光镊超高分辨显微操控系统

[url=http://www.f-lab.cn/microscopes-system/picotweezers.html][b]高分辨率光镊系统[/b][/url]采用了德国picotweezers技术的细胞单分子力学捕获系统,是全球领先的超高分辨率激光光镊系统,是进口光镊品牌中具有超低光镊价格Optical Tweezers产品.[b]高分辨率光镊系统[/b]不仅具有光镊功能,还提供微视图像计算能力,非常方便单细胞生物力学分析.[b]高分辨率光镊系统通[/b]常与德国蔡司Axiovert、AxioA1或D1型显微镜配套使用,配备1W或5W的红外光纤激光器,提供激光捕获力高达400pN~2nN范围。高分辨率光镊系统配备压电定位位移台,在XYZ三轴三个方向具有200μm分辨率的扫描能力.[b]高分辨率光镊系统[/b]还具有视频分析功能,至少2.5nm的横向和轴向分辨率，其图像拍摄速率为200帧/秒，X、Y、Z互相成像速度为400赫兹，可对生物大分子进行0.1PN作用力分辨率的实时分析。[img=高分辨率光镊系统]http://www.f-lab.cn/Upload/ionovation-explorer.jpg[/img] [b]高分辨率光镊系统特色[/b]定量分析,在三维方向实现0.1 PN分辨率的生物为微力分析最大光阱捕获力可在1 W光纤激光器下达到400 PN通过光镊实现对捕获对象精度为纳米级别的操控 [b][b]高分辨率光镊系统[/b]应用[/b]单分子与活细胞的操控和分析 弹性模量分析、微流控分析 分子相互作用、纳米孔分析 [color=#666666][color=#000000]高分辨率光镊系统：[url]http://www.f-lab.cn/microscopes-system/picotweezers.html[/url][/color][/color]

[align=center][font='times new roman'][size=16px][b]超高分辨[/b][/size][/font][font='times new roman'][size=16px][b]显微镜及其在生物医学领域的应用[/b][/size][/font][/align][align=center][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'][size=14px]，[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=14px] [/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=14px]吴晶[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=14px]1[/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，[/font][font='times new roman']100191[/font][/align][font='times new roman'][b]摘要[/b][/font][font='times new roman'][b] [/b][/font][font='times new roman']超高分辨显微镜（[/font][font='times new roman']Super-Resolution Microscopy[/font][font='times new roman']）作为一类强大的科学工具，可以突破传统光学显微镜的分辨极限，实现对微小结构的高分辨率成像，已经在生物医学领域引起了广泛的关注和应用。本文将探讨超高分辨显微镜的不同类型和原理，介绍[/font][font='times new roman']其[/font][font='times new roman']在生物医学领域的应用[/font][font='times new roman']及展望其未来发展[/font][font='times new roman']。[/font][font='times new roman'][b]Abstract[/b][/font][font='times new roman']Super Resolution Microscopy[/font][font='times new roman'], as a powerful scientific tool, can break through the resolution limit of traditional optical microscopes and achieve high-resolution imaging of small structures. It has attracted widespread attention and application in the biomedical field. This article will explore the different types and principles of Super Resolution Microscopy, introduce their applications in the biomedical field, and look forward to their future development[/font][font='times new roman'].[/font][font='times new roman'][b]关键词[/b][/font][font='times new roman']超高分辨[/font][font='times new roman']显微镜，[/font][font='times new roman']成像技术[/font][font='times new roman']，应用[/font][font='times new roman'][b]1 [/b][/font][font='times new roman'][b]引言[/b][/font][font='times new roman']显微镜的产生和发展对于生命科学研究的进步有至关重要的作用[/font][font='times new roman']，它将微观世界呈现在大家面前，包括微生物的存在、组织细胞结构及生理病理活动等。显微镜技术的不断革新将成像分辨率不断提高，但相当长一段时间内光学成像无法突破一个极限值，即[/font][font='times new roman']xy[/font][font='times new roman']轴横向分辨率约[/font][font='times new roman']200nm[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']z[/font][font='times new roman']轴纵向分辨率约[/font][font='times new roman']500nm[/font][font='times new roman']，因此小于这个尺寸的生命活动和结构[/font][font='times new roman']，如病毒、亚细胞结构等，[/font][font='times new roman']是无法清楚地观察到的[/font][font='times new roman']。[/font][font='times new roman']聚焦点的光强会根据点扩散函数（[/font][font='times new roman']point spread functio[/font][font='times new roman']n[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']PSF[/font][font='times new roman']）而展开[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']对于圆形孔径，[/font][font='times new roman']PSF[/font][font='times new roman']呈现为艾里斑（[/font][font='times new roman']Airy disk[/font][font='times new roman']）的模式[/font][font='times new roman']。[/font][font='times new roman']激光扫描共聚焦显微镜（[/font][font='times new roman']Confocal Laser Scanning Microscopy, CLSM[/font][font='times new roman']）的分辨率取决于[/font][font='times new roman']PSF[/font][font='times new roman']的大小，如果焦点很小，则每个像素[/font][font='times new roman']点[/font][font='times new roman']获取到的信息也很小，从而得到清晰锐利的图像；反之，则结果图像变得模糊。因此，[/font][font='times new roman']CLSM[/font][font='times new roman']成像的[/font][font='times new roman']主要挑战在于实现越来越小的[/font][font='times new roman']PSF[/font][font='times new roman']以获得更好的分辨率。德国物理学家恩斯特[/font][font='times new roman'][/font][font='times new roman']阿贝（[/font][font='times new roman']Ernst Abbe[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']1840-1905[/font][font='times new roman']年）在[/font][font='times new roman']19[/font][font='times new roman']世纪[/font][font='times new roman']70[/font][font='times new roman']年代首次[/font][font='times new roman']提出阿贝衍射极限，即[/font][font='times new roman']由于衍射效应，[/font][font='times new roman']PSF[/font][font='times new roman']大[/font][font='times new roman']小与[/font][font='times new roman']λ/NA[/font][font='times new roman']成正比（[/font][font='times new roman']d=0.61λ/NA[/font][font='times new roman']），其中[/font][font='times new roman']λ[/font][font='times new roman']是光的波长，[/font][font='times new roman']NA[/font][font='times new roman']是物镜最重要的参数[/font][font='times new roman']——[/font][font='times new roman']数值孔径[/font][font='times new roman']。由于可见光波长范围在[/font][font='times new roman']400-760nm[/font][font='times new roman']之间，[/font][font='times new roman']NA[/font][font='times new roman']值最大在[/font][font='times new roman']1.7[/font][font='times new roman']左右，所以分辨率极限在[/font][font='times new roman']200nm[/font][font='times new roman']左右。随着物理学和测量技术的进步，突破衍射极限的显微镜不断涌现，目前公认的超高分辨显微镜主要有三类，包括[/font][font='times new roman']结构照明显微镜（[/font][font='times new roman']Structured Illumination Microscopy[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']SIM[/font][font='times new roman']）[/font][font='times new roman']，受激发射减耗显微镜（[/font][font='times new roman']Stimulated Emission Depletion Microscopy[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']STED[/font][font='times new roman']），和[/font][font='times new roman']单分子定位显微镜。单分子定位显微镜包括光敏定位显微镜（[/font][font='times new roman']Photoactivation Localization Microscopy[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']PALM[/font][font='times new roman']）和随机光学重建显微镜（[/font][font='times new roman']Stochastic Optical Reconstruction Microscopy[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']STORM[/font][font='times new roman']）[/font][font='times new roman']。[/font][font='times new roman']2014[/font][font='times new roman']年三位科学家[/font][font='times new roman']史蒂芬[/font][font='times new roman'][/font][font='times new roman']霍尔（[/font][font='times new roman']Stefan W. Hell[/font][font='times new roman']）[/font][font='times new roman']、埃里克[/font][font='times new roman'][/font][font='times new roman']贝兹（[/font][font='times new roman']Eric Betzig[/font][font='times new roman']）和威廉[/font][font='times new roman'][/font][font='times new roman']莫纳（[/font][font='times new roman']William E. Moerner[/font][font='times new roman']）因他们在超[/font][font='times new roman']高[/font][font='times new roman']分辨显微镜技术领域的贡献而获得了诺贝尔化学奖。[/font][font='times new roman'][b]2 [/b][/font][font='times new roman'][b]不同类型的超高分辨显微镜[/b][/font][font='times new roman'][b]2.1[/b][/font][font='times new roman'][b] [/b][/font][font='times new roman'][b]结构照明显微镜（[/b][/font][font='times new roman'][b]Structured Illumination Microscopy[/b][/font][font='times new roman'][b]，[/b][/font][font='times new roman'][b]SIM[/b][/font][font='times new roman'][b]）[/b][/font][font='times new roman']SIM[/font][font='times new roman']本质是利用两束激发光在样品上进行干涉，产生明暗交替的莫尔条纹，高空间频率的莫尔条纹会放大激发条纹与样品空间频率不一致的结构，从而将样品中的高频信息整合入收集到的图像中。[/font][font='times new roman']通过投射特殊的光照明模式如格点或条纹光栅，以一定的模式照射样品，引入空间频率信息，采集多个图像并经过复杂的数据处理之后，重建高分辨率图像。由于每个图像都采用不同的结构照明模式，包含了不同的信息，合并后的图像能够展示出比传统显微镜更多的细节[/font][font='times new roman']。[/font][font='times new roman']相比于其他超高分辨成像技术，[/font][font='times new roman']SIM[/font][font='times new roman']最大的优势就是宽场[/font][font='times new roman']成像，速度快，基本可以达到实时观察。[/font][font='times new roman']SIM[/font][font='times new roman']技术的前身可以追溯到[/font][font='times new roman']20[/font][font='times new roman']世纪[/font][font='times new roman']70[/font][font='times new roman']年代初。当时，光学学家特奥多尔[/font][font='times new roman'][/font][font='times new roman']赫普恩（[/font][font='times new roman']Theodor [/font][font='times new roman']H?upl[/font][font='times new roman']）首次提出了使用周期性光栅照明来提高显微镜分辨率的想法。这奠定了[/font][font='times new roman']SIM[/font][font='times new roman']技术的基础，尽管当时还没有实际的[/font][font='times new roman']SIM[/font][font='times new roman']显微镜。[/font][font='times new roman']21[/font][font='times new roman']世纪初期，史蒂芬[/font][font='times new roman'][/font][font='times new roman']霍尔（[/font][font='times new roman']Stefan W. Hell[/font][font='times new roman']）和埃里克[/font][font='times new roman'][/font][font='times new roman']贝兹（[/font][font='times new roman']Eric Betzig[/font][font='times new roman']）等科学家分别独立开发了[/font][font='times new roman']SIM[/font][font='times new roman']的现代版本。[/font][font='times new roman']SIM[/font][font='times new roman']技术开始广泛传播，吸引了生物学家和显微镜专家的关注。它被认为是一种相对低成本的[/font][font='times new roman']超高分辨[/font][font='times new roman']率成像方法，因为它不需要昂贵的激光设备或复杂的样品准备。[/font][font='times new roman'][b]2.2 [/b][/font][font='times new roman'][b]受激发射减耗[/b][/font][font='times new roman'][b]显微镜（[/b][/font][font='times new roman'][b]Stimulated Emission Depletion Microscopy[/b][/font][font='times new roman'][b]，[/b][/font][font='times new roman'][b]STED[/b][/font][font='times new roman'][b]）[/b][/font][font='times new roman']STED[/font][font='times new roman']技术的概念最早由斯德哥尔摩大学的斯蒂芬[/font][font='times new roman'][/font][font='times new roman']霍尔（[/font][font='times new roman']Stefan W. Hell[/font][font='times new roman']）提出。他的想法是通过将激发光束与一个特殊的抑制光束结合，从而实现对荧光标记物的光抑制，[/font][font='times new roman']通过受激辐射淬灭光斑外围的荧光分子，[/font][font='times new roman']使其在空间上变得更加紧凑，[/font][font='times new roman']减少[/font][font='times new roman']PSF[/font][font='times new roman']从而提高分辨率。[/font][font='times new roman']我们也叫“甜甜圈”技术。[/font][font='times new roman']STED[/font][font='times new roman']显微镜背后基本思想就是利用非线性光学设计一个低于阿贝衍射极限的更小[/font][font='times new roman']PSF[/font][font='times new roman']。[/font][font='times new roman']分辨率与[/font][font='times new roman']STED[/font][font='times new roman']光强有关，提高[/font][font='times new roman']STED[/font][font='times new roman']光的强度可以使荧光光斑焦[/font][font='times new roman']点中心直径趋于[/font][font='times new roman']0[/font][font='times new roman']，但是实际应用中，光损伤较大，[/font][font='times new roman']STED[/font][font='times new roman']光强不可能无限增加，顾[/font][font='times new roman']其分辨率[/font][font='times new roman']最高[/font][font='times new roman']可达到[/font][font='times new roman']3[/font][font='times new roman']0[/font][font='times new roman']nm[/font][font='times new roman']左右[/font][font='times new roman']。[/font][font='times new roman']目前的[/font][font='times new roman']STED[/font][font='times new roman']只能应用于较薄的组织器官或细胞，光毒性较强，成像厚度有限不太适合活体或活细胞长时间成像。[/font][font='times new roman']STED[/font][font='times new roman']光路较为复杂，对系统稳定性要求较高。[/font][font='times new roman'][b]2.3 [/b][/font][font='times new roman'][b]单分子定位显微镜[/b][/font][font='times new roman']单分子定位显微镜[/font][font='times new roman']中荧光标记的单个分子被分别激发和检测。单分子的中心可以以极高的精度确定从而实现高分辨率，包括光敏定位显微镜（[/font][font='times new roman']Photoactivation Localization Microscopy[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']PALM[/font][font='times new roman']）和随机光学重建显微镜（[/font][font='times new roman']Stochastic Optical Reconstruction Microscopy[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']STORM[/font][font='times new roman']）。[/font][font='times new roman']PALM[/font][font='times new roman']的历史可以追溯到[/font][font='times new roman']2006[/font][font='times new roman']年，由埃里克[/font][font='times new roman'][/font][font='times new roman']贝兹（[/font][font='times new roman']Eric Betzig[/font][font='times new roman']）和哈拉尔德[/font][font='times new roman'][/font][font='times new roman']赫斯（[/font][font='times new roman']Harald Hess[/font][font='times new roman']）提出了单分子定位这一概念。在[/font][font='times new roman']PALM[/font][font='times new roman']中，样品中的分子被标记上特定的荧光染料。这些染料可以通过光激活从一个基态转变到一个激发态，此过程可通过使用激活光（通常是紫外光）来实现。同期[/font][font='times new roman']STORM[/font][font='times new roman']的成像技术也发展起来，代表科学家是华人庄小威。[/font][font='times new roman']STORM[/font][font='times new roman']的工作原理与[/font][font='times new roman']PALM[/font][font='times new roman']类似，是通过特殊的分子标记和随机活性化，实现单分子定位进而实现超高分辨率成像。具有光激活能力的标记物通常在某种光照条件下会发光，但也会在某一时刻被随机地熄灭。这种随机光熄灭是[/font][font='times new roman']PALM[/font][font='times new roman']技术的关键，因为它允许在不同时间点捕获标记物的位置。通过记录标记物的位置，可以得到它们的坐标。这一过程需要在短时间内多次拍摄样品，以获得足够多的数据点。最后，通过将多个标记物的坐标叠加在一起，可以生成高分辨率的图像。这种以成像时间换取空间分辨率的形式，使得[/font][font='times new roman']PALM[/font][font='times new roman']或[/font][font='times new roman']STORM[/font][font='times new roman']的分辨率通常能够达到数十纳米。[/font][font='times new roman'][b]3 [/b][/font][font='times new roman'][b]应用领域和未来发展[/b][/font][font='times new roman']超高分辨显微镜可以探索微观世界的无限可能性，已经彻底改变了科学研究的方式。在细胞生物学领域，它被用于研究[/font][font='times new roman']亚细胞结构，如微丝、微管、肌动蛋白等，[/font][font='times new roman']细胞器[/font][font='times new roman']如线粒体、溶酶体等，[/font][font='times new roman']分子分布和细胞膜动态、观察蛋白质的相互作用；在神经科学领域，它可用于观察神经元的亚细胞结构和突触的细节，有助于解剖和理解神经系统的结构和功能，以及神经系统相关疾病的机制；在癌症研究领域，被用于研究癌细胞的特征、蛋白质分布以及肿瘤微环境，这对于癌症的早期诊断和治疗规划非常重要；在材料科学领域，它被用于研究纳米材料的结构和性质、帮助科学家精确控制和制备纳米结构；在药物研发领域，它可用于研究药物靶标蛋白的定位和与其他分子的相互作用，这对于药物设计和筛选非常重要[/font][font='times new roman']；在微生物领域，对于研究细菌[/font][font='times new roman']结构变化至关重要，规避了电子显微镜无法进行活体成像等弊端，可以更加推进微生物学发展。[/font][font='times new roman']当然，[/font][font='times new roman']超[/font][font='times new roman']高[/font][font='times new roman']分辨成像技术[/font][font='times new roman']也有一定的挑战。超高分辨成像技术[/font][font='times new roman']通常需要高度复杂的设备和精密的校准，这使得其设备成本相对较高，[/font][font='times new roman']再加上样本制备的困难，[/font][font='times new roman']限制了其广泛应用。[/font][font='times new roman']样品准备在超高分辨成像中具有重要作用，新的标记技术和荧光探针的发展将提高成像的灵敏度和特异性[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']开发更友好、无损伤的样品准备方法，以减少对样品的干扰[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']甚至[/font][font='times new roman']包括无标记成像技术以减少样品标记的需求。开源软件和自动化工作流程将使超高分辨成像技术更易于使用和共享，促进科学研究的进展。[/font][font='times new roman']超高分辨技术通常对于三维成像和大样本的深度成像有限制，需要克服分辨率和深度之间的权衡。[/font][font='times new roman']同时超高分辨[/font][font='times new roman']成像的时间分辨率还可以继续提升[/font][font='times new roman']。[/font][font='times new roman']虽然[/font][font='times new roman']目前[/font][font='times new roman']SIM[/font][font='times new roman']和[/font][font='times new roman']minflux[/font][font='times new roman']更适合[/font][font='times new roman']观察[/font][font='times new roman']活细胞[/font][font='times new roman']动态过程，但时间分辨率的提高仍然是一个挑战，特别是对于极短时间尺度的现象[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']这将使科学家能够更深入地探索微观世界，并获得更多信息。[/font][font='times new roman']随着技术的不断进步，[/font][font='times new roman']超高分辨[/font][font='times new roman']成像有望在[/font][font='times new roman']包括临床医学[/font][font='times new roman']等[/font][font='times new roman']更多领域得到广泛应用[/font][font='times new roman']，未[/font][font='times new roman']来如果能实现超高分辨的动物甚至人的[/font][font='times new roman']活体成像，减少样品固定和处理的需求，允许观察生物过程的实时发生[/font][font='times new roman']将会更有现实意义[/font][font='times new roman']。[/font][font='times new roman']并且在科学研究的需求下，[/font][font='times new roman']多模态[/font][font='times new roman']或多尺度[/font][font='times new roman']成像将[/font][font='times new roman']与[/font][font='times new roman']不同[/font][font='times new roman']的[/font][font='times new roman']超高分辨[/font][font='times new roman']技术相结合，[/font][font='times new roman']例如，结合光学成像和质谱成像[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']从分子水平到组织水平[/font][font='times new roman']提供[/font][font='times new roman']生命活动[/font][font='times new roman']更全面的信息。[/font][font='times new roman']也可以[/font][font='times new roman']发展高通量的样品处理和成像技术，以便更快速地获得大规模的数据。[/font][font='times new roman']超高分辨[/font][font='times new roman']成像生成的数据量巨大，处理和分析这些大数据需要强大的计算资源和高效的算法。数据存储和传输也是挑战。[/font][font='times new roman']超高分辨[/font][font='times new roman']成像数据可能受到噪声和伪迹的影响，这需要高级的图像处理技术来减少其影响，以获得准确的图像。数据分析通常需要复杂的算法和数学模型，需要专业知识和技能。对于某些应用，如神经科学中的活体成像，需要实时数据分析，这增加了挑战。深度学习和人工智能技术[/font][font='times new roman']有望[/font][font='times new roman']在数据分析中发挥越来越重要的作用，[/font][font='times new roman']实现[/font][font='times new roman']自动处理和解释图像数据。发展实时数据分析技术，使科学家能够在数据采集过程中获得及时反馈。开发更易用的高级图像处理工具，使非专业用户也能够进行数据分析。结合不同成像技术和数据源的信息，以提供更全面的信息。开发自动化和高通量的数据分析工作流程，以应对大规模数据的挑战。促进数据共享和开放科学，以促进合作和加速科学研究的进展。未来，随着计算能力的提高和新技术的引入，[/font][font='times new roman']超高分辨[/font][font='times new roman']成像数据分析将变得更加强大和高效。这将有助于更深入地理解微观世界，并在生物学、医学、材料科学等领域推动创新和发展。[/font][font='times new roman']总的来说，尽管[/font][font='times new roman']超高分辨[/font][font='times new roman']成像面临一些挑战，但其前景充满希望。未来的发展将使这一领域更加强大，有望在科学研究和实际应用中提供更多的机会和洞察力。[/font][font='times new roman'][b]4 [/b][/font][font='times new roman'][b]结论和展望[/b][/font][font='times new roman']超高分辨显微镜的成像原理基于破解传统显微镜的分辨极限，通过结构照明、图像重建[/font][font='times new roman']和单分子成像等策略，实现对微小结构的高分辨率成像。这一技术的应用领域包括生物学、材料科学、纳米技术和医学等，有望推动科学研究的进一步发展。超高分辨显微镜已经在生物医学领域取得了显著的突破，使研究人员更深入地理解细胞和分子结构。然而，仍然存在挑战，包括样品准备和数据分析的复杂性。未来，我们可以期待更多技术的发展，以进一步提高分辨率和扩大应用领域。[/font][font='times new roman']随着技术的不断发展，我们可以期待更多超分辨显微镜技术的突破，如更高分辨率、更高灵敏度和更快成像速度。超分辨显微镜的应用也将继续扩展到新的领域，如药物研发、个性化医学和环境科学。它将为我们提供更多工具来解决生物学的重要问题，如疾病机制、药物研发和生态系统健康。总之，超分辨显微镜技术的未来展望是光明的，它将继续推动科学研究向前迈进，揭示微观世界的微小奥秘，为改善生活质量和解决全球挑战做出贡献。这个领域的不断创新将激发更多科学家的热情，共同追求更深入的科学知识和更广泛的应用。[/font][font='times new roman'][b]参考文献[/b][/font][font='times new roman']Hell[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']S [/font][font='times new roman']W[/font][font='times new roman']．[/font][font='times new roman']Far-field[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']optical[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']nanoscopy[/font][font='times new roman'][J][/font][font='times new roman']．[/font][font='times new roman']Science[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']2007[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']316(5828)[/font][font='times new roman']：[/font][font='times new roman']1153-1158[/font][font='times new roman']Hell[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']S W[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']Wichmann J[/font][font='times new roman']．[/font][font='times new roman']Breaking[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']the diffraction[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']resolution[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']limit[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']by stimulated[/font][font='times new roman']-[/font][font='times new roman']emission[/font][font='times new roman']-[/font][font='times new roman']depletion fluorescence[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']microscopy[J][/font][font='times new roman']．[/font][font='times new roman']Optics[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']Letters[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']1994[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']19(11)[/font][font='times new roman']：[/font][font='times new roman']780-782[/font][font='times new roman']Dani A[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']Huang B[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']Bergan J[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']et[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']a1[/font][font='times new roman']．[/font][font='times new roman'] Super-resolution[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']imaging of chemical synapses[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']in the brain[J][/font][font='times new roman']．[/font][font='times new roman']Neuron[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']2010[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']68(5)[/font][font='times new roman']：[/font][font='times new roman']843[/font][font='times new roman']—[/font][font='times new roman']856[/font][font='times new roman']PATTERSON[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']G[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']DAVIDSON[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']M[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']MANLEY[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']S[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']et[/font][font='times new roman'] [/font][font='times new roman']al[/font][font='times new roman']. [/font][font='times new roman']Superresolution[/font][font='times new roman'] imaging using single-molecule localization[/font][font='times new roman'][J][/font][font='times new roman']．[/font][font='times new roman']A[/font][font='times new roman']nnual Review of Chemistry[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']2010[/font][font='times new roman']，[/font][font='times new roman']6[/font][font='times new roman']1:345-367[/font]

http://www.cas.cn/ky/kyjz/201207/W020120712608069274506.jpg验收专家现场核查设备情况 7月11日，中国科学院计划财务局组织专家在生物物理研究所对徐涛研究员负责的“光敏定位超高光学分辨率显微镜系统”仪器研制项目进行了现场验收。 验收专家组听取了研制工作报告及经费决算报告、用户报告和技术测试报告，现场核查了设备的运行情况，审核了相关文件档案及财务账目。经过提问与讨论，验收专家组一致认为该项目实现了预期的研制目标，完成了实施方案规定的各项任务，同意通过验收。 2006年9月，美国科学家Eric首次在Science杂志上提出光敏定位显微镜（PALM）的概念，使得光学显微镜能够获得与电子显微镜相匹配的分辨率。PALM的基本原理是将荧光分子附著在目标蛋白上，利用全内反射显微镜（TIRFM）技术和单分子定位技术得到细胞内荧光蛋白纳米级分辨率的精确定位。“光敏定位超高光学分辨率显微镜系统”研制项目总体设计灵活高效，结合了TIRFM、EMCCD成像系统、闭环锁焦系统等技术，提出了新的单分子定位算法，实现了三维防漂移反馈校正、细胞内单分子的三维定位和超精细结构观察，完成了一套具有国际领先水平的超高分辨光学显微成像系统，具有较高的创新性。 目前，该系统已在细胞内单分子（如微管蛋白、离子通道等）成像方面发挥了关键作用。研究人员在Nature Methods、PNAS等杂志上发表了世界领先的研究成果，可应用于细胞生物学的超高分辨荧光成像，具有广泛的应用前景。 该项目研制的仪器符合目前蛋白质科学和系统生物学对创新仪器设备和技术的有关需求，有望产生一定的经济效益。

近日，德国IBIDI公司成功开发出一款超高分辨率生物显微镜。该公司宣称基于新型随机光学重建显微技术“（d）STORM”，利用该公司独创的特殊塑料底板“μ-Slides”可实现超高分辨率观察活体细胞。 STED，SIM，（F）PALM 和（d）STORM等新型光学显微技术可有效避免衍射极限，获得纳米级水平的超高分辨率成像。这些超高分辨率显示技术可应用到生物实验研究，观察了解组织细胞分子结构。IBIDI公司采用了创新性的含有亲水性膜涂层的塑料材质底板“μ-Slides”替代传统玻璃底板，首次实现了“活体细胞”超高分辨率观察。这种被成为“ibi-Treat”的亲水性膜涂层性能可以与标准的细胞培养瓶和培养皿相媲美。 IBIDI公司相关研发工作受到了德国联邦教研部《生命科学领域光学技术—基本细胞功能》项目的资助。

上个月末，通用电气医疗集团(GE Healthcare)签署了一项协议，收购细胞成像产品制造商Applied Precision，具体收购金额不详。随着这次收购行动，GE Healthcare有望进入快速增长的细胞成像领域。　　总部位于华盛顿西雅图郊外的Applied Precision开发并制造高分辨率以及超高分辨率的显微镜仪器，让研究人员能够以其他类型显微镜无法实现的规模来研究细胞过程。　　一般显微镜所拥有的分辨率能让研究人员观察到200 nm及以上的物体。因此，对于大小在10 nm左右的胰岛素，一般的显微镜是无法看到的。然而，有了超高分辨率显微镜，研究人员就能看到。电镜的分辨率与超高分辨率显微镜相似，但它们不能活体观察细胞，而后者能做到。　　GE Healthcare负责细胞技术的总经理Amr Abid向国外媒体透露，通过在此水平研究细胞功能，研究人员能够对功能异常细胞的机制有了更深入的了解。他举了一些例子，比如利用超高分辨率显微镜来研究HIV病毒如何穿透细胞，这为新药开发提供了信息。　　几个世纪以来，科学家们都是利用光学显微镜对肉眼无法看到的结构进行观测，目前光学显微镜已经成为了实验室必备的实验器材之一，但是随着研究的深入，光学显微镜的分辨率已经无法达到科学家们的要求了。2008年，《Nature》杂志将超高分辨率显微技术评为年度技术。　　Abid估计，如今整个显微镜市场大概在20亿-30亿美元。其中，超高分辨率显微镜占了约20%。Applied Precision和徕卡(Leica)是硬件方面的行业领先者，他们各自的市场份额大约为30%-35%。　　GE目前不提供超高分辨率显微镜，也不曾开发它们。Applied Precision的产品是对GE细胞分析产品线的很好补充。GE也在探索一些方法，将其现有的细胞研究技术与Applied Precision的仪器捆绑起来。　　目前，GE在细胞成像方面的旗舰产品是2009年上市的IN Cell平台。IN Cell Analyzer平台提供了一整套从自动化图像获取到数据的定量和深度分析以及可视化的强大工具，来协助整个高内涵分析过程。前不久，GE推出了最新版本的分析平台——IN Cell 6000。　　据Abid透露，由于Applied Precision在高分辨率以及超高分辨率显微镜方面声名卓著，故GE打算保留其名称。该公司还计划保留全部130名员工，并在技术上继续投资。　　GE还打算加大力度提高Applied Precision在亚太地区(如中国、印度和日本)的知名度，对于超高分辨率显微镜而言，这些区域是一个增长点，然而，Applied Precision目前的份额还很有限。

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。

各位论坛的老师你们好，学生刚接触此方向，请教个有关超高分辨率傅里叶光谱仪的问题：超高分辨率傅里叶红外光谱仪的意义在哪里？具体实现起来有哪些技术难度不能被攻克？

[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]

各位大虾好！兄弟有一事请各位大虾指教：我们有一个项目，相关文章用高分辨电子显微镜做的一些实验有很好的效果，兄弟也想做一下，但不知道高分辨电子显微镜的内涵、或者是具体定义是什么，请各位大虾赐教，谢谢！北京、武汉、广州、上海、济南，这些城市或周边城市中那个单位有比较好的高分辨电子显微镜对外开放，请各位大虾指引一二，不胜感激。高分辨电子显微镜的性能指标是什么？如购买一台大约需要多少钱（这样兄弟一了解某个实验室该仪器的价格大约就能知道其性能了）？有劳各位大虾了！兄弟十分感激！！！

分子级高分辨率的激光扫描共焦显微镜和结构照明显微镜是在细胞生物学和其他相关领域强有力的研究工具，但是它们高昂的价格也使很多潜在用户望而却步。波士顿大学的科学家最近开发出一种显微新技术 （HiLo Microscopy），能够将普通的广域荧光显微镜变成可与激光扫描共焦显微镜和结构照明显微镜相媲美的高分辨率生物显微镜。这一技术包括一个简单的可以在均衡光源和结构光源之间自由转换的显微镜附件和一套功能强大的图像处理软件。该软件仅通过处理在均衡光源和结构光源条件下拍摄的两张分辨率不同的照片就可以得到全分辨率的三维图像。这一技术可用于任何现有的广域荧光显微镜，而成本大大低于激光扫描共焦显微镜和结构照明显微镜。由于成像机理简单，该技术的成像速度是常用的生物显微技术中最快的，而且操作简便，不受样本移动的影响。波士顿大学目前正在积极寻求企业合作，争取早日将这一突破性的技术推向市场。

美国科学家称，利用世界上最先进的高分辨率光学显微镜，他们观察到了H2AX蛋白质在细胞核内的团状分布情况，以及DNA受损后它们如何移动到所需地方对基因进行“急救”或修复。 目前，有许多生物过程都是无法用视觉观察到的，原因是高分辨率电子显微镜常常因样品制备问题出现偏差，而光学显微镜虽然容易制备且能观察活细胞，但其分辨率却比较低。然而，通过对光波进行适当的操作，生物科学家扩展了光学显微镜的能力，成功地研制出4Pi显微镜，并通过它观察到了细胞的成分，其中包括细胞核的内部结构。 在新出版的美国《国家科学院学报》上，美国杰克逊实验室分子生物物理学所研究人员乔尔格• 毕瓦斯多夫及其合作者联合发表文章介绍说，借助4Pi光学显微镜，他们观察到了DNA双螺旋结构断裂情况下细胞的反应，并发现了DNA双螺旋结构断裂（即遗传物质严重受损）后引发的细胞内H2AX蛋白质一系列验证和修复损伤动作。如果细胞成分在修复过程中出现缺陷，则存在着发生癌症和免疫问题的危险，因此细胞内的反应十分重要。 H2AX是一种组蛋白。作为结构蛋白质，它们能缠绕在受损的DNA上，同时它们具有基因管理和基因修复的功能。H2AX在DNA受损后能快速做出反应，转变成γ-H2AX，这对协调发信号和修复等极其重要。 利用选择性着色技术和4Pi显微镜，毕瓦斯多夫还观察到H2AX组蛋白成团状均匀地分布在细胞核内。他认为，这种团状结构或许决定了DNA发生断裂时，γ-H2AX进行对应扩散的边界。 毕瓦斯多夫说：“H2AX团状分布也许为迅速和有效地应对DNA受损提供了平台。下一步，我们将分析H2AX团的位置及与其他细胞核成分的关系。”

超高分辨率场发射扫描电镜，日本电子，欢迎有需要求的测试，量大优惠大[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/03/202403041546441431_3168_4087606_3.png[/img]

[align=center]基于高分辨质谱技术的中毒毒物快速分析与临床实践[/align]毒物是一个比较宽泛的概念，任何以较低的剂量就可以致人畜死亡的物质均可以认为是毒物，而毒物的概念也具有相对性，对于一个物质是有毒还是无毒的判定有一系列的先决条件，不存在任何条件下都无毒或者绝对有毒的物质。其中农药占比9.46%，药物占比21.07%， 化学物如乙醇、CO占比62.85%。在今天，毒物致死是继恶性肿瘤、脑血管疾病、心脏病和呼吸系统疾病后的第五大死亡原因，其中毒机制主要有：干扰酶的活性、破坏细胞膜的功能、阻碍氧的吸收、输送和利用、损害免疫功能等。毒物致死问题亟待解决，毒物的快速分析检测和临床实践刻不容缓。在我国，中毒患者的诊断现状缺乏快速有效准确的检测手段。对急性中毒患者误诊、治疗耽搁的不合理选择和使用等会对患者造成不同程度的伤害，且检测无法覆盖多种目标化合物，同时难以定量检测。因此发生了诸多事件，如清华大学朱令事件、扬州大学秋水仙碱投毒事件等。因此，中毒物质检测技术亟待更新。准确及时的毒物检测与诊断直接影响临床治疗方案的选择，在临床抢救治疗过程中发挥着至关重要的作用。毒物检测方法的发展历程：自薄层层析法、化学法，发展至今现代仪器分析法，一道道技术难题被攻克，鉴定毒物越来越准确。毒物分析仍面临一系列挑战，毒物及其代谢产物在体内浓度极低，常规检测手段难以达到检测所需的灵敏度，存在检出假阳性的可能；代谢产物与原型毒物结构相似，造成对检测的干扰；生物基质复杂，可能会有干扰；毒物种类繁多，理化性质差别大，且中毒时限紧迫，检测需要快速高效。近年来，色谱质谱技术在毒物分析中逐渐应用起来，色谱法凭借其分离效率高、选择性好和灵敏度较高的优点，已广泛应用于中毒物质检测，但中毒患者毒物复杂，仅靠被测物质的保留时间和光谱吸收或电化学检测无法准确定性定量，且耗时长，鉴定效率低。质谱联用法弥补了色谱法的缺点，凭借其灵敏度超高（可达飞克）对极微量物质进行定量分析，质谱法特异性高，其SRM和MRM模式选择性高，且高通量，检测范围覆盖绝大多数化合物，但三重四级杆对未知毒物的定性能力相对较差。而高分辨质谱可以弥补上述的缺点，其优势体现在超高分辨率和准确度，可在复杂基质样本中保证目标质荷比的准确测定，进而排除假阳性结果；其优势还体现在强大的同时定性定量能力，快速实时正负切换，同时获得一级高分辨数据和完整的二级碎片离子信息。中毒毒物质谱分析和处理方案主要流程：样品收集；样品前处理；高分辨率和高灵敏度的高分辨质谱同时定性定量分析；针对未知的中毒毒物可进行毒物筛查与鉴定；针对已知的中毒药物，可进一步确定中毒药物体液浓度，并设定安全范围，在安全范围内的病人对症抢救。在超安全范围的病人对因抢救。有两个案例与大家分享，案例一：患者孙某，51岁男，诊断其为肝硬化失代偿期，肾病，银屑病，经过针对性治疗后，症状得到有效控制，但间断出现无法解释的血液（白细胞，血小板）指标异常、脱发、昏迷等。在组织多科室，多学科会诊后，仍不能解释上述病症，经询问，患者近期服用一种成分不明的药物，白色小瓶中黄色药片，考虑到患者银屑病的病史，遂即诊断为药物中毒。实验室采用高分辨质谱仪对样品进行分析，经碎片裂解规律推导和对照品比对，在两个小时内明确了患者是因为服用了甲氨蝶呤过量而导致的药物中毒。案例二：患者刘某，45岁男，误服用百草枯60 mL导致双肺纤维化，临床诊断为百草枯中毒、双肺纤维化和肾功能不全。临床治疗采用序贯式双肺移植术，先左后右的顺序，采用高分辨质谱对移植前患者体内百草枯体内快速定性定量，12小时内开发出百草枯的定性定量方法，并给出了分析报告，随后至今患者移植物功能稳定。高分辨质谱技术在中毒毒物快速分析与临床实践还会有更多实用案例。感谢郑州大学孙晓坚和孙志研究团队！

响应斑竹的号召,现献上一篇"高分辨质谱数据系统源程序的设计".参加五届原创大赛.谢谢朋友们的青睐,邀请我参加团队.因此这篇文章是以"平凡的独特"团队名义出马的.希望大家喜欢. 高分辨质谱数据系统源程序的设计Daichaozheng 2004年在全国有机质谱会议上与两位同事共同发表了题为“高分辨质谱数据系统的研制”一文。由于篇幅的限制，文章仅对系统的功能作了大致的描述，没有具体解释编写程序的内容。今天在此，借质谱版块宝地将高分辨质谱数据系统的源程序公布出来，希望能与有兴趣的朋友们切磋。高分辨采集采用较慢的磁场扫描速度。首先按常规进行质量校正，为了避免仪器不稳定带来的系统误差，样品与标样同时进入，数据采集前要确认“高分采集” 钮。采集完成后进入“高分数据”处理。从文件目录中选择要处理的高分数据文件。从总离子流图上选择任一次扫描。屏幕上方出现高分连续谱图，中间是中分辨棒图。用鼠标右键在中分辨谱图点击可在连续谱图上标明相应的峰。采用这种方法把高分连续谱图上标样的两个峰识别出来。用鼠标左键划取高分连续谱图局部以放大。在屏幕上方填入标样峰的精确质量，用鼠标右键在高分连续谱图点击两个标样峰。两个标样峰之间各峰的精确质量即可得到。对此工作希望进一步了解的朋友可想法与武汉大学或河北大学联系交流。因为近10年了他们的VG质谱仪一直采用的这套数据系统。VB源程序如下：

显微镜的分辨率是衡量显微镜性能的又一个重要技术参数。 分辨率又称"鉴别率"，"解像力"；是指显微镜（或人的眼睛距目标25cm处）能分辨物体最小间隔的能力，分辨力的大小决定于光的波长和数值孔径（又称：镜口率）以及介质的折射率。 显微镜的分辨率用公式表示为：d=l/NA；式中d为最小分辨距离；l为光线的波长；NA为物镜的数值孔径。可见物镜的分辨率是由物镜的NA值与照明光源的波长两个因素决定。NA值越大，照明光线波长越短，则d值越小，分辨率就越高。 如果要提高显微镜的分辨率，即减小d值，奥秋仪器建议采取以下措施1． 降低波长l值，使用短波长光源。2．曾大介质h值和提高NA值（NA=hsinu/2）。3．增大孔径角。4．增加明暗反差。

[align=center][/align][align=center][img=,361,450]http://www.gmatg.com/uploads/images/20190701/156197148029231.jpg[/img][/align][align=center][b]显微热分布测试系统[/b][/align]LED的诞生是现代生活的一大进步，LED在逐渐成长的过程中，伴随许多失效、故障等问题，然而这些问题的罪魁祸首首指发热问题，LED的发热不均往往会成为LED功能降低甚至失效的原因，为此，金鉴采用法国的ULIS非晶硅红外探测器，通过算法、芯片和图像传感技术的改进，打造高精智能化的测试体系,整合出一套显微热分布测试系统，价格远低于由国外同类产品，同样的功能，但却有更精确的数据整理系统、更方便的操作体系，正应证了“最好的检测设备是一线的测试工程师研发出来的！”这句话。金鉴显微热分布测试系统已演化到第四代：配备20um的微距镜，可用于观察芯片微米级别的红外热分布；通过软件算法处理，图像的分辨率高达5um，能看清芯片晶道；高低温数显精密控温系统，可以模拟芯片工作温度；区域发射率校准软件设置，以达到精准测温度的目的；具备人工智能触发记录和大数据存储功能，适合电子行业相关的来料检验、研发检测和客诉处理，以达到企业节省20%的研发和品质支出的目的。[b]与传统红外热像仪相比，金鉴显微热分布测试系统优点显著：[/b][align=center][img=,715,864]http://www.gmatg.com/uploads/images/20190103/154647612434531.jpg[/img][/align][color=#666666][/color][color=#666666][/color][align=center][/align][b]应用领域：[/b][color=#666666]芯片电极设计、芯片来料检验、失效分析、灯具热分布测量、灯具灯珠芯片升温热分布动态采集、集成电路失效分析、无损失效分析。[/color][color=#666666][/color][b][/b][color=#666666][b]金鉴显微热分布测试系统特点：[/b][/color][b]1. 20μm微距镜，通过软件强化像素功能将画质清晰度提高4倍，图像分辨率提高至5μm，可用于观察芯片微米级别的红外热分布。[/b]LED芯片是LED产业的最核心器件，芯片温度过高会严重影响LED产品质量； 但芯片及芯片内部的温度分布一直是检测难点；金鉴自研发的显微热分布测试系统可对LED芯片温度进行检测，通过对内部的温度分布分析，改善设计，提高LED产品质量。金线和正负电极的温度分布状况可以为研发人员提供布线设计依据，以及为芯片研发散热系统提供直观的芯片热分布数据。[align=center][img=,500,323]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180807/153364372896451.jpg[/img][/align][align=center]芯片热分布图[/align][align=left][b]2. 模拟器件实际工作温度进行测试，测试数据更真实有效[/b]LED光源的光热性能受温度的影响较大，脱离实际工作温度所测试的结果准确性较差，甚至毫无意义。而金鉴自主研发的显微热分布测试系统配备有高低温数显精密控温平台，能稳定控制灯珠引脚温度和基板温度，模拟模拟器件实际工作温度进行测试，提供更为真实有效的数据。该测试平台还配备有水冷降温系统，在100s内可将平台温度由100℃降到室温，有效解决了样品台降温困难的问题，该系统还可以稳定控制样品台温度维持在0℃-室温，适用于一些需要保持低温工作的器件。[/align][b]3. 1TB超大视频录制支持老化测试等长期实时在线监测[/b]金鉴显微热分布测试系统的全辐射视频录像可以保存每一帧画面所有像素的温度数据，支持逐帧分析热过程和变化，更容易发现和确认真实的温度值，以及需要进一步检查的位置。工程师可以利用显微热分布测试系统记录灯具发热红外视频，分析出在不同的工作时间，灯具温度变化和温度分布情况，在此基础，达到分析评估LED灯具散热效果，寻找异常温度区域，定位关键失效点。（1）手机可直接录制1000帧热像视频，没有电脑也能自动采集数据。（2）自定义采样速率（最快5帧/秒）。[align=center][img]http://www.gmatg.com/uploads/images/20170822/150338472976931.gif[/img][/align][align=center][b]灯具温升变化图[/b][/align][align=center][img=,666,300]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180807/153364376732981.jpg[/img][/align][align=center][b]灯珠芯片温升变化图[/b][/align][b]4.热灵敏度和分辨率高，便于分辨更小的温差和更小目标，提供更清晰的热像。[/b]专业测温，-20℃~650℃宽温度量程，测温误差±2℃或±2%。热灵敏度0.03℃，便于分辨更小的温差和更小目标，提供更清晰的热像。红外分辨率640x480，若使用算法改进的像素增强功能，可有4倍图像清晰度，画质提升为1280x960。[align=center][/align][b]5.支持12个点，12个框和3条线的实时温度显示、分析功能，可导出时间温度曲线、三维温度图等测试数据。[/b][align=center][img=,399,377]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180807/153364402379501.jpg[/img][/align][align=center][/align][b]时间温度曲线： [/b] [align=center][img=,399,256]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180807/153364403442621.jpg[/img][/align][b]三维温度图：[/b][align=center] [img=,399,287]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180807/153364428040661.jpg[/img] [/align][b]6.手机触屏操作界面，简单易学，即开即用。[/b][align=center][b] [img]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180807/153364429058891.jpg[/img][/b][/align]手机可直接录制1000帧热像全辐射视频；温变过程实时捕捉；没有PC也能自动采集数据。[b]7. 定制化的热像分析软件[/b]金鉴定制PC端、APP分析软件: IR pro、JinJian IR针对LED产业开发的特殊应用功能，人性化的操作界面，更适合LED失效分析、研发测试，纠正多种错误测温方式，开发新的应用领域。具备强大的热像图片分析和报告功能，方便做各个维度的温度数据分析和图像效果处理。[align=center][/align][b]案例一：[/b]客户送测LED芯片，委托金鉴在指定电流条件下（30mA、60mA、90mA）进行芯片热分布测试。其中60mA为额定电流。点亮条件：30mA、60mA、90mA环境温度：20~25℃/40~60%RH[align=center][img=,666,200]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180824/153509640881861.jpg[/img][/align]灯珠正常使用时，额定电流为60mA。金鉴通过显微热分布测试系统发现，该芯片在额定电流下工作，芯片存在发热不均匀的现象，其负极靠近芯片边缘位置温度比正电极周围高10度左右。建议改芯片电极设计做适当优化，以提高发光效率和产品稳定性。该芯片不同电流下（30mA、60mA、90mA）都存在发热不均的现象，芯片正极区域温度明显高于负极区域温度。当芯片超电流（90mA）使用时，我们发现过多的电流并没有转变成为光能，而是转变成为热能。[b]案例二：[/b]某灯具厂家把芯片封装成灯珠后，做成灯具，在使用一个月后出现个别灯珠死灯现象，委托金鉴查找原因。本案例，金鉴发现该灯具芯片有漏电、烧电极和掉电极的现象，通过自主研发的显微热分布测试仪发现芯片正负电极温差过大，再经过FIB对芯片正负电极切割发现正极Al层过厚和正极下缺乏二氧化硅阻挡层。显微热分布测试系统在本案例中，起到定位失效点的关键作用。[b]对漏电灯珠通电光学显微镜观察：[/b]金鉴随机取1pc漏电灯珠进行化学开封，使用3V/50uA直流电通电测试，发现灯珠存在电流分布不均现象，负极一端处的亮度较高。[align=center][img=,380,176]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180807/153364441723001.jpg[/img][/align][b]对漏电灯珠显微红外观察：[/b]使用金鉴自主研发的显微热分布测试系统对同样漏电芯片表面温度进行测量，发现芯片正负电极温度差距很大，数据显示如图，负极电极温度为129.2℃，正极电极温度为82.0℃，电极两端温差30℃。[align=center][img=,500,340]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180807/153364442845471.jpg[/img][/align][align=center][/align][b]死灯芯片负极金道FIB切割：[/b]根据显微热分布测试系统仪的测试数据，金鉴工程师把芯片失效原因定位到芯片自身结构问题上，因此对死灯灯珠芯片靠近负极电极烧毁位置下方的金道做FIB切割，结果显示芯片采用Cr-Al-Cr-Pt-Au反射结构，铝（Al）层与第1层铬（Cr）层结合良好。芯片负极的铝层厚度约为100nm。[align=center][img=,666,253]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180807/153364468261691.jpg[/img][/align][b]死灯芯片正极金道FIB切割：[/b]金鉴工程师对死灯灯珠芯片正极金道做FIB切割，结果显示芯片采用Cr-Al-Cr-Pt-Au反射结构，金鉴发现： 1.Cr-Al-Cr-Pt层呈现波浪形貌，尤其ITO层呈现波浪形貌，ITO层熔点较低，正极在高温下，芯片正极ITO-Cr-Al-Cr-Pt层很容易融化脱落，这也是金鉴观察到前面部分芯片正极脱落的原因。2.芯片正极的铝层厚度约为251nm，明显比负极100nm要厚，而负极和正极Cr-Al-Cr-Pt-Au是同时的蒸镀溅射工艺，厚度应该一致。3.在芯片正极金道ITO层下，我们没有发现二氧化硅阻挡层。而没有阻挡层恰好导致了正负电极分布电流不均，电极温差大，造成本案的失效真因。[align=center][img=,666,248]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180807/153364469315711.jpg[/img][/align][b]案例三[/b]：委托单位送测LED灯珠样品，要求使用显微热分布测试系统观察灯珠在不同电流下表面温度的变化情况。[b]对大尺寸的倒装芯片进行观察：[/b]开始时样品电流为1A，此时芯片表面温度约134℃；一段时间后，电流降低到800mA，温度在切换电流后的2s内，温度下降到125℃，随后逐渐下降到115℃达到稳定；紧接着再把电流降低到500mA，10s后，温度从115℃下降到91℃。[align=center][img]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180117/151615185081841.gif[/img][/align][b]对小尺寸的倒装芯片进行观察：[/b]样品在300mA下稳定时，芯片表面温度约为68℃；电流增加到500mA，10s后温度上升到99℃；随后把电流降低到200mA，13s后温度下降到57℃，此时把电流增加到400mA，芯片表面温度逐渐上升，在20s后温度达到稳定，此时温度约为83℃；最后把电流降低到100mA后，温度逐渐下降。[align=center][img]http://www.gmatg.com/uploads/images/20180117/151615186735561.gif[/img][/align][align=center][/align][b]案例四：分析固晶工艺[/b]1. 某公司灯珠发生死灯，开封后可以观察到外延层烧毁、金道烧毁、电极脱落。[align=center][img=,500,376]http://www.gmatg.com/uploads/images/20181230/154616504555201.png[/img] [/align]进一步对失效品灯珠进行金相切片，可以观察到失效品灯珠芯片与固晶胶存在剥离现象。（备注：固晶胶采用的导热绝缘胶）[align=center][img=,666,248]http://www.gmatg.com/uploads/images/20181230/154616575577541.png[/img] [/align]3. 进一步取固晶胶剥离与未剥离的灯珠芯片，使用金鉴实验室自主研发的热分布测试仪，对固晶胶剥离与未剥离芯片进行热分布测试比对，比对结果如下图所示：[align=center][img=,666,226]http://www.gmatg.com/uploads/images/20190103/154650720866911.png[/img][/align]结果显示：固晶胶剥离灯珠芯片表面温度比未剥离芯片表面温度高约110℃，温度相差极大。分析原因，固晶胶脱落导致热量无法通过灯珠支架顺利传导出去，造成芯片周围环境温度变高，灯珠芯片温度升高。该芯片负极区域发热量大，芯片工作环境温度升高时，芯片负极区容易出现温度过高烧毁。 [b]案例五：判定多芯片灯珠发热情况[/b]客户送测LED灯珠，委托金鉴进行灯珠体检，帮助提升其产品性能和质量。[b]显微热分布测试灯珠芯片热分布：[/b][align=center][img=,666,283]http://www.gmatg.com/uploads/images/20190103/154650721893231.png[/img][/align]从热分布图中我们发现，该灯珠两颗芯片发热量不一致，A芯片表面温度为61.4℃，B芯片表面温度为70.7℃，温度相差9.3℃，这种情况将会严重影响灯珠性能及可靠性。其原因是：LED芯片较小的电压波动会产生较大的电流变化，该灯珠两颗芯片采用并联方式工作，两颗芯片两端的电压一样，芯片电阻之间的差异会造成流过两颗芯片的电流存在较大差异，从而出现一个灯珠内两颗芯片热功率出现差异。客户针对此种情况，加强对来料芯片电压分BIN的卡控后，杜绝了该种异常现象，其灯珠性能及可靠性得到大大提高。[b]案例六：显示屏热分布监测[/b]PCB板大屏显示模组存在过热区，过热区亮度会偏低，高温还会加速LED光源的老化，热分布不均势必会造成发光不均，影响显示模组清晰度。在显示屏分辨率快速提升的当下，光热分布不均已成为制约LED显示屏清晰度的最大因素。因此，提升LED显示屏光热分布均匀性对提高当下LED显示屏清晰度，意义重大！[align=center][img=,666,289]http://www.gmatg.com/uploads/images/20190103/154650722679251.png[/img][/align][b]案例七：定位电源失效区域[/b]委托单位电源出现失效现象，委托金鉴查找电源失效原因。在该案例中，金鉴使用显微红外热分布测试系统对电源进行测试，发现电源结构中的R5电阻在使用时发热严重，经测温发现该电阻温度高达90℃。厂家建议碳膜电阻在满载功率时最佳工作温度在70℃以下，而该电源中R5碳膜电阻在90℃温度下满载工作，长期使用过程中导致R5电阻失效。[align=center][img=,666,253]http://www.gmatg.com/uploads/images/20190107/154682171825381.png[/img][/align][b]案例八：电源失效分析 [/b]委托单位反馈该款电源在使用约一年时间后出现烧毁失效，委托金鉴查找电源失效原因。金鉴使用显微红外热分布测试系统对电源进行温度测试，碳膜电阻R9温度高达157.4℃，热敏电阻温度为101.0℃。一般建议碳膜电阻的最佳工作温度为70℃以下，热敏电阻的工作温度在120℃以内，而该电源中碳膜电阻在157.4℃温度下满载工作，因此工程师迅速锁定了该异常点。[align=center][img=,500,348]http://www.gmatg.com/uploads/images/20190226/155117698126591.png[/img][/align][align=center][/align][align=center][img=,400,158]http://www.gmatg.com/uploads/images/20190227/155126072273961.jpg[/img][/align][align=center][/align][quote][quote]（1）实测尺寸：I=15.84mm；D=5.3mm ； H=22.3mm。[/quote][quote]（2）参照电阻色环可知碳膜电阻R9阻值为68kΩ±5%。[/quote][quote]（3）根据电阻尺寸与额定功率的关系可知，该碳膜电阻R9的额定功率为2W，进而由欧姆定律P=U2/R可推算出其额定电压为369V。[/quote][/quote]由于碳膜电阻R9的实测工作温度为157.4℃，根据如下电力减轻曲线可知，155℃温度下的实际使用功率应为额定功率的5%左右，即0.1W左右，根据欧姆定律P=U2/R推算在155℃温度下可以使用的实际额定电压U=82V。而实际使用碳膜电阻R9的电压为366V，说明碳膜电阻R9处于超负荷使用状态，长期超负荷使用可能导致电阻值出现漂移，进而造成同一回路中的其他器件烧毁，发生电源烧毁失效。[align=center][img=,550,337]http://www.gmatg.com/uploads/images/20190227/155126323736781.png[/img][/align][align=center][/align]对正常电源和烧毁电源中的碳膜电阻进行电阻测试，结果显示：正常电源碳膜电阻阻值为67.5kΩ，烧毁的电源同一回路中的碳膜电阻阻值为88.3kΩ，证实碳膜电阻阻值已出现漂移。[align=center][img=,500,210]http://www.gmatg.com/uploads/images/20190227/155126342955601.png[/img][/align]电阻参数在高温下出现漂移，长期使用会影响电阻的寿命和可靠性，建议委托单位优化电源设计，避免电源器件在高温下长期超负荷使用。

《自然》审稿人：“该领域迄今质量最高的顶级工作”2013年06月06日 来源： 科技日报 作者： 吴长锋 最新发现与创新 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130606/011370453619890_change_hzp3622_b.jpg 在绿色入射激光的激发下，处于STM纳腔中的卟啉分子受到高度局域且增强的等离激元光的强烈影响，使得分子的振动指纹信息可以通过拉曼散射光进行高分辨成像。 科技日报合肥6月5日电 （记者吴长锋）记者从中国科学技术大学了解到，该校的科学家们在国际上首次实现亚纳米分辨的单分子光学拉曼成像，将具有化学识别能力的空间成像分辨率提高到前所未有的0.5纳米。国际权威学术期刊《自然》杂志于6月6日在线发表了这项成果。世界著名纳米光子学专家Atkin教授和Raschke教授在同期杂志的《新闻与观点》栏目以《光学光谱探测挺进分子内部》为题撰文评述了这一研究成果。《自然》三位审稿人盛赞这项工作“打破了所有的纪录，是该领域创建以来的最大进展”，“是该领域迄今质量最高的顶级工作，开辟了该领域的一片新天地”，“是一项设计精妙的实验观测与理论模拟相结合的意义重大的工作”。 这一成果是由该校微尺度物质科学国家实验室侯建国院士领衔的单分子科学团队董振超研究小组完成的，博士生张瑞、张尧为论文共同第一作者。 光的频率在散射后会发生变化，而频率的变化情况取决于散射物质的特性，这是物理学上获得诺贝尔奖的著名的“拉曼散射”。“拉曼散射光中包含了丰富的分子振动结构的信息，不同分子的拉曼光谱的谱形特征各不相同，因此，正如通过人的指纹可以识别人的身份一样，拉曼光谱的谱形也就成为科技工作者识别不同分子的‘指纹’光谱。”论文通讯作者之一的董振超教授介绍说，拉曼光谱已经成为物理、化学、材料、生物等领域研究分子结构的重要手段。 上世纪70年代以来，随着表面增强拉曼散射技术，特别是针尖增强拉曼散射（TERS）技术的发展，光谱探测的灵敏度以及拉曼成像的分辨率都有了极大提高。“迄今，科学家们已将TERS测量的最佳空间成像分辨率发展到几个纳米的水平，但这显然还不适合于对单个分子进行化学识别成像。”董振超说。 微尺度实验室单分子科学团队多年来一直致力于自主研制科研装备，发展了将高分辨扫描隧道显微技术与高灵敏光学检测技术融为一体的联用系统。他们利用针尖与衬底之间形成的纳腔等离激元“天线”的宽频、局域与增强特性，通过与入射光激发和分子拉曼光子发射发生双重共振的频谱匹配调控，实现了亚纳米分辨的单个卟啉分子的拉曼光谱成像，使化学识别的分辨率达到前所未有的0.5纳米，可识别分子内部的结构和分子在表面上的吸附构型。 “可以说，在任何需要在分子尺度上对材料的成分和结构进行识别的领域，该项研究成果都有很大的用途。”董振超说，这项研究对了解微观世界，特别是微观催化反应机制、分子纳米器件的微观构造和包括DNA测序在内的高分辨生物分子成像，具有极其重要的科学意义和实用价值，也为研究单分子非线性光学和光化学过程开辟了新的途径。 《科技日报》（2013-06-06 二版）

高分辨质谱　　用低分辨质谱测定时,分子的质量数都是整数表示,如CO、N2、C2H4和CH2N的质量都是28。如果用高分辨质谱测定就能得到如C2H4＝28.031299，CH2N=28.018723，因此，根据高分辨质谱所测得的精密质量就可以对结构加以剖析和区别　　小分子化合物确定结构式有多种方法，NMR，高分辨质谱(由于每个元素的原子量实际都是小数的，通过高分辨质谱可以直接获得化学式！　　其中高分辨质谱我们强烈推荐THERMO LTQ ORBITRAP　　Orbitrap具有高分辨率[最高可达45万半峰全宽（FWHM）]，高质量精度（0.1×10-6~1×10-6），质量范围宽，动态范围广的优点，可提供大范围的定性和定量分析，并且克服了其他高分辨质谱如傅里叶变换离子回旋共振（FTICR）质谱、飞行时间（TOF）质谱的尺寸大，维护与操作复杂的缺点。　　在药物分析的应用　　此段摘取贺美莲 郭常川 石峰 姜玮 所著的《Orbitrap高分辨质谱技术在药物分析领域中的应用进展》　　在药物代谢方面的应用　　Orbitrap高分辨质谱可以在很宽的质量范围内生成全扫描数据，同时提供组分的定性和定量分析[21]。此外，在各种生物基质（如血浆、血清，尿液等）中的药物代谢物分析需要复杂的前处理过程，而Orbitrap质谱对于复杂生物基质中的痕量分析物也可进行准确的分析，从而简化了样品前处理过程。基于这些优势，Orbitrap质谱已成为药物代谢研究中强有力的分析工具　　在中药组分分析方面的应用　　Orbitrap串联超高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url]实现单针进样即可高通量获取中药中的成百上千化合物的定性和定量信息，能够显著提高中药复杂体系中化学成分的快速分析鉴定能力。　　中药由于成分复杂，对于其真正起治疗作用的化学成分往往不够清晰。应用二维[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]串联LTQ-Orbitrap质谱对丹参中的酚酸和双萜类成分进行定性和定量分析。根据裂解机制和高分辨MSn数据，共鉴定或初步表征了102个化合物，同时检测到丹参样品中的14个生物活性化合物，其中10个酚酸类和4个双萜类，这些成分是丹参发挥心血管疾病治疗作用的主要成分。　　从中药中探索新的化学实体是筛选候选药物的重要来源。采用Orbitrap高分辨质谱鉴定蛇麻花中具有潜在抗菌活性的化合物，对钩藤中的92个吲哚生物碱进行系统表征并发现56个新的潜在生物活性分子，进一步明确了钩藤治疗作用的物质基础。　　在药品杂质检查方面的应用　　杂质检查是药品质量安全评价的重要环节。得益于其强大的定性和定量分析性能，Orbitrap技术可为原料药中杂质和药物降解产物研究提供强有力的支持。采用超高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]串联紫外检测器和高分辨质谱检测器（UPLC-UV-LTQ-Orbitrap）对左旋甲状腺素的氧化降解杂质进行鉴定，利用时间分辨的高分辨质谱数据和自动数据处理的结合能够推断出单个化合物基础上杂质形成的动力学及其形成机制；通过比较降解曲线，总共识别了4个主要类型的甲状腺素降解杂质的产生路径。　　采用超高效[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]串联Orbitrap质谱仪对伊潘立酮降解杂质进行分离和鉴定，通过[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]/MS分析共鉴定了7种降解杂质，并发现在水解和氧化条件下，伊潘立酮是不稳定的。　　在中成药非法添加筛查方面的应用　　[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]串联高分辨质谱技术不仅可以用来筛查已知的非法添加成分，还可以发现并鉴定复杂基质中的未知成分，先后对中成药中非法添加的磷酸二酯酶-5抑制剂、降糖药和糖皮质激素的筛查和鉴定进行了研究。在63批次中成药和34批次保健品样本的检测中，共有7批保健品检测到降糖药，涉及二甲双胍、苯乙双胍和格列本脲等在非法添加糖皮质激素的检测中，分析物响应与质量浓度（1.0~1 000 ngmL-1）呈良好的线性关系，回归系数（r2）大于0.999 0，所有分析物检测下限（LODs）为1.0 ngmL-1，在42批中成药中共有22批样品检测到醋酸泼尼松，其中1批样品同时检测到了泼尼松和醋酸氢化可的松。　　在蛋白质组学的应用　　目前广泛使用的用于蛋白质鉴定的质谱分析主要使用两种类型质谱：一种是MALDI-TOF直接对分子量进行测量；另一种是使用ESI-MS高分辨率质谱分析电喷雾得到的多电荷信号，然后对信号进行去卷积分析，获得精确分子量数值。这两种方法各有其优点及适用的领域　　采用直接MALDI-TOF进行分子量测定的主要问题是，MALDI-TOF质谱仪在不同质量区域内分辨率差别很大，分子量越大，分辨率越低。因此当样品为大分子蛋白质样品（比如抗体类药物）时，MALDI-TOF无法测得精确分子量，更不用说对蛋白质的糖基化等修饰形式进行分析。　　(1) 抗体类蛋白质药物的精确分子量测定　　抗体类蛋白质药物是生物医药界非常重要的一类样品，这些蛋白质分子的分子量非常大，一般情况下150KDa左右。因此在没有高分辨率质谱仪的情况下，要对这类蛋白质进行精确分子量测定是困难的。　　在高分辨率质谱仪，特别是orbitrap原理的质谱仪出现以后，抗体类蛋白质的去卷积分子量测定变得容易实现。　　(2) 还原后抗体类样品的不同亚基精确分子量测定　　抗体类蛋白质样品通过还原，可以将轻链和重链分开，然后通过HPLC分离，在线进行MS分析得到亚基的精确分子量。　　(3) 小分子量（25KDa）蛋白质样品的精确分子量测定　　常用蛋白质样品包括抗体类蛋白质（150 KDa），同时也包括一些相对较小的蛋白质分子。对着这些相对较小的蛋白质，进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]分析，并去卷积分析得到精确分子量，不需要太高的分辨率即可实现（早期的离子阱，如LTQ就可以实现对小分子量蛋白质的分子量测定）。　　高分辨率质谱可以对蛋白质样品（约10-150KDa）进行精确分子量测定，精度达到1Da左右，可以满足分析蛋白质的修饰状态（比如糖基化、磷酸化、氧化、C末端K缺失情况等），并可以对这些修饰情况进行定量分析

光谱仪色散率和分辨率的不足，导致某些共存元素谱线之间重叠，采用高分辨率的分光系统，是否就意味着可以完全消除这类光谱干扰？现在光谱仪如ICP-OES在分辨率上都是如何做的？大家结合实际测试经验谈谈？

目的：食品中某物质非定向筛查（即不通过标准品对比保留时间）确定是否含有目标物质仪器设备：超高效液相色谱，APCI离子源，飞行时间高分辨质谱流动相：甲醇，1%甲酸水提取方法：采用的定向分析该目标化合物的方法分析方法：参考的预期目标化合物在环境污染方面的定向筛查的仪器方法以及仪器条件。APCI负离子模式。目前疑惑：我通过超高效液相色谱与飞行时间高分辨质谱联用，打了一级质谱，但是质谱m/z中既没有出现目标化合物的M±1的峰，也没有经过查文献［M-16］［M-30］的峰，而是很多数值和目标物质相差相当多的m/z峰。这是为什么呢？怎么准确找到准分子离子峰呢？高分辨质谱只能得到分子量么？能推断准确分子式么？能推断具体结构么？据我查阅文献所知[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]（EI）高分辨质谱有NIST数据库可以通过对比数据库确定化合物的分子式以及结构。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]液质[/color][/url]有相关的数据库供查询对比么？本人是一名仪器分析初学者小菜鸟。希望各位老师不吝赐教，万分感谢

[i][b]草药成分分析是一项复杂和困难的工作，其化学成分是中药发挥药效作用的物质基础，是实现中药现代化的关键所在。然而，中药有效成分的结构鉴定是其成分分析的瓶颈，如何快速发现中药中的有效成分，并鉴定其结构?本文应用AB SCIEX TripleTOF[sup][/sup] 高分辨质谱仪对人参中有效成分分析进行了研究。[/b][/i] 如何在高分辨数据中，快速发现和鉴定目标结构的化合物， 已成为中药成份研究的限速挑战。近年来，LC/MS 凭借其高通量、高灵敏度以及强大的定性、定量能力等特点，逐渐成为中药分析的主流仪器。不同类型的LC/MS 具有特定的工作流程，AB SCIEXTripleTOF[sup][/sup] 高分辨质谱仪是具有高分辨定性能力和三重四极杆定量能力的新一代高分辨串联质谱仪。运用特有的动态背景扣除(DBS)、质量亏损(MDF)、中性丢失(NL)数据采集功能，一次进样可同时获得高质量的TOF MS和TOFMS/MS，从而完成化学成分的分析和确证。结合PeakView[sup][/sup]软件中简单快捷的XICManager 进行目标化合物的筛查和确证，能够提高数据分析速度和数据结果的准确度，成为中药成分分析和鉴定方面得心应手的工具。[align=center][/align][b]　　实验内容[/b][i][b]　　仪器和试剂[/b][/i]　　甲醇、乙腈均为色谱纯，其他有机试剂为分析醇 人参50% 甲醇提取液，经SPE 处理后获得人参提取液 ABSCIEX TripleTOF[sup][/sup]5600 质谱系统，岛津公司LC-20A [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]。[i][b]　　采集方法与实验条件[/b]　　■质谱采集方法[/i]　　Tr ipl eTOF[sup][/sup]5600，TOF MS-IDA-MS/MS 负离子测定 TOF MS，m/z 100~1600，200 ms TOF MS/MS-10 MS/MS，m/ z 50~1300，80 ms，IDA 动态背景扣除(DBS)开启。[i]　　■ 质谱参数[/i]　　喷雾电压(IS)：-4500 V 去簇电压(DP)：-70 V 辅助加热气温度(TEM)：500℃ 雾化气(Gas1)：50 psi 辅助加热气(Gas　　2)：50 psi 气帘气(Curtain gas)：30 psi。　　■[i] [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]条件[/i]　　流速：0.2 ml/min 流动相：A 相：0.02% 甲酸水溶液 B 相：0.02% 甲酸乙腈溶液。色谱柱： Phenomenex Luna5 μm, 2.1×150 mm)，梯度洗脱。[i][b]　　数据处理工作流程[/b][/i]　　通过智能DBS-IDA 采集方法，一次进行获得高分辨的TOF MS 和TOF MS/MS，高分辨的TOF MS 通过PeakView[sup][/sup] 进行目标化合物以及非目标化合物的提取或结构特征提取发现可能的中药成分，通过FormulaFinder 计算其分子组成，再结合高分辨TOFMS/MS 进一步做结构分析，以确定化合物，分析流程如图2 所示。[b]　　结果与讨论[/b][i][b]　　目标化合物的筛查与鉴定[/b][/i]　　人参主要成分为三萜皂苷类，在负离子模式下，很容易产生加合离子，本实验的流动相中含有甲酸，人参皂苷的分子离子为加合醋酸的离子，根据苷元的不同分为二醇型皂苷和三醇型皂苷，其在负离子条件下产生三醇型皂苷特征性碎片475.38，二醇型碎片459.38，结构特点如图3所示。　　使用PeakView[sup][/sup] 软件中的XICmanager 对人参皂苷目标化合物筛查，将人参皂苷目标化合物序号或名称和分子式信息导入到软件中的XICmanager，即可筛查目标化合物，可根据4 大标准(保留时间、质量精度、同位素比例、谱库)判断筛查到的色谱峰是否为目标化合物。利用已知的68 种人参皂苷类成分，筛查到37 种人参皂苷类成分，提取离子流色谱图、测得的精确质量数以及保留时间、强度和质量准确度简单直观显示出来，并同时根据获得的高分辨TOFMS 和TOF MS/MS 进一步的确证，筛查结果如图4 所示。　　人参皂苷中有多种同分异构体，仅通过高分辨的TOF MS 不能确定，如人参皂苷Re & Rd 分子组成均为C49H84O20， 必须通过高分辨的MS/MS 进一步确定结构。图5 展示了根据人参皂苷的结构特点，并结合高分辨MS/MS 对人参皂苷结构的推测。　　PeakView[sup][/sup] 软件解析化合物的结构根据一级质谱的质量精度、同位素比例、不饱和度等信息， 运用PeakView[sup][/sup] 软件推测可能化合物分子式，同时也能给出MS/MS 的分子组成。在PeakView[sup][/sup] 软件中导化合物结构式，可对二级碎片结构进行预测。[i][b]　　查找结构相关化合物(NLF, PIF)[/b][/i]　　中药成分中同一类成分都具有相似的母核或结构特征，如会产生相同的碎片或具有相同的中性丢失部分，因此可通过中性丢失过滤(NLF)和产物离子过滤(PIF)查找结构相似的化合物。根据人参皂苷的结构特点，人参三醇苷能产生475.3 的碎片以及人参二醇苷能产生459.3 的碎片，可通过PIF 找到满足特点的人参皂苷，同时可通过人参皂苷上结合糖的部分在ESI模式下，很容易中性丢失糖 162.053，146.058，可通过NLF 来找到满足中性丢失六碳糖的皂苷类成分，满足这些特征的离子提取，同时满足条件的离子在TOF MS 上会以红色标记，同时得到的MS/MS 可进一步进行确认，从而能够全面地完成人参皂苷类成分的分析鉴定。通过目标代谢物以及PIF、NLF 方式，共鉴定出人参皂苷类成分45 种，结果如表1 所示。[b]　　小结[/b]　　高分辨质谱具有简单的数据采集流程， 可应对中药成分分析的要求，但如何在高分辨数据中快速发现和鉴定目标结构的化合物，已成为中药成份研究的限速挑战。凭借TripleTOF[sup][/sup]5600系统的高扫描速度、高分辨以及高质量准确度，可同时获得高分辨的TOF MS 和TOF MS/MS，能通过目标化合物提取以及PIF、NLF 处理获得的高分辨数据，快速简便地查找到目标化合物。实验结果表明：所获得的各成分均具有较高的质量准确度，质量准确度均小于2 ppm

首台应用于临床检验领域的高分辨质谱系统登陆中国赛默飞Thermo Scientific Q Exactive系统助力中国医院特种检测服务中国上海，2012年6月7日 ——全球科学服务领域的领导者赛默飞世尔科技公司(以下简称：赛默飞)近日宣布，武汉康圣达医学检验所有限公司选择与赛默飞合作，采购Thermo Scientific Q Exactive系统，用于为全国的医院提供特种检测服务。这是目前在中国临床检验领域运用的首台高分辨质谱系统，同时也是中国整个临床检验系统第一台高分辨质谱仪器。此前在蛋白质组学、环境分析、食品安全等应用领域广受好评的Thermo Scientific Q Exactive系统，将在临床检测领域大展拳脚，助力中国医院特种检测服务！武汉康圣达医学检验所有限公司是中国首家也是最大的综合性临床医学检验机构，已成为中国医院在包括血液、肿瘤、遗传、感染以及心血管等高端医学专科特验领域首选的合作伙伴。此次康圣达与赛默飞的合作充分显示了赛默飞在高分辨质谱领域的领导地位，以及业界对Thermo Scientific Q Exactive系统性能的一致肯定。Thermo Scientific Q Exactive系统将用于为全国的医院提供新生儿筛查、疾病标志物筛查、维生素D水平检测、内分泌水平检测等特种检测服务。Thermo Scientific Q Exactive系统是首台将四极杆的母离子选择性和高分辨率精确质量(HR/AM) OrbitrapTM质量分析相结合的商业化仪器，旨在提供高度可靠的定量和定性(quan/qual)工作流程。Q ExactiveTM质谱仪具有创新的HR/AM Quanfirmation™功能，能够在单次分析中鉴定、定量和确认生物样本中更多痕量级的药物和代谢物、肽类和蛋白质以及其它内源性成分。

2015年8月，台式电镜的领导者韩国COXEM（库赛姆）继2014年发布的EM-30 台式扫描电之后，今年再推出EM-30 Plus系列超高分辨率台式扫描电镜，将台式电镜的分辨率提高到了优于5nm分辨率的极限，可以与传统大型扫描电镜相媲美；同时设备配置了二次电子及背散射电子探测器，将台式电镜可对样品进行表面形貌分析、元素衬度分析以及二者相结合分析的技术发挥到了极致。COXEM（库赛姆）EM-30 Plus产品技术亮点：l 超高分辨率（5.0nm@30kV SE）；l 更大的放大倍数x 150,000；l 更加简单易用的导航模式，更加快速的操作模式；l 同时刻进行二次电子像和背散射电子像收集；l 更加先进的低真空模式；l 全新升级的分析软件，舒适通用；l 从1kV-30kV同标准电镜相同的全加速电压量程；1、业界最高的分辨率COXEM（库赛姆）EM-30 Plus系列高分辨率台式（桌面式）扫描电镜打破了传统台式扫描电镜采用BSD探测器成像的局限性，利用创新的双聚光镜成像技术，采用大型扫描电镜成像方式，使用二次电子探测器作为基础成像单元，从而可以获得更高的分辨率（5nm），图像表面信息更丰富细腻，是真正意义上的高分辨率台式扫描电镜。2、同时刻进行二次电子像和背散射电子像收集 COXEM（库赛姆）EM-30 Plus系列台式电镜标配二次电电子（SE）+可伸缩式背散射电子（BSE）探测器，可以同时刻进行二次电子像和背散射电子像收集，既能实现对样品形貌衬度分析、元素衬度进行分析，又能实现将二者相结合进行分析，打破了传统台式电镜只能得到样品单一衬度像的瓶颈。COXEM（库赛姆）EM-30 Plus标配的可伸缩式背散射电子（BSE）可以非常有效的保护探测器不受损伤，更加体现了该款设备贴心的设计。同时该系列台式电镜也可选配EDS探测器（能谱仪），快速实现对材料微区化学成分进行定性及定量分析，是一款高信价比的微观分析设备。3、更加简单易用的导航模式，更加快速的操作模式 全新NanoStation™ 3.0软件系统，具有更加简单易用的导航模式，您只需要3步，首先对样品进行导航，然后设置成像条件。接下来对样品感兴趣的区域进行优化并自动采集图像。最后将结果可视化，而这些操作只需通过点击鼠标就可实现，为您高倍下快速寻找观测目标这个实际问题提供了完美的解决方案。

只有在特定条件下（薄样品），点阵条纹像（高分辨像 ，HRTEM image）与晶体结构才存在一 一对应的关系，，此时才能称为高分辨结构像。要获取结构像，需要满足如下条件：1.电子显微镜要有较高的分辨本领 2.样品足够薄（满足弱相位物体近似或者赝弱相位物体近似）3. 离焦量接近最佳欠焦条件那么问题来了，我们的样品，大多数都不满足弱相位物体，那这种情况下得到的高分辨像能反映什么信息？晶面间距，晶体周期性，还有呢？2.对于一般的样品（不是弱相位物体），离焦量不同，同一位置可能由白点变成黑点，那要选白点还是黑点呀？有时候可能样品厚度不同，一张图上，就能看到同样周期的，一块区域是白点，另一块区域是黑点。