机床是制造业的母机,数控机床是机床产品的先进技术体现,特别是高档数控技术是装备制造业现代化的核心技术,是国家工业发展水平、综合国力的直接体现,此次展会汇集了当今世界机床发展和先进制造技术的最新成果,全面展示了我国数控机床产业近几年来高速发展的最新产品和技术。作为数控技术的重要环节——测量设备,在这次展会上展出了一批新技术、新产品,体现了当今测试计量技术发展动向和特点。 测量精度高 随着现代科技向高精度方向发展,机床作为装备工业的基础发展更应超前,而测量设备更由传统的微米、亚微米精度向着纳米量级精度方向发展。随着超精密加工技术的需要,数控精度愈来愈高,对测量设备的精度要求更高,这次展会展示了一批纳米量级的测量设备,除各种激光干涉仪外,光栅测量技术也达到纳米量级。如海德汉的LIP382超高精度直线光栅尺,其测量步距可以达到1nm。基于测量技术的发展,纳米量级的机床成为现实,如上海机床厂展出的纳米级精密微型数控磨床成为展会的一个亮点。测量速度高 现代制造业进行的是大规模、大批量、专业化生产,需要多参数、实时在线测量,故要求测试仪器的测量速度高、设备轻便、操作界面直观。如激光干涉测量技术作为精密测量的一种重要方法,各种激光干涉测量系统向着轻巧、便携、高测速的方向发展。雷尼绍XL-80干涉仪款型小巧,可提供4m/s最大的测量速度和50kHz记录速率,可实现1nm的分辨率;激光跟踪仪可实现快速数据采集与处理,有利于测量精度的提高。各种影像测量设备利用触摸屏可以方便直观地实现特征尺寸的测量。三维测量多样化 三维测量技术向着高精度、轻型化、现场化的方向发展。传统基于直角坐标的三坐标测量机经过50年的发展,其技术愈加成熟,测量更加快捷,功能更加强大。这次参展的国内外数十家坐标测量机生产厂商,各具特色,特别是国内很多厂家推出实用廉价的各种三坐标测量机,说明三坐标测量技术在我国已经走向全面实用化、特色化发展的道路。除直角坐标测量系统外,极坐标测量仪器体现出自身独特的优势,如FARO、ROMER等厂家生产的激光跟踪仪对大尺寸结构的装备现场具有方便灵活的特点。对于小尺寸测量,FARO、ROMER等生产的关节臂测量机因其低廉的成本、较高的精度、现场方便的操作等优势,在汽车等行业展现出广阔的应用前景。测量智能化 测量设备借助于计算机技术向着智能化、虚拟化的方向进一步发展。测量仪器的虚拟化、接口的标准化以及测量软件的模块化,加速了测量技术的发展,使测量仪器的应用更加方便、直观、智能。根据测量需求以及测量对象的不同,可基于同一软件平台使用不同的仪器协同工作,采用不同的测量软件模块,实现了广普测量仪器的网络化、协同化,提高了测量的自动化水平。在这次展会上,国内一些独立的测量软件公司进行了参展,对于测量设备的智能化、网络化具有推动作用。 这次展会展示了当今工业测量设备的新技术、新产品。但也同时看到,我国在测量仪器制造特别是高精度仪器制造方面缺乏自主创新的成果,一些高精度测量仪器在国内还没有相关单位能够生产。通过这次展会,对推动我国几何量测量设备的发展具有实际意义。
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一、在细胞及分子生物学中的应用1. 细胞、组织的三维观察和定量测量 共聚焦显微镜的分辨率超过普通光学显微镜,染色过程简便,可以在活细胞上进行无创伤性的染色,最大程度地维持细胞的正常形态。多种自发性的荧光染料,已被广泛地用于诸如RNA、DNA细胞核、线粒体、内质网、肌动蛋白、细胞膜等结构的标记。运用免疫荧光技术,将不同波长的两三种荧光物质标记在内部不同结构的相应抗体上,以这几种荧光物质特定的光谱特性选择激发光和滤光片,则可以观察到细胞内部各结构间的毗邻关系。特别是在荧光着丝点易被遮盖(如荧光原位杂交实验)的情况下,这种三维图像的多角度观察提供了极大的优越性。细胞有丝分裂中细胞核内染色体数目(双倍体、多倍体)、形态和位置的变化,一直是细胞生物学肿瘤研究中的热点。着丝点是细胞核内的重要结构,被认为在有丝分裂中起重要的作用,应用共聚焦显微镜的定量测量技术,可以较精确地测定着丝点在不同分裂期的位置。共聚焦显微镜生成厚度小于0.2微米的依次相连的光学切片,即使较厚的组织的三维数据也可被计算机获取,运用适当的图像分析软件,可以测量并确定所观察结构的表面特征,体积等参数,为相互结合定量测量提供了新手段。2. 活细胞生理信号的动态监测:活细胞的功能监测在细胞生物学、神经生理学、药理学等领域都有重要意义。许多荧光染料可以聚集在细胞的特定结构,而对细胞的活性基本上不产生影响。可以利用这一特性来反映细胞受到刺激后形态或功能的改变。如亲脂性染料DiOC6(3)主要聚集在内质网,且对细胞的毒副作用极小。肌细胞中的肌浆网与ER有相同的属性,是胞内钙库,应用共聚焦显微镜,就可以动态观察肌细胞兴奋时SR的变化。许多参与神经元兴奋传导的离子如K+、Na+、Ca2+及H+、Cl-、Mg2+ 等,都有其自发性的荧光染料。Ca2+ 在细胞的兴奋、分化、死亡等过程中都起重要作用,是许多生理反应的胞内第二信使,是目前研究得最为充分的离子; 通过激光扫描共聚焦显微镜对胞内、核内钙转移的研究、对心肌细胞的钙变化研究、免疫细胞钙信号的研究、对Ca2+信号在凋亡细胞中作用的研究都取得了可喜的结果,而更多的研究则是将激光扫描共聚焦显微镜应用于神经生物学中对神经元Ca2+动态测量的研究。目前激光扫描共聚焦显微镜以其独特的优势成为钙研究中的重要手段之一。3. 粘附细胞的分选(adherent cell sorting) 对特异细胞的分选和克隆,是研究单个细胞或细胞系生物特性的先决条件。 将细胞贴壁培养在特制培养皿上,培养皿底部有一层特殊的膜,用高能量激光在欲选细胞四周切割成八角形几何形状,掀去培养皿底部的膜,非选择细胞则被去除。目前对粘附细胞分选方法多用于对杂交瘤和突变细胞的分选,也有用于对经转化的平滑肌细胞,卵巢癌细胞及人畸胎瘤干细胞等的分选和克隆,还可用于基因调控、基因治疗等研究。4. 细胞激光显微外科和光陷阱功能: 激光扫描共聚焦显微镜可将激光当作一把“光刀子”使用,完成诸如细胞膜瞬间穿孔,染色体切割,神经元突起切除等一系列细胞外科手术。光镊是利用激光的力学效应,将一个微米级大小的细胞或其它结构钳制于激光束的焦平面上,也称为光陷阱。光镊可以用来进行细胞融合(如卵细胞受精)、机械刺激或细胞骨架弹性测量等,特别是在测量植物细胞的细胞骨架时很有意义。5. 光漂白后的荧光恢复(FRAP): 细胞在相互接触后彼此间即有低阻抗的通道形成,以进行细胞间通讯;被经合成肽测试法证明只允许低于1.5KD分子通过的通道被称作缝隙连接。缝隙连接是存在于相邻细胞间的一类蛋白通道,普遍认为缝隙连接通过介导细胞间的信息传递,在诸如增殖、分化、代谢等过程中发挥极其重要作用。FRAP技术借助脉冲式激光照射细胞的某一区域,从而该区域荧光分子的光淬灭,该区域周围的未淬灭的荧光分子将以一定速率向受照区域扩散,而此扩散速率可通过低强度激光扫描探测。在研究细胞骨架构成、跨膜大分子迁移率、细胞膜流动性、胞间通讯等领域中有较大的意义。6. 在细胞凋亡研究中的应用细胞凋亡是由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程,细胞凋亡作为生理性、主动性过程,能够确保正常发育、生长、维持内环境稳定,发挥积极的防御功能。用激光扫描共聚焦显微镜观察凋亡细胞,可见凋亡细胞体积变小,细胞质浓缩,细胞核变小,出现染色质沿核膜内侧排列的核边聚集现象。细胞凋亡的晚期,细胞核裂解为碎块,产生凋亡小体。细胞凋亡(Apoposis)是生物体内广泛存在的,由细胞特定基因控制,以细胞DNA 降解为特征的细胞自发过程,与机体中多种生理及病理过程密切相关。因而,对Apoposis 的研究现已成为研究细胞生物学研究的热点之一。而激光扫描共聚集显微镜结合众多荧光探针的应用,成为细胞Apoposis超微结构及分子水平变化的有力手段。二、在神经科学中的应用1. 定量荧光测定:对活细胞进行定量测定,具有很好的重复性,分析神经细胞和胶质细胞的某些物理及生物化学特性;监测抗原表达,细胞结合和杀伤等特征。在多发性硬化病人大脑活检标本上观察病变组织的微血管内皮细胞特异性地表达。2. 细胞内离子的测定:使用多种荧光探针,对神经细胞的Ca2+、PH及其它各种细胞内离子进行定量和动态分析。3. 神经细胞的形态学观察:激光扫描共聚焦显微镜使用模拟荧光处理,可将系列光学切片的数据合成三维图像,并可从任意角度观察。如Joshi等观察了细胞突触的骨架的三维图像。三维重建图像可使神经细胞及细胞器的形态学结构更加生动逼真。三、在耳鼻喉科学中的应用1. 在内耳毛细胞亚细胞结构研究上的应用:1993年Ikeda等应用激光扫描共聚焦显微镜研究内耳毛细胞的亚细胞结构,用Rhodamine 123染色,见线粒体分布于表皮板下和核下,加入1mmol/L三硝基酚使线粒体膜电位减小,荧光强度明显减弱。用DIOC6(3)染色,观察到内质网分布于表皮板下直至细胞核区域,呈网状、核下及侧膜下也有分布,胞质中则极少,探讨了蛋白激酶(PKC)在三磷酸肌醇/钙信号系统中的作用。2. 激光扫描共聚焦显微镜的荧光测钙技术在内耳毛细胞研究中的应用钙离子在细胞的生命活动中起着重要作用,它参与调节细胞功能,如肌肉收缩,细胞运动,递质合成与释放,信息传递,细胞换能等。激光扫描共聚焦显微镜的荧光测钙技术可探测到细胞内钙浓度的细微变化,当内耳毛细胞受到各种生理及病理因子刺激时,可用荧光测钙技术观察细胞内钙离子浓度的变化。为研究毛细胞的机能提供了新的手段。3. 激光扫描共聚焦显微镜在内耳毛细胞离子通道研究上的应用Issa等用膜片钳的全细胞记录法将Fluo-3已导入毛细胞,用激光扫描共聚焦显微镜观察,当毛细胞去极化时其底部侧膜上平均有18个亮点(钙内流所至),然后对同一毛细胞进行连续超薄切片电镜观察,证明这些亮点即为突触前活性区。4. 激光扫描共聚焦显微镜在嗅觉研究中的应用:Schild等用激光扫描共聚焦显微镜和钙荧光探针研究嗅觉感受器神经元的钙通道分布,以Fluo-3和Fura-red 染色后行双发射比例测量,测出其胞内游离钙呈不均匀分布,观察显示嗅觉感受器神经元的钙通道位于胞体部,与同一部位的钾通道一起构成适应性调节机制,而对树突尖端纤毛的钙依赖性换能过程无干扰。四、在肿瘤研究中的应用激光扫描共聚焦显微镜的出现,在一定程度上推动了肿瘤的研究进展。它为肿瘤细胞生物学、分子生物学、细胞通讯、细胞形态学研究、细胞的抗药物代谢、细胞膜及其受体等领域的研究,提供了有效手段。1. 定量免疫荧光测定:激光扫描共聚焦显微镜采用免疫荧光对肿瘤细胞的抗原表达、细胞结构特征、抗肿瘤药物的作用及机理等方面进行定量的观察和监测,为较理想的形态学观察方法。先采用荧光标记特异性抗原或抗体,使其与特异性抗体或抗原结合,再采用激光扫描共聚焦显微镜对其进行定性、定量和形态学分析。近年来报道较多的是P53肿瘤相关抗原等的定位、定性和定量分析。采用荧光标记某些蛋白分子,然后测定其平均荧光强度和积分荧光强度,从而对某些细胞结构蛋白分子进行定量分析。2. 细胞内离子分析激光扫描共聚焦显微镜可以准确地测定细胞内Ca2+ 、 K+ 、 Na+ 、 Mg2+ 、 pH等
激光扫描共聚焦显微镜是近十年发展起来的医学图像分析仪器,与传统的光学显微镜相比,大大地提高了分辨率,能得到真正具有三维清晰度的原色图像。并可探测某些低对比度或弱荧光样品,通过目镜直接观察各种生物样品的弱自发荧光。能动态测量Ca2+ 、pH值,Na+、Mg2+等影响细胞代谢的各种生理指标,对细胞动力学研究有着重要的意义。同时激光扫描共聚显微镜可以处理活的标本,不会对标本造成物理化学特性的破坏,更接近细胞生活状态参数测定。可见激光扫描共聚焦显微镜是普遍显微镜上的质的飞跃,是电子显微镜的一个补充,现已广泛用于荧光定量测量,共焦图像分析,三维图像重建、活细胞动力学参数分析和胞间通讯研究等方面,在整个细胞生物学研究领域有着广阔的应用前景。1. 定量荧光测量ACAS可进行重复性极佳的低光探测及活细胞荧光定量分析。利用这一功能既可对单个细胞或细胞群的溶酶体,线粒体、DNA、RNA和受体分子含量、成份及分布进行定性及定量测定,还可测定诸如膜电位和配体结合等生化反应程度。此外,还适用于高灵敏度快速的免疫荧光测定,这种定量可以准确监测抗原表达,细胞结合和杀伤及定量的形态学特性,以揭示诸如肿瘤相关抗原表达的准确定位及定量信息。2. 定量共聚焦图像分析借助于ACAS激光共焦系统,可以获得生物样品高反差、高分辨率、高灵敏度的二维图像。可得到完整活的或固定的细胞及组织的系列及光切片,从而得到各层面的信息,三维重建后可以揭示亚细胞结构的空间关系。能测定细胞光学切片的物理、生物化学特性的变化,如DNA含量、RNA含量、分子扩散、胞内离子等,亦可以对这些动态变化进行准确的定性、定量、定时及定位分析。3. 三维重组分析生物结构ACAS使用SFP进行三维图像重组,SFP将各光学切片的数据组合成一个真实的三维图像,并可从任意角度观察,也可以借助改变照明角度来突出其特征,产生更生动逼真的三维效果。4. 动态荧光测定Ca2+、pH 及其它细胞内离子测定,利用ACAS能迅速对样品的点,线或二维图像扫描,测量单次、多次单色、双发射和三发射光比率,使用诸如Indo-1、BCECF 、Fluo-3等多种荧光探针对各种离子作定量分析。可以直接得到大分子的扩散速率,能定量测定细胞溶液中Ca2+对肿瘤启动因子、生长因子及各种激素等刺激的反应,以及使用双荧光探针Fluo-3和CNARF进行Ca2+和pH的同时测定。5. 荧光光漂白恢复(FRAP)——活细胞的动力学参数荧光光漂白恢复技术借助高强度脉冲式激光照射细胞某一区域,从而造成该区域荧光分子的光淬灭,该区域周围的非淬灭荧光分子将以一定速率向受照区域扩散,可通过低强度激光扫描探测此扩散速率。通过ACAS可直接测量分子扩散率、恢复速度,并由此而揭示细胞结构及相关的机制。6. 胞间通讯研究动物细胞中由缝隙连接介导的胞间通讯被认为在细胞增殖和分化中起非常重要的作用。ACAS可用于测定相邻植物和动物细胞之间细胞间通讯,测量由细胞缝隙连接介导的分子转移,研究肿瘤启动因子和生长因子对缝隙连接介导的胞间通讯的抑制作用,以及胞内Ca2+、PH和cAMP水平对缝隙连接的调节作用。7. 细胞膜流动性测定ACAS设计了专用的软件用于对细胞膜流动性进行定量和定性分析。荧光膜探针受到极化光线激发后,其发射光极性依赖于荧光分子的旋转,而这种有序的运动自由度依赖于荧光分子周围的膜流动性,因此极性测量间接反映细胞膜流动性。这种膜流动性测定在膜的磷脂酸组成分析、药物效应和作用位点,温度反应测定和物种比较等方面有重要作用。8. 笼锁-解笼锁测定许多重要的生活物质都有其笼锁化合物,在处于笼锁状态时,其功能被封闭,而一旦被特异波长的瞬间光照射后,光活化解笼锁,使其恢复原有活性和功能,在细胞的增值、分化等生物代谢过程中发挥功能。利用ACAS可以人为控制这种瞬间光的照射波长和时间,从而达到人为控制多种生物活性产物和其它化合物在生物代谢中发挥功能的时间和空间作用。9. 粘附细胞分选ACAS是目前唯一能对粘附细胞进行分离筛选的分析细胞学仪器,它对培养皿底的粘附细胞有两种分选方法: ① Coolie-CutterTM法,它是Meidian公司专利技术,首先将细胞贴壁培养在特制培养皿上,然后用高能量激光的欲选细胞四周切割成八角形几何形状,而非选择细胞则因在八角形之外而被去除,该分选方式特别适用于选择数量较少诸如突变细胞、转移细胞和杂交瘤细胞,即使百万分之一机率的也非常理想。 ② 激光消除法,该方法亦基于细胞形态及荧光特性,用高能量激光自动杀灭不需要的细胞,留下完整活细胞亚群继续培养,此方法特别适于对数量较多细胞的选择。10. 细胞激光显微外科及光陷阱技术借助ACAS可将激光当作“光子刀”使用,借此来完成诸如细胞膜瞬间穿孔、切除线粒体、溶酶体等细胞器、染色体切割、神经元突起切除等一系列细胞外科手术。通过ACAS光陷阱操作来移动细胞的微小颗粒和结构,该新技术广泛用于染色体、细胞器及细胞骨架的移动。
摘要激光扫描共聚焦显微镜作为80年代发展起来的一种高精度分子细胞生物学分析仪器,具有组织细胞断层扫描、活细胞动态荧光监测、三维图像重建、共聚焦图像定量分析等先进功能,在近年的细胞凋亡这一研究热点中得到了大量创造性的应用。本文拟就对激光扫描共聚焦显微镜在凋亡的形态学、分子水平变化及重要生理过程三方面研究中的应用及其成果做一综述。细胞凋亡(apoptosis)是不同于细胞坏死的一种细胞主动死亡方式,并由特定的基因控制。凋亡细胞在形态上出现变圆皱缩、染色质浓缩边集、核碎裂、凋亡小体形成等变化,并最终由非炎症过程清除。由于细胞凋亡独特地影响着机体的细胞发育和代谢,在监测和清除肿瘤细胞与突变细胞等方面也可能发挥重要的作用,近年来受到了细胞生物学、分子生物学、免疫学等多学科的广泛关注。激光扫描共聚焦显微镜(laser scaing confocal microscopy, LSCM)是80年代发展起来的一种高精度分子细胞生物学分析仪器,辅以各类免疫荧光探针或荧光染料与被测物质特异性结合,不仅可观察固定的细胞组织切片,还可对活细胞的结构、分子和离子进行实时动态地观察和检测。在细胞凋亡的研究中,激光扫描共聚焦显微镜已被广泛地应用于形态学、分子水平监测及重要生理改变等各方面,其中不乏新颖之处,并获得了大量成果,以下将就此做一简单的介绍。激光扫描共聚焦显微镜与凋亡的形态学激光扫描共聚焦显微镜用点光源扫描标本的光学横断面,以代替普通光学显微镜所使用的场光源,并用探测针孔滤去离焦光线,所以消除了来自焦平面以外的衍射或散射光的干扰,可实现高清晰、高分辨率的组织细胞断层扫描。并且由于激光扫描共聚焦显微镜采用数字化成像,因而辅以一定的软件就能对图像进行定量分析及三维重建等操作。过去对细胞凋亡的形态学研究方法局限于活性细胞和组织切片染色、荧光镜观察,或者石蜡切片原位末端标记法。由于普通光镜的分辨率和清晰度有限,而电镜又显然不适合对凋亡这一复杂动态过程的监测,激光扫描共聚焦显微镜的应用使人们对细胞凋亡的形态学观察分析提高到了一个前所未有的新水平。细胞核核膜的破坏对于染色质聚集并形成凋亡小体起重要作用。lamin是构成核片层的蛋白质,位于核膜的内表面,由caase-6介导的lamin裂解可影响核膜的完整性。在McCall等的研究中,对果蝇卵子发生晚期的细胞凋亡现象进行了动态观察。以单抗mAb101标记其哺育细胞核内膜的laminDm0(哺乳类laminB的同源体),用激光扫描共聚焦显微镜加以观察。正常哺育细胞到11期时,染色的lamin呈弥散的雾状分布并围绕核周,而dcp-1GLC哺育细胞即使到了较晚的14期时,仍然显示界线明确的染色。可见dcp-1突变体在核lamin蛋白的酶切或解聚方面存在缺陷。细胞器Li 等在对C(6)-酰基鞘氨醇诱导胞内囊泡产生的研究中,在不产生中毒效应的情况下,加入10microM C(6)-酰基鞘氨醇以诱导鼠纤维母细胞(3T3-L1和3T3-F442A)凋亡。观察到囊泡的形成与C(6)-酰基鞘氨醇的诱导呈时间依从和剂量依从关系。大量小泡在其加入后8小时内出现,并且随时间而增大;大泡最终分布在核周,而小泡分布在细胞边缘。用抗-溶酶体膜蛋白抗体和共聚焦免疫荧光显微分析,证明增大的囊泡为晚期内吞体/溶酶体。另外,胞内的细胞器都有其适用的荧光探针,如高尔基复合体常用的探针有Dceramide、BODIPY ceramide等,内质网常用的有Dil、DiOC6等,经标记均可进行精细的观察。当然,激光扫描共聚焦显微镜在形态学中的优势更在于其对图像的三维重建功能,从而揭示过去只能在平面上显现的凋亡细胞在三维空间中的结构;而对细胞凋亡的动态过程,它可以用三维加时间的四维方式进行观察,来获取最逼真的形态学资料。凋亡过程中一些特征性的三维形态变化正期待着进一步具体的工作去发现。激光扫描共聚焦显微镜对凋亡细胞的分子水平监测随着分子生物学突飞猛进的发展,关于细胞凋亡分子机制的研究已有了很大的突破。细胞凋亡的信号传递途径及其调控涉及到大量的酶级联反应、生物大分子的空间转移等。而激光扫描共聚焦显微镜以其定性、定量、定时的优点,结合众多荧光探针的应用,成为了研究细胞凋亡分子水平变化的有力手段。DNA大分子DNA断裂以及染色质的异常凝聚,是细胞凋亡的关键,同时也是细胞核在细胞凋亡中具有标志性的变化。Columbara等报道将激光扫描共聚焦显微镜与原位TdT和Poll免疫荧光技术相结合,进而确定双链和单链DNA的断裂点。而在对细胞凋亡和细胞坏死区别的研究中,Kreel等在培养的K562细胞中加入放线菌素D以诱导凋亡,并对细胞的DNA片段进行了3’-末端标记。经激光扫描共聚焦显微镜观察发现K562细胞凋亡早期有大量DNA片段出现,且DNA片段弥散分布于除核仁外的细胞核区。伴随着凋亡的进展,细胞核内出现大量高标记密度的圆形小体。而采用NaN3或快速冻融法使细胞坏死,经激光扫描共聚焦显微镜观察证实,在坏死开始阶段并无DNA片段的出现,至少在坏死发生24小时后才有DNA片段产生。Caase家族Caases是一组高度保守的半胱氨酸蛋白酶,目前发现有11个成员。多数细胞凋亡是以Caase家族蛋白的激活并作用于其关键底物而实现的,而caases激活的关键又在于该家族蛋白间的级联反应,因此caases被认为是细胞凋亡的中心环节和执行者,成为研究的热点。Mandal等用激光扫描共聚焦显微镜对细胞凋亡中激活的caase-3的重分布进行了研究。用丁酸处理细胞后,观察到DNA-PKcs的裂解与caase-3的激活成正相关,而Bcl-2的过度表达则可抑制上述两个过程。同时还证明(1)激活后的caase-3重分布到核区,(2)裂解局部的DNA-PKcs和PARP(polyADP-ribosepolymerase,聚腺苷二磷酸核糖多聚酶),(3)裂解产物又被释放到核外的细胞液。caase-3的抑制物四肽DEVD-CHO又可抑制上述的三个连续的步骤。该研究提示:激活的caase-3在核内的重分布构成了丁酸所诱导的细胞凋亡中的一个重要凋亡信号。另外,在用激光扫描共聚焦显微镜对Q79诱导大鼠神经元凋亡的研究中,Sanchez等发现了Q79对caase-8的聚集和激活,而对caase-8的抑制则阻止了被诱导的细胞凋亡;加以Westernblot分析,还建立了caase-8的激活和某些神经退行性疾病(如舞蹈病)的联系。Grazyme丝氨酸蛋白酶grazyme为另一种重要的凋亡信号分子,对某些caase家族蛋白也有激活作用。Trapani等就证明了杀伤淋巴细胞利用穿孔素和grazymeB的协同作用来诱导靶细胞的凋亡,在其研究中通过激光扫描共聚焦显微镜观察到(1)50%细胞的胞核内快速聚集了以FITC荧光标记的grazymeB(最长7分钟,t1/2为2分钟),然后发生凋亡;(2)其它的细胞只有细胞液内有FITC-grazyme B的摄取,避免了凋亡。此间至少在13分钟后才有DNA碎片的出现,说明核内的grazyme B聚集出现在凋亡的执行阶段之前。并且通过对核内液的处理(加入70KDa FITC-dextran),间接观察到grazyme B的转移并非是因为核膜受caases的作用而破损,而是由于穿孔素的协同。其它以上的介绍显示,激光扫描共聚焦显微镜在检测活细胞酶活性动态变化方面有着突出的优势。实际上,对于细胞凋亡的分子机制这样一个极其复杂的课题,激光扫描共聚焦显微镜的应用远不只限于上述的几种离子和大分子,而是渗透到了大量的分枝课题中去。如在对重要的凋亡负调控蛋白Bcl-2的研究中,Beham等利用基因毒性损害(genotoxic damage)诱导细胞凋亡,并以Bcl-2蛋白抑制其凋亡过程。用激光扫描共聚焦显微镜和Immunoblotting观察显示,Bcl-2的作用在于阻止了诱导产生的p53蛋白向核内的转运。而Ohsawa等对独立于caase家族的另一种重要蛋白酶—组织蛋白酶进行了研究,用血清剥夺法诱导PC12细胞凋亡,并用激光扫描共聚焦显微镜监测了其精细超微结构改变过程和细胞内组织蛋白酶B和D的免疫活度的对比变化。又如,在人胰岛淀粉样多肽(hIA)的研究中,Hiddinga等用表达hIA的质粒转染COS-1细胞诱导凋亡,辅以免疫组化染色,用激光扫描共聚焦显微镜证明了hIA在细胞的内质网和高尔基复合体内呈簇状沉积,并与细胞
三维光学测量仪又可称为三维影像测量仪或非接触式光学测量仪,是集光学、机械、电子、计算机图像处理技术于一体的高精度、高效率、高可靠性的测量仪器。三维光学测量仪采用非接触式三维测量方式,可进行快速精密的几何尺寸和形位公差的测量,具有了良好的刚性质量比,运动平稳、精确,确保了整机精度更高。 三维光学测量仪采用国际先进的有限元分析技术设计,具有高精度、高性能高速度和高稳定性的特点。使用冷光源系统,可以避免容易变形的工件在测量是因为热变形所产生的误差,并避免了由于碰触引起的变形。三维光学测量仪可高效地检测各种复杂精密零部件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置,全自动地进行微观检测与质量控制;还可自动抓边、自动聚焦的功能使得最大程度减少了人为误差。 三维光学测量仪适用于航空、航天、军工、汽车、模具、电子、机械、仪表、五金、塑胶等行业中的模具、螺丝、金属、配件、橡胶、PCB板、弹簧等以坐标测量为目的一切应用领域适用范围。
[url=http://www.f-lab.cn/microscopes-system/dplsm.html][b]差分偏光激光扫描显微镜[/b][/url]differential polarization laser-scanning microscope (DPLSM)具有[b]扫描光学显微镜[/b]和[b]分光偏振计[/b]的双重优点,可提供逐像素地实施的生物样本的各向异性数据,在记录生物组织图像强度的同时,能够实时地提供高精度的生物样品的各向异性组织的逐个像素的数据。差分偏光激光扫描显微镜采用模块化设计,可以直接安装到用户现有的激光扫描显微镜上,不用担心改变原来的光路和电子。我公司提供方便安装的差分偏光激光扫描显微镜DPLSM模块,可直接安装到激光扫描显微镜上,不需要改变电路和光路就可使用差分偏光激光扫描显微镜DPLSM功能。差分偏光激光扫描显微镜:[url]http://www.f-lab.cn/microscopes-system/dplsm.html[/url]
条码扫描模组在外国已经使用很久了,现在已经发展到中国内部。这种技术的发明带来了更多的工作改革潮流。促进了自动化的步伐,大大简化人类工作流程,减少更多的脑力负担。扫描模组属于二次开发产品,兼备识别条码并加以扫描和解码的功能,然后还可以植入更多的应用行业的功能程序。外形构造小巧,高度集成材料,可以置入手机、平板电脑,打印机和一些医疗设备等各行各业的机械设备中。一般情况,条码扫描模组分为二大类,第一个就是激光扫描模组,第二个就是红光扫描模组。 现在对激光扫描模组进行分析下,激光扫描模组是通过辐射出一个激光光源点,然后按照激光发射的原理打成激光光线照遭条码上,在经过解码转化成为数字信号,加而给电脑读取信息。但是相对于红光扫描模组来说就比价精确点了。在强烈的阳光下,一般情况都是用激光扫描模组,因为红光不是红外线,就是单单的红色的光。阳光中可以算什么光线都有,会对红光扫描模组发射出来的LED灯光造成很大的影响,导致扫描的结果不准确。 如果在结构上来说呢,红光扫描模组要比激光扫描模组好一点而且价格实惠。激光扫描模组里面的结构是靠点胶固定的机械装置,因此就有很大的结构固定,易碎行,抗硬性就不是很好了。红光扫描模组里面就没有一些所谓的机械装置固定,所以耐用性比价好,但是总体来说,激光扫描模组的用途是比较多的,红光的就有很多局限性。看个人的用处所在. 本文出自 www.yuanjingda.com 转载请注明出处!
棱镜式激光扫描切割与载物台移动式激光扫描切割的区别
[b][font='Microsoft YaHei', 宋体, sans-serif]【序号】:1[/font]【作者】:[/b][font=&][size=12px][color=#1c1d1e][b]周一览[/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]共聚焦激光扫描显微镜的研制[/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]共聚焦激光扫描显微镜的研制 - 中国知网 (cnki.net)[/url][/b][/color][/font]
最近我们再调研三维全场扫描激光测振仪技术,想向各位大神了解一下三维全场扫描激光测振仪有哪些品牌?哪家比较好?有技术比较、大概的价位最好,感谢大家!
影像测量仪适用于电脑软件操作而且功能强大方便,可满足不同工件的不同需求。影像测量仪的一些测量功能如下: 1、影像测量仪能记录用户程序、编辑指令、教导执行; 2、测量仪能巨集指令,同一种工件批量测量更加方便快捷,提高测量效率;另一种是座标平移和座标摆正,同时也能提高测量效率; 3、影像测量仪还可以检测圆形物体的圆度、直线度、以及弧度;组合测量、中心点构造、交点构造,线构造、圆构造、角度构造; 4、能多点测量点、线、圆、孤、椭圆、矩形,提高测量精度; 5、测量数据直接输入到AutoCAD中,成为完整的工程图,而且测量数据可输入到Excel或Word中,进行统计分析,可割出简单的Xbar-S管制图,求出Ca,等各种参数; 6、影像测量仪有大地图导航功能、刀模具专用立体旋转灯、3D扫描系统、快速自动对焦、自动变倍镜头。 7、在影像仪下绘制的图像,可以直接保存为dxf文件,该文件可以在autocad软件中直接打开或者是导入到三维软件中; 8、影像测量仪若是在加了探针的情况下,还可以直接用探针打点然后导入到逆向工程软件做进一步处理!软件可以自由实现探针/影像相互转换! 9、平面度检测(可通过激光测头来检测产品平面度,推荐使用“七海光电”平面度检测激光测头
[align=center][b]双光子激光扫描显微镜的检测模式及其在生物医学领域的应用[/b][/align][align=center][font=宋体]刘皎[/font][sup]1[/sup],吴晶[sup]1[/sup][/align][align=center]1. [font=宋体]北京大学医药卫生分析中心,北京,[/font]100191[/align][b][font=黑体][[/font]摘要] [/b]双光子激光扫描显微镜(two-photon laser scan microscope, TPLSM[font=宋体])具有低光毒性、高时空分辨率、高信噪比等优点,结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术,广泛应用于脑科学、免疫学、肿瘤、胚胎发育等生物医学相关研究领域。本文结合作者所在的北京大学医药卫生分析中心共聚焦平台的工作经验,概述了[/font]TPLSM适用的样本、检测模式以及在生物医学领域的应用,以期为相关科研技术人员提供参考。[b][font=&][Abstract][/font] [/b]Two-photon laser scan microscopy (TPLSM) has the advantages of low phototoxicity, high spatial and temporal resolution, and high signal-to-noise ratio.TPLSM combines laser scanning confocal microscopy with two-photon excitationtechnology and it is widely used in brain science, immunology, tumor, embryodevelopment and other biomedical related research fields. Based on the author'swork experience in the confocal center of Peking University Medical and HealthAnalysis Center, this paper summarizes the applicable samples, detection modesand applications of TPLSM in the biomedical field, in order to provide referencefor related scientific researchers and technicians.[b][font=黑体][[/font]关键词] [/b]显微镜双光子,检测模式,应用[b]1 引言[/b]双光子激发技术的基本原理是在高光子密度情况下,荧光分子可同时吸收2个长波长光子,产生一个一半波长光子去激发荧光分子的相同效果。双光子激光扫描显微镜(two-photon laser scan microscope, TPLSM[font=宋体])在激光扫描共聚焦显微镜的基础上,以红外飞秒激光作为光源,长波长的近红外激光受散射影响小,易穿透标本,可深入组织内部非线性激发荧光,对细胞毒性小且具有高空间分辨率,适合生物样品的深层成像及活体样品的长时间观察成像[/font][1]。使用高能量锁模脉冲激光器,物镜焦点处的光子密度最高,在焦点平面上才有光漂白及光毒性,焦点外不损伤细胞。双光子效应只发生在焦点处,所以双光子显微镜无需共聚焦针孔,也能做到点激发点探测,提高了荧光检测效率[2]。[b][/b]双光子激光扫描显微镜显微镜可以通过XYZ,XYT,XYλ,XYZT,XYλT等多种模式实现多维成像,亦可进行更复杂实验的拍摄,比如二次谐波成像(Second Harmonic Generation Imaging,SHG[font=宋体])、双光子荧光寿命成像([/font]Two-photon Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy, TP-FLIM[font=宋体])、荧光寿命[/font]-[font=宋体]荧光共振能量转移成像([/font]FluorescenceLifetime - Fluorescence Resonance Energy Transfer Imaging, FLIM-FRET[font=宋体])等实验以满足对样品的定性、定量、定位、共定位等多维度多功能的研究。[/font]TPLSM已成为生命科学各领域重要的研究工具,可在细胞及亚细胞水平对活体动物的神经细胞形态结构、离子浓度、细胞运动、分子相互作用等生理现象进行直接的长时间成像监测,还能进行光激活染及光损伤等光学操纵,广泛应用于脑科学、免疫学、肿瘤、胚胎发育等生物医学相关研究[3-5]。本文拟通过按TPLSM常见的检测模式分别阐述其在生物医学领域的应用,以其为相关科研技术人员提供参考。[b]2. TPLSM适用的样本[/b]TPLSM适用的样本非常广泛,从液体、固体等形式的材料或制剂、细菌、细胞、细胞团、类器官、组织切片、到各种模式动物(如线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠、大鼠、兔、猴等)及其[font=宋体]脑、脊髓、肝脏、肺、皮肤等器官[/font],都可以通过搭载不同载物台进行测试。相对于传统激光扫描共聚焦显微镜200μm的成像深度极限,双光子显微镜成像深度可达800μm,如果是透明化样品可更厚。TPLSM尤其适合活体动物成像,且比小动物荧光成像有更高的分辨率和信噪比,一般TPLSM的XY轴分辨率为200 nm左右,Z轴分辨率为300 nm左右。[b]3. TPLSM的检测模式[/b]3.1 二维成像模式TPLSM可以实现点扫描、点探测,得到生物样品高反差、高分辨率、高灵敏度的二维图像,从而获得细胞/组织等光学切片的物理、生物化学特性及变化。也可以对所感兴趣的区域进行准确的定性、定量及定位分析。激光扫描显微镜的zoom功能,可以用来调节扫描区域的放大倍数。但受物镜分辨率的限制,一味的增大zoom值,不能得到相应的高清图像,需根据实际情况参考piexl size进行设定。TPLSM可以实现XY、XZ或XT的二维成像模式,XT线扫会在后文与XYT时间序列成像一起进行举例说明(图2b)。3.2 三维成像模式3.2.1 Z轴序列三维成像(XYZ)[align=left]TPLSM可沿Z轴方向通过电动载物台的连续扫描对样品进行无损伤的光学切片(XYZ),获得三维立体图像。同理,通过沿Y轴方向连续扫描,可获得连续的XZY图像。如图1所示TPLSM[font=宋体]可以顺利观察到可以观察到血管清晰形态结构:单个胚胎的胎盘微血管(图[/font]1a)、肝脏血窦微血管(图1b)和后肢微血管(图1c)[6]。[/align][align=center][img=,690,230]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212151626576232_4807_3237657_3.png!w690x230.jpg[/img][/align][align=center]图1(a)胚胎胎盘微(b)肝脏血窦和(c)后肢的微血管三维成像[/align]3.2.2 时间序列扫描模式(XYT)[align=left]按照一定的时间间隔重复采集,则可实现对该样品的实时监测(XYT)。此类实验可观察组织区域内特异荧光探针标记的单个细胞或细胞内不同部位接受刺激后的整个变化过程。[font=宋体]如图[/font]2[font=宋体]([/font]a[font=宋体]),可以根据微血管[/font]XYT[font=宋体]序列扫描的成像结果中某一血细胞在前后两张图的位置移动和这两帧图的扫描时间间隔计算血流速度。若血流速度很快,[/font]XYT扫描不足以捕捉实际流速,可以使用XT线扫计算。如图2(b),微血管XT扫描图像中绿色荧光背景里的黑色线条代表单个血细胞的流动轨迹,每条线条的横坐标代表血细胞移动的距离(distance / μm[font=宋体]),纵坐标代表此段时间([/font]time/ ms[font=宋体]),根据这两个数据可以计算出单位时间内血细胞的流动速度([/font]μm / ms)[6]。[/align][align=center][img=,690,262]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/12/202212151627102569_8367_3237657_3.png!w690x262.jpg[/img] [/align][align=center]图2 微血管(a)XYT扫描结果和(b)XT一维扫描结果图像计算血流说明示意图[/align]3.2.3 光谱扫描模式(XYλ/XYΛ)通常配置有可调节接受范围的检测器的TPLSM,可以实现从400nm-800nm的发射波谱扫描。通过配置具有连续可调波长的双光子激光器,还可以实现750nm-1300nm激发波谱扫描。这对于开发研制特殊染料探针的课题来说是很方便、全面的检测功能。3.3四维成像模式(XYZT/XYλT/XYΛT)基于上述三维成像模式,结合时间序列扫描,可以实现TPLSM的四维成像。3.4二次谐波成像(SHG)SHG是一个二阶非线性过程,且一般为非共振过程,适合富含胶原纤维的样本成像,如角膜、鼠尾肌腱、皮肤等。生物组织产生的二次谐波最主要的转换源自胶原,不同生物组织中的二次谐波信号强弱与组织中的胶原含量密切相关,含胶原丰富的组织包括结缔组织和肌肉组织等二次谐波信号也比较强,另外还有一些能产生强二次谐波的生物结构是微管,如细胞分裂中纺锤体。对于具有中心对称性的生物结构,如果局部中心对称性的破坏也会产生二次谐波:在两中心对称介质的界面,不同物态分子的相互作用使局部微观场特性在交界面(如细胞膜)发生突变,从而产生界面二次谐波[7]。除了动物组织外,一些含有特殊分子结构的植物组织也能产生二次谐波。二次谐波显微成像具有高空间分辨率、深成像深度、低损伤、以及对结构对称性的高度敏感性的特点,如果能与其他成像技术结合,将成为生物样品研究的有力工具[8]。3.5双光子荧光寿命成像(TP-FLIM)[9]FLIM技术是研究细胞内生命活动状态的一种非常可靠的方法。荧光寿命是荧光团在返回基态之前处于激发态的平均时间,是荧光团的固有性质,因此其不受探针浓度、激发光强度和光漂白效应等因素影响,且能区分荧光光谱非常接近的不同荧光团,故具有非常好的特异性和很高的灵敏度。此外,由于荧光分子的荧光寿命能十分灵敏地反映激发态分子与周围微环境的相互作用及能量转移,因此FLIM技术常被用来实现对微环境中许多生化参数的定量测量,如细胞中折射率、黏度、温度、pH值的分布和动力学变化等,这在生物医学研究中具有非常重要的意义。目前FLIM技术在细胞生物学中一些重要科学问题的研究、临床医学上一些重大疾病的诊断与治疗研究以及纳米材料的生物医学应用研究等方面均有广泛应用,并取得了许多利用传统的研究手段无法获取的数据。FLIM检测需要脉冲激光,TPLSM带有的高能量锁模脉冲激光器可以满足激发要求。3.6荧光寿命-荧光共振能量转移成像(FLIM-FRET)[10]传统的FRET过程分析通常是基于荧光强度成像来实现,分析的结果容易受光谱串扰的影响。而将FLIM技术应用于FRET过程分析,利用FLIM技术可定量测量这一优势,可非常灵敏地反映供体荧光分子与受体荧光分子之间的能量转移过程。当受体分子与供体之间的距离10nm时,供体的能量转移到受体,受体从基态发生能量跃迁,从而影响供体的荧光寿命。与没有受体分子的时候相比,发生FRET的供体分子的荧光寿命降低。因此,FRET-FLIM联合能够实时监测生物细胞中蛋白质的动态变化,如蛋白质折叠、分子间(蛋白-蛋白,蛋白-核酸)相互作用和细胞间信号分子传递、分子运输以及病理学研究等。[b]4 结论和展望[/b]综上,TPLSM应用灵活,具备多种检测模式,适用于多种样本,亦可实现多种实验目的,如荧光的定量、定性、定位、共定位,动态荧光的测定等。一些特殊的实验模式,将TPLSM在生物医学领域的应用进一步扩大。通过结合其他技术(多手段联合拓展,如膜片钳、原子力显微镜、光电联用等),TPLSM必将成为助力生物医学领域研究的有力工具。双光子荧光成像由于具有天生的三维层析能力以及深穿透能力,在活体生物组织成像上广受欢迎。双光子显微镜镜下空间增大后,可广泛应用于猴、大小鼠、兔等较大的模式动物的活体成像。且可结合电生理技术、光遗传技术,广泛应用于麻醉、清醒或运行行为等生理状态下的动物脑科学神经相关研究,在单细胞、单树突精度上对神经元群体活动进行监控。如结合膜片钳技术,对活体脑组组急性切片神经元进行双光子深层成像[11];结合光遗传技术,实现视觉皮层同一神经元和神经元群体的稳定操控和长期多次重复记录[12];对在健身球上移动的头部固定小鼠小脑进行成像,探讨觉醒状态和运动行为对胶质网络中钙离子的激发的影响[13];结合多种疾病模型,探讨大脑皮层神经元及胶质细胞活性的改变及作用等[14]。随着多种双光子显微镜系统的出现,双光子显微镜成像技术将以其实时、无损地探测、诊断及检测能力,在生物医药及临床医学应用中发挥更大作用。[b]参考文献[/b][1] [font=宋体]李娟[/font],[font=宋体]张岚岚[/font],[font=宋体]吴珏珩[/font].[font=宋体]双光子显微镜的应用优势与维护要素[/font][J].[font=宋体]中国医学装备[/font],2021,18(12):158-163.[2] HendelT,Mank M, Schnell B,et al.Fluorescence changes of genetic calcium indicatorsand OGB1correlated with neural ac tivity and calcium in vivo and in vitro[J].JNeurosci, 2008,28(29):7399-7411.[3] DolginE.What leva lamps and vinaigrette can teach us about cellbiology[J].Nature,2018,555(7696):300-302.[4] Noguchi J,Nagaoka A, Watanabe S,et al.in vivo two-photon uncaging of glutamate revealingthe structure-function relatio nships of dendritic spines in the neocortex ofadult mice[J]. J Physiol,2011,589(Pt 10):2447-2457.[5] BishopD,Nikiél, Brinkoetter M,et al.Nearinfrared branding efficiently correlateslight and electron microscopy[J]. Nat Methods,2011,8(7):568-570.[6] [font=宋体]刘皎[/font],[font=宋体]丛馨[/font],[font=宋体]何其华[/font].[font=宋体]活体小鼠微血管血流倒置双光子激光扫描显微镜检测方法的建立[/font][J].解剖学报,2022,53(02):261-265.[7] [font=宋体]屈军乐[/font],[font=宋体]陈丹妮[/font],[font=宋体]杨建军[/font],[font=宋体]许改霞[/font],[font=宋体]林子扬[/font],[font=宋体]刘立新[/font],[font=宋体]牛憨笨[/font].[font=宋体]二次谐波成像及其在生物医学中的应用[/font][J].[font=宋体]深圳大学学报[/font],2006,(01):1-9.[8] [font=宋体]孙娅楠[/font],[font=宋体]赵静[/font],[font=宋体]李超华[/font],[font=宋体]等[/font].[font=宋体]二次谐波结合双光子荧光成像方法观察人源胶原蛋白透皮吸收情况[/font][J].激光生物学报,2017,26(1):24-29.[9] [font=宋体]刘雄波,林丹樱,吴茜茜,严伟,罗腾,杨志刚,屈军乐,荧光寿命显微成像技术及应用的最新研究进展。物理学报,[/font]2018,67(17):178701-1-178701-14[10] [font=宋体]罗淋淋,牛敬敬,莫蓓莘,林丹樱,刘琳,荧光共振能量转移[/font]-荧光寿命显微成像(FRET-FLIM[font=宋体])技术在生命科学研究中的应用进展。光谱学与光谱分析,[/font]2021,41(4):1023-1031[11] Isom-BatzG,Zimmem PE.Collagen injection for female urinary incontinence after urethralor periurethral surgery[J].J Unol,2009,181(2):701-704.[12] JuN,Jiang R,Mrcknik SL,et al.Long-term all-optical interrogation of corticalneurons in awake-behaving nonhuman prim ates[J].LOSBiology,2018,16(8):e2005839.[13]Nimmerjahn A,Mukamel EA, Schnitzer MJ.Motor behavior activates Bergmann glialnetworks[J].Neuron,2009,62(3):400-412.[23] Huang L, Lafaille JJ, YangG.LearningDependent dendritic spine plasticity is impaired in spontaneousautoimmune encep halomyelitis[J].Dev Neurobiol,2021,81(5):736-745.[14] Huang L,Lafaille JJ,Yang G.LearningDependent dendritic spine plasticity is impaired inspontaneous autoimmune encep halomyelitis[J].Dev Neurobiol, 2021,81(5):736-745.
[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]
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最近在了解高温观察用激光共焦扫描显微镜,看了很多有关采用CLSM观察的高温熔化、凝固和固态相变的观察,感觉很不错。但是我在论坛里看见采用激光扫描共焦显微镜拍摄的很多三维组织图像照片,这种激光共焦扫描显微镜和宝钢、首钢的那种高温观察用的激光扫描共焦显微镜是不是不一样啊??激光共焦扫描显微镜是不是也分好几种啊,请专家解惑,我刚刚接触,不是很了解。另外高温观察用激光共焦扫描显微镜大概多少钱啊,在哪里买呢,谢谢大家
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)。
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激光扫描共聚焦显微镜还能这么用! 众所周知,激光共聚焦显微镜主要的应用方向在观察活细胞结构及特定分子、离子的生物学变化,而在石笋这样的样品观察上使用激光扫描共聚焦显微镜,可以说脑洞大开了!让我们来看看原文,从Nikon A1激光扫描共聚焦显微镜使用者的角度看看,怎么把这个工具用活了! 激光扫描共聚焦显微镜在古气候纹层学的应用 第一作者:赵景耀 通讯作者:程 海 1984年第一台商业化的激光扫描共聚焦显微镜(Laser Scanning Confocal Microscope,简称 LSCM)出现,随之共聚焦显微镜技术成为了一个热点,并广泛应用在国内外生物和工业检测领域。现今,我们将LSCM首次应用于国内古气候纹层学研究。纹层学一直是古气候研究重要内容,特别是荧光微层在很多古气候载体中是重要的年代标尺和气候指标。2000年,Ribes等首次将LSCM应用于石笋荧光微层研究,发现LSCM分辨率可达1μm,因此,可适用于各种不同厚度的石笋年纹层;2008年,Orland等将LSCM与离子探针采样结合,首次发现了石笋δ18O的季节性信号,并表示以色列Soreq Cave单层δ18O季节波动可达2.15‰;2010年,Dasgupta等通过LSCM识别石笋纹层中的碎屑和粘土层,据此重建了美国明尼苏达州过去3000年极端暴雨事件,发现20世纪全球升温以来,其暴雨频率明显增加;2015年,Wendt利用LSCM,在巴西TBV Cave石笋纹层中发现了罕见的“双纹层”,且均出现在高生长速率的Heinrich事件期间,认为这与Heinrich期间,Intertropical Convergence Zone(ITCZ)南支南移所导致一年内存在2个雨季有关;2015年,Orland等再次将LSCM与离子探针技术应用于中国苦栗树洞石笋研究,发现全新世和B?lling-Aller?d暖期的夏季降水比例明显多于Younger Dryas时期。而目前,国内主要依赖于普通透射光和荧光显微镜,这一定程度上限制了国内古气候学研究。笔者在西安交通大学机械制造系统工程生物制造中心,利用购置的LSCM组件(图1a),观察石笋“年纹层”和砗磲“天纹层”,取得初步认识,以下分别就LSCM及其在古气候荧光微层方面的应用及注意事项作一简介。 图1 激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)组件(a)及其原理(b) 1.倒置荧光显微镜(Inverted fluorescence microscope);2.荧光探测器(Flurescence detector);3.激光发生器(Laser generator);4.LSCM总控制器(Main controller);5.扫描头(Head of laser scanner);6.明场及电动载物台开关(Switch of bright-field microscopy and electric stage);7..荧光光源开关(Switch of fluorescent source);8.电动载物台(Electric stage);9.LSCM连接电脑(Computer and Monitor) LSCM以激光为点光源,由照明针孔与探测针孔对被探测点的共轭关系(图1b),实现对被探测点所在焦面的逐点激发,逐点扫描,该技术称为共聚焦。与普通荧光显微镜一次性照明整个视野不同,LSCM通过逐点扫描探测,呈现标本荧光层的2维或3维图像(图2),因此其对不同焦点和焦面的辨析能力,是普通荧光显微镜所不能达到的。其中,图2a中3D切片z轴步进间距(即焦面间距)为3μm,当前仪器上限25nm(仪器型号:Nikon A1)。在LSCM标本纹层成像过程中,放置于探测器前的探测针孔(Pinhole)(图1b)起着关键作用,有效地阻挡了不同焦点带来的杂散光,只有被探测点所发射的荧光透过Pinhole,到达探测器形成图像,这对图像对比度和分辨率有重要影响(图2)。而且LSCM采用光电倍增技术,可将微弱荧光信号进一步放大。综上,利用LSCM可以真正地实现10μm级荧光纹层的清晰辨别,其分辨率和辨识度是普通荧光显微镜所不能实现的,在此基础我们可以观察并辨别10μm左右石笋“年纹层”(图2d)和3~5μm级别砗磲“天纹层”(图2e)。 图2 石笋荧光层3D切片拟合(a)、石笋荧光“年纹层”(b、c和d)和砗磲荧光“天纹层”(e) 所有图像在1024扫描分辨率下,利用波长为488-nm的蓝色激光作为激发光源激发,然后用荧光滤光片滤选发射波长为505~539nm绿色发射光,最终被检测器探测并扫描成像;图片(a)由LSCM连续拍摄31层平行荧光焦面拟合而成,3μm/层;石笋样品(a)和(c)取自湖北省犀牛洞,(b)取自南京葫芦洞,(d)取自吉林省琉璃洞;(e)砗磲取自中国南沙群岛永暑礁 不同于普通光学显微镜,通过制作极薄的显微镜[url=http://www.gengxu.cn]滤光片[/url](≤1mm)实现对于杂散光或荧光焦面的控制。LSCM装配倒置荧光显微镜直接对古气候标本切面观察,源于LSCM对不同焦面荧光信号的精准解析和辨别能力,对于石笋和砗磲等古气候标本,无需制作显微镜薄片,只需将样品切面抛光磨平,即可实现对抛光表面荧光微层和透光微层定焦高分辨率扫描。LSCM极大地简化标本处理,不仅能够更好地节约和保护标本,且能和其他分析(如稳定同位素分析)在同一样品上进行,有利于精细对照,对于古气候研究有重要意义。例如,最近Li等在其他方法精确定年困难的情况下,利用LSCM方法精确确定了近百年石花洞的石笋样品年代序列;对著名的南京葫芦洞样品的初步工作显示,将能够重建上个冰期精细到年的时间序列及气候变化的变率(图2b),而又不破坏极其珍贵的样品。 但是由于LSCM以激光作为光源,在镜下观察过程中发现,根据物镜倍数(10×、20×、40×、60×和100×)不同,导致激光聚光强度不同,会出现不同程度的荧光猝灭,对于常用倍数10×和20×,荧光猝灭微弱,肉眼无法识别,可忽略。但是在60×油镜及以上倍数,荧光猝灭快速,因此在使用过程中,要注意调焦与拍摄时间的平衡。另外,计算机对焦过程是纳米级对焦,在标本前期处理过程中,保证样品观察面平整,是快捷对焦、自动扫描和拼接大图的工作基础。对于目前使用的型号Nikon A1,由于LSCM电动载物台承重和规格限制,以及明场聚光器位置限制(图1a),要求古气候标本观察面≤6cm×6cm,厚度≤5cm,但可根据需要选择不同型号的载物台。最后,由于各种LSCM在许多研究机构和医学院都具备,且使用费用不高,因此进行该研究不必购置新设备。
[b][font='Microsoft YaHei', 宋体, sans-serif]【序号】:1[/font]【作者】:[/b][font=&][size=12px][color=#1c1d1e][b][b]张双翼 徐熙平[/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]激光扫描系统中f-θ透镜的光学设计[/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://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?filename=GXYQ201205010&dbcode=CJFD&dbname=CJFD2012&v=MtjycLTRGnKxILp8twqktbNToUw7nOHEuuWOwWDenuEbA2lD5Pu15j0vTJePCmMS]激光扫描系统中f-θ透镜的光学设计 - 中国知网 (cnki.net)[/url][/b][/color][/font]
温度测量仪表是测量物体冷热程度的工业自动化仪表。最早的温度测量仪表,是意大利人伽利略于1592年创造的。它是一个带细长颈的大玻璃泡,倒置在一个盛有葡萄酒的容器中,从其中抽出一部分空气,酒面就上升到细颈内。当外界温度改变时,细颈内的酒面因玻璃泡内的空气热胀冷缩而随之升降,因而酒面的高低就可以表示温度的高低,实际上这是一个没有刻度的指示器。1709年,德国的华伦海特于荷兰首次创立温标,随后他又经过多年的分度研究,到1714年制成了以水的冰点为32度、沸点为212度、中间分为180度的水银温度计,即至今仍沿用的华氏温度计。1742年,瑞典的摄尔西乌斯制成另一种水银温度计,它以水的冰点为100度、沸点作为 0度。到1745年,瑞典的林奈将这两个固定点颠倒过来,这种温度计就是至今仍沿用的摄氏温度计。早在1735年,就有人尝试利用金属棒受热膨胀的原理,制造温度计,到18世纪末,出现了双金属温度计;1802年,查理斯定律确立之后,气体温度计也随之得到改进和发展,其精确度和测温范围都超过了水银温度计。1821年,德国的塞贝克发现热电效应;同年,英国的戴维发现金属电阻随温度变化的规律,这以后就出现了热电偶温度计和热电阻温度计。1876年,德国的西门子制造出第一支铂电阻温度计。很早以前,人们在烧窑和冶锻时,通常是凭借火焰和被加热物体的颜色来判断温度的高低。据记载,1780年韦奇伍德根据瓷珠在高温下颜色的变化,来识别烧制陶瓷的温度,后来又有人根据陶土制的熔锥在高温下弯曲变形的程度,来识别温度。辐射温度计和光学高温计是20世纪初,维思定律和普朗克定律出现以后,才真正得到实用。从60年代开始,由于红外技术和电子技术的发展,出现了利用各种新型光敏或热敏检测元件的辐射温度计(包括红外辐射温度计),从而扩大了它的应用领域。各种温度计产生的同时就规定了各自的分度方法,也就出现了各种温标,如原始的摄氏温标、华氏温标、气体温度计温标和铂电阻温标等 。为了统一温度的量值,以达到国际通用的目的,国际权度局最早规定以玻璃水银温度计为基准仪表,统一用摄氏温标。后经数次改革,到1927年改用以热力学温度为基础、以纯物质的相变点为定义固定点的国际温标 ,以后又经多次修改完善。国际现代通用的温标是1967年第13次国际权度大会通过的 ,1968年国际实用温标。它以13个纯物质的相变点,如氢三相点,即氢的固、液、气三态共存点(-259.34℃);水三相点(0.01℃)和金凝固点(1064.43℃)等,作为定义固定点来复现热力学温度的。中间插值在-259.34~630.74℃之间 ,用基准铂电阻;在630.74~1064.43℃之间,用基准铂铑-铂热电偶;在1064.43℃以上用普朗克公式复现。一般的温度测量仪表都有检测和显示两个部分。在简单的温度测量仪表中,这两部分是连成一体的,如水银温度计;在较复杂的仪表中则分成两个独立的部分,中间用导线联接,如热电偶或热电阻是检测部分,而与之相配的指示和记录仪表是显示部分。按测量方式,温度测量仪表可分为接触式和非接触式两大类。测量时,其检测部分直接与被测介质相接触的为接触式温度测量仪表;非接触温度测量仪表在测量时,温度测量仪表的检测部分不必与被测介质直接接触,因此可测运动物体的温度。例如常用的光学高温计、辐射温度计和比色温度计,都是利用物体发射的热辐射能随温度变化的原理制成的辐射式温度计。由于电子器件的发展,便携式数字温度计已逐渐得到应用。它配有各种样式的热电偶和热电阻探头,使用比较方便灵活。便携式红外辐射温度计的发展也很迅速,装有微处理器的便携式红外辐射温度计具有存贮计算功能,能显示一个被测表面的多处温度 ,或一个点温度的多次测量的平均温度、最高温度和最低温度等。此外,现代还研制出多种其他类型的温度测量仪表,如用晶体管测温元件和光导纤维测温元件构成的仪表;采用热象扫描方式的热象仪,可直接显示和拍摄被测物体温度场的热象图, 可用于检查大型炉体、发动机等的表面温度分布,对于节能非常有益;另外还有利用激光,测量物体温度分布的温度测量仪器等。
三维显微激光拉曼光谱仪三维显微激光拉曼光谱仪装置Nanofinder30 Nanofinder30 三维显微激光拉曼光谱仪装置是日本首创,世界最初的分析装置。它能在亚微米到纳米范围内,测定物质化学状态的三维图像。它由共焦激光显微镜,压电陶瓷平台(或电动扫描器)和光谱仪组成。并能自选追加原子力显微镜和近场表面增强拉曼测定的功能。 最新测量数据[ 变形Si的应力测定]PDF刊登 用二维的平面分析来评价变形Si。空间分辨率130nm, 变形率0.01%(0.1cm偏移)。 半导体/电子材料(异状物,应力,化学组成,物理结构)薄膜/保护膜(DLC,涂料,粘剂)/界面层,液晶内部构造结晶体(单壁碳纳米管,纳米晶体)光波导回路,玻璃,光学结晶等的折射率变化生物学(DNA, 蛋白质, 细胞 组织等) 以亚微米级分辨率和三维图像,能分析物质的化学结合状态空间分辨率200nm(三维共焦点模式),50nm(二维TERS模式)能同时测定光谱图像(拉曼/萤光/光致荧光PL),共焦显微镜图像,扫描探针显微镜图像(AFM/STM)和近场表面增强拉曼图像(SERS)能高速度,高灵敏度地测定样品(灵敏度:与原来之比10倍以上)不需要测定前样品处理,在空气中能进行非破坏测定全自动马达传动系统的作用,测定简单 共焦显微镜模式不能识别结晶缺陷,然而光致荧光(PL)模式却能清楚地测到结晶缺陷 共焦激光显微镜模式的形状测定 光谱窗 560 nm 用光致荧光(PL)模式测到的结晶缺陷的光谱图像(560nm的三维映像) 用AFM和共焦显微拉曼法同时测定CNT,能判定它的特性 (金属,半导体)和纯度。 同时测定单壁碳纳米管(CNT)的原子力显微镜(AFM) 形貌图像和拉曼光谱图像的例子 :拉曼光谱: 激光488nm,功率1.5mW,曝光时间2 sec,物镜100×Oil, NA=1.35, 积分时间100 sec (AFM和拉曼图像测定时) AFM形貌图像(右上)表示了单壁碳纳米管混合物的各种形状结构。图像中用数字1到8来表示其不同形状。数字1-6测得了拉曼光谱(上图所示),判定为半导体CNT。但7-8测不到拉曼光谱,所以不是半导体CNT,而可能是金属CNT(可用He-Ne激光633nm验证)。最上面表示了RBM(173cm-1), G-band(1593cm-1)及D-band(1351cm-1)的拉曼光谱图像 综合激光器和光谱分析系统的长处,坚固耐用的复合设计,卓越的仪器安定性,是纳米技术测定装置中的杰出产品。 ※日本纳米技术2004大奖“评价和测量部门”得奖. ※日本第16届中小企业优秀技术和新产品奖 “优良奖”得奖. 光学器件配置图Nanofinder30 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/12/200812071751_122565_1634361_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/12/200812071751_122566_1634361_3.jpg[/img][~122567~][~122568~]
温度测量仪表是测量物体冷热程度的工业自动化仪表。最早的温度测量仪表,是意大利人伽利略于1592年创造的。它是一个带细长颈的大玻璃泡,倒置在一个盛有葡萄酒的容器中,从其中抽出一部分空气,酒面就上升到细颈内。当外界温度改变时,细颈内的酒面因玻璃泡内的空气热胀冷缩而随之升降,因而酒面的高低就可以表示温度的高低,实际上这是一个没有刻度的指示器。1709年,德国的华伦海特于荷兰首次创立温标,随后他又经过多年的分度研究,到1714年制成了以水的冰点为32度、沸点为212度、中间分为180度的水银温度计,即至今仍沿用的华氏温度计。1742年,瑞典的摄尔西乌斯制成另一种水银温度计,它以水的冰点为100度、沸点作为 0度。到1745年,瑞典的林奈将这两个固定点颠倒过来,这种温度计就是至今仍沿用的摄氏温度计。早在1735年,就有人尝试利用金属棒受热膨胀的原理,制造温度计,到18世纪末,出现了双金属温度计;1802年,查理斯定律确立之后,气体温度计也随之得到改进和发展,其精确度和测温范围都超过了水银温度计。1821年,德国的塞贝克发现热电效应;同年,英国的戴维发现金属电阻随温度变化的规律,这以后就出现了热电偶温度计和热电阻温度计。1876年,德国的西门子制造出第一支铂电阻温度计。很早以前,人们在烧窑和冶锻时,通常是凭借火焰和被加热物体的颜色来判断温度的高低。据记载,1780年韦奇伍德根据瓷珠在高温下颜色的变化,来识别烧制陶瓷的温度,后来又有人根据陶土制的熔锥在高温下弯曲变形的程度,来识别温度。辐射温度计和光学高温计是20世纪初,维思定律和普朗克定律出现以后,才真正得到实用。从60年代开始,由于红外技术和电子技术的发展,出现了利用各种新型光敏或热敏检测元件的辐射温度计(包括红外辐射温度计),从而扩大了它的应用领域。各种温度计产生的同时就规定了各自的分度方法,也就出现了各种温标,如原始的摄氏温标、华氏温标、气体温度计温标和铂电阻温标等 。为了统一温度的量值,以达到国际通用的目的,国际权度局最早规定以玻璃水银温度计为基准仪表,统一用摄氏温标。后经数次改革,到1927年改用以热力学温度为基础、以纯物质的相变点为定义固定点的国际温标 ,以后又经多次修改完善。国际现代通用的温标是1967年第13次国际权度大会通过的 ,1968年国际实用温标。它以13个纯物质的相变点,如氢三相点,即氢的固、液、气三态共存点(-259.34℃);水三相点(0.01℃)和金凝固点(1064.43℃)等,作为定义固定点来复现热力学温度的。中间插值在-259.34~630.74℃之间 ,用基准铂电阻;在630.74~1064.43℃之间,用基准铂铑-铂热电偶;在1064.43℃以上用普朗克公式复现。一般的温度测量仪表都有检测和显示两个部分。在简单的温度测量仪表中,这两部分是连成一体的,如水银温度计;在较复杂的仪表中则分成两个独立的部分,中间用导线联接,如热电偶或热电阻是检测部分,而与之相配的指示和记录仪表是显示部分。按测量方式,温度测量仪表可分为接触式和非接触式两大类。测量时,其检测部分直接与被测介质相接触的为接触式温度测量仪表;非接触温度测量仪表在测量时,温度测量仪表的检测部分不必与被测介质直接接触,因此可测运动物体的温度。例如常用的光学高温计、辐射温度计和比色温度计,都是利用物体发射的热辐射能随温度变化的原理制成的辐射式温度计。由于电子器件的发展,便携式数字温度计已逐渐得到应用。它配有各种样式的热电偶和热电阻探头,使用比较方便灵活。便携式红外辐射温度计的发展也很迅速,装有微处理器的便携式红外辐射温度计具有存贮计算功能,能显示一个被测表面的多处温度 ,或一个点温度的多次测量的平均温度、最高温度和最低温度等。此外,现代还研制出多种其他类型的温度测量仪表,如用晶体管测温元件和光导纤维测温元件构成的仪表;采用热象扫描方式的热象仪,可直接显示和拍摄被测物体温度场的热象图, 可用于检查大型炉体、发动机等的表面温度分布,对于节能非常有益;另外还有利用激光,测量物体温度分布的温度测量仪器等。
全自动影像测量仪是在数字化影像测量仪基础上发展起来的人工智能型现代光学非接触测量仪器,其承续了数字化仪器优异的运动精度与运动操控性能,融合机器视觉软件的设计灵性,属于当今最前沿的光学尺寸检测设备。全自动影像测量仪能够便捷而快速进行三维坐标测量与SPC结果分类,满足现代制造业对尺寸检测日益突出的要求:更高速、更便捷、更精准的测量需要,解决制造业发展中的又一个瓶颈技术。全自动影像测量仪基于机器视觉的自动边缘提取、自动理匹、自动对焦、测量合成、影像合成等人工智能技术,具有“点哪走哪”自动测量、CNC走位自动测量、自动学习批量测量,影像地图目标指引,全视场鹰眼放大等优异功能。同时,基于机器视觉与微米精确控制下的自动对焦过程,可以满足清晰造影下辅助测高需要(亦可加入触点测头完成坐标测高)。支持空间坐标旋转的优异软件性能,可在工件随意放置的情况下进行批量测量,亦可使用夹具进行大批量扫描测量与SPC 结果分类。全自动影像测量仪是影像测量技术的高级阶段,具有高度智能化与自动化特点。其优异的软硬件性能让坐标尺寸测量变得便捷而惬意,拥有基于机器视觉与过程控制的自动学习功能,依托数字化仪器高速而精准的微米级走位,可将测量过程的路径,对焦、选点、功能切换、人工修正、灯光匹配等操作过程自学并记忆。全自动影像测量仪可以轻松学会操作员的所有实操过程,结合其自动对焦和区域搜寻、目标锁定、边缘提取、理匹选点的模糊运算实现人工智能,可自动修正由工件差异和走位差别导致的偏移实现精确选点,具有高精度重复性。从而使操作人员从疲劳的精确目视对位,频繁选点、重复走位、功能切换等单调操作和日益繁重的待测任务中解脱出来,成百倍地提高工件批测效率,满足工业抽检与大批量检测需要。最新推出的全自动影像测量仪具有人工测量、CNC扫描测量、自动学习测量三种方式,并可将三种方式的模块叠加进行复合测量。可扫描生成鸟瞰影像地图,实现“点哪走哪”的全屏目标牵引,测量结果生成图形与影像地图图影同步,可点击图形自动回位、全屏鹰眼放大。可对任意被测尺寸通过标件实测修正造影成像误差,从而提高关键数据的批测精度。全自动影像测量仪人机界面友好,支持多重选择和学习修正,其优异的高速测量可达1500mm/min,重合精度: ±2μm,线性精度:±(3+L/150)μm。优秀性能使其在各种精密电子、晶圆科技、刀具、塑胶、精密零件、弹簧、冲压件、接插件、模具、军工、二维抄数、绘图、工程开发、五金塑胶、PCB板、导电橡胶、粉末冶金、螺丝、钟表零件、手机、医药工业、光纤器件、汽车工程、航天航空、高等院校、科研院所等领域具有广泛运用空间。SK全自动影像测量仪承续了SK数字化影像仪的以下技术特点:集CNC快速测量、CAD逆向测绘、图影管理于一身。运用了现代光学、计算机屏幕测量、空间几何运算和精密运动控制等前沿技术,是集光、机、电、软件为一体的高度智能化设备。具有三轴数控、点哪走哪、图影同步、实时校验、误差修正、工件随意放置、CNC快速测量等基础性能。具有极高的数字化程度,全部操作均由鼠标完成。柔和的三轴微米数控能力,实现“点哪走哪”、同步读数、人机合一;良好的人机界面将烦琐的操作过程有机集成,摆脱手摇时代的机械局限;实时非线性误差修正使其突破了传统设备中存在的精度与速度极限;便捷的CNC快速测量,通过样品实测、图纸计算、CNC 数据导入等方式建立CNC坐标数据,由仪器自动走向每一个目标点进行测量操作,数十倍于手摇式测量设备的工作能力下人员轻松高效。具有优异的高速性能,基于独有的高速位移传感技术,其±2um测量精度下的速度可达500mm/min,其工作效率是工具手摇式测量仪器的数十倍以上。位移驱动为0.1μm,位移解析度为0.4μm,重合精度达±2μm,线性精度±(3+L/150)μm,这些参数均优于传统设备和同类产品。具有空间几何运算能力,可以利用软件技术完成空间坐标系旋转和多坐标系之间的复杂换算,被测工件可随意放置,随意建立坐标原点和基准方向并得到测量值,同时在屏幕上呈现出标记,直观地看出坐标方向和测量点,使最为常见的基准测量变得十分简便而直观,也使分度盘这个机械时代的产物与摇柄一起成为历史。具有支持个性化的软件平台,具有图像保存、编辑、处理等图影管理功能。全新的测绘操作,可轻松描绘或导入CAD图形。还可根据客户需求扩充测量模块,从而满足个性化特点和综合测量的快速需要,使测量设备具有量身定做的软件灵魂。
在网站上看到的资料,不知道有没有人需要。可以浏览一下[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=27908]激光扫描共聚焦显微镜系统及其在细胞生物学中的应用[/url]
[align=center][font='times new roman'][size=16px]激光扫描共聚焦显微镜的[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]检测[/size][/font][font='times new roman'][size=16px]模式及其在生物医学领域的应用[/size][/font][/align][align=center][font='times new roman'][size=14px]吴晶[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=14px]1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=14px],刘皎[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=14px]1[/size][/sup][/font][font='times new roman'][sup][size=14px], *[/size][/sup][/font][/align][align=center]1. [font='times new roman']北京大学医药卫生分析中心,北京,100191[/font][/align][font='times new roman'][/font][align=center][font='times new roman'][size=13px]* [/size][/font][font='times new roman']通讯作者[/font][/align][font='times new roman']摘要[/font][font='times new roman']由于激光扫描共聚焦显微镜(Confocal Laser Scanning Microscopy, CLSM)特有的分辨率和技术优势,使得其成为了生物学、医学及药学等领域重要的科研工具。本文结合[/font][font='times new roman']作[/font][font='times new roman']者所在的北京大学医药卫生分析中心共聚焦平台的工作经验,概述了CLSM适用的样本、[/font][font='times new roman']检测[/font][font='times new roman']模式以及在生物医学领域的应用,以期为相关科研技术人员提供参考。[/font][font='times new roman']A[/font][font='times new roman']bstract[/font][font='times new roman']Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) has become an important scientific research tool in the fields of biology, medicine and pharmacy due to its unique resolution and technical advantages. Based on the author's work experience in the confocal [/font][font='times new roman']center[/font][font='times new roman'] of Peking University Medical and Health Analysis Center, this paper summarizes the applicable samples, detection modes and applications of CLSM in the biomedical field, in order to provide reference for related scientific researchers and technicians.[/font][font='times new roman']关键词[/font][font='times new roman']激光扫描共聚焦显微镜,[/font][font='times new roman']检测[/font][font='times new roman']模式,应用[/font][font='times new roman']1 引言[/font][font='times new roman']从17世纪世界上第一台原始的光学显微镜问世以来,光学显微镜在20世纪经历了快速发展时期[1]。但由于普通的光学显微镜受光波衍射效应的限制,分辨率已接近理论极限值。因此,为改善成像质量,提高图像清晰度,从而提高显微镜的成像分辨率,人们采用增加物象与背景的反差来实现此目的[2]。激光扫描共聚焦显微镜(Confocal Laser Scanning Microscopy, CLSM)的诞生,在一定程度上实现了这一目的。1984年,Bio-Rad公司首次推出世界第一台商品化的CLSM,从此CLSM迅速发展成为现代生物医学等领域科研的有力工具,广泛应用于细胞生物学、生理学、病理学、解剖学、胚胎学、免疫学和神经生物学等领域。[/font][font='times new roman']伴随着光学、计算机等技术的迅速发展,CLSM的分辨率甚至可以突破光学极限(0.2μm),达到0.05μm甚至0.02μm。与分辨率可以达到0.2nm的电子显微镜相比,CLSM的优势是既可以用于固定样品的拍摄,还可以用于活细胞实验,比如观察在特定刺激下细胞某个结构或者荧光强度的变化等。同时还可以通过XYZ[/font][font='times new roman'],[/font][font='times new roman']XYT[/font][font='times new roman'],[/font][font='times new roman']XYλ[/font][font='times new roman'],[/font][font='times new roman']XYZT[/font][font='times new roman'],[/font][font='times new roman']XYλT等多种模式实现多维成像,亦可进行更复杂实验的拍摄,比如荧光共振能量转移([/font][font='times new roman']Fluorescence Resonance Energy Transfer, [/font][font='times new roman']FRET),荧光漂白恢复([/font][font='times new roman']Fluorecence Recovery After Photobleaching, [/font][font='times new roman']FRAP),荧光寿命成像([/font][font='times new roman']Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy, [/font][font='times new roman']FLIM)[/font][font='times new roman'],荧光相关光谱/荧光互相关光谱(Fluorescence Correlation/Co-Correlation Spectroscopy, [/font][font='times new roman']FCS[/font][font='times new roman']/FCCS)[/font][font='times new roman']等实验以满足对样品的定性、定量、定位、共定位等多维度多功能的研究。[/font][font='times new roman']本文拟通过按CLSM常见的[/font][font='times new roman']检测[/font][font='times new roman']模式分别阐述其在生物医学领域的应用,以其为相关科研技术人员提供参考。[/font]2. [font='times new roman']CLSM适用的样本[/font][font='times new roman']CLSM适用的样本非常广泛,从液体、固体等形式的材料或制剂、细菌、培养的粘附细胞、悬浮细胞、细胞团、类器官、各种染色、非染色荧光标记的组织或组织切片、到各种动物(如模式动物线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠、大鼠等),都可以通过搭载不同载物台进行测试。所有的样品都可以通过匹配不同的器皿(包括共聚焦专用小皿、玻片、transwell小室、孔板等等)和固定器(比如不同热台、孔板支架等)放置到载物台上进行测试。[/font]3. [font='times new roman']CLSM的[/font][font='times new roman']检测[/font][font='times new roman']模式[/font]3.1 [font='times new roman']单一光切片模式(XY或XZ)[/font][font='times new roman']CLSM的最基本优势在于利用激光代替传统场光源,借助于激光扫描共聚焦显微镜的软件系统,CLSM可以实现点扫描、点探测,得到生物样品高反差、高分辨率、高灵敏度的二维图像,从而获得细胞/组织等光学切片的物理、生物化学特性及变化。也可以对所感兴趣的区域进行准确的定性、定量及定位分析。[/font][font='times new roman']CLSM特有的zoom功能,可以用来调节扫描区域的放大倍数。增加选定区域的zoom值,其图像会被放大。但zoom值会受吴晶分辨率的限制,一味的增大zoom值,不能得到相应的高清图像。因此,需根据实际情况参考piexl size进行设定。[/font]3.2 [font='times new roman']三维成像模式[/font]3.2.1 [font='times new roman']Z轴系列及三维成像模式,三维定位/图像重构[/font][font='times new roman']CLSM可对活的或固定的细胞及组织进行无损伤的系列光学切片,获得标本真正意义上的三维数据,这一功能被称为“细胞CT”:通过扫描振镜在X、Y方向的连续扫描,控制软件将扫描的像素点组成共聚焦图像,通过电动载物台沿Z轴方向的连续扫描,可获得样品不同层面连续的光切图像(xyz)。同理,通过沿Y轴方向连续扫描,可获得连续的xzy图像。再经计算机图像处理及三维重建软件,可产生生动逼真的动态效果。[/font]3.2.2 [font='times new roman']时间序列扫描模式(XYT)[/font][font='times new roman']共聚焦显微镜若按照一定的时间间隔、重复地采集样品内固定区域的荧光图像,并对其进行定位、定性及定量分析,则可实现对该样品的实时监测(XYT),此类实验可观察特异荧光探针标记的单个细胞不同部位或不同组织区域接受刺激后的整个变化过程,常用于对单个细胞内各种离子、膜电位、活性氧的比例及动态变化做实时定量分析,例如动态测定活细胞或组织内游离Ca[/font][font='times new roman'][sup][size=13px]2+[/size][/sup][/font][font='times new roman']、Mg[/font][font='times new roman'][sup][size=13px]2+[/size][/sup][/font][font='times new roman']、K[/font][font='times new roman'][sup][size=13px]+[/size][/sup][/font][font='times new roman']、Na[/font][font='times new roman'][sup][size=13px]+[/size][/sup][/font][font='times new roman']等离子的分布和浓度的变化、活细胞内H[/font][font='times new roman'][sup][size=13px]+[/size][/sup][/font][font='times new roman']浓度的变化、细胞/线粒体膜电位,自由基等。当Y方向上的扫描行数设为1时,便可进入特殊的XT模式,在这种扫描模式下得到的图像,可以用来计算血流速度等。[/font]3.2.3 [font='times new roman']光谱扫描模式(XYλ/XYΛ/XZλ)[/font][font='times new roman']通常配置有可调节接受范围的检测器[/font][font='times new roman']的CLSM[/font][font='times new roman'],可以实现从400nm-800nm的发射波谱扫描。通过配置具有连续可调波长的白激光,CLSM还可以实现激发波谱扫描。[/font][font='times new roman']3.3四维成像模式(XYZT/XYλT/XYΛT)[/font][font='times new roman']基于[/font][font='times new roman']上述[/font][font='times new roman']三维成像[/font][font='times new roman']模式[/font][font='times new roman'],结合时间序列扫描,可以实现CLSM的四维成像。[/font][font='times new roman']3.4反射光/透射光/微分干涉(DIC)成像模式[3-4][/font][font='times new roman']反射光成像主要是指光源发出的光到达样品后发生反射,检测器将此反射光信号转化为电信号进而生成样品表面的图像。利用反射光成像,能够更好的获得样品的表面纹理等信息,是对荧光图像信息的进一步补充。[/font][font='times new roman']透射光成像技术是通过光源发出的光到达样品后,透过样品的光进入检测器生成光信号,再由检测器转变为电信号所形成的图像信息。透射光成像通常能够更好的呈现目标的外轮廓信息,亦是对荧光图像信息的进一步补充。[/font][font='times new roman']很多CLSM配置有DIC模式。与其他成像技术相比,DIC成像技术通过对光路中梯度变化的呈现,实现“伪立体”效果,如在梯度比较小的区域中,相对比较扁平的上皮细胞亦可以较好的实现“立体”结构,同时,由于DIC成像技术不存在相差成像等技术中出现的光晕,还可以利用这个特点检测到细胞表面分布着的细菌,这是很多成像技术所观察不到的。因此DIC成像技术的主要优势在于不需要对相差环和聚光镜遮挡等因素进行考虑,可以直接实现高数值孔径的物镜观察,即可以提高轴向分辨率,这在对分辨率要求十分高的实验中具有重要的应用价值。[/font][font='times new roman']3.6 特殊[/font][font='times new roman']检测[/font][font='times new roman']模式[/font][font='times new roman']3.6.1 荧光漂白恢复(FRAP)[/font][font='times new roman'][5][/font][font='times new roman']FRAP技术由Axelrod等于20世纪70年代研发,指对细胞内的某一区域荧光漂白后,通过测定荧光分子的恢复速率,来研究活细胞中生物分子的动力学特征。[/font][font='times new roman']通过FRAP实验可以研究生物膜脂质分子的侧向扩散、细胞间的通讯、胞浆及细胞器内小分子物质转移性的观测、以及细胞骨架、核膜结构或大分子组装等。[/font][font='times new roman']3.6.2荧光能量共振转移(FRET)[/font][font='times new roman'][6][/font][font='times new roman']FRET是指两个荧光基团间能量通过偶极-偶极耦合作用以非辐射方式从供体传递给受体的现象。目前FRET技术可广泛用于单个固定细胞、亚细胞或活细胞原位生理环境下检测生物大分子的构象变化和分子间的直接相互作用,如检测配体-受体、蛋白分子共定位、转录机制、蛋白折叠以及蛋白质二聚化等,亦可用于检测酶活性变化、细胞凋亡以及膜蛋白的研究等。[/font][font='times new roman']在FRET体系中,常用的荧光能量供体、受体对主要有:CFP/YFP、BFP/RFP、CY3/CY5等。[/font][font='times new roman']进行FRET实验时,需要满足以下几个条件:① 所检测样品包含两个荧光分子,能量的提供者叫做供体,能量的接受者叫做受体;② 供体与受体的距离在[/font][font='times new roman']10[/font][font='times new roman']nm之间;③ 供体的发射波长与受体的激发波长一致。当供体的激发波长照射样品时,若没有FRET效应产生,只会检测到供体的发射光;反之,如果有FRET效应发生,则CLSM可检出供体发射的荧光减弱,而受体的发射光增强。[/font][font='times new roman']3.6.4 荧光寿命成像([/font][font='times new roman']FLIM[/font][font='times new roman'])[7][/font][font='times new roman']FLIM技术是研究细胞内生命活动状态的一种非常可靠的方法。荧光寿命是荧光团在返回基态之前处于激发态的平均时间,是荧光团的固有性质,因此其不受探针浓度、激发光强度和光漂白效应等因素影响,且能区分荧光光谱非常接近的不同荧光团,故具有非常好的特异性和很高的灵敏度。此外,由于荧光分子的荧光寿命能十分灵敏地反映激发态分子与周围微环境的相互作用及能量转移,因此FLIM技术常被用来实现对微环境中许多生化参数的定量测量,如细胞中折射率、黏度、温度、pH值的分布和动力学变化等,这在生物医学研究中具有非常重要的意义。目前FLIM技术在细胞生物学中一些重要科学问题的研究、临床医学上一些重大疾病的诊断与治疗研究以及纳米材料的生物医学应用研究等方面均有广泛应用,并取得了许多利用传统的研究手段无法获取的数据。[/font][font='times new roman']3.6.5 荧光共振能量转移-荧光寿命成像(FRET- [/font][font='times new roman']FLIM[/font][font='times new roman'])[8][/font][font='times new roman']FRET本身不是一种成像技术,而是一个物理过程。传统的FRET过程分析通常是基于荧光强度成像来实现,分析的结果容易受光谱串扰的影响。而将FLIM技术应用于FRET过程分析,利用FLIM技术可定量测量这一优势,可非常灵敏地反映供体荧光分子与受体荧光分子之间的能量转移过程。当受体分子与供体之间的距离10nm时,供体的能量转移到受体,受体从基态发生能量跃迁,从而影响供体的荧光寿命。与没有受体分子的时候相比,发生FRET的供体分子的荧光寿命降低。因此,FRET-FLIM联合能够实时监测生物细胞中蛋白质的动态变化,如蛋白质折叠、分子间(蛋白-蛋白,蛋白-核酸)相互作用和细胞间信号分子传递、分子运输以及病理学研究等。[/font][font='times new roman']3.6.3 荧光相关光谱/荧光互相关光谱([/font][font='times new roman']FCS[/font][font='times new roman']/FCCS)[9-12][/font][font='times new roman']FCS[/font][font='times new roman']和FCCS都是在涨落光谱技术的基础上衍生而来的,通过检测某一微小区域内荧光信号的瞬时涨落变化,分析分子的密度、扩散以及分子之间的相互作用,是一种新兴的单分子检测技术。由于FCS/FCCS的高灵敏性可以用来检测生物系统中发生的小概率时间,因此此技术主要用于分子之间相互作用、活细胞分析、核酸分析、蛋白质的寡聚化、蛋白质的动力学研究以及纳米制剂粒径测量等研究,在检测物质浓度、扩散速度、分子结合速率等方面体现出巨大的优越性,亦可用于肿瘤的早期诊断以及高通量药物筛选等。[/font][font='times new roman']FCS技术,即在CLSM焦点的微小测量区域内,通过对荧光强度随时间变化的自发性波动分析和其时间函数自相关的分析,并通过计算机统计与拟合运算,在活细胞内单分子水平给出分子的扩散系数、分子数目、分子浓度及分子之间结合与分离状态等动力学参数的检测方法。其实质是监测带有荧光基团的物质在激光作用体积内的扩散情况,可揭示异质群体中的每个个体,并对各自的亚群进行鉴定、分类、定量比较,亦可对复杂的生化反应提供详细、确定的动力学参数。[/font][font='times new roman']发明FCS的最初目的是在生物系统中研究非常稀的样本浓度的化学动力学特征。随着探测手段、自相关电子学等方面的技术进步,FCS在生物化学中的研究和应用越来越广泛,如经典的细胞膜中脂质扩散研究就是通过CLSM整合了FCS技术后所取得的巨大进展。[/font][font='times new roman']FCCS技术,确切来说是FCS技术的一种延伸应用。其既保持了FCS技术的灵敏性,又可以解决FCS对两种粒子的扩散速度要有明显不同的要求(至少相差2倍,即二者质量差相差8倍)。该技术在实验中通常将两种粒子用不同的荧光进行标记,荧光分子被激发后,产生两种互不干扰的荧光信号,分别被两个独立的检测器探测,然后将探测到的信息进行交叉函数分析。如果分子间存在相互作用,那么两种不同的荧光信号将同时经过检测通道,这时两个检测器就会产生同步的信号波动,从而产生互相关信号;而当单色荧光分子独立在微区域内运动时,则不会产生互相关信号。这样,相互作用的荧光分子和独立运动的荧光分子就被区分开来。由于FCCS技术直接反映分子间的相互作用,而不像FRET技术那样受分子扩散或聚集的影响,因此在生物分子互作、蛋白寡聚化、酶活性研究领域中有重要的应用前景。[/font][font='times new roman']4 结论和展望[/font][font='times new roman']综上,CLSM应用灵活,具备多种检测[/font][font='times new roman']模式,适用于多种样本,[/font][font='times new roman']亦可[/font][font='times new roman']实现多种实验目的,如荧光的定量、定性、定位、共定位,动态荧光的测定等[/font][font='times new roman']。一些特殊的实验模式,将CLSM在生物医学领域的应用进一步扩大。通过[/font][font='times new roman']结合其他[/font][font='times new roman']技术[/font][font='times new roman'](多手段联合拓展[/font][font='times new roman'],如膜片钳、原子力显微镜、光电联用等[/font][font='times new roman'])[/font][font='times new roman'],CLSM必将成为[/font][font='times new roman']助力生物医学领域研究[/font][font='times new roman']的有力工具[/font][font='times new roman']。[/font][font='times new roman']参考文献[/font]1. [font='times new roman']黄德娟,浅谈显微镜的发展史及其在生物学中的用途。赤峰教育学院学报,2000,2:51-52[/font]2. [font='times new roman']肖艳梅,付道林,李安生,激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)及其生物学应用。激光生物学报,1999,8(4):305-311[/font]3. [font='times new roman']弓宇, 郭英玲, 张枫, 刘红旗, 基于反射光和透射光成像的图像识别方法比较。机电产品开发与创新,2013,26(3):7-9[/font]4. [font='times new roman']虞兆芳, DIC成像技术的优势。求知导刊,2016,2:53[/font]5. [font='times new roman']隋鑫,满奕,张越,林金星,荆艳萍,荧光漂白恢复技术及其在生物膜系统研究中的应用。电子显微学报,2017,36(6):601-609[/font]6. [font='times new roman']肖忠新,张进禄,荧光共振能量转移技术在激光共聚焦显微镜中的应用。中国医学装备,2014,8(11):73-75[/font]7. [font='times new roman']刘雄波,林丹樱,吴茜茜,严伟,罗腾,杨志刚,屈军乐,荧光寿命显微成像技术及应用的最新研究进展。物理学报,2018,67(17):178701-1-178701-14[/font]8. [font='times new roman']罗淋淋,牛敬敬,莫蓓莘,林丹樱,刘琳,荧光共振能量转移-荧光寿命显微成像(FRET-FLIM)技术在生命科学研究中的应用进展。光谱学与光谱分析,2021,41(4):1023-1031[/font]9. [font='times new roman']曲绍峰,林金星,李晓娟,FCS/FCCS技术及其在植物细胞生物学中的应用。电子显微学报,2014,33(5):461-468[/font]10. [font='times new roman']张普敦,任吉存,荧光相关光谱及其在单分子检测中的应用进展。分析化学,2005,33(6):875-880[/font]11. [font='times new roman']黄茹,周小明,荧光相关光谱在生物化学领域中的应用。激光生物学报,2013,22(4):289-293[/font]12. [font='times new roman']游俊,荧光相关光谱(FCS)在生物活细胞中的应用。湖北大学学报(自然科学版),2005,27(1):53-56[/font]
[align=center][b][color=#ff0000][/color][/b][/align][align=center][b][size=24px][color=#ff0000]AM-7000白光干涉三维形貌测量仪[/color][/size][/b][/align][align=center][/align][align=center][url=https://img1.17img.cn/ui/simg/instrument/child/2022/edm/bg/index.html?v=a1http://]点击打开链接[img=,303,734]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211251256261550_4854_5842670_3.png!w303x734.jpg[/img][/url][/align]
数字化测量技术是数字化制造技术中的关键技术之一。开发亚微米、纳米级高精度测量仪器,提高环境适应能力,增强鲁棒性,使精密测量装备从计量室进入生产现场,集成、融入加工机床和制造系统,形成先进的数字化闭环制造系统,是当今精密测量技术的发展趋势。 (1)数字化精密测量仪器的新动向——进入生产现场,非接触扫描测量倍受重视 三坐标测量机作为精密测量仪器的基本型主导产品,继续在机械制造业中得到重视和发展。以三坐标测量机为代表的精密测量仪器进入车间、服务于生产现场是发展的一个重要趋势。例如,LEITZ公司的精密三坐标测量机在车间用于测量大型齿轮就是一例。将数字化测量系统集成到数控加工机床上是另一个发展趋势。例如,秦川机床厂的CNC成型齿轮磨床集成了在机齿轮测量系统。与光学/激光非接触式扫描测量技术相结合,实现多功能、多种传感器的集成和融合,使坐标测量技术的应用更加丰富,更适用于生产现场。 ①汽车大型覆盖件的非接触扫描测量精确而快速 配备有光学/激光式非接触扫描传感器的水平臂三坐标测量机实现了对汽车大型覆盖件的快速精密检测。德国ZEISS公司和瑞典HEXAGON集团等世界著名三坐标测量机制造厂在该领域进行了开发。瑞典HEXAGON集团所属DEA公司的PRIMA C1系列水平臂测量机在CW43L型连续伺服关节测座上,可配备触发式测头、连续扫描测头、光学或激光扫描测头等多种测头,以适应不同测量环境和任务的要求。德国ZEISS公司的PROR Premium坐标测量机配备有EagleEye导航系统和可控测座,能够在汽车车身大型覆盖件尤其是车身分总成的质量过程控制中,对工件的几何参数、表面和边缘的特征点、间隙和贴合性等实施高速精密测量。 ②带激光扫描测量系统的便携式柔性关节臂测量机功能增强 美国CIMCORE公司推出了配备有先进激光扫描测量系统的关节臂测量机。该仪器采用碳纤维材料制造,重量轻而刚性好,其中INFINITE系列的还具有无线通讯功能。仪器采用PC-DMIS软件,测量功能强。配上管件测量系统附件,还可实现对管件的长度、弯曲度、回弹等多种数据的测量和比较。测量范围为1.2m的仪器点测重复精度达0.010mm,空间精度达0.015mm。用于反求工程时,不仅测量速度快,而且可实现测量过程的实时显示和补漏测量数据的无缝拼接。该仪器可用于三坐标测量、三维造型、产品测绘、反求工程、现场测量以及模具设计制造等涉及到设计、制造、过程检测、在线检测以及产品最终检测等测量工作。美国FARO技术公司的FaroARM系列便携式三坐标测量臂具备类似的技术指标和性能。我国西安爱德华测量机公司2005年也公开展示了自主开发的柔性关节臂测量机的样机。 ③轴类零件光电非接触测量仪器发展迅速 汽车制造业的需求大大推进了轴类精密零件非接触测量技术的发展。瑞士TESA公司的TESA Scan系列轴类零件快速扫描测量仪采用2个线阵CCD组件,通过工件的回转和轴向移动对工件进行投影扫描,可实现对轴类零件位置误差和形状误差的精确检测、对截面形状和轮廓度的评估比较以及统计质量分析,还能对零件的局部(如过渡曲线、微小沟槽等)进行放大测量。由于工件立柱可以倾斜,因而能对螺纹、蜗杆、丝杆等进行全参数精度的精确测量,这是该仪器PLUS系列的一大特色。仪器在直径方向上的分辨力为0.0003mm,精度2+(0.01D) µ m,重复性0.001mm。德国SCHNEIDER的WMM系列轴类及工具测量仪操作简单、测量速度高,特别适用于车间检查站。仪器采用高分辨力的 Matrix摄像头,可以快速获取测量数据。仪器数显分辨力为0.0001mm,长度测量不确定度为E2=(2.0+L/200)µ m(L单位为mm)。 ④中小尺寸平面类精密零件的二维、三维非接触测量仪器应用广泛 带CCD数字摄像头、激光测头、触发测头的多传感测头光学坐标测量仪器得到了快速发展。除德国MAHR公司的MARVISION系列三维光学坐标测量机、瑞士TESA公司的三坐标成像测量系统TESA SIO、德国SCHNEIDER公司的SKM系列3D多测头坐标测量机等典型产品外,美国OGP公司等著名厂商也有相应产品展示。日本三丰公司CNC视像测量系统系列产品中的SV350-pro型测量机采用了自制的超高精度、高分辨力、低膨胀玻璃光栅基准尺,仪器分辨力0.01µ m,X、Y轴测量精度为(0.3+L/1000)µ m,Z轴测量精度为(1+2L/1000)µ m。三丰公司的Hyper MF型测量显微镜的X、Y轴测量精度超过日本标准规定的0级,达±(0.9+3L/1000)µ m,仪器分辨力0.01µ m,是用于精密模具、精密切削刀具以及超小半导体电子元件(如芯片和集成电路等)精密检测的理想选择。国内西安爱德华、东莞万濠、苏州怡信、深圳鑫磊以及北京天地宇等公司也开发了类似产品。贵阳新天光电公司近年注重新品开发,2004年成功推出了JX13C图像处理万能工具显微镜,采用金属光栅和高分辨力的CCD摄像头,仪器测量精度达到(1.0+L/100)µ m,采用半导体激光导向快速确定测量位置。JX15A/B型视频测量显微镜同样采用了CCD数字成像技术,将采集到的被测工件图像送入计算机进行处理,进行相应几何精度的检测,产品技术指标和水平上了一个档次。深圳智泰公司VMT系列的3D影像量测仪,在CCD视觉测量系统上配备上高精度触发式测头,实现了多功能测量。 (2)数控机床精度检测用激光测量技术的新进展 为确保数控切削加工的质量,除了在加工过程中和加工完成后对数控切削加工系统(包括工件在内)进行可行的监控检测外,在加工前对数控机床的精度和性能进行检测,以便确切了解掌握机床质量现状,进而进行必要的调整补偿,使其达到最佳运行性能,是一项非常重要的质量控制措施。 众所周知,国外著名厂商Renishaw、API及HP等公司生产的激光干涉仪测量系统和球杆仪等在数控机床的几何精度和运动精度的检测和监控中,无论在机床制造厂还是机床使用厂,都得到了广泛的应用。Renishaw公司的金牌M10激光干涉测量系统,配备了高精度、高灵敏度的温度、气压、湿度传感器及EC10环境补偿装置,在工作环境下测量精度得到进一步提高;API公司的Rmtea六维激光测量系统可同时测量6个数控机床精度项目的误差,缩短了检测时间,为生产现场数控机床的检测和诊断提供了更为快速高效的精密测量手段。成都工具研究所的MJS系列双频激光干涉仪,分辨力0.01µ m,测量软件覆盖了我国和世界主要工业国的数控机床精度标准评定方法和指标,动态采样功能可用于自动补偿。 美国光动(Optodyne)公司近年推出的基于体对角线的激光矢量测量技术是快速测量和补偿数控机床、加工中心三维空间位置误差的一个新途径。该技术由美国光动公司发明并获得专利,它遵循了ASME B5.54 (1)和ISO0230-6(2)机床测量标准中对体对角线误差测量的要求。对于构成(X,Y,Z)直角坐标系的三轴机床的21项几何误差,采用传统激光干涉仪等来进行检测相当费时。基于分步体对角线矢量测量原理,光动公司采用专利的激光多普勒位移测量仪,借助大平面反射镜完成四条对角线空间位置误差的测量,获得12组数据。通过计算确定机床12项基本误差(3项位移误差,6项直线度误差和3项垂直度误差),最终得到数控机床三维空间位置(定位)误差。该公司曾介绍了在加工中心上进行实际测量和补偿的应用实例,借此表明该测量新技术在数控加工机床的精度检测和精度补偿上的可行性。对该项测量技术的认识、推广应用的实际效果和前景值得行业关注。 结束语 数字化制造技术是先进制造技术的基础。在数字化制造技术的基础上,通过计算机技术、通讯技术将数控机床、数控刀具、数控测量仪器和加工对象(工件)以及相应的信息集成融合在一起,构成了的一个数字化闭环切削加工系统。可以认为这是CIMS理念中的一种具体实施形式。CIMS应该具有多样性,即具有不同水平和不同层次。从近年数控刀具闭环制造系统和圆柱齿轮、锥齿轮制造闭环系统的发展,可以得到启示:应结合实际,大处着眼,小处着手。专项(产品)数字化闭环制造系统也许是当前CIMS领域的一条切实可行的发展途径。 要提高我国机床工具行业的技术水平,增强竞争力,根本途径就是提高自主创新能力,发展具有自主知识产权的产品和技术。从近几届我国举办的国际机床展览会来看,我国精密工具行业的创新意识不断加强,创新能力不断提高,创新技术成果和产品不断出现。但是,我国精密工具制造行业的发展相比于我国机床制造行业数控机床的发展,无论在规模上还是技术先进程度上都差距较大,远远不能满足和适应先进制造行业如轿车制造业、航空航天制造业、微电子制造业等的需求。工具行业需要紧跟机床制造行业,加强合作,加快发展。
请问用凝胶成像能不能代替激光扫描仪进行同工酶活性百分数的测定?能打出谱图吗?
全自动影像测量仪是在数字化影像测量仪基础上发展起来的人工智能型现代光学非接触测量仪器,其承续了数字化仪器优异的运动精度与运动操控性能,融合机器视觉软件的设计灵性,属于当今最前沿的光学尺寸检测设备。全自动影像测量仪能够便捷而快速进行三维坐标测量与SPC结果分类,满足现代制造业对尺寸检测日益突出的要求:更高速、更便捷、更精准的测量需要,解决制造业发展中的又一个瓶颈技术。全自动影像测量仪基于机器视觉的自动边缘提取、自动理匹、自动对焦、测量合成、影像合成等人工智能技术,具有“点哪走哪”自动测量、CNC走位自动测量、自动学习批量测量,影像地图目标指引,全视场鹰眼放大等优异功能。同时,基于机器视觉与微米精确控制下的自动对焦过程,可以满足清晰造影下辅助测高需要(亦可加入触点测头完成坐标测高)。支持空间坐标旋转的优异软件性能,可在工件随意放置的情况下进行批量测量,亦可使用夹具进行大批量扫描测量与SPC 结果分类。全自动影像测量仪是影像测量技术的高级阶段,具有高度智能化与自动化特点。其优异的软硬件性能让坐标尺寸测量变得便捷而惬意,拥有基于机器视觉与过程控制的自动学习功能,依托数字化仪器高速而精准的微米级走位,可将测量过程的路径,对焦、选点、功能切换、人工修正、灯光匹配等操作过程自学并记忆。全自动影像测量仪可以轻松学会操作员的所有实操过程,结合其自动对焦和区域搜寻、目标锁定、边缘提取、理匹选点的模糊运算实现人工智能,可自动修正由工件差异和走位差别导致的偏移实现精确选点,具有高精度重复性。从而使操作人员从疲劳的精确目视对位,频繁选点、重复走位、功能切换等单调操作和日益繁重的待测任务中解脱出来,成百倍地提高工件批测效率,满足工业抽检与大批量检测需要。最新推出的全自动影像测量仪具有人工测量、CNC扫描测量、自动学习测量三种方式,并可将三种方式的模块叠加进行复合测量。可扫描生成鸟瞰影像地图,实现“点哪走哪”的全屏目标牵引,测量结果生成图形与影像地图图影同步,可点击图形自动回位、全屏鹰眼放大。可对任意被测尺寸通过标件实测修正造影成像误差,并对其进行标定,从而提高关键数据的批测精度。全自动影像测量仪人机界面友好,支持多重选择和学习修正,其优异的高速测量可达1500mm/min,重合精度: ±2μm,线性精度:±(3+L/150)μm。优秀性能使其在各种精密电子、晶圆科技、刀具、塑胶、精密零件、弹簧、冲压件、接插件、模具、军工、二维抄数、绘图、工程开发、五金塑胶、PCB板、导电橡胶、粉末冶金、螺丝、钟表零件、手机、医药工业、光纤器件、汽车工程、航天航空、高等院校、科研院所等领域具有广泛运用空间。SK全自动影像测量仪承续了SK数字化影像仪的以下技术特点:集CNC快速测量、CAD逆向测绘、图影管理于一身。运用了现代光学、计算机屏幕测量、空间几何运算和精密运动控制等前沿技术,是集光、机、电、软件为一体的高度智能化设备。具有三轴数控、点哪走哪、图影同步、实时校验、误差修正、工件随意放置、CNC快速测量等基础性能。具有极高的数字化程度,全部操作均由鼠标完成。柔和的三轴微米数控能力,实现“点哪走哪”、同步读数、人机合一;良好的人机界面将烦琐的操作过程有机集成,摆脱手摇时代的机械局限;实时非线性误差修正使其突破了传统设备中存在的精度与速度极限;便捷的CNC快速测量,通过样品实测、图纸计算、CNC 数据导入等方式建立CNC坐标数据,由仪器自动走向每一个目标点进行测量操作,数十倍于手摇式测量设备的工作能力下人员轻松高效。具有优异的高速性能,基于独有的高速位移传感技术,其±2um测量精度下的速度可达500mm/min,其工作效率是工具显微镜或测量投影仪等手摇式测量仪器的数十倍以上。位移驱动为0.1μm,位移解析度为0.4μm,重合精度达±2μm,线性精度±(3+L/150)μm,这些参数均优于传统设备和同类产品。具有空间几何运算能力,可以利用软件技术完成空间坐标系旋转和多坐标系之间的复杂换算,被测工件可随意放置,随意建立坐标原点和基准方向并得到测量值,同时在屏幕上呈现出标记,直观地看出坐标方向和测量点,使最为常见的基准测量变得十分简便而直观,也使分度盘这个机械时代的产物与摇柄一起成为历史。具有支持个性化的软件平台,具有图像保存、编辑、处理等图影管理功能。全新的测绘操作,可轻松描绘或导入CAD图形。还可根据客户需求扩充测量模块,从而满足个性化特点和综合测量的快速需要,使测量设备具有量身定做的软件灵魂。