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氰基苄氯

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  • 前沿技术 | 当时间分辨率遇上空间分辨率
    4D前沿技术原位动态听客户说 CUSTOMER唯一一款适合实验室的动态显微CT揭秘革命性X射线显微CT显微CT,是现有的唯一一种能够对样品的内部结构和成分进行成像的显微镜方法。如今,显微 CT 的无损成像技术可以随着时间的变化跟踪记录样品的动态行为,时间就是第四维,这是最新的时间分辨显微CT(4D CT)。尽管4D CT向科学界展示了一种全新的研究方法,能够以微米级分辨率从内到外跟踪样品的变化过程,但该方法仍有一些局限性:实验室中的传统显微CT 是一种相对较慢的成像方法。在CT 360度旋转扫描过程中,采集的时间需要快于样品内部发生变化的时间,否则重建出的三维结果会有运动伪影,这意味着传统实验室中的时间分辨 CT 只能用于跟踪监测非常缓慢的过程,例如金属腐蚀,蠕变过程或缓慢结晶现象。在破坏性实验情况下,例如压缩实验,这类实验需要在不同阶段停止,以便进行准静态成像,传统时间分辨CT无法跟踪快速和不间断的变化过程。如今,最快速的解决方案是用同步加速器显微CT,它的时间分辨率远小于每秒一圈。然而,它们的可用范围相当有限、运行成本也十分昂贵。相对以上2种方案,动态显微 CT 解决方案DynaTOM,适用范围更广,性价比更高,目前,是市场上唯一一款介于传统实验室显微 CT 和同步加速器显微 CT 之间的桥梁。DynaTOM动态显微CT不仅具有高读取速度且高功率的 X 射线源和探测器,能够在几秒钟内采集完整的 3D 断层图像。更重要的是可实现样品或射线源-探测器的连续、无限旋转。解决哪些痛点FEATURES终于可实现不间断的3D原位实验的CT系统达到低至0.6微米的空间分辨率能构建出完整的层析图像,以秒为单位终于将实验室的显微CT时间分辨率极限降低到几秒钟应用场景 APPLICATION已经被成功应用于:一、作为验证计算模型的工具动态 CT 被用作数值模型的验证工具,预测和模拟泡沫金属的机械性能。这些泡沫金属是我们日常生活中存在的许多物体和材料的关键材料。它们在轻型车辆中使用但不会影响强度(航空航天、汽车),也可用于减振(作汽车的车前防撞缓冲区)。然而,表征这些泡沫金属并非易事,因为它们是不透明的、复杂的3D 结构。传统的机械测试只能从宏观角度测试材料性能,无法完全了解微观细节。因此,通常将数值建模作为一种新的工具来模拟实验和预测泡沫金属的应力应变行为。但到目前为止,还没有真正的方法可以验证这些数值模型的结果,因此引入了动态显微CT 来评估泡沫金属压缩模拟结果的有效性。(泡沫支柱的屈曲在实验(左)和模拟(右)中展现)二、作为量化药片快速结构变化的工具动态 CT 用于更好地了解药物固体剂型(片剂或胶囊)的溶解过程。剂型是控制患者的活性药物成分的主要形式,通常由压实的粉末和添加的赋形剂组成。为了将活性药物成分输送给患者,压实的片剂需要机械破碎成更小的颗粒。而辅料的混合是必不可少的,因为它可以控制药物在体内的释放过程并确保产品的品质。因此,固体剂型是在不同长度尺度上具有高度异质性的复杂结构。大多数了解片剂溶解行为的定量研究都是基于测量整个片剂或单个颗粒的体积增加。通常,体积增加是由于产品与水接触时的溶胀机制。可以通过液滴方法或直接通过毛细管吸收来添加水,并且通常可以直观地记录体积变化。然而,为了同时研究水在片剂内部的渗透、崩解和溶胀,需要以非破坏性和全 3D 方式可视化该过程。(动态实验在时间轴上的三个不同阶段。水锋在平板电脑上移动得非常快;吸水后,样品中存在大的裂缝和空隙,并且观察到体积增加。)三、更多应用实例,请搜索bilibili视频号:TESCAN中国实验室中的动态显微 CT 是时间分辨、无损成像的新前沿。在实验室显微 CT 系统上快速、不间断地成像的能力为先进材料开辟了新的评估方法,并使工程师能够通过原位实验验证或纠正材料行为。结合使用专业解决方案的数值模型,这种新的分析方法将显着提高新材料和设备的开发速度,同时降低其开发成本。(以上文章已被科技界4大杂志巨头之一Wiley旗下的Wiley Analytical Science收录。具体应用内容请关注下一期“前沿分享”) 敬请期待下一期...
  • 光学定位计量达到原子级分辨率
    英国和新加坡科学家携手推出一种非侵入性光学测量方法,检测纳米物体位置时达到原子级分辨率,比传统显微镜高出数千倍。最新研究使科学家能以十亿分之一米的比例表征系统或现象,开辟了皮光子学研究新领域,也为其他领域研究提供了令人兴奋的新可能性。相关研究论文刊发于最新一期《自然材料学》杂志。  光学成像和计量技术是生物医学和纳米技术研究领域的关键工具。最新研究负责人之一、南安普敦大学尼古拉哲鲁德夫指出,自19世纪以来,提高显微镜空间分辨率一直是一大趋势,科学家们的梦想是开发出能够用光探测原子级事件的技术。  在最新实验中,哲鲁德夫团队通过收集波长为488纳米的拓扑结构光,散射在17微米长、200纳米宽的悬浮纳米线上的衍射图案的单次拍摄图像,展示了原子尺度的计量学。  随后,他们在纳米线被放置在301个不同位置时出现的散射图案的单次拍摄图像数据集上,训练了一种深度学习算法。经过训练,该算法可根据团队传感器记录的散射光模式来预测给定纳米线的位置。  在该团队的原理验证实验中,他们的光学定位计量方法表现非常好,以92皮米的亚原子精度解析了悬浮纳米线的位置。
  • Science: 目前分辨率最高的NPC中胞质环(CR)亚基的结构
    2022年6月10日,西湖大学施一公团队在Science上在线发表了题为“Structure of the cytoplasmic ring of the Xenopus laevis nuclear pore complex”的最新研究成果,报道了目前分辨率最高的NPC中胞质环(CR)亚基的结构。此前,该团队已成功解析了NPC中核质环(NR)和内环(IR)的高分辨结构,加上此次解析的CR亚基结构,三者共同构成了目前为止最详细且最精确的NPC支架结构模型,为理解脊椎动物NPC的组成、结构、组装以及功能提供了坚实的基础。同时,该模型还提供了多个疾病相关的基因突变在NPC中的位置信息,为疾病诊断以及后续药物开发提供了宝贵的依据。在真核细胞的微观世界中,核孔复合物(nuclear pore complex, NPC)是其中最庞大、最复杂的分子机器之一,也是在核膜上负责物质双向运输的唯一通道,其功能异常与包括癌症在内的多种疾病的发生联系在一起。NPC的高分辨率结构解析一直被视为结构生物学界的“圣杯”之一。NPC镶嵌于细胞核的双层核膜(nuclear envelope, NE)之上,在从细胞质到细胞核的方向上,主要由胞质丝(cytoplasmic filaments, CF)、CR、IR、腔环(luminal ring, LR)、NR和核篮(nuclear basket, NB)组成。其中,CR、IR和NR构成NPC最稳定的支架部分,是结构生物学领域关注的重点。NPC的结构示意图由于NPC分子具有巨大的尺寸和结构柔性,获得完整NPC支架的高分辨率结构具有极高难度。该团队创新性地利用倾转样品台的办法对包埋在核膜中的完整NPC分子进行研究。通过将NPC支架部分拆分成CR、IR和NR三个环状结构,并在各个环内进一步拆分成各个稳定区域,分别进行颗粒对中和三维重构,团队最终获得了迄今为止分辨率最高的核孔复合物CR亚基的冷冻电镜结构,分辨率达3.7-4.7 Å。同时,该团队还利用重组表达技术和单颗粒冷冻电镜分析手段,将Nup358的N端结构域解析至3.0 Å分辨率。以这些重构结果为基础,该团队最终搭建了迄今为止最完整且最精确的CR结构模型。该模型中CR亚基的主体由两个Y复合物组成,此外还包含五个Nup358、两个Nup205和两个Nup93分子。在Y复合物中,新解析的Nup160的C端片段作为组织中心,在介导三条臂汇集上起着重要作用。而Nup358、Nup205和Nup93在辅助以及稳定CR骨架的组装过程中起着重要的作用。CR亚基的单颗粒冷冻电镜结构施一公团队已深耕NPC结构领域多年。2020年5月至今,该团队先后在Cell Research发表多篇研究论文,报道了非洲爪蟾卵母细胞的 NPC 的腔环(LR)、胞质环(CR)、核质环(NR)、内环(IR)的冷冻电镜结构。他们克服多项技术障碍,从初步确认整体结构再到深入刻画复合物细节,逐步揭开了核孔复合物的神秘面纱。NPC支架的结构模型原文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8280
  • CT分辨率知多少—高分辨率微纳CT的精确度量
    在 X 射线 CT 中,空间分辨率是重要的量化参数之一,它被定义为重建图像中两点之间可以区分的最小线性距离。因此,对空间分辨率的适当评估是至关重要的,特别是对于微纳 CT 这种高精度要求的成像系统。目前有两种最常见的空间分辨率评估方法:第一种是利用分辨率测试卡评估,其包含了可进行直接视觉评估的图案结构,在工艺上可制成二维和三维结构,适用于 X 射线断层和 X 射线 CT。测试卡的优势在于操作简单,可直观评估分辨率。但测试卡有一个明确定义的结构分布,只能评估测试卡上所列的图案尺寸;第二种是利用遵守 ASTM E1695-95 标准(Standard Test Method for Measurement of Computed Tomography (CT) System Performance)的斜边法或边缘瞬变法,光源扫描圆柱体或球体边缘,随后基于一套标准的数据处理方法计算空间分辨率。该方法需严格遵守测试标准,能够精确度量空间分辨率且不受测试卡的图案尺寸限制。1Resolution-spirit—微纳 CT 空间分辨率测试捷克CACTUX公司推出的 Resolution-spirit 是按照 ASTM E1695-95 标准制造的微纳 CT 模体,并由超精密三维测量机 nano-CMM 标定。Resolution-spirit 是一个高精度的红宝石球(Φ=0.5~5 mm),粘在一根碳棒上,如下图(左)所示。为评估 XY 平面的分辨率,只需对模体成像,如下图(右)所示,其中绿点为计算的质量中心。用户只需对模体边缘像素的数据进行处理,即两个红色圈内的数据,以质量中心为准,获得不同半径下强度分布—边缘响应函数(ERF)。这里最大挑战是以非常高的精度确定质量中心,如果没有正确地定义中心,那么根据中心对像素进行分组将不准确,错误将导致边缘模糊。然后依次通过求导和傅里叶变换得到点扩散函数(PSF)和调制传递函数(MTF),根据体素大小和 MTF 精确算出空间分辨率。最后类推到其他平面,可获得 CT 系统的三维空间分辨率。例如,布尔诺理工大学的研究人员利用传统 2D 分辨率测试卡和模体对 Heliscan 微米 CT 进行分辨率测试,如下表所示,模体能提供更精确的度量。2 Voxel-spirit—纳米 CT 体素校准在锥束 X 射线 CT 中,光源、样品和探测器之间的距离(SOD和SDD)影响重建体的视觉保真度和体素大小。除了这两个距离的估计存在偏差外,体素大小的真实值还受到 X 射线源漂移、CT 组件热膨胀、探测器和转台倾斜等因素的影响。因此,使用参考样品进行校准是防止在估计体素大小时出现误差的适当工具。对于视场在 10 mm及以上的锥束CT,体素尺寸校准已经很好地建立起来,并且有大量合适的参考样品可用。然而,对于小视场、高分辨率的微纳 CT 来说,很难找到合适的参考样品。CACTUX 的 Voxel-spirit 可以对 SOD 和 SDD 的误差进行精确校准,从而提高重建质量和体素大小的准确性,其适用于视场较小且锥束放大倍率接近 1 的微纳 CT。voxel-spirit由两个高精度的红宝石球(Φ=0.3 mm)组成,它们粘在一根碳棒上,球中心间距(约0.5 mm)并且经过 nano-CMM 严格度量,精度约 70 nm,如下图所示。首先保证两个球体完全在视场内,光源中心与探测器平面正交,两球中心连线平行于探测器平面。在对 Voxel-spirit成像后,可根据下图公式 1 计算体素大小。根据这种关系,在体素大小上的误差可能是由于 SOD 和 SDD 的不精确以及像素大小 p 的不精确造成的,而这些在实验中都是难以精确测量的。因此,在给定的 CT 测量条件下,利用图像中两球中心间距 lCT 和真实度量过的球中心间距 lref,可以获得体素修正因子 cf,算出修正后的体素大小,如下图公式 2、3。3 R1-shadow—微纳 CT 机械误差校正在微纳 CT、双能 CT 或 4D CT中,旋转转台同样会引入误差,即旋转中心的不对准、装台的不稳定或移动等等。尤其是针对颗粒、粉末样品,更容易受到这些机械误差的影响。CACTUX 的 R1-shadow 可以快速直观地纠正这些机械误差,并且提供配套的数据处理软件。R1-shadow是一个由 kapton 制成的样品基底(Φ=25~100 um),在中心处有一根碳纤维增强棒(Φ=2.5~10 um)作为机械误差校准的参考基准点,如下图所示。在确保基准点获得较高对比度的图像后,即可开始 CT 测量。下图展示了胶囊颗粒在机械误差修正前后的图像,可以清晰看到修正后的红色区域伪影消除了。 点击获取产品详细信息:捷克 CactuX—致力于提升您微纳 CT 系统的成像质量和测试效率参考文献:1. Standard Test Method for Measurement of Computed Tomography (CT) System Performance: E 1695–95. 1st edition. United States: American Society for Testing and Materials, 2013.2. Bla&zcaron ek P, &Scaron rámek J, Zikmund T, et al. Voxel size and calibration for CT measurements with a small field of view. Proceedings of the 9th Conference on Industrial Computed Tomography (iCT 2019), Padova, Italy. 2019: 13-15.3. Zemek M, Bla&zcaron ek P, &Scaron rámek J, et al. Voxel size calibration for high-resolution CT. 10th Conf. on Industrial Computed Tomography. 2020: 1-8.4. Laznovsky J, Brinek A, Salplachta J, et al. 3D spatial resolution evaluation for helical CT according to ASTM E1695–95. 10th Conference on Industrial Computed Tomography. 2020.5. Laznovsky J, Brinek A, Salplachta J, et al. Comparison of two different approaches for Spatial Resolution determination for X-ray Computed Tomography with helical scanning trajectory.
  • PNAS|沈庆涛团队引入“退火”技术提高冷冻电镜解析蛋白分辨率
    退火——在冶金学中很常见——将金属或合金加热到设定温度,保持该温度,然后将金属冷却到室温,以改善材料的物理性质,有时还改善材料的化学性质。退火材料倾向于采用同质状态并容易组装成三维 (3D) 或二维 (2D) 晶体。人们可以通过原子力显微镜 (AFM)、X 射线衍射 (XRD) 或电子显微镜 (EM) 轻松地观察到这种规则堆积。退火是否对生物大分子,尤其是蛋白质表现出类似的影响,是一个迷人的科学问题。2022年2月22日,上海科技大学沈庆涛研究员团队等在PNAS发表题为Annealing synchronizes the 70S ribosome into a minimum-energy conformation的研究论文,将退火技术引入冷冻电镜解析蛋白质结构,在模拟退火中引入了一个类似的概念,以预测生物大分子的最小能量构象。通过实验验证,在自由能分析中,以快速冷却速率退火可以将 70 S核糖体同步到具有最小能量的非旋转状态。此结果不仅提供了一种简单而可靠的方法来稳定蛋白质以进行高分辨率结构分析,而且有助于理解蛋白质折叠和温度适应。与金属和有机聚合物不同,蛋白质和蛋白质复合物通常是由化学上不同的亚基以不同的几何形状结合在一起的离散实体。这种显着的结构异质性阻碍了通过 AFM 或 XRD 直接确定结构。相比之下,cryo-EM 分辨率的最新进展为在单分子水平上获得高分辨率蛋白质结构提供了绝佳机会。通过使用冷冻电镜比较退火前后的详细结构,可以获得退火影响蛋白质构象的直接实验证据。退火提高了局部分辨率研究中,选择来自大肠杆菌的载脂蛋白状态 70 S核糖体作为模型,其中 30 S亚基经历热驱动的亚基间旋转并表现出显着的结构灵活性以及明显的自由能。在 0°C 下将纯化的脱基态 70 S核糖体培养 5 分钟,然后立即将核糖体快速冷冻以进行低温 EM 分析,这可能保留了与玻璃化之前相同的构象(描绘为未退火状态)。筛选了收集到的 70 S核糖体颗粒通过 2D 和 3D 分类丢弃明显的垃圾和拆卸的核糖体。根据金标准傅里叶壳相关性,从 200,000 个随机选择的粒子中重建得到最终分辨率为 2.6 Å 的结构。由于缺乏稳定因素,例如信使 (mRNA) 和转移 RNA (tRNA),对未退火的 70 S核糖体的局部分辨率估计表明,在 2.6 至 7.2 埃范围内的整个密度图上存在可变分辨率(图 1A )。相对于 50 S亚基,30 S亚基——尤其是它的头部结构域——没有得到很好的解析,这在其他脱辅基态核糖体中很常见。图1 退火提高了 70 S核糖体的局部分辨率为了量化不同区域的分辨率变化,通过平均选定区域内的局部分辨率值来计算局部分辨率。分析表明,50 S亚基的平均局部分辨率为 3.1 Å,而 30 S亚基的分辨率要低得多——只有 5.2 Å。此外,30 S头域的分辨率更低——平均分辨率为 6.1 Å(图 1 B )。50 S和 30 S亚基之间的亚基间棘轮是分辨率差的主要原因;30 S的亚基内漩涡亚基是次要的,这会降低头部域的分辨率。为简单起见,使用 30 S亚基的局部分辨率作为标记来监测退火对 70 S核糖体的影响。未退火的、加热的和退火的核糖体结构变化退火使柔性区域稳定退火诱导的分辨率改善在整个 70 S核糖体中并不均匀。相对于 30 S亚基的 1.5-Å 分辨率提高,良好分辨的 50 S亚基在退火后仅提高了 0.3 Å(即从 3.1 Å 值到 2.8 Å 值)(图 1 B ) . 因此,退火对具有更大结构灵活性的低分辨率区域特别有益。为了进一步验证这一推论,我们对未退火和退火 70 S之间相同子区域的平均局部分辨率进行了综合统计分析核糖体。例如,退火将不同区域的平均局部分辨率提高到 0.1、0.6、0.8、1.2 和 2.0 Å 的水平;未退火核糖体中相应区域的局部分辨率范围为 2.5 至 3.0、3.0 至 3.5、4.0 至 4.5、5.0 至 5.5 和 5.5 至 6.0 Å(图 2 A ) 。指数曲线与数据非常吻合,表明未退火的 70 S核糖体具有更大的灵活性,对应于退火后局部分辨率的更大提高。图 2 退火稳定了 70 S核糖体的柔性区域讨论不限于金属、合金或半导体,我们通过实验证明退火还可以使 70 S核糖体同步到具有窄构象分布的最小能量状态(图 3)。核糖体/核小体的结晶具有类似退火的处理,其中研究人员通常将核糖体/核小体加热到 37 °C 和 55 °C 之间,然后将它们降低到室温 (19 °C)。对 70 S核糖体进行严格退火以进行结晶将有助于探索退火对 70 S核糖体的物理和化学影响,如在冶金学中。除了 70 S核糖体,在其他生物大分子上退火,特别是那些具有动态结构的大分子,将有助于验证该方法的普遍性。图3 模型说明退火可以使核糖体同步到最小能量状态并提高局部分辨率。显示了自由能曲线(实线)和粒子分布概率(浅绿色峰)。结构灵活性虽然对蛋白质功能至关重要,但阻碍了研究人员应用结构研究在分子水平上阐明功能的能力。持续的努力——例如关键残基的突变,引入额外的二硫键,添加抗体/结合蛋白 ,或在溶液中或甘油内交联/葡萄糖梯度——对于优化样品以提高结构稳定性很有用。然而,这样的努力耗时且缺乏明确的方向,最终的结构仅限于固定状态,有时甚至会在额外的操作后发生扭曲。退火——适当加热和冷却的组合——对蛋白质没有破坏性,是一种简便而可靠的高分辨率冷冻电镜方法。有趣的是,与通过戊二醛交联的 70 S核糖体相比,退火提高了 50 S和 30 S亚基的局部分辨率。研究人员还尝试通过在低温 EM 图像处理期间对柔性区域进行局部细化来提高局部分辨率。我们对未退火和退火核糖体的灵活 30 S亚基进行了局部改进。在局部细化后,未退火核糖体的 30 S亚基的平均局部分辨率提高了 ~1 Å,达到 4.2 Å。与通过退火提高分辨率不同,局部细化本身仍然导致 30 S亚基头部域的平均分辨率不足 5.5 Å 。显然,退火和局部细化通过不同的机制提高了局部分辨率。退火可以将生物大分子驱动到最小能量状态,并且无论区域大小如何,都可以全局提高整个地图的分辨率。作为对照,局部细化在算法级别上起作用,并且仅适用于大小合理的区域。当我们对退火核糖体应用局部细化时,30 S亚基的主体和头部结构域分别提高到 2.9 和 3.9 Å。这表明退火与柔性区域的局部细化兼容,并且可以进一步优化局部分辨率以进行详细的结构分析。可以使用退火将蛋白质同步到最低能量状态,这可能有利于许多单分子方法,例如光镊和单分子荧光共振能量转移 。人们还可以使用退火来研究温度适应和蛋白质折叠,并促进分子动力学模拟中的算法开发。因此,研究人员应彻底研究退火机制并进一步优化退火条件以提高分辨率。本研究由国家重点研发计划项目2017YFA0504800(Q.-TS)、2021YFF1200403(Q.-TS)和2018YFC1406700(Q.-TS)和国家自然科学基金项目31870743(Q. .-TS)等支持。论文链接:https://www.pnas.org/content/119/8/e2111231119#sec-6
  • 欧盟拟放宽洋蓟中氟氯氰菊酯的最大残留限量
    5月13日,欧盟食品安全局就修订菠菜和甜菜叶中氟氯氰菊酯的最大残留限量发表科学意见。此前,西班牙作为评估成员国接受一份申请,建议根据西班牙氟氯氰菊酯的使用情况,放宽洋蓟中的氟氯氰菊酯的最大残留限量。欧盟专家小组经评估后建议将洋蓟中氟氯氰菊酯的最大残留限量由现行的0.02mg/kg放宽至0.2mg/kg,欧盟专家小组认为提高该限量不会对公众健康产生不良影响。
  • 高分辨率激光外差光谱技术研究取得进展
    近期,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所副研究员许振宇团队在激光外差光谱技术研究中获进展。相关研究成果发表在《光学通信》(Optics Letters)上。激光外差光谱仪因具有高光谱分辨率、体积小、易集成等优点,已经逐渐发展成为与地基傅里叶变换光谱仪互补的温室气体柱浓度与廓线测量工具。激光外差光谱技术因受限于光学天线理论,无法通过增加光学接收口径的方法提高外差信号信噪比,这导致高分辨率激光外差探测中气体廓线测量精度受限。对此,研究人员提出基于半导体光放大技术的微弱太阳光放大方法,解决了高分辨率激光外差探测中光学天线理论限制的外差信号信噪比提高问题。研究结果表明,相比于传统的高分辨率激光外差光谱仪,所研发的基于半导体光放大的高分辨率激光外差光谱仪的弱光信号探测和气体浓度测量精度得到大幅提升。该研究有助于提高高分辨率激光外差光谱仪的性能,在大气温室气体传感等方面具有巨大应用潜力。相关研究工作获得国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。基于半导体光放大技术的激光外差光谱仪实验装置示意图信号对比测量结果
  • 使用原子级分辨率的透射电镜世界上首次扑捉到磁力的起源
    原子周围产生的磁场被认为是磁力的起源,透射电镜的分辨率现在虽然可到原子级,但样品往往放在强磁场中,因此原子周围的磁场无法被观测。由日本东京大学和日本电子会社(JEOL)联合开发的原子级分辨率无磁场透射电镜(MARS)使这种观测成为可能。最新研究结果今年2月10日在Nature上发表(https://www.nature.com/articles/s41586-021-04254-z)。 MARS外观图(上图)a) 原子构造模型,箭头为磁矩方向b) 113K下原子分辨率的STEM图像c) 113K下获得的DPC像处理后的磁场像d) 根据原子构造模型模拟的磁场结果 详情咨询日本电子株式会社在中国的子公司捷欧路(北京)科贸有限公司及其分支机构。 捷欧路(北京)科贸有限公司 袁建忠提供
  • 亚飞米分辨率双电光梳绝对频率光谱测量
    光学频率梳(Optical frequency comb,简称“光梳”)由大范围、等间隔的梳齿分量构成,每根梳齿均对应绝对频率,如同在光频上的一把梳子(或标尺)。得益于飞秒激光器和非线性光学的发展,1999年美国标准局和德国马普所的研究团队分别在实验上实现了光梳,解决了绝对光频率计量问题,J. L. Hall和T. W. Hänsch因此贡献而分享了2005年诺贝尔物理学奖。光梳的诞生同样给光谱测量领域带来了革命性突破,分辨率提高到皮米量级,光梳光谱学的新技术和新应用也在不断涌现。双光梳光谱学可以充分利用光梳在频率准确度、频率分辨率、光谱范围和脉冲宽度等方面的优势,在诸多基于光梳的测量技术中脱颖而出。在频域上,双光梳光谱学表现为两个有微小重复频率差异光梳的多外差探测,可以将探测光梳记录的待测谱线,如分子吸收谱,从光频转移到射频。双光梳光谱学可以利用光谱交织技术进一步将分辨率提高至几十飞米量级。然而现有方案测量时间大幅增加,使用温度或驱动电流调节时无法提供绝对频率参考,且分辨率仍有进一步提高至光梳梳齿线宽的较大空间。电光调制光频梳(简称“电光梳”)由对连续种子光的电光调制产生,用于构建双光梳系统时其具有天然的互相干性,无需复杂的锁定电路或相位校正算法,可以大幅降低系统复杂度。此外,由于电光梳具有不受谐振腔腔长限制的重复频率以及可自由调节的中心波长,由其构建的更具应用前景的双电光梳系统受到研究人员的广泛关注。上海交通大学何祖源、樊昕昱教授团队提出了一种新型双电光梳光谱测量方案,将光谱测量分辨率进一步提高到亚飞米量级,相较于现有方案提高了两个数量级。该方案利用外调制的稳频光作为扫频电光梳的种子光,可以在实现低频率误差快速光谱交织的同时,提供绝对光频率参考。图1 亚飞米分辨率双电光梳绝对频率光谱测量技术原理示意图研究团队在分析各性能指标的理论限制和相互制约关系的基础上,将光谱测量技术关注的综合性能指标(光谱分辨率、测量带宽以及测量时间)提高至奈奎斯特极限,并且可以通过多次平均提高测量信噪比。该方案用于测量分子吸收谱线和高Q值光纤法布里珀罗腔谐振谱线的实验结果,充分展示了该方案灵活实现超高光谱分辨率、高信噪比和高刷新率的能力。图2 氰化氢(HCN)气体吸收谱线的光谱测量结果图3 光纤法布里珀罗谐振腔反射谱的光谱测量结果该研究成果将推动超精细光梳光谱学的进一步发展,并在温室气体监测、精密光器件测试、生物化学传感,以及诸如电磁诱导透明等物理现象观测中具有非常重要的应用价值。
  • 支持大型重型样品纳米级观察!日立高新新品发布:高分辨率肖特基场发射扫描电镜
    仪器信息网讯 5月28日,株式会社日立高新技术(以下简称“日立高新技术”)发布“SU3900SE”、“SU3800SE”系列高分辨率肖特基场发射扫描电子显微镜,可在纳米水平上对大型重型样品进行高精度和高效的观察。高分辨率肖特基场发射扫描电镜 SU3900SE(左) ,SU3800SE(右)该系列最大可观察样品重量达到5 kg。此外,通过搭载日立高新技术SEM系列中最大级别的样品台,可以对直径300mm、高度130mm的大型样品进行观察,从而减少切割样品等加工工序,有助于提高整个过程的效率。并且,新产品在可以进行大型重型样品观察的同时,还兼具样品台5轴(左右、前后、上下、倾斜、旋转)移动。此外,还具有相机导航功能,可以将一系列单独拍摄的图像拼接在一起,从而观察样品全貌,支持观察大型样品时的视野搜索(在测量开始时确定当前测量位置),有助于提高操作性。产品开发背景SEM是用于观察材料表面微观结构的仪器,广泛用于纳米技术和生物技术等多个领域的研发、制造和质量控制。特别是,高分辨率肖特基场发射扫描电镜 (FE-SEM) 可在更高倍率进行观察,在微粒观察、微小异物观察以及元素分析方面的需求不断增加。当观察大型和重型样品时,如钢铁等工业材料及汽车相关零部件,可观察的试样尺寸和重量有限制。在观察前需要进行切割等样品处理,从而增加了观察工作的负担。另外,近年来,SEM更多的应用在控制微观结构,以提高各种材料的功能和性能,以及分析异物和缺陷以提高产品质量。因此,还需要通过进一步提高可操作性来减轻用户的负担,例如提高获取大量数据的效率,以及简化大范围观察时的视野搜索等。主要特点(1)大型重型样品的广域观测由于样品台可以观察到大型重型样品,日立高新技术的大型SEM实现了对直径300 mm、高130 mm、重量5 kg样品的观察。此外,产品既可搭载大型重型样品又具备5轴移动的功能。(2)使用光学相机图像进行简单的大范围移动使用光学相机导航系统可覆盖整个样品台的移动范围,轻松确定样品位置。此外,光学相机图像也可以随样品台而旋转,从而轻松移动样品位置,并在 SEM 图像中顺利观察到样品位置。(3)获取大量数据时减轻用户负担配备可选功能“EM Flow Creator”,可视需要组合倍率和样品台位置等条件设置、焦距及对比度等调整功能,创建一系列观察菜单。通过执行创建的菜单,可进行自动观察,有助于减轻用户的操作负担,并在连续图像采集过程中节省人力。关于SU3900SE/SU3800SESU3900SESU3800SE最大样品尺寸Φ300mmΦ200mm最大可观察范围Φ229mmΦ130mm最大可搭载重量5kg2kg最大可搭载高度130mm80mm今后,日立高新技术将继续完善其“解析、分析”的核心技术,致力于打造解决客户问题的解决方案平台和专用设备,为解决环境问题、强韧、安全和安心等社会问题和客户课题做出贡献。公司介绍:日立科学仪器(北京)有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景,始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新,积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。主要产品包括:各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备,以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户,公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构,直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务,从而协助客户实现其目标,共创美好未来。
  • 日本电子发布高精度-高分辨率FIB-SEM系统:JIB-PS500i
    仪器信息网讯 2023年2月1日,日本电子株式会社(JEOL Ltd.,)总裁兼首席执行官Izumi Oi宣布推出FIB-SEM系统"JIB-PS500i”【产品链接】。随着先进材料结构的精细化和工艺复杂性的提高,对形貌观察和元素分析等评价技术提出了更高的分辨率和精度要求。在半导体行业、电池和材料领域的透射电子显微镜(TEM)样品制备过程中,需要 “更高的精度”和“更薄的样品”。此背景下,日本电子此次推出的JIB-PS500i便是通过由高精度加工的聚焦离子束(FIB)系统和高分辨率的扫描电子显微镜(SEM)相结合的系统,来满足以上需求。高精度、高分辨率的FIB-SEM系统“JIB-PS500i"【产品链接】JIB-PS500i主要特点1. FIB镜筒可以使用高达100nA的大束流Ga离子束进行处理。大束流处理在制备用于大面积成像和分析的横截面样品方面特别有效。此外,FIB镜筒的工作距离也缩短了。与新开发的电源一起,帮助低加速电压下处理性能大大改善。2. 新开发的超锥形透镜系统应用于扫描电镜镜筒中,在低加速电压下大大提高了图像的分辨率。这种极好的成像对于利用扫描电镜检查薄片试样的端点铣削状态非常有用。3. JIB-PS500i采用了大型样品仓和新开发的样品台,增加了的移动范围,从而可容纳大型样品。此外,新开发的STEM检测器,可以在90度倾斜下使用,并可以实现从TEM标本制备到STEM观察的无缝过渡。4. 操作界面采用了在JSM-T800系列高分辨率扫描电子显微镜中广受好评的"SEM中心",实现了EDS分析的完全集成。5.专用TEM样品杆和夹具等可实现更精确的对准,同时使TEM和FIB之间的样品转移更容易。使用双倾斜样品杆的样品转移工作流程多种探测器可供选择样品:5nm设计规则半导体器件(FinFET);(左)加速电压2kV,探测器SED二次电子图像;(中右)加速电压200kV,TEM图像,电镜型号:JEM-ARM200F样品:半导体器件;加速电压3KV,探测器SED二次电子图像标本块(200X4X15pm);用OmniProbe 400拾取标本块FIB主要规格参数图像分辨率3 nm (30 kV)放大倍率×50 to ×300,000加速电压0.5 to 30 kV束流1.0 pA to 100 nA离子源Ga liquid metal ion source铣削加工形状Rectangle, Circle, Polygon, Spot, Line, BMPSEM主要规格参数图像分辨率0.7 nm (15 kV), 1.4 nm (1 kV)1.0 nm (1 kV, BD mode)放大倍率×10 to ×1,000,000(128 mm x 96 mm print size)加速电压0.01 to 30 kV束流Approx. 1 pA to 500 nA or more电子枪In-lens Schottky Plus field emission electron gun物镜Super conical lens标准检测器Secondary electron detector (SED)Upper electron detector (UED)In-lens backscattered electron detector (iBED)样品台主要规格参数样品台移动范围X:130 mmY:130 mmZ:1.0 mm to 40 mmT:- 40.0 to 93.0°R:360°
  • 扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱——安徽大学林中清32载经验谈(2)
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "【作者按】/span/strong看得更远、观察得更微小是人类探索宇宙的两个面向。人眼的理论分辨极限是50微米(教科书的观点是明视距离25cm处,可分辨100微米),要想观察得更微小就需要借助显微镜。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "显微镜的组成:光源、透镜系统以及信号接收及处理系统。光源提供一个激发样品信号的激发源(可见光、电子束),透镜系统是对该激发源以及激发样品信息的过程进行操控,信号接收、处理系统主要是对样品被激发的信息进行接收、处理形成样品放大图像。电子显微镜还可进行区域的元素及晶体结构、取向分析。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "显微镜依据光源和透镜的类型分为:光学显微镜和电子显微镜:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "光学显微镜是以可见光为光源,采用光学玻璃透镜系统,接收及信号处理系统为人眼或一些光学探头及配套的专用软件。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "电子显微镜基本组成:三极电子枪产生的高能电子束形成光源,采用电磁透镜系统对电子束进行操控(会聚、发散、放大、缩小),信号接收、处理系统采用的是荧光屏或各类探头及配套的专用软件。/spanspan style="text-indent: 2em " /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "显微镜的成像方式主要有两类:span style="text-indent: 2em "散射束(电子显微镜是平行束)成像和会聚束成像。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "散射束(平行束)成像:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "散射束(平行束)成像是最早期的一种成像方式。绝大部分光学显微镜以及早期透射电镜都采用这种成像模式。上世纪70年代透射电镜增加了会聚束成像模式(STEM),使分辨率达到原子级。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "散射束成像模式是将一束散射光(电子显微镜采用平行光)打在样品上产生含有样品特征的透射光或反射光(体视镜),由透镜系统对其进行会聚、放大、成像。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "透射电镜的成像模式类似于幻灯机。span style="text-indent: 2em " /span/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/2895ab28-cb3f-4a06-8b2a-522216f19fd6.jpg" title="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱.jpg" alt="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱.jpg"/strongspan style="text-align: justify text-indent: 2em "透射电镜的成像模式,节选自章效峰《显微传》/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "散射束成像模式的成像速度快(一次同步成像),有利于显微系统的原位动态观察,但分辨能力不如会聚束成像模式。因此目前在透射电镜超高分辨观察中,获取高分辨原子像常采用聚光镜球差校正的会聚束成像模式(STEM),高分辨原位操控及动态观察常采用物镜球差校正的散射束(平行光)成像方式。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "会聚束成像:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该模式主要在电子显微镜中应用,因此以电子显微镜为例。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "会聚束成像是将电子束会聚成极细的电子探针。该探针由交变磁场(扫描线圈)拖动,在样品上来回扫描,激发样品各点信息,被专用探头接收、处理形成样品放大的图像。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "扫描电镜采用的正是会聚束成像模式。该模式具有较高的分辨能力,但是成像时间较长,容易形成热损伤。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "下面就扫描电镜结构组成及工作原理、放大倍数、分辨率这三部分内容进行较为详细的探讨。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "一、扫描电镜的结构及工作原理/span/strong/pp style="text-align: left text-indent: 2em "strong 1.1扫描电镜的结构组成如下图:/strong/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/64f532a3-5eb6-49c0-9d5b-c786929a5006.jpg" title="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱2.png" alt="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱2.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong1.2结构及功能简介/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "整机分为:镜筒部分以及电气部分/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "1.2.1镜筒部分:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "(1)光源:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "三极电子枪:产生高能电子束。热发射的束斑直径小于50um,场发射束斑直径小于10nm。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "(2)透镜系统:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "聚光镜:会聚电子枪产生的电子束。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "物镜:会聚电子束并将其会聚在样品表面。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "扫描线圈:产生交变磁场拖动电子束在样品表面扫描/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "消像散线圈:消除因镜筒精度原因造成磁场不均匀而产生电子束强度的各向差异。将椭圆斑校成圆斑。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "极靴:引导、改善磁流体。形成高强度、均匀、封闭的磁场。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "(3)真空系统:各类机械泵。给电镜提供工作所需的真空环境。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "1.2.2电气部分:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "(1)工作电源:对应镜筒各部件(电子枪、各类透镜及真空泵)/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "(2)信号接收及处理:探头、信号放大、信号处理、显示器/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "(3)功能:span style="text-indent: 2em "给镜筒各个部件提供工作电源,接收、处理样品产生的特征信息。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "1.3工作原理/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "三极电子枪产生高能电子束,经聚光镜系统会聚后,由物镜将其会聚于样品表面,形成电子探针。该电子探针将激发样品表面的各类信息。其中背散射电子、二次电子以及特征X射线是扫描电镜成像以及进行各种分析(元素分布及含量、晶体取向、应力等)的主要信号源。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "这些样品信息由各类探头接收,经各种专门软件分析形成样品的形貌像、成分像并进行区域元素定性、半定量、特殊样品的区域定量分析,也可对晶体样品进行区域的结构、取向、应力等分析。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "电子束固定不动,只可获得某点的信息,想获取样品整个表面信息就必须利用扫描线圈产生的交变磁场拖动电子束在样品表面来回扫描,将样品各点信息激发出来,形成样品的整体信息进行分析处理,完成扫描电镜分析的整个工作过程。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong二、扫描电镜的放大倍数/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "放大倍数是扫描电镜的重要指标之一。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "各种显微系统由于工作原理不同,计算放大倍数的方式也不同。但是相同点都是“原始图像的大小”除以“物体的大小”。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/22a9d01d-2c48-4410-8afe-cd274e4b21a2.jpg" title="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱3.png" alt="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱3.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "扫描电镜放大倍数的调整方式是:图像尺寸保持不变,通过改变加载在镜筒扫描线圈上的锯齿波信号幅度来调整电子束在样品上的扫描范围,从而改变扫描电镜的放大倍数。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "早期的扫描电镜图像尺寸约定俗成为5英寸相片的长: 即2.54x5=12.7cm。但是冷场电子枪(日本人专利)的出现,欧美电镜厂商开始将计算放大倍数的图像尺寸加大,出现了几种不同的放大倍数计算方式:图像放大、屏幕放大。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图像放大倍数(欧美厂家又称为“宝丽来放大”):采用12.7cm边长的图像尺寸来计算放大倍数。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "屏幕放大倍数:采用成像的屏幕尺寸来计算放大倍数,这个值非常混乱,早期是30cm近来出现27cm等几种不同尺寸。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "这使得同一个样品、同一个位置、同样的放大倍数出现不同大小的图像。想获得统一的结果必须进行转换,要转换就必须先确定图像属于那种放大模式。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "确定图像放大模式的方式如下:/pp style="text-align:center"span style="text-indent: 2em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/5855aa20-79f5-4adc-a7be-61a35a224364.jpg" title="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱4.png" alt="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱4.png"//span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "屏幕放大和图像放大的转换方式如下:/span/pp style="text-align:center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 199px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/15c9ff05-ea62-44af-bb4b-f0c2ed83a43e.jpg" title="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱5.png" alt="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱5.png" width="664" height="199" border="0" vspace="0"/span style="text-align: justify text-indent: 2em " /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "左图图像放大,右图屏幕放大。从图像上看,同样的样品,左图7万倍的图像比右图15万倍的图像都大。两者的等效结果如何?首先要明确这是由那种模式等效到那种模式。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "如果图像放大等效屏幕放大(300mm),则做如下计算:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "屏幕尺寸 ÷ 图像尺寸放大倍数,即300÷ 127× 7=16.5万倍。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "结果就是图像放大7万倍等效于屏幕放大(300mm)的16.5万倍。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 欧美厂家的特朗普式退群做法给我们正确分析扫描电镜的测试结果制造了麻烦。统一放大倍数的性质将方便我们将各不同厂家扫描电镜形貌图像对应起来。掌握正确的转换方式,才能正确读取扫描电镜的图像信息,避免由于放大倍数特性不一致引起的图像假象。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "三、分辨率/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "电镜分辨率定义为:仪器所能分辨的两点间最小距离。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "一直以来,分辨率被认为是显微系统最关键的性能指标,没有之一。但是扫描电镜分辨率指标由于缺乏令人信服的标样来验证,所以它又是一个最不可靠的指标。各厂家可以在这个指标上随意的发挥(现在都写到0.6nm),因为我们没有标样来验证它的正确或不正确。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "金颗粒标样一直都被认为是验证扫描电镜分辨率的不二选择,但是它符合标样的要求吗?/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "标样必须满足的三要素:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "(1)明确的细节标示。样品中要有被明确标示尺寸的细节,或者样品有极为规律的结构且标明尺寸(例如:光栅等)。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "(2)稳定的性能。样品必须稳定,不能今天这样,明天那样。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "(3)可溯源。标样都有可以被追溯的源头,并被权威机构所验证。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "金颗粒标样是一条都不满足,如何成为标样呢?/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "目前流传着一个计算分辨率的软件,被某些厂家所推崇。但我认为即便它的计算方法极其科学且被大家所认可(其实被质疑点很多),那也是针对图像灰度差来计算,这个灰度差是否表示该处存在样品的细节信息?这是无法给出。就如空中楼阁般,虽然构造很完美,但没有根基,所以问题多多。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "接下来我们看看那些小于1nm的扫描电镜分辨率指标是否可靠。我们知道扫描电镜分辨率指的是:仪器所能分辨的样品最小细节,因此分辨率的影响因素应当归结到样品信号溢出范围及溢出量、样品仓环境和接收系统的能力。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "即便只考虑样品信号溢出范围及溢出量。影响因素也由两部分组成:激发源、样品本身的性质。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "激发源考量的是电子束面积、强度、能量、会聚角,这些归结为电子束的发射亮度【β' =电子束流强度(I)/(电子束面积*会聚角)】和加速电压。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "样品本身性质考量的是:形态(晶态、非晶态)、平均原子序数、密度等等。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "如果按传统观点只考虑电子束面积,分辨率又是多少呢?/pp style="text-align:center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 413px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/b305b9a4-fb2c-4bb5-a396-e37c91d49dc9.jpg" title="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱6.jpg" alt="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱6.jpg" width="500" height="413" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "上图是一张经典的束流和束斑对照图。我们可以看到扫描电镜的电子束最小束斑直径是:冷场电子枪(产生最小电子束斑),在加速电压30KV、束流1pA时电子束直径为1.2nm左右。按照传统观念,扫描电镜的分辨率不可能优于1.2nm,考虑二次电子信号溢出呈高斯分布,那么分辨率最多能到1nm左右。低于1nm基本无法想象。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "现实测试中我所观察到的最好分辨率是十二面体ZIF-8的微孔,1.5nm左右。该细节被BET(氮气吸附脱附等温曲线)法证明存在。/pp style="text-align:center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 254px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/bac223a1-e6f5-4850-984c-916f4769e899.jpg" title="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱7.png" alt="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱7.png" width="664" height="254" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图中可以看到在十二面体上有许多小孔按照红箭头所示方向排列,用仪器自带测量软件测量孔的直径大致在1.5nm以下。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "上面分析了,扫描电镜分辨率指标是一个无法被验证的不可靠指标,那么那个指标能充分反映扫描电镜分辨力?/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong电子枪的本征亮度,量纲为:A/cm2.sr.kv/strong/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/12e0db81-8f74-4a12-a6d3-3775e64fc858.jpg" title="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱8.jpg" alt="扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱8.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "(注:图片截自国外资料,图中" 工作真空" 后的单位精确地说应为mbar,10sup-10/supmbar=10sup-8/supPa)/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "电子枪本征亮度反映的是电子源品质,它随电子枪的构成而固定。各类电子枪都有其明确的被检测值,因此其量化也是十分明确的。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "本征亮度大有利于我们充分选择测试条件获得更多的样品信息。图像细节更丰富,分辨能力也更强大。当然任何因素的改变都将符合辩证法的规律,其影响是正、负两个方面。本征亮度的负面影响主要来自样品热损伤,但也有一个度。冷场电子枪的热损伤是次要因素,它带来的高分辨结果却是主要因素。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "我对扫描电镜的认识及所形成的理论,是以我对实际操作中的经验总结为基础。与很多传统的理念有背离,不足之处希望大家能指出探讨。百花齐放、百家争鸣将帮助我们更全面的认识事物。span style="text-indent: 2em " /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong参考书籍:/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "《扫描电镜与能谱仪分析技术》张大同2009年2月1日./spanspan style="text-indent: 2em "华南理工出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "《微分析物理及其应用》 丁泽军等 2009年1月.span style="text-indent: 2em "中科大出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "《自然辩证法》 恩格斯 于光远等译 1984年10月.span style="text-indent: 2em "人民出版社 /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "《显微传》 章效峰 2015年10月span style="text-indent: 2em ".清华大学出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) "作者简介:/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em color: rgb(0, 0, 0) "img style="max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 85px height: 130px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/9735aac7-cc11-41a0-b012-437faf5b20b5.jpg" title="林中清.jpg" alt="林中清.jpg" width="85" height="130" border="0" vspace="0"/林中清,87年入职安徽大学现代实验技术中心从事扫描电镜管理及测试工作。32年的电镜知识及操作经验的积累,渐渐凝结成其对扫描电镜全新的认识和理论,使其获得与众不同的完美测试结果和疑难样品应对方案,在同行中拥有很高的声望。2011年在利用PHOTOSHIOP 对扫描电镜图片进行伪彩处理方面的突破,其电镜显微摄影作品分别被《中国卫生影像》、《科学画报》、《中国国家地理》等杂志所收录、在全国性的显微摄影大赛中多次获奖。 /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong点击【/strong/spana href="https://www.instrument.com.cn/ykt/video/294_0.html" target="_self" style="text-decoration: underline color: rgb(255, 0, 0) "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong仪课通讲堂/strong/span/aspan style="color: rgb(0, 176, 240) "strong】学习更多扫描电镜系列课程/strong/span/p
  • 活细胞超分辨率显微技术研究获进展
    2016年12月31日,中国科学院生物物理研究所徐平勇课题组、中国科学院计算技术研究所张法课题组以及美国科学院院士HHMI研究员Jennifer Lippincott-Schwartz合作在《细胞研究》(Cell Research)在线发表了题为Live-cell single molecule-guided Bayesian localization super-resolution microscopy 的文章,介绍了一种新型活细胞超分辨率显微技术及其独特优势。  超分辨率荧光显微技术由于打破了传统光学衍射的限制,使得人们能够更深入地理解细胞生物学,获得了2014年诺贝尔化学奖。但是由于设备和时空分辨率的影响,活细胞超分辨率技术仍面临诸多挑战。近年来,贝叶斯定位显微技术(Bayesian analysis of the blinking and bleaching,3B)利用荧光蛋白漂白和闪烁的特性,通过分析整个图像序列的变化得到荧光蛋白的概率分布图,该方法用简单的光学设备就能实现活细胞动态结构的超分辨率成像,成为活细胞超分辨率成像的重要工具之一。作为细胞成像新的重要工具,它仍然有三个关键的问题没有解决:1)在精度方面,存在严重的结构缺失,定位精度不高 2)在速度方面,该方法极其耗时,为了得到1.5μ m的超分辨率结构,大约需要6小时,并且随着图像尺寸的增加,计算时间急剧增长 3)在分析尺度方面,由于速度的限制,该方法很难获得全细胞大尺度长时间的动态变化。针对以上问题,实验人员通过将单分子定位和贝叶斯技术相结合,开发了一种新型活细胞超分辨率显微技术(single molecule guided Bayesian localization microscopy,SIMBA),该技术有以下优点:1)适用范围广,不需要任何额外的硬件设备,就能与主流TIRFM、PALM、STROM和light-sheet显微镜相结合,便于推广和使用 2)时空分辨率高,减少了结构伪迹的同时实现了50nm的空间分辨率和0.5-2s的时间分辨率 3)运行速度快,相比3B,加速比超过100倍,并且随着图像尺度的增大,加速效果更加明显 4)分析尺度大,实现了全细胞大尺度长时间动态变化分析。  活细胞超分辨率显微技术是当前研究的热点,开发新型活细胞超分辨率成像探针和新方法是中科院生物物理所徐平勇课题组的重要研究方向。徐平勇、张法、Jennifer Lippincott-Schwartz为本文的通讯作者 徐帆、张名姝为共同第一作者。该工作受到国家“973”计划 、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、中科院基金先导项目等的资助,并申请专利“一种贝叶斯显微成像方法”。SIMBA对于固定细胞actin和活细胞CLC重构结果展示
  • 重庆绿色智能技术研究院王化斌研究员团队,上海大学李江教授团队:在纳米级分辨太赫兹形貌重构显微技术方面取得进展
    近日,中国科学院重庆绿色智能技术研究院研究员王化斌团队和上海大学材料生物学研究所教授李江团队等合作,报道了一种同时具有表面和亚表面探测能力的纳米级分辨太赫兹形貌重构显微技术。蛋白分子膜(蛋白膜)在生物传感和生物材料领域应用广泛。从纳米尺度精确检测蛋白分子的成膜过程,对控制蛋白膜的品质、理解其形成机制和评价其功能表现具有重要意义。然而,目前尚缺少一种能够精确表征蛋白分子在成膜过程中所有形态结构的技术手段,例如,原子力显微镜虽然具有优异的表面成像功能,但是它难以提供样品的亚表面信息,无法揭示蛋白分子层的内部结构信息。研究团队发展了多介质层有限偶极子近场理论模型,建立了基于样品太赫兹近场光学显微图像重构样品三维形貌的方法,实现了单个蛋白分子、蛋白网状结构、蛋白单分子层和蛋白复合层的精确检测。太赫兹形貌重构显微技术具有无损、无标记的特点,以及表面和亚表面检测能力;其侧向分辨率与原子力显微镜相当,垂直分辨率达0.5 nm。该技术为研究生物分子、功能材料和半导体器件等样品提供了一种全新的技术途径。相关研究成果以Near-Field Terahertz Morphological Reconstruction Nanoscopy for Subsurface Imaging of Protein Layers为题,发表在ACS Nano上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、重庆市自然科学基金等的支持。
  • 我国滥用抗生素情况普遍 危害严重亟待法律规范
    日前,宁夏曝出两名患儿被检测出带有超级细菌NDM-1,迅速引起社会各界对“抗生素滥用”话题的热议。中国已成为世界上使用抗生素最多的国家,也是抗生素滥用最严重的国家之一,甚至食品和饲料中都有抗生素的身影。  现状 滥用抗生素情况很普遍  调查显示,中国住院病人抗生素使用率为56%,其中最高者接近99% 而国外的平均数字为30%。国内听凭广告随意购药、无处方用药、无指征用药、频繁更换抗生素、疗程过长等滥用抗生素的情况普遍存在。与此同时,由于经济利益的驱使,医生乐于为患者使用最新、最高端的抗生素,而患者由于“立竿见影看疗效”的心理,也同样乐于使用医生推荐的新型广谱抗生素,其结果是患者在遭遇了“高药费”之后,还产生了“高耐药性”。  耐药性越强,意味着感染率和死亡率越高。也就是说,如果你感染上耐药菌,病死的几率就增大了,很有可能“无药可治”。据专家推算,2005年我国因抗生素耐药细菌感染导致数十万人死亡。  在食品安全方面,如果不限制抗生素的滥用,“抗生素污染”食品将严重损害国民健康,降低民族素质。目前,抗生素在养殖业中的应用也很普遍,这些药物并非用于治疗生病的动物,而是用于预防动物生病及添加饲料促进动物生长,这样的做法,已在养殖业内达成共识。后果是农场周围的空气和土壤、地表水和地下水、零售的肉和蛋类,甚至是野生动物体内都出现了抗生素。  这些抗生素的残余可以通过各种途径进入人体并蓄积,它不仅会导致器官发生病变,而且能把人体变成了一个培养“超级细菌”的小环境。医学专家指出,现在有许多携带“超级细菌”的患者,既没有传染病史,也没有住过医院,病因很可能与食品中抗生素滥用有关。  借鉴 国外实行严格限控制度  抗生素的发现与应用,开创了人类对抗感染性疾病的新纪元。然而,抗生素的滥用也给人们带来了很多麻烦,如细菌耐药性增强、抗菌药物有效性骤减、医疗费用上升等等。目前,很多国家已对抗生素的使用采取了严格的限制和控制制度,防止抗生素滥用。  一、抗生素处方药物控制制度。抗生素在国外被严格界定为处方药,必须有执业医师的处方,使用才算合法,不能作为非处方药在药店里随便向公众出售,否则要承担高额的罚款和民事甚至刑事责任。  二、抗生素使用流程控制制度。患者只有在医院,经过细菌药物敏感性试验后,具有严重的感染症状且医师认为必须使用,才能由医师开具处方使用抗生素,而且要求注明使用抗生素的依据、药量、疗程、使用同一抗生素的天数等信息。此外,还必须经过医护人员认可,并由药房最终审定,强调使用抗生素的指征性、针对性及方案性,使用程序审定非常严格。  三、抗生素使用就低不就高制度。患者在必须使用抗生素的情况下,制度上通常不允许执业医师直接运用最高端的抗生素类药物(例如第四代头孢),而是首先使用毒副作用较低的低端抗生素类药物。尤其严格控制药物毒性大但一直被当做治疗耐药革兰氏阳性菌的“最后一道防线”的万古霉素的使用。  四、抗生素预防感染性使用的控制制度。抗生素虽是药物预防感染的基本路径,但是国外为了减少抗生素的使用,对于预防感染采用了“重过程控制,轻药物预防”的原则,强化医疗行为过程控制,减少医疗感染机会,严格控制交叉感染。  五、养殖业全面禁止抗生素制度。欧盟国家已在2006年1月全面禁止在饲料中添加任何抗生素,这是全世界范围内为保障食品安全采取的最为严厉的措施,从食品源头防止抗生素残留物传入人体的可能。  正是由于从制度与程序方面严格控制抗生素类药物使用,才使抗生素的滥用在一定范围内得到了有效治理,方法值得我们借鉴。  观点 抗生素使用监管亟须规范  国外之所以对抗生素的使用采取了严格控制,是逐渐认识到不限制抗生素类药物的使用,将会对人类的药品及食品安全带来灾难性的后果,而最近“超级细菌”的出现,已经为人类滥用抗生素敲响了警钟。  我国目前的药品管理法中,仅对国产及进出口的麻醉药品、精神药品、医疗用毒性药品、放射性药品实行特殊管理,也就是我们常说的限制性管理,例如人们熟悉的麻醉类药品吗啡等,精神类药品杜冷丁、安定等,医疗用毒性药品砒霜等,都采取了严格的管制,然而抗生素不属于上述管制类药品,对抗生素的销售及使用没有做非常严格的限制和控制,对于抗生素类药物的养殖饲料添加使用的控制尤其欠缺力度。  应该说,我国目前的药品及食品管理法规中对抗生素类药物的使用是有相关规定的,但这些规定主要限于卫生部门的内部规章及医院管理中抗菌类药物使用的操作流程,从法律的效力等级来看,上位阶较低,法律的强制力及处罚力度也相对疲软。  亡羊补牢,为时未晚。在社会各界逐步认识到滥用抗生素的严重危害后,我们应当借鉴一些国家对抗生素类药物控制与管理的经验,在药品管制方面将抗生素类药物列入实行特殊管理的范畴,加大对抗生素类药物控制和监管的力度,尤其严格限制抗生素在养殖业的使用,加强食品抗生素残留物的检测与跟踪,强化对滥用抗生素的违法行为的执法力度和惩处力度。
  • 冷冻电镜的分辨率革命
    p  精确认识细胞当中的大分子结构对于理解它们的功能至关重要。Amunts等人利用冷冻电镜获得线粒体核糖体大亚基3.2埃的分辨率结构,还有最近利用冷冻电镜获取的其他一些高分辨率结构,这些成就预示着分子生物学研究的新时代,获取近原子分辨率的大分子结构将不再是X射线晶体学和核磁共振的特权。/pp style="text-align: center "img alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/2014912171159.jpg" style="width: 600px height: 350px "//pp  图:利用冷冻电镜获得的近原子分辨率结构:(A)酵母线粒体核糖体大亚基,分辨率3.2 埃。(B) TRPV1离子通道,分辨率3.4 埃。(C)Fsub420/sub-还原[NiFe]氢化酶,分辨率3.36埃。注:该图并不是按比例绘制的。/pp  核糖体是古老的,大规模的蛋白RNA复合物,它将线性遗传密码翻译成三维蛋白质。线粒体——半自主细胞器,为细胞提供能量,拥有它们自己的核糖体,这一点和细菌非常类似。许多抗生素,如红霉素,通过阻止细菌的核糖体翻译机器来抑制细菌的生长。当设计新的抗生素,不能让他们同时阻断线粒体核糖体很重要。因此,认识这两种核糖体的详细结构是很有价值的。其他核糖体的结构已经通过X射线晶体学确定。Amunts等利用冷冻电镜确定了线粒体核糖体的高分辨率结构,这在不到一年前,很少有人会想到可能实现。/pp  不用晶体而能够做到这一点无异于是一场革命。主要是因为采用了新的探测器——具有前所未有的速度和灵敏度的直接电子探测器。直接电子探测器能够直接检测电子,而不是需要先将它们转换成光子,然后再转化为光电子探测进行,目前广泛使用的CCD(电荷耦合器件)相机就是这样,但它们的分辨率不是很好。照相胶片从工作原理上来说,高分辨率成像效果应该更好,但它很难和越来越重要的快速读出电子速度及高数据吞吐量相兼容。/pp  大约10年前,Henderson和Faruqi意识到,应该有可能设计出一种结合了CCD相机和胶片优点的直接探测电子的传感器。他们和两个竞争团队研发的探测器,采用了和大多数手机中的摄像头芯片基本相同的有源像素传感器技术。然而,手机的芯片不能用于电子显微镜,因为强烈的电子束会瞬间破坏它们。因此,首先探测器必须能够抗辐射。第二,探测器所需的像素要大很多,以防止富含能量的电子一次激发多个像素。第三,摄像头采用的芯片必须非常薄,完成每次读出电子160万像素,否则电子散射将会使图像模糊并降低分辨率。目前传感器的厚度大约是一张纸厚度的一半。/pp  冷冻电镜只需要少量的样品,因此那些无法分离得到大量样品,利用X射线晶体学方法进行分析的物质,现在可以利用冷冻电镜得到高分辨率结构。这同样适用于不容易结晶的非均相样品或柔性复合物,因为不同颗粒或构象的物质的冷冻电镜图像在图像处理阶段很容易分离开。/pp  新的检测器提供了另一种决定性的优势:当电子束撞击薄的、不支持冷冻的样品时,它们的快速读出能够补偿小的不可避免地移动。在新的相机问世前,由于电子束诱导移动引起的模糊是一个看似不可逾越的问题。现在,通过快速连续拍摄,可以得到一个区域的数十张图像,并且电子束诱导移动被检测到并反转在电脑上。这种去除模糊的影响戏剧性的和天文学哈勃望远镜相类似,尽管在这两种情况下引起模糊的原因是不同的。/pp  新的相机也促使了低温电子断层扫描成像的重大突破,低温电子断层扫描能够得到全细胞、细胞片、或细胞区室的三维图像,如线粒体。利用断层成像识别分子特征,采用标准CCD相机甚至已达到亚纳米细节,新的探测器问世也必然给断层成像研究带来巨大的变化。/pp  在新相机问世的同时,强大的极大似然图像处理程序也被开发出来。这些程序定义可靠客观的标准,来对几万或几十万个的单粒子图像进行平均处理,为的是要实现高分辨率。先进的检测器和软件相结合,获取的冷冻电镜结构,在相同的标称分辨率下,其清晰度和map definition比采用X射线晶体学解析的结构要好,因为在冷冻电镜图像中包含着高质量的相位信息。/pp  冷冻电镜的分辨率革命是否意味着X射线蛋白质晶体学时代即将结束?当然不是。在可预见的将来,分子量小于100kD的小蛋白,分辨率达到2 Å 或更好将依然是X射线晶体学的领域。但是对于大的,易碎的,或者柔性结构蛋白(如膜蛋白复合物),它们很难形成晶体,但却在生物医学中起着关键的作用,新技术将对此带来重大突破。在未来,对分子量大、已知的蛋白复合物,如核糖体,进行结晶将可能不再是必要的。相反,它们的结构可以从容并迅速的通过冷冻电镜来确定。这真是激动人心的时刻。(编译:秦丽娟)/pp 原文检索:a href="http://www.sciencemag.org/content/343/6178/1443.short"http://www.sciencemag.org/content/343/6178/1443.short/a/p
  • 清华大学张强锋团队开发冷冻电镜密度图分辨率估计的AI算法
    冷冻电镜已成为解析生物大分子结构的最主要技术之一。在冷冻电镜密度图的质量评估中,一个关键的指标是分辨率,即可以通过一致性测试的最精细结构细节的大小。由于样品异质性和辐射损伤等因素的影响,冷冻电镜密度图在不同区域的分辨率是可以不同的;因此,研究者因此引入了局部分辨率的概念。快速、准确、有效地评估冷冻电镜密度图的局部分辨率可以为三维重构和下游结构分析提供指导。目前可用的局部分辨率估计方法存在一些限制,比如需要人工进行参数调整、耗时较长,以及在某些情况下需要以半折密度图 (half map) 作为输入,无法对单个密度图估计局部分辨率等 。 近日,清华大学生命科学学院/北京生物结构前沿研究中心张强锋课题组在Journal of Molecular Biology期刊发表题为: CryoRes: Local Resolution Estimation of Cryo-EM Density Maps by Deep Learning 的研究论文。在该研究中,他们开发了一个基于深度学习框架的人工智能算法——CryoRes,可以直接从单个冷冻电镜密度图中估计出局部分辨率。 CryoRes建立在残差3D U-Net的架构之上,可以在端到端的预测框架下执行精确的局部分辨率估计。通过在1174个实验获得的冷冻电镜密度图数据上进行监督式训练,CryoRes学习到了密度图体像素特征与分辨率之间的关系,从而实现了无需额外输入直接进行局部分辨率的估计。 相对于目前广为使用的基于FSC的方法blocres,CryoRes局部分辨率估计的平均均方根误差为2.26Å,显著优于当前最先进的分辨率估计方法。此外,CryoRes还能够为每个密度图生成大分子表面,其精度比ResMap估计的大分子表面的准确率高12.12%。此外,相较于其他方法,CryoRes克服了一些限制,例如需要输入half map或大分子表面的信息,实现了全自动、无参数、超快速的局部分辨率估计。 另外,CryoRes也适用于冷冻电子断层图数据的局部分辨率估计。CryoRes可在https://cryores.zhanglab.net 上免费使用。图:CryoRes框架 清华大学生命科学学院/北京生物结构前沿研究中心张强锋副教授和清华大学生命科学学院博士后徐魁为论文通讯作者,清华大学生命科学学院2021级博士生代沐芷为论文第一作者,2018级博士生董卓尔为该工作做出了重要贡献。另外,清华大学生命科学学院/北京生物结构前沿研究中心闫创业副教授和2021级博士生孔方也为该工作提供了宝贵的意见和帮助。本工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、清华-北京生命科学中心博士后基金、北京生物结构前沿研究中心、清华-北大生命科学联合中心、上海期智研究院的支持。 论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jmb.2023.168059
  • 泳池水质普遍余氯低尿素高
    7月6日,北京市卫生监督所检查人员来到朝阳区朝阳公园检查露天游泳池水质通过手机扫描二维码可获得水质实时监测数据。  随着夏季来临,气温不断攀升,北京市各大游泳场馆人气爆棚。然而,眼前的一池碧水是否真像看到的这么干净?近日,记者跟随市卫生监督所工作人员,对多家室外游泳馆水质进行检测,发现所检测的游泳场馆泳池水质均存在余氯偏低、尿素较高等问题。  据市卫生监督所公共场所卫生监督科副科长刘颖介绍,按照国家标准,游泳场馆水质检测主要针对五项卫生指标(水温、余氯、PH值、浊度、ORP)。其中,余氯浓度过低对池水起不到消毒效果,池水里的细菌及致病微生物就可能会过多地繁殖,从而引起疾病传播 而过高则可能对人体的眼黏膜、皮肤黏膜及口腔黏膜等产生刺激作用,特别是对儿童、妇女和老年人等敏感人群会更明显。另外,泳池还普遍存在尿素较高的问题,同样对人体有害。  经过记者的探访和了解,游泳馆水质不达标多为经营者为省钱偷工减料所致。  □现场  刚加消毒药剂余氯仍低于国标  7月6日下午2时许,记者跟随市卫生监督所工作人员来到北京团结湖公园海滨乐园。记者在现场看到,不少人正在泳池里游泳嬉戏。  随后,市卫生监督所的工作人员走到一处游泳池旁边,从游泳池里取出水,用检测余氯的试纸进行检测。大约1分钟后,检测数据显示余氯值为0.1mg/L。随后,工作人员又走到另外一个泳池,让游客在泳池中央取出一小瓶水进行检测,检测结果显示余氯为0.2mg/L。  记者了解到,为了保持游泳池水的卫生,杀灭池水中的致病微生物,各游泳场馆在循环过滤池水的同时会加入一定剂量的含氯消毒药剂,从而产生游离性余氯。游泳池水余氯浓度的国家标准为0.3-0.5mg/L,然而,在本次检查中,该泳池余氯比国家标准低。而该游泳馆一名负责人向市卫生监督所工作人员承认,游泳馆刚对泳池加入含氯消毒药剂不到1个小时。  刘颖介绍,余氯浓度过低对池水起不到消毒效果,池水里的细菌及致病微生物就可能会过多地繁殖从而引起疾病传播 而过高则可能对人体的眼黏膜、皮肤黏膜及口腔黏膜等产生刺激作用,特别是对儿童、妇女和老年人等敏感人群会更明显。另外,夏季气温高阳光照射强烈,会对余氯进行分解,因此,夏季余氯消耗会特别大。余氯补得不够或者没有的话会非常危险。  除滨海乐园外,市卫生监督所还对朝阳公园沙滩主题乐园进行了检测,现场检测了几个点的余氯,其中一个点的余氯数据也略低。  泳池尿素超标来源排汗和小便  根据国家相关标准规定,游泳池水质的尿素应小于等于3.5mg/L。但是根据往年的数据来看,游泳池尿素超标问题普遍存在。  刘颖表示,尿素含量过高时,尿素中的氨会与含氯消毒剂形成氯胺类物质,使游泳者产生厌恶感,刺激皮肤、眼角膜、腐蚀头皮等。  刘颖说,现在不少游泳池采取溢流式循环过滤,其原理是将泳池溢出来的水收集到水箱中,再用循环泵把水抽到沙缸里进行过滤之后重新放回游泳池。虽然毛发等杂质会被过滤掉,但细菌含量等无法降低,而尿素必须换新水才能降低含量。尿素通过过滤循环设备是去除不掉的,每天有人在里面不停地游、排汗或者排尿,尿素会越来越高,所以泳池管理方需要即时补充新水。  “目前我们也在通过其他的方法不换水把尿素去掉。就是通过尿素分离技术,把有机物分解掉。但是这种技术需要费用也较高,只有个别游泳场馆在用。”刘颖说。  据了解,游泳池中之所以有尿素,一方面是人在游泳中会不停地排汗,另一方面就是有人在游泳池中小便。  □原因  为省钱消毒环节“偷工减料”  记者了解到,北京有不少游泳池采取溢流式循环过滤,为了省钱,有些游泳池甚至不开或者只在夜间开启循环系统。但长期不换水、循环系统不开,而为保持水体清澈,一些游泳馆就大量、反复使用聚合氯化铝沉淀剂,吸附水中悬浮物。肉眼看上去清澈透明,实际上水体富含大量铝离子,会对人体尤其是眼睛带来损害。  此外,一些游泳场馆在消毒上也存在“偷工减料”。有业内人士表示,一般来说,一个1000立方米的游泳池用的消毒剂、沉淀剂等各种消毒物料,一个月的费用要1万元左右。市场上各类消毒剂质量和价格参差不齐,为省钱,一些经营者就选用廉价消毒剂,消毒效果难以保证。  □对策  实时监测系统可随时看水质  为应对即将到来的游泳高峰期,目前,全市百家泳池已于上月启动“扫一扫泳池水质我知晓”活动。市民在游泳馆明显处可通过手机扫描此二维码,在游泳前第一时间了解该泳池的余氯、浊度、pH值等数值。如果发现不达标的情况,公众可以通过公共卫生服务热线12320对发现的问题进行投诉。  记者获悉,市卫生监督所在100家游泳场馆安装了实时监测系统,所选择的多是室外的、人多的、学校的、社区的以及承担一些国际国内重大赛事,这占到游泳总人数的百分之八十左右。  目前,北京市游泳场馆电子监管指挥中心建设完毕,实时监测游泳场馆水质的五项主要卫生指标(水温、余氯、PH值、浊度、ORP),并在5分钟到7分半钟更新一组数据。一旦触及预警线,会立刻报警,监督员会立即赶赴现场进行处理。遇到高温天气,卫生监督部门将加强对室外泳池的监督检查。  “为了保证水质,市卫生监督部门今后会对游泳场馆,特别是问题游泳馆加大检查频率”,刘颖说,市卫生监督所将专项监督检查重点解决市民所关注的池水浑浊和尿素含量超标的问题,各级卫生监督机构将通过培训和指导等方式督促游泳场馆经营者加强自身管理,同时对违法行为依法给予行政处罚。  □小贴士  游泳者如何判断和维护水质?  1.到现场一般需要先看下水质的现状,浑浊度现行的国标标准是5,真到5的话已经很浑浊了,没法看了。所以用肉眼看基本上很清澈可以见底,那肯定是在国家标准范围内。  2.站在泳池边闻闻有没有氯气的味道,最好是有淡淡的氯气的味道,不能太浓,也不能闻不到。太浓的话说明余氯超标,会对人体有伤害,闻不到说明余氯太少,达不到消毒效果。  3.像PH值或者浑浊度可能会在实时监测系统上看看数据,然后再结合现场感官现状做一个初步判定。  4.因为男士皮屑多,女士化妆品多,到水里后有机物溶解进去通过一般方法不容易去掉,必须通过强氧化剂分解掉。所以建议广大游泳爱好者养成泳前淋浴等习惯。  国家标准:  水温:22-26  余氯:0.3mg/l-0.5mg/l  PH值6.5-8.5  浊度:0-5  ORP:650  尿素3.5mg/l
  • 原理革新!超透镜分辨率提升一个量级
    超透镜能够超越传统光学成像分辨率的极限,实现亚波长级别的微观结构和生物分子的更好观测。然而,超透镜的本征损耗一直是该领域长期存在的关键科学问题,限制了成像分辨率的进一步提升。  近日,来自香港大学、国家纳米科学中心和英国帝国理工学院等机构的研究人员密切合作,提出了多频率组合复频波激发超透镜成像理论机制,通过虚拟增益来抵消本征损耗,成功提高了超透镜的成像分辨率约一个量级。该研究成果于8月18日在《科学》杂志上在线发表。  “超透镜”概念最早由英国帝国理工学院教授John Pendry于2000年首次提出。根据理论预测,超透镜将具有突破传统光学成像分辨率极限的能力。随后,为实现超透镜构想,中国科学院外籍院士、香港大学教授张翔团队率先提出了新型银-聚合物超透镜的实验方案,极大推动了超透镜技术的发展和应用。此后,各国科学家纷纷加大研究投入,超透镜迅速成为光学领域的热门课题,并被广泛应用于生物医学、光纤通信、光学成像等场景。合成复频波方法提升超透镜成像质量的原理示意图(研究团队供图)  目前,基于极化激元材料和超构材料的超透镜已被广泛验证可以实现亚衍射成像,但其本征损耗的严重限制了其分辨率进一步提升,从而也限制了其应用发展。  为了解决这一重大挑战,由香港大学教授张霜、张翔、国家纳米科学中心研究员戴庆以及John Pendry组成国际科研团队开展联合攻关。  在最新发表的论文中,张霜介绍:“针对光学损耗提出一种实用的解决方案,即借助多频率组合的复频波激发来获得虚拟增益,进而抵消光学体系的本征损耗。”  作为验证,他们把这一方案运用到超透镜成像机制,理论上实现了成像分辨率的显著提升。最后,进一步借助微波频段双曲超构材料的超透镜实验进行了论证,获得与理论预期一致的良好成像效果。  戴庆团队基于长期对原子制造技术下的高动量极化激元的积累,创制了基于合成复频波的碳化硅声子极化激元超透镜。“我们最终实现了超透镜成像分辨率约一个量级的提升,相信这将对光学成像领域产生巨大影响。”戴庆表示。  科研人员介绍,合成复频波技术是一种克服光子学系统本征损耗的实用方法,不仅在超透镜成像领域有卓越的表现,还可以扩展到光学的其他领域,包括极化激元分子传感和波导器件等。该方法还可以针对不同的系统和几何形状进行定制化应用,为提高多频段光学性能、设计高密度集成光子芯片等方向提供了一条潜在的途径。  “这是一个优美而普适的方法,可以拓展到其它波动体系来弥补损耗问题,如声波、弹性波以及量子波等。”张翔说。  香港大学博士后管福鑫、国家纳米科学中心特别研究助理郭相东和香港大学博士生曾可博为本文共同一作。张霜、张翔、戴庆和John Pendry为本文共同通讯作者。
  • Palas®助力同济大学空气滤清器课题研究
    在空气滤清器性能试验装置中多分散相气溶胶发生器是不可或缺的。为了测试空气滤清器的计数效率,需要均匀、稳定的浓度及粒径分布可控的多分散相气溶胶,因而有必要分析气溶胶的制备及其影响因素。一直以来,Palas致力于为高效科研项目和团队提供精准稳定的气溶胶表征设备。同济大学机械与能源工程学院的林忠平教授在《空气滤清器性能试验台气溶胶特性》项目中,选择了Palas Promo 2000气溶胶粒径谱仪。Promo 2000凭借其独特的粒径测量范围宽、通道多、浓度上限高等特点,为同济大学研究团队提供技术助力。高校科研团队的选择同济大学是中国的国立大学之一,是教育部直属并与上海市共建的全国重点大学。经过115年的发展,同济大学已经成为一所特色鲜明、在海内外有较大影响力的综合性、研究型、国际化大学,综合实力位居国内高校前列。林教授此次的科研项目是针对空气滤清器性能试验台气溶胶特性的实验研究。在该实验项目中根据《道路车辆-乘驾室用空气滤清器》的相关要求。针对一种新型多分散相气溶胶发生喷嘴,采用Palas Promo 2000气溶胶粒径谱仪,进行雾化效果对比实验。探讨了压缩空气与喷雾溶液之间的气液比、喷雾溶液的动力粘度、表面张力等物理性质以及压缩空气的压力、速度、密度等参数对发生气溶胶浓度、粒径分布及其分散度的影响。通过理论分析计算,验证了实验得到的雾化液滴sauter平均直径及其粒径分布的经验公式。不同气液比条件下的粒径分布不同液体工质的雾化粒径分布不同液体工质的雾化粒径分布趋势线借助Promo 2000 提供精准稳定的监测数据,此次研究的最终实验结果表明:对于气、液二流外混式轴针喷嘴,雾滴sauter平均直径随着气液比的增加先增大经过拐点后减小。当气流速度相对较小时,sauter平均直径随着气流速度的提高而增大。当气流速度提高到一定程度后气液比趋近于恒定,sauter平均直径显著降低。多通道和浓度范围监测的Palas仪器Palas Promo 2000气溶胶粒径谱仪是用于过程测量技术和光波导体技术监测应用的单颗粒光散射法粒径谱仪。每个测量量程多达128个尺寸通道及浓度质量范围,从小于1颗粒/ cm3 到106 粒子/ cm3 。同时,仪器的触摸显示屏确保用户友好操作,测量简单。所有颗粒物分布和数量浓度以及24个更进一步的统计值,都可以实时评估和显示。Promo可以作为独立的测量设备(即无需外部计算机)连续进行测量,并以1s 的最大时间分辨率存储所有传入的数据。Promo 2000提供了20 MHz速度的信号处理器,可以分析每个粒子信号进程。这样就可以识别光散射测量技术中单个信号的并发事件并进行纠正。仪器可测量的最大浓度高达106 颗粒/ cm3(welas 2070传感器)。作为一家专注于气溶胶监测设备的制造商,德国Palas能为高校科研提供快速、多样的数据分析解决方案。如果您的研究课题也需要气溶胶表征验证,Palas可提供实时的基于4nm – 1200nm 或 0.2μm – 100μm粒径范围的气溶胶表征设备,满足研究者不同类型的对气溶胶粒径分布、数量浓度和质量浓度的测试需求,希望在您未来的研究工作中提供技术支持。Palas Promo 2000气溶胶粒径谱仪产品优势测量范围为 0.2 至 100μm(在一台设备中可选择 4 个测量范围)仅在一台设备中最多四个测量范围: ‒ 0.2µm‒ 10µm ‒ 0.3µm‒ 17µm ‒ 0.6µm‒ 40µm ‒ 2μm‒ 100μm(附加传感器 2300 和 2500)每个测量范围多达 128 个尺寸通道 浓度范围为 1 颗粒 / cm3 至 106 颗粒 / cm3不同折射率的校准曲线从 0.2μm 开始的非常高且可重现的计数效率耐压达 10 bar(可选)可加热至 250°C(可选)光纤技术大触摸屏、简单操作校准、清洁和光源更换均可由客户独立执行通过 RS 232 或以太网进行外部控制带有分析软件 PDAnalyze_可选:可通过 welasdigital 进行操作的软件 PDControl低维护功能可靠减少您的运营费用应用领域排放监控研磨和分类过程控制食品,制药和化工行业的生产过程监控测试完整的过滤器,惯性和湿式分离器或静电除尘器
  • 最强光催化剂“出手”“水变氢”效率刷新世界纪录
    在太阳光或一缕LED紫外光照拂下,玻璃烧杯中加入一点点白色粉末,无须加热也无须其他能源,烧杯里的水便可源源不绝产生氢气,且经过数百小时的实验,这种白色粉末的量并未衰减。在云南大学材料与能源学院实验室,你能见到这样的“奇观”。  在碳达峰、碳中和背景下,洁净的氢成为未来的重要能源,高效、低成本制氢,特别是光解水制氢是科学家研究的方向。1月10日,国际著名期刊《自然通讯》发表了云南大学柳清菊教授团队与英国伦敦大学学院唐军旺教授团队、华东师范大学黄荣教授团队合作的一项重要研究成果——以单原子铜锚定二氧化钛,成功制备新型光催化剂,其分解水制氢量子效率高达56%,被审稿人称为“世界纪录”。这意味着“水变氢”有了一条可实用化的新路径。  提高催化效率 才能助推光解水制氢走向实用化  氢能是一种清洁无污染的可再生能源,燃烧值很高,可达每千克140兆焦耳,其具有来源丰富、燃烧产物无二次污染等优点,有望代替石油和天然气,因而受到世界范围的广泛关注。若能得以大规模实际应用,将为“双碳”目标的顺利实现作出贡献。  “目前,制备氢的主要方法有化石燃料制氢和电解水制氢,但两种方法都需消耗传统能源。”柳清菊向科技日报记者介绍,化石燃料制氢,二氧化碳排放量大,每生产1千克氢气,将产生10千克左右的二氧化碳;而电解水制氢也存在能耗和成本问题。“在环境和能源问题日益严重的今天,开发清洁、可持续、低成本的制氢技术,推进氢能的发展显得尤为迫切和重要。”柳清菊说,采用光催化技术,利用太阳能驱动水分解制氢是一种极具发展前途的新方法。  自1972年科学家发现二氧化钛半导体具有光催化性能以来,光解水制氢一直受到学术界及产业界的关注与重视。在能量大于或等于半导体禁带宽度的光照射下,光催化材料价带中的电子吸收入射光子的能量跃迁到导带,形成“电子—空穴”对,空穴和电子迁移到材料表面,与表面吸附的水分子发生氧化还原反应,也就是电子与水发生还原反应产生氢气,空穴氧化水产生氧气。  然而,由于电子带负电,空穴带正电,使得光催化材料中光照所产生的“电子—空穴”很容易复合,导致产氢量子效率低下,严重阻碍了光解水制氢的发展。因此,如何阻止“电子—空穴”的复合,提高光催化制氢效率,成为目前国际上光催化研究领域的重大挑战之一,也是制约光催化制氢技术实用化的瓶颈难题。  这其中,光催化材料是核心。而光催化材料的活性、稳定性和成本是决定光催化技术能否实际应用的关键。  铜离子“补位” 新型光催化材料设计制备突破瓶颈  金属单原子催化剂是近年来迅速发展起来的新型催化剂。相比传统金属催化剂,金属单原子催化剂中的原子以单个的形式负载在载体上,在催化反应中可充分参与反应,实现反应活性中心的最大化,利用效率可接近100%,在理论上可以同时提高催化活性并降低成本。然而由于单原子具有极高的表面能,在合成和催化反应过程中容易团聚、稳定性差、寿命短且制备成本高,阻碍了其实际应用。  “这次起光催化作用的二氧化钛,是一种钛和氧规则排列的晶体,我们通过独特的合成工艺,在其中生成大量的钛空位。”柳清菊向记者解释,有了这些钛空位,就可以请铜离子来帮忙“补位”。  “通过对钛基有机框架材料MIL-125中钛空位的设计和可控合成,我们研制出具有大比表面积和丰富钛空位的二氧化钛纳米材料,以此为载体锚定过渡金属铜单原子,使铜与二氧化钛形成了牢固的‘铜—氧—钛’键。”柳清菊介绍,在光催化制氢反应过程中,一价阳离子铜和二价阳离子铜的可逆变化,大大促进了光生“电子—空穴”的分离和传输,大幅提高了光生电子的利用率,使产氢量子效率获得突破,达到56%。这项突破获得了欧洲科学院院士、伦敦大学学院光催化和材料化学终身教授唐军旺团队的验证。  成本、工艺更“亲民” 光解水制氢产业已初露曙光  新研制的二氧化钛基光催化材料,具有性能稳定、无毒、无二次污染等优点,且生物相容性好、制备方法简单、成本低,与传统方法相比优势明显。通常含贵金属的催化剂,催化活性高,但相应的成本也极高。“新材料中,我们用的是‘贱金属’铜,它储量大、价格低、易获得,这是成本降低的第一个方面。” 柳清菊介绍,此外,原有的催化材料中单个金属原子活性很大,很容易形成团簇,使得催化活性降低。研发团队将铜原子牢固地锚定在钛空位上,不容易团聚,创新性地解决了这个问题,稳定时间很长,在常温常湿条件下,样品放置380天之久,仍然具有与新制备样品相当的产氢性能,进一步降低了产氢成本;另外,新型光催化材料制备工艺简单,无需昂贵的设备,使光催化制氢更加“亲民”。  近年来,柳清菊团队在实验室进行了大量的基础研究,包括材料设计、合成工艺、机理研究、性能优化等,已获得稳定的高性能光解水制氢光催化材料的实验室制备工艺,正准备开展放大工艺研发,为后续产业化奠定基础。虽然传统的光催化材料成本高、量子效率低,国内光催化产氢市场尚未成熟,但随着产业链衔接及相关政策的完善,光催化制氢产业化已是曙光初露。  对柳清菊团队而言,56%的产氢量子效率也不是终点。“我们还在继续努力,使效率进一步提高,如果能够提高到70%以上,对生产应用的意义将是不言而喻的。”柳清菊说,找准了方向,效率再提升将不是梦。随着光解水效率进一步提高和成本进一步降低,氢能时代将加速到来,人类也将还地球以绿水青山。
  • 高分辨率激光外差光谱技术新突破!信号探测和测量精度双双大幅提升
    近日,中科院合肥研究院安光所许振宇副研究员课题组科研人员在激光外差光谱技术研究中取得新的突破,相关研究成果发表在《光学通信》(Optics Letters)上,且该论文被编入编辑精选(Editor’s Pick)。激光外差光谱仪因具有高光谱分辨率、体积小、易集成等优点,已经逐渐发展成为与地基傅里叶变换光谱仪互补的温室气体柱浓度与廓线测量工具。激光外差光谱技术因受限于光学天线理论,无法通过增加光学接收口径的方法提高外差信号信噪比,这导致高分辨率激光外差探测中气体廓线测量精度受限。对此,安光所科研团队邓昊博士后首次提出基于半导体光放大技术的微弱太阳光放大方法,解决了高分辨率激光外差探测中光学天线理论限制的外差信号信噪比提高问题。研究结果表明所研发的基于半导体光放大的高分辨率激光外差光谱仪相比于传统的高分辨率激光外差光谱仪在弱光信号探测以及气体浓度测量精度方面得到大幅提升。该研究提高了高分辨率激光外差光谱仪的性能,在大气温室气体传感等方面具有巨大的应用潜力。基于半导体光放大技术的激光外差光谱仪实验装置示意图信号对比测量结果文章链接:https://opg.optica.org/ol/fulltext.cfm?uri=ol-47-17-4335&id=493999
  • 科学岛团队在高分辨率激光外差光谱技术研究方面取得新进展
    近期,中科院合肥研究院安光所许振宇副研究员课题组科研人员在激光外差光谱技术研究中取得新的突破,相关研究成果发表在《光学通信》(Optics Letters)上,且该论文被编入编辑精选(Editor’s Pick)。   激光外差光谱仪因具有高光谱分辨率、体积小、易集成等优点,已经逐渐发展成为与地基傅里叶变换光谱仪互补的温室气体柱浓度与廓线测量工具。激光外差光谱技术因受限于光学天线理论,无法通过增加光学接收口径的方法提高外差信号信噪比,这导致高分辨率激光外差探测中气体廓线测量精度受限。对此,安光所科研团队邓昊博士后首次提出基于半导体光放大技术微弱太阳光放大方法,解决了高分辨率激光外差探测中光学天线理论限制的外差信号信噪比提高问题。研究结果表明所研发的基于半导体光放大的高分辨率激光外差光谱仪相比于传统的高分辨率激光外差光谱仪在弱光信号探测以及气体浓度测量精度方面得到大幅提升。   该研究提高了高分辨率激光外差光谱仪的性能,在大气温室气体传感等方面具有巨大的应用潜力。   邓昊博士后是论文第一作者,许振宇副研究员与阚瑞峰研究员是论文通信作者。该研究获得国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。基于半导体光放大技术的激光外差光谱仪实验装置示意图信号对比测量结果
  • 合肥研究院在高分辨率激光外差光谱技术研究方面取得进展
    近期,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所副研究员许振宇团队在激光外差光谱技术研究中获进展。相关研究成果发表在《光学通信》(Optics Letters)上。  激光外差光谱仪因具有高光谱分辨率、体积小、易集成等优点,已经逐渐发展成为与地基傅里叶变换光谱仪互补的温室气体柱浓度与廓线测量工具。激光外差光谱技术因受限于光学天线理论,无法通过增加光学接收口径的方法提高外差信号信噪比,这导致高分辨率激光外差探测中气体廓线测量精度受限。对此,研究人员提出基于半导体光放大技术的微弱太阳光放大方法,解决了高分辨率激光外差探测中光学天线理论限制的外差信号信噪比提高问题。研究结果表明,相比于传统的高分辨率激光外差光谱仪,所研发的基于半导体光放大的高分辨率激光外差光谱仪的弱光信号探测和气体浓度测量精度得到大幅提升。  该研究有助于提高高分辨率激光外差光谱仪的性能,在大气温室气体传感等方面具有巨大应用潜力。  相关研究工作获得国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。  论文链接基于半导体光放大技术的激光外差光谱仪实验装置示意图信号对比测量结果
  • 中国科学院西安光机所获得时间分辨率优于10皮秒的激光内爆图像
    作者:张行勇 严涛 来源:中国科学报近日,由中国科学院超快诊断技术重点实验室分幅成像团队缑永胜副研究员负责的时间放大分幅相机,成功在中国工程物理研究院激光聚变研究中心神光-III原型装置上完成激光打靶实验,在国内首次获得了时间分辨率优于10ps(1皮秒=1-12秒)的激光内爆图像,为激光聚变过程精细化测量奠定了基础。时间放大分幅相机系统。 激光内爆图像。 图片均由西安光机所条纹相机工程中心提供该团队持续聚焦超快分幅成像技术,历经10年的的不懈攻关,终于攻克宽束电子光学调制、电子脉冲时间放大和宽谱电子聚焦等多项关键技术,研制成功时间放大分幅相机。他们将分幅相机时间分辨极限从60ps提高至5ps,空间分辨率优于20lp/mm(lp/mm是line-pairs/mm即每毫米线对,常用于表示镜头分辨率的单位,指成像平面1mm间距内能分辨开的黑白相间的线条对数)。据了解,这也是我国目前已实现工程化应用的最高时间分辨率分幅相机,对推动分幅成像技术发展和超快诊断技术发展具有重要意义。 该项研究获得中国科学院超快诊断技术重点实验室基金、中国科学院科研仪器设备研制项目、西安光机所自主部署项目和西部青年学者等项目的大力支持。
  • 传感器阵列以最高分辨率记录脑信号 为中长期脑机接口研究提供新的可能
    一个由工程师、外科医生和医学研究人员组成的团队发布了来自人类和大鼠的数据,证明一种新的大脑传感器阵列可直接从人脑表面记录电信号,并实现破纪录的细节处理。该大脑传感器具有密集网格,由1024或2048个嵌入式皮质电图(ECoG)传感器组成。如果获准用于临床,传感器将直接从大脑皮层表面为外科医生提供大脑信号信息,且分辨率比目前可用的高100倍。该论文于19日发表在《科学转化医学》杂志上。  人的大脑总是在运动,例如,随着每一次心跳,大脑会随着流过它脉动的血液而发生活动。从直接放置在大脑表面的传感器网格记录大脑活动,已经被外科医生普遍用作一种工具,用来切除脑肿瘤和治疗对药物或其他药物无反应的癫痫症。  此次新研究提供了广泛的同行评审数据,证明具有1024或2048个传感器的网格可用于可靠地记录和处理直接来自人类和大鼠大脑表面的电信号。相比之下,当今手术中最常用的ECoG网格通常具有16到64个传感器。  能够以如此高分辨率记录脑信号,可提高外科医生尽可能多地切除脑肿瘤的能力,同时最大限度地减少对健康脑组织的损害。对于癫痫,更高分辨率的脑信号记录能力可提高外科医生精确识别癫痫发作起源的大脑区域的能力,这样就可在不接触附近未参与癫痫发作的大脑区域的情况下移除这些区域。通过这种方式,这些高分辨率网格可以增强正常功能脑组织的保存。  研究团队表示,此次能以更高的分辨率记录大脑信号,归因于他们能够将单个传感器放置得更靠近彼此,而不会在附近的传感器之间产生干扰。例如,该团队的3厘米×3厘米网格和1024个传感器直接记录了19名志愿者的脑组织信号。在这种网格配置中,传感器彼此相距一毫米。相比之下,已经批准用于临床的ECoG网格通常具有相距1厘米的传感器。这为新网格提供了每单位面积100个传感器,而临床使用的网格每单位面积1个传感器。  该项目由加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院领导,团队其他成员来自马萨诸塞州总医院和俄勒冈健康与科学大学。该团队正在研究这些高分辨率ECoG网格的无线版本,可用于对顽固性癫痫患者进行长达30天的大脑监测。
  • 600万!南京大学捕集型离子淌度-超高分辨率质谱采购项目
    项目编号:0667-221JIBEP6070、ZH2022020220项目名称:捕集型离子淌度-超高分辨率质谱预算金额:600.0000000 万元(人民币)采购需求:捕集型离子淌度-超高分辨率质谱 1套简要技术要求:具备离子淌度功能,可测定CCS值,离子淌度分辨率≥100合同履行期限:交货时间:合同签订后3个月本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 商务部公告对进口三氯甲烷进行反倾销期终复审
    新华网北京11月29日电 中国商务部29日发布第105号公告,决定自11月30日起对原产于欧盟、韩国和美国的进口三氯甲烷所适用的反倾销措施进行期终复审调查。   根据《中华人民共和国反倾销条例》的规定,在反倾销期终复审调查期间,对原产于上述国家和地区的进口三氯甲烷将继续采取原反倾销措施。由于没有利害关系方申请对原产于印度的进口三氯甲烷所适用的反倾销措施进行期终复审,商务部决定不主动发起调查,对印度产品的征税措施将于2009年11月30日终止实施。  此次期终复审产品归在《中华人民共和国进出口税则》税则号:29031300。商务部将调查终止原反倾销措施是否可能导致倾销和损害的继续或者再度发生,以决定维持或取消原反倾销措施。通常情况下,本次期终复审调查将于2010年11月30日前结束。  2004年11月30日中国商务部发布公告,对原产于欧盟、韩国、美国和印度的进口三氯甲烷采取为期5年的最终反倾销措施。 商务部发布第105号公告  商务部公告2009年第105号 对原产于欧盟、美国和韩国的进口三氯甲烷反倾销措施进行期终复审立案公告  中华人民共和国商务部于2004年11月30日发布第81号公告,决定对原产于欧盟、韩国、美国和印度的进口三氯甲烷征收反倾销税,实施期限为自2004年11月30日起5年。  中华人民共和国商务部于2009年5月30日发布第38号公告,告知对原产于欧盟、韩国、美国和印度的进口三氯甲烷适用的反倾销措施即将到期。根据《中华人民共和国反倾销条例》规定,经复审确定终止征收反倾销税有可能导致倾销和损害的继续或者再度发生的,反倾销税的征收期限可以适当延长。自该公告发布之日起,中国大陆三氯甲烷产业可在原反倾销措施终止日60天前,向商务部提出书面复审申请。  2009年9月27日,商务部收到浙江巨化股份有限公司和山东金岭化工股份有限公司等2家企业代表中国大陆三氯甲烷产业递交的反倾销期终复审申请书。申请人主张,如果终止反倾销措施,原产于欧盟、韩国和美国的进口三氯甲烷对中国大陆的倾销可能继续发生,倾销行为给中国大陆三氯甲烷产业造成的损害可能继续发生,请求商务部裁定继续对原产于欧盟、韩国和美国的进口三氯甲烷征收反倾销税,并取消德国LII欧洲有限公司、美国陶氏化学公司、美国Occidental Chemical Corporation、法国阿科玛股份有限公司和韩国三星精密化学株式会社的价格承诺。  依据《中华人民共和国反倾销条例》有关规定,商务部对申请人资格、被调查产品和国内同类产品有关情况、反倾销措施实施期间被调查产品进口情况、倾销继续发生的可能性、损害继续发生的可能性及相关证据等进行了审查。申请人提出的证据表明,申请企业和本次期终复审申请的支持企业的三氯甲烷产量之和占同期中国大陆总产量的50%以上,符合《中华人民共和国反倾销条例》第11条、第13条和第17条关于产业及产业代表性的规定,申请人有资格代表中国大陆产业提出申请。  根据《中华人民共和国反倾销条例》第48条,商务部决定自2009年11月30日起,对原产于欧盟、韩国和美国的进口三氯甲烷所适用的反倾销措施进行期终复审调查。现将有关事项公告如下:  一、继续实施反倾销措施  根据商务部建议,国务院关税税则委员会决定,在三氯甲烷反倾销期终复审期间,对原产于欧盟、韩国和美国的进口三氯甲烷,继续按照商务部2004年第81号公告实施反倾销措施。对于已签订价格承诺协议的出口商,其价格承诺协议在复审调查期间继续有效;价格承诺协议权利义务已发生转让或继承的,按照商务部2005年第53号公告和商务部2007年第53号公告执行。  二、终止实施对原产于印度的进口三氯甲烷的反倾销措施  由于商务部2009年第38号公告所规定的期限内,没有利害关系方申请对原产于印度的进口三氯甲烷所适用的反倾销措施进行期终复审,商务部也决定不主动发起期终复审,自2009年11月30日起,终止实施对原产于印度的进口三氯甲烷所适用的反倾销措施。  三、复审调查期  本次复审的倾销调查期为2008年7月1日至2009年6月30日,产业损害调查期为2005年1月1日至2009年6月30日。  四、复审调查产品范围  复审产品范围是原反倾销措施所适用的产品,与商务部2004年第81号公告中的产品范围一致,该产品归在《中华人民共和国进出口税则》税则号:29031300。  五、复审内容  本次复审调查的内容为,如果终止实施对原产于欧盟、韩国和美国的进口三氯甲烷的反倾销措施,是否可能导致倾销和损害的继续或再度发生。  六、复审程序  (一)登记应诉  就倾销调查,任何利害关系方可于本公告发布之日起20日内,向商务部进出口公平贸易局申请参加应诉,同时被调查国家和地区的有关出口商或生产商应提供调查期内对中国大陆及其他市场出口该产品的数量及金额。《倾销调查应诉登记参考格式》可在中华人民共和国商务部网站公平贸易局子网站(网址为gpj.mofcom.gov.cn)“公告”栏目下载。  就损害调查,任何利害关系方可自本公告发布之日起20天内向商务部产业损害调查局申请参加应诉,同时应提供产业损害调查期内的生产能力、产量、库存以及在建和扩建的计划。《参加产业损害调查活动申请表》可在“中国贸易救济信息网”(网址为:www.cacs.gov.cn)“公告”栏目下载。  (二)不登记应诉。  如果利害关系方未在本公告规定的时间内向商务部登记应诉,则商务部有权拒绝接受其提交的有关材料,并可以根据已经获得的事实和可获得的最佳信息作出裁定。  (三)利害关系方的权利  如利害关系方对本次调查的产品范围、申请人资格、被调查国家和地区及其他相关问题有异议,可以于本公告发布之日起20天内将意见书面提交商务部。  利害关系方可以到商务部反倾销公开信息查阅室查阅申请人提交的申请书等公开文本。  (四)问卷发放  为获得调查所需信息,商务部将根据需要向相关利害关系方发放调查问卷。利害关系方答卷应当按照调查问卷规定的时间和方式提交。  (五)听证会  利害关系方可以按照商务部《反倾销调查听证会暂行规则》和《产业损害调查听证规则》规定提出举行听证会的书面请求,商务部认为必要时也可主动举行听证会。  (六)实地核查  商务部在必要时将派出工作人员赴境内外进行实地核查;利害关系方提交的任何材料均应包括同意接受核查的声明;核查前,商务部将提前通知有关国家和企业。  (七)调查时限  本次调查自2009年11月30日起开始,通常应在2010年11月30日前结束。  七、不合作  依据《中华人民共和国反倾销条例》第21条规定,调查机关进行调查时,利害关系方应当如实反映情况,提供有关资料。利害关系方不如实反映情况、提供有关资料的,或者没有在合理时间内提供必要信息的,或者以其他方式严重妨碍调查的,调查机关可以根据已经获得的事实和可获得的最佳信息作出裁定。  八、商务部联系方式  商务部进出口公平贸易局  地 址:北京市东长安街2号  邮 编:100731  联系人:刘宁、吕瑞浩  电 话:(8610)65198196、65198752  传 真:(8610)65198164  商务部产业损害调查局  地 址:北京市东长安街2号  邮 编:100731  联系人:于伟毅、邢敏  电 话:(8610)65198083、65198062  传 真:(8610)65197578  附件:应诉登记表  中华人民共和国商务部  二〇〇九年十一月二十九日
  • 500万!吉林大学超高分辨率液质联用仪采购项目
    项目编号:JLU-WT22196项目名称:吉林大学超高分辨率液质联用仪采购项目预算金额:500.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):475.0000000 万元(人民币)采购需求:货物名称:超高分辨率液质联用仪数量:1套主要技术参数:*1.1.9 最大分辨率:100,000 FWHM ( m/z≤200);本项目允许进口产品进行投标。合同履行期限:收到信用证后120日内发货。本项目( 不接受 )联合体投标。公告 (1).docx
  • 布鲁克推出千万级分辨率FTMS和Q-TOF质谱仪
    仪器信息网讯 2013年10月23日,第十五届BCEIA开幕,会议期间布鲁克· 道尔顿向与会观众展示了其最新推出的solariX-XR FTMS(傅里叶变换离子回旋共振质谱仪)及Impact HD&trade Q-TOF质谱仪。仪器信息网编辑特别采访了布鲁克· 道尔顿中国区生命科学部业务拓展经理卢嘉,请他介绍了新产品的特点、应用及市场情况。无可匹敌的超高分辨率solariX-XR FTMS  2010年布鲁克推出了solariX-FTMS。在2011年ASMS期间,仪器信息网编辑曾采访了布鲁克&bull 道尔顿公司执行副总裁IanSanders博士,他说:&ldquo 在高端质谱仪领域,布鲁克一直是行业的佼佼者。特别是我们的solariX,将FTMS质谱仪的非凡性能体现到了极致,可以应对最具挑战性的样品分析。如果说FTMS的市场在缩水那是3年前的事,我们可以向你保证,FTMS的市场将来会有很大增长,而且没有公司能够在该领域与布鲁克进行竞争。&rdquo 在2013年ASMS上,布鲁克新一代FTMS solariX-XR首次亮相。  Instrument:请您简单介绍一下solariX-XR FTMS的主要创新之处?  卢嘉:solariX-XR FTMS主要的技术革新集中在检测器核心部件,我们突破传统设计打造了全新的&ldquo 和谐阱&rdquo ,实现了将质谱分辨率提高到千万级别,远远领先其他任何质谱类型。这种超越极限的究极分辨率,使得我们可以看见之前从未看到过的景象,拿到之前无法想象的数据信息。除了常规的质量数信息,还可以得到化合物的同位素精细结构信息。可以首次从究极的高分辨率质谱图中准确无误的&ldquo 读出&rdquo 化合物的分子式,这对于未知物的分析有着特别重大的作用。此外,随着分辨率的跃升,质量精度和灵敏度也随之提升。  Instrument:solariX-XR FTMS可以解决研究人员工作当中的哪些问题?  卢嘉:solariX-XR FTMS的超高分辨率没有任何同类仪器能够匹敌,而其超高的性能使得它几乎能胜任所有应用范围,但是考虑到其较高的价格,目前其主要应用集中在其他类型质谱无法解决的高端质谱应用,包括生物大分子精细分析、小分子组织分子成像、代谢组学分析、石油组学分析、环境复杂样品分析、未知物定性定量分析等。此外,对于液相、气相无法有效分离的样品,也可以通过solarix-XR直接分析,准确高效快速的得到定性定量结果。  针对这些应用我们也配备了完善的软件或解决方案。例如针对小分子MALDI组织成像,有专用的组织切片靶版、基质喷雾仪、专业的控制采集处理软件、统计分析软件、报告生成软件,整个分析过程都可以高度自动化完成。再比如蛋白质糖基化修饰分析,除了配套的液质联用平台,还将蛋白质多肽分析与糖链分析集成在一起,只要一键就可以同时完成蛋白质和糖链的分析并整合在一起。此外,对于石油组学这类其他质谱无法胜任的相对专业的应用,我们也有成熟的样品处理流程、数据自动采集平台,以及专门的Composer数据分析软件。solariX XR FTMS&ldquo 和谐阱&rdquo 模型专为组学分析量身定制的Impact HD Q-TOF质谱仪  2008年ASMS上,布鲁克率先推出了业界第一台超高分辨Q-TOF,近年来Q-TOF质谱仪器发展非常快,Q-TOF供应商的数量已超过五家,并且各项指标都有质的提高,动态范围更宽,可以同时进行定性和定量分析,而且速度更快,灵敏度也非常高。&ldquo 我们非常乐见同业伙伴陆续推出不同类型的类似产品,随着全新一代Impact HD的登场,我们相信会得到不同应用领域的用户认可欢迎。&rdquo 卢嘉说道。  Instrument:请您介绍一下Impact HD Q-TOF质谱仪的创新之处?  卢嘉:Impact HD Q-TOF质谱仪的创新表现在仪器平台的整体提升。从离子源到四极杆碰撞池,再到检测器,最后到控制软件都做了改进。离子源部分换用高灵敏度的nanoBooster纳升离子源,从而提高了组学分析的灵敏度 四极杆碰撞池的变化进一步提高了谱图,特别是二级谱图的灵敏度 检测器换用更快更灵敏的10位ADC检测器,采集频率可达50GHz,提高了采集速度、灵敏度和动态范围 控制软件采用更智能化的IDAS技术,专门针对复杂样品自动优化质谱参数,极大提高数据质量和重复性,也降低了仪器操作人员的门槛,让更多人在刚刚涉足质谱领域时就可以获得专业的数据结果。  Instrument:Impact HD Q-TOF质谱仪可以为用户的分析工作带来哪些改变?  卢嘉:Impact HD Q-TOF质谱仪的设计就是专门为组学分析量身定制的,尤其是复杂的组学分析领域,比如现在热门的蛋白质组学和代谢组学。对于蛋白质组学复杂样品,在同样的液相条件下,Impact HD不仅可以得到更多的蛋白质鉴定结果,而且最大限度的提高了谱图识别率,数据可靠性和重复性更高。此外,因为IDAS技术的应用,用户无需考虑样品浓度或液相条件,同一个质谱方法即适用所有样品和色谱条件,极大地提高了数据重复性、简化了用户操作并排除了人为干扰。布鲁克专业的Proteinscape软件平台整合了蛋白质定性、定量、修饰分析、定位和功能分析等相关功能,为用户提供了便捷的数据处理、存储、检索和报告平台。虽然现在各个类型的质谱都集中应用在组学领域,但Impact HD Q-TOF质谱仪在保证质量精度、分辨率和灵敏度的前提下,更快速、更稳定、更方便,因此更具竞争力。布鲁克· 道尔顿中国区生命科学部业务拓展经理卢嘉  Instrument:布鲁克将有哪些推广计划,让用户对布鲁克质谱新产品有更多的了解?  卢嘉:布鲁克的整合无疑会加大对市场推广的投入,在BCEIA后续几天,我们将在北京及大连化物所有多场关于组学的技术交流会。在前些天武汉举办的全国医疗设备展上,布鲁克也高调亮相推荐了快速微生物鉴定系统,后续我们将针对市场的热点不断将布鲁克具有技术优势的产品介绍给用户,相信用户会越来越多听到看到布鲁克的质谱产品。  Instrument:请谈谈您对中国质谱仪器市场发展前景的看法?  卢嘉:中国市场对于各仪器厂家来说无疑都是最具活力和潜力的,质谱尤其是高分辨质谱在国内还是有很广阔的前景,各厂家的竞争也日趋激烈。良性的竞争对于各厂家来说都是不断进步完善的动力,可以提供给用户性价比更好的产品,为用户提供更完善的服务,但是我们也注意到随着国家对于科研经费加大投入的同时,对一些大型仪器的审批论证趋于严格,有可能会影响到一些单台仪器金额较高的分析仪器。编辑:秦丽娟
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