非介入式多光子皮肤层析成像系统

2014年12月4日由丹东奥龙射线仪器集团有限公司承担的&ldquo 多模式X射线层析成像分析仪研发与应用&rdquo 国家重大科学仪器设备开发专项项目启动会议在丹东珍珠岛高尔夫酒店召开。本次会议由辽宁省科技厅组织，国家科技部领导以及项目组相关单位成员出席本次会议。董事长李义彬作为项目组组长参加此次会议。项目启动会现场　　会上，&ldquo 多模式X射线层析成像分析仪研发与应用&rdquo 项目组成员对项目概况进行汇报。　　同日，项目各成员来到奥龙集团进行立项以来第一次的项目工作会议，对项目如何进展进行详细沟通与探讨，并进一步明确各自承担的任务。奥龙集团自主研发的&ldquo 多模式X射线层析成像分析仪研发与应用&rdquo 技术于今年6月荣获国家重大科学仪器设备开发专项。该项目旨在攻克多模式X射线成像系统扫描方式、断层重建新方法、层析分析与无损测量、板状结构层析分析系统、整机控制系统设计等关键技术，开发开放式微焦点X射线管、高频栅级控制高压电源、高精度多自由度定位与控制系统、阵列X射线探测器等关键部件，为我国无损检测提供技术支撑。参会人员合影

X射线三维成像可以实现物体内部的无损检测。但是对于大尺寸的板状样品的三维成像一直是业界的难题，层析成像技术是目前解决这一难题的最佳方法。一、 什么是层析成像？目前比较被大众熟知的Computed Tomography（CT）通常被翻译为计算机断层成像。最早的实验室CT扫描机由英国Godfrey Hounsfield于1967年建成，第一台可供临床应用的CT设备于1971年安装在医院。CT自发明以来，经历了多代发展，这里就不再赘述。简单理解，CT就是求解一个线性方程组，最终得到的结果就是CT图像。CT扫描就是构造方程组的过程，每一条被探测器接收的射线就代表了一个方程。对二维断层成像而言，要想得到好的求解结果，需要平面内任意方向的射线。这也是要求射线源-探测器组合相对于成像目标旋转360度的原因（出于严谨考虑，这里声明不考虑短扫描等情形）。层析成像技术，早在1921年就已经出现。这个时期的层析成像可以称之为传统层析成像。由于信息交流的不便，多个国家的研究者分别独立提出了层析成像的方法，并且给予了不同的命名。目前流传下来比较被大家接受的是Tomosynthesis和Laminography。现在用于乳腺癌筛查的钼靶成像（只是用了钼靶射线源而已），严格讲应该叫作数字乳腺层析成像（Digital Breast Tomosynthesis，简称为DBT）。而工业上比较习惯于用Laminography，我们延续了这种用法。在进行中文翻译的时候为了跟计算机断层成像区分，我们将Tomosynthesis和Laminography都翻译为层析成像。CL全称即Computed Laminography。二、 传统层析成像 CL与CT到底有什么区别？在前面我们已经提到CT成像一般需要射线绕物体一周。而在有些时候这是无法实现的。比如，现场条件受限或者物体在某些角度太长，射线无法穿透。比如大尺寸的板状物体。对于下图接近一米长的PCB，如果采用显微CT扫描，只能采用先切割的破坏性方法。如果非得用一个简单粗暴的标准区分CT和CL：画一个过物体的平面，如果射线源和探测器的运动轨迹不跨越这个平面，就可以认为这是CL。可以通过下图了解传统层析成像的原理。通过采集不同角度的投影数据（那时还只有胶片），将胶片简单叠加在一起，其中一层的数据会被增强（这一层称为焦平面）。下图中Plane 2的数据（以圆形代表其细节）就被增强了。传统层析成像，每次只能增强一个焦平面内的结构，而其它层的图像仍然是模糊的。三、 现代层析成像我们所说的层析成像一般都是指现代层析成像。这里的现代是相对于上面的传统而言的。现代层析成像是指采用了数字探测器和图像重建算法的层析成像。其成像结果中每一层都得到增强。虽然与CT相比，由于其数据缺失，会造成层间混叠（后面我们会着重介绍）。但在很多应用场景，这是能得到的最好的结果。下图是几种常见的层析成像结构。如果将有限角CT也称作CL的话，可以认为是第5种结构。这里我们对各种成像结构的成像能力进行简单的分析。（I）结构简单，但数据缺失过于严重（扫描的角度等于射线的张角）；（II）仅能扫描中心区域；（III）(IV)相似，可以扫描任意区域，但在探测器的运动细节上有差异。其机械实现和数据处理上的差异过于专业，我们在这里就不再展开讨论。四、 层间混叠这是CL避免不了的问题。首先通过下图来了解一下层间混叠是什么样子。其表现就是横向的边缘被弱化了。为什么会出现这个问题呢？这得从傅里叶中心切片定理讲起，还是算了吧，简单点理解就是缺少了横向穿过物体的射线。为什么会缺少？因为这个方向射线穿不透啊，回忆一下前面一米长的PCB。如果你对上面的图像不满意，不如换个方向看看。是不是感觉好了很多。有没有办法彻底解决这个问题？针对特定的扫描对象，使用复杂的模型，效果会有所提高，但离实用还有很长的距离。 五、 CL的优点 谈完缺点再来聊聊优点。首先，就像前面提到的，这是现有条件下能得到的最好的结果。CL可以对大尺寸的板状物体得到非常高的分辨率。目前，射线源的焦点尺寸可以小到几百纳米。要想实现高分辨成像，需要射线源尽可能靠近物体，而CL这种扫描方式可以很容易的实现这一点。采用光学放大透镜的探测器的显微CT，样品可以不靠近射线源，但是由于射线的利用率底，扫描的时间会很长，难以满足快速检测的需求，且同样无法解决射线在有些角度下无法穿透的问题。下面再来聊聊CL另外一个优点。CT和CL图像最终表示的是物质对射线的线衰减系数（与射线能量、物质原子序数、物质密度等有关系）。一般趋势，线衰减系数随射线能量的增加而减小，简单点理解就是能量越高的射线越不容易被物质吸收。不同材料衰减系数的差异也随射线能量的增加而减小。由于CL始终沿着容易穿透的方向照射物体，可以使用较低能量的射线，因此能够获得较高的密度分辨能力。六、 国内CL研究进展与国外相比，国内对于CL技术的研究起步较晚。北京航空航天大学、中国科学院高能物理研究所等单位是国内最早开展CL成像研究的机构。在科技部重大科学仪器设备开发项目支持下，2015年，由中国科学院高能物理研究所和古脊椎动物与古人类研究所共同成功研发专用于“板状化石”的显微CL仪器，并在2016年中安装到中科院脊椎动物演化与人类起源重点实验室高精度CT中心，该仪器同时服务其他科研院所，中国科学院南京地质古生物研究所、中国地质科学院地质研究所、北京自然博物馆、安徽博物院、广西自然博物馆、北京大学，云南大学、西北大学、首都师范大学等，累计检测化石750余件。为板状化石的三维无损检测提供了全新工具，起到了不可替代的作用。该仪器的实验结果，助力研究人员在《Nature》、《Science》等期刊上发表论文20余篇，其中五项成果分别入选并领衔2018年、2019年、2020年和2021年中国古生物学十大进展。专用于“板状化石”的显微CL设备及其应用集成电路和电力电子领域也存在大量的板状产品。随着封装集成度和密度不断提高，对其内部结构缺陷检测要求空间分辨率达到微米甚至亚微米级。2019年，在科技部重大科学仪器设备开发项目支持下，中国科学院高能物理研究所针对电子器件封装检测需求，研制了具有亚微米级缺陷检测能力的X射线三维分层成像仪，关键指标达到国际先进水平。为了更好的进行X射线精密检测设备的推广，中国科学院高能物理研究所在2021年成立了锐影检测科技（济南）有限公司。X射线三维分层成像仪及其应用2021年，锐影检测科技（济南）有限公司成功研发了用于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）焊接缺陷检测的专用CL设备。彻底解决了超声法和X射线DR成像无法检测带散热柱的IGBT模块的问题。设备实现了大视野快速成像，可以自动定位DBC焊接区域，自动进行气孔缺陷的识别，计算气孔率、最大气孔率、最大气孔尺寸，适用于在线检测。技术指标达到国际领先水平。IGBT焊接缺陷检测专用CLCL与DR方法对于IGBT基板焊料层气孔检测效果的比较总结随着科研及制造业的升级，对CL检测设备的精度、检测速度和智能化水平提出了更高的要求。新型CL设备的研发将是科研机构及X射线无损检测公司面临的挑战和历史机遇。 参考文献：【1】 Jiang Hsieh, Computed Tomography Principles, Design, Artifacts, and Recent Advances 3rd edition, SPIE PRESS.【2】 Buzug, Thorsten M. Computed tomography: from photon statistics to modern cone-beam CT. Springer, 2008.【3】 Zenghui Wei, Lulu Yuan, Baodong Liu, Cunfeng Wei, Cuili Sun, Pengfei Yin, and Long Wei, A micro-CL system and its applications. Review of Scientific Instruments, 88, 115107, 2017.【4】 Zuber M, Laaß M, Hamann E, Kretschmer S, Hauschke N, van de Kamp T, Baumbach T, Koenig T. Augmented laminography, a correlative 3D imaging method for revealing the inner structure of compressed fossils. Sci Rep. 2017 Jan 27 7:41413. doi: 10.1038/srep41413. PMID: 28128302 PMCID: PMC5269749.【5】 https://mp.weixin.qq.com/s/_SyUUlHpJNXrLxHFKYwydw本文作者：锐影检测科技（济南）有限公司

p　　strong仪器信息网讯/strong 2020年5月29日上午九点，青源峰达将在抖音平台发布新产品QT-TO1000太赫兹三维层析成像系统。/pp　　青岛青源峰达太赫兹科技有限公司是中国工程物理研究院及青岛盛瀚色谱技术有限公司合资成立的公司，致力于太赫兹基础技术、系统技术和应用技术的研发设计，重点领域为医学及工业检测领域。公司成立以来，已发布了QT-TS1000高精度太赫兹时域光谱系统和QT-TS2000快速太赫兹时域光谱系统两款新产品。/pp　　5月29日，青源峰达将再次网上发布新产品QT-TO1000太赫兹三维层析成像系统。届时，此产品的研发负责人、技术大咖们将从幕后走向台前，通过现场和线上的不同形式与用户实现面对面交流，从不同维度全面阐述产品的核心亮点，与应用客户和技术爱好者进行深入交流和探讨。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 342px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/c20c958e-7f58-4b8e-b469-28334f8c6085.jpg" title="太赫兹.jpg" alt="太赫兹.jpg" width="450" height="342" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong新品外观先睹为快/strong/pp　　三维层析成像技术是目前国内外光学领域一个重要的研究方向，以嵌入到了现代工业与文化创意产业的整个流程 它是获取物体表面形态特征的重要手段，也是真实物体三维数字化的基础。太赫兹三维层析成像技术是较为成熟的三维物体表面成像与测量技术，是一种太赫兹波谱方式的宽场成像技术 经过特定算法的解算和重构可以实现三维光切片成像，并且能够精确解析样品表面的复杂结构。/pp　　中国工程物理研究院主要从事国家战略高新技术装备和战略科技领域的研究，主要学科方法包括微波毫米波电路及系统研究，span style="color: rgb(255, 0, 0) "太赫兹电路及系统研究/span，电真空电子电路及系统研究，通信与信息系统研究，超高速数字信号处理研究等。/pp　　除了新品面世，发布会当天，青源峰达太赫兹科技有限公司与青岛大学将围绕太赫兹技术应用、海洋观测等领域的科学和技术问题，依托物理科学学院学科平台以及山东省海洋观测与宽带通信技术协同创新中心，结合青岛青源峰达太赫兹科技有限公司在太赫兹与水下观测方面的技术基础和生产研发平台，本着优势互补、互利共赢、促进发展的原则，在专业人才培养、科研合作、成果转化等方面达成合作协议，并签署协议，努力实现“校企合作、产学共赢”，推动学科服务社会能力和科研成果转化。届时，中国工程物理研究院流体物理研究所、中国石化青岛安全工程研究院、山东科技大学等院校专家领导将共同见证!/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/a164fb1b-6874-4a8a-a102-a9b145b66ccd.jpg" title="微信图片_20200528175821.jpg" alt="微信图片_20200528175821.jpg"//pp style="text-align: center "strong欢迎参会!/strong/ppbr//p

过程层析成像（Process Tomography，简称PT）利用某种探测源在被测目标内部建立敏感场，扫描并获取场域边界的投影数据，通过反演算法来重建物体内部介质的二维/三维图像，具有可视化、无扰动等优点。过程层析成像兴起于20世纪80年代中期，研究人员将医学CT技术移植并应用到工业过程参数检测领域，主要用于获得以多相流为代表的快速复杂工业过程参数分布图像及其过程信息，并逐渐在工业过程监测、生物医学诊断等领域展现出广泛的应用前景。根据所采用的物理敏感场性质不同，过程层析成像可分为电学、超声、光学以及射线等多种模态，且分别具有不同的特点及其适用的应用范围。随着计算机、电子、信息处理技术的飞速发展，以及现代工业对过程状态参数在线观测的更高的要求，过程层析成像逐渐向智能化、集成化、多模态方向发展，在工业过程可视化测试领域备受关注。为展现过程层析成像技术的最新进展及应用，为过程层析成像研究人员以及工业过程设计、开发、优化等用户提供重要的参考信息，仪器信息网、中国计量测试学会多相流测试专业委员会、天津市过程成像与检测国际联合研究中心、江苏大学将于9月3日联合召开“第二届多相流测试技术网络研讨会——过程层析成像及应用论坛”。论坛内容由天津大学过程层析成像与多相流测试研究室谭超教授与浙江大学控制科学与工程学院冀海峰副教授牵头组织，特邀国内外过程层析成像领域主要课题组的研究人员，聚焦不同模态过程层析成像技术原理、应用及其发展方向分享主题报告。点击图片报名会议天津大学过程层析成像与多相流测试研究室（http://ptmfm.tju.edu.cn/）成立于20世纪80年代，依托天津大学检测技术与自动化装置国家重点学科和天津市过程检测与控制重点实验室开展工业/生物过程层析成像，多相流过程可视化与参数测试，工业仪表与过程控制等研究工作。团队已开发出多套高速工业标准总线电阻层析成像系统、电容层析成像系统、超声层析成像系统、电学/超声多模态层析成像系统、电容/电导/超声多普勒多模态多相流测量系统等仪器，及其相应的多相流可视化与参数测试软件包，可实现多相流过程参数和流动状态的在线检测。团队现有教授2人、副教授4人、助理研究员2人，博士、硕士研究生四十余人，先后承担国家“863”计划、基金委仪器专项等国家级重要项目30余项。依托国际工业过程层析成像学会，于2018年8月成立天津市过程成像与检测国际联合研究中心，与英国爱丁堡大学、德国德累斯顿工业大学、日本千叶大学、日本北海道大学、挪威卑尔根大学、芬兰东芬兰大学等长期保持良好的学术交流与合作。浙江大学多相流检测技术研究团队， 依托“控制科学与工程”双一流重点建设学科以及工业控制技术国家重点实验室，长期从事多相流检测技术、过程层析成像技术及相关应用的研究工作。开发了电容层析成像、电阻层析成像、非接触式电阻抗层析成像等基于过程层析成像技术的参数检测系统，在复杂多相流动过程中实现了重要参数的在线测量及流动可视化。研究团队现有教授2人，副教授1人、副研究员1人、博士后2人，博士和硕士研究生二十余人，先后承担和参与国家“863”计划、国家科技重大专项、基金委自然科学基金等项目二十余项。会议日程时间报告主题报告人09:30-10:00微波层析成像及其在工业过程中的应用王海刚（中国科学院工程热物理研究所）10:00-10:30非接触式电阻抗层析成像技术姜燕丹（浙江大学）10:30-11:00电容层析成像及若干应用孙江涛（北京航空航天大学 ）11:00-11:30抗静电干扰电容层析成像稠密气固两相流动可视化李健（东南大学）11:30-14:00午休14:00-14:30层析成像及燃烧诊断蔡伟伟（上海交通大学）14:30-15:00声电多模态层析成像与多相流过程可视化测试梁光辉（天津大学）15:00-15:30Electromagnetic Flow Tomography电磁层析成像Marko Vauhkonen（东芬兰大学）15:30-16:00Fast tomographic imaging of multiphase flow多相流的快速层析成像Uwe Hampel（德累斯顿工业大学）报名方式扫描下方二维码或点击以下链接即可进入报名页面。报名链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/pt2021/报名参会 加入会议交流群，随时掌握会议动态

神舟十五号航天员乘组近日使用由我国自主研制的空间站双光子显微镜开展在轨验证实验任务并取得成功。记者27日从空间站双光子显微镜项目团队获悉，这是目前已知的世界首次在航天飞行过程中使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮及真皮浅层的三维图像，为未来开展航天员在轨健康监测研究提供了全新工具。　　双光子显微成像技术是基于双光子吸收及荧光激发的一种非线性光学成像技术，具有高分辨率、强三维层析能力、大成像深度等特点。由于传统的双光子显微镜整机系统庞大，不能满足在轨实验仪器设备对可靠性、体积、重量、抗冲击和振动性能等的苛刻要求，此前国际上还未能实现双光子显微成像技术在空间站在轨运行与应用。　　2017年，北京大学国家生物医学成像科学中心主任程和平院士带领团队成功研制探头仅重2.2克的微型化双光子显微镜，为空间站双光子显微镜的开发奠定基础。2019年，在中国载人航天工程办公室大力支持下，由北大程和平、王爱民团队，中国航天员科研训练中心李英贤团队，北京航空航天大学冯丽爽团队联合相关企业及院所组建空间站双光子显微镜项目团队，由程和平担任总负责人。项目组攻克多项显微镜小型化技术难题，于去年9月研制成功空间站双光子显微镜。　　项目团队成员、北京大学未来技术学院助理研究员王俊杰博士介绍，去年11月12日，空间站双光子显微镜搭乘天舟五号货运飞船成功运抵中国空间站，成为世界首台进入太空的双光子显微镜。近日，神舟十五号航天员乘组完成了双光子显微镜的安装、调试和首次成像测试，成功获取了在轨状态下航天员脸部和前臂皮肤的在体双光子显微图像。　　据悉，空间站双光子显微镜能以亚微米级分辨率清晰呈现出航天员皮肤结构及细胞的三维分布，具备对皮肤表层进行结构、组分等无创显微成像的能力。成像结果显示，皮肤的角质层、颗粒层、棘层、基底细胞层、真皮浅层等三维结构清晰可辨。　　“空间站双光子显微镜是体现我国高端精密光学仪器制造水平的重要成果。”程和平介绍，此次在轨验证实验实现了多项第一，例如世界上首次实现双光子显微镜在轨正常运行；国内首次实现飞秒激光器在轨正常运行；国际上首次在轨观测航天员细胞结构和代谢成分信息。“这些不仅为从细胞分子水平开展航天员在轨健康监测研究提供了全新工具和方法，也为未来利用中国空间站平台开展脑科学研究提供了重要的技术手段。”

近年来，光学成像技术如荧光分子成像、光声成像和生物发光成像等广泛应用于小动物活体成像。同时，多模态成像技术的兴起将多种成像技术结合，为小动物活体成像提供了更精确和信息丰富的工具。为帮助广大用户及时了解小动物活体成像前沿技术、产品与整体解决方案，仪器信息网特别制作【小动物活体成像技术创新突破进行时】专题，并策划“小动物活体成像技术”主题征稿活动，以期进一步帮助广大用户从多维度深入了解小动物活体成像技术应用、主流品牌、市场动态以及相关内容。本期约稿特别邀请超维景生物科技有限公司研发总监胡炎辉，就小动物活体成像技术发展、市场规模及未来趋势进行分享，并就超维景生物科技在面对小动物自由运动活体成像瓶颈取得的突破性进展。 本期嘉宾：胡炎辉，超维景生物科技有限公司 研发总监 胡炎辉，超维景生物科技有限公司研发总监。2018年毕业于北京大学，电路与系统专业，曾参加基金委国家重大仪器专项，负责逻辑控制、微弱信号探测及系统设计，在激光扫描显微成像、微弱信号探测及高速信号处理等技术方向有着多年的积累。2017年至今，作为超维景核心创始团队成员之一，参与公司技术专利20余项，开发了新一代双光子成像处理平台，推出了科研、医疗等多款多光子产品，具有丰富的产学研融合开发及落地经验。——01—— 从单光子到多光子成像，推动活体成像技术发展在医学和生命科学研究的领域内，不断的革新和突破在成像技术方面是推进科学发展的关键，同时也是推动新的生物学发现和进步的重要引擎。其中，多光子成像技术通过激光与生物样本内的分子和原子相互作用产生荧光反应，以荧光显微的形式，允许我们以无损害的方式直接观察到组织的内部结构。尽管生物样本本身对光有较好的透光性，它们也具有强烈的散射特性。通常，细胞水平的高分辨成像技术在生物组织中的穿透深度“软极限”大约为1mm。不过，使用更长波长的激光可以减小对光的散射，并且增强穿透力。多光子吸收提供了一种非线性的荧光激活方法，其中双光子和三光子吸收的波长分别是单光子激发的两倍和三倍。与单光子相比，多光子成像可以实现几乎10倍的成像深度增强。这种非线性激发方法也带来了更高的信号-背景比及更优秀的层析成像能力。所有这些成像上的优势使得多光子成像特别适合用于复杂条件下的活体成像研究，成为一种在这些应用中非常重要的工具。Winfried Denk于1990年在康奈尔大学发明了世界上第一台双光子激光扫描显微镜。而自21世纪初以来，随着超快激光技术的突破及商业化，双光子显微成像技术迅速成为最广泛使用的活体动物成像方法。特别值得提及的，超维景的创始人程和平院士早在1992年就开始涉足双光子显微技术，成为最早的技术参与者之一，并致力于推广这一技术。历经近三十年的发展，双光子显微成像技术已变得在脑科学研究中不可或缺。尽管传统的台式双光子显微镜分辨率高，但它们体积庞大且重量重，需将实验动物固定或麻醉以完成成像，因此无法适用于自由活动的动物。微型单光子成像技术可以实现对自由活动的小鼠进行成像，但它在分辨率和对比度方面相对较低，难以达到亚细胞级别的分辨率和三维成像效果。——02——直面脑科学研究自主研发工具挑战，2.2克微型化双光子显微镜“轻装上阵”打造用于全景式解析脑连接和功能动态图谱的研究工具是当代脑科学的一个核心方向。针对如何在自由行为动物上绘制大脑神经元功能图谱的难题，超维景团队研发出了头戴式2.2克微型化双光子显微镜，首次实现自由活动小鼠大脑神经元和突触水平钙信号功能成像，为脑科学研究提供了革命性的新工具。这项技术解决了困扰领域近20年的挑战，显著领先于美国脑计划催生的微型化单光子技术，入选“2017年度中国科学十大进展”，并被评为Nature Methods“2018年度方法”。依托此技术建成“南京脑观象台”，为中国脑计划提供了“人无我有”的支撑平台；专利技术的产业转化实现高端显微成像装备自主创制的突破，完成对欧美国家的整机出口，累计实现销售额过亿元。通过技术拓展，研发了应用于人体的手持式双光子显微镜，在临床医学与航天医学中具有巨大的应用前景。为病理诊断技术带来一种全新的手段，成为临床疾病精准检查的重要工具。这项技术成果属于国家基金委重大仪器专项转化的科技成果，是国家在高端装备研发方向投入的典型产出代表。除了在脑科学、医疗应用领域的技术贡献之外，同时彰显了中国也可利用具有自主知识产权的国际领先的技术，实现在高端仪器方向的突破，提振了中国科学家在高端仪器装备方向的研究信心，并以此为核心技术来推动国内以及国际的科学研究大计划，对国内的脑科学研究领域也起到积极引领作用。——03——深耕小动物自由运动活体成像，持续提升核心竞争力超维景公司始创于2016年，公司核心力量来自北京大学院士创建和领导的多学科交叉团队，是一家专注于高端生物医学成像设备研发、生产和销售的国家高新技术企业。2017年，超维景核心团队成功研制仅2.2g的超高时空分辨微型化双光子显微镜，在国际上首次获取了小鼠在自由行为过程中大脑皮层神经元和神经突触活动的动态图像，被评为“2017年度中国科学十大进展”和《Nature Methods》“2018年度方法”（无限制行为动物成像），开启自由活动动物成像新范式，研究成果可应用于脑认知基本原理研究、脑重大疾病机理研究和脑疾病的药物研究，本技术进一步可应用于临床实时在体无创细胞级检测。部分获奖照片“微型化”是指将显微镜做到拇指大小，可以佩戴在小鼠头上，同时不影响小鼠的自由活动，进而观察小鼠在觅食、社交、睡觉等自主行为时大脑神经元的真实活动和功能连接。超维景的微型化显微镜体积微小，让小鼠能够“戴着跑”，实现了自由行为动物的清晰稳定成像，可用于在动物觅食、跳台、打斗、嬉戏、睡眠等自然行为条件下，或者在学习前、学习中和学习后，观察神经突触、神经元、神经网络等的动态变化，从而获取小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动的动态图像。2.2g微型双光子荧光显微镜2021年，团队的第二代微型化双光子显微镜将成像视野扩大了7.8倍，同时具备获取大脑皮层上千个神经元功能信号的三维成像能力，原始论文发表于《Nature Methods》。2023年2月，团队将微型化探头与三光子成像技术结合，成功研制微型化三光子显微镜，重量仅为2.17克，并在 《Nature Methods》 发表文章。一举突破了此前微型化多光子显微镜的成像深度极限，首次实现对自由行为小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像，为揭示大脑深部结构中的神经机制开启了新的研究范式。 《Nature Methods》发表相关技术成果2023年2月，神州十五号航天员乘组使用由我国自主研制的空间站双光子显微镜开展在轨实验任务并取得成功，是目前已知的世界首次在航天飞行过程中使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮及真皮千层的三维图像，为未来开展航天员在轨健康监测研究提供了全新工具。图为神舟十五号航天员乘组在轨使用空间站双光子显微镜2023年12月，由超维景公司自主研发的在体双光子显微成像系统获批上市，是中国首个基于双光子显微成像原理的医疗器械。本次研发是首次实现脑科学技术跨学科助力皮肤检测的技术应用，将最前沿的双光子显微成像技术引入现代皮肤医学检测领域，实现“实时、无创、在体、原位、无标记”的高分辨率皮肤细胞及胞外组织三维成像，为患者和医生带来便利。——04——布局微型化多光子产品体系，开启自由行为动物显微成像新范式解析脑连接图谱和功能动态图谱是我国和世界多国脑计划的一个重点研究方向，但传统的多光子显微镜进行常规脑成像通常需要将动物的头部固定在台式显微镜上，这严重限制了模式动物的自由生理状态。为此需要打造自由行为动物佩戴式显微成像类研究工具。基于团队及技术发明，超维景已布局微型化多光子成像产品体系，并成功实现多款产品的产业化，包括SUPERNOVA-100一体式微型化双光子显微镜、SUPERNOVA-600集成式微型化双光子显微镜与SUPERNOVA-3000微型化三光子显微镜等，解决了困扰领域近20年的挑战，显著领先于美国脑计划催生的微型化单光子技术。超维景微型化多光子显微成像系列产品，可以在微观尺度上、不干扰自由运动动物行为的前提下，对大脑神经元和神经突触进行无创性观察和实时、动态成像，为研究神经科学、行为学、认知科学等多个领域提供了新的视角和手段，从而为脑健康研究开辟新的道路。树突棘成像 单树突棘级分辨率 神经元轴突与亚细胞结构成像 ——05——持续加码小动物自由运动活体成像系统“科研+临床”的广阔应用脑科学机理研究。大脑是一个极度复杂的器官，目前，各国脑科学计划的一个核心方向就是打造用于全景式解析脑连接图谱和功能动态图谱的研究工具。其中，如何打破尺度壁垒，融合微观神经元和神经突触活动与大脑整体的信息处理和个体行为信息，是领域内亟待解决的一个关键挑战。要想实现动物在体脑功能实时成像的研究，能够观察到整个皮层甚至更为深入的其他脑区，涉及到仪器开发、手术技术、生物研究等等不同的方面领域，技术挑战非常大。为了真正解密大脑的工作原理和流程，人们需要在对大脑神经元高分辨成像的同时，被观察者能够自由的正常活动，也就是最理想的脑功能成像需要被观察者在自由运动状态下进行脑功能观测。脑疾病机理研究。目前一些重要的脑疾病，如自闭症、精神类疾病、老年痴呆症等都是全世界的难题。以老年痴呆症为例，根据得病率统计，85岁以上老人中的 50%患有老年痴呆。预计到2050年，中国将有近1亿患者的生活需要照顾、需要医疗系统的救助，这是严重的社会负担。通过本技术对脑科学疾病研究，如果有新发现，对于老年痴呆症，就可能找到早期诊断的方法，早发现、早干预，把严重症状出现期从85岁延缓到95岁，社会负担就可以大大减轻，提高国民生活质量。神经药物筛选。微型化双光子显微镜不仅可以“看得见”大脑工作的过程，还将为可视化研究自闭症、阿尔茨海默病、癫痫等脑疾病的神经机制发挥重要作用。而此类疾病的药物开发，由于缺少快速直接的药效反馈手段，而大大受阻。微型化双光子技术的应用将极大的推动此类神经疾病药物的开发进程，为人类脑疾病的诊断和治疗提供新的手段。携手全球合作伙伴，携手共谋发展。微型化多光子成像系统已获得国内的上亿元订单，以及国外的数千万元订单。其中，国内用户包括北京大学、中科院上海神经所、中科院深圳先进技术研究院、复旦大学、上海交通大学、西湖大学、中山大学、华南理工大学、南京脑观象台等。国外用户包括加州理工、纽约大学、德国马普神经所、德国波恩大学、德国马普鸟类研究所等。未来，超维景将在多光子显微成像技术继续深挖“科研+临床”的广阔应用，这将作为神经探索领域的引路明灯，照见更多未知的领域。参考文献：• Zhao, C., et al. (2023). Miniature three-photon microscopy maximized for scattered fluorescence collection. Nat Methods, 2023 Apr 20(4):617-622.• Zong, W., et al., Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane and long-term brain imaging. Nat Methods, 2021. 18(1): p. 46-49.• Zong, W., et al., Fast high-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freely behaving mice. Nat Methods, 2017. 14(7): p. 713-719.

生命科学研究过程离不开各类科学仪器的帮助，仪器信息网特别策划话题：“生命科学技术平台经验分享” ，邀请高校、科研院所公共技术平台的老师分享技术心得和经验，方便生命科学领域研究人员了解相关技术进展，学习仪器使用方法。本篇为北京大学天然药物及仿生药物全国重点实验室李文哲博士供稿。双光子吸收的理论概念是1931年由德裔美国物理学家Maria Göppert-Mayer在她的博士论文中提出。到1960年，激光器被发明出来后双光子吸收在实验上被验证，但是直到1990年第一台双光子荧光显微镜才被美国康奈尔大学的Denk、Strickler和Webb开发出来，Denk很快就将双光子显微镜用于神经元成像。1997年，美国科学家Svoboda利用双光子显微镜测量完整老鼠大脑的锥体神经元，并记录其感官刺激诱导树突钙离子动态，自此双光子显微镜的潜能开始完全凸显。时至今日，双光子显微系统在神经科学、肿瘤学、心脑血管及药物研究等领域有了极大的发展，近年来，光遗传光刺激也更多地和双光子技术结合，广泛地应用于清醒小动物领域。双光子成像的原理和优势特点双光子显微镜的基本原理是：在高光子密度的情况下，荧光分子可以同时吸收 2 个长波长的光子，在经过一个很短的所谓激发态寿命的时间后，发射出一个波长较短的光子；其效果和使用一个波长为长波长一半的光子去激发荧光分子是相同的。双光子激发需要很高的光子密度，为了不损伤细胞，双光子显微镜使用高能量锁模脉冲激光器。这种激光器发出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量，其脉冲宽度只有 100 飞秒，而其周期可以达到 80至100兆赫兹。在使用高数值孔径的物镜将脉冲激光的光子聚焦时，物镜的焦点处的光子密度是最高的，双光子激发只发生在物镜的焦点上，所以双光子显微镜不需要共聚焦针孔，提高了荧光检测效率。图1.双光子激发原理（左）及双光子吸收现象（右）从双光子现象的原理，我们可以总结出双光子成像的特点及其相对于共聚焦成像的优势：1.光损伤小：由于双光子显微镜使用的是可见光或近红外光作为激发光源，这一波段的光对活体细胞和组织的光损伤小，适用于长时间的活体研究；2.穿透能力强：相对于紫外光，可见光和近红外光都具有更强的穿透能力（图2），因而受生物组织散射的影响更小，解决对生物组织中深层物质的层析成像研究问题，常规情况下，共聚焦的成像深度一般为100微米，双光子则能达到250到500微米，甚至超过1毫米；3.高分辨率：同时吸收两个光子意味只有高强度聚焦点处能被激发，由于双光子吸收截面很小，只有在焦平面很小的区域内可以激发出荧光，双光子吸收仅局限于焦点处的体积约为波长3次方的范围内；4.荧光收集率高：与共聚焦成像相比，双光子成像不需要光学滤波器（共焦针孔），这样就提高了对荧光的收集率；5.图像对比度高：由于双光子激光波长较长，瑞利散射产生的背景噪声只有单光子激发时的1/16，大大降低了散射的干扰（图2）；6.避免组织自发荧光的干扰，获得较强的样品荧光：生物组织中的自发荧光物质的吸收波长一般在350-560nm范围内，采用近红外或红外波段的激光作为光源，能大大降低生物组织对激发光吸收（图2）。图2. 不同波长下的光穿透深度、光散射以及内源性物质对光的吸收情况基于以上优势，双光子显微镜自发明30年来，已成为较厚组织及活体动物显微成像中不可或缺的工具。我们平台双光子显微镜常用的应用研究如，在神经科学领域用于脑神经和脑血管成像，通过开颅对麻醉小鼠完整V层锥体神经元和更深层的海马神经元的三维结构进行深层成像，对脑血管进行高速动态实时成像；在肿瘤研究中，对于肿瘤细胞及肿瘤微环境中免疫细胞的行为进行成像；在药物研究中，对于药物在肿瘤或脏器中的靶向、释放及代谢等动力学行为进行实时可视化成像；得益于平台双光子显微镜双脉冲激光（一根700-1300nm可调激光，一根1040nm固定谱线激光）的配置，可进行双通道同时成像，特别是适用于比率型荧光生物传感器的研究，如果利用一根激光作为刺激光源，可进行边刺激边成像实验。双光子显微成像的“搭档”双光子显微镜用于活体动物的原位显微成像，为保证实验动物在成像时保持稳定且维持正常的生理状态，往往需要搭配一些辅助成像的设备或者配件。以下为我们常用的几种双光子成像辅助配件：1、可移动麻醉机进行双光子活体动物成像实验时，为保持动物处于稳定状态，需对其进行持续麻醉。吸入式麻醉起效快，麻醉效果稳定，麻醉的深度和维持时间易控制，麻醉撤离后动物复苏快，最重要的是其不会影响动物的生理指标，被认为是啮齿类动物最可靠的麻醉方式。异氟烷气体吸入式麻醉是目前国际惯用的麻醉方式，研究表明，异氟烷麻醉能维持动物的心率、血氧分压、血液pH等生理功能处于稳定状态，适合情况复杂且持续时间较长的动物实验，包括对小动物进行连续成像。因此小动物可移动麻醉机是双光子显微成像实验中必不可少的辅助设备。本平台配备的小动物可移动麻醉机适用于大鼠、小鼠、豚鼠，可保证动物在成像的同时进行可控的持续麻醉。2、小动物成像视窗由于光吸收和光散射，目前双光子成像深度≤1 mm。因此对于活体动物器官的成像一般需手术暴露成像部位。众所周知，大多数的生理和病理过程发生在较长时间内，需连续几天或更长时间内对同一只动物多次成像。因此对于双光子活体成像，待观察组织的暴露及固定技术非常重要。此外，正置双光子显微镜常用水镜，小鼠活体成像过程中会因稳定性不足发生抖动，造成样品与物镜间的水缺失，而活体动物自身的呼吸和心跳等影响因素也会造成成像焦面的丢失，一旦失焦，重新进行对焦十分耗时，大大影响成像的效率。基于以上问题，对于动物成像部位的维持与固定有非常高的要求，固定装置不能对动物有太大的损伤，既要保证能够得到清晰的图像，还要保证动物生命体征正常。目前已有多项研究通过构建和使用双光子活体成像窗口，实现对不同脏器进行固定和长期成像，其中脑部颅骨薄窗成像技术较为成熟，因其远离心脏的位置优势，前处理和固定相对较容易，结合荧光标记物已广泛应用于脑神经科学相关研究。腹部器官如肝脏、淋巴组织、肠、脾脏和肾等都很软且血管密布，由于解剖位置不同，缺乏可以固定成像窗的骨骼结构，给窗口适配器的固定增加了难度；而且腹部脏器普遍离心脏较近，拉伸距离有限，更需要较好的固定和麻醉来抵抗心跳造成的图像抖动。因此腹部器官的活体成像更具挑战性，固定适配器往往需根据具体实验自制或定制。3、气管插管工具及呼吸机对于小动物肺部成像或心脏成像，需对其进行开胸手术，为维持动物正常的生理活性，满足呼吸代谢的需求，一般借助呼吸机对其进行有节律的肺部供气。呼吸机的本质就是一种气体开关，控制系统通过对气体流路的控制而完成给实验动物肺部供气，保持实验动物生理活性的设备。而气管插管是呼吸机辅助呼吸的重要步骤，顺利的气管插管是实验成败的关键之一。气管插管（以下简称插管）是指将一特制的气管内导管经声门置入气管，进而打开小动物呼吸道，为气道通畅、通气供氧等提供最佳条件。气管插管推荐使用静脉留置针的套管，大鼠一般使用16-18G套管，小鼠一般使用22-24G套管。我们平台一般使用光纤辅助法经口插管，操作过程中先将动物固定到一个倾斜的平板上，光纤插入到气管插管中，然后利用这种带光源的气管插管在明视野条件下经口腔插入动物的气管，然后拔掉光纤，用专用的气泡接到气管插管中，吹泡检测是否气管插管到达需要的位置，如果确认插管到位，再将气管插管与呼吸机的Y型接口相连。光纤辅助法也是目前插管最快，成功率最高的方法，同时对动物的损伤小，对操作人员的技能要求低。国产双光子显微镜的现状和未来双光子显微镜目前已广泛应用于神经科学、肿瘤研究、免疫学、病毒学、化学生物学等研究领域，在基础科研和临床前研究中都有着不可替代的重要地位。一流的科研离不开一流的技术，但由于我国在显微镜行业起步较晚，当前我国高端双光子显微镜市场仍大多依赖进口，深度精密制造、光学核心部件设计及工艺严重制约产业升级，国内具备生产高端显微镜的企业屈指可数，必须承认的是国内厂商仍与国际高端水平有相当差距，在国际竞争中技术上处于相对劣势。我们平台的高端显微镜目前全部为进口品牌，在使用过程中一旦出现核心部件的严重的故障，涉及到需要连线国外厂家维修和维权非常不顺畅，耗费大量的人力和时间成本，严重影响了科研进度，面对此困境，国产高端显微镜的自立自强迫在眉睫。令人欣喜的是，近几年在国家科研仪器专项的支持下，我国科研仪器行业迅猛发展，特别是高端显微镜研制已渐入佳境，近几年更是研究出了有自己特点的高端双光子显微镜。中国科学院苏州医工所推出的“中科希莱”品牌高速双光子荧光显微镜深入研究并掌握了基于12kHz共振扫描器和磷砷化镓探测器的高速高灵敏度在体双光子成像技术，开发了专用于生物在体成像的高速高分辨双光子显微镜系统，实现了深表层和高速神经功能成像，并能与电生理、光遗传等常用生理仪器完全同步联合运作。目前产品已销售到以色列耶路撒冷希伯来大学、北京大学分子生物研究所、中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所等国内外多家高校及研究所。2017 年，北京大学程和平院士牵头研发的微型化双光子活体成像技术的出现，使目前最新神经科学需要的针对清醒动物的功能研究实验得以实现，其核心技术 2.2 克可佩戴式微型化双光子荧光显微镜，在国际上首次获取了小鼠自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰稳定的图像。该成果获得了中国科技部评选的2017年度“中国科学十大进展”，同时与其他自由运动成像技术被Nature Methods杂志评为2018年度方法——“无限制行为动物成像”。2021年，该团队在Nature Methods上报道了第二代微型化双光子荧光显微镜FHIRM-TPM 2.0，其成像视野是该团队于2017年发布的第一代微型化显微镜的7.8倍，同时具备三维成像能力，获取了小鼠在自由运动行为中大脑三维区域内上千个神经元清晰稳定的动态功能图像，并且实现了针对同一批神经元长达一个月的追踪记录。目前该技术已产品化并销往海内外，销售额过亿。值得一提的是，2023年2月27日，该团队研制的空间站双光子显微镜随神舟十五号进入太空，航天员乘组使用空间站双光子显微镜开展在轨验证实验任务，成功获取航天员皮肤表皮及真皮浅层的三维图像，为未来开展航天员在轨健康监测研究提供了全新工具。近五年来，国产高端显微镜科技成果产业化的飞速进步给了我们很多惊喜，也在逐渐努力打破当前被进口仪器垄断的市场格局。但由于我国显微镜行业起步较晚，发展缺乏技术沉淀，因此在核心部件设计、工艺及精密制造上仍与国外拥有百年历史的显微镜厂商有较大差距。未来，随着国内显微镜仪器行业新产品层出不穷，对光学元件组件加工技术（如光学玻璃非球面加工技术）、配套材料及高精度检测技术要求越来越高，只有解决了这些问题，才能将高端显微镜的知识产权和核心技术牢牢掌握在自己手里，以期真正实现高端显微镜的自主创新和国产替代。关于北京大学天然药物及仿生药物全国重点实验室生物影像平台在科技部国家重点实验室仪器专项和双一流学科建设经费的支持下，实验室建立了配套齐全、设备先进的大型仪器研究技术平台，设备总值约3.6亿元，按功能分为10个子平台，可为生物医学研究和新药研发提供全链条技术支持。其中，生物影像平台技术精专、设备一流、开放性强、是一个为科研人员提供合作研究和技术交流的多功能研究技术平台。生物影像平台拥有成熟的高内涵成像分析技术、STED/STORM/Airyscan超高分辨成像技术、共聚焦成像技术、双光子成像技术、多光谱全景组织切片成像及表型分析技术、小动物光学成像技术、多模式小动物光/超声成像技术等，同时平台集成了Imaris、Aivia、inForm、Nis-element、AutoQuant X3等多种智能图像处理分析软件，建立完备的图像分析工作站，获取大量基于图像的生物信息分析数据。平台成功建成从分子到细胞、组织、动物完整的生物成像及分析体系，已广泛应用于校内外的分子及细胞生物学研究、免疫学研究、疾病研究、原创药物研发及高通量药物筛选、新型纳米功能材料研究等领域。主持多项国家级课题和校级技术类开放课题，不断开发或拓展成像技术的应用领域，积累了丰富的生物成像研究经验。本成像平台目前的研究方向及技术服务内容有：1. 核酸、蛋白、糖类等生物分子的成像及相互作用分析；2. 细胞生物学成像及细胞器的动态相互作用超高分辨成像与分析；3. STED、STORM、Airyscan超分辨成像技术；4. FRET、FRAP、TIRF等成像技术及分析；5. FLIM、FLIM-FRET、FCS成像及定量分析；6. 信号传导通路分析及分子定位分析；7. 细胞内药效学及药物动力学可视化评价；8. 组织病理切片制备、染色、免疫组化、多色免疫荧光；9. 组织切片全景扫描、多色免疫组化荧光成像与空间组学分析；10.双光子小动物活体原位细胞动态成像；11. 小动物活体光学/超声/光声成像及活体中的药效、药物动力学评价等。

12月22日，由超维景公司自主研发的在体双光子显微成像系统获得江苏省二类创新医疗器械上市审批，其注册证编号为苏械注准20232061797，是中国首个基于双光子显微成像原理的医疗器械注册证。该产品用于医疗机构对体表上皮细胞及组织在体所成图像进行采集、储存、检索和显示，辅助医生进行临床诊断，具有实时、在体、原位、无创、动态的优势。该成像系统通过双光子激发角蛋白、NAD(P)H/FAD、弹性纤维、胶原纤维、黑色素等物质的自发荧光或谐波信号，不仅实现对表皮和真皮组织的高分辨率三维层切扫描成像，还可辅助识别组织组分、辅助判断代谢功能等，为皮肤科临床诊断和科学研究提供了一种多模态成像的新范式。皮肤结构示意图超维景由北京大学程和平院士及北大团队始创于2016年，是一家专注于高端生命科学仪器和医疗器械研发、生产和销售的国家高新技术企业。超维景的多学科交叉团队攻克了多项关键核心技术。2017年成功研制仅2.2g的超高时空分辨微型化双光子显微镜，在国际上首次获取了小鼠在自由行为过程中大脑皮层神经元和神经突触活动的动态图像，被 《Nature Methods》评为“2018年度方法”（无限制行为动物成像）。2023年微型化三光子显微镜再发《Nature Methods》，首次实现小鼠“深脑成像”。空间站皮肤双光子显微镜成功在空间站运行，是全球首次实现双光子显微镜在轨正常运行、首次在轨观测到航天员细胞结构和代谢成分信息。超维景成功开发一系列具有自主知识产权的微型化多光子显微成像系统，目前超维景已实现核心部件全部国产自主可控，科学家与企业家组合的创业团队未来将在多光子科研和医疗领域开拓创新并将积极开拓国内外市场。在生命科学和医学研究中，成像技术至关重要，是推动生命科学进步的核心动力，生物医学发展的历史大半部是成像技术的发展史。进入新千年，脑科学研究成为热点，根据《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》，我国脑科学与类脑研究将以脑认知原理解析、脑介观神经联接图谱绘制、脑重大疾病机理与干预研究等方向作为重点。中国要做原创科学，必须要有自己的仪器。超维景曾表示作为科技成果产业化的典型公司，将以自主创新的核心技术，将继续为我国的脑科学研究做出重要贡献，利用神经科学的基础研究成果来造福社会。

面对远距离小目标，常规探测手段往往只能对其定位，看到的目标只是一个点。而有些特殊需求下，需要掌握其面特征甚至体特征，实现运动目标认知，此时迫切需要发展超分辨成像手段。国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室主任胡以华教授团队，继2022年实现10千米距离上优于2厘米分辨率的国内外报道最高水平的反射层析激光雷达超分辨二维成像的基础上，近期实现了三维超分辨成像的重大突破。实现10千米距离2.0×2.0×3.5厘米分辨率的三维超分辨成像反射层析激光雷达实现二维成像的原理日趋成熟，国内外也开展了相关的实验研究，但是实现三维成像的原理和方法在国内外未见报道。团队创新性地提出了反射层析激光雷达三维成像技术架构，建立了激光探测的多角度多视场交叠取样、窄脉冲激光回波的高速高保真采集及图像重构融合处理方法，研制出反射层析激光雷达三维成像实验系统，在合肥紫蓬山地区开展了距离为10.38 km的外场实验，实现目标图像的三维超分辨重构。实验中，在山上(31°43′28″N, 116°59′55″E)的百米高实验塔上分别设置两类目标：1）高度75 cm、宽度30 cm的立体组合件，如图1 (a)所示；2）多块厚度1.7 cm、断面面积不同的块状体构成的从下到上间距9 cm到2 cm递减、面积渐小的60°倾斜角梯形立体分辨率测试靶，如图1 (b)所示。成像实验系统布置在该市华南城(31°46′20″N, 117°5′35″E)楼上，如图1 (c)所示。在多种实验环境和实验参数设置下，成功获得了如图2 (b)、图2 (d)所示的立体目标三维超分辨成像结果。图1 反射层析激光雷达三维成像实验实施图(a) 立体组合件；(b) 立体分辨率测试靶；(c) 反射层析激光雷达三维成像实验系统经第三方专家现场实测，在10.38 km距离上，环绕平面成像分辨率优于2 cm，环绕轴向分辨率优于3.5 cm。根据反射层析激光雷达成像的原理，只要激光脉冲回波信噪比足够，其三维成像分辨率与光学孔径、作用距离、激光发散角相对无关，因此，本实验为实现千千米超远距离微小目标的三维成像奠定了基础。该实验系统光学孔径为260 mm，相同孔径的光学成像系统衍射极限角约为5 μrad，对应10 km处常规光学成像的极限分辨率约为5 cm。本成果取得了超过同口径光学成像衍射极限的远距离小目标超分辨成像能力，其成像分辨率居激光成像领域国内外最优水平，特别是通过独创的技术手段和处理算法首次得到立体目标结构的十千米距离厘米级超分辨三维成像结果。图2 目标实物与成像结果(a) 立体组合件；(b) 立体组合件重构图像；(c) 立体分辨率测试靶；(d) 立体分辨率测试靶重构图像科研团队简介国防科技大学电子对抗学院胡以华教授科研团队长期致力于运动目标精确激光探测和光电对抗等领域方向理论与应用研究，围绕目标的激光三维成像、反射层析激光雷达成像、大气扰动激光探测、相干探测、光子探测以及量子纠缠探测方法，取得了一系列研究成果，为空天弱暗目标远距离探测、高精度定位和多维信息获取提供新型技术手段。团队先后出版专著《激光成像目标侦察》、《目标衍生属性光电侦察技术》、《Theory and Technology of Laser Imaging Based Target Detection》和《激光相干探测应用理论方法》，公开发表学术论文300余篇，授权发明专利70余项，获国家技术发明二等奖2项、国家教学成果二等奖2项、安徽省重大科技成就奖、省部级科技一等奖8项。团队带头人，国防科技大学电子对抗学院胡以华教授，脉冲功率激光技术国家重点实验室主任，光学工程学科首席专家，中国光学学会会士，安徽省科学技术协会兼职副主席。长期从事光电探测与对抗领域研究，取得多项系统性创新成果。

近年来，以光场显微镜为代表的一系列计算成像技术，因其低光毒性、快速三维成像能力等优势备受注目，在活体显微成像领域取得了突破性的成果【1】。由于光场成像技术可以在单次拍摄下获取样本的高维信息，在长时动态观测方面具有独特的优势，例如观测血流、大规模神经活动、细胞内以及细胞间长期相互作用等等。而在复杂的活体成像环境下，光场系统采集的高维目标信号与无序散射光以及高强度背景光深度杂糅，极大限制了穿透深度与信号的定量程度。近日，清华大学的研究团队提出了一种基于非相干散射理论的多尺度量化模型（QLFM），可通过充分挖掘光场数据的高维特性和准确的物理建模，从而实现计算光学层析能力。该研究显著减少了背景荧光与散射光子的影响，同时也提升了单光子成像在复杂活体环境下的穿透深度，推动光场显微技术进入定量荧光显微时代。相关研究成果于 2021 年 11 月 4 日在线发表在 Nature Communications 杂志，题为：Computational optical sectioning with an incoherent multiscale scattering model for light-field microscopy。在复杂的成像环境下，由于背景光、散射光以及系统像差等多种因素的干扰，传统的光场成像模型无准确求解成像反问题。这一特性极大限制了光场显微成像技术在活体观测中的应用。在此基础上，QLFM提出了多尺度精确量化模型，在完备空间下剥离信号光、背景光以及散射光分量，实现了光学计算层析，显著提升了成像穿透深度。通过此方式，科学家在400μm的成像深度下，将图像的信背比 (signal-to-background ratio, SBR) 提升了20dB。该方法被用于观测等斑马鱼脑、果蝇脑、果蝇卵、小鼠脑等多种活体生物样本，并在多种成像环境下成功解析了高SBR的三维动态信息。此外，由于不需要额外的硬件支撑，该方法广泛适用于各种相空间成像系统。图1 | QLFM 概念与原理示意在传统的光场成像模型中，大量的背景光极易将目标荧光信号淹没，极大制约了成像深度。QLFM首先提供了一种多尺度的完备空间模型，利用光场不同角分量下点扩散函数 (point spread function, PSF) 的不同特征，分离出大尺度范围内的背景光分量，并将其在成像反问题求解过程中剔除。另外，为了提升计算效率，QLFM提供了一个基于非均一分辨率的多尺度采样机制。这种采样方式极大的节约了计算成本，将重建速度提升了两个数量级，为长时间活体三维观测提供了基础。图2 | 在斑马鱼心脏成像实验中，QLFM 与传统模型的对比除了背景光，杂乱无序的散射光也是一个需要考虑的因素。在传统成像模式下，由于散射光与信号光深度杂糅，不能通过常规的光学层析将散射光剔除。但在光场成像模式下，相空间分量准确描述了目标的高维光场分布，这为解析散射光提供了可能。基于上述理论，QLFM还提出了一种相空间下非相干散射传播模型，对目标体中的散射光进行逐层建模，并将此模型融合到相空间成像反问题求解算法中，通过反复优化迭代，最终获得分离的散射光和信号光分量。另外，系统畸变造成高维PSF畸变也是导致成像质量下降的一个因素。QLFM提供了一个基于向相位恢复算法的PSF矫正模型，通过反复迭代拟合，使得仿真PSF的强度分布收敛到与实采PSF一致，同时又保证了更高的信噪比。使用矫正后的PSF进行反问题求解可以显著缓解近焦面的伪影，同时在整个成像范围内都提升了空间分辨率。QLFM 利用精确数学建模获得了光学计算层析能力，极大程度削弱了背景光的干扰，剔除了活体样本中散射光的影响并消除由系统像差引入的畸变，由此从高维光场信号中准确求解复杂成像反问题，显著提升了光场显微系统的实用性与在活体环境下的定量荧光观测能力。同时QLFM也进一步提示了复杂物理模型在反问题求解过程中的重要性。如何准确地从数据中可解释地挖掘出真实世界的定量本真信息将是未来发展的一个重要趋势。清华大学自动化系博士生张亿、卢志、清华大学自动化系助理教授吴嘉敏为该论文的共同第一作者，清华大学自动化系、脑与认知科学研究院、北京科学信息与技术国家研究中心戴琼海教授、季向阳教授、吴嘉敏助理教授为论文共同通讯作者。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-26730-w

医疗器械的国产替代，正在加速推进。近期，国家财政部及工信部联合发布的《政府采购进口产品审核指导标准》显示，137种医疗器械全部要求100%采购国产；而就在10月28日，中国科学院深圳先进技术研究院、东莞市杜氏诚发精密弹簧有限公司签约创立的“医用介入器械联合实验室”也隆重揭牌，进一步助力国产设备打开市场。（图：医用介入器械联合实验室揭牌成立）血管介入医疗器械的国产化“突围”据介绍，“医用介入器械联合实验室”旨在面向医疗器械“国产化”的国家重大战略需求，致力于医用介入领域加强核心部件和关键技术的自主创新攻关，探索科研与技术有机结合新模式，加快中国医疗器械领域创新链和产业链整合，促进中国数字诊疗装备技术水平于与国际接轨，推动高端医疗器械行业健康有序发展。参加揭牌仪式的有中科院深圳先进院纪委书记冯伟、院企合作与发展处处长毕亚雷、杜氏诚发总经理杜智生、丁婉平，普惠医疗董事长卞弋等介入医疗界的嘉宾，以及来自政府、媒体等领导和代表人士。（图：中科院深圳先进院纪委书记冯伟致辞）“实验室首期重点攻关的是血管内放支架前的检测设备：光学相干断层扫描（简称OCT）和血管内超声（简称IVUS）领域的介入检测设备。”杜氏诚发总经理杜智生介绍，目前双方已经合力研发出国产多股牵引丝技术，让设备可以进入血管内，通过每分12000转的高转速来采集血管内部的参数，形成3d影像显影，从而提高血管内病变的检测精准度。（图：杜氏诚发总经理杜智生致辞）与市面上现有的单股螺旋缠绕形式相比，杜氏诚发多股牵引丝是一种开创性的导丝设备，产品具有同步性高、稳定性高、安全性好等优势。该产品一举打破了美国、日本等国外品牌十几年的技术垄断，杜氏诚发也成为中国第一家能够完全自主研发生产该产品的厂家，有效填补了国内空白。多股牵引丝（coil）是通过独特的工艺，使其在保持柔韧性的同时还有很好的推送性能和旋转性能。这样的coil才能推送成像探头通过复杂、狭长、弯曲的血管通道网络，顺利到达病变区；并通过coil传递旋转和回撤力矩，驱动成像探头完成旋转和回撤动作，完成扫描成像。Coil最典型的应用是驱动血管内超声成像（IVUS）和血管内光学相干层析成像（OCT）。由于成像完全依赖成像探头在血管内的旋转和回撤动作以实现对血管的完整扫描，所以运动的稳定性、重复精度、驱动力矩的精准传递，都直接影响图像质量。尤其是现在血管内影像手段的分辨率、精度、速度都在大幅提升的情况下，对coil的传送和运动性能也提出了越来越高的要求。因此coil作为血管内成像的关键部件，也需要不断地发展和提升。而Coil不仅是血管内成像的关键部件，各类心/脑内介入器械都与coil密切相关。不论是显影剂的推送、支架的释放，还是心脏起搏器、脑起搏器的安置，都需要性能过硬的coil作为支撑。只有性能过硬的coil才能支持医生完成从体外远程操控体内器件的复杂和精细的操作。因此，研发高性能的牵引丝是发展各类心介入器械的重要基础，也是满足高复杂度心介入操作的迫切需求。百亿产业锻造“中国名片”纵观国际，高端、精密的医疗器械和工艺绝非一朝一夕，“医用介入器械联合实验室”的成立，就是基于中科院深圳先进院以及杜氏诚发在精密加工、微量控制、新材料研发等要素上数十年如一日的技术积淀与经验积累。据悉，杜氏诚发早在6年前，就开始自主研发膝关节避震弹簧，并成为中国首家导入医疗产品生产的弹簧企业；后来又相继创新研发了多种医疗配件，特别是其使用寿命长达20年的心脏三瓣膜相关配件，截止2020年，已有数千个产品使用在病人身上、数万个产品投入市场。“从1989年入弹簧行业，经过33年的努力，我们冲破种种关卡，突破层层技术壁垒，近4年在医疗生产技术方面就拿到了8项发明专利、17项实用新型专利。”杜智生在讲话中介绍。从某种程度上来说，杜氏诚发在医疗配件领域的主攻发力，早已让它成为这个领域的“隐形冠军”。综合数据显示，受我国医疗水平提升、居民健康意识提升等多种因素影响，当前国内介入手术量需求攀升，进而带动血管造影设备行业快速发展，2019年的市场规模为60亿元，预计2024年前后将突破百亿。但当前市场主要被外资品牌把持，国产替代有极大的上浮空间，是名副其实的“朝阳行业”。实验室双方表示，未来，“医用介入器械联合实验室”将对标世界一流实验室，志在打造成为汇聚中国医用介入器械科研人才的开放型创新基地，跨学科集成的平台型创新基地，集应用基础研究、关键技术攻关、科技成果转移转化于一体的枢纽型创新基地，最终形成国际医用介入器械领域的“中国名片”。（图：中科院深圳先进院院企合作与发展处处长毕亚雷接受采访）事实上，今年以来，从中央到地方都在强调，要逐步提高公立医疗机构国产设备配置水平，国产医疗设备配置，迎来前所未有的进院利好和广泛关注。

近日，湖北省发展和改革委员会发布武汉铁路职业技术学院轨道交通智能装备产教融合实践中心、武汉科技大学冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室、湖北大学生物制造基础设施一体化升级平台重大科研设备购置项目可行性研究报告的批复。批复中表明三所高校项目总投资4.5亿，资金来源为除争取中央投资外，其余由学校自筹解决。序号项目建设地点项目估算总投资（万元）资金用途1武汉铁路职业技术学院轨道交通智能装备产教融合实践中心设备更新项目可行性研究报告武汉市江夏区藏龙大道1号武汉铁路职业技术学院校内。12085.02教学实训设备购置，资金来源为除申请中央投资外，其余由学校自筹解决2武汉科技大学冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室重大科研设备购置项目武汉市青山区和平大道947号武汉科技大学青山校区教一楼、钢铁楼及武汉市洪山区黄家湖西路10号武汉科技大学黄家湖校区教三楼、教九楼、人工智能大楼19802.17主要用于重大科研仪器设备购置，资金来源为除申请中央投资外，其余由学校自筹解决。3湖北大学生物制造基础设施一体化升级平台项目武汉市武昌区友谊大道368号湖北大学武昌校区、武汉市长江新区阳逻经济技术开发区平江东路630号湖北大学阳逻校区。13112.99其中建筑安装工程费用7999.06万元，设备购置费3910万元，工程建设其它费用765.69万元，预备费438.24万元，资金来源为除争取中央投资外，其余由学校自筹解决。省教育厅：报来《关于报请审批武汉铁路职业技术学院轨道交通智能装备产教融合实践中心设备更新项目可行性研究报告的函》（鄂教发函〔2024〕60号）及相关附件收悉，结合武汉市工程咨询部有限公司专家评审意见（武咨评〔2024〕288号），现就武汉铁路职业技术学院轨道交通智能装备产教融合实践中心设备更新项目（项目代码：2406－420115－04－03－760627）可行性研究报告，批复如下：一、建设地址武汉市江夏区藏龙大道1号武汉铁路职业技术学院校内。二、建设内容项目主要建设轨道车辆智能运维检修实训基地、先进轨道交通通信信号智能控制实训基地、先进轨道交通供配电智能控制实训基地、先进轨道交通线路智能检测与维护实训基地、先进轨道装备智能产线实训基地、先进轨道交通智慧运营与现代物流管理实训基地、智能物联实训基地、智能制造基础实训基地等8个实训平台，购置实训教学设备135台（套），其中更新类设备51台（套）、新增类设备84台（套）。轨道车辆智能运维检修实训基地购置轨道车辆智能运维检修实训平台1套，先进轨道交通先进轨道交通通信信号智能控制实训基地购置故障应急联动协同演训平台、转辙机组装调检测实训平台、继电器组装调试检验平台等设备7套，先进轨道交通供配电智能控制实训基地购置供配电智能主控制平台、城轨电梯实训平台、智能供电配电实训设备等设备38台（套），先进轨道交通线路智能检测与维护实训基地购置架桥机、轨道三维扫描轨检小车、全站仪惯导小车等设备26台（套），先进轨道装备智能产线实训基地购置智能制造生产线、工业机器人多功能实训设备、五轴加工中心等设备19台（套），先进轨道交通智慧运营与现代物流管理实训基地购置智能动车组演练平台（拖车）、数智商业实训平台、数智商务数据运营实训平台等设备19节（台、套），智能物联实训基地购置孪生互动交互设备、孪生实践平台、集成电路封装自动测试机阵列等设备19台（套），智能制造基础实训基地购置“武汉铁路”虚拟仿真实践箱、电工技能鉴定／实训平台、VR设备主控制中心等设备6台（套），三、投资估算及资金来源项目估算总投资12085.02万元，主要用于教学实训设备购置，资金来源为除申请中央投资外，其余由学校自筹解决。请项目单位接此批复后，抓紧完备相关手续，严格按照批复确定的建设内容、投资估算以及国家投资管理相关要求，确保项目依法依规建设，争取早日建成发挥政府投资效益。附件：1．招投标意见表2．重大科研仪器设备清单表湖北省发展和改革委员会&ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp 2024年6月14日&ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp 省教育厅：报来《关于报请审批武汉科技大学冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室重大科研设备购置项目可行性研究报告的函》（鄂教发函〔2024〕42号）及相关附件收悉，结合武汉市工程咨询部有限公司专家评审意见（武咨评〔2024〕259号），现就武汉科技大学冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室重大科研设备购置项目（项目代码：2405－420107－04－02－503394）可行性研究报告，批复如下：一、建设地址武汉市青山区和平大道947号武汉科技大学青山校区教一楼、钢铁楼及武汉市洪山区黄家湖西路10号武汉科技大学黄家湖校区教三楼、教九楼、人工智能大楼。二、建设内容项目主要为冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室冶金装备设计方法基础研究平台、冶金装备制造技术研发平台、冶金装备生产过程智控平台和冶金装备运维服务平台等4个平台购置科研仪器设备91台（套），其中：冶金装备设计方法基础研究平台购置冶金高端液压元器件试验平台、电子束表面强化单元等仪器设备18台（套）；冶金装备制造技术研发平台购置大尺寸多激光束金属3D打印设备、先进高强钢稳健精整关键技术研发平台等仪器设备19台（套）；冶金装备生产过程智控平台购置面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－基础运行设备、ADAS高级辅助驾驶测试平台等仪器设备22台（套）；冶金装备运维服务平台购置高频脉冲电流辅助双金属轧制复合装备、冶金装备关键零部件的数字孪生测试与验证平台等仪器设备32台（套）。所购仪器设备中更新类1台（套）、新增类90台（套）。三、投资估算及资金来源项目估算总投资19802.17万元，主要用于重大科研仪器设备购置，资金来源为除申请中央投资外，其余由学校自筹解决。请项目单位接此批复后，抓紧完备相关手续，严格按照批复确定的建设内容、投资估算以及国家投资管理相关要求，确保项目依法依规建设，争取早日建成发挥政府投资效益。附件：1．招投标意见表2．重大科研仪器设备清单表湖北省发展和改革委员会&ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp 2024年6月14日&ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp 省教育厅：报来《关于报请审批湖北大学生物制造基础设施一体化升级平台项目可行性研究报告的函》（鄂教发函〔2024〕68号）及相关材料收悉，结合上海同济工程咨询有限公司专家评审意见（TJEC2024PG154），经研究，现就湖北大学生物制造基础设施一体化升级平台项目可行性研究报告（项目代码：2405－420100－04－01－980872），批复如下：一、建设地点武汉市武昌区友谊大道368号湖北大学武昌校区、武汉市长江新区阳逻经济技术开发区平江东路630号湖北大学阳逻校区。二、建设规模及内容项目总建筑面积22100平方米，购置重大科研设备6套。其中在武昌校区内新建1栋地上7层、地下1层的国家重点实验室大楼，建筑面积19000平方米（地上建筑面积16000平方米，地下建筑面积3000平方米），主要建设实验室、科研用房、多功能研究室等，同步建设给排水、电气、消防、暖通等公用工程及室外工程，同时配套购置6套重大科研设备。在阳逻校区内新建实验动物中心，建筑面积3100平方米，建设3栋地上2层的实验楼。主要建设动物实验室及相关配套用房等，同步建设给排水、电气、消防、暖通等公用工程及室外工程。三、投资估算及资金来源项目估算总投资13112.99万元，其中建筑安装工程费用7999.06万元，设备购置费3910万元，工程建设其它费用765.69万元，预备费438.24万元，资金来源为除争取中央投资外，其余由学校自筹解决。请项目单位严格履行审批程序，抓紧落实相关建设条件，并据此抓紧编制项目初步设计方案报我委审批。附件：湖北大学生物制造基础设施一体化升级平台项目招投标意见表湖北省发展和改革委员会&ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp 2024年6月15日&ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp &ensp 湖北科技学院重点科研平台仪器设备购置项目序号设备（仪器）名称单位数量单价（万元）总价（万元）一辐射化学与功能材料湖北省重点实验室台（套）111222（一）新增类设备台（套）1011721场发射扫描式电子显微镜套13603602桌面型自屏蔽电子加速器套11301303激光拉曼光谱仪台190904慢应变速率拉伸试验机台150505电子顺磁共振波谱仪台150506荧光仪台152527便携式光合测量－荧光成像系统套150508X射线荧光光谱仪台1140140910通道α、β低本底计数器台1505010扫描探针显微镜系统套1200200（二）更新类设备台1501粉末X射线衍射仪台15050二糖尿病心脑血管病变湖北省重点实验室台（套）61075（一）新增类设备台（套）58751双色近红外激光成像系统套165652三重四极杆线性离子阱质谱仪台13203203全景切片扫描系统套12402404细胞能量代谢分析系统（线粒体呼吸仪）套119019056通道荧光定量PCR仪台16060（二）更新类设备台12001流式细胞仪台1200200三环境疾病与全健康校级重点实验室台（套）6615（一）新增类设备台（套）66151全自动微重力大容量三维细胞培养系统套170702心室容积－压力系统套160603细胞代谢呼吸动态分析仪台12202204小动物活体成像系统套11401405全自动实时细胞检测系统套160606ARTP诱变育种仪台16565四医学电子仪器技术湖北省工程研究中心台（套）121637（一）新增类设备台（套）1012851封闭管微焦点射线源台180802X射线图像数据采集系统套195953显微CT机械及辐射安全系统套件套190904显微CT控制系统套件套195955光谱仪台162626高精度示波器台168687数字减影血管造影设备台13953958立式数字X射线摄影系统（双平板DR）套12002009数字钼靶X线摄影系统套114514510光学相干层析成像系统套件套15555（二）更新类设备台（套）23521彩色多普勒超声诊断仪台12452452电子胃肠镜系统套1107107五五官学院台（套）2370（一）新增类设备台（套）23701裂隙灯智能模拟系统套12602602角膜共焦显微镜台1110110六智能应急服务大数据应用湖北省工程研究中心套4380（一）新增类设备套43801智能应急大数据开发平台套495380七动物医学中心套154（一）新增类设备套1541一体扰流喷淋除臭设备套15454八基础医学院台（套）2128（一）新增类设备台（套）21281数字切片扫描仪台168682高清数字人虚拟解剖台系统套16060九建设项目总投资台（套）445481武汉科技大学冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室重大科研设备购置项目序号设备名称单位数量单价（万元）总价（万元）一冶金装备设计方法基础研究平台台（套）183087.81（一）新增类设备台（套）183087.811冶金高端液压元器件试验平台套13963962电子束表面强化单元套12972973轧机耦合动力学研究平台套11981984高端液压元器件加速寿命与可靠性试验平台套1247.5247.55冶金装备数模联动混合策略下的动态服役性能评估与控制平台套1223.74223.746大功率液压能量回收与馈能试验平台套11981987冶金装备动力学设计与服役性能评估示范平台套1185.13185.138减隔振元件综合性能试验台套1171.27171.279极端高温环境下液压元件主动降温试验平台套1148.5148.510冶金装备数智化监测与结构耐久性测试应用平台套1144.54144.5411激光表面强化单元套1138.6138.612轧机／热镀锌机组用高温重载轴承试验评价平台套2128.7257.413振动测量系统套1125.73125.7314驱动与传动部件可靠性与剩余寿命预测评价验证单元套29919815进口替代高速压缩机轴承－转子试验评价单元套179.279.216超声表面强化单元套179.279.2二冶金装备设计方法基础研究平台台（套）195630.53（一）新增类设备台（套）185501.831大尺寸多激光束金属3D打印设备台1118811882先进高强钢稳健精整关键技术研发平台套11112.761112.763超精密五轴加工机床台1663.3663.34大型智能砌筑装备研发平台套1470.25470.255热模拟试验机台13963966高强钢矫直装备核心部件全信息智能检测与复合能场辅助的激光强化工艺研发平台套1321.75321.757五轴加工机床台1267.3267.38耐火材料砌筑质量检测平台套1188.1188.19自主搭建激光熔覆平台套1165.73165.7310三轴高速磨削车床台1133.65133.6511板带涂渡测试实验平台套1122.76122.7612数控加工过程多光束激光测量系统套1108.9108.913虚拟砌筑规划设计开发平台套176.2376.2314冶金工程装备动态精度测量系统套172.2772.2715高温高压多相流体喷射性能检测设备台159.459.416加工过程碳效益多粒度管控系统套152.4752.4717自移动复合拆解与失效特征自检测系统套151.4851.4818废旧装备零部件多属性寿命预测系统套151.4851.48（二）更新类设备台1128.71多材料3D打印机台1128.7128.7三冶金装备生产过程智控平台台（套）225904.16（一）新增类设备台（套）225904.161面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－基础运行设备套1138613862ADAS高级辅助驾驶测试平台套1302.94302.943面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－配电系统套12972974面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－冶金生产过程控制模型套12972975面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－工业物联网平台套12972976面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－物料跟踪管控系统套12972977面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－孔径智能检测系统套12972978远程驾驶模拟装置套1263.24263.249面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－钢管三维表检系统套1257.4257.410面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－产线电气自动化控制系统套1247.5247.511面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－跨镜头AI智能视频分析套1237.6237.612面向冶金产品质量检测的特种机器人关键技术研发平台套1237.6237.613面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－机器人激光打标套119819814面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－机器人车间智能巡检套119819815轮式移动运载工具减振性能测试平台套119819816面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－钢管字符机器人智能识别系统套1178.2178.217轮式移动运载工具制动性能测试平台套1178.2178.218面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－机器人性能检测与校准系统套1148.5148.519面向特钢3D数字化工厂的智控生产实验平台－机器人钢管表面去毛刺套1118.8118.820自研冶金巡检及点检机器人传感器及部件平台套196.9296.9221全天候冶金巡检机器人平台套187.1287.1222基于复合移动机器人的高温炉衬维护及缺陷检测平台套185.1485.14四冶金装备运维服务平台台（套）325179.67（一）新增类设备台（套）325179.671高频脉冲电流辅助双金属轧制复合装备套1439.56439.562冶金装备关键零部件的数字化生产线系统套1401.94401.943冶金装备关键零部件的数字孪生测试与验证平台套12972974国产算力平台套10205.4252054.255复合轧制带材应力－应变及表面质监测系统套1183.15183.156虚实融合轧辊修磨与钢铁制造产线调度与重调度平台套1182.16182.167光学传感器及探头制备装置套1168.3168.38精密拉伸测试机套1133.65133.659复合轧制数智驱动的控制与运维系统套1115.83115.8310光纤传感振动测试平台套1108.9108.911MEMS传感器制备装置套1105.93105.9312气体传感器及陶瓷芯片测试系统套193.0693.0613冶金环境感知及控制系统套184.2584.2514电化学工作站测试系统套173.2673.2615气体分析仪台164.3564.3516自动化烧录系统套150.4950.4917定点激光扫描仪台26212418三维扫描互动展示设备套27414819力反馈动作捕捉系统套1757520智能制造综合验证平台套113713721双臂协同检测机器人平台套1139.59139.59五建设项目总投资台（套）9119802.17注：湖北大学生物制造基础设施一体化升级平台仪器清单未公开

多层石墨烯及其堆垛顺序具有特的物理特性及全新的工程应用，可以将材料从金属调控为半导体甚至具有超导特性。石墨烯薄膜的性质相对于层数及其晶体堆垛顺序有很大变化。例如，单层石墨烯表现出高的载流子迁移率，对于超高速晶体管尤为重要。相比之下，AB堆垛的双层或菱面体堆垛的多层石墨烯在横向电场中显示出可调的带隙，从而产生了高效的电子和光子学器件。此外，有趣的量子霍尔效应现象也主要取决于其层数和堆垛顺序。因此，对于大面积制备而言，能够控制石墨烯的层数以及晶体堆垛顺序是非常重要的。 近日，韩国基础科学研究所（IBS）Young Hee Lee教授和釜山国立大学Se-Young Jeong教授在期刊《Nature Nanotechnology》以“Layer-controlled single-crystalline graphene film with stacking order via Cu-Si alloy formation” 为题报道了采用化学气相沉积的方法来实现大面积层数及堆垛方式可控的石墨烯薄膜的突破性工作。为石墨烯和其他2D材料层数的可控生长迈出了非常重要的一步。 文章提出了一种基于扩散至升华（DTS）的生长理论，实现层数可控生长的关键是在铜箔基底上先可控生长SiC合金，具体来讲（如图1所示），先在CVD石英腔室内原位形成Cu-Si合金，之后将CH4气体引入反应室并催化成C自由基，形成SiC，随后温度升高至1075℃以分解Si-C键，由于蒸气压使Si原子升华。因此，C原子被留下来形成多层石墨烯晶种，在升华过程中，这些晶种横向扩展到岛中（步骤III），并扩展致边缘。在给定的Si含量下注入不同浓度稀释的CH4气体，可以控制Si-Cu合金中石墨烯的层数。图1e显示了在步骤II中引入不同稀释浓度CH4气体时C含量的SIMS曲线，在较高CH4气体浓度下，C原子更深地扩散到Cu-Si薄膜中，形成较厚的SiC层，然后生长较厚的石墨烯薄膜。由此实现可控的调节超低限CH4浓度引入C原子以形成SiC层，在Si升华后以晶圆尺寸生长1-4层石墨烯晶体。 　　图1. 不同生长过程中的光学显微镜结果，生长示意图及XPS能谱和不同生长步骤中Si和C含量的二次离子质谱SIMS曲线 随后，为了可视化堆垛顺序并揭示晶体取向的特电子结构，进行了nano-ARPES光谱表征，系统研究了单层，双层，三层和四层石墨烯的能带结构（图2a-d），随着石墨烯层数增加，上移的费米能逐渐下移。另外，分别根据G和2D峰之间的IG/I2D强度比和拉曼光谱二维模式的线形来确定石墨烯薄膜的层数和堆垛顺序。IG/I2D随着层数增加而增加（从0.25到1.5），并且2D峰发生红移（从2676 cm-1到2699 cm-1）。后，双层、三层和四层石墨烯的堆垛顺序通过双栅器件的电学测量得到了确认（图2i-k）。在双层石墨烯（图2i）中，沟道电阻（在电荷中性点处）在高位移场下达到大值，从而允许使用垂直偶电场实现带隙可调性。在三层器件上进行了类似的测量（图2j），与AB堆垛的双层相反，由于导带和价带之间的重叠，沟道电阻随着位移增加而减小，这可以通过改变电场来控制，从而确认了无带隙的ABA-三层石墨烯。在四层器件中也观察到了类似的带隙调制（图2k），确认了ABCA堆垛顺序。 图2. 不同层数的石墨烯样品的nano-ARPES,拉曼及电学输运表征 本文通过在Cu衬底表面上使用SiC合金实现了可控的多层石墨烯，其厚度达到了四层，并具有确定的晶体堆垛顺序。略显遗憾的是本文并没有对制备的不同层数的石墨烯样品进行电导率，载流子浓度及载流子迁移率的标准测试。值得指出的是，近期，西班牙Das-Nano公司基于THz-TDS技术研发推出了一款可以实现大面积（8英寸wafer）石墨烯和其他二维材料100%全区域无损非接触快速电学测量系统-ONYX。ONYX采用一体化的反射式太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）弥补了传统接触测量方法（如四探针法- Four-probe Method，范德堡法-Van Der Pauw和电阻层析成像法-Electrical Resistance Tomography）及显微方法（原子力显微镜-AFM, 共聚焦拉曼-Raman，扫描电子显微镜-SEM以及透射电子显微镜-TEM）之间的不足和空白。ONYX可以快速测量从0.5 mm2到~m2的石墨烯及其他二维材料的电学特性，为科研和工业化提供了一种颠覆性的检测手段。ONYX主要功能：→ 直流电导率（σDC）→ 载流子迁移率, μdrift→ 直流电阻率, RDC→ 载流子浓度, Ns→ 载流子散射时间，τsc→ 表面均匀性ONYX应用方向：石墨烯光伏薄膜材料半导体薄膜电子器件PEDOT钨纳米线GaN颗粒Ag 纳米线

近日，marketsandmarkets发布了一份新的市场报告，题为“2013-2018年光学成像技术市场报告--光学相干断层扫描、光声层析成像、超光谱图像和近红外光谱技术在临床诊断、临床研究和生命科学领域的技术发展趋势和市场前景分析”。该报告预测到，2012年光学成像技术的市场大约是9.16亿美元，到2018年预计可达到19亿美元，并且从2013年到2018年期间的市场年均复合增长率可达11.38%。同时，该报告还指出美国是主要的光学成像设备市场，其次是欧洲。未来，像亚太和中东这些新兴经济体将是这个市场的驱动力。　　虽然光学成像技术仍然处于发展的初期，但是它有许多重要的优势超过现有的放射成像技术。例如，光学成像技术是非扩散性的，无电离辐射，与传统的放射技术相比可以节约可观的成本，而且光学成像技术可以提高诊断的分辨率，它可以得到眼睛、表面组织、粘膜、胃肠道和血管系统等清晰的深层结构图像，能更好地促进诊断在临床医学中的应用。　　该报告中的光学成像技术包括光学相干断层扫描技术(OCT)、光声层析成像技术(PAT)、超光谱图像技术(HSI)和近红外光谱技术(NIRS)，这些技术在未来五年将推动整个光学成像技术的市场。　　当前，OCT占领光学成像技术市场的70%，从2013年到2018年，OCT的市场将按照4%的年均复合增长率增长。OCT被广泛地应用在眼睛、牙齿、心脏和皮肤等的临床诊断，并且现在还将其的应用领域扩展到癌症检测。卡尔蔡司和圣犹达医疗是这项技术的先驱，且几乎所有的设备都与OCT技术有关。　　此外，HSI、NIRS和PAT在光学成像技术市场属于新兴的技术。其中，HSI和NIRS目前在皮肤和神经领域被用于生物医学研究和药物开发，而PAT被用于癌症检测。(编译：邓雅静)

双光子显微镜是对深层散射组织进行活体观测不可或缺的仪器，以其远超单光子显微成像的穿透深度而受到生命科学和医学研究的广泛关注。然而，传统双光子显微成像的点扫描成像模式从根本上限制了其成像通量与三维感知速度，极易受复杂活体成像环境干扰，同时激发点巨大的瞬时光强会对活体生物样本造成持续性的非线性光损伤，导致高速三维成像时长严重受限，极大地制约了病理学、免疫学和脑科学的发展。2023年5月12日，清华大学戴琼海、吴嘉敏、祁海作为共同通讯作者在 Cell 期刊发表了题为：Two-photon synthetic aperture microscopy for minimally invasive fast 3D imaging of native subcellular behaviors in deep tissue 的研究论文。该研究首次提出了基于空间约束的多角度衍射编码，实现非相干光孔径合成；建立了双光子合成孔径显微术（Two-photon synthetic aperture microscopy，2pSAM），“化点为针”，通过多角度针状光束的扫描在实现高速三维感知的同时，将双光子成像光毒性降低了1000倍以上；融合了戴琼海院士团队2021年同样在 Cell 上所提出的数字自适应光学架构，具备高速多区域像差矫正能力，即使在恶劣复杂活体环境下依然保持近衍射极限的空间分辨率，并进一步提升了传统双光子成像的穿透深度。基于此，2pSAM能够在哺乳动物深层散射组织中非侵入式地观测大范围亚细胞级动态变化，将毫秒级三维连续观测时长从数分钟提高到数十小时，为系统性地研究大规模细胞在不同生理与病理状态下的交互作用打开了大门。交叉研究团队利用2pSAM在小鼠活体观测到了一系列新现象，包括急性脑损伤后脑组织内周的多细胞互作，神经元在超长时程连续观测下展现出对视觉刺激的表征稳定性与功能多样性，以及首次完整高速记录下了小鼠免疫反应过程中淋巴结生发中心的形成过程，为病理学、脑科学和免疫学的研究打开了新窗口。传统双光子显微镜使用“点扫描”的方案对三维样本进行扫描，类似于共聚焦荧光显微镜，由于双光子成像的非线性效应使其能够获得数倍于单光子成像的穿透深度。例如，双光子显微镜在小鼠大脑皮层的最大穿透深度可以达到1 mm。然而，这种点扫描方式严重限制了双光子显微镜的三维成像速度与数据通量，并且由于在聚焦点位置极大的瞬时光强带来了非常严重的非线性光损伤隐患。2pSAM采用了轴向景深拓展的“针扫描”方案，通过改变针状光束的不同倾角实现样本三维信息的多角度投影，类似CT一样实现快速三维成像；同时，受到雷达成像中合成孔径方法的启发，通过在像面处引入针孔所带来的空间衍射编码约束，实现了非相干光的孔径合成，将多角度信息融合为大数值孔径对应的高空间分辨率；进一步利用样本的时空连续性先验，有效避免了视角扫描带来的时间分辨率损失。这样一种全新的计算双光子成像架构，在保留双光子本身深层组织穿透能力的同时，将有效成像通量提升了三个数量级以上。图1. 双光子合成孔径显微术（2pSAM）系统图除此之外，样本引起的光学像差给显微成像带来的分辨率与信噪比损失十分严重，随着成像深度的增加这种降质尤为明显。目前双光子成像中的硬件自适应光学技术主要面临着以下一些问题：1、成像系统复杂、成本高昂；2、有效校正视场有限，大视场多区域校正速度缓慢。2pSAM通过激发光编码获得了超精细的四维空间角度光场数据，能够使用数字自适应光学架构（DAO），无需在光学系统中增加额外的波前传感器或者空间调制器，就能实现信号采集与自适应像差校正的解耦，在后处理端完成大范围多区域自适应光学，显著提升在复杂成像环境中的空间分辨率与信噪比。图2. 双光子合成孔径显微术（2pSAM）结合数字自适应光学（DAO）与传统双光子显微镜（TPM）面对复杂成像条件下的结果对比。从左至右依次为：正常条件下拍摄，物镜校正环不匹配情况下拍摄，物镜为水镜且缺乏浸润水的情况下拍摄，物镜与样本之间增加散射胶带后进行拍摄长时间的激光照射会对活体样本产生严重的光毒性。研究团队发现，传统双光子显微成像由于使用飞秒激光激发与高NA会聚，在样本局部会产生巨大的瞬时光强，由此所产生的非线性光毒性在以往被极大地低估了，而一旦在长时程成像过程中，就会不断积累损伤从而影响细胞正常状态。与之对比，2pSAM化点为针，通过轴向景深拓展，在保持同样荧光激发效率的前提下，将瞬时峰值功率降低了1000倍，从而有效解决了非线性光损伤的问题。一方面能显著减少荧光探针的光漂白，对于同一类易淬灭染料，在同样激发光强下，传统双光子仅能拍摄几十个三维体，而2pSAM能够连续拍摄几十万个三维体而没有明显的信号衰减。除此之外，团队还对小鼠脑皮层中的小胶质细胞与脑损伤过程中的中性粒细胞进行了连续成像测试，发现即使使用较弱的光强，传统双光子显微成像在连续拍摄半小时以上时仍会导致大量细胞凋亡，而在2pSAM成像过程中细胞保持了正常的表型，并且相比于对照组结果无明显差异。团队通过一系列在体与离体实验充分证明了2pSAM能够将传统双光子成像的光毒性下降三个数量级以上，为长时程高速活体组织成像打开了新窗口。图3. 小鼠大脑急性开窗损伤后的皮层免疫细胞成像，TPM（左）与2pSAM（右）光漂白对比（GIF图)图4. 离体B细胞（GFP，蓝色通道）连续拍摄实验：使用PI标记细胞凋亡（红色通道），对比TPM（左）与2pSAM（右）的光毒性（GIF图）生发中心（Germinal center，GC）是次级淋巴器官中的动态组织区域，是被抗原激活后的B细胞在趋化作用引导下聚集形成的结构，也是产生高亲和力抗体及形成长期免疫记忆关键场所。但是由于GC形成的随机性和免疫细胞本身对光损伤的敏感性，完整的GC形成过程从未被高速长时间的清晰记录过。借助2pSAM，得以首次完整清晰地观测到了免疫反应下GC形成的全部过程。研究人员将带有荧光标记的抗原特异性B细胞回输到小鼠体内，随后将抗原接种到腹股沟附近以诱导引流淋巴结中生发中心的形成，并于免疫后90到110个小时内（生发中心未形成期），在大视场下持续地对淋巴结中抗原特异性B细胞的动态行为进行追踪，成功揭示了GC形成过程中B细胞的分裂增殖是GC形成的主因，辅助以周围活化B细胞的聚集。由于拍摄时长达十余小时，淋巴结本身会产生剧烈的形变，2pSAM通过多视角信息能够进行实时轴向聚焦位置反馈，实现自动对焦，有效避免了长时程拍摄过程中的样本漂移。 图5. 小鼠腹股沟淋巴结免疫反应后生发中心形成过程的完整观测和记录（GIF图）研究人员进一步借助2pSAM在患有创伤性大脑损伤（Traumatic brain injury，TBI）的小鼠和正在接受视觉条纹刺激的GCaMP转基因小鼠进行脑皮层组织的细胞动态观测。在TBI小鼠受伤区域磨薄颅骨后观测到了外周免疫细胞中性粒细胞在浸润后与内周星形胶质细胞的相互作用，如通过直接接触定向产生迁移体（migrasome）来传递物质和信息。对GCaMP转基因小鼠开颅恢复2周后进行视觉上的条纹刺激，进一步证实了长达数小时内小鼠视觉皮层神经元钙信号对不同方向条纹选择性表达的持续性和稳定性，同时也通过长时程功能数据挖掘出了多种单细胞水平的神经响应类型，体现了神经元的功能多样性。这些现象对于传统双光子显微镜而言都极具挑战，特别是会由于光毒性本身导致会导致细胞异常表现，比如会导致神经元在长时程拍摄过程中响应强度不断下降。

皮肤在构建屏障防御病原入侵及环境威胁中扮演重要角色，归功于皮肤内由免疫细胞及非免疫细胞构建的复杂网络结构维持了皮肤免疫及稳态。皮肤面对外部抗原刺激时，多种免疫细胞共同发挥协调达到维持皮肤稳态的目的。树突细胞（包括表皮Langerhans细胞）获取抗原并迁移至淋巴结完成向幼稚T细胞呈递抗原的作用，这是去除获得性皮肤免疫响应的关键步骤，如接触性皮炎的发生。中性粒细胞 在皮肤损伤及炎症发生后，通过位于毛细血管的巨噬细胞的招募作用，可快速迁移至组织损伤部位发挥对抗并清除细菌的功能。应用创新的3D显微成像技术对完整皮肤样本进行整体成像，研究者得以对皮肤内免疫细胞的分布、结构组成及血管分布获得宏观的图像数据并加以分析。 此次新加坡科学专业期刊&rdquo The Scientist&rdquo 联合美天旎共同推出网络研讨会，主题内容包括：✦ 皮肤内白细胞及其迁移的作用和意义✦ 多光子成像及大规模光片显微成像在皮肤免疫研究中的应用✦ 将完整皮肤的成像技术开拓至临床应用收看在线网络研讨会✦ 时间：2021年2月9日16：00-17：30✦ 扫描二维码观看直播： 演讲嘉宾简介Lai Guan Ng, PhDAdjunct Associate Professor, National University of SingaporeAdjunct Associate Professor, Nanyang Technological University Lai Guan Ng自2009年加入新加坡免疫网络研究所 (Singapore Immunology Network, SIgN)担任主要研究员，专注从事组织器官内驻留免疫细胞功能的研究。带领研究小组开发了用于研究白细胞发育分化和白细胞迁移、稳态维持相关细胞及分子学机制的活体成像技术，该技术已成功应用于皮肤、骨髓、肺、脑和肌肉等多种组织和器官内的免疫细胞功能研究。 除了此次研讨会介绍皮肤免疫学的研究进展及临床转化前景，Lai Guan Ng教授研究小组在新型光学成像技术的应用具有地位，如下是小鼠肺部的完整三维成像，&ldquo 凭借UltraMicroscope II 提供的快速成像及16-bit深度影像数据，完整肺部的细微结构清晰重构。过去5年里，这台光片显微镜也为我们基于肝、肺、胚胎和人类皮肤等的研究提供了大量卓越的图像。&rdquo &mdash &mdash Yingrou TanNational Skin Centre/ Singapore Immunology Network Research Postdoctoral Researcher美天旎中国免费热线：400-860-5168转4396 产品咨询与技术支持邮箱：technicalsupportCN@miltenyi.com

一、项目基本情况1.项目编号：清设招第20230369号（TC23190EE）项目名称：清华大学大视野双光子显微镜采购项目预算金额：630.000000 万元（人民币）采购需求：（1）本次招标共1包：包号招标内容数量简要技术要求1大视野双光子显微镜1套详见采购需求本次招标、投标、评标均以包为单位，投标人须以包为单位进行投标，如有多包，可投一包或多包，但不得将一包中的内容拆分投标，不完整的投标将被拒绝。具体招标内容和要求，以本招标文件中商务、技术和服务的相应规定为准。（2）本项目接受进口产品投标。（3）本项目为非专门面向中小企业采购的项目。（4）用途：在视野双光子显微镜主要用于在≥5 mm直径的大视场下对单个神经元进行亚细胞级分辨率、视频帧频的功能成像，实现对空间上分离但在功能上关联的大脑区域的在体功能成像。该设备被用于跟踪具有钙指示剂的神经元群以获取小动物活体高分辨率高对比度的钙成像结果、小鼠全脑功能性活动和分布成像、小鼠全脑范围内跨区成像等方向，尤其在研究跨脑区的活体动物脑皮层神经元活动方面具有不可替代的作用。合同履行期限：交付时间为合同签订后90日内。2.本项目( 不接受 )联合体投标。项目编号：清设招第20230343号（TC23190EJ）项目名称：清华大学在体神经元双光子成像系统采购项目预算金额：498.000000 万元（人民币）采购需求：（1）本次招标共1包：包号招标内容数量简要技术要求1在体神经元双光子成像系统1套详见采购需求本次招标、投标、评标均以包为单位，投标人须以包为单位进行投标，如有多包，可投一包或多包，但不得将一包中的内容拆分投标，不完整的投标将被拒绝。具体招标内容和要求，以本招标文件中商务、技术和服务的相应规定为准。（2）本项目不接受进口产品投标。（3）本项目为非专门面向中小企业采购的项目。（4）用途：在体神经元双光子成像系统结合双光子成像技术和探头微型化设计，用于活体条件下长时间观察动物体内多个尺度、多层次的动态变化，以克服传统活体成像方式对动物的束缚压力、满足动物的自然行为需求如觅食、哺乳、休息等，以更真实地反映生物体内的生理动态过程。拟采购的设备在结合动物行为学特征研究活体动物的脑皮层神经元活动方面具有不可替代的作用，将服务于活体动物脑皮层神经元活动和动物行为学机制方面的研究。合同履行期限：交付时间为合同签订后90日内。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年12月29日 至 2024年01月08日，每天上午9:00至12:00，下午12:00至16:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：http://www.365trade.com.cn方式：本项目标书发售期内，请供应商通过汇款方式购买标书。纸质版文件请至中招国际招标有限公司9层911A领取（北京市海淀区学院南路62号中关村资本大厦）。电子版招标文件请在线上获取，获取网址http://www.365trade.com.cn。（详见特别告知）售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：清华大学　　　　　地址：北京市海淀区清华大学　　　　　　　　联系方式：肖老师，010-62780052　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：中招国际招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区学院南路62号中关村资本大厦　　　　　　　　　　　　联系方式：张涵睿、陈思佳、蒋雪娜、邓嘉莹，010-61954121、4120、4122　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：张涵睿、陈思佳、蒋雪娜、邓嘉莹电　话：　　010-61954121、4120、4122

红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术，近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料（FRP）以及热障涂层等的无损检测与评价。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图近日，江苏省特种设备安全监督检验研究院、南京农业大学和东南大学的科研团队在《红外技术》期刊上发表了以“红外热成像技术在FRP复合材料/热障涂层无损检测应用中的研究现状与进展”为主题的文章。本文首先简要介绍了红外热成像技术的基本原理和检测系统构成，特别是对光学、超声以及电磁等主要热激励形式的特点和优劣势进行了对比。然后，根据热激励形式的发展历程，详细介绍了光激励红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测与评价方面的研究现状与进展，重点关注了FRP复合材料/热障涂层热成像无损检测中的热难点问题。最后总结并展望了FRP复合材料/热障涂层红外热成像无损检测技术的未来发展趋势。红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射，根据Stefan-Boltzmann定律，其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外，还与波长和环境温度有关，而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场，从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励，该技术可分为主动式与被动式，其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率，近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励，同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程，并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析，以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同，该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多，但由于所检测对象琳琅满目，且结构与物理特性比较复杂，因此在实际应用中需结合检测对象本身特性，选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法，从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法，由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点，在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中，当外激励光源入射到待测试件时，基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用，同时，利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应，即红外热图像序列。然后，借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析，从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外，根据热激励形式的不同，红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像，这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高，但其探测深度通常较浅，无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求；且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性，红外锁相热成像技术应运而生，但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷，因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷，需选择不同调制频率对待测试件进行激励，因此，该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术，具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势，如高分辨率、高检测效率、大探测深度等，近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。表1 红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像检测技术的对比FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术，该技术是使用高能光源（如激光、卤素灯、闪光灯）对待测试件进行非常短时间（通常几毫秒）的脉冲激励加热，由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异，然后，利用红外热像仪同步记录这种温度差异，并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快，且对厚度较小的试件具有较好的检测结果，但其探测深度非常有限，不适用于检测大厚度构件。此外，该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应，极易使得其产生界面分层等类型缺陷，极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。英国巴斯大学Almond等对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究，并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。加拿大拉瓦尔大学Maldague等提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术，该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像，因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。意大利学者Ludwig等研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。为了克服脉冲热成像技术的局限性，加拿大拉瓦尔大学Maldague等随后提出了双脉冲激励热成像检测技术，并表明该技术可进一步增强热对比度。加拿大学者Meola等利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。英国巴斯大学Almond等又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。伊朗桂兰大学Azizinasab等还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法，实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外，为增强FRP复合材料缺陷检测效果，许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出，例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作，并取得了丰硕的研究成果。首都师范大学研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化，并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。北京航空航天大学对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究，并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外，国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术，该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热，然后，待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场，由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异，因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取，最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术，此外，通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测，并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比，更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。Pickering等研究了同等激发能量下，红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。Montanini等证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测，并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。随后，Lahiri等发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加，利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大，而热对比度却减小。Oliveira等提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。哈尔滨工业大学对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价，开展了系统的理论与实验研究，并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。浙江大学使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷，并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除，显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。此外，东南大学针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题，提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术，不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题，还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。红外热波雷达成像检测技术近年来，红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注，并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势，但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长，尚存在一定的局限性。例如，由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息，随之而来的是热扩散长度的增大，致使检测分辨率降低；另外，为提高检测信号的信噪比，通常采用增加热流激励强度的方法来解决，但在检测重要目标构件时，为防止对检测对象的热损伤，这种方法并不适合。加拿大多伦多大学Mandelis教授与印度理工大学Mulaveesala教授首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中，提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度，随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术，截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比，并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测，比利时根特大学最近也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术，并证明了该技术具有更高的深度分辨率。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理：(a)截断相关光热相干层析成像数学实施；(b)激光诱导热成像系统框图国内的哈尔滨工业大学、东南大学、电子科技大学和湖南大学等科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作，并取得了重要的创新研究成果。哈尔滨工业大学较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价，并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。湖南大学和电子科技大学还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测，并取得了较为满意的检测效果。最近，东南大学也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术，可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代，伴随着信息电子与计算机技术的快速发展，近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中，仍以光激励红外热成像检测技术为主，这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点，非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同，除光激励红外热成像检测技术外，其他无损检测方法还包括：超声热成像、振动热成像和涡流热成像。红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测，国外专家学者较早地开展了相关研究，并取得了较多的研究成果。Cielo等利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层，研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时，该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。Liu等提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术，可实现直径远小于1 mm的裂纹检测。Shepard等利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测，并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。Marinetti与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法，系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。随后，为无损评价热障涂层老化程度以及完整性，Bison与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外，利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估，且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。Ptaszek等还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。最近，Mezghani等利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。Unnikrishnakurup等利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量，并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚，但北京航空航天大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、陆军装甲兵学院和北京航空材料研究院等的科研人员仍取得了重要研究成果。北京航空航天大学利用红外脉冲热成像技术，通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法，对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。北京航空材料研究院利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5 mm的脱粘缺陷，还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。海军工程大学利用有限体积法研究了脉冲热激励下热障涂层脱粘缺陷时表面温度场相位差变化，并利用Levenberg-Marquardt算法对涂层厚度和脱粘缺陷位置进行定量化表征。哈尔滨工业大学将红外脉冲热成像技术与模拟退火和马尔科夫-主成分分析-神经网络等方法相结合，实现了热障涂层不均匀厚度和脱粘缺陷深度与直径的有效量化确定。最近，哈尔滨商业大学还提出了一种基于同态滤波-分水岭-Canny算子混合算法的长脉冲热成像检测技术，不仅可有效识别热障涂层脱粘缺陷的边缘，还增强了缺陷特征提取效果。陆军装甲兵学院采用脉冲红外热成像检测技术对热障涂层厚度与脱粘缺陷进行了较为系统的研究，并表明热图重构及先进后处理算法可有效提高表面涂层厚度表征的精度和脱粘缺陷的检测效果。近来，关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现，北京理工大学和南京理工大学利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150 μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹，北京理工大学还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术，实现了仅9.5 μm宽表面微小裂纹的高效检测。红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究，国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究，而国外对此的研究还很少。例如，韩国国立公州大学Shrestha和Kim利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价，并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。国内的哈尔滨工业大学、火箭军工程大学等为基于红外锁相热成像技术的热障涂层无损检测与评价研究做了积极探索。火箭军工程大学利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测，并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测，且检测精度可达到95%。哈尔滨工业大学利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测，并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。随后，哈尔滨工业大学利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。上海交通大学针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价，也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术，其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道，目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。哈尔滨工业大学利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测，该技术利用线性调频信号调制光源强度，并引入了互相关和线性调频锁相提取算法，研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。东南大学基于Green函数法，对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究，并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术，可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结束语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展，通过文献调研和相关研究结果分析，可发现，由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性，使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术，红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点，为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外，在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中，笔者也发现，红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题，也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展，呈现出以下发展趋势：1）多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围，随着检测对象的多样化和检测要求的多元化，所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势，具体体现在：①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展；②随着计算机和电子信息技术的快速发展，传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2）智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步，这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异，在精度和实时性方面，甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术，有望取代人工判断，推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3）集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块，体积较大、结构较为复杂，且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求，红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展，最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4）多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息，此外，在信息呈现和表达上，多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时，常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式，通过多源多模态热成像数据的融合与集成，最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此，红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。

项目概况广州实验室全自动层析系统等设备采购项目 招标项目的潜在投标人应在http://www.o-science.com 招标在线频道获取招标文件，并于2022年02月14日 14点30分（北京时间）前递交投标文件。一、项目基本情况项目编号：OITC-G220290019项目名称：广州实验室全自动层析系统等设备采购项目预算金额：325.3500000 万元（人民币）最高限价（如有）：325.3500000 万元（人民币）采购需求：包号采购内容数量（台/套）是否允许采购进口产品预算金额（万元人民币）最高限价（万元人民币）1全自动层析系统（25ml流速）1是75.675.6全自动层析系统（150ml流速）1是78.7578.75超速离心机1是4343倒置荧光显微镜1是2626高效液相色谱仪1是3939实时荧光定量PCR仪1是3232细胞活力分析仪1是3131合同履行期限：全自动层析系统（25ml流速）、全自动层析系统（150ml流速）、超速离心机合同签订后的4个月内交货；倒置荧光显微镜、高效液相色谱仪、实时荧光定量PCR仪、细胞活力分析仪合同签订后的2个月内交货。本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求：1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定；2.落实政府采购政策需满足的资格要求：无3.本项目的特定资格要求：1）在中华人民共和国境内依法注册的，具有独立承担民事责任能力，遵守国家法律法规，具有良好信誉，具有履行合同能力和良好的履行合同的记录，具有良好资金、财务状况的法人实体；2）为本项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商，不得参加本项目投标；3）投标单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得参加同一合同项下的政府采购活动；4）按本投标邀请的规定获取招标文件；5）本项目不接受联合体投标，不允许分包转包；6）投标人不得为列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单的供应商。三、获取招标文件时间：2022年01月19日 至 2022年01月26日，每天上午9:00至12:00，下午14:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：http://www.o-science.com 招标在线频道方式：登录东方在线www.o-science.com注册并购买售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间：2022年02月14日 14点30分（北京时间）开标时间：2022年02月14日 14点30分（北京时间）地点：广州市越秀区先烈中路100-67号楼14楼自编1401-1402（中科院创新大楼A座）五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1、投标文件递交地点：广州市越秀区先烈中路100-67号楼14楼自编1401-1402（中科院创新大楼A座）2、招标文件采用网上电子发售购买方式：1）有兴趣的投标人可登陆“东方在线”（http://www.o-science.com 招标在线频道），完成投标人注册手续（免费），然后登录系统浏览该项目下的“项目需求”，已注册的投标人无需重新注册。招标文件售价：每包人民币600 元，售后不退。如决定购买招标文件，请完成标书款缴费及标书下载手续。2）投标人可以电汇的形式支付标书款（应以公司名义汇款至下述指定账号）。开户名称：东方国际招标有限责任公司开户行：招商银行北京西三环支行账 号：8620816577100013）投标人应在“东方在线”上填写开票信息。在投标人足额缴纳标书款后，标书款电子发票将发送至投标人在“东方在线”上登记的电子邮箱，投标人自行下载打印。3、以电汇方式购买招标文件以及转账投标保证金的，须在电汇凭据附言栏中写明招标编号、包号及用途，例如：OITC-G220290019标书款、OITC-G220290019投标保证金（如未标明招标编号，有可能导致投标无效）。4、采购项目需要落实的政府采购政策：（1）政府采购促进中小企业发展（2）政府采购支持监狱企业发展（3）政府采购促进残疾人就业（4）政府采购鼓励采购节能环保产品七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：广州实验室　　　　　地址：广东省广州市海珠区国际生物岛星岛环北路9号　　　　　　　　联系方式：位老师020-82282900　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：东方国际招标有限责任公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区西三环北路甲2号院科技园6号楼13层　　　　　　　　　　　　联系方式：迟兆洋、张君仙020-87001523、0769-26627023ytlin@oitc.com.cn、mye@oitc.com.cn　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：迟兆洋、张君仙电　话：　　020-87001523、0769-26627023

近日，Haier海尔推出了新品 HYC-940C层析柜。层析技术是近代生物化学最常用的分离技术之一。它是利用混合物中各组分的理化性质（吸附力、分子形状和大小、分子极性、分子亲和力、分配系数等）的差异，在两相运动中，不断地进行交换、分配、吸附及解吸附等过程，可将各组分间的微小差异经过相同的重复过程而达到分离。配合相应的光学、电学和电化学检测手段，可用于定性、定量和纯化某种物质，其纯度高达99%。层析法的特点是分离率、灵敏度（pg-fg级）、选择性均高的一种分离方法。尤其适合样品含量少，而杂质含量多的复杂生物样品的分析。 Haier 海尔HYC-940C层析柜主要用来进行各种酶类，肽类，大分子，核酸等物质的生化层析分析试验。也可用于其他需要低温环境的实验，或用于物品冷藏。 Haier海尔HYC-940C层析柜专门为对温度要求很高的各种应用设计，可以在箱内操作层析设备和其它简易安装的仪器和设备。 Haier 海尔HYC-940C层析柜*温度控制：微电脑控制，数字温度显示，温度范围2~8℃，调整增量0.1℃。*完善的报警系统：有声音蜂鸣报警、灯光闪烁报警功能，可实现高低温报警、传感器故障报警、电池电量低报警、*开门报警、断电报警。*制冷系统：采用进口压缩机和EBM内风机设计，风冷式结构，以及合理的风道和风量设计，确保箱内恒温无死角，维持恒定的实验温度。*6大人性化设计：防水插座设计，安全实验认证，方便层析试验仪器的接入，*风冷结构设计，箱内温度稳定均匀*高强度平整搁架，位置可调节，方便实验仪器的放置*电加热璃门设计，有效防止门体防凝露，便于观察实验情况*内置照明灯，一目了然观察实验情况*箱内平整无台阶，利用率高更多详情请登录www.sinoinstrument.com查询

近日，国家药品监督管理局经审查，批准了上海联影医疗科技股份有限公司生产的“磁共振成像系统”创新产品注册申请。该产品由超导磁体（5.0T）、梯度功率放大器、梯度线圈、射频功率放大器、射频线圈、检查床、谱仪、配电系统、对讲系统和生理信号门控单元组成。适用于体重大于20kg患者的临床MRI诊断。该产品采用全身临床5.0T超导磁体，首次在超高场磁共振系统中将全身体激发线圈应用于临床扫描，从而实现全身成像，可以提升图像信噪比和图像空间分辨率，并实现超高场体部成像。该产品核心技术为全身临床5.0T超导磁体、多通道射频并行发射控制和超高场磁共振系统射频安全成像，均拥有自主知识产权，关键性能指标已达到国际领先水平。药品监督管理部门将加强该产品上市后监管，保护患者用械安全。附件：国家药监局已批准的创新医疗器械序号产品名称生产企业注册证号1基因测序仪深圳华因康基因科技有限公司国械注准201434021712恒温扩增微流控芯片核酸分析仪博奥生物集团有限公司国械注准201534005803双通道植入式脑深部电刺激脉冲发生器套件苏州景昱医疗器械有限公司国械注准201532109704植入式脑深部电刺激电极导线套件苏州景昱医疗器械有限公司国械注准201532109715植入式脑深部电刺激延伸导线套件苏州景昱医疗器械有限公司国械注准201532109726MTHFR C677T 基因检测试剂盒(PCR-金磁微粒层析法)西安金磁纳米生物技术有限公司国械注准201534011487脱细胞角膜基质深圳艾尼尔角膜工程有限公司国械注准201534605818Septin9基因甲基化检测试剂盒(PCR荧光探针法)博尔诚（北京）科技有限公司国械注准201534014819乳腺X射线数字化体层摄影设备科宁（天津）医疗设备有限公司国械注准2015330205210运动神经元存活基因1（SMN1)外显子缺失检测试剂盒（荧光定量PCR法）上海五色石医学研究有限公司国械注准2015340229311三维心脏电生理标测系统上海微创电生理医疗科技有限公司国械注准2016377038712呼吸道病原菌核酸检测试剂盒（恒温扩增芯片法）博奥生物集团有限公司国械注准2016340032713脱细胞角膜植片广州优得清生物科技有限公司国械注准2016346057314植入式迷走神经刺激脉冲发生器套件北京品驰医疗设备有限公司国械注准2016321098915植入式迷走神经刺激电极导线套件北京品驰医疗设备有限公司国械注准2016321099016药物洗脱外周球囊扩张导管北京先瑞达医疗科技有限公司国械注准2016377102017冷盐水灌注射频消融导管上海微创电生理医疗科技有限公司国械注准2016377104018胸骨板常州华森医疗器械有限公司国械注准2016346158219正电子发射及X射线计算机断层成像装置明峰医疗系统股份有限公司国械注准2016333215620人工晶状体爱博诺德（北京）医疗科技有限公司国械注准2016322174721骨科手术导航定位系统北京天智航医疗科技股份有限公司国械注准2016354228022低温冷冻消融手术系统海杰亚(北京)医疗器械有限公司国械注准2017358308823一次性使用无菌冷冻消融针海杰亚(北京)医疗器械有限公司国械注准2017358308924可变角双探头单光子发射计算机断层成像设备北京永新医疗设备有限公司国械注准2017333068125全降解鼻窦药物支架系统浦易（上海）生物科技有限公司国械注准2017346067926经皮介入人工心脏瓣膜系统杭州启明医疗器械有限公司国械注准2017346068027介入人工生物心脏瓣膜苏州杰成医疗科技有限公司国械注准2017346069828一次性可吸收钉皮内吻合器北京颐合恒瑞医疗科技有限公司国械注准2017365087429左心耳封堵器系统先健科技（深圳）有限公司国械注准2017377088130分支型主动脉覆膜支架及输送系统上海微创医疗器械(集团)有限公司国械注准2017346324131折叠式人工玻璃体球囊广州卫视博生物科技有限公司国械注准2017322329632腹主动脉覆膜支架系统北京华脉泰科医疗器械有限公司国械注准2017346143433植入式心脏起搏器先健科技（深圳）有限公司国械注准2017321157034人类EGFR基因突变检测试剂盒（多重荧光PCR法）厦门艾德生物医药科技股份有限公司国械注准2018340001435可吸收硬脑膜封合医用胶 山东赛克赛斯药业科技有限公司国械注准2018365003136血管重建装置微创神通医疗科技（上海）有限公司国械注准2018377010237miR-92a检测试剂盒（荧光RT-PCR法）深圳市晋百慧生物有限公司国械注准2018340010838丙型肝炎病毒核酸测定试剂盒（PCR-荧光探针法）北京纳捷诊断试剂有限公司国械注准2018340015739脑血栓取出装置江苏尼科医疗器械有限公司国械注准2018377018640定量血流分数测量系统博动医学影像科技（上海）有限公司国械注准2018321028241人EGFR/ALK/BRAF/KRAS基因突变联合检测试剂盒（可逆末端终止测序法）广州燃石医学检验所有限公司国械注准2018340028642全自动化学发光免疫分析仪北京联众泰克科技有限公司国械注准2018322029343人EGFR、KRAS、BRAF、PIK3CA、ALK、ROS1基因突变检测试剂盒（半导体测序法）天津诺禾致源生物信息科技有限公司国械注准2018340029444复合疝修补补片上海松力生物技术有限公司国械注准2018313029245正电子发射断层扫描及磁共振成像系统上海联影医疗科技有限公司国械注准2018306033746EGFR/ALK/ROS1/BRAF/KRAS/HER2基因突变检测试剂盒（可逆末端终止测序法）南京世和医疗器械有限公司国械注准2018340040847植入式骶神经刺激电极导线套件北京品驰医疗设备有限公司国械注准2018312040948植入式骶神经刺激器套件北京品驰医疗设备有限公司国械注准2018312041049人类SDC2基因甲基化检测试剂盒（荧光PCR法）广州市康立明生物科技有限责任公司国械注准2018340050650人类10基因突变联合检测试剂盒（可逆末端终止测序法）厦门艾德生物医药科技股份有限公司国械注准2018340050751医用电子直线加速器广东中能加速器科技有限公司国械注准2018305052052瓣膜成形环金仕生物科技（常熟）有限公司国械注准2018313053453神经外科手术导航定位系统华科精准（北京）医疗科技有限公司国械注准2018301059854医用直线加速器系统上海联影医疗科技有限公司国械注准2018305059955多孔钽骨填充材料重庆润泽医药有限公司国械注准2019313000156生物可吸收冠状动脉雷帕霉素洗脱支架系统乐普（北京）医疗器械股份有限公司国械注准2019313009357病人监护仪深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司国械注准2019307015458腹主动脉覆膜支架及输送系统微创心脉医疗科技（上海）有限公司国械注准2019313018259左心耳闭合系统北京迈迪顶峰医疗科技有限公司国械注准2019313027860左心耳封堵器系统上海普实医疗器械科技有限公司国械注准2019313027961调强放射治疗计划系统软件中科超精(安徽)科技有限公司国械注准2019321028162数字乳腺X射线摄影系统上海联影医疗科技有限公司国械注准2019306028063正电子发射及X射线计算机断层成像扫描系统湖北锐世数字医学影像科技有限公司国械注准2019306036464经导管植入式无导线起搏系统Micra Transcatheter Leadless Pacemaker system美敦力公司Medtronic Inc.国械注进2019312029765经导管主动脉瓣膜系统上海微创心通医疗科技有限公司国械注准2019313049466一次性使用血管内成像导管南京沃福曼医疗科技有限公司国械注准2019306060167无创血糖仪博邦芳舟医疗科技（北京）有限公司国械注准2019307060268植入式左心室辅助系统重庆永仁心医疗器械有限公司国械注准2019312060369脱细胞角膜植片青岛中皓生物工程有限公司国械注准2019316067970冠状动脉造影血流储备分数测量系统苏州润迈德医疗科技有限公司国械注准2019307096971一次性使用有创压力传感器苏州润迈德医疗科技有限公司国械注准2019307097072正电子发射及X射线计算机断层成像扫描系统上海联影医疗科技有限公司国械注准2019306099873核酸扩增检测分析仪杭州优思达生物技术有限公司国械注准2019306102674穿刺手术导航设备医达极星医疗科技（苏州）有限公司国械注准2020301003475冠脉血流储备分数计算软件北京昆仑医云科技有限公司国械注准2020321003576人EGFR/KRAS/BRAF/HER2/ALK/ROS1基因突变检测试剂盒（半导体测序法）厦门飞朔生物技术有限公司国械注准2020340009477胚胎植入前染色体非整倍体检测试剂盒（半导体测序法）苏州贝康医疗器械有限公司国械注准2020340018178生物可吸收冠脉雷帕霉素洗脱支架系统山东华安生物科技有限公司国械注准2020313019779药物球囊扩张导管上海微创心脉医疗科技股份有限公司国械注准2020313044580心血管光学相干断层成像设备及附件深圳市中科微光医疗器械技术有限公司国械注准2020306044681RNF180/Septin9基因甲基化检测试剂盒（PCR荧光探针法）博尔诚（北京）科技有限公司国械注准2020340044782等离子手术设备湖南菁益医疗科技有限公司国械注准2020301047483肿瘤电场治疗仪NovoCure Ltd.国械注进2020309026984经导管主动脉瓣膜系统Edwards Lifesciences LLC国械注进2020313029185经导管二尖瓣夹及可操控导引导管Abbott Vascular国械注进2020313032586糖尿病视网膜病变分析软件上海鹰瞳医疗科技有限公司国械注准2020321068687糖尿病视网膜病变眼底图像辅助诊断软件深圳硅基智能科技有限公司国械注准2020321068788髋关节镀膜球头中奥汇成科技股份有限公司国械注准2020313070789取栓支架珠海通桥医疗科技有限公司国械注准2020303072890血流储备分数测量设备深圳北芯生命科技有限公司国械注准2020307077491压力微导管深圳北芯生命科技有限公司国械注准2020307077592氢氧气雾化机上海潓美医疗科技有限公司国械注准2020308006693记忆合金钉脚固定器兰州西脉记忆合金股份有限公司国械注准2020313082394冠脉CT造影图像血管狭窄辅助分诊软件语坤（北京）网络科技有限公司国械注准2020321084495KRAS基因突变及BMP3/NDRG4基因甲基化和便隐血联合检测试剂盒（PCR荧光探针法-胶体金法)杭州诺辉健康科技有限公司国械注准2020340084596药物洗脱PTA球囊扩张导管浙江归创医疗器械有限公司国械注准2020303085797周围神经修复移植物江苏益通生物科技有限公司国械注准2020313089898肺结节CT影像辅助检测软件杭州深睿博联科技有限公司国械注准2020321092099椎动脉雷帕霉素靶向洗脱支架系统微创神通医疗科技（上海）有限公司国械注准20203130971100髂动脉分叉支架系统先健科技（深圳）有限公司国械注准20213130022101锚定球囊扩张导管湖南埃普特医疗器械有限公司国械注准20213030023102一次性使用血管内成像导管苏州阿格斯医疗技术有限公司国械注准20213060169103 一次性使用电子输尿管肾盂内窥镜北京北方腾达科技发展有限公司国械注准20213060175104幽门螺杆菌23S rRNA基因突变检测试剂盒（PCR-荧光探针法）上海芯超生物科技有限公司国械注准20213400227105冠状动脉CT血流储备分数计算软件深圳睿心智能医疗科技有限公司国械注准20213210270106经导管主动脉瓣系统沛嘉医疗科技（苏州）有限公司国械注准20213130275107临时起搏器深圳市先健心康医疗电子有限公司国械注准20213120299108紫杉醇洗脱PTCA球囊扩张导管浙江巴泰医疗科技有限公司国械注准20213030297109周围神经套接管北京汇福康医疗技术股份有限公司国械注准20213130298110三维电子腹腔内窥镜微创（上海）医疗机器人有限公司国械注准20213060384111经导管主动脉瓣系统沛嘉医疗科技（苏州）有限公司国械注准20213130464112自膨式动脉瘤瘤内栓塞系统Sequent Medical Inc.国械注进20213130233113陡脉冲治疗仪天津市鹰泰利安康医疗科技有限责任公司国械注准20213090497114冠状动脉CT血流储备分数计算软件北京心世纪医疗科技有限公司国械注准20213210574115颅内药物洗脱支架系统赛诺医疗科学技术股份有限公司国械注准20213130575116腔静脉滤器科塞尔医疗科技（苏州）有限公司国械注准20213130594117单髁膝关节假体北京市春立正达医疗器械股份有限公司国械注准20213130600118内窥镜用超声诊断设备深圳英美达医疗技术有限公司国械注准20213060608119机械解脱弹簧圈上海沃比医疗科技有限公司国械注准20213130649120经导管主动脉瓣膜及可回收输送系统上海微创心通医疗科技有限公司国械注准20213130655121口腔种植手术导航定位设备雅客智慧（北京）科技有限公司国械注准20213010713122一次性使用清创水动力刀头惠州海卓科赛医疗有限公司国械注准20213010779123水动力治疗设备惠州海卓科赛医疗有限公司国械注准20213010780124医用电子直线加速器苏州雷泰医疗科技有限公司国械注准20213050789125球囊扩张血管内覆膜支架系统W.L. Gore & Associates, Inc.国械注进20213130411126腹腔内窥镜手术设备山东威高手术机器人有限公司国械注准20213010848127胚胎植入前染色体非整倍体检测试剂盒（可逆末端终止测序法）北京中仪康卫医疗器械有限公司国械注准20213400868128持续葡萄糖监测系统深圳硅基传感科技有限公司国械注准20213070871129持续葡萄糖监测系统微泰医疗器械（杭州）股份有限公司国械注准20213070872130生物疝修补补片卓阮医疗科技（苏州）有限公司国械注准20213130873131植入式左心室辅助系统苏州同心医疗器械有限公司国械注准20213120987132人工角膜北京米赫医疗器械有限责任公司国械注准20213161017133分支型术中支架系统上海微创心脉医疗科技（集团）股份有限公司国械注准20213131059134经导管主动脉瓣膜系统MEDTRONIC INC.国械注进20213130538135植入式可充电脊髓神经刺激器北京品驰医疗设备有限公司国械注准20223120019136植入式脊髓神经刺激器北京品驰医疗设备有限公司国械注准20223120020137植入式脊髓神经刺激电极北京品驰医疗设备有限公司国械注准20223120021138植入式脊髓神经刺激延伸导线北京品驰医疗设备有限公司国械注准20223120022139植入式脊髓神经刺激电极北京品驰医疗设备有限公司国械注准20223120023140神经外科手术导航定位系统华科精准（北京）医疗科技有限公司国械注准20223010024141直管型胸主动脉覆膜支架系统上海微创心脉医疗科技（集团）股份有限公司国械注准20223130009142植入式脑深部电刺激延伸导线套件北京品驰医疗设备有限公司国械注准20223120084143双通道可充电植入式脑深部电刺激脉冲发生器套件北京品驰医疗设备有限公司国械注准20223120085144植入式脑深部电刺激电极导线套件北京品驰医疗设备有限公司国械注准20223120086145双通道植入式脑深部电刺激脉冲发生器套件北京品驰医疗设备有限公司国械注准20223120087146腹腔内窥镜手术系统上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司国械注准20223010108147消化道振动胶囊系统上海安翰医疗技术有限公司国械注准20223090282148移动式头颈磁共振成像系统佛山瑞加图医疗科技有限公司国械注准20223060289149颅内出血CT影像辅助分诊软件上海联影智能医疗科技有限公司国械注准20223210309150磁共振成像系统鑫高益医疗设备股份有限公司国械注准20223060431151髋关节置换手术导航定位系统杭州键嘉机器人有限公司国械注准20223010462152膝关节置换手术导航定位系统苏州微创畅行机器人有限公司国械注准20223010509153脊髓神经刺激测试电极北京品驰医疗设备有限公司国械注准20223120511154膝关节置换手术导航定位系统骨圣元化机器人（深圳）有限公司国械注准20223010510155髂静脉支架系统 苏州天鸿盛捷医疗器械有限公司国械注准20223130512156经导管植入式无导线起搏系统Medtronic Inc.美敦力公司国械注进20223120231157血管内成像设备全景恒升（北京）科学技术有限公司国械注准20223060642158一次性使用血管内成像导管全景恒升（北京）科学技术有限公司国械注准20223060641159患者程控充电器北京品驰医疗设备有限公司国械注准20223120676160胸主动脉支架系统杭州唯强医疗科技有限公司国械注准20223130685161消化道内窥镜用超声诊断设备北京华科创智健康科技股份有限公司国械注准20223060721162一次性使用冷冻消融球囊宁波胜杰康生物科技有限公司国械注准20223010763163腹腔内窥镜手术系统苏州康多机器人有限公司国械注准20223010762164经导管人工肺动脉瓣膜系统杭州启明医疗器械股份有限公司国械注准20223130862165植入式左心室辅助系统航天泰心科技有限公司国械注准20223120892166伽玛射束立体定向放射治疗系统西安大医集团股份有限公司国械注准20223050891167耳鼻喉双源锥形束计算机体层摄影设备北京朗视仪器股份有限公司国械注准20223060951168一次性使用血管内超声诊断导管深圳北芯生命科技股份有限公司国械注准20223060974169血管内超声诊断仪器深圳北芯生命科技股份有限公司国械注准20223060975170肠息肉电子结肠内窥镜图像辅助检测软件成都微识医疗设备有限公司国械注准20223210981171可吸收再生氧化纤维素止血颗粒Ethicon, LLC国械注进20223140374172脑炎/脑膜炎多重病原体核酸联合检测试剂盒(封闭巢式多重PCR熔解曲线法)BioFire Diagnostics，LLC国械注进20223400387173吻合口加固修补片北京博辉瑞进生物科技有限公司国械注准20223130983174医用粘合剂杭州亚慧生物科技有限公司国械注准20223021122175慢性青光眼样视神经病变眼底图像辅助诊断软件腾讯医疗健康（深圳）有限公司国械注准20223211140176磁共振成像系统上海联影医疗科技股份有限公司

一、项目基本情况1.项目编号：清设招第20230367号（TC23190EG）项目名称：清华大学高通量全自动切片成像系统采购项目预算金额：850.000000 万元（人民币）采购需求：（1）本次招标共1包：包号招标内容数量简要技术要求1高通量全自动切片成像系统2套详见采购需求本次招标、投标、评标均以包为单位，投标人须以包为单位进行投标，如有多包，可投一包或多包，但不得将一包中的内容拆分投标，不完整的投标将被拒绝。具体招标内容和要求，以本招标文件中商务、技术和服务的相应规定为准。（2）本项目不接受进口产品投标。（3）本项目为非专门面向中小企业采购的项目。（4）用途：高通量全自动光学切片成像系统是一种基于机械切削的全脑成像系统，该系统利用成像系统对样本表面进行成像，利用切片机对塑性包埋的样本进行表面组织切除，继续对新的表面荧光成像，最终实现了轴向分辨率为1um的完整鼠脑数据集的采集。本次拟采购的高通量全自动光学切片成像系统将被应用于全脑皮层神经元胞体与投射结构的重建与功能机制方向的研究。合同履行期限：交付时间为合同签订后90日内。2.本项目( 不接受 )联合体投标。项目编号：清设招第20230354号（TC23190EH）项目名称：清华大学双光子显微镜采购项目预算金额：490.000000 万元（人民币）采购需求：（1）本次招标共1包：包号招标内容数量简要技术要求1双光子显微镜1套详见采购需求本次招标、投标、评标均以包为单位，投标人须以包为单位进行投标，如有多包，可投一包或多包，但不得将一包中的内容拆分投标，不完整的投标将被拒绝。具体招标内容和要求，以本招标文件中商务、技术和服务的相应规定为准。（2）本项目接受进口产品投标。（3）本项目为非专门面向中小企业采购的项目。（4）用途：双光子显微镜使用长波长超快飞秒脉冲激光激发标本，在焦点部位产生特异荧光，从而得到荧光信号标记的对象在生物标本的分布，可以将实验扩展到在体和毫米厚度样品水平，在活体情况下进行深层次的光学成像，用于分析不同小动物模型蛋白、细胞和组织器官水平的动态微观结构，监控生理生化活动及各种治疗方法的效果，其配备的光刺激模块可应用于光遗传学实验，双波长飞秒脉冲激光可用于同时进行光刺激和双光子成像。设备在研究活体动物的脑皮层神经元活动和形态学方面具有不可替代的作用。合同履行期限：交付时间为合同签订后90日内。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年12月29日 至 2024年01月08日，每天上午9:00至12:00，下午12:00至16:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：http://www.365trade.com.cn方式：本项目标书发售期内，请供应商通过汇款方式购买标书。纸质版文件请至中招国际招标有限公司9层911A领取（北京市海淀区学院南路62号中关村资本大厦）。电子版招标文件请在线上获取，获取网址http://www.365trade.com.cn。（详见特别告知）售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：清华大学　　　　　地址：北京市海淀区清华大学　　　　　　　　联系方式：肖老师，010-62780052　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：中招国际招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区学院南路62号中关村资本大厦　　　　　　　　　　　　联系方式：张涵睿、陈思佳、蒋雪娜、邓嘉莹，010-61954121、4120、4122　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：张涵睿、陈思佳、蒋雪娜、邓嘉莹电　话：　　010-61954121、4120、4122

日前，Nature旗下的Scientific Reports 刊登了中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室姚保利研究组题为Full-color structured illumination optical sectioning microscopy 的研究论文。　　众所周知，色彩(光谱)信息是描述物体特征的一个重要物理量。三维物体彩色层析成像技术是获取物体表面形态特征的重要手段，也是真实物体三维数字化的基础。以激光共聚焦扫描显微镜为代表的点扫描显微成像技术具有三维层析成像能力，但是逐点扫描整个三维样品需要较长的时间，而且视场很小，目前仅应用于生物医学显微成像领域。条纹投影法和白光相移干涉法是较为成熟的三维物体表面成像与测量技术，得到了广泛的应用，这两种技术结合三维贴图技术(3D mapping)都可以近似得到三维物体的表面颜色信息，但是贴图技术的缺点是图像畸变大而且分辨率不高。同时，受到相位解包裹算法的限制，条纹投影法和白光相移干涉法对于表面具有复杂和突变结构的物体都不适用，而类似的复杂结构又是常见的(例如动物的毛发、机械工件的表面毛刺、植物的叶片等)。结构光照明显微(SIM)是一种特殊照明方式的宽场成像技术，经过特定算法的解算和重构可以实现三维光切片成像，并且能够精确解析样品表面的复杂结构。但目前所有的SIM都是单色的，另外，受显微物镜视场大小的限制，SIM技术目前也仅应用于微观领域。　　西安光机所姚保利研究组自2010年开始SIM技术研究以来，开展了深入细致的理论和实验研究工作，首次提出并实现了基于数字微镜器件(DMD)和LED照明的SIM技术(Scientific Reports 2013，国家发明专利ZL201110448980.8)。在本次发表的研究论文中，通过使用彩色CMOS相机记录白光或多色结构光照明获得的光切片图像，对传统光切片SIM技术采用的均方根层析算法进行改进，提出了基于HSV彩色空间的彩色解码算法(已申请国家发明专利)，获得了物体高分辨率彩色三维图像。结合三维多视场数据自适应融合技术，解决了对介观物体(亚毫米到毫米量级尺寸)显微成像时，由于显微物镜视场有限，无法一次获得整个物体高分辨三维图像的问题，视场范围达到了2mm2以上。研究组与中科院动物研究所开展了联合实验研究，实现了对螨虫和昆虫跳器的彩色三维光切片成像，为该方面的研究提供了有力的技术支持。同时对微电子芯片及硬币表面结构进行了大视场彩色三维成像，推动了SIM技术在三维物体表面形貌测量方面的应用。　　三维成像与测量技术是目前国内外光学领域一个重要的研究方向，已嵌入到了现代工业与文化创意产业的整个流程。该研究取得的成果使西安光机所在三维显微成像方面掌握了核心技术，该技术通过与生物医学、材料化学、精密制造等学科的交叉合作，将大大提高我国在该领域的研究水平，具有广泛的应用前景。螨虫(a)和跳甲跳器(b)的彩色三维图像数字微镜器件芯片的彩色三维图像

科技日报讯 美国西北大学和伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校的研究人员开发出一种仿皮的可穿戴式医疗设备，可以迅速对有心血管问题的人预警，或者给皮肤进行保湿。这项研究成果刊登在最新一期的《自然· 通信》在线版上。　　据每日科学网、物理学家组织网近日报道，该小型装置大约5厘米见方，可直接放置在皮肤上，全天候进行健康监测。该无线技术采用柔性基板上数以千计的细小液晶来感测温度。当设备颜色变化，佩戴者便知道哪部分出状况了。　　西北大学高级研究员黄永刚(音译)说：&ldquo 我们的设备是可不见的机械，它超薄、舒适，就像皮肤本身一样。该设备可在人们的手腕上测试。可想而知化妆品公司会有兴趣采用这种便携、非侵入性的方式来测量皮肤的干燥度。这是同类产品中的首个设备。&rdquo 　　该技术在皮肤的表面采用了瞬时温度变化，以确定血流量，这直接关联到心血管健康、皮肤水合作用的水平(当皮肤脱水，其热导率特性发生变化)。该研究联合第一作者、西北大学土木与环境工程研究助理教授张辉(音译)说，&ldquo 该设备非常实用，当你的皮肤被拉伸、压缩或扭曲，这个设备也随之拉伸、压缩或扭曲。&rdquo 　　该设备含高达3600个液晶数组，布置于一个薄、柔软、可拉伸的衬底。凭借3600个液晶，该光子器件具有3600个温度点，提供亚毫米级的空间分辨率，相当于目前在医院使用的红外技术。但红外技术比较昂贵，使用受限于临床和实验室设置，而新设备具有成本低和便携性。研究人员说，当晶体感应到温度变化后就会改变颜色，一个算法将温度数据转换为准确的健康报告，所有这一切在不到30秒内生成。　　该论文的联合作者、伊利诺伊大学材料科学与工程教授约翰· A· 罗杰斯说：&ldquo 这些结果提供了第一个&lsquo 表皮&rsquo 光子传感器的例子，这项技术大大扩展了附着皮肤设备功能的范围，超出了单独使用电子产品的可能性。&rdquo 该技术和相关性基本药物已在这个研究中被证明，虽然在将该装置投入使用之前需要附加测试。

进入21世纪，脑科学领域受到越来越多的关注。脑科学研究的不断发展，让人类得以探索脑的基本工作原理，发现脑疾病的治疗新策略，为人类认知、学习、记忆、情感、行为等方面的理解提供基础支持。对脑科学家而言，观测神经元结构与功能是脑研究最重要的步骤之一。其中，多光子显微成像技术是进行活体深层成像的主要工具。7月底举办的中国神经科学学会第十六届全国学术会议上，复旦大学脑科学转化研究院的李博团队与工程与应用技术研究院（以下简称“工研院”）的董必勤团队，同蔡司联合推出一款中国自主创新研发的产品——DeepVision多光子成像与全息光刺激系统，致力于为活体深层组织成像提供多样化的解决方案。该系统采用多光子荧光激发技术，能够实现对深层组织的高分辨率成像，并配合全息光刺激技术，实现了对神经元的精确控制和调控，是神经科学、肿瘤免疫和药物代谢等研究领域的理想显微成像平台，将为脑科学研究和生命科学研究提供更精准和全面的观察方法。DeepVision多光子成像与全息光刺激系统（图片来源于复旦大学公众号）据董必勤介绍，市场上现有的高端科研显微镜基本由海外公司垄断，国内多光子成像市场空白，需长期引入海外公司的设备。这些设备大多是整机设计，各个部件无法定制细节。大脑是不透明的，目前的光学成像技术局限于观测最表面的皮层结构，光在组织中会产生强烈的散射，因此光学成像很难深入表皮直达内部，而多光子显微镜能够弥补光的这一短板。现有的多光子显微镜视野小、样品空间有限以及对新技术的兼容性低，已经很难满足生物医学前沿研究的需求。基于此，李博和董必勤团队决心研发一套全新设计的多光子显微镜。这款由模块化设计搭建起来的多光子显微镜，将各种各样具体的前沿技术做成一个个模块，在后期根据需求把这些模块拼装在一起组成整机，可以避免受制于光学系统复杂的整体性。李博介绍，大部分实验室需要双光子机型对脑部做浅层扫描，但也有相当一部分需要三光子机型的深层成像。多光子显微镜的模块化设计灵活，兼顾了实验室科研和市场需求。团队分别在双光子和三光子两个机型基础之上，在全息光刺激、载物台空间、多脑区成像等模块进行技术升级，并最终组建符合客户订单需求的成品。应用方面，除可用于脑部研究，该仪器在生命科学和医疗卫生领域的一些研究中也高度适用，例如观察肿瘤、胚胎或皮肤深层细胞以及扫描植物样品。此外还可广泛应用于材料、化学、物理等多个领域，帮助人们深入材料表层，观察内部结构细节。据了解，研究团队与蔡司合作，蔡司负责DeepVision多光子成像与全息光刺激系统的销售和售后工作，同时也会在产品搭建过程中根据客户需求提出建议，而核心研发工作由复旦大学科研团队主导。目前团队在攻克核心部件的生产技术，董必勤还在积极寻找多光子显微镜的关键零部件国产可替代品。写在最后：看到这个产品的推出，笔者脑中跳出一句话：国产高端光学显微镜的队伍又壮大了。曾有技术工作者告诉笔者，近几年在国家科研仪器专项的支持下，我国科研仪器行业迅猛发展，特别是高端显微镜研制已渐入佳境，近几年更是研究出了有自己特点的高端双光子显微镜。中国科学院苏州医工所推出的“中科希莱”品牌高速双光子荧光显微镜深入研究并掌握了基于12kHz共振扫描器和磷砷化镓探测器的高速高灵敏度在体双光子成像技术，开发了专用于生物在体成像的高速高分辨双光子显微镜系统，实现了深表层和高速神经功能成像，并能与电生理、光遗传等常用生理仪器完全同步联合运作；北京大学程和平院士牵头研发的微型化双光子活体成像技术的出现，使目前最新神经科学需要的针对清醒动物的功能研究实验得以实现，其核心技术 2.2 克可佩戴式微型化双光子荧光显微镜，在国际上首次获取了小鼠自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰稳定的图像。如今DeepVision多光子成像与全息光刺激系统的推出，对于脑科学和神经科学研究工作无疑又是一则好消息。

p　　在国家自然科学基金国家重大科研仪器研制专项“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”(项目编号：31327901)的支持下，北京大学分子医学研究所、信息科学技术学院、动态成像中心、生命科学学院、工学院联合中国人民解放军军事医学科学院组成跨学科团队，历经三年多的协同奋战，成功研制新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜，并获取了小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰、稳定的图像。相关研究成果以“Fast high-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freely behaving mice”(高速高分辨微型化双光子显微镜在小鼠自由行为中获取大脑图像)为题于5月29日在线发表在Nature Method上。相关技术文档同步发表在Protocol Exchange上，并已申请多项专利。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/9523a7f7-b0b6-4b67-981d-b74805580c21.jpg" title="2017-06-14_094040.jpg"//pp style="text-align: center "2.2g可佩戴式微型双光子显微镜/pp　　目前，各国脑科学计划的一个核心方向就是打造用于全景式解析脑连接图谱和功能动态图谱的研究工具。其中，如何打破尺度壁垒，整合微观神经元和神经突触活动与大脑整体的活动和个体行为信息，是领域内亟待解决的一个关键挑战。/pp　　新一代微型化双光子荧光显微镜体积小，重仅2.2克，适于佩戴在小动物头部颅窗上，实时记录数十个神经元、上千个神经突触的动态信号。在大型动物上，还可望实现多探头佩戴、多颅窗不同脑区的长时程观测。相比单光子激发，双光子激发具有良好的光学断层、更深的生物组织穿透等优势，其横向分辨率达到0.65μm，成像质量与商品化大型台式双光子荧光显微镜可相媲美，远优于目前领域内主导的、美国脑科学计划核心团队所研发的微型化宽场显微镜。采用双轴对称高速微机电系统转镜扫描技术，成像帧频已达40Hz(256*256像素)，同时具备多区域随机扫描和每秒1万线的线扫描能力。/pp　　此外，采用自主设计可传导920nm飞秒激光的光子晶体光纤，该系统首次实现了微型双光子显微镜对脑科学领域最广泛应用的指示神经元活动的荧光探针(如GCaMP6)的有效利用。 同时采用柔性光纤束进行荧光信号的接收，解决了动物的活动和行为由于荧光传输光缆拖拽而受到干扰的难题。未来，与光遗传学技术的结合，可望在结构与功能成像的同时，精准地操控神经元和神经回路的活动。/pp　　微型化双光子荧光显微成像改变了在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式，可用于在动物觅食、哺乳、跳台、打斗、嬉戏、睡眠等自然行为条件下，或者在学习前、学习中和学习后，长时程观察神经突触、神经元、神经网络、远程连接的脑区等多尺度、多层次动态变化。/pp　　该成果在2016年底美国神经科学年会、2017年5月冷泉港亚洲脑科学专题会议上报告后，得到包括多位诺贝尔奖获得者在内的国内外神经科学家的高度赞誉。冷泉港亚洲脑科学专题会议主席、美国著名神经科学家加州大学洛杉矶分校的Alcino J Silva教授在评述中写道，“从任何一个标准来看，这款显微镜都代表了一项重大技术发明，必将改变我们在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式。它所开启的大门，甚至超越了神经元和树突成像。系统神经生物学正在进入一个新的时代，即通过对细胞群体中可辨识的细胞和亚细胞结构的复杂生物学事件进行成像观测，从而更加深刻地理解进化所造就的大脑环路实现复杂行为的核心工程学原理。毫无疑问，这项非凡的发明让我们向着这一目标迈进了一步。”/pp　　可以期待，微型化双光子荧光显微成像系统将为实现“分析脑、理解脑、模仿脑”的战略目标发挥不可或缺的重要作用。/p

GE医疗在中国和全球同步上市新一代层析系统Ä KTA&trade pure 开创蛋白质纯化新纪元 8月24日 成都 &mdash &mdash 今日，GE医疗在成都市举办的全国生物化学与分子生物学学术大会上宣布，将在中国和全球同步发售新一代层析系统Ä KTA&trade pure。作为GE医疗在&ldquo 健康创想&rdquo 理念指导下推出的又一款力作，Ä KTA&trade pure采用了具有&ldquo 蛋白质分离纯化金标准&rdquo 之称的 Ä KTA&trade 全自动层析系统的核心技术，充分满足科研院所研究人员以及生物行业研发人员的工作需求，以功能强大的硬件、灵活的UNICORN &trade 6软件与各种层析柱和填料为支撑，向生物大分子的分离纯化工作提供灵活、直观、可靠的解决方案，帮助科研人员快速纯化从微克到克水平的蛋白、肽和核酸等目标产物。业内人士认为， Ä KTA&trade pure在中国的推出，将使生物大分子的分离纯化工作取得实质性进展，助力中国科研人员开创生物大分子分离纯化和功能研究新纪元。 我国政府在科学和技术发展&ldquo 十二五&rdquo 规划中曾明确提出，要着力突破制约经济社会发展的重大科学问题，集中优势力量，推进以蛋白质研究为代表的一系列重大科学研究计划。为配合&ldquo 十二五&rdquo 规划工作的落实， GE医疗充分发挥在生命科学领域的技术优势，以科研工作者的实际需求为出发点，通过持续的创新，改进Ä KTA&trade 层析系统的工作流程，满足蛋白质纯化工作中不断涌现的新需求，提高蛋白质纯化效率。此次发布的新一代层析系统Ä KTA&trade pure ，提供了最全面功能的硬件和软件模块，可以帮助科研人员进行最方便的富有想像力的纯化。同时科研人员可以通过Ä KTA&trade pure灵活的全模块话设计定制专属自己独一无二的纯化系统，让生物大分子的纯化制备真正做到&mdash &mdash 纯化随心 &ldquo pure&rdquo 随行。 GE医疗生命科学部科研产品部总经理Johan von Heijne表示：&ldquo Ä KTA&trade pure是GE医疗围绕&lsquo 健康创想&rsquo 理念研发的创新产品，是GE医疗在蛋白质研究领域超过半个世纪经验和在Ä KTA&trade 纯化系统研发方面三十年经验的结晶。此次选择中国成都与全球同步发售，是因为成都得天独厚的生物制药优势，这里不仅有丰富的生物资源，还拥有中国顶尖的科研院和技术人才，与此同时四川省政府给予生物制药领域大量的政策和财政支持，所以我们对此次选择中国成都发布新品及其市场表现充满信心。产品链接：http://www.instrument.com.cn/netshow/C157794.htm- 灵活的模块配置，让科研过程更简单 Ä KTA&trade pure继承了Ä KTA&trade avant的高贵血统，采用高度灵活配置的模块化设计，既能满足科研工作者的常规需求，又有足够强大的实力应对高难度工作的挑战。Ä KTA&trade pure 硬件的所有阀门、检测器和层析柱均面向操作者安装，让样品以及缓冲液的流路更加简单直观。Ä KTA&trade pure的阀、检测器、泵和软件提供了一系列灵活的解决方案，科研人员可以添加为了获取更高纯度的蛋白所需要的任何功能。- 全自动智能操作系统，让科研工作更高效 Ä KTA&trade pure 的入口自动化阀可以最大程度地提升工作效率。每个入口阀都整合空气传感器，将气泡排除在管路外，科研人员可安心进行过夜无人运行。Ä KTA&trade pure的控制软件UNICORN 6可以选配智能集成实验设计（DoE）功能。它能为科研人员快速有效地优化实验方法，通过较少的实验捕获更多的信息，及时得到预期结果。- 多重检测设备，让科研结果更可靠 Ä KTA&trade pure 系统最多连接2个UV，配有固定波长的紫外检测器或可变的多波长紫外和可见光检测器。固定波长（280mm）紫外线检测器结合了LED技术，无需预热开机即可使用。可变的多波长紫外检测器可以同时检测3个波长，快速发现杂质，保证纯度。另外，Ä KTA&trade pure系统仅重48kg，可更简单地放置在实验台上和标准的层析冷柜中，用于不稳定样品的纯化。 在 &ldquo 健康创想&rdquo 战略指导下，GE医疗致力以技术创新提高医疗质量，降低医疗成本，推动医疗行业快速发展。作为GE医疗的高端创新产品，Ä KTA&trade pure搭载了行业领先的色谱系统，能快速灵活地为蛋白纯化工作提供值得信赖的解决方案。无论是初学者还是专家，都能通过Ä KTA&trade pure快速实现蛋白质的高效分离与纯化，在较短的时间内尽可能全面地了解蛋白的功能。在海量的科研设计中，蛋白纯化往往仅是其中的一小步，却也是关键的一部。Ä KTA&trade pure能让这一步走得更加省心，为科研工作进步打下坚实基础。 以技术为先导，融入创新灵魂，持续研发高品质、高性价比的产品，使GE医疗在生物大分子分离与纯化领域始终保持领先。作为层析系统开发的引领者，从FPLC到Ä KTA&trade explorer，再从Ä KTA&trade avant 到 Ä KTA&trade pure ，GE医疗不断改进蛋白质分离与纯化工艺，为中国带来一系列国际一流的产品，推动中国生命科学研究事业的发展。今日，Ä KTA&trade pure 正式进入中国市场，它的应用必将为中国的生物大分子的分离纯化工作注入新的活力，帮助中国的结构生物学，农业生物学和系统生物学基础科研机构和医药企业应对更复杂的挑战。 关于GE医疗集团 GE医疗集团通过提供革新性的医疗技术和服务，开创医疗护理的新时代。我们在医学成像、信息技术、医疗诊断、患者监护系统、药物研发、生物制药技术、卓越运营和整体运营解决方案等领域拥有广泛的专业技术，能够帮助客户以更低的成本为全世界更多的人提供更优质的服务。此外，我们还和医疗行业领袖一道，正努力通过全球政策，打造成功的、可持续的医疗体系。 我们的&ldquo 健康创想&rdquo 愿景普及全球。我们不断通过创新在世界范围内推动降低医疗成本、增加医疗机会、提高医疗质量和效率。GE医疗集团总部设在英国，是通用电气公司（纽约证券交易所：GE）下属的业务集团之一。GE医疗集团的员工分布于全球100多个国家和地区，致力于为医疗专业人士和患者服务。欲了解更多有关GE医疗集团信息，请访问公司网站www.gehealthcare.com。有关更多近期新闻，请访问http://newsroom.gehealthcare.com。 媒体联络人：GE医疗集团 时空视点公关刘曼娜 杨雪电话：010 &ndash 58069876 电话：010 &ndash 65228800电邮：manna.liu@ge.com 电邮：wendy.yang@evisionpr.com.cn

4月24日，中科院过程工程所苏志国研究员主持完成的“多柱组合层析高通量蛋白质分离设备”重大科研装备研制项目通过中科院计划局组织的专家验收。　　验收专家组成员认真听取设备研制工作报告、经费收支检查报告、设备使用报告、测试报告，并现场考察了研制的4柱和12柱组合层析分离装置。专家组充分讨论后认为：承担单位研制的多柱组合层析高通量蛋白质分离设备拥有自主知识产权，具有创新性和实用性，在蛋白质分离设备的国产化方面取得了突破 研制的4柱和12柱组合层析分离装置运行正常，各项技术指标均达到了任务书规定的要求，部分技术指标优于任务书原定的指标 研制的设备采用多柱组合的创新设计思路，实现了计算机自动控制和高通量、高效率、多模式层析，在同时分离纯化多种蛋白产物和蛋白质的分离纯化效率方面优于当前国际知名品牌的同类仪器。　　自2007年以来，苏志国课题组开始进行多柱组合层析高通量蛋白质分离设备的研制工作，经过两年多的努力，取得了一系列创新性成果，实现了关键部件的自主设计加工，完成了一套通用性强、自动化高、操作简便快捷的蛋白质层析工作站。　　蛋白质的高通量层析分离纯化是蛋白质组学研究和蛋白质产品生产过程中的关键技术之一。本项目的成功，一方面解决了生化工程国家重点实验室分离纯化各种蛋白质药物和天然产物药物的装备所需，另一方面也可以为我国生物技术同行提供有自主知识产权的蛋白质分离纯化装备，满足国家和中科院蛋白质工程研究所需，提供一种高通量大规模制备蛋白质的平台。　　 　　12柱组合层析系统　　 　　4柱组合层析系统

近日，北京大学工学院席鹏特聘研究员课题组联合香港大学的Wen-Di Li教授课题组、台湾Huan-Cheng Chang课题组以及清华大学黄蕾博士，分别利用受激辐射光淬灭技术(STED)和结构光照明超分辨技术(SIM)，实现了对NV center的超光学极限分辨率的显微成像对比。　　受激辐射光淬灭技术(STED)和结构光照明超分辨技术(SIM)作为两种超光学极限分辨显微技术，已经在生命科学领域得到广泛应用。过去，两种超分辨显微技术的特性还没有在同一样品上进行过比较。利用NV center无光漂白的特性，作者对这两种超分辨显微技术的分辨率等参数进行了深入全面的对比研究。利用35nm的NV center纳米钻石颗粒和大块钻石上的NV center点阵实现了对这两种方法对比成像。STED 具有更高的分辨率，然而SIM 具有更大的视场范围。相关成果发表于皇家化学学会出版集团的期刊RSC Advances上。　　席鹏课题组研究生杨旭三为本文第一作者，席鹏为本文通讯作者。席鹏课题组的研究领域包括超衍射极限分辨率显微成像、激光共聚焦扫描显微成像、多光子显微成像和光学相干层析成像等。

华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室曾和平教授与黄坤研究员团队在中红外三维成像领域取得进展，发展了宽视场、超灵敏、高分辨的中红外上转换三维成像技术，获得了单光子成像灵敏度与飞秒光学门控精度，可为芯片无损检测、远程红外遥感和生物医学诊断等重要应用提供有力支撑，相关成果以“Mid-infrared single-photon 3D imaging”为题于2023年6月9日在线发表于Light: Science & Applications。华东师大为论文的第一完成单位，博士研究生方迦南为论文第一作者，曾和平教授和黄坤研究员为共同通讯作者。激光三维成像技术具有成像分辨率高、测量距离远、探测信息丰富等优点而被广泛应用于自动驾驶、卫星遥感、工业生产检测等众多领域。特别是，中红外波段位于分子指纹光谱区，涵盖多种官能团吸收峰，能够对三维目标进行化学特异性识别，在无损伤物质材料鉴定、无标记生物组织成像，以及非入侵医学病理诊断等领域备受关注。此外，该波段包含多个大气透射窗口，且相较于近红外光有更好穿透烟尘、雾霾的能力，在形貌测绘与遥感识别等方面具有独特优势。长期以来，如何实现趋近单光子水平的探测灵敏度都是中红外三维成像领域的国际研究热点，对于促进其在低光通量、光子稀疏的微光探测场景下的应用具有积极意义。然而，单光子水平的激光三维成像长期以来仅局限在可见光/近红外波段，主要制约因素在于中红外波段缺乏高探测灵敏度与高时间分辨率的光子探测与成像器件。近年来，随着红外器件工艺精进与新材料涌现，中红外探测器性能得到了长足发展，但依然面临着增强灵敏度、提升响应带宽、扩大像素规模、提高工作温度等亟待解决的难题。中红外三维测量可以采用光学相干层析、光热成像、光声成像等技术方案来实现，但往往需要逐点扫描，无法单次获取高性噪比的大面阵成像。因此，实现大视场、高分辨的中红外单光子三维成像仍颇具挑战。图3：中红外单光子三维成像装置图为此，华东师大研究团队发展了基于高精度非线性光学取样的中红外上转换测控技术，实现了超灵敏、高分辨、大视场的中红外三维成像，展示了单光子探测灵敏度、飞秒门控时间精度以及百万像素宽画幅。具体而言，研究人员采用非线性光学和频过程将信号波长高效转换至可见光波段，利用高性能硅基相机即可实现红外成像，从而规避了现有红外焦平面阵列灵敏度不足的技术瓶颈。同时，该上转换成像系统采用同步脉冲泵浦方案，可将背景噪声限制在极窄时间窗口内，结合精密频谱滤波可以有效提升探测信噪比，进而实现单光子水平的成像灵敏度。此外，研究人员沿用课题组此前发展的非线性广角成像技术[Nature Commun. 13, 1077 (2022)]，通过单次曝光即可获得大视场成像，免除了逐点机械扫描过程，大幅提升了成像速度。图4：中红外三维立体成像，被测信号强度约为1光子/像素/秒进一步，研究人员采用超快光学符合门控技术，精确测量中红外信号的相对飞行时间，从而得到被测物体表面的形貌信息。该时间飞行成像系统的时间分辨能力取决于光学脉冲宽度，可以达到飞秒水平的时间标记精度，通过高速延时扫描与宽场全幅采集，对被测场景进行快速时域切片，进而反演出目标界面的反射率、透射率以及材料的吸收率、折射率、色散量等丰富信息。图4展示了多角度中红外照明下三维数据信息融合重构出的被测目标立体形貌，其中被测信号强度约为1光子/像素/秒。图5：时空关联去噪算法，信号和噪声水平分别约为0.05和1000光子/像素/秒 在稀疏光子场景中，有效信号往往被淹没在严重的背景噪声中，仅从强度信息通常难以识别被测目标。为此，如何有效地区分信号和噪声光成为单光子成像的关键难点。为模拟极低照度、高噪声场景，该研究团队将红外信号衰减至0.05光子/像素/秒，对应的信噪比低至1:20000。如图5a-c所示，传统强度峰值识别算法并不能有效甄别信号。在主动成像中，成像系统接收的信号光子在时-空域上具有一定的连续性，而背景噪声光子则会随机分布在整个时间轴与空间像素点上。 基于该特性，研究人员发展了精确、高效和鲁棒的点云去噪算法，通过关联增强空间相邻像素与相邻时间帧的强度，有效提取与甄别信号光子，进而实现高背景噪声下的中红外单光子三维成像（图5d-i）。 所发展的中红外三维成像技术具备高灵敏与高分辨的独特优势，结合该波段优越的抗散射干扰能力，对于复杂环境下的红外场景恢复具有重要意义，可以发展出中红外散射成像与中红外非视域成像。此外，通过调谐中红外信号波长，可以实现四维高光谱成像，可为材料检测、无损探伤、生物成像等创新应用提供有力支撑。 近年来，曾和平教授与黄坤研究员课题组在红外单光子测控方面开展了系列创新研究，先后发展了中红外非线性广角成像 [Nature Commun. 13, 1077 (2022)]，中红外单光子单像素成像[Nature Commun. 14, 1073 (2023)]，以及高帧频中红外单光子光谱 [Laser Photonics Rev. 2300149 (2023)]等。相关工作得到了科技部、基金委、上海市、重庆市与华东师大的资助。