多量程纳米显微成像系统

中国科学院深圳先进技术研究院承担的国家科技支撑计划“基于碳纳米X射线发射源的CT系统研发”课题团队利用自主研发的碳纳米管薄膜成功地获取首张X射线二维成像图。1月17日，科技部组织的专家组在先进院听取了团队工作汇报并现场考察了该成像装置，对该技术表示了充分肯定，这是我国在碳纳米管X射线源成像研究方面取得的突破性进展和成果。 碳纳米管X射线源是最近几年发展起来的被认为是具有革命性的新型X射线源。具有一百年历史的传统X射线源基于热电子发射阴极，而碳纳米管X射线源创新性的用碳纳米管场发射阴极取代热阴极，从而使该X射线源具有可控发射、高时间分辨、低功耗且易于集成等诸多优势。这些优势将给X射线CT带来结构上的突破。其中，最具潜力的方向之一即基于碳纳米管X射线源阵列的静态扫描CT。该CT以电子式的扫描取代传统的机械转动来获取不同角度的图像，可消除机械转动带来的成像伪影，缩短扫描时间，从而减少病人的辐射剂量，有望提高CT扫描的图像精度。 先进院医工所劳特伯医学成像中心研究团队，经近2年的技术攻关，制备出性能优异的碳纳米管薄膜并研制了基于新光源的X射线成像系统。自主研发的碳纳米管薄膜发射电流密度已达到国际先进水平，研制的X射线源成像系统获得了首张X射线二维成像图。团队目前正在进一步提高阴极稳定性、优化射线源结构，以期开展CT的三维成像。 据悉，作为该课题承担单位的深圳先进院在注重自主研发的同时，也重视与国际前沿单位的密切合作。项目团队所在研究影像中心及国家地方联合高端影像工程实验室在CT系统研制方面具有重要的经验和基础，曾成功研发了高分辨显微CT和低剂量口腔CT，显微CT已经成功应用到中国科学院动物研究所，口腔CT已经进入产业化阶段。正在研发的碳纳米管X射线CT作为一项前瞻性的科学研究，为开发新一代的CT系统储备技术，形成自主知识产权。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201301/W020130122537020414424.png左:成像装置图　　　　　　　　　　　　　 右:成像图

近日，中国科学技术大学物理学院光电子科学与技术安徽省重点实验室张斗国教授课题组提出并实现了一种基于矢量光场调控原理的动量空间偏振滤波器件。将该滤波器件安装于传统无标记光学显微镜的出射端，它可以对出射光场的背景噪声进行高效抑制，进而采集到单个纳米尺度物体的高对比度、高信噪比光学显微图像。研究成果以“Cascaded momentum-space-polarization filters enable label-free black-field microscopy for single nanoparticles analysis”为题在线发表在综合性学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）。[align=center][img=,600,174]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/18c3b2c4-6d3d-4349-b5d2-5c096ac0f32f.jpg[/img][/align]单纳米级物质的无标记光学成像对于各种生物医学、物理和化学研究极为重要。其中一个核心挑战是背景强度远远大于单个纳米物体的散射光强度。在这里提出了一种由级联动量空间偏振滤波器组成的光学模块，它可以进行矢量场调制，阻挡大部分背景场，使背景几乎变黑；相反，只有一小部分散射被阻挡，从而明显提高成像对比度。为了解决这个问题，张斗国教授课题组设计并实现了一种动量空间偏振滤波器件，它可在动量空间进行矢量场偏振调控，大幅度过滤、抑制各类背景噪声，只有单个纳米尺度物体的光散射信号能透过该滤波器件，被探测器采集到，从而实现了单个纳米尺度物体的高对比度、高信噪比的成像探测。[align=center][img=,500,508]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/b5f63213-6cee-41d0-8519-3a9bc7fc69aa.jpg[/img][/align]作为一种应用展示，该动量空间偏振滤波器件被加载到传统全内反射显微镜（Total internal reflection microscopy, TIRM）的出射端，用于单个纳米尺度物体的成像与传感。加载该滤波器后，TIRM被转化为黑场光学显微镜（Black field microscopy (BFM)，相对于常规的无标记暗场光学显微镜，BFM具有更低（更黑）背景噪音，更高探测灵敏度）。BFM可以实时记录了此变化过程，证明BFM可应用于单个纳米颗粒化学反应过程的实时记录，为实时探测单个纳米尺度物体物性演化过程中所发生的物理-化学反应探测提供了新型光子学技术。该动量空间滤波器件的突出特点是：在不改变显微镜内部结构的情况下，它可以使常规的无标记光学显微镜，如表面等离激元共振显微镜、TIRM等近场光学显微镜，具有黑场成像功能，从而大幅度提升其对单个纳米尺度物体的探测灵敏度。本研究工作所发展黑场显微镜为单个纳米颗粒的分析提供了新平台，有望在生物学、物理学、环境科学和材料科学等领域得到广泛应用。该研究工作得到了科技部，国家自然科学基金委、安徽省科技厅、唐仲英基金会等项目经费的支持。相关样品制作工艺得到了中国科学技术大学微纳研究与制造中心的仪器支持与技术支撑。[来源：仪器信息网] 未经授权不得转载[align=right][/align]

应用透射电子显微镜观察纳米结构在纳米-原子尺度的细节，需要采用何种衬度成像机制；在霍地图像信息的同时，在纳米尺度综合分析方面，还有哪些信息可以同时提取出来？

据美国物理学家组织网近日报道，美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校物理学家开发出一种新型X光显微镜，不仅能透视材料内部结构，而且洞察之细微达到了纳米水平。该显微镜有助于开发更小的数据存储设备，探测物质化学成分，拍摄生物组织结构等。研究论文发表在《美国国家科学院院刊》上。X光纳米显微镜不是通过透镜成像，而是靠强大的算法程序计算成像。“这种数学运算方法相当复杂，其原理有点像哈勃太空望远镜，就是让最初看到的模糊图像变得清晰鲜明。”领导该研究的加州大学圣地亚哥分校副教授奥里格·夏佩克解释说，X光探测到物质的纳米结构后，会生成衍射图案，计算机按照运算法则将这种衍射图案转化为可辨认的精细图像。为了测试显微镜透视物体的能力和分辨率，研究小组用钆和铁元素制作了一种层状膜。目前信息技术行业多用这种膜来开发高容高速、更微小的内存设备和磁盘驱动器。“这两种都是磁性材料，如果结合成一体，就会自然地形成纳米磁畴。”夏佩克说，在显微镜下面，能看到它们形成的磁条纹。层状的钆铁膜看起来就像一块千层酥，层层褶皱形成了一系列的磁畴，就好像一圈圈指纹的凸起。

请教各位大虾们，纳米纤维的具体表征方法，有哪些需要特别表示的，我的纤维是纳米级的纤维。谢谢！！

[align=center][font=Verdana]（2007 国社量标计证字第040号）[img]http://www.zgjljs.com/eWebEditor/UploadFile/2010815111612501.jpg[/img][/font][/align] 该装置是国内首个纳米计量标准，它是依托中国计量科学研究院长度所研制的计量型原子力显微镜纳米测量系统而建立的,而原子力显微镜的计量化是通过固接在其上的一体化无阿贝误差布局的三维激光干涉系统来实现测量结果直接溯源到激光波长和国际单位制的。该系统在测量原理、测量精度、可溯源性方面均达到了国际先进水平。 该标准主要用于承担我院参加国际计量局组织的纳米国际比对，并为国内微电子、集成电路行业提供关键量值溯源，为科研院所的纳米研究提供技术支持等任务，为我国纳米技术的研究和生产提供了有力的技术保障。[b]该标准的主要技术指标为：[/b]系统测量范围（x, y, z）＝（70μm, 15μm, 15μm）系统测量分辨力（x, y, z）＝（1nm, 0.25nm, 0.12nm）对台阶和线间隔类纳米几何结构参数的建标范围：台阶类及其它垂直结构：(0～2000) nm 线间隔类及其它水平结构：(0～20)μm对台阶和线间隔类纳米几何结构参数的测量不确定度：台阶类：U=1nm +2×10[sup]-4[/sup]×H，k=2 （H为台阶高度，H-nm）线间隔类：U=1nm +2×10[sup]-4[/sup]×L，k=2 （L为线间隔距离，L-nm）[font=宋体, MS Song] [/font]

[font=&]电镜下观察纳米纤维素膜（样本经乙醇梯度脱水，自然干燥），看不到纳米纤维丝，感觉都缠结成网状了？是铺膜的时候浓度太高了吗？[/font]

[align=center][b][size=14.0pt]如何用sCMOS相机优化显微成像[/size][/b][/align][align=center][size=11.0pt]会议时间：2020年3月20日10:00[/size][/align][b][size=12.0pt]内容介绍：[/size][/b]本次报告从灵敏度、成像视野、成像速度、成像特性等参数方面全面解读来自牛津仪器Andor的全新背照式、高分辨sCMOS相机。首先，介绍相机的成像结构和数据读出原理；第二，重点介绍Andor背照式SCMOS相机，分析相机参数对显微成像的影响；第三，以单分子成像为例，比较背照式sCMOS相机和EMCCD相机，给出各自成像优势；最后，展示sCMOS相机在具体科研上的应用。[b][size=12.0pt]讲师介绍：[/size][size=11.0pt]王坤:[/size][/b][size=11.0pt]2009[/size][size=11.0pt]年中科院国家纳米科学中心获得凝聚态物理博士，目前在牛津仪器Andor公司担任应用科学家，近十年来一直从事高端显微成像系统的相关科研及应用工作，参与过科技部重大仪器专项、中科院仪器专项、中科院仪器功能开发项目、上海市自然科学基金等科研项目，熟悉各类高端显微成像系统的原理，在各类生物样本成像上具有丰富的经验。[/size][font=等线][size=10.5pt]报名地址：[url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meeting_12626.html[/url][/size][/font]

英国和新加坡研究人员1日报告说，他们制造出能够观测50纳米大小物体的光学显微镜，这是迄今观测能力最强的光学显微镜，也是世界上第一个能在普通白光照明下直接观测纳米级物体的光学显微镜。http://www.bioon.com/tech/UploadFiles_3081/201103/2011030214521841.jpg英国曼彻斯特大学研究人员和新加坡同行当天在新一期《自然·通信》杂志上报告了这项成果。由于光的衍射特性的限制，光学显微镜的观测极限通常约为１微米。研究人员通过为光学显微镜添加一种特殊的“透明微米球透镜”，克服了上述障碍，使这一极限达到50纳米，观测能力提高了20倍。论文第一作者王增波博士告诉新华社记者：“这是目前世界上唯一能在普通白光照明下直接观测纳米级物体的光学显微镜，是一个新的世界纪录。”

RT:求推荐一台看微纳米材料形貌的性价比高的光学显微镜。平时做一些微纳米材料，求各位老师推荐一款性价比高点的光学显微镜，目前预算1W多。

[url=http://www.f-lab.cn/microscopes-system/storm.html][b]实时超分辨率显微成像系统[/b][/url]突破了光学显微镜的半波长分辨率极限,提供了比宽视场,共聚焦显微镜更好分辨率。实时超分辨率显微成像系统采用尼康或奥林巴斯显微镜，Chroma 滤波片,Andor公司EMCCD相机以及独特的照明系统，为客户提供全球同步的超分辨率成像系统。[img=实时超分辨率显微成像系统]http://www.f-lab.cn/Upload/storm-2.JPG[/img][b]实时超分辨率显微成像系统特点[/b]横向分辨率可达20nm,轴向分辨率可达40nm实时和线下图像重建GPU加速处理图像先进的自动聚焦硬件高分辨率X-Y-Z工作台灵活的配置[img=实时超分辨率显微成像系统]http://www.f-lab.cn/Upload/storm-1.JPG[/img]实时超分辨率显微成像系统：[url]http://www.f-lab.cn/microscopes-system/storm.html[/url]

各位老师和朋友，小虫子我明天去参加学校（日本信州大学）的xps的实验的学习。但是我刚来日本没几个月，还基本大会讲日语，多亏了我们的论坛和朱永法老师的“纳米材料的表征与测试技术”一书，我才对xps所有了解。我明天带的样品是 纳米碳纤维 和 酸化纳米碳纤维（可能有羧基）。我的目的是要证明酸化酸化纳米碳纤维有羧基。想请教大家的问题如下：1.在做粉末状样品的实验时，应该注意一些什么问题2.在拟和处理时，碳和氧能拟合出几个峰及其位置先谢谢大家哈[em04]

[table=96%][tr][td][table=96%][tr][td]世界上第一双纳米纤维手套日本问世(2010-5-13 中国纺织经济信息网) [/td][/tr][tr][td][table=96%][tr][td][align=center][url]http://news.ctei.gov.cn/236876.htm[/url][/align][align=left] 日本帝人纤维公司(TEIJIN FIBERS：TFJ)开发出世界上首例高尔夫球聚酯纳米纤维手套。位于日本东京的帝人纤维制品有限公司，早在2009年11月就对世界宣布，世界上第一双纳米高尔夫球手套即将问世。并且他们委托日本一家网络公司开始对外招标。这种手套用于打高尔夫球时穿戴。根据帝人公司，这种手套的品牌名称叫“FootJoy”，属于世界上第一双用纳米纤维制造出来的高尔夫球手套。它是用纳米纤维材料做成，具有无以伦比的柔软、耐滑和高吸水和高散热性能。 　　日本帝人纤维公司开发出来的超细纤维厚度只有700纳米，是一般的头发丝细度的1/7500，表层却要比一般纤维更具有柔韧性。根据该公司报告，这类纳米纤维具有很强的防冲撞能力，表层耐摩擦力性能也无以伦比，还有防滑性能。　　该公司宣布这种产品不久，位于日本大阪的帝人纤维公司就开始正式投产这种手套，同时也开始将这种高强度材料用于其它领域。日本网络推销公司Acushnet Japan Inc以FootJoy品牌为名，成为帝人公司的首席代理商。截至今天，日本几乎所有的高尔夫球场已用上了这种手套。　　原先的传统高尔夫手套使用天然纤维或人造革制造而成。它本身可防水，表面有涂层；然而最新推出的这种手套所不同的是，它具有防滑性、柔软性、也具有高度吸水性和散热性。这种手套可排除因打高尔夫球而产生的汗液。其原理是，它与手掌接触的面积与原来的传统手套相比，增加了十余倍。并且，这种纳米手套的伸缩性也十分神奇，并且不透明。　　帝人公司确信，这种材料可很快普及用于其它商业领域，可用来开发内衣、运动衣和其他工业材料。他们预计，由于这种新品，帝人公司在未来三年内将新增30亿元的收入。　　日本帝人公司之所以能开发出这种高科技产品，是因为凭借刻苦的钻研精神以及高超的技术水平不断地研发新型材料，他们确信能够利用现有技术制造出更纤细、更强韧、更柔软、更轻等高性能产品。这绝非只是现有技术的单纯延伸，与之同时，世界上在不断涌现出具有重大突破的新型材料及新技术。　　早在2008年7月，具有优异实用性能的高强度涤纶纳米纤维“NANOFRONT”已开始商业化生产。其实，帝人纺织公司大约40年前已经开始研发可以用于人造皮革等领域的超级细纤维，最初开发成功并进行商品化生产的产品其粗细程度达到头发的1/100。本次公布的纳米纤维比之更细，是其超级细纤维的1 /100。超级细纤维一经上市，为人造皮革、擦拭型布料等复合纤维开辟了新用途、领域。同样，对本次研发成功的纳米纤维能够在多大程度上带动现有技术的飞跃性发展，大家翘首以待。　　但由于近期对于纳米材料的期待越发高涨，激发研发积极性，如果成功将纤维的单位缩至革命性的纳米水平，对于“纳米式效果”(在吸引/分离/分散功能、表面积大小等方面可开拓空间)所隐含的新型高性能原料的出现将大受瞩目。但是，就算纳米纤维得以研发成功，在批量生产的时候经常会出现韧性不够、只能形成较短的纤维长度等问题，一直都无法实现长纤维的商品化生产。面对这种情况，TFJ新近开发出“海岛型复合纺纱技术”，为高强度纳米涤纶纤维“NANOFRONT”(长纤维)的成功研发和实现商品化生产打下了坚实基础。　　由于纳米纤维的纱线直径非常细，因此，纤维表面上纳米尺寸的凹凸会产生大量的摩擦力。同时，由于提高了毛细管现象以及纤维的吸附功能，拥有优异的吸水性、扩散、保水性以及蒸发面积较大等特点，它可极大地发挥冷却性能。另外，柔软度以及比油分子和微细尘粒更小的纤维直径双重作用，擦拭污渍将变得更加轻松，比使用以往超细纤维的产品擦拭性能提高30～40%。适用于对防滑要求严格的手套、功能内衣、安全护身服、利用其对肌肤摩擦伤害极小的特点可广泛应用于护肤产品、汗衫，而对吸水性、扩散性以及保水性有一定要求的冷却功能运动服却具有意想不到的作用。并且它还可应用于擦拭布料、利用其高摩擦系数的特点应用于精密擦拭布等各个不同领域。（中国非织造材料网 ）[/align][/td][/tr][/table][/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td][img=1,1]http://www.intertek.com.cn/images/spacer.gif[/img][/td][/tr][/table]

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

请问哪里有章效锋《清晰的纳米世界》首页颜青青的插图显微时刻的清晰电子图片呢

不了解激光共聚焦，问一下激光共聚焦显微镜能观测到纳米级的囊泡吗？

随着生物医学影像技术的不断发展，近红外荧光成像技术在生物医学研究领域得到了越来越多的关注和应用。其中，近红外二区（1000 nm-1400 nm）荧光对生物组织穿透能力强，成像信噪比高，该区域荧光成像技术在生物活体成像领域已展现出巨大潜力。量子点(Quantum dots, QDs)作为一种新型的纳米荧光探针，具有亮度高、光稳定性强、光谱可调等传统荧光染料不可比拟的优势，在生物标记、成像与传感等方面得到了广泛应用，而开发具有近红外二区荧光发射、生物相容性好、量子产率高的QDs是当前其用于活体荧光成像所面临的重要挑战。 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王强斌研究员课题组在“单源前驱体制备Ag2S近红外量子点”（J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1470–1471）的基础上，进一步优化制得了量子产率更高、生物相容性更好、尺寸均匀可控的Ag2S近红外QDs。通过与美国斯坦福大学戴宏杰教授课题组合作，利用Ag2S QDs进行了细胞成像与毒性研究。结果表明，在水溶性Ag2S QDs表面修饰不同的生物识别分子，可实现对不同细胞系的特异性标记，并且该Ag2S QDs几乎没有细胞毒性（ACS Nano 2012, 6, 3695–3702）。 在上述工作基础上，王强斌课题组与戴宏杰教授课题组继续合作，进一步将Ag2S QDs用于动物活体成像研究。结果表明，因肿瘤组织对大分子的高通透性和滞留效应（简称EPR效应），肿瘤对QDs具有很高的摄取（图2），该现象为肿瘤早期诊断以及手术的可视化提供了重要的技术基础。同时，他们对导入小鼠体内QDs的命运进行了追踪，发现除了富集于肿瘤部位的QDs外，其它QDs大部分在注射24小时后不断的随粪便和尿液排出；一周后，体内各个器官（肝和脾除外）的QDs均已基本排出（图3）。 该工作已在国际著名杂志Angewandte Chemie International Edition上发表。对Ag2S QDs的长期体内代谢、分布和毒理研究正在进行之中。 此项工作得到中科院“百人计划”、中科院先导专项、国家自然科学基金委和科技部等的大力支持。 原文链接http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120921399246236683.gif 图1：（a）Ag2S QDs成像示意图，(b)和(c)分别为Ag2S QDs的实物和暗场中的荧光照片，(d)和(e)分别为吸收和荧光光谱，（f）为Ag2S QDs的TEM照片。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120921399246247360.gif图2：4T1肿瘤对Ag2S QDs的高效摄取http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120921399246242640.gif图3：Ag2S QDs的活体滞留和排泄情况

我想问问静电力显微镜如何测得纳米粒子间偶极作用力呢?急待回答.先谢谢各位了

该综述是我今年刚发表的，希望对作AFM高分辨工作的同仁有所帮助，也欢迎讨论！论文题目：Atomic and Subnanometer Resolution in Ambient Conditions by Atomic Force Microscopy作者：Yang Gan（甘阳）作者单位：哈尔滨工业大学期刊：Surface Science Reports年/卷期/页：2009, vol. 64, 99-121DOI：http://dx.doi.org/10.1016/j.surfrep.2008.12.001全文：请见附件内容介绍：该综述就应用原子力显微镜（AFM）在常温常压下进行表面的原子、亚纳米分辨成像的理论和实验基础进行了详细介绍，并对已发表的相关研究成果作了全面深入的总结和分析，引用相关参考文献220篇。综述全文由10个部分组成：前言，AFM的原理和工作模式，AFM的分辨率，针尖－表面作用力，实现原子、亚纳米分辨成像的条件，假相和重现性，常温常压下原子分辨结果一览和分析，AFM晶格分辨成像－如何获得有用信息，生物样品的表面亚纳米分辨成像概述，展望。摘要：This article reviews the achievements of both atomic resolution and subnanometer (molecular) resolution in ambient conditions by atomic force microscopy (AFM). The principles of AFM and AFM operation modes are first introduced. The concept of resolution is then discussed. Various types of tipsurface forces, particularly the forces prominent in liquid and in air, are introduced. Different viewpoints on the conditions for achieving atomic/subnanometer resolution are reviewed. The important issues of reproducibility and artifacts are discussed in depth, with many examples from the literature. The central portion of this article is a critical review of the published results of atomic resolution, dating from 1993 up to 2007. The achievements of subnanometer resolution on biological samples are then briefly overviewed. Examples are given to demonstrate how to obtain reliable structural information from lattice resolution or pseudo-atomic resolution topographs. Finally, the challenges of AFM as a trustworthy high resolution technique are discussed.[~151407~]

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。