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高速高空间分辨率显微共焦成像仪

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高速高空间分辨率显微共焦成像仪相关的论坛

  • 高分辨率激光共焦显微成像技术新进展

    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。

  • 实时超分辨率显微成像系统特点介绍

    [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]

  • 【讨论】空间分辨率计算(讨论)

    光学显微镜空间分辨率公司D=1.22LAMDA/N.A.,有人告诉我,这个公式不对,应该是: D=1.27*LAMDA/(f/Dl)原因是:光斑直径要与物镜后瞳匹配.有谁了解,指点一,二另:共焦显微镜的分辨率与常规显微镜的计算公式一样吗?

  • 【原创】普通生物显微镜可变成媲美共焦显微镜的高分辨率显微镜

    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。

  • 创新快捷的荧光检测评估方案 —以荧光(共聚焦)显微镜分辨率为例

    创新快捷的荧光检测评估方案 —以荧光(共聚焦)显微镜分辨率为例

    Confocal(激光共聚焦显微镜)现在已经司空见惯,甚至是超分辨(SIM等)也是屡见不鲜,今天我们就定性和定量两个方面分析显微成像系统的性能(以分辨率为例),从而更了解系统性能好坏,才能在选择显微镜时做到有的放矢 。[align=center][img=,445,262]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807261504385121_662_3450141_3.png!w445x262.jpg[/img][/align]这次我们主要测试对象为奥林巴斯(Olympus) SpinSR超高转盘共聚焦系统,搭载超分辨模块SpinSR10,配以Photometrics 公司的Prime 95B相机。[b][color=#00af50]一、定性分析[/color][/b]利用共聚焦模块与超分辨模块分别在100倍油镜下扫描,采集成像。样品采用Argolight标准测试片Argo-SIM。此测试片中的图样由激光写入,不仅无光漂白效应,而且常见波段皆可被激发,使用方便。通过标准测试片中的“间距渐变线对”图样可以快速定性评估系统空间分辨率及信噪比。Argolight的Argo-SIM标准片中共有4组间距渐变线对,分别朝向四个方向,用以测试显微镜对不同方向的分辨率。线对间距以0 nm为起点,30 nm为步进递增至390 nm。[align=center] [/align][align=center][img=,390,266]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807261505109514_806_3450141_3.png!w390x266.jpg[/img][/align][align=center]图一:用户在观看“间距渐变线对”图样(激发光488nm )[/align]实时预览状态下,我们仅用肉眼就可以看出,线对之间有无明显分开,以此大致判定系统的分辨率。线对从下往上数,如从第n根可以分开,则显微镜的分辨率大致为(n-1)*30nm左右。以下图为例:[align=center][img=,690,657]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807261506487351_747_3450141_3.png!w690x657.jpg[/img][/align][align=center]图二 定量分析示意图[/align]但是,人眼判断的精确度有限。对于关注方法学的人,仅仅定性分析已不能满足需求。需要对相关结果定量分析,得出更准确的值。[b][color=#00af50] [/color][color=#00af50]二、定量分析[/color][/b]第二阶段,我们将上述采集到的图像分别送入Argolight测试片配套的图像分析软件Daybook中自动计算出分辨率结果。为了得到更为准确的结果,分析过程中截取图像不同区域,分别计算出其分辨率,平均计算得出最终分辨率数值。[align=center][img=,468,298]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807261508270801_1889_3450141_3.png!w468x298.jpg[/img][/align][align=center]图三 Daybook软件对比度测量计算图[/align][align=center] [/align]分析过程中,Daybook软件首先自动识别图像中的线对,将强度曲线中的峰值和谷值分别进行标定,之后计算不同线对之间峰值和谷值得的光强对比度(见图三)。另外,软件允许用户选择对比度阈值,以此作为分辨率的判定标准。[align=center][img=,545,242]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807261511582801_395_3450141_3.png!w545x242.jpg[/img][/align] [align=center] confocal成像(左) 右:超分辨模块成像(右)[/align][align=center]图四 Argo-SIM测试片中的“间距渐变线对”图样的成像(激发光488 nm)[/align][align=center] [/align][align=center][img=,523,294]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807261513007694_2665_3450141_3.png!w523x294.jpg[/img][/align][align=center]五 Daybook软件测量结果截图[/align][align=center] 通过此次测试,我们清楚了解该显微镜的实际分辨率,验证了与厂家参数的契合度。同时,有赖于Argolight荧光显微镜测试方案的高效和便捷,整个测试过程耗时不超过30分钟。[/align][align=center]Argolight荧光标准评估片除了测试显微镜分辨率外,还可以测试其它性能如照明均匀度、光强光谱响应度、空间共定位、定位误差等等。可关注后续文章或致电了解更多功能。[/align][align=center](注)[/align][align=center]1、图片传送压缩问题,图片可能失真。烦请谅解![/align][align=center]2、测量最终结果涉及其他厂家相关产品,暂决定不公布相关测量准确数值,如需了解结果可咨询相关厂家。我司仅负责提供相关产品测量方案,不负责具体系统的评测。烦请谅解![/align]

  • 【原创】红外显微镜与拉曼显微镜的空间分辨率大小

    现在红外显微镜最好的空间分辨率可以达到多少?拉曼显微镜的又是多少?我看了好几家著名厂家的仪器很少有这个数据的,大部分都是说有高的空间分辨率,但就是没给出一个具体的数值,我想了解一下这个数值最好的是多少?谢谢!有的仪器的介绍中还说到一个像素分辨率,这个概念和空间分辨率是一个吗?如果哪位有相关的资料的话能共享的话就更好了!谢谢!

  • 【转帖】【Cell】超分辨率细胞成像研究获新进展

    作为第一位获美国麦克阿瑟基金会“天才奖”的华人女科学家,庄晓薇教授获得了许多重要成果,尤其是在生物物理显微成像领域,近期庄晓薇教授在《细胞》发表了题为“Breaking the Diffraction Barrier: Super-Resolution Imaging of Cells”,描述了超分辨率细胞成像的最新进展。传统光学显微镜受限于光的波长,对于200nm以下的小东西只能摇头兴叹。虽然电子显微镜可以达到纳米级的分辨率,但通电的结果容易造成样品的破坏,因此能观测的样本也相当有限。分子生物学家虽然可以做到把若干想观察的蛋白质贴上荧光卷标,但这些蛋白质还是经常挤在一块,在显微镜下分不出谁是谁。这几年高分辨率荧光显微镜跨越了一大步,使得研究者可以从纳米级观测细胞突起的伸展,从而宣告200—750纳米大小范围的模糊团块的时代结束了。比如利用光敏定位显微镜:PALM可以用来观察纳米级生物,相较于电子显微镜有更清晰的对比度,如果给不同蛋白接上不同的荧光标记,就能用来进一步研究蛋白质间的相互作用。庄晓薇研究组一直在研究如何用光敏开关探针来实现单分子发光技术。他们希望能用光敏开关将原本重叠在一起的几个分子图像暂时分开,这样就能获得单分子图像,从而提高分辨率。2004年庄晓薇研究组偶然发现某种花青染料具有光控开关,也就是说,通过使用不同颜色的光,可以随意地把它们激活成荧光状态和失活成黑暗状态。自此庄晓薇生开始研究这些光控探针,用它们来短暂地分离个体分子在空间上的重叠影像从而提高分辨率。之后这一研究组在Nature Methods杂志上发表文章,命名了一种随机光学重建显微镜(stochastic optical reconstruction microscopy, STORM)。使用STORM可以以20nm的分辨率看到DNA分子和DNA-蛋白质复合体分子。这一方法基于光子可控开关的荧光探针和质心定位原理,在双激光激发下荧光探针随机发光,通过分子定位和分子位置重叠重构形成超高分辨率的图像,其空间分辨率目前可达20nm。STORM虽然可以提供更高的空间分辨率,但成像时间往往需要几分钟,同时还不能满足活体实时可视的成像的需要,发展空间很大。近期庄晓薇研究组也在Science杂志上发表了他们的3D STORM成像成果,该技术的空间分辨率比以往所有光学3D成像技术的分辨率都要高出10倍。研究人员展示了用3D STORM成像技术拍摄的肾细胞内微管结构图和其它的分子结构图。随后,他们又进一步将该技术发展成了多色3D成像技术(multicolor 3D imaging)。除了庄晓薇研究组之外,另外一个华人研究团队在这方面也获得了杰出成果,来自哈佛大学的谢晓亮教授在单分子光谱检测及其在生命科学中的应用方面也作出了许多贡献,十年前,谢晓亮教授因为发布了CARS显微技术而引发了巨大轰动。这种技术通过一种叫做自发拉曼散射的现象来增强信号。在自发拉曼散射中,样品内的化学键能够改变通过其中的光的波长。更早使用的拉曼散射显微术要求的激光功率很高,而且有时候需要曝光时间长达一天。近期谢晓亮教授研究组将SRS显微技术与核磁共振成像(MRI)技术联合起来,从而能快速灵敏的捕捉活体组织中分子运动,比如血细胞挤压通过血管的过程。这项技术镜头分辨程度达到亚细胞水平,可记录下蛋白、脂肪及细胞内液的情况。由于SRS显微镜可以探测到原子间化学键的共振,因此无需荧光标记。研究人员认为SRS显微镜可以在肿瘤摘除手术方面有所帮助,加快手术进程。传统的样本分析需要花费约20分钟,SRS 显微镜几乎可以做到实时扫描。同多种常用的观察生物分子的技术相比,新型SRS显微技术优势明显:它能采集分析照射生物样本的近30%激光,比传统SRS显微镜高出30倍;并且不需要插入荧光标记,避免了绿色荧光标记蛋白质扰乱生物路径或压住较小生物分子的问题。此外,传统的红外显微镜空间分辨率太低,并需要给样本脱水;自然的拉曼显微镜需要很高的激光能量,整体耗时很长,在活样本中的应用受到限制;相干反斯托克拉曼散射显微镜在拍摄除了脂质以外的大多数分子时对比度不够,而新型SRS显微技术都能突破这些局限。(来源:生物通 万纹)

  • “光敏定位超高光学分辨率显微镜系统”通过验收

    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。

  • 【求助】TEM成像原理与分辨率的关系

    最近才接触电子显微镜,好多东西不是很清楚。TEM成像有三种:散射衬度,衍射衬度,相位衬度。这三种是每个TEM都能用到的,还是只有特定的TEM对应特定的成像机理啊?每个成像机理的分辨率最多能达到多少啊?

  • 【分享】显微镜的分辨率

    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。

  • 中国科大实现世界最高分辨率单分子拉曼成像

    《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)

  • 【求助】有关红外图像的空间分辨率

    哪位老师能详细说明一下红外图像的空间分辨率?是否代表红外图像扫描时的最小像素点,如果空间分辨率为6.25*6.25微米是否意味着6.25*6.25范围内的两点的红外信息已经无法分辨出?

  • 显微镜分辨率

    正常来说,光学显微镜的分辨率都是根据 D=0.61入/na,那白光下面光学的有效分辨率大约在0.35微米,但是如果用248纳米波长的紫外光,根据公式,也没有能达到80纳米的分辨率啊?不知是什么原因,望大师指导指导!!!

  • 衍射空间分辨率

    对于常规电镜,一般认为衍射空间的分辨率不受球差系数的影响,也就是说对于普通电镜衍射的分辨率也可以很高,这个怎么理解。

  • 小动物脑部活动神经成像仪介绍

    [url=http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/nvista.html][b]小动物脑部活动神经成像仪[/b]nVista[/url]是美国inscopix公司新一代细胞级活体实时脑动态成像分析系统,具有细胞级分辨率和实时成像功能。小动物脑部活动神经成像仪采用微型显微镜设计,具有领先的钙动态单光子落射荧光成像技术,适合动态神经活动成像。小动物脑部活动神经成像仪nVista特点成千上万的神经元同时成像单细胞分辨率水平具有细胞类型特异性任何小动物脑区均可成像纵向时间达到数月之久针对于自由活动的动物和鸟类[b][img=小动物脑部活动神经成像仪]http://www.f-lab.cn/Upload/nVista-inscopix.JPG[/img][img=小动物脑部活动神经成像仪]http://www.f-lab.cn/Upload/nVista-calcium-imaging.JPG[/img][/b]小动物脑部活动神经成像仪:[url]http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/nvista.html[/url][b][/b]

  • 德国开发出首台可观察活体细胞的超高分辨率生物显微镜

    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。

  • 美德科学家因超分辨率荧光显微镜获诺贝尔化学奖(转载)

    瑞典皇家科学院8日宣布,将2014年诺贝尔化学奖授予美国科学家埃里克·贝齐格、威廉·莫纳和德国科学家斯特凡·黑尔,以表彰他们为发展超分辨率荧光显微镜所作的贡献。 诺贝尔化学奖评选委员会当天声明说,长期以来,光学显微镜的分辨率被认为不会超过光波波长的一半,这被称为“阿贝分辨率”。借助荧光分子的帮助,今年获奖者们的研究成果巧妙地绕过了经典光学的这一“束缚”,他们开创性的成就使光学显微镜能够窥探纳米世界。如今,纳米级分辨率的显微镜在世界范围内广泛运用,人类每天都能从其带来的新知识中获益。 声明还说,黑尔于2000年开发出受激发射损耗(STED)显微镜,他用一束激光激发荧光分子发光,再用另一束激光消除掉纳米尺寸以外的所有荧光,通过两束激光交替扫描样本,呈现出突破“阿贝分辨率”的图像。贝齐格和莫纳通过各自的独立研究,为另一种显微镜技术——单分子显微镜的发展奠定了基础,这一方法主要是依靠开关单个荧光分子来实现更清晰的成像。2006年,贝齐格第一次应用了这种方法。因此,这两项成果同获今年诺贝尔化学奖。 今年诺贝尔化学奖奖金共800万瑞典克朗(约合111万美元),将由三位获奖者平分。

  • 共焦距显微技术及其应用

    共焦距显微技术是一种获得高分辨率图像和3D重构的宝贵工具。共焦距显微技术最重要的功能是能够从样片内部隔离和收集焦点平面,由此消除荧光样片中常见的模糊不清的“薄雾”。如何将该技术应用于医疗设备中?请看本文的介绍。共焦距显微技术是一种获得高分辨率图像和3D重构的宝贵工具。共焦距显微技术最重要的功能是能够从样片内部隔离和收集焦点平面,由此消除荧光样片中常见的模糊不清的“薄雾”。精美的细节通常被薄雾弄得模糊不清,无法用非共焦距、荧光显微技术检测到。在此应用中使用DLP技术使用户能够轻松改变观察条件,消除影响查看的不想要的振动。DLP技术的用途有两个:扫描和配置照明与检测针孔阵列。照明针孔通过以下方式创建:打“开”一个显微镜,而使周围的镜保持“关闭”状态。因此只有这一个微镜反射的光会透过光学系统。此微镜在物镜中的图像充当聚焦于物体的照明针孔。然后,在此针点碰到样片后“反射”的光会重新聚集到 DMD的同一微镜上。通常,当某个物体在荧光显微镜中成像时,产生的信号来自全厚度样本,该样本不允许大多数信号聚焦到查看器。共焦距显微技术通过位于平面像前面的共焦距“针孔”去除这种对焦不准的信息,此针孔充当空间滤波器,仅允许焦距对准部分的光成像。要使整个视野成像,可通过以覆盖整个视野的时变模式转换开关镜来配置马赛克。使用水平扫描并按每个垂直位置一个微镜几次来转换模式,就可扫描整个样片领域。然后在DMD执行扫描时使用CCD相机拍摄一个完整连续的图像。

  • 【转帖】GE收购超高分辨率显微镜制造商Applied Precision

    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。

  • 高速放射自显影成像仪简介

    [b][url=http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/betaimager.html]高速放射自显影成像仪[/url][/b]betaimager采用biospace lab公司放射自显影autoradiography技术,以超高灵敏度获取[color=#333333]氚作为贝塔射线发射器的生物图像,可探测[/color]水平的[color=#333333]氚辐射并在几个小时内给出图像,广泛用于受体结合研究等应用.[/color]高速放射自显影成像仪betaimager具有高达200mm x 250mm的视场,能够容纳高达15个显微镜玻片或较大的组织切片.高速放射自显影成像仪betaimager应用实时杂交监测凝胶电泳和印迹薄层色谱[color=#333333]薄板[/color]TLC PLATES[color=#333333]受体结合的研究高效筛选[/color][color=#333333][img=高速放射自显影成像仪]http://www.f-lab.cn/Upload/betaimager-autoradiography.jpg[/img][/color]高速放射自显影成像仪:[url]http://www.f-lab.cn/vivo-imaging/betaimager.html[/url][color=#333333][/color]

  • 【我们不一YOUNG】+高分辨质谱在药物方面的助力

    一般在生活中肾脏是药物排泄的主要器官。但是药物排泄过程的正常与否关系到药效强度、药效维持时间以及毒副作用。所以,这是我们必须要借助一些科学例如高分辨质谱技术来助力药物。近年来,高分辨质谱成像技术的诞生为定位药物组织分布研究提供了全新的技术和思路。质谱成像是以质谱技术为基础的可视化方法,通过质谱离子源直接扫描生物样本,可以在一张组织切片上同时分析数百种分子的空间分布特征,已成为精确解析药物分子及其代谢产物组织空间分布的关键技术之一,应用于药物ADME的研究。本文将主要介绍TransMIT AP-SMALDI 10高分辨率质谱成像系统如何一步步揭秘伊马替尼在小鼠肾脏组织中的空间分布特征。TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像系统是目前少有的集高空间分辨率和高质量精度于一体的质谱成像系统。该系统采用常压基质辅助激光解吸电离技术,通过先进的准直光束聚焦实现了5μm的成像分辨率;质谱端搭载Thermo Scientific? Q Exactive?系列质谱仪,保证了离子分析的高质量分辨率和高质量精度。研究首先采用35μm中等空间分辨率分析了内源性物质和伊马替尼在小鼠肾脏组织中的空间分布特征。MALDI质谱成像能够准确的可视化肾脏组织中磷脂分子的组织分布特征:其中PC(32:0)(绿色)、PC(40:6)(蓝色)、PC(38:5)(红色)分别特异性分布于肾皮质、外髓质外带和外髓质内带。由此可见,质谱成像技术突破了传统H&E染色只能提供组织形态和变化特征的局限性。重要的是,在无需荧光探针或放射性同位素标记的情况下,质谱成像实现了伊马替尼的组织空间定位。根据质谱成像的检测结果,常容易判断出伊马替尼主要分布在小鼠肾脏的外髓质外带。为了获得更为精确的空间分布特征,随后采用10μm高空间分辨率对肾外髓质外带的局部组织进行了深度分析。高空间分辨率MALDI质谱成像为我们呈现了更为准确清晰的内源性物质和药物空间分布特征。研究结果发现,伊马替尼的空间分布和直小血管之间存在着紧密联系。此外,如图2D所示,由于原位分析不可避免的引入多种干扰因素,如果质谱成像设备的质量分辨率较低,图2D中两个相邻的质谱峰则无法区分,导致成像结果不准确。因此,高质量精度和分辨率是保证质谱成像结果准确可靠的必要条件。综上所述,研究成功的揭示了伊马替尼在重要排泄器官肾脏中的组织分布特征,同时也获取了组织中各种内源性化合物的空间分布信息,为研究药物分子的累积和排泄机制提供了可靠的科学依据。TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像系统集高空间分辨率、高质量分辨率和高质量精度于一身,不仅成为了药代动力学研究的利器,也应用于肿瘤标志物研究、植物次生代谢物研究、药用植物药效成分研究、微生物和单细胞研究等。未来,期待TransMIT AP-SMALDI 10质谱成像系统为我国药物研发人员和各领域科研工作者带来更多的惊喜,加快研究进程,加速成果转化。

  • 讨论:原子力显微镜分辨率

    哪位知道,目前原子力显微镜在国产及进口方面最高的分辨率分别是多少?是哪个品牌的?原子力显微镜目前是否可以达到横向0.1纳米、纵向0.01纳米的分辨率?

  • 【求助】请教原子力显微镜分辨率与扫描器的关系?

    [color=#0162f4][size=4]新进了一台原子力显微镜,配的扫描器是20μm的,不知道分辨率是多少?我也检索了关于原子力显微镜的分辨率的一些问题,但不知道原子力的分辨率是不是与扫描器有关,不同扫描器除了扫描范围不一样,得到的扫描图像的精度也不一样,是不是就是说分辨率不一样呢?关于分辨率的问题常常都在困扰这我,这个问题说简单很简单,说复杂也觉得挺复杂的,请教各位,原子力显微镜分辨率与扫描器的关系如何?如果我希望能看到更高精度的图像,是不是需要升级我现在的20μm的扫描器?衷心感谢各位的解答![/size][/color]

  • 咖啡象显微成像仪器

    咖啡象显微成像仪器

    主要针对已有用到显微镜用户,指在原来的显微镜上加装我们的产品 — 数码新视窗,就能使传统的显微镜成为数码显微镜,实现数码观察功能和记录功能,图片拍照和摄像功能,与电脑直接相连接,在电脑上可以直接观察目标,随时保存图片,安装简单,只要取下原来的目镜,使用方便,可以和任何显微镜配合,体积小,重量轻,方便携带!      高分辨率图像传感器有 130 万、 210 万、 400 万 像素,可与各种光学显微镜配套使用,只要将“咖啡象数码新视窗”插入到显微镜目镜即可使用,也可以通过投影机将显微图像投放到投影屏幕上,供更多的人观看。可实现对显微图像的观察、分析、拍摄等处理。该“咖啡象数码新视窗”适用于临床、教学演示、产品展示、科普宣传和显微加工与装配生产,尤其适合专业微生物实验室的试验、研究、教学多用途。配有图像分析软件、显微图像处理软件。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108111629_309849_2355736_3.gif 仪器设备图咖啡象显微成像系统软件下的物质形态: http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108111635_309852_2355736_3.jpg

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