污染，而且不易受污染。第三，在使用光纤的系统中，可以自由移动显微镜部分而不必挪动探测器。2006年德克萨斯大学使用光纤共焦显微镜进行口腔病变检测，测得的系统横向和轴向分辨率分别为2. 1µm和10µm，成像速度为15帧／s，可观测范围为200µm×200µm。② 具有D型孔径的共焦显微镜近几年，具有对称D型光瞳的共焦显微成像技术引起广泛的关注，图1所示是该系统示意图。2006年美国东北大学的Peter J．Dwyer等人使用这种共焦显微镜进行了人体皮肤内部成像的实验，测得横向分辨率为1.7士0.1µm。2009年新加坡国立大学的Wei Gong等人采用傍轴近似方法理论分析了在共焦显微镜中使用双D型孔径对轴向分辨率的影响。分析表明在图1中的d值给定时，进入瞳孔的光信号强度l会随着探测器尺寸的增加而增加；但是在探测器尺寸给定时，光信号强度I会随着d的增加而单调递减。在使用有限大小的探测器时，改变d的大小，轴向分辨率可以得到改善。 http://www.biomart.cn//upload/userfiles/image/2011/11/1321512815.png 图1 双D型孔径共焦成像系统示意图在共焦成像光学系统中，到达像面的杂散光会在像面上产生附加的强度分布，从而进一步降低了像面的对比度，限制了系统分辨率的提高，因此在显微系统设计时，杂散光的影响也是不容忽视的。一般除了使用探测小孔来抑制杂散光，其他的一些设备例如可变瞳滤波器等对杂散光也有很好的过滤作用。最近以色列魏茨曼科学研究所的O.sipSchwartz and Dan Oron等人提出在系统中使用可变瞳滤波器，这个滤波器能够使多光子荧光共焦显微镜达到分辨率阿贝极限的非线性模拟，从而改善系统的分辨率。三、共焦扫描显微成像速度的提高共焦显微镜快速的成像速度为研究者观察生物细胞中快速动态反应提供了良好的条件。在共焦扫描显微成像系统中，传统的方法是通过改善扫描探测技术来提高成像速度。现有的扫描探测技术主要有Nipkow转盘法、狭缝共焦检测法、多光束的微光学器件检测法。这些方法可以改善扫描速度，但是与系统分辨率，视场之间都存在矛盾，因此又诞生了两种提高成像速度的新型显微镜：波分复用共焦显微镜和频分复用共焦显微镜。

光源不同：光学显微镜采用可见光作为光源，电子显微镜采用电子束作为光源成像原理不同：光学显微镜利用几何光学成像原理进行成像，电子显微镜利用高能量电子束轰击样品表面，激发出样品表面的各种物理信号，再利用不同的信号探测器接受物理信号转换成图像信息。分辨率：光学显微镜因为光的干涉与衍射作用，分辨率只能局限于0.2-0.5um之间。电子显微镜因为采用电子束作为光源，其分辨率可达到1-3nm之间，因此光学显微镜的组织观察属于微米级分析，电子显微镜的组织观测属于纳米级分析。景深：一般光学显微镜的景深在2-3um之间，因此对样品的表面光滑程度具有极高的要求，所以制样过程相对比较复杂。扫描电镜的景深则可高达几个毫米，因此对样品表面的光滑程度几何没有任何要求，样品制备比较简单，有些样品几何无需制样。体式显微镜虽然也具有比较大的景深，但其分辨率却非常的低。应用领域：光学显微镜主要用于光滑表面的微米级组织观察与测量，因为采用可见光作为光源因此不仅能观察样品表层组织而且在表层以下的一定范围内的组织同样也可被观察到，并且光学显微镜对于色彩的识别非常敏感和准确。电子显微镜主要用于纳米级的样品表面形貌观测，因为扫描电镜是依靠物理信号的强度来区分组织信息的，因此扫描电镜的图像都是黑白的，对于彩色图像的识别扫描电镜显得无能为力。扫描电镜不仅可以观察样品表面的组织形貌，通过使用EDS、WDS、EBSD等不同的附件设备，扫描电镜还可进一步扩展使用功能。通过使用EDS、WDS辅助设备，扫描电镜可以对微区化学成分进行分析，这一点在失效分析研究领域尤为重要。使用EBSD，扫描电镜可以对材料的晶格取向进行研究。

有几个关于扫描电子显微镜的问题，麻烦大家帮忙呀～1.系统抽真空，油泵开启25-30分钟后，为什么还要再一次预抽？2.导流高压已经打开，调节束流有时仍无图像，可能是哪些原因造成的？3.样品导电性 不好的话，对成像会有什么影响？呵呵我就知道样品导电性不好的话，只要镀层导电膜就好了，至于会有什么影响还真的不知道诶～～麻烦各位帮忙解决了呀～～[em0812][em0812]

[b][font=宋体][color=black]【序号】：１[/color][/font][font='微软雅黑',sans-serif][color=black][/color][/font]【作者】：[b]单峡[/b][/b][font=&]【题名】：[b][b]共聚焦高速扫描与成像系统研究[/b][/b][/font][font=&]【期刊】：cnki[/font][b][color=#545454]【链接]: [url=https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CDFD&dbname=CDFDLAST2016&filename=1015712320.nh&uniplatform=NZKPT&v=g8fPyqfSNBIZFLi6JV5IjwK9gKCSBCEvUuN3dTxvKpYlXKEQlXfSHL3OoehSZY07]共聚焦高速扫描与成像系统研究 - 中国知网 (cnki.net)[/url][/color][/b]

放大倍数是一个非常简单的概念，但是由于其自身的定义有时会产生混乱。这个博客的目的是澄清这个话题，并探讨其他可以更好地描述一个对象有多大的参数。第一个放大镜可以追溯到希腊时期，阿里斯托芬首先使用其描述了孩子们试图看到小细节的休闲活动。这是第一次“放大”这个词语出现在我们的语言中。随着时代的发展进步，人们在科学探索中对微观和纳米世界的兴趣呈指数级增长，从而需要量化放大倍数。　　现代科学对于放大倍率的定义是两次测量之间的比率，这意味着需要两个对象来正确评估该值。第一个对象显然是样品，第二个是它的图片。事实上，虽然样品尺寸不变，但图片可以以任意大小打印。所以请允许我做一些计算：　　这意味着如果我打印苹果照片时第一次打印时选择标准打印机的纸张，再次打印时选择用于覆盖建筑物的海报，则两次放大倍数值将发生显着变化。显微镜观察具有更科学严谨的例子：当存储样品的数字图像时，调整图像大小会导致放大倍数不再准确。因此，放大倍率是相对数量，在科学领域并没有实际用途。　　科学家使用的是以下几个参数，描述实际成像区域的大小(视野 - 显微镜成像的区域)以及该图像的清晰度(分辨率)。放大公式也相应地改变：放大倍数=图像尺寸/实际样品尺寸。[align=center][img]http://www.gdkjfw.com/images/image/57181528960215.png[/img][/align]　　如上，公式仍然是一个模糊的描述，并且没有考虑分辨率。这意味着将相同的图像缩放到较大的屏幕将导致放大倍数也会改变。视野定义为成像区域的大小，该值通常在几毫米(小飞虫)到几微米(小飞虫的的毛发)和几个纳米(外骨骼的分子宏观结构)之间。使用现代仪器，可以对几百皮米范围内的物体进行成像 - 这是原子的平均尺寸。　　但是，我如何知道对样品进行成像需要的视野大小?这又是一个棘手的问题，但可以用一个例子很容易地回答。在与你最好的朋友的照片中，通常一个脸孔占据空间的5-10%。这已经足够让您识别图像中的人物。但是，如果你拍照的脸占据整个照片，你可以观察到脸上细小的细节，如头发，皮肤上的斑点和眼睛的颜色。　　这意味着，例如，如果您有平均大小为1微米的颗粒，并且您想要对它们进行计数，则每个图像可以有20个颗粒，而不是一次成像一个颗粒来浪费时间。还考虑到颗粒之间的空白，25-30微米的视野对于这样的样品是足够的。另一方面，如果您的兴趣在于颗粒的结构，则需要特写，观察区域必须更接近2-3微米。　　台式扫描电子显微镜正变得越来越受欢迎，因为它具有与高端光学显微镜相当的价格同时提供更多的选择，它的分辨率更高，并且可以与其他分析工具的集成来测量诸如表面粗糙度和元素组成等，这使得其成为最通用的[url=www.gdkjfw.com]成像仪器[/url]。

加州大学洛杉矶分校(UCLA)研究人员们最近开发出一种新的手机附件设备，能将任何智能手机变成一款DNA扫描荧光显微镜。这项创新可望对于医疗诊断带来深远影响，并再次展现如何有效利用智能手机来降低医疗成本，以及为开发中国家带来先进的医疗诊断技术。　　这款智能手机的附件包括一个外部透镜、薄膜干涉滤光器、可微调的微型楔形榫头支架，以及雷射二极管，全部封装在一个以3D打印的小型方盒中，并整合成一款手持式荧光显微镜。　　“DNA单分子在拉长时的宽度约2nm，”UCLA霍华德.休斯医学院(HHMI)教授Aydogan Ozcan表示，“以透视来看，它使DNA较人的发丝还细约50,000倍。目前，为单个DNA分子进行成像需要昂贵又庞大的光学显微镜工具，使其几乎仅限于先进的实验室设置才能进行。相形之下，这款适用于个人手机的附件设备显然就没那么昂贵了。”　　虽然其他“智能手机变身显微镜”的设备也能够成像出较大规模的对象，例如细胞;但是，Ozcan的研究团队最新开发出的这款智能手机光学附件，则是首款可成像DNA单分子纤薄链以及调整其大小的设备。　　该设备主要用于远程的实验室设置，以诊断不同类型的癌症与神经系统疾病，例如阿尔兹海默症(Alzheimer)，以及侦测传染病的抗药性。为了利用手机上的相机，首先必须以荧光标记隔绝以及标示所需的DNA。Ozcan表示，如今，这种实验室程序已经能在偏远地区以及资源有限的环境下进行了。　　为了扫描DNA，研究团队开发出可执行在同一支智能手机上的运算接口，以及一款Windows智能应用程序。扫描后的信息可被传送至远程Ozcan实验室中的服务器，然后测量DNA分子长度。在联机可靠可情况下，完整的数据处理过程只需要10秒钟的时间。

[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=100751]图片教程系统之：扫描隧道显微镜[/url]

[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=100750]图片教程系统之：扫描电子显微镜[/url]

原位高温拉伸扫描电子显微镜1150度二次电子原位拉伸成像。

扫描电镜因其分辨率高、制样简单、扩展性强等 特点，是常用的显微成像设备之一。电镜利用电子与 物质相互作用产生的信号，经计算拟合后模拟出样品 形貌。因此，电镜成像效果受捕获信号的类型影响。本作品介绍了扫描

上周分享的文章：[color=#ff0000][b][color=#333333]专业角度看，光学显微镜与扫描电镜的区别在哪里[/color][color=#333333][/color][/b][/color][b][color=#333333]？[/color][/b]描述这两者的不同之处、机制和实际运用，希望能给更多的朋友们快速的了解，接下来小冉还是会继续分享关于电镜和其他显微镜的区别，好了，一起来简单看看[color=#ff0000]金相显微镜与扫描电镜的区别[/color]吧！ 金相显微镜是用于观察具有入射照明的金属样品（金相组织）表面的显微镜。它结合了光学显微技术、光电转换技术、计算机图像处理技术。高科技产品可以在计算机上轻松观察金相图像，从而可以对金相图进行分析，分级等，输出图像为。金相显微镜是一种光学显微镜。相对于电子显微镜，分辨率较小，微米分辨率较小，放大倍数较小，但操作简便。大视场、价格相对较低。[align=center][img=,500,376]http://www.gdkjfw.com/images/image/15051531705166.jpg[/img][/align] 金相显微镜一种用于扫描电子显微镜的新型电光仪器。它具有简单的样品制备、放大倍率可调范围宽度、图像分辨率高、景深等。扫描电子显微镜已被广泛应用于生物学领域、医学、冶金学几十年，并促进了各相关学科的发展。扫描电子显微镜的特点：电子显微镜，高图像分辨率，纳米级分辨率，可调放大倍数和大，另一个重要特征是大景深和丰富的三维图像。 金相显微镜与扫描电镜之间存在很大差异，主要表现在以下几个方面： 一、光源不同：金相显微镜使用可见光作为光源，扫描电子显微镜使用电子束作为光源进行成像。 二、原理不同：金相显微镜采用几何光学成像原理进行扫描，扫描电子显微镜使用高能电子束轰击样品表面，激发表面上的各种物理信号。采样，然后使用不同的信号检测器接收物理信号并将其转换为图像。信息。 三、分辨率：由于光的干涉和衍射，金相显微镜只能限制在0.2-0.5um。扫描电子显微镜使用电子束作为光源，其分辨率可达到1-3nm。因此，金相显微镜的微观结构观察属于微米分析，扫描电子显微镜的观察属于纳米尺度分析。 四、景深：一般金相显微镜的景深在2-3um之间，因此样品的表面光滑度要求极高，因此制备过程相对复杂。 SEM的景深可以高达几个。

显微镜成像系统，是能够连接显微镜和电脑，方便教学与及研究，不知道有多少人选择了便用显微镜成像系统

摘自《电子显微学报》薛涛,张长亮等[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=26113]模拟电子显微镜扫描系统的电路原理及维修[/url]

扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscope)基础知识一、 扫描电子显微镜的工作原理 扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。试样为块状或粉末颗 粒，成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。其中二次电子是最主要 的成像信号。由电子枪发射的能量为 5 ～ 35keV 的电子，以其交 叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度 和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面按一定时间、空间顺 序作栅网式扫描。聚焦电子束与试样相互作用，产生二次电子发射（以及其它物 理信号），二次电子发射量随试样表面形貌而变化。二次电子信号被探测器收集 转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的 显像管亮度，得到反映试样表面形貌的二次电子像。二、扫描电镜具有以下的特点(1) 可以观察直径为0 ～ 30mm的大块试样(在半导体工业可以观察更大直径)，制样方法简单。(2) 场深大、三百倍于光学显微镜，适用于粗糙表面和断口的分析观察；图像富有立体感、真实感、易于识别和解释。(3) 放大倍数变化范围大，一般为 15 ～ 200000 倍，对于多相、多组成的非均匀材料便于低倍下的普查和高倍下的观察分析。(4) 具有相当高的分辨率，一般为 3.5 ～ 6nm。(5) 可以通过电子学方法有效地控制和改善图像的质量，如通过调制可改善图像反差的宽容度，使图像各部分亮暗适中。采用双放大倍数装置或图像选择器，可在荧光屏上同时观察不同放大倍数的图像或不同形式的图像。(6) 可进行多种功能的分析。与 X 射线谱仪配接，可在观察形貌的同时进行微区成分分析；配有光学显微镜和单色仪等附件时，可观察阴极荧光图像和进行阴极荧光光谱分析等。(7) 可使用加热、冷却和拉伸等样品台进行动态试验，观察在不同环境条件下的相变及形态变化等。三、扫描电镜的主要结构1.电子光学系统：电子枪；聚光镜（第一、第二聚光镜和物镜）；物镜光阑。2.扫描系统：扫描信号发生器；扫描放大控制器；扫描偏转线圈。3.信号探测放大系统：探测二次电子、背散射电子等电子信号。4.图象显示和记录系统：早期SEM采用显象管、照相机等。数字式SEM采用电脑系统进行图象显示和记录管理。5.真空系统：真空度高于 10 -4 Torr 。常用：机械真空泵、扩散泵、涡轮分子泵6.电源系统：高压发生装置、高压油箱。 四、扫描电镜主要指标1.放大倍数 M=L/l 2.分辨率（本领）影响分辨本领的主要因素：入射电子束斑的大小，成像信号（二次电子、背散射电子等）。 3.扫描电镜的场深扫描电镜的场深是指电子束在试样上扫描时，可获得清晰图像的深度范围。当一束微细的电子束照射在表面粗糙的试样上时，由于电子束有一定发散度，除了焦平面处，电子束将展宽，场深与放大倍数及孔径光阑有关。 五、试样制备1 ．对试样的要求：试样可以是块状或粉末颗粒，在真空中能保持稳定，含有水分的试样应先烘干除去水分，或使用临界点干燥设备进行处理。表面受到污染的试样，要在不破坏试样表面结构的前提下进行适当清洗，然后烘干。新断开的断口或断面，一般不需要进行处理，以免破坏断口或表面的结构状态。有些试样的表面、断口需要进行适当的侵 蚀，才能暴露某些结构细节，则在侵蚀后应将表面或断口清洗干净，然后烘干。对磁性试样要预先去磁，以免观察时电子束受到磁场的影响。试样大小要适合仪器专用样品座的尺寸，不能过大，样品座尺寸各仪器不均相同，一般小的样品座为Φ3～5mm，大的样品座为Φ30～50mm，以分别用来放置不同大小的试样，样品的高度也有一定的限制，一般在5～10mm左右。2 ．扫描电镜的块状试样制备是比较简便的。对于块状导电材料，除了大小要适合仪器样品座尺寸外，基本上不需进行什么制备，用导电胶把试样粘结在样品座上，即可放在扫描电镜中观察。对于块状的非导电或导电性较差的材料，要先进行镀膜处理，在材料表面形成一层导电膜。以避免电荷积累，影响图象质量。并可防止试样的热损伤。 3 、粉末试样的制备：先将导电胶或双面胶纸粘结在样品座上，再均匀地把粉末样撒在上面，用洗耳球吹去未粘住的粉末，再镀上一层导电膜，即可上电镜观察。4 、镀膜：镀膜的方法有两种，一是真空镀膜，另一种是离子溅射镀膜。离子溅射镀膜的原理是：在低气压系统中，气体分子在相隔一定距离的阳极和阴极之间的强电场作用下电离成正离子和电子，正离子飞向阴极，电子飞向阳极，二电极间形成辉光放电，在辉光放电过程中，具有一定动量的正离子撞击阴极，使阴极表面的原子被逐出，称为溅射，如果阴极表面为用来镀膜的材料（靶材），需要镀膜的样品放在作为阳极的样品台上，则被正离子轰击而溅射出来的靶材原子沉积在试样上，形成一定厚度的镀膜层。 离子溅射时常用的气体为惰性气体氩，要求不高时，也可以用空气，气压约为 5 X 10 -2 Torr 。离子溅射镀膜与真空镀膜相比，其主要优点是：（ 1 ）装置结构简单，使用方便，溅射一次只需几分钟，而真空镀膜则要半个小时以上。（ 2 ）消耗贵金属少，每次仅约几毫克。（ 3 ）对同一种镀膜材料，离子溅射镀膜质量好，能形成颗粒更细、更致密、更均匀、附着力更强的膜。

扫描探针显微镜同其它的显微镜相比，历史比较短，只有20年的时间，大家了解的少一些，这个版也相对冷清了一些，但是发展相当迅速，大有取代SEM的趋势（大胆！^_^）。希望大家多发贴，发贴的内容主要集中在以下方面：1. 扫描隧道显微镜（STM）的构造、原理；2. 原子力显微镜（AFM）的构造、原理；3. 其它扫描探针显微镜，如MFM，EFM，LFM等的结构和原理；4．扫描探针显微镜的各种成像模式：如接触模式，轻敲模式，非接触模式以及相位成像模式等等；5．扫描探针显微镜的各种模式的技巧；6．各类扫描探针显微镜在各个方面的应用：物理，化学，材料，生物等等，包括各种制样技术；7．纳米蚀刻，纳米操纵等等；8．扫描探针显微镜的发展方向。 欢迎补充！欢迎交流！[em61] [em61] [em61] [em61] [em61]

超声波扫描显微镜SAM与X-RAY的区别 在同一实验室内，SAM与X-ray是相互补充的方法手段。它们主要的区别在于展现样品的特性不同。X-ray能观察样品的内部，主要是基于材料密度的差异。密集的金属材料比陶瓷和塑料等材料对于X射线有较大的不透过性和较小的穿透深度。 X-ray对于分层的空气不是非常的敏感，裂纹和虚焊是不能被观察到的，除非材料有足够的物理上的分离。X-ray射线成像操作采用的是穿透模式，得到整个样品厚度的一个合成图像。在较长的检查期间内，如果半导体设备放置在离X-ray射线源比较近的地方可能会产生损坏或随机的电子错误。 超声波能穿透密集的和疏松的固体材料，但它对于内部存在的空气层非常的敏感，空气层能阻断超声波的传输。确定焊接层、粘接层、填充层、涂镀层、结合层的完整是SAM独特的性能。SAM可以分层的展现样品内部的一层一层的图像。基于反射回波模式产生的图像只需要通过样品的表面(反射扫描模式)，而穿透模式需要通过样品的两个表面(类似X-ray)(透射扫描模式)。并且SAM使用的超声波频率是高于MHz，而不同于超声波清洗设备使用的KHz的频率。这个范围的超声波不会引起气穴现象，它不能清洗和搅动易碎的组件，因此对于检测的组件并没有任何的损坏。 关于超声波扫描显微镜和X射线成像系统的相关资讯，可以登录安赛斯（中国）有限公司官网查询和下载，www.analysis-tech.com，他们公司有独立的无损检测实验室，可以提供样机参观和测样服务，届时还会有专业的人员为您解答各种问题，可以登录其官网查询联系方式。

我在做一个课题，将糖类用琼脂糖凝胶电泳分离后，染色，再定量。现在的问题是到底用凝胶成像系统准确些，还是用薄层扫描仪效果好些？看国外的文献，用的是一种叫做“光密度计”的设备，国内难以找到。我的老板曾去相关实验室访问，他说对方用的是薄层扫描仪。我在想是否凝胶成像系统会更好些。不知各位高人有无好的建议给我？

一、 扫描电子显微镜的工作原理 扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。试样为块状或粉末颗 粒，成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。其中二次电子是最主要 的成像信号。由电子枪发射的能量为 5 ～ 35keV 的电子，以其交 叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度 和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面按一定时间、空间顺 序作栅网式扫描。聚焦电子束与试样相互作用，产生二次电子发射（以及其它物 理信号），二次电子发射量随试样表面形貌而变化。二次电子信号被探测器收集 转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的 显像管亮度，得到反映试样表面形貌的二次电子像。二、扫描电镜具有以下的特点(1) 可以观察直径为0 ～ 30mm的大块试样(在半导体工业可以观察更大直径)，制样方法简单。(2) 场深大、三百倍于光学显微镜，适用于粗糙表面和断口的分析观察；图像富有立体感、真实感、易于识别和解释。(3) 放大倍数变化范围大，一般为 15 ～ 200000 倍，对于多相、多组成的非均匀材料便于低倍下的普查和高倍下的观察分析。(4) 具有相当高的分辨率，一般为 3.5 ～ 6nm。(5) 可以通过电子学方法有效地控制和改善图像的质量，如通过调制可改善图像反差的宽容度，使图像各部分亮暗适中。采用双放大倍数装置或图像选择器，可在荧光屏上同时观察不同放大倍数的图像或不同形式的图像。(6) 可进行多种功能的分析。与 X 射线谱仪配接，可在观察形貌的同时进行微区成分分析；配有光学显微镜和单色仪等附件时，可观察阴极荧光图像和进行阴极荧光光谱分析等。(7) 可使用加热、冷却和拉伸等样品台进行动态试验，观察在不同环境条件下的相变及形态变化等。三、扫描电镜的主要结构1.电子光学系统：电子枪；聚光镜（第一、第二聚光镜和物镜）；物镜光阑。2.扫描系统：扫描信号发生器；扫描放大控制器；扫描偏转线圈。3.信号探测放大系统：探测二次电子、背散射电子等电子信号。4.图象显示和记录系统：早期SEM采用显象管、照相机等。数字式SEM采用电脑系统进行图象显示和记录管理。5.真空系统：真空度高于 10 -4 Torr 。常用：机械真空泵、扩散泵、涡轮分子泵6.电源系统：高压发生装置、高压油箱。 四、扫描电镜主要指标1.放大倍数 M=L/l 2.分辨率（本领）影响分辨本领的主要因素：入射电子束斑的大小，成像信号（二次电子、背散射电子等）。 3.扫描电镜的场深扫描电镜的场深是指电子束在试样上扫描时，可获得清晰图像的深度范围。当一束微细的电子束照射在表面粗糙的试样上时，由于电子束有一定发散度，除了焦平面处，电子束将展宽，场深与放大倍数及孔径光阑有关。 五、试样制备1 ．对试样的要求：试样可以是块状或粉末颗粒，在真空中能保持稳定，含有水分的试样应先烘干除去水分，或使用临界点干燥设备进行处理。表面受到污染的试样，要在不破坏试样表面结构的前提下进行适当清洗，然后烘干。新断开的断口或断面，一般不需要进行处理，以免破坏断口或表面的结构状态。有些试样的表面、断口需要进行适当的侵 蚀，才能暴露某些结构细节，则在侵蚀后应将表面或断口清洗干净，然后烘干。对磁性试样要预先去磁，以免观察时电子束受到磁场的影响。试样大小要适合仪器专用样品座的尺寸，不能过大，样品座尺寸各仪器不均相同，一般小的样品座为Φ3～5mm，大的样品座为Φ30～50mm，以分别用来放置不同大小的试样，样品的高度也有一定的限制，一般在5～10mm左右。2 ．扫描电镜的块状试样制备是比较简便的。对于块状导电材料，除了大小要适合仪器样品座尺寸外，基本上不需进行什么制备，用导电胶把试样粘结在样品座上，即可放在扫描电镜中观察。对于块状的非导电或导电性较差的材料，要先进行镀膜处理，在材料表面形成一层导电膜。以避免电荷积累，影响图象质量。并可防止试样的热损伤。 3 、粉末试样的制备：先将导电胶或双面胶纸粘结在样品座上，再均匀地把粉末样撒在上面，用洗耳球吹去未粘住的粉末，再镀上一层导电膜，即可上电镜观察。4 、镀膜：镀膜的方法有两种，一是真空镀膜，另一种是离子溅射镀膜。离子溅射镀膜的原理是：在低气压系统中，气体分子在相隔一定距离的阳极和阴极之间的强电场作用下电离成正离子和电子，正离子飞向阴极，电子飞向阳极，二电极间形成辉光放电，在辉光放电过程中，具有一定动量的正离子撞击阴极，使阴极表面的原子被逐出，称为溅射，如果阴极表面为用来镀膜的材料（靶材），需要镀膜的样品放在作为阳极的样品台上，则被正离子轰击而溅射出来的靶材原子沉积在试样上，形成一定厚度的镀膜层。 离子溅射时常用的气体为惰性气体氩，要求不高时，也可以用空气，气压约为 5 X 10 -2 Torr 。离子溅射镀膜与真空镀膜相比，其主要优点是：（ 1 ）装置结构简单，使用方便，溅射一次只需几分钟，而真空镀膜则要半个小时以上。（ 2 ）消耗贵金属少，每次仅约几毫克。（ 3 ）对同一种镀膜材料，离子溅射镀膜质量好，能形成颗粒更细、更致密、更均匀、附着力更强的膜。

[b][color=#000000]扫描电子显微镜价格[/color][/b][color=#000000]扫描电子显微镜的价格？这个是很多科研人关心的问题之一，我们想知道电子显微镜多少钱（大概一个范围）；其实，我们知道显微镜的价格是不便宜的，基本的一个范围就是30-100万，特别是高端的扫描电子显微镜价格200-300万也是什么不可能的事。下面小冉就给大家说说扫描显微镜的工作原理和价格以及其用途，给大家做一个了解和参考！[/color][color=#000000][/color][color=#000000][/color][align=center][color=#000000][img=扫描电子显微镜原理及功能用途,400,412]http://www.gdkjfw.com/images/image/99161528266162.jpg[/img][/color][/align][color=#000000][/color][color=#000000][color=#000000]　　[/color][b][color=#000000]扫描电子显微镜多少钱？[/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000][b][color=#000000][/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000]　　FEI Inspect S50扫描电子显微镜参考成交价格：200万元[/color][color=#000000]　　FEI Inspect F50场发射扫描电子显微镜参考成交价格：300万元[/color][color=#000000]　　FEI Quanta 650 FEG环境扫描电镜参考成交价格：43万元[/color][color=#000000]　　FEI Quanta 250环境扫描电子显微镜参考成交价格：200万元[/color][color=#000000]　　FEI Magellan 400L XHR场发射扫描电子显微镜参考成交价格：200万元[/color][color=#000000]　　注：价格来源于网络，仅供参考[/color][color=#000000][/color][color=#000000][color=#000000]　　[/color][b][color=#000000]扫描电子显微镜结构图[/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000][b][color=#000000][/color][color=#000000][/color][/b][/color][align=center][color=#000000][b][color=#000000][img=扫描电子显微镜原理及功能用途,350,456]http://www.gdkjfw.com/images/image/28441528266163.jpg[/img][/color][/b][/color][/align][align=center][color=#000000]扫描电子显微镜结构图[/color][/align][color=#000000][/color][color=#000000][color=#000000]　　[/color][b][color=#000000]扫描电子显微镜工作原理[/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000][b][color=#000000][/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000]　　扫描电子显微镜可粗略分为镜体和电源电路系统两部分。镜体部分由电子光学系统（包括电子枪、扫描线圈等）、试样室、检测器以及真空抽气系统组成[/color][color=#000000][/color][align=center][color=#000000][img=扫描电子显微镜原理及功能用途,454,389]http://www.gdkjfw.com/images/image/24361528266163.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#000000]扫描电子显微镜原理图[/color][/align][color=#000000]　　从图可以看出，由三极电子枪所发射出来的电子束（一般为50μm），[/color][color=#000000]　　在加速电压的作用下（2～30kV），经过三个电磁透镜（或两个电磁透镜），汇聚成一个细小到5nm的电子探针，在末级透镜上部扫描线圈的作用下，使电子探针在试样表面做光栅状扫描（光栅线条数目取决于行扫描和帧扫描速度）。由于高能电子与物质的相互作用，结果在试样上产生各种信息如二次电子、背反射电子、俄歇电子、X射线、阴极发光、吸收电子和透射电子等。因为从试样中所得到各种信息的强度和分布各自同试样表面形貌、成分、晶体取向、以及表面状态的一些物理性质（如电性质、磁性质等）等因素有关，因此，通过接收和处理这些信息，就可以获得表征试样形貌的扫描电子像，或进行晶体学分析或成分分析。[/color][color=#000000]　　为了获得扫描电子像，通常是用探测器把来自试样表面的信息接收，再经过[/color][color=#000000]　　信号处理系统和放大系统变成信号电压，最后输送到显像管的栅极，用来调制显像管的亮度。因为在显像管中的电子束和镜筒中的电子束是同步扫描的，其亮度是由试样所发回的信息的强度来调制，因而可以得到一个反映试样表面状况的扫描电子像，其放大系数定义为显像管中电子束在荧光屏上扫描振幅和镜筒电子束在试样上扫描振幅的比值，即[/color][color=#000000]　　M＝L/l＝L/2Dγ[/color][color=#000000]　　式中M－放大系数；[/color][color=#000000]　　L－显像管的荧光屏尺寸；[/color][color=#000000]　　l－电子束在试样上扫描距离，它等于2Dγ，其中D是扫描电子显微镜的工[/color][color=#000000]　　作距离；[/color][color=#000000]　　2γ－镜筒中电子束的扫描角。[/color][color=#000000][/color][align=center][color=#000000][img=扫描电子显微镜原理及功能用途,400,363]http://www.gdkjfw.com/images/image/56411528266163.jpg[/img][/color][/align][color=#000000][/color][color=#000000][color=#000000]　　[/color][b][color=#000000]扫描电子显微镜用途[/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000][b][color=#000000][/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000]　　最基本的功能是对各种固体样品表面进行高分辨形貌观察。大景深图像是扫描电子显微镜观察的特色，例如：生物学，植物学，地质学，冶金学等等。观察可以是一个样品的表面，也可以是一个切开的面，或是一个断面。冶金学家已兴奋地直接看到原始的或磨损的表面。可以很方便地研究氧化物表面，晶体的生长或腐蚀的缺陷。它一方面可更直接地检查纸，纺织品，自然的或制备过的木头的细微结构，生物学家可用它研究小的易碎样品的结构。例如：花粉颗粒，硅藻和昆虫。另一方面，它可以拍出与样品表面相应的立体感强的照片。[/color][color=#000000]　　在扫描电子显微镜应用中，很多集中在半导体器件和集成电路方面，它可以很详细地检查器件工作时局部表面电压变化的实际情况，这是因为这种变化会带来象的反差的变化。焊接开裂和腐蚀表面的细节或相互关系可以很容易地观察到。利用束感生电流，可以观测半导体P—N结内部缺陷。[/color][color=#000000]　　电子束与样品作用区内，还发射与样品物质其他性质有关信号。例如：与样品化学成分分布相关的，背散射电子，特征X射线，俄歇电子，阴极荧光，样品吸收电流等；与样品晶体结构相关的，背散射电子衍射现象的探测；与半导体材料电学性能相关的，二次电子信号、电子束感生电流信号；在观察薄样品时产生的透射电子信号等。目前分别有商品化的探测器和装置可安装在扫描电子显微镜样品分析室，用于探测和定性定量分析样品物质的相关信息。[/color][color=#000000]　　扫描电子显微镜对于固体材料的研究应用非常广泛，没有任何一种仪器能够和其相提并论。对于固体材料的全面特征的描述，扫描电子显微镜是至关重要的。[/color][color=#000000][/color][align=center][color=#000000][img=扫描电子显微镜原理及功能用途,446,310]http://www.gdkjfw.com/images/image/52861528266163.jpg[/img][/color][/align][color=#000000][/color][color=#000000][color=#000000]　[/color][b][color=#000000]　扫描电子显微镜功能[/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000][b][color=#000000][/color][color=#000000][/color][/b][/color][color=#000000]　　1、扫描电子显微镜追求固体物质高分辨的形貌，形态图像(二次电子探测器SEI)-形貌分析(表面几何形态，形状，尺寸)[/color][color=#000000]　　2、显示化学成分的空间变化，基于化学成分的相鉴定---化学成分像分布，微区化学成分分析[/color][color=#000000]　　1)用x射线能谱仪或波谱(EDSorWDS)采集特征x射线信号，生成与样品形貌相对应的，元素面分布图或者进行定点化学成分定性定量分析，相鉴定。[/color][color=#000000]　　2)利用背散射电子BSE)基于平均原子序数(一般和相对密度相关)反差，生成化学成分相的分布图像；[/color][color=#000000]　　3)利用阴极荧光，基于某些痕量元素(如过渡金属元素，稀土元素等)受电子束激发的光强反差，生成的痕量元素分布图像。[/color][color=#000000]　　4)利用样品电流，基于平均原子序数反差，生成的化学成分相的分布图像，该图像与背散射电子图像亮暗相反。[/color][color=#000000]　　5)利用俄歇电子，对样品物质表面1nm表层进行化学元素分布的定性定理分析，[/color][color=#000000]　　3、在半导体器件(IC)研究中的特殊应用：[/color][color=#000000]　　1)利用电子束感生电流EBIC进行成像，可以用来进行集成电路中pn结的定位和损伤研究[/color][color=#000000]　　2)利用样品电流成像，结果可显示电路中金属层的开、短路，因此电阻衬度像经常用来检查金属布线层、多晶连线层、金属到硅的测试图形和薄膜电阻的导电形式。[/color][color=#000000]　　3)利用二次电子电位反差像，反映了样品表面的电位，从它上面可以看出样品表面各处电位的高低及分布情况，特别是对于器件的隐开路或隐短路部位的确定尤为方便。[/color][color=#000000]　　4、利用背散射电子衍射信号对样品物质进行晶体结构(原子在晶体中的排列方式)，晶体取向分布分析，基于晶体结构的相鉴定。[/color][color=#000000]　　扫描电子显微镜对科学研究与企业生产都有巨大的作用，在新型陶瓷材料显微分析中也有广泛的应用。上文就是小编整理的扫描电子显微镜的工作原理和应用介绍，在这方面有兴趣的朋友可以做进一步的深入研究。[/color]

要采购低温冰箱，荧光PCR仪，高压灭菌锅，凝胶成像仪，显微成像系统等，哪几家公司（国外）的性价比高且结实耐用啊，求高手指点。

我正在做材料的显微偏析（S和P）,去年我用EPMA做，可是EPMA的成像不好（比不上扫描电镜），我没办法分辨微区（几个微米左右），另外材料中S含量很低，只有几十个ppm左右，SEM打不出来。我想问问大家，我这种情况，用场发射扫描电镜可以实现吗？如果不行，还有什么其他的方法可以实现啊？谢谢，我就靠这个博士毕业呢，呵呵。。。