探索微观世界

11月5日-11月10日，上海国家会展中心，第三届中国国际进口博览会又将在此拉开序幕，全球各界的创新产品与顶尖技术将再度汇聚一堂，为广大企业和观众带来新的机遇和体验。 作为质谱色谱仪器领域的领军者，诊断X射线成像领域的先驱，岛津制作所将此两大技术强强融合，亮相第三届进博会8.1馆医疗器械及医药保健展区。这也是岛津集团首次将分析计测技术和医疗图像诊断技术同台联袂，为全球各界呈现一个更全面更有深度的岛津！ “探索未知，行无界”Explore the Unknown Without Boundaries 岛津展位将以“探索未知，行无界”为主题，展示岛津人坚信科技的力量，在未知领域这片浩瀚星际中无所畏惧，打破思维禁锢，不断探索前行的决心和实力。 此次进博会,岛津集团将展示分析计测和医疗X射线成像两个领域的最新领军仪器，带来岛津仪器在先端健康医疗，临床研究，新药开发研究，生命科学研究，低侵袭性诊疗研究的创新成果，以及开拓创新医疗可能性的解决方案。 此外，还在展台设置了大型全息摄影互动装置，带领观众一同潜入肉眼不可见的微观世界，来一场微观自我的发现之旅的同时，用深入浅出的互动方式，呈现岛津通过分析技术与医疗影像摄影技术两者的融合，提供减轻患者负担的早期诊断解决方案。 进博会岛津展台效果图 微观世界，可视化 本次岛津展台的最大亮点是展台中央的全息摄影互动装置，将人体的骨骼、细胞、血液与人体构成组织可视化，从科学视点讲述岛津在健康医疗领域所做出的科技创新和研究成果。 进博会岛津品牌体验区效果图 技术创新，共创新价值 通过分析技术与医疗影像摄影技术的融合，创新解决医疗健康领域课题，提供减轻患者负担的早期诊断解决方案，同时，还将介绍在公共卫生防疫领域的一系列对策及技术支持。 分析与医疗，联袂绽放 岛津企业管理(中国)有限公司的马瀬嘉昭社长为此次进博会致辞 镌刻在DNA里的岛津精神 “以科学技术为社会做贡献。” 自1875年在京都创业以来，岛津制作所的理念，从未改变。 岛津人在分析测试仪器、医疗仪器、航空产业机械等领域，以光技术、X 射线技术、图像处理技术这三大核心技术为基础不断推陈出新，满足日新月异的市场需求，如今，更在生命科学、健康医疗等领域里不断钻研新技术，开发新产品，为世界范围内的广大用户不断提供更多的具有划时代意义的产品。 地球环境问题、经济问题、老年化社会问题，世界性信息网络发展等愈加复杂多样的课题有待人类解决。本着实现“为了人类和地球的健康”这一愿望，和客户一起支持产业和健康，我们骄傲地以此为重任，不断前行。

人的肉眼分辨本领在0.1毫米左右，我们是怎么一步步地看见细菌、病毒，乃至蛋白质结构的呢？这背后离不开这群“强迫症”。采访专家：张德添（军事医学科学院国家生物医学分析中心教授）“我非常惊奇地看到水中有许多极小的活体微生物，它们如此漂亮而动人，有的如长矛穿水而过，有的像陀螺原地打转，还有的灵巧地徘徊前进，成群结队。你简直可以将它们想象成一群飞行的蚊虫。”1675年，一名荷兰代尔夫特市政厅的小公务员给英国皇家学会写了这样一封信，向学会的会员们描述自己用自制的显微镜观察到的奇妙景象。作为给当时欧洲最富盛名的学术组织寄去的一封学术讨论信件，这名公务员并没有进行大篇幅严谨却枯燥的科学论证，而是用朴实的语言，在字里行间留下了自己发现新事物时那种孩童般的惊奇与喜悦。这位当时默默无闻的小公务员，正是大名鼎鼎的微生物学和显微镜学先驱者—安东尼范列文虎克。在50年的时间里，列文虎克用制作的显微镜观察到了细菌、肌纤维和精细胞等微观生物，并先后给英国皇家学会寄去了300多封信件来讨论他的新发现。正是在列文虎克的不懈坚持下，人类观察世界的眼睛终于来到了微生物层面。初代显微镜：拨开微生物世界的迷雾列文虎克能发现色彩斑斓的微生物世界，主要得益于他在透镜制作方面的天赋。他一生中制作了多达400多台显微镜，与今日我们熟知的显微镜存在很大不同，列文虎克的显微镜绝大多数属于单透镜显微镜，仅由一个小黄铜板构成，使用时需要仰身将这个铜板面向阳光进行观察。列文虎克凭借他的一系列惊人发现迅速成为当时科学界的“网红级”人物。然而真正奠定显微镜学理论基础的，则是同时期的英国科学家罗伯特胡克。在列文虎克还在钻研透镜制作技艺时的1665年，在英国皇家学会负责科学试验的胡克，就制作了一台显微镜，与列文虎克使用的单透镜显微镜不同，这是一台复式显微镜，其工作原理和外形已经很接近现代的光学显微镜了。胡克用这台显微镜观察一片软木薄片，发现了密密麻麻的格子状结构，酷似当时僧侣居住的单人房间，因此胡克就用英语中单人间一词“cell”来命名这种结构，而这个单词在当代被翻译为“细胞”。不久，胡克写就了《显微图谱》一书，将这一重要观察成果写入书中。胡克的研究成果很快引起了列文虎克的注意，他曾研究过胡克的显微镜，但最后还是使用了自制的单透镜显微镜来进行观察。原因就在于胡克显微镜存在严重的色差问题。所谓色差，就是在光线经过透镜时，不同颜色的光因折射率不同，会聚焦于不同的点上，使得样品的成像被一层色彩光斑所包围，严重影响清晰度。列文虎克提出的解决方案也很简单，就是在透镜研磨的精细程度上下功夫，将单透镜制成小玻璃珠，并将之嵌入黄铜板的细孔内，这样在放大倍数不低于胡克显微镜的基础上，最大程度避免色差对成像的干扰。但代价是，由于观察时是需要对着阳光，对观测者的眼睛伤害很大。除了色差，早期显微镜还存在着球面像差问题，即光线在经过透镜折射时，接近中心与靠近边缘的光线不能将影像聚集在一点上，使得成像模糊不清。自显微镜诞生之日起，色差和球面像差就成为“与生俱来的顽疾”，一直制约着人们向微观世界进军的步伐。直到19世纪，光学显微技术才在工业革命的助力下完成了一次实质性蜕变，从而在根本上解决了这两个难题。挑战色差与球面像差：逐渐清晰的微观视角首先是1830年，一个名为李斯特的英国业余显微镜学爱好者首先向球面像差发起挑战，他创造性地用几个特定间距的透镜组，成功减小了球面像差影响。此后，改进显微镜的主阵地很快转移到了德国，其中1846年成立的蔡司光学工厂，更是在此后一个世纪里成为领头羊。1857年蔡司工厂研制出第一台现代复式显微镜，并成功打入市场。不过在研制和生产过程中，蔡司也深受色差之苦：当时通行的增加透镜数量的做法，虽能提升显微镜的放大倍数，却仍无法消除色差对成像清晰度的干扰。1872年，德国耶拿大学的恩斯特阿贝教授提出了完善的显微镜学理论，详细说明了光学显微镜的成像原理、数值孔径等科学问题。蔡司也迅速邀请阿贝教授加盟，并研制出一批划时代的光学部件，其中就包括复消色差透镜，一举消除了色差的影响。在阿贝教授的技术加持下，蔡司工厂的显微镜成为同类产品中的佼佼者，很快成为欧美各大实验室的抢手货，并奠定了现代光学显微镜的基本形态。不久，蔡司又拉来了著名化学家奥托肖特入伙，将其研制的具有全新光学特性的锂玻璃应用在自家产品上。1884年，蔡司更是联合阿贝与肖特，成立了“耶拿玻璃厂”，专为显微镜生产专业透镜。显微镜技术的突飞猛进也让各种现代生物学理论不断完善，透过高分辨率的透镜，微观世界中各种复杂的结构逐步以具象的形式呈现在人类眼前。由于微观层面的生物结构大多是无色透明的，为了让他们在镜头下变得清晰可见，当时的科学家普遍将生物样品染色，以此提高对比度方便观察。这一方法最大的局限在于，染料本身的毒性往往会破坏微生物的组织结构，这一时期染剂落后的材质，也无法实现对某些特定组织的染色。直到1935年荷兰学者泽尼克发现了相衬原理，并将之成功应有于显微镜上。这种相衬显微技术，利用光线穿过透明物体产生的极细微的相位差来成像，使得显微镜能够清晰地观察到无色透明的生物样品。泽尼克本人则凭借此次发现斩获了1953年的诺贝尔物理学奖。军事医学科学院国家生物医学分析中心教授，长期致力于电子显微镜领域研究的张德添向记者介绍道：“人的肉眼分辨本领在0.1毫米左右，而光学显微镜的分辨本领可以达到0.2微米（1毫米=1000微米）的水平，能够看到细菌和细胞。但由于光具有波动性，衍射现象限制了光学显微镜分辨本领的进一步提高。”二战结束后，随着各种新理论新技术的不断应用，光学显微镜得到了长足进步，但也是在这一时期，光学显微镜的潜力已经被发掘到了极限。为蔡司工厂乃至整个显微镜学立下汗马功劳的阿贝教授就提出了“分辨率极限理论”，认为普通光学显微镜的分辨率极限是0.2微米，再小的物体就无能为力了—这一理论又被称为“阿贝极限”，这就好像一层屏障将人类的探索目光阻隔在更深度的微观世界大门之前，迫使科学家们另寻他途。电子显微镜：另辟蹊径，重新发现既然可见光存在这样的短板，那么能否利用其他波长较短的光束来实现分辨率的突破呢？张德添进一步介绍道：“1924年后，人们从物质领域内找到了波长更短的媒质—电子，从而发明了电子显微镜，其分辨本领达到了0.1纳米的水平。”1931年，德国科学家克诺尔和他的学生鲁斯卡在一台高压示波器上加装了一个放电电子源和三个电子透镜，制成了世界首台电子显微镜，就此为人类探索微观世界开拓了一条全新的思路。电子显微镜完全不受阿贝极限的桎梏，在分辨率上要远远超越当时的光学显微镜。鲁斯卡在次年对电子显微镜进行了改进，分辨率一举达到纳米级别（1微米=1000纳米）。在这个观测深度，人类终于亲眼看到了比细菌还要小的微生物—病毒。1938年，鲁斯卡用电子显微镜看到了烟草花叶病毒的真身，而此时距离病毒被证实存在已经过去了40年时间。对于电子显微镜技术的发明，张德添这样评价道：“电子显微镜是人们认识超微观世界的钥匙和工具，它解决了光学显微镜受自然光波长限制的问题，将人们对世界的认识从细胞水平提高到了分子水平。” 从肉眼只能观察到的毫米尺度，到光学显微镜能够达到的微米尺度，再到电子显微镜能进一步下探到纳米尺度，显微成像技术正在迅速突破人类对微观世界的认知极限。不过电子显微镜本身的缺憾也愈加明显。由于电子加速只能在真空条件下实现，在真空环境之下，生物样品往往要经过脱水与干燥，这意味着电子显微镜根本无法观测到活体状态下的生物样品，此外电子束本身又容易破坏样品表面的生物分子结构，这就导致样品本身会丢失很多关键信息。这一顽疾在此后又困扰了科学家多年。直到1981年，IBM苏黎世实验室的两位研究员宾尼希与罗雷尔，用一种当时看起来颇有些“离经叛道”的方法，首先解决了电子束损害样品结构的问题。他们利用量子物理学中的“隧道效应”，制作了一台扫描隧道显微镜。与传统的光学和电子显微镜不同，这种显微镜连镜头都没有。在工作时，用一根探针接近样品，并在两者之间施加电压，当探针距离样品只有纳米级时就会产生隧道效应—电子从这细微的缝隙中穿过，形成微弱的电流，这股电流会随着探针与样品距离的变化而变化，通过测量电流的变化人们就能间接得到样品的大致形状。由于全程没有电子束参与，扫描隧道显微镜从根本上避免了加速电子对生物样品表面的破坏。扫描隧道显微镜在今天也被称为“原子力显微镜”，“在微米甚至纳米水平，动态观察生物样品表面形貌结构的变化规律，原子力显微镜是有其独特优势的”，张德添向记者解释说，“如果条件允许，还可以检测生物大分子间相互作用力的大小，为结构与功能关系研究提供便利。”1986年，宾尼希和罗雷尔凭借扫描隧道显微镜，获得当年的诺贝尔物理学奖，有趣的是，与他们一起分享荣誉的，还有当初发明电子显微镜的鲁斯卡，当时的他已是耄耋老人，而他的恩师克诺尔也早已作古。新老两代电子显微镜技术的里程碑人物同台领奖，成为当时物理学界的一段佳话。老树新芽：突破“阿贝极限”的光学显微镜电子显微镜在问世之后的几十年间，极大拓展了人类对生物、化学、材料和物理等领域认知疆界。而无论是鲁斯卡，还是宾尼希和罗雷尔，他们所作的贡献不仅让自己享誉世界，还助力其他领域的学者登上荣誉之巅。比如英国化学家艾伦克鲁格凭借对核酸与蛋白复杂体系的研究获得1982年度诺贝尔化学奖，而他的科研成果正式依靠高分辨电子显微镜技术和X光衍射分析技术而取得的。在克鲁格获奖的当年，以色列化学家达尼埃尔谢赫特曼更是使用一台电子显微镜，发现了准晶体的存在，并独享了2011年的诺贝尔化学奖。目前，电子显微镜已经成为金属、半导体和超导体领域研究的主力军。但在生物和医学领域，电子显微镜本身对生物样品的损害，依旧是难以逾越的技术难题。于是不少科学家开始从两条路径上寻求解决之道：一条是研发冷冻电镜技术，这种技术并不改变电子显微镜整体的工作模式，而是从生物样品本身入手，对其进行超低温冷冻处理。这样状态下，即使处在真空环境中，样品也能保持原有的形态特征与生物活性。“由于观测温度低，生物样品也处于含水状态，分子也处于天然状态，样品对辐射的耐受能力得以提高。我们可以将样品冻结在不同状态，观测分子结构的变化。”张德添向记者解释道。瑞士物理学家雅克杜波切特、美国生物学家乔基姆弗兰克和英国生物学家理查德亨德森凭借这项技术分享了2017年度诺贝尔化学奖。新冠疫情暴发后，冷冻电镜技术又为人类研究和抗击疫情做出了突出贡献。2020年，西湖大学周强实验室就利用这种技术，首次成功解析了此次新冠病毒的受体—ACE2的全长结构，让人类对新冠病毒的认识向前迈出了关键性一步。另一条路径是从传统的光学显微镜入手。在电子显微镜的黄金时代，不少科学家就开始着手研制超高分辨率光学显微镜，甚至开始尝试突破一直以来困扰光学显微镜的“阿贝极限”，而“荧光技术”就成为实现这一切的关键。早在19世纪中叶，科学家们就发现：某些物质在吸收波长较短而能量较高的光线（比如紫外光）时，能将光源转化为波长较长的可见光。这种现象后来被定义为“荧光现象”。荧光现象在自然界是普遍存在的，这一现象背后的原理也在20世纪迅速被应用在光学显微镜上。1911年，德国科学家首次研制出荧光显微镜装置，用荧光色素对样品进行荧光染色处理，并以紫外光激发样品的荧光物质发光，但成像效果不佳，而且把荧光物质当作染色剂，和早期的染色剂一样，本身的毒性会伤害活体样品。直到1974年，日本科学家下村修发现了绿色荧光蛋白，其毒性远弱于以往的荧光物质，是对活体标本进行荧光标记的理想材料——这一发现成为日后科学家突破“阿贝极限”的有力武器。时间来到1989年，供职于美国IBM研究中心的科学家莫尔纳首次进行了单分子荧光检测，使得光学显微镜的检测尺度精确到纳米量级成为可能。随后在莫尔纳的基础上，美国科学家贝齐格开发出一套新的显微成像方法：控制样品内的荧光分子，让少量分子发光，借此确定分子中心和每个分子的位置，通过多次观察呈现出纳米尺度的图像。通过这种方法，贝齐格轻而易举地突破了光学显微镜的阿贝极限。几乎在同时，德国科学家斯特凡赫尔在一次光学研究中突发奇想：根据荧光现象原理，如果用镭射光激发样品内的荧光物质发光，同时用另一束镭射光消除样品体内较大物体的荧光，这样就只剩下纳米尺度的分子发射荧光并被探测到，不就能在理论上得到分辨率大于0.2微米的微观成像了吗？他随即开始了试验，并制成了一台全新显微镜，将光学显微镜分辨率下探到了0.1微米的水平。困扰光学显微技术百年的阿贝极限难题，就这样历经几代科学家的呕心沥血，终于在本世纪初被成功攻克。莫尔纳、贝齐格和赫尔三位科学家更是凭借“超分辨率荧光显微技术”分享了2014年度的诺贝尔化学奖。时至今日，在探索微观世界的征途上，光学显微镜和电子显微镜互有长短、相得益彰。当然在实际应用中，科学家越来越依赖于将多种显微成像技术结合使用。比如今年5月，英国弗朗西斯克里克研究所就依托钙化成像技术、体积电子显微技术等多种显微成像技术，成功获得了人类大脑神经网络亚细胞图谱。在未来，多种显微成像技术相结合，各施所长，将进一步完善我们在生物、医学、化学和材料等领域的知识结构，把这个包罗万象的奇妙世界更完整地呈现在我们眼前。

每个孩子都是一本“十万个为什么”，每个小朋友心中都充满了各种各样古灵精怪的问题：宇宙有多大？为什么植物大多数都是绿色的？秋天，树叶为什么会脱落？细胞长什么样子？为了解开小朋友们心中的谜团，我们将Echo Rebel正倒置一体显微镜带到了校园，走进了课堂，开展了显微镜的科普知识讲解活动，让孩子们可以自由探索奇妙的微观世界。本次活动主要以“显微镜探秘 ——显微镜下的神奇世界”为主题，讲解了关于显微镜的基础知识，了解了什么是细胞，以及通过例子展示了显微镜下的细胞是什么样子的，最后向小朋友们展示了显微镜的基本操作。▲Echo Rebel正倒置一体显微镜在课堂上，小朋友们全神贯注，认真听讲，踊跃发言。针对他们提出的问题，王老师耐心的进行一一讲解。在王老师向大家演示了显微镜的操作之后，小朋友们进行了实际操作，现场气氛非常活跃。王老师说，活动的大部分时间都是在小朋友们的实操中展开，他们的动手能力很强，使用Echo Rebel正倒置一体显微镜观察不同的样本，探索肉眼看不到的微观世界，极大的激发了小朋友们的学习兴趣。简单、容易上手的显微镜不但激发了小朋友们的好奇心、想象力和创造力，而且让孩子们在自由探索奇妙的微观世界的同时还提高了动手能力，引领他们在未来攻克科学难题，攀登科学高峰。

电镜被誉为“人类的第三只眼睛”，经过近百年的发展，已成为物质微观结构分析的重要手段。为帮助更多用户了解电镜这一技术，以及电镜的应用场景、电镜厂商及品牌等，仪器信息网特发起此次【电镜视频征集】有奖征集活动，广大电镜用户及厂商均可免费参与。点击查看活动详情及更多投稿作品↑↑↑本次为大家介绍的是来自中科科仪的投稿视频。视频从科普的角度为我们描述了扫描电镜的原理，及其与光学显微镜的区别，并展示了扫描电镜在新能源、新材料、半导体、生物医药、冶金矿业、建筑、化工、陶瓷等领域中的应用案例。同时，也为我们展示了中科科仪KYKY-EM8100场发射扫描电镜的整体构造，仪器性能、使用操作等。该仪器还可提供多样化的定制方案，如扫描电镜联用系统：镀膜机、飞秒激光、原子力显微镜等。一起来观看视频，了解一下吧~~~电镜科普视频：探索微观世界——中科科仪↓↓↓视频地址：https://bbs.instrument.com.cn/topic/8056359KYKY-EM8100场发射枪扫描电子显微镜——中科科仪↓↓↓视频地址：https://bbs.instrument.com.cn/topic/8056349点击视频链接，为TA打call吧，点赞/留言/收藏，助TA赢取活动大奖~ 公司简介：北京中科科仪股份有限公司（简称中科科仪），始建于1958年。六十余年的发展历程中，曾参与“两弹一星”、正负电子对撞机、江门中微子实验室、高能同步辐射光源（HEPS）等国家重大工程和科研项目，成功研制出我国第一台扫描电子显微镜、第一台涡轮分子泵、第一台商用氦质谱检漏仪。中科科仪坚持创新引领，是2014年中宣部七家“创新驱动发展典型”之一。凭借雄厚的技术创新实力，2014年，被评为国家级企业技术中心，也是首批通过的国家级高新技术企业。2021年，获评国家级与北京市“专精特新”小巨人企业，并获重点支持。中科科仪是国内尖端科学仪器设备及真空技术领军者。新产品研发成果始终代表中国高端电子光学仪器和真空技术最高水平，业务领域覆盖扫描电子显微镜、氦质谱检漏仪等科学仪器和分子泵、真空应用设备等产业设备及核心零部件。══════════════════════════════▼▼▼══════════════════════════════电镜视频征集活动“火热”进行中参赛方式：1、点击链接https://bbs.instrument.com.cn/forum_89.htm ，进入发帖页面，在该版面发布新帖 ，如下图所示。2、按照下图中格式填写，并上传视频，发布。待后台审核通过（约2-3h）后，即可在电镜版面展示，并同步更新至专题作品展示模块。奖项设置：本次活动面向广大用户及厂商均可免费参与，更有多重好礼（环球影城门票、百元京东卡）及热门广告位等你来拿！点击下方图片了解活动详情↓↓↓

1月15日，辽宁省大连市，中国科学院研制的“大连光源”发出了世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲。视觉中国供图　　冬日的辽东半岛，海风凛冽刺骨。位于大连这座滨海城市西侧的长兴岛，因四面环海，人口稀少，更显得肃杀、冷清。但就在这里，一项新的世界纪录刚刚诞生。　　1月15日，我国最新一代光源“极紫外自由电子激光装置”，即“大连光源”，发出了世界最强的极紫外自由电子激光脉冲，单个皮秒激光脉冲产生140万亿个光子，成为世界上最亮且波长完全可调的极紫外自由电子激光光源。　　中国科学院副院长王恩哥评价这一成果时说，这是该院乃至我国又一项具有极高显示度的重大科技成果。“大连光源”中90%的仪器设备由我国自主研发，标志着我国在这一领域占据了世界领先地位。　　更值得一提的是，该装置由中科院大连化学物理研究所和中科院上海应用物理研究所联合研制，开创了我国科学研究专家与大科学装置研制专家成功合作的先例。近日，中国青年报中青在线记者走进“大连光源”，采访有关专家进行揭秘。　　看不见的“光”：人类探测微观世界的利器　　在大连长兴岛，“大连光源”躺在一个长达100多米的隧道里。在这里，最常见的就是各种灯光闪烁的实验仪器，以及各类如同爬山虎般顺着架子连接着仪器的线缆，当然，还有各种看不见的“光”。　　现实中，人们接触最多的“光”，怕是手机屏幕、电脑电视屏幕发出的光，还有白炽灯、霓虹灯的光，白天的太阳光，夜里的月光，以及大自然中水母、萤火虫发出的光，等等。那么，光的本质究竟是什么?　　电磁波。　　——近代物理已经证明了这一点，并且发现光这种“电磁波”，还是人类认识和感知物质世界，探测原子和分子等微观世界的最重要工具。　　比如，对于声音和图像，人类可以通过麦克风和摄像头转换成“电”信号，然后进行处理和传输。同样地，对于物质世界中的原子和分子，如果要“看到”它们，也只需要将其转换成易于识别和处理的“电”信号。　　一个最直接的方法，就是将原子或分子中的电子“打”出来，让原子、分子变成带有正电荷的离子，带正电的离子击打在探测器上，就会形成“电”信号。如此，科学家就可以灵敏地探测即“看到”微观世界。　　这其中的关键点，即将原子或分子中的电子“打”出来。不过，并非所有的“光”都能实现这一点。“极紫外光”是其中一种。　　根据中科院大连化物所研究员戴东旭的说法，光(电磁波)本身带有能量，其波长越短，能量就越高。也因此，它分为可见光和不可见光，后者包括紫外光、红外光、X光，即人们通常所说的紫外线、红外线、X射线。　　可见光的能量算是小的。其波长大致处于400～700纳米之间，可以刺激人的视觉细胞产生信号。　　波长小于可见光的紫外光，因为能量高，会对人体产生危害，比如320～400纳米和270～320纳米之间的紫外光。　　不过，当波长短到100纳米附近时，光所具备的能量，足以电离一个原子或分子而又不会把分子打碎，这个波段的光，被科学家称为“极紫外光”。　　“大连光源”就是要造出这种“光”。一旦造出，就是人类探测微观世界的一把利器。　　最新一代光源是“拍电影”，上一代是“拍照片”　　“大连光源”总负责人、中科院大连化物所副所长杨学明院士讲了一个故事：19世纪末有人问，马在奔跑时，究竟有没有四蹄同时离地的瞬间?一时间众说纷纭，因为仅靠人眼观察，实在无法判断。直到有人设计出一套连续拍照的装置，将马连续奔跑的过程“分解”为一帧帧照片，才得出了结论。　　杨学明说，要研究物质是如何变化、运动的，最好的方式就是将过程“记录”下来，能够让人们清楚地“看到”。如今，随着人类对自然界的认识不断深入，科学家已经知道，与人类生活息息相关的很多物理和化学过程，在本质上都是原子和分子过程。　　而要控制或利用这些物理和化学过程，在杨学明看来，就需要在实验室里，研究这些过程所涉及的原子和分子的反应机制，因此，就需要精确并且高灵敏度地“探测”所涉及的原子和分子。　　事实上，为了“看到”微观世界，人类制造出了各种各样的工具，这类工具统称为“光源”，其中一类在科学上广泛使用的光源，利用了粒子加速器获得高能粒子，高能粒子在磁铁阵列中震荡产生的高亮度的光被称为同步辐射光。　　物理学家斯蒂芬霍金曾经说过，粒子加速器，是人类拥有的最接近时间机器的设备。而人类所能达到的最高温度记录，也是在粒子加速器中创造的。　　从上世纪40年代，美国在加州大学伯克利分校发展了第一代高能电子束同步加速器之后，高亮度的同步辐射光源，已经成为当代科学研究最为重要的实验工具之一。世界各国先后建立了几十台第三代光源，我国也有北京正负电子对撞机、合肥光源、广东散裂中子源、兰州重离子装置、上海光源等。其中合肥光源和上海光源属于第三代光源。　　如今建成的“大连光源”，则是第四代，也是最新一代的光源，即自由电子激光装置。中科院上海应用物理研究所所长赵振堂研究员说，这是当今世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置，也是世界上最亮的极紫外光源。　　那么，第三代同步辐射光源和第四代自由电子激光装置究竟有何区别?　　赵振堂打了一个比方，上一代是“拍照片”的，而最新一代光源是“拍电影”的，进一步说，即第三代光源只能“看到”微观世界物质的结构，而第四代光源则能记录下微观世界物质的动态过程。　　杨学明以雾霾为例，从现有的研究来看，霾是一个从分子结构聚集起来的团簇，包括水、污染物等，那么在研究雾霾时，不仅要知道它是什么结构，即由什么组成，还要搞清楚这些组成部分，是如何聚集在一起的，这就需要科学家不仅要看到静态的结构，还要看到动态的过程。　　比如，在空气潮湿的时候，空气中霾的成分通常会有一个明显的增长，为什么会这样，这就需要对其发展过程进行研究。也因此，杨学明将“大连光源”这个第四代光源，称为观察原子、分子反应过程的摄像机，在原子、分子层次上探索物质世界的奥秘。　　科学研究专家与大科学装置研制专家首次携手　　第四代光源还有一个特点：足够亮。　　赵振堂给出一组对比：比起一般家用的白炽灯，太阳的亮度是其1万倍 比起太阳，第三代光源则要亮100亿倍 那么，比起第三代光源，第四代光源还要再亮100亿倍。这里的亮度，是一个科学的概念，也称为峰值亮度，定义是单位时间内、单位立体角内、单位面积上、单位波长范围内所发射的光子数量。　　在这般光源的照射下，几乎所有的原子和分子都“无处遁形”。戴东旭说，如今建成的“大连光源”，就是当今世界上在极紫外波段最强的自由电子激光，因此是研究与原子分子过程相关的物理和化学科学问题的强有力的利器。　　事实上，在越来越强调协同创新，而非“单打独斗”的大科学时代，像“大连光源”这样的大科学工程，越来越为科学界所重视。　　如今，“大连光源”的建成出光，在王恩哥看来，也将大大促进我国在能源、化学、物理、生物、材料、大气雾霾、光刻等多个重要领域研究水平的提升，为我国的科技事业注入新的活力。　　杨学明也告诉记者，新的仪器发展，是学术研究发展最为重要的基础，没有新的科学仪器，在物理化学领域可以说是寸步难行。他还记得，当初之所以提出建设“大连光源”，正是因为科研工作多年受困于反应中间体的探测难题。　　当时，他找到赵振堂，双方一拍即合：这是我国打造新一代光源的绝佳契机。更为重要的是，双方都意识到，这一项目将是科学研究专家与大科学装置研制专家的首次携手，而这，对于未来加快推动大科学装置在科学研究中的应用，具有重要的现实意义。　　很快，“大连光源”得到国家自然科学基金委国家重大仪器专项的资助，于2012年年初正式启动，2014年10月正式在大连长兴岛开工建设。仅两年时间，就完成了基建工程以及主体光源装置研制。　　去年9月24日22时50分，超过300兆伏的电子束流，依次通过自由电子激光放大器的各个元件。终于，总长18米的波荡器阵列，发出了第一束极紫外光。　　如今，经过调试后的“大连光源”，早已能发出更为强大的光束。但科学家并不会止步于此，中科院大连化物所研究员张未卿透露，国内未来很有可能进军X射线波段的第四代光源。

——显微技术在钞票防伪中的应用 前期回顾前两期内容我们通过显微分析技术，探索了防雾霾口罩的微观结构和显微镜下雾霾颗粒的形貌，并且通过SEM扫描电子显微镜与能谱EDS联用分析了被口罩所拦下的颗粒的化学组成。本期我们将继续通过显微分析来探索：【为何2009版的美元被称为最难仿制的货币】。序 言如下图所示，【2009版】100美元中新加了一条垂直的蓝色3D防伪条，上面印有深蓝色“100”字样和费城“自由钟”图案，变换钞票角度时，钟形图案会变成数字“100”。将钞票前后倾斜，钟形图案和数字“100”会左右移动。如果左右倾斜，它们将上下移动。 新/旧版100美元差别示意图 这种MOTION安全线采用了目前最新的微透镜阵列成像技术，几乎没有办法进行伪造。本期我们将通过显微镜来对100元美刀的MOTION进行观察，揭开这种微透镜成像技术之谜。 一、神奇的变色蓝条——MOTION安全线本期专题笔者带着好奇心，把100美刀的钞票放进了我们的ZEISS电镜下面，来观察100美刀上神奇的蓝条结构是否有什么不同。 1. 2009版100元美刀的制样及观察范围2009版100元美刀的简单制样及观察部位废了不少力气笔者终于收集到了一张2009版的100元美刀，如上图所示，经过简单的折叠将它固定在Zeiss电镜的19孔样品台座上（可以同时放置19个小的样品台），之后将它放进电镜中对右下角图片中画红框的部位进行观察，看这条蓝色的变色条带在微观形貌上有什么特别的地方。 2. 微观形貌结构对比蓝条部位（左）与旁边部位（右）显微结构差别在显微镜下我们可以看到蓝条部位（上图左半边）由很多个直径20μm的小球致密有序的排列而组成的，上面还印刷了菱形的有序栅格。而右边部分在显微镜下可以看到是由印刷的特别致密平整的纸浆纤维组成的，肉眼下可见的有序的条纹在电镜观察是由很多几十个μm的小片组成的。 3. 高倍形貌-元素分析有蓝条部分（左）和无蓝条部分（右）形貌及元素差异的对比 从图中形貌分析中可以看出蓝条部位与周围形貌最大的差别就是有了一个个规则排列的圆形小球，这些小球尺寸均一，排列整齐，同时通过元素分析我们可以发现这些小球都是有碳氧有机物组成的高分子小球，因此可以想象要制作这样的材料对工艺的要求非常的高，同时除了这些小球外，上层还印刷了一层含有“氟、镁、铝、铁、络”的金属印刷条纹，这一条小小的蓝色条带集成了目前很多的高精端技术。右边的印刷条纹放大了之后可以看到是由一片片片状的物质组成的，这些片状物质的元素也是含“氟、镁、铝、铁、络”的金属物质，但是与蓝条上的金属物质形貌差别很大，可以明显看出这两种材料是由不同种牌号的原料和工艺制作而成的。 二、微阵列透镜成像技术美国2009版100美元采用了6毫米宽的双通道MOTION技术，动感强烈，既简单又明了的大众防伪技术，下图为我们直观的介绍了微透镜成像技术的原理结构图：微透镜成像技术示意图该技术在透明薄膜的两面分别制作微透镜阵列和与之匹配的微图文阵列，通过微透镜阵列对微图文阵列的莫尔放大作用成像，形成强烈的动感、体视、变换等多种效果，包括上浮、下沉、平行运动（动感效果与移动方向一致）、正交运动（动感效果与移动方向垂直）、双通道等。通常透明薄膜要求很薄，一般要求小于50μm, 这就必须要求微透镜阵列与微图文阵列的加工精度非常高，常规的制版和生产工艺无法满足要求，只有依靠现代的精密微纳加工、UV压印等特殊的工艺，而且，两者之间还需要严格的结构匹配关系、工艺要求非常高，极难伪造，只有通过显微结构分析，对工艺及条件摸索的很成熟才可以做出来。 三、后记蛋白石呈现多种颜色与微观结构的关系材料的微观结构对宏观的光学性能巨大的改变，一直以来在自然界中就有存在，从蝴蝶翅膀到阳光下五彩缤纷的蛋白石（上图左），这都是由于这些材料本身的特殊结构所引起的。我们人类通过对周围微观世界的观察和思考，模仿自然界的原理，一步步的发展出了很多先进的光学技术，如光纤传导、数码成像、光子晶体等等。。。极大的改变了人类生活的品质。通过运用显微技术对微观世界进行观察，我们的生活发生了翻天覆地的变化，而随着显微技术的不断成熟和先进，我们在微观世界可以观察到的信息越来越多，可以预见我们的人类今后的生活会更加的便捷和美好。 下期主题（食品）三选一： A、不同种类淀粉在显微镜下的形貌特征。B、1元/斤的大米和10元/斤的大米在显微镜下有何区别。C、转基因大豆与非转基因大豆的微观形貌观察。

——显微技术在钞票防伪中的应用前期回顾前两期内容我们通过显微分析技术，探索了防雾霾口罩的微观结构和显微镜下雾霾颗粒的形貌，并且通过SEM扫描电子显微镜与能谱EDS联用分析了被口罩所拦下的颗粒的化学组成。本期我们将继续通过显微分析来探索：【为何2009版的美元被称为最难仿制的货币】。序 言如下图所示，【2009版】100美元中新加了一条垂直的蓝色3D防伪条，上面印有深蓝色“100”字样和费城“自由钟”图案，变换钞票角度时，钟形图案会变成数字“100”。将钞票前后倾斜，钟形图案和数字“100”会左右移动。如果左右倾斜，它们将上下移动。新/旧版100美元差别示意图 这种MOTION安全线采用了目前最新的微透镜阵列成像技术，几乎没有办法进行伪造。本期我们将通过显微镜来对100元美刀的MOTION进行观察，揭开这种微透镜成像技术之谜。 一、神奇的变色蓝条——MOTION安全线本期专题笔者带着好奇心，把100美刀的钞票放进了我们的ZEISS电镜下面，来观察100美刀上神奇的蓝条结构是否有什么不同。 1. 2009版100元美刀的制样及观察范围2009版100元美刀的简单制样及观察部位废了不少力气笔者终于收集到了一张2009版的100元美刀，如上图所示，经过简单的折叠将它固定在Zeiss电镜的19孔样品台座上（可以同时放置19个小的样品台），之后将它放进电镜中对右下角图片中画红框的部位进行观察，看这条蓝色的变色条带在微观形貌上有什么特别的地方。 2. 微观形貌结构对比蓝条部位（左）与旁边部位（右）显微结构差别在显微镜下我们可以看到蓝条部位（上图左半边）由很多个直径20μm的小球致密有序的排列而组成的，上面还印刷了菱形的有序栅格。而右边部分在显微镜下可以看到是由印刷的特别致密平整的纸浆纤维组成的，肉眼下可见的有序的条纹在电镜观察是由很多几十个μm的小片组成的。 3. 高倍形貌-元素分析有蓝条部分（左）和无蓝条部分（右）形貌及元素差异的对比 从图中形貌分析中可以看出蓝条部位与周围形貌最大的差别就是有了一个个规则排列的圆形小球，这些小球尺寸均一，排列整齐，同时通过元素分析我们可以发现这些小球都是有碳氧有机物组成的高分子小球，因此可以想象要制作这样的材料对工艺的要求非常的高，同时除了这些小球外，上层还印刷了一层含有“氟、镁、铝、铁、络”的金属印刷条纹，这一条小小的蓝色条带集成了目前很多的高精端技术。右边的印刷条纹放大了之后可以看到是由一片片片状的物质组成的，这些片状物质的元素也是含“氟、镁、铝、铁、络”的金属物质，但是与蓝条上的金属物质形貌差别很大，可以明显看出这两种材料是由不同种牌号的原料和工艺制作而成的。二、微阵列透镜成像技术美国2009版100美元采用了6毫米宽的双通道MOTION技术，动感强烈，既简单又明了的大众防伪技术，下图为我们直观的介绍了微透镜成像技术的原理结构图：微透镜成像技术示意图该技术在透明薄膜的两面分别制作微透镜阵列和与之匹配的微图文阵列，通过微透镜阵列对微图文阵列的莫尔放大作用成像，形成强烈的动感、体视、变换等多种效果，包括上浮、下沉、平行运动（动感效果与移动方向一致）、正交运动（动感效果与移动方向垂直）、双通道等。通常透明薄膜要求很薄，一般要求小于50μm, 这就必须要求微透镜阵列与微图文阵列的加工精度非常高，常规的制版和生产工艺无法满足要求，只有依靠现代的精密微纳加工、UV压印等特殊的工艺，而且，两者之间还需要严格的结构匹配关系、工艺要求非常高，极难伪造，只有通过显微结构分析，对工艺及条件摸索的很成熟才可以做出来。 三、后记蛋白石呈现多种颜色与微观结构的关系材料的微观结构对宏观的光学性能巨大的改变，一直以来在自然界中就有存在，从蝴蝶翅膀到阳光下五彩缤纷的蛋白石（上图左），这都是由于这些材料本身的特殊结构所引起的。我们人类通过对周围微观世界的观察和思考，模仿自然界的原理，一步步的发展出了很多先进的光学技术，如光纤传导、数码成像、光子晶体等等。。。极大的改变了人类生活的品质。通过运用显微技术对微观世界进行观察，我们的生活发生了翻天覆地的变化，而随着显微技术的不断成熟和先进，我们在微观世界可以观察到的信息越来越多，可以预见我们的人类今后的生活会更加的便捷和美好。 下期主题（食品）三选一： A、不同种类淀粉在显微镜下的形貌特征。B、1元/斤的大米和10元/斤的大米在显微镜下有何区别。C、转基因大豆与非转基因大豆的微观形貌观察。

这里是北京雁栖湖畔的怀柔科学城。群山环绕中，一个圆环状的大科学装置静静矗立其间。它是被公众亲切地称为“放大镜”的高能同步辐射光源（High Energy Photon Source，简称HEPS）。提起光源，你的脑海中会浮现出灯泡的画面吧，于是把HEPS想象成一个“大型灯泡”。其实不然。这里的“高能”可不是“前方高能”里的那个“高能”，而是指物理学中探索微观世界物质探针所具有的高能量。据HEPS工程总指挥潘卫民研究员介绍，从高空俯瞰，HEPS整体建筑形似一个放大镜，设计寓意为“探索微观世界的利器”。“通俗地讲，你可以把HEPS视为一个具有超精密、超快、超穿透能力的巨型X光机。”潘卫民说。作为国家“十三五”重大科技基础设施，HEPS由加速器、光束线站及配套设施等组成，总建筑面积约12.5万平方米。周长约1.5千米的主体环形建筑，如同放大镜的镜框，里面安装有储存环加速器、光学元件、衍射仪等科学仪器。其中的储存环里，分布着2400多块磁铁及各类高精尖设备。“同步辐射是指接近光速的带电粒子在做曲线运动时沿切线方向发出的电磁辐射，也叫作同步光。为了研究材料内部结构与变化的过程，科研人员需要借助强力的科研装置进行探测解析。”中科院高能物理研究所副所长、HEPS工程常务副总指挥董宇辉研究员说，作为研究物质内部结构的平台，HEPS能对物质内部进行多维度扫描，“HEPS运行的首要目标，就是提供高能、高亮度的硬X射线。”产生X射线的常见方式有两种：一是用加速后的电子轰击金属靶，产生X射线；二是在同步辐射装置中，当电子以接近光速的速度“飞行”时，会在磁场作用下发生曲线运动，沿着弯转轨道切线方向发射连续的电磁辐射。“这就像下雨时，我们快速转动雨伞，沿着雨伞边缘的切线方向会飞出一簇簇水珠。”董宇辉说，与常规X射线相比，同步辐射光源产生的同步辐射光频谱更宽、亮度更高、相干性和准直性更好。同步辐射光源根据加速器中电子的能量，可以分为低、中、高三种，各有侧重。董宇辉介绍，HEPS侧重于对微观结构及演变的多维度、实时、原位表征，可用于航空发动机单晶叶片等工程材料结构的多维度表征和1微米量级蛋白质分子结构演变表征等。“作为探测物质结构的探针，X射线的光源亮度是最为关键的指标——更高的亮度能将物质内部的微观结构‘看’得更清楚。因此，获得更高亮度的X射线源一直是科学家孜孜以求的目标。”多年来，我国持续发展同步辐射光源，有力支撑了国内基础科学的发展。但我国目前所拥有的同步辐射装置均处于中、低能区，能区地域分布、光谱亮度等还满足不了经济发展和国家战略需求。建设更高亮度的第四代高能同步辐射光源，成为潘卫民、董宇辉等我国当代“追光人”的一大愿望。2008年，HEPS科研团队就开始对我国建设HEPS的必要性和可行性进行论证。此后经过近十年攻关，科研人员成功完成关键技术攻关和样机研制任务，具备了建设先进高能同步辐射光源的能力。2019年6月，HEPS开工启动，建设周期6.5年，预计将于2025年12月底竣工。建成后，它将在材料科学、化学工程、能源环境、生物医学、航空航天等众多领域大显身手。2021年6月28日，HEPS首套科研设备——电子枪（直线加速器端头，即加速电子产生的源头）安装完成，标志着HEPS工程正式进入设备安装阶段。目前，HEPS各建筑单体已陆续交付设备安装。可以预见，3年后，全球“最亮”的光源将照亮微观世界物质的结构奥秘。（光明日报记者 张亚雄）HEPS效果图（人视图）HEPS效果图（白天）HEPS存储环周期单元mockup模型（HEPS-TF项目支持）

3月10日，由四川省物理学会电子显微学分会、西南交通大学主办，西南交通大学分析测试中心承办的首届四川省显微摄影大赛进入决赛环节。活动现场，进入决赛的选手对各自的显微摄影作品从样品制备、拍摄方法、科学意义和图片创意等方面进行全面介绍，一幅幅生动且具有较高学术价值的摄影作品展示出令人惊叹的微观世界，同时也体现出作者们勤奋努力地科研孜孜不倦地探索和颇具匠心的巧思。本次显微摄影大赛旨在为广大科研工作者建立一个交流和展示的平台，展现微观世界的精妙画卷，分享研究者的独特创意和奇思妙想，激发科研兴趣，培养在科研活动中的创新意识。纳克微束荣幸受邀成为此次活动评选组评委，与现场嘉宾、学者共同欣赏显微镜下的微观世界。评委们从作品的科学性、艺术性等角度对作品进行了评分，最终评选出特等奖作品1组、一等奖作品3组、二等奖6组、优秀奖29组。以上图片：原图（左）；艺术处理图（右）首届四川省显微摄影大赛充分展现出了科学性、专业性的鲜明特色，推动了显微领域的技术交流和进步，发挥了对科研创新的引领和带动作用。本次活动在阵阵掌声中圆满结束，然而科研工作者们探索未知，追求美的步伐不会停下！

长光辰英推出的SC-catcher单细胞显微光镊操纵与分选系统，集显微成像、光镊操纵与细胞分选于一体，为科研工作者带来前所未有的细胞操控体验。产品优势 超高精度显微操纵：应用光镊技术，在显微镜下精准实现单细胞/单颗粒的捕获，并操控其进行移动和分离，单细胞得率＞95%。 高活性单细胞分离：光镊技术具有低损伤的特点，能够最大程度保持细胞的原位状态、生长活性及代谢功能，单细胞培养成活率＞90%。 单液滴按需生成：可根据用户需求，有选择地将一个或多个目标细胞包裹在同一个液滴中进行下游实验，例如细胞互作研究。现在，我们正式向广大科研人员发出邀请，参与我们的Demo实验征集活动！活动时间：2024年5月11日至2024年5月31日目标人群：希望利用SC-catcher开展研究工作的科研人员参与方式1.在线提交一份SC-catcher单细胞显微光镊操纵与分选系统的应用需求表。2.辰英的小伙伴将即刻与您联系，送出辰英定制的精美礼品。3.长光辰英的应用科学家们将提供技术支持和咨询服务，协助实验方案的设计。4.您的Demo需求一旦通过审核，您还将享受价值5000元的光镊Demo实验服务。加入我们的SC-catcher Demo征集活动，开启您的微观世界探索之旅，与全球科研工作者一起，推动生命科学的新发展！扫描二维码，提交您的需求吧！

作者：Erin Kelly微观世界是一个无穷无尽的迷人之地，基于过去 90余 年的技术进步，我们现在可以通过电子显微镜等照片以极高的放大倍率去观察事物。扫描电子显微镜 (SEM) 通过组合各种信号向我们展示了微生物的微观世界，通过高能电子束对样品进行扫描，这种电子相互作用为我们提供了诸如形貌、纹理、化学成分等信息。这些信息信号组合成一张图像，可以提供二维的黑白照片，也可以通过后期人工渲染着色。一般放大倍率范围为 10 倍至 300,000 倍，甚至放大高达 500,000 倍。放大31倍的蚕蛾毛虫/Science Source来自各种常见植物的花粉，着色并放大 500 倍/Flickr一只黄螨/Wikimedia Commons螺旋虫蝇幼虫的尖端/Wikimedia Commons拟南芥叶子的图像，它在植物生物学研究中被用作模型生物，是第一种拥有完整基因组测序的植物/Wikimedia Commons蜜蜂天线的特写/Zeiss Microscopy/Flickr小鼠肺中巨噬细胞血细胞的薄切片，巨噬细胞是一种有助于消除异物的白细胞/Dartmouth.edu一种缓步动物或水熊，被广泛认为是地球上最顽强的生命形式/Imgur另一张感染霉菌孢子的小鼠肺部巨噬细胞的照片/Dartmouth.edu攻击细菌 MRSA 的白细胞/NIH/Wikimedia Commons苍蝇的腿/Wikimedia Commons显微幼虫头部/Wikimedia Commons苍蝇眼睛的内部结构/Wikimedia Commons衬在橡子壳内部的纤维可放大 300 倍/Wikimedia Commons热液蠕虫嘴上的特写/Photo Science Library/Twitter墨鱼皮肤的细节/Flickr鼠疫耶尔森菌，一种引起鼠疫的细菌，位于跳蚤的刺上/Wikimedia Commons图为臭虫的近距离照片/Centers for Disease control, via Wikimedia Commons蒲公英泡芙球，146 倍放大/Flickr藻类/Wikimedia CommonsEupolybothrus cavernicolus是一种蜈蚣，仅在克罗地亚希贝尼克-克宁县 Kistanje 村附近的两个洞穴中发现，图为它的生殖器/Wikimedia Commons果蝇的产卵器/Wikimedia Commons果蝇眼/Wikimedia Commons刚刚分裂的 HeLa 细胞，这是约翰霍普金斯大学研究员 George Gey 博士于 1951 年在治疗Henrietta Lacks 的癌症期间有争议地获得的一种耐用、多产的细胞/Wikimedia Commons人类红细胞和淋巴细胞/Dartmouth.edu青蝇的蛆或幼虫/Eye of Science/SPL/Barcroft Media花边虫的扫描电子显微镜图像/Wikimedia Commons如图所示，有孔虫是微观的单细胞生物，其化石记录跨越了过去 5 亿年，每个有孔虫都只是一个细胞，但它们用海水矿物质在自己周围建造复杂的贝壳，并在海底下方的沉积物层中积聚/Wikimedia Commons更多的 MRSA 细胞和一个曾经属于人类的死白细胞/Wikimedia Commons蜜蜂没有真正的眼睑，但这是欧洲蜜蜂眼睛与皮肤相遇的地方——放大倍数为 2856 倍/Flickr黑色氧化纳米花。纳米花是某些元素的化合物，这些元素在显微镜下看起来像花/Wikimedia Commons扁平的恒星状新雪/Dartmouth.edu从患者样本中分离出的被 SARS-COV-2 病毒颗粒（黄色）严重感染的细胞（红色）/Wikimedia Commons牵牛花中的一粒花粉/Dartmouth.edu高放大率图像显示花粉储存在花中的空腔内的花粉/Dartmouth.edu西番莲、平百合和雏菊花粉标本/Wikimedia Commons月见草的花粉/Wikimedia Commons飞蛾的轮廓/Wikimedia Commons彩色增强扫描电子显微照片显示鼠伤寒沙门氏菌（红色）侵入培养的人体细胞/Wikimedia Commons一种盐晶体/Flickr以 4,348 倍的放大倍数重新增长一美元/Flickr闪亮的花甲虫的 SEM 图像/Wikimedia Commons番茄植物叶子上的气孔（气体交换的孔）的彩色电子显微镜图像/Wikimedia Commons叶甲虫的爪子/Wikimedia Commons

点击上方图片报名参加发布会1983年，世界上第一台商用红外显微镜诞生。红外显微成像技术是将显微镜技术应用到红外光谱仪中，将显微镜的直观成像和红外光谱的官能团化学分析相结合，它不仅能对物体进行形貌成像，而且还能提供物体空间各个点的光谱信息。是一种快速、无损、无污染的检测技术，具有图谱合一、微区化、可视化、高精度和高灵敏度等优点，是了解复杂物质的空间分布和分子组成的强有力方法。如今，赛默飞重磅推出的Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR傅里叶变换红外显微镜，采用创新技术，帮助研究人员快速定位感兴趣的区域，提供更高空间分辨率的红外图像，更高效地获取到精准结果。 Nicolet™ RaptIR傅里叶变换红外显微镜在整个分析工作流程中为用户提供清晰的指引，帮助客户快速准确获取感兴趣区域的微观红外信息。其突破性的光学设计和先进的软件功能，使其在环境、制药、电子、公安物证和文物保护等不同领域都具有强大的适用性。4月25日，"鹰速巡迹 精准入微" 赛默飞红外显微镜新品发布会将带大家认识全新Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR FTIR傅里叶变换红外显微镜！会议日程时间环节报告人职位14:00-14:05主持人开场孙琳达赛默飞光谱业务部市场专员14:05-14:10领导致辞张翮赛默飞光谱业务部商务运营总监14:10-14:15新品揭幕+3D新品展示张翮、华瑞运营总监、产品经理14:15-14:20红包雨孙琳达赛默飞光谱业务部市场专员14:20-14:40报告环节：鹰速巡迹，精准入微：赛默飞最新 RaptIR红外显微镜介绍华瑞赛默飞分子光谱产品经理14:40-14:55场外连线：零距离新品演示辛明赛默飞分子光谱应用专家14:55-15:15报告环节：Nicolet™ RaptIR FTIR显微镜应用概述邓洁赛默飞 分子光谱应用专家15:15-15:20互动抽奖孙琳达赛默飞光谱业务部市场专员15:20-15:25主持人闭幕孙琳达赛默飞光谱业务部市场专员虚拟线下发布会，点击报名

前期回顾上期里我们一起认识了一下量子阱，了解了量子阱的概念及基本构造，利用蔡司sigma 500场发射扫描电子显微镜对量子阱材料界面结构进行观察，得到较好的背散射图片，本期在七夕节来临前夕，我们将用这篇文章点醒那些不善于表达爱的男人，一起来关注一下最近深受女性朋友追捧的一类首饰——潘多拉，come on，跟着小编走，我们一起来探索潘多拉的秘密吧！序 言仿佛是一夜之间，中国顾客，尤其是年轻女性，开始追捧一个名为Pandora（潘多拉）的轻奢珠宝品牌。那一颗颗色彩缤纷、造型多样、材质各异、价位适中的串珠，无疑对每一个少女心未泯的女性来说，都有着强大的吸引力。也许你会说，我购买是受到了网络、旅行、朋友的影响，不可否认，如今对于许多中国消费者来说，Pandora是个火热的新品牌。但究竟令它火爆的秘密是什么呢？一、潘多拉的故事 每件宝物都会有个传奇的故事，潘多拉（Pandora）寓意“被赋予一切天赋的”。潘多拉是宙斯创造的第一个人类女人，传说普罗米修斯从天上盗火种送给人类，人类学会了使用火，宙斯十分恼火，为了抵消火给人类带来的巨大好处，宙斯决定要让灾难也降临人间。命令火神赫菲斯托斯（Hephaestus）创造了一个美丽的女子潘朵拉 (Pandora) ，并让诸神慷慨解囊以使潘朵拉可以轻易诱惑到凡人。智慧女神雅典娜 (Athena) 给了潘朵拉华美的服饰，爱神爱芙罗黛蒂 (Aphrodite) 赋予潘朵拉美貌，魅力女神们把赫菲斯托斯创造的一条项链送给了潘朵拉。宙斯给了潘朵拉一个盒子，可是不准她打开，然后把她送到了人间，潘朵拉有着强烈的好奇心，她最终没能经受住诱惑，打开了盒子。当她往盒子里张望的时候，所有后来让人类痛苦的疾病、恶魔等都从盒子里逃出来了，幸好，最后盒子里还有1个美好的精灵，代表着希望和机遇。于是，潘朵拉珠宝 (Pandora) 应运而生，她代表着幸运和希望。二、潘多拉的款式切面湖红色琉璃串珠猫眼紫色切面锆石串珠时尚湖蓝色水滴面串珠繁星闪耀固定扣串珠潘多拉（Pandora），由金匠珀因法德森(Per Enevoldsen)和他的妻子温妮(Winnie)于1982年在丹麦哥本哈根创立。潘朵拉 (Pandora) 的理念是创造出做工精美、妩媚动人、充满当代气息的组合式珠宝，帮助女性实现一种于人群之中仍能凸现个性、卓然出众的出色效果，让她们通过“设计”自己的珠宝，表达自己的个性。三、扫描电镜下的潘多拉扫描电镜下，我们的潘多拉就没有肉眼看到的那么绚丽多彩了，不过我们也看到简单的心形、绚丽的宝石、首字母缩写、五角星的放大图像，每种标志总能获得个性鲜明的搭配效果，述说自我的个性故事。其中我们看到几个缩写，S925我们都知道是纯度银92.5% ，而ALE是什么呢，ALE是Algot Enevoldsen的缩写，Algot Enevoldsen是PANDORA创始人Per Enevoldsen父亲的名字。为了验证潘多拉串珠的参数信息是否正确，我们利用蔡司Gemini 300场发射扫描电子显微镜对切面湖红色琉璃串珠表面材料做了能谱分析，结果如下，位置1处主要成分是银，银的含量是92.02%(wt%)，在误差范围内，说明达到S925的标准，还有硫、碳等元素，说明发生了氧化，位置2处是琉璃部分，经检测，主要成分是SiO2。后 记现在大家对潘多拉的微观世界有了一定的认识吧，是不是很炫酷，有没有发现原来扫描电子显微镜离我们的日常生活是如此之近，扫描电镜不止枯燥的科研，还有美和远方，想不想跟着小编继续去探索，那就继续锁定蔡司扫描电镜吧！下期有什么精彩内容呢？敬请期待吧！

自2009年建成，这个位于上海张江的巨大&ldquo 鹦鹉螺&rdquo ，5年间稳定释放&ldquo 创新之光&rdquo ，为1590个研究组，9225位慕名而来的科技人员照亮未知的微观世界，将百余篇科研论文送上包括《科学》《自然》等在内的国际著名学术杂志。奇迹的创造者&mdash &mdash 上海光源，这个我国迄今建成的规模最大的大科学装置和大科学平台，&ldquo 照亮&rdquo 5000多个科研课题，攒足劲儿孕育着参透微观世界之光!　　开启中国科研新生代　　&ldquo 它其实就是一台超级显微镜，或说高品质的巨型X光机，能观测到以前我们看不到的物质内部结构和变化过程。上海光源是目前世界上第三代同步辐射光源中性能最好的之一。&rdquo 上海光源国家科学中心(筹)(以下简称&ldquo 中心&rdquo )主任赵振堂对上海光源的介绍中，透出一股豪气。这是一个触探世界科技前沿的&ldquo 俱乐部&rdquo ，如果没有&ldquo 会员资格&rdquo ，就只能借助别国的设施，去参与最前沿的科技竞争，这令中国科学家难以大展身手。一大批以往无法在国内开展的实验，现在有了一个大有可为的研究平台。　　清华大学的年轻结构生物学家颜宁体会颇深：解析蛋白质结构，离不开同步辐射光源。以前，她和学生要去日本光源收数据，样品运送就是大麻烦，而现在她们只需坐几个小时的高铁来上海就行了。最近，她的课题组解析了人体葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构，成果震动了世界结构生物界。&ldquo 若没有上海光源，这个成果问世至少拖延几个月。&rdquo 　　中国科学技术大学研究员李良彬重点研究软物质的材料结构、性能，大部分实验需要用到同步辐射光设备。2005年李良彬从荷兰国家原子和分子物理研究所读完博士后打算回国之际，就四处打听中国是否建设类似的设备和平台。当听说上海光源在建时，他欣然归国成为上海光源的第一批也是忠实的用户。&ldquo 经过五年多的发展，这里绝对可以和欧洲的同类平台相媲美!&rdquo 李良彬赞不绝口地说道，&ldquo 我回国的第一篇文章就借助于此，五年来我百分之八九十的文章都是依托于上海光源。&rdquo 　　生物大分子晶体学线站的工作人员汪启胜在一旁说：&ldquo 通过我们的平台对一个蛋白质分子做360度解析需要16分钟。&rdquo 怕记者不明白其中&ldquo 厉害&rdquo ，他又解释道：&ldquo 可能16分钟你们没概念，要知道利用传统X线，这样做下来可要整整两天，而且清晰度和可信度都相差很远呢!&rdquo 　　清华施一公教授在《科学》杂志发表的转录激活样效应蛋白特异性识别DNA的结构机理研究，被选为2012年&ldquo 中国科学十大进展&rdquo 哈尔滨工业大学黄志伟研究组对艾滋病病毒重要组成元件的解析 中科院物理所赵忠贤院士研究组发现了新型铁基硫族化合物超导体在高压下重新出现超导的新现象&hellip &hellip 这些世界重大科学研究成果的出现，离不开&ldquo 上海光源&rdquo 这个幕后英雄的协助。　　每引出一束同步辐射光，就可照亮一个学科领域。5年多来，上海光源几乎每年都提供5000多小时的高质量同步辐射光，服务于生命、材料、环境、能源等众多学科。上海光源的实验用户，涵盖了国内结构生物学95%以上的相关研究组。目前，中国结构生物学已跨入世界一流水平，利用上海光源先后发表论文620多篇，包括《科学》《自然》《细胞》杂志论文33篇，《自然》和《细胞》子刊论文近60篇。　　除了科学家在学科前沿取得重大突破，35家企业也在利用上海光源进行高技术研发。从美国回国创业的维亚生物科技有限公司总裁毛晨笑称，与包括诺华、罗氏、葛兰素史克在内的世界100多个制药公司开展外包合同服务，公司每年要做数百个药物靶标的研究，要解析1300个结构，一年产值达到两三亿元。维亚利用上海光源取得的癌症一期临床的大量结构技术数据，帮助了三家与其合作的新药研发企业在美国纳斯达克上市。上海美迪西生物医药有限公司利用上海光源每年不超过100个机时，却可以创造上千万人民币的经济效益，目前公司已有两种化合物进入新药临床试验阶段。　　&ldquo 好钢用在刀刃上&rdquo 　　&ldquo 好钢用在刀刃上&rdquo ，如何提高设备使用效率成为建设管理者们的难题。造价14亿元人民币的上海光源，目前共有7个线站8个实验站，首批线站已通过专家评审的课题申请5406个。&ldquo 这8个实验站，每天的实验都安排得满满的，还有许多课题组在排队等候实验。今年下半年的机时安排表早在上半年就全部安排了。&rdquo 中心副主任何建华说。　　瞄准世界同类装置前列，建立整套严格而灵活的运行机制和规章制度，让大型仪器设备使用公平、公正、高效。在每年的三月和九月有两次申请时间，使用者可以集中统一网上申请，上海光源为此成立了由约七十位一线专家组成的各线站用户专家工作组、三十位科学家组成的用户专家委员会，负责对申请者课题的评审和运行状态监督，进行课题分级，实现了&ldquo 课题申请&mdash 专家评审&mdash 机时分配&mdash 成果反馈&rdquo 的良性循环，保证重点课题有保障 普通课题不落下 管理有序可循，有章可依。　　上海光源的机时管理在注重程序和秩序的同时，也有一定的灵活性，对于紧急突发事件，设有&ldquo 紧急课题机时&rdquo ，保证实验正常开展。中科院高福院士就是利用了&ldquo 紧急课题机时&rdquo ，对去年春天突发于江浙沪的禽流感毒株进行了结构分析，确立了这一鸟类流感其感染人的机制，为防控禽流感提供了理论基础。对于获得重大科技成果的研究人员，奖励约40个小时机时。这可是一件人人垂涎的&ldquo 奖励&rdquo 。何建华举例说，&ldquo 专注于蛋白质结构与功能研究的施一公教授，课题组曾经一年要去日本24次，现在一年只去3、4次，比以前方便太多了!&rdquo 　　最近，我国第三代同步辐射装置上海光源正在扩容：建成了专供蛋白质研究使用的5条光束线，并配套了6个实验站。与此同时，紧邻上海光源，又一个国家级科研中心&mdash &mdash 国家蛋白质科学中心· 上海也即将竣工。国家光子科学中心也同时在筹建中。另一大科学装置&ldquo X射线自由电子激光&rdquo 正在按计划实施推进，如果说上海光源能为人们拍摄分子照片，那么自由电子激光则能为人们拍摄分子电影&mdash &mdash 帮助科学家更原位、实时地看清微观世界的变化。　　赵振堂说，上海光源一期建成时，仅有7条光束线站，到2020年，上海光源将有近40条光束线站向用户开放，届时每年可汇聚上万名科学家，基于光源开展科研工作，实验大厅、专业实验室、食堂、咖啡吧，随处都可能碰撞出学科交融的火花。&ldquo 我们的总体目标是：瞄准能源、环境、材料、凝聚态物理、地球科学、化学和生命科学等领域，解决前瞻性、关键科学技术问题，建设一批高性能光束线站，争取每年接待用户超过5千人，用户实验超过1万人次。&rdquo 相信，未来的上海光源会成为我国科技界热追的实验站。一个学科碰撞交融的科研新生态圈，将在&ldquo 鹦鹉螺&rdquo 的孕育下，逐步成形。

借助于光学显微镜，人类可以看到神奇的微观世界。但是由于阿贝极限的存在，限制了光学显微镜的分辨率。 阿贝极限 19世纪末，德国物理学家恩斯特阿贝指出，光学显微镜分辨率的极限，大约是可见光波长的一半。可见光中波长最短的蓝紫光波长在400nm左右。因此，如果两点之间的距离小于200nm，我们将无法分辨出这是两个点，这就是通常所说的“阿贝极限”。阿贝极限使我们无法更加深入地了解微观世界。 超分辨率显微镜 超分辨率荧光显微技术借助于一种特殊的荧光分子，从原理上打破了光学远场衍射极限对光学系统极限分辨率的限制，实现纳米级别的分辨率，点亮更加微观的世界。这种有意思的荧光分子被称为光开关荧光化合物。常见的超分辨技术有受激发射损耗显微技术（STED），光激活定位显微技术（PALM）、光学重构显微技术（STORM）、可逆荧光转移技术（RESOLFT）等。超分辨率显微镜对于所使用的光开关荧光化合物的光反应量子产率（PQY）有严格的要求。 光开关荧光化合物PQY的表征 Masahiro Irie教授团队报道了一种二芳基乙烯化合物在紫外光和可见光照射下发生的可逆闭环和裂环反应的过程。该研究使用355nm的紫外光打开此化合物的荧光使其处于“ON”状态，使用488nm的可见光可以关闭化合物的荧光，使其处于“OFF”状态。作者使用岛津的QYM-01*光反应评价系统对开环和裂环过程的光反应量子产率(φoc和φco)进行了测试。QYM-01可以自动测试光反应中吸收的光子数，所得光子数经过NIST功率计校准，可确保准确度，以进一步用于PQY的计算。 超分辨率显微镜要求光开关荧光化合物的裂环量子产率在10-2-10-3之间，作者把其中一种裂环量子产率φco为2X10-3的化合物应用在超分辨率显微镜RESOLFT上，并得到了相比于传统的共聚焦显微镜（CONFOCAL）分辨率高得多的图片。 参考文章：《Photoswitchable Turn-on Mode Fluorescent Diarylethenes Strategies for Controlling the Switching Response》（Bull. Chem. Soc. Jpn. 2018, 91, 237–250） *QYM-01是岛津全新发布的Lightway PQY-01光反应评价系统的前序机型。

认识雾霾之盾——口罩的微观视界序言冬季以来，环境问题—“雾霾”成为人们关注的焦点。网上关于“雾霾”以及“防雾霾”口罩的报道层出不穷。OPTON作为实验室系统解决方案供应商，以自己的显微视角对“雾霾”问题进行了分析和研究，同时，OPTON希望能通过显微分析技术来拓展大家对生活中微观世界的认识。 本期主题是走进“雾霾之盾—口罩”的微观视界。通过电子显微镜对“平时生活中市场上用的最多最有效的几款防PM2.5口罩进行观察分析，带大家一起去领略电镜下的防雾霾口罩。 一、口罩宏观拆解左：EPC 活性炭口罩 KN95；右上：霍尼韦尔H950V；右下：绿盾M95 以上三种口罩皆为颗粒物过滤效率高于95%的口罩，EPC与其它两款口罩不同的地方在于口罩内部加了活性炭层。左：霍尼韦尔H950V；中：绿盾M95；右：EPC 活性炭口罩 KN95； 将口罩截面剪开可以发现，除了霍尼韦尔、绿盾【无纺布-静电滤棉-无纺布】这种经典的口罩结构外，EPC还额外多出了【活性炭层】及【加厚静电滤棉】层。一、口罩微观视界1. 无纺布三种品牌最外层无纺布扫描电镜形貌（左边为低倍、右边为高倍） 防PM2.5口罩的无纺布均采用热轧加固的方式进行成型的，因此从左边三幅图可以发现凡是无纺布上都会有类似压扁的致密“扁坑”。其中由于无纺布制造工艺不同：在形貌上霍尼韦尔的无纺布最致密、“扁坑”最深，绿盾的无纺布最疏松、“扁坑”最大而平；EPC介于两者之间。2. 静电滤棉 静电滤棉也为无纺布中的一种，在无纺布生产后经过静电处理会带有静电。这种静电力会对从其内通过的气体中的微粒物进行吸附，是防PM2.5口罩中，吸附PM2.5颗粒物的主要战斗力。从图中右侧高倍图片可以看出：EPC的静电滤棉最致密，但是形貌不均一，有带状显微及球状纤维颗粒存在；绿盾的静电滤棉纤维形貌最均一，且滤棉也比较致密；霍尼韦尔介于两者之间。3. 活性炭层+加厚静电滤棉EPC活性炭口罩比其它两款多出的两层（右上：活性碳层；右下：加厚静电滤棉层） 三种品牌的口罩在各层性能相差不大的情况下，EPC多出的两层过滤层会有更多的功能：活性炭层不但可以吸附颗粒物，同时对空气中的气体也会起到一定的收集作用，从图中右上部分可以看出在活性碳层上，纤维上有大量的活性炭存在。加厚的静电滤棉层与之前的静电滤棉层形貌有很大的差别，对漏过的少量颗粒物进行再一次吸附，起到进一步的颗粒物过滤功能。 一、后记通过显微分析可以观察到我们平时肉眼不可见的形貌细节，对实际生产与生活中的工艺控制及性能形貌学分析有很重要的意义，是反向工程中重要的技术手段之一。除了EPC这款N95口罩外，市面上也有很多其它品牌的带有活性炭层的PM2.5口罩，基本都是五层结构，最明显的区别就是含有活性炭层的口罩外观都为浅灰色，价格会比同过滤级别的口罩稍高一些。目前口罩品牌及型号很多，笔者仅选择网上用户采购最多的几款来进行实验，向大家介绍显微分析的魅力之处，具体如何评判各种款式口罩的优劣目前还没有比较行之有效的方法，希望后期能与大家进行进一步交流。

提到浙江省农业科学院，很多人都知道，这是浙江一所高大上的农业科研机构，今年已经建院115周年。但或许很多人不知道，这所百年名院还有不少“科普”标签：2018年，省农科院农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室公共平台（简称“院公共实验室”）被认定为浙江省科普教育基地；2022年，省农科院科研创新基地被认定为全国科普教育基地，院公共实验室为其中一个板块。孩子们走进高精尖的实验室，学习生命代代相传的奥秘、了解遗传改良的各种技术，从小进行科学意识的启蒙；社区公众开启科普游，在游览中探寻科学的奥秘、提高科学素养，科学粉丝更是有了动手实践的机会；企业技术人员、高校研究生等群体来此培训“充电”……评上科普教育基地之后，昔日神秘的科研院所，如今已经成为了开放的科普资源单位。窥见微观世界，破译基因密码科普活动设计注重增加体验感树林间、绿地上，孩子们捕捉和放生种类各异的昆虫，识别各种花草树木，参观制作标本，还亲自动手操作荧光显微镜和超景深显微镜，观看病原菌玻片，揭开病虫害的“神秘面纱”，窥见奇妙而“危机四伏”的微观世界。近日，杭州市笕弘实验学校的一群好奇宝宝们，来到院公共实验室开展科普活动。看一看户外的生机勃勃，探一探实验室的“科学魔法”，小朋友拉着身穿白大褂的老师们不放手，边玩边学、乐此不疲，“太有意思了，我还想再来一次！”在我们的采访中，翟国伟主任、徐飞博士给我们详细介绍了科普内容的设计。为了更好地点燃孩子的兴趣，从流程设计、环境设计到内容设计，充分考虑了如何增加体验感，“我们不断调整科普活动的内容形式，让活动更适合不同年龄层市民的需求。最受小学生们喜欢的，除了在显微镜下观看各种微生物、昆虫的复眼/肢体外，还能在实验室内亲自动手提取遗传物质与进行营养物质测定等。”徐飞博士在为小学生讲解水稻害虫生态控制技术里的科学知识DNA是绝大部分生命的遗传物质，两条链相互缠绕，形成一个典型的双螺旋结构。它是生命的序列，上面的许多小片段构成了我们常说的“基因”，储存着一个生命孕育、生长、发育、死亡等过程的重要信息，同时也是决定生命健康的内在因素。基因如此重要，亲眼观测真实的DNA，又会是怎样的一种体验呢？在院公共实验室，孩子们可以亲自进行DNA的提取实验。他们戴上棉手套，将自己摘取的叶子放入研钵，在老师的指导下加入-196℃的液氮，然后就开始研磨，捣锤声响成了一片。由于液氮的温度极低，叶片迅速变硬变脆，研磨后就变成了绿色的粉末，看起来有点像平常吃的抹茶粉，一个小朋友认真地提问，“老师，这是涂在蛋糕上的抹茶粉吗？”惹得老师们忍俊不禁，“不是哦，我们将叶片研磨是为了破坏植物细胞的细胞壁，这样可以让DNA释放得更充分。”小学生在做实验在示范操作的工作人员身边，围满了一个个好奇的“小脑袋”。在那些平时很难见到的仪器边上，同学们还观察了进行基因扩增操作和凝胶电泳的机器。“太开心了，这次总算有机会到实验室亲手做实验！”“原来，听起来很“神秘”的DNA提取并没有想像中那么难！”孩子们七嘴八舌地发表着对实验室的热爱，享受着科学探索的无尽乐趣。因为科技含量高、互动性好，院公共实验室的活动一直好评不断，受到追捧。小学生在动手操作显微镜设备价值不菲，研究人员专业科普基地为学生烹制教学盛宴“首先，我们是科研机构。”走进省农科院新区1号楼，说完这句开场白，翟国伟主任、徐飞博士带领着记者开始参观实验室。“这台等离子体质谱仪设备价值300万左右，这套冷冻扫描电镜系统约400万……”在分子生物学、生物信息与人工智能、影像分析、代谢与蛋白组学、理化分析等5个子实验室，记者看到了四五十台大型科研仪器设备。借助这些价值不菲的先进设备，各个子实验室开展着各类技术服务、培训及科研工作。“我们是一个集大型仪器管理、技术服务、培训及科研为一体的综合性开放型实验室。”翟国伟主任介绍说，随着社会的发展，科研机构及实验室承担的社会责任越来越重，但许多机构及实验室都面临着专业人员不足、仪器设备闲置、设备共享不足、共享机制不完善、沟通效率低下等问题。因此，浙江省农科院组建了院公共实验室，以此来实现全院大型仪器设备的管理、技术指导、辅助操作、辅助构思和设计实验方案、主持或参与研究课题等职能。一套价值约五百万的仪器设备实验室的组建，离不开精密仪器，但更值得重视的是人才队伍建设。据悉，省农科院公共实验室现有在编职工12人，博士7人，2人入选省农科院院青年骨干人才项目，成员背景包括遗传学、基因组学、分子生物学、生物信息学、影像分析、理化分析等，熟练掌握各学科所涉及的各种研究方法和技术。专业科研人员想要指导他人操作技术含量较高的仪器，说着简单，实际不容易。翟国伟主任说：“实验室设备资源丰富，科研人员本职工作非常忙碌。大家都有服务社会的心思，所以在做好科研创新、科研服务的同时，科学普及工作也一直没落下。”徐飞博士表示，他和同事们都认为，孩子的好奇心是这个世界上最珍贵的东西之一，每个孩子都有一颗渴求知识的心，“我们提供平台，让小学生来高精尖的实验室里做实验，看着孩子们一双双好奇的大眼睛，一个个沉浸在实验中，理解原本以为很晦涩的科学知识，对我们来说，是一件特别有成就感的事。”据不完全统计，自省科普教育基地授牌以来，院公共实验室分别与杭州启正中学、杭州市丁荷小学签订了联合共建协议。截至目前，已举办20余场次的科普教育活动，这其中包括了杭州德天实验小学、杭州笕弘实验学校、笕桥街道社会工作站、杭州去哪家族少年警校等（个人组织的少先队小队活动不计）。此外，作为省农科院内重要的科研共享平台，院公共实验室每年接待各级领导、科研单位同行参观数十次。科普长廊小小的实验室，折射的是浙江省农科院推动全民科学素质提升的初衷。作为全国科普教育基地的浙江省农科院科研创新基地，除了不定期组织的实验室开放日，还开展了农产品质量安全进社区、农产品质量安全进校园、基地开放日等科普宣讲活动，并制作了《包青天之番茄外篇》《不用植物生长调节剂的葡萄才是好葡萄？！你OUT了！》《草莓长得怪怪的，怪我咯？》《黄瓜也用避孕药？》等科普视频。翟国伟主任表示，为了更好地让科学精神、科学方法、科学思想植根在更多人心中，未来将继续推进科技资源的社会化、科普化，不断提升科普游服务品质，为市民朋友提供更加丰富多彩、生动有趣的科普盛宴。

Micro-eye第6期 ～食物篇～01使用电子显微镜观察不同刀具切割的食物横截面。那么，一起来看看吧！金枪鱼背肉你是否有过这样的经历，在家里切生鱼片时，鱼肉被切碎，看起来就不好吃。为了探究此原因，此次我们使用3种不同类型的刀具切割金枪鱼背肉，进行观察对比。 使用锋利的生鱼片专用刀切割面的SEM图像（放大倍率：250倍）使用锋利的万能菜刀切割面的SEM图像（放大倍率：250倍）使用粗钝的万能菜刀切割面的SEM图像（放大倍率：250倍）锋利的生鱼片专用刀切出来的表面是光滑的，粗钝的万能菜刀切出来的表面是粗糙的。使用扫描电镜放大观察，可以看出明显的差异。我们知道，刀具一般分为西式和日式两种。家庭中经常使用的西式刀属于双刃刀，两侧研磨开刃，而日式刀属于单刃刀，单侧研磨开刃。与西式刀相比，日式刀切出来的鱼更完美，但日式刀价格昂贵，保养麻烦，因此没有被普及。所以，厨师能切出来美味的刺身，其秘诀也在于他们所使用的刀具。洋葱使用锋利的万能菜刀表面的SEM图像（放大倍率：250倍）使用粗钝的万能菜刀表面的SEM图像（放大倍率：250倍）切割道具同样会影响蔬菜、水果的口感，以洋葱为例。由SEM图像可以了解到，锋利的刀具可以将组织形状切割完整，粗钝的刀具会破坏组织形状。蔬菜的细胞被破坏后，营养物质就会流失，新鲜度也会降低。当然，同时也会失去脆脆的口感。所以，做一道美味的食物，一把锋利的刀具很是关键。好啦，今后让我们继续一起发掘那些肉眼看不到的奥妙吧!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。本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。 我们的主要产品包括：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，从而协助我们的客户实现其目标，共创美好未来。

前期回顾在上期里，小编带大家见识了一下弹壳的神奇，借助Gemini300场发射扫描电子显微镜对弹壳表面材料进行了细微结构的表征和成分分析，以及对收口处裂纹的研究，顿时觉得自己也高大上起来，有木有，这期呢，小编带领大家进军光电材料，再小小透露一点，量子阱材料，一起来见证一下扫描电子显微镜技术在量子阱研究中的厉害吧！概 述那么量子阱是什么呢，小编就小小解释一下，量子阱就是指由2种不同的半导体材料相间排列形成的、具有明显量子限域效应的电子或空穴的势阱。量子阱器件，即指采用量子阱材料作为有源区的光电子器件。一、量子阱的构造 如下图，量子阱器件的基本结构是两块N型GaAs附于两端，而中间有一个薄层，这个薄层的结构由AlGaAs-GaAs-AlGaAs的复合形式组成。在未加偏压时，各个区域的势能与中间的GaAs对应的区域形成了一个势阱，故称为量子阱。电子的运动路径是从左边的N型区（发射极）进入右边的N型区（集电极），中间必须通过AlGaAs层进入量子阱，然后再穿透另一层AlGaAs。量子阱器件虽然是新近研制成功的器件，但已在很多领域获得了应用，如量子阱红外探测器、GaA s、InP基超晶格、量子阱材料、量子光通讯和量子结构LED等，而且随着制作水平的提高，它将获得更加广泛的应用。量子阱的基本结构二、量子阱的微观世界量子阱材料一般使用分子束外延(molecular beam epitaxy ,简称 MBE)或金属有机氧化物化学气相沉积法(MOCVD)技术制备，对于量子阱材料界面结构的观察，晶体生长过程中出现的诸如层错，位错等缺陷的形成、特性及其分布等，我们一般利用高分辨透射扫描电镜(TEM)来观察，从而确定材料微观结构参数与器件宏观性能参数间的关系。众所周知，透射样品制备要求严格，制样困难，首先要将样品膜面利用进行对粘，再继续线切割为3mm×1mm；其次采用砂纸将样品打磨抛光使其厚度为60μm 左右，再抛光至 20μm；最后使用离子减薄仪将样品轰击为10nm以下。这个过程技术要求高，每一步都需要经验，不是一般人都可以做的，而且成本较高；而扫描电镜相比较而言，样品制备简单，导电样品直接用导电胶固定在样品台上，放入腔室内进行观察，对于不导电样品，我们也有自己的解决方案，一配备离子溅射仪，即喷金，二采用低电压模式，低电压成像是现代场发射扫描电镜的技术发展趋势，低电压成像可以呈现样品极表面细节、可以减少不导电样品的荷电（放电）现象、可以减少电子束对样品的损伤。对于薄膜材料更是如此，下面就是我们来看看采用蔡司sigma 500所测的量子阱材料，我们得到了10万和15万倍下的量子阱的背散射图片，可以看出样品界面出现了亮暗程度不同的衬度带，各层分界清楚，界面平整，层分布精度高，周期性好，厚度为 68.11nm，阱和势垒交替出现，从而确定周期厚度。后 记随着分子束外延和金属有机化学汽相淀积技术的迅速发展，人们已能够生长出原子尺度的、界面平滑的优质超薄层半导体材料，可以在生长方向上精确地控制薄层的组分和厚度，从而实现超晶格量子阱结构，所以晶格量子阱结构材料及应用的研究已迅速发展成当今半导体物理和固体物理学中最重要的前沿课题之一，而扫描电子显微镜一定可以大展身手，那就跟紧小编的步伐，我们一起跟随蔡司扫描电镜去见证光电材料史的辉煌吧！下期有什么精彩内容呢？敬请期待吧！

“成长是一列永没有回程的火车将你和父母的距离越拉越远” “大多数时候你说有空我就回家都不过是句空话” “你好吗？刚学会发w微信发给你试看 我是妈妈”“你眼中 家 是一个地方妈妈眼中家是有你在的一段时光” “妈妈不记得母亲节你回家的日子就是过节”“妈，今天你过节，送您一束康乃馨” 以上的文字是否有些扎心，一束康乃馨包含了对母亲无尽的爱，在这个特殊的日子里，欧波同带您一起走进康乃馨的微观世界̷̷序 言十月胎恩重，三生报答轻。五月，空气中到处都弥漫着康乃馨的花香。康乃馨花径笔直，花朵绚丽，花香清幽。每年五月的第二个星期日是一个极有人情味的节日——母亲节，这天，康乃馨是赠送母亲不可缺少的礼品。将康乃馨与母亲节联系在一起是源于1934年5月美国首次发行母亲节纪念邮票。邮票上描绘的是一位母亲安静的坐着，并将双手放在膝盖上，注视着前面花瓶中一束鲜艳美丽的康乃馨（图一）。后来随着邮票的传播，很多国家便把康乃馨与母亲节联系起来，康乃馨便成了象征母爱之花，格外受到人们的敬重。各个国家也发行了很多种母亲节邮票，来表达对母亲节的重视，中国建设银行也曾在2013年发行一组康乃馨的花卉邮票（图二），将这份对母亲的感激与思念，寄托于康乃馨上。图一、母亲节邮票图二、中国建设银行康乃馨邮票我们都知道康乃馨是送给母亲的花朵，她的每一片花瓣都盛满感激,让人倍感温馨。那么你了解康乃馨的花瓣在扫描电镜下的微观结构吗？今天小编就借助蔡司evo ma系列扫描电镜，简单为大家介绍一下康乃馨花瓣微观世界的精彩。一、康乃馨样品的选择小编在花店购置红色康乃馨鲜花一支，基于干花瓣保存时间长的原因，我们将其花瓣及柱头取下，放在滤纸上，在室温条件下自然晾干48小时，然后利用导电胶将康乃馨花瓣及柱头粘在样品桩上（图三）。图三、康乃馨样品准备及粘贴二、扫描电镜下的康乃馨花瓣我们来看看用蔡司evo ma系列扫描电镜拍摄到的康乃馨花瓣的微观图像，实验中观察了花瓣的正面（图四）和背面（图五），并分别拍摄了花瓣边缘、花瓣中心部位以及花瓣根部的微观图像。通过观察发现，宏观上康乃馨花瓣边缘是齿状，不规则，将其放大500倍后，花瓣上有很多阵列状颗粒凸起结构，这样的表皮结构可以很好的保护花瓣并且增强光合作用，利于花朵生长。由于是干花瓣，有些凸起颗粒虽然已经塌陷，但是结构依然非常明显。我们将花瓣边缘的正反面进行对比发现，正面花瓣边缘颗粒凸起结构的间隙要比反面凸起结构的间隙略大，这是因为花瓣上表皮负责感知和接收阳光照射，加上蒸腾和呼吸作用等原因，促使花瓣正反面的凸起间隙不同。这种结构也是导致花瓣正反面颜色略有不同的原因。花瓣中心部位也是阵列状颗粒凸起，但是颗粒尺寸要比边缘的颗粒尺寸大一些。花瓣的根部正反面都是纤维状，这是给花瓣输送养分的“血管”，“血管”彼此相通，关系十分密切。也许正是这样的阵列凸起结构和纤维的“血管”根部，也形象的表示了将康乃馨赠与母亲，象征着母子关系密切，体现着人伦至爱，亲慈子孝的美德。图四、正面花瓣边缘，花瓣中心,以及花瓣根部图五、背面花瓣边缘，花瓣中心以及花瓣根部三、扫描电镜下的康乃馨柱头一般说植物的花蕊分为雌蕊和雄蕊两部分，雌蕊可以分为下部能育的子房和上部不育的花柱，花柱上部再发育形成柱头，在花朵受精过程中，花粉先落到柱头上，长出花粉管，花粉管通过花柱进入子房，最终完成雌雄配子的融合，可见花柱在花朵的受精过程中有很重要的作用。图六的b”中，清晰的看到花柱上分化出很多绒毛状的柱头分支，结构紧密，就像一位母亲怀抱着孩子一样，这些柱头分支仿佛正对着花柱说“妈妈，我爱您！谢谢您赋予了我生命，并含辛茹苦把我养大!” 图六、康乃馨柱头的微观结构后 记尽管母亲节的由来在网络上只要一键搜索就会找到许多条信息，但是小编在这里还是想普及一下：母亲节最早是在美国兴起，由一位名叫贾维斯的母亲倡导，后来由她的女儿安娜贾维斯发起创立，并在1914年正式定为美国法定的全国性节日，大家为了纪念贾维斯这位母亲，就将她的忌日，即每年5月的第二个星期天，定为母亲节。美国创立母亲节后，得到了全世界各国人民的支持。时至今日，纪念这个节日的国家就更多了，母亲节，已经成了一个名副其实的国际性节日。值此母亲节即将到来之际，欧波同祝天下所有母亲永远健康长寿，永远开心漂亮！ 下期有什么精彩内容呢？敬请期待吧！

马波*，籍月彤，刘阳，徐健*　　摘要：　　单个细胞是地球上生命活动的基本单元，单细胞精度的科学研究能够揭示生命科学的本质问题，已经成为国际研究热点。拉曼激活细胞分选(Raman-activated Cell Sorting，RACS)能够利用“单细胞拉曼图谱”这一细胞内在、免外源标记的“生化指纹”进行功能分选，突破“细胞功能异质性原理”、“大多微生物尚难培养”等共性科学问题与重大技术屏障。本文介绍了拉曼光谱在单细胞功能识别方面的研究进展，详述了基于拉曼光谱的单细胞分选技术和核心器件研制的产业化过程。同时，介绍了近期推出的第一代商品化的RACS仪器，并且讨论了这些国产仪器装备为医药、海洋、土壤/环境、工业生物技术领域提供的原创解决方案。这些拥有自主知识产权的国产高端仪器装备将广泛服务于工业过程在线实时监控、细胞工厂筛选、工业/土壤/海洋种质资源挖掘、临床精准用药及新能源开发等。　　关键词：拉曼组，单细胞表型组，拉曼激活细胞分选，国产仪器装备，单细胞分选技术与核心器件　　单个细胞是地球上生命活动的基本单元，因此单个细胞精度的生命系统研究能够揭示“细胞功能异质性机制”这一生命科学的本质问题1。传统的、基于细胞群体水平性状测量的信息并不能真实反映细胞内部的生物过程及机制2,3，这是因为，在细胞种群中，即使是基因组信息完全一致的不同单个细胞之间，其表型也具有极为显著的差异，而这些差异往往具有重要的生物学意义4,5。因此，单个细胞的研究能够带来生物技术在能源、环境、健康、农业、海洋等广泛应用领域的突破。2018年，利用单细胞测序技术完成的胚胎发育初期单细胞命运追踪被Science杂志评为2018年最重要的十大科学进展之首。近两年来，世界顶级学术期刊《科学》《自然》分别有43篇和38篇文章聚焦于单细胞分析。　　(一)拉曼组技术是单细胞功能识别的创新工具和有力武器。　　自上个世纪以来，研究人员主要通过荧光标记与流式细胞术的结合实现单细胞功能分选，即荧光激活细胞分选(Fluorescence-activated Cell Sorting，FACS)6。然而，FACS一般需要针对特定的生物标识物对细胞外加荧光标记，因此在单细胞分选方面存在如下瓶颈：(1)细胞适用性有限。不论在干细胞发育的机理研究、肿瘤细胞的诊断，还是微生物群落中功能组分的识别中，关键的细胞表型经常仅有粗放认识或完全未知(即“未知”的细胞表型)，也没有其生物标记。因此，FACS通常难以分选那些生物标识物通常未知或难以外加活体荧光标记的细胞体系(如微生物群落等)。(2)难以开展“原位”研究。进入细胞的荧光标记经常会改变细胞的原位状态，有时甚至影响细胞活性，因此该方法通常仅限于能够进行外加荧光标记的细胞，而且难以进行真正意义上的“原位”研究。(3)难以获取全方位的代谢表型。FACS在单位时间只能获得与区分很有限的细胞信息数据，如形态、折光率、反射率或荧光强度等有限指标，难以表征单细胞全方位的“代谢表型组”，因此通常不易获得尚难培养微生物与其生态功能之间的原位联系。　　拉曼光谱是一种非标记的散射光谱，每个单细胞拉曼光谱由分别对应于一类化学键的超过1500个拉曼谱峰组成，反映了特定细胞内化学物质的成分及含量的多维信息。因此，特定时空状态下一个细胞群体的单细胞拉曼光谱的集合称为“拉曼组”7。由于细胞内化合物的组成对于细胞生理状态和微环境的变化等因素敏感，因此单细胞拉曼图谱或拉曼组不仅潜在能区分不同物种的细胞，还可以静态或动态地表征该细胞的生理状态及所处微环境8。　　业界研究表明，利用拉曼组可实现较为广泛的细胞类型及功能的表征8。例如，Forrester和Deng等分别利用拉曼光谱成功地对多株芽孢杆菌属细菌的生化特性进行了鉴定，发现根据拉曼光谱信息可实现菌株水平的鉴定，并分析了各菌株之间可能的遗传进化关系9,10。在细胞功能识别方面，Samek和Singh等分别通过检测拉曼图谱分析了不同微藻的油脂产量，并建立了通过分析特定峰位比值来估测脂类不饱和度的方法11,12。Heraud等通过检测细胞拉曼图谱，对微藻细胞所处的营养状态(缺氮与否)进行判别和预测13。在临床方面，2011年Dochow等通过微流控芯片结合拉曼光镊技术，成功对人体白细胞、红细胞、急性髓性白血病细胞以及两种乳腺癌细胞进行了鉴别14。利用癌细胞的生化表型与正常细胞的区别，Barman15, Surmacki16和Haka17分别独立地证实了单细胞拉曼可用于乳腺癌早期诊断。此外，中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心等也证明，单细胞拉曼光谱可以区分或定量表征细菌细胞的种系发生18、药物应激反应与耐药性19,20、分解代谢(综合细胞代谢活性21、分解特定底物的活性22)、合成代谢(甘油三酯含量及油脂饱和度23,24、淀粉含量25)、不同物种之间的代谢互作26等。　　(二)基于拉曼光谱的单细胞分选技术和核心器件是单细胞组学研究获得突破性进展的关键。　　拉曼激活细胞分选(Raman-activated Cell Sorting，RACS)能够利用“单细胞拉曼图谱”这一细胞内在、免外源标记的“生化指纹”进行功能分选，建立单细胞功能表征和单细胞组学分析之间的桥梁，突破“细胞功能异质性原理”、“大多微生物尚难培养”等共性科学问题与重大技术瓶颈27,28。随着微流控技术的进步，一系列基于拉曼光谱的单细胞分选技术和核心器件先后面世，其中包括在静止或者相对静止系统中进行的拉曼光镊分选21,29,30、单细胞拉曼弹射分选(RACE)18,31和拉曼激活光镊重力驱动微液滴分选技术(RAGE)32，以及在液相流动态细胞中进行的拉曼激活微流分选(RAMS)33、拉曼激活单细胞微液滴流式分选(RADS)34、介电迟滞拉曼激活单细胞微液滴流式分选(pDEP-RADS)。　　RACE适用于静置或贴壁细胞的单细胞分选。该技术在风干的芯片上对细胞逐一测量拉曼信号后，用脉冲激光弹射出具有目标拉曼信号的细胞18。通过改进弹射基片材料，RACE可以在背向直接采集拉曼信号，降低了操作的繁琐性并大幅提升了全流程的速度和通量35 同时，“All-In-One”RACE芯片的面世，让测量、弹射、细胞裂解与核酸扩增都在同一与空气隔绝的封闭体系内进行，从而降低了环境DNA对目标单细胞核酸扩增的污染35。近期油相震荡乳化单细胞MDA方法的开发，使RACE分离的纯培养E. coli（每个MDA体系含5个细胞）基因组覆盖度由通常的20%提高到50%以上31。　　RACE在干片上、利用高强度脉冲激光弹射细胞，不仅细胞活性无法保持，而且激光对细胞的损伤造成分选后单细胞鸟枪测序覆盖率极低(通常低于10%)35。最新发表的RAGE通过耦合拉曼光镊和液滴单细胞包裹，克服了单一光镊力难以实现目标细胞脱离焦平面导出的问题，并通过耦合液滴微流控技术，完成了目标单细胞的精准分选和快速导出32。同时，拉曼检测于水相中进行，能最大限度地保持细胞生理活性，并能够精确匹配每个细胞与之相对应的拉曼光谱表型，实现“所测即所得”32。此外，分选后的单细胞已经包裹在油包水微液滴中，因此可直接耦合后续单细胞培养和组学分析。RAGE大幅提高了一个E. coli细胞的全基因组测序覆盖率，可达99.5%以上32。　　RACE和RAGE均主要针对相对静止状态的细胞进行分选，因此通量均在数个细胞/每分钟这一较低水平，难以继续大幅提高27。因此，为了提高拉曼分选的通量(同时保持细胞活性)，科研人员在液相中对流动态细胞进行拉曼测量与分选。例如，RAMS芯片集成了基于介电的单细胞捕获释放单元，能够克服单细胞拉曼信号较弱这一先天性缺点，可实现高速“裸奔”状态下单细胞的捕获，从而完成高质量拉曼信号的获取33。　　在此基础上，通过液相拉曼测量后的细胞实时微液滴包裹及分选，RADS34的分选通量与系统性均比RAMS有了明显的提高。由于采用介电液滴分选技术，RADS系统是目前已报道工作中全谱分选通量最高的RACS系统，通量达数百个细胞每分钟。除了流式拉曼分选通量的提高之外，RADS的特色是，液滴包裹不仅可以保护细胞免受分选过程中的损伤(针对雨生红球藻中虾青素含量的分选准确率达到95%以上，分选后细胞存活率达93%)，还能够与分选后细胞的培养、DNA、RNA、蛋白等的提取与分析等无缝衔接34。单细胞中心最新还研发了pDEP-RADS技术，它在高速液流中基于介电迟滞来精确捕获细胞和采集单细胞拉曼信号，在保持通量的前提下大幅提高了拉曼检测的灵敏度，从而实现了非共振拉曼峰(信号比共振拉曼峰弱1~3个数量级)的高通量流式分选。　　(三)基于拉曼组原理以及微流控技术研发的单细胞拉曼分选仪器将助力单细胞分析的革命。　　青岛星赛生物科技有限公司依托于中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心的原创技术与知识产权，自主研发了一系列基于拉曼组原理的原创单细胞拉曼分选仪器装备。　　单细胞拉曼分选-测序耦合系统(Raman-Activated single-Cell Sorting RACS-Seq)克服了单个细胞拉曼分离可靠性低、核酸扩增容易污染、全基因组测序覆盖度不均等关键技术难点，具备样品预处理、显微拉曼成像、RAGE/RADS拉曼分选、单细胞微液滴细胞裂解和核酸扩增、拉曼组分析软件等功能，实现了单细胞功能检测、分选、测序与培养之完整流程的仪器化。RACS-Seq带有配套的RAGE、RADS、pDEP-RADS等芯片和相应试剂盒(环境样品中微生物单细胞提取与制备、稳定同位素饲喂细胞、单细胞核酸裂解与扩增等)，能够满足不同实验目的所需的单细胞识别、分选和测序文库构建，并且适用于任何大于0.5 μm的细菌、古菌和真菌细胞(也适用于微藻、植物、动物及人体细胞)。　　临床单细胞拉曼药敏快检仪(Clinical Antimicrobial Susceptibility Test Ramanometry CAST-R)是临床样品之病原鉴定、药敏性表型测量及耐药基因解析的一体化装备。它基于重水饲喂单细胞拉曼光谱技术，不需分离培养而直接鉴定病原种类，并测量基于代谢活性抑制的药敏性表型(及其在细胞之间的异质性)，全流程可在3小时内完成，将目前检测时长缩短至1/10 20。进而通过单细胞微液滴光镊拉曼分选与核酸扩增技术，完成低偏好性、高覆盖度、与耐药表型关联的单细胞基因组测序。最新论文证明，该系统能从临床菌群中直接、精准地获取一个细菌细胞的药敏表型及其完整基因组(以往未有先例) 32。CAST-R在单个细菌细胞精度同时追踪“药敏表型-完整基因组”的独特能力，预期将为临床感染诊断和用药、耐药性传播监控、微生态监控等提供新一代解决方案。　　单细胞拉曼表型监测系统(Raman-Activated Phenotyping System RAPS)是基于拉曼复合表型对细胞工厂进行单细胞水平高通量、低成本、非入侵式的快速表型监测装备。现有发酵过程的监控方案存在三大问题：1)时间精度，目前只能通过离线方式对各表型分别进行测定，由于样品处理和测量时间带来的滞后性，使得微生物发酵过程的控制比一般的工业生产难度更大 2)表型精度，由于缺乏综合表型表征手段，只能通过胞外产物尽量刻画细胞状态 3)测量精度，现有表型的测量均基于群体水平大量细胞的平均性状，在高压、高浓、高密度、且营养物质不均一的发酵过程中，细胞之间的差异被累积并级联放大，而群体水平的平均性状掩盖了这种差异的发生/发展和变化规律，无法反映细胞的真实状态。RAPS克服了现有方法的滞后性、可检测表型有限，以及无法反映细胞异质性等局限，为细胞工厂研究提供了一个高效、全景式的表型鉴定和过程监测方案。　　模块式单细胞微液滴分离系统(EasySort)是一款拥有自主知识产权的小型台式仪器。它小巧灵活，操作简便，能够自由地与各种型号的显微镜搭配组装，轻松将明场/荧光/拉曼显微镜升级为“所见即所分”、保持原位状态与活性的细菌单细胞精准功能分选装置。在显微镜的视野下，具特定表型的直径大于0.5 μm的单细胞均能够被迅速包裹成单液滴，并通过独有的重力驱动专利技术迅速移动到孔板或者EP管中，对接下游实验。因其兼具超高的性价比、便携的外形、灵活的适配度、简易的用户界面以及优秀的细胞活性保持等众多优势，EasySort将广泛应用于各类单细胞的分离、分选、培养及测序实验。　　高通量流式拉曼分选仪(High-throughput RACS：FlowRACS)搭载了具自主知识产权的pDEP-RADS技术，通过在高速液流中基于介电迟滞来精确捕获和采集单细胞拉曼信号，克服了单细胞拉曼分选的通量限制，以及微液滴对于拉曼表型鉴定的影响，巧妙地集成了单细胞拉曼信号采集与单细胞微液滴发生。同时它利用全光谱实时判别算法，实现了活体单细胞超高通量拉曼分选的高度自动化。　　(四)原创国产单细胞拉曼分选装备将服务于医药、土壤/环境、海洋和工业生物技术等广阔领域。　　上述介绍的这些拥有自主知识产权的原创仪器装备已经支撑着临床精准用药、生物资源挖掘、环境微生态机制、细胞工厂筛选、工业过程监控等广阔领域。　　在医药领域，细菌耐药性蔓延是临床感染面临的严重危机。当前基于培养原理的病原鉴定和药敏仪器检测一般需要花费2-3天。而CAST-R不再需要培养，而是基于重水标记单细胞拉曼光谱，在3小时之内即可完成针对代谢活性抑制的药敏性实测，而且将具有耐药表型的目标耐药菌单细胞分离出来，直接耦合细菌单细胞基因组测序，实现了在单个细菌/真菌细胞的精度，挖掘耐药基因及突变、追踪病原传播和考察耐药微进化机制。利用CAST-R针对临床尿液样品的初步分析显示，基于单细胞拉曼的菌株鉴定准确率达到93%，药敏测试与培养法的一致性达到90%。同时，从临床尿液样本中直接识别和分选出耐受特定抗生素的临床E. coli，并进行了精确到一个细菌细胞的全基因组测序，覆盖度可达99.5%32，保证了基因组上所有耐药基因突变均得以全面、精确地揭示。　　在海洋和土壤/环境领域，“99%的微生物难培养”、“异质性普遍存在”、“原位功能难以测量”等因素均对环境功能基因研究、种质资源挖掘、生态环境监测等提出了严峻的挑战。借助RACE技术，研究人员以中国黄海近海真光层的新鲜海水为模式，用13C-NaHCO3饲喂其微生物组，然后通过测量海水拉曼组中各个单细胞拉曼图谱上13C峰的动态特征，分辨出在海水中活跃固定与代谢无机碳的单细胞群。同时，分选这些原位固碳单细胞群(30个细胞混合)并测定其DNA序列，可重构出基因组草图35。后续研究表明，利用搭载RAGE-Seq芯片的RACS-Seq系统，可以分选获取海水中单个原位固定CO2的目标细菌细胞，并且对1个细胞的基因组即可获得超过95%的基因组覆盖度。对于土壤样品，则可以基于重水孵育、针对代谢活性进行菌群中功能细胞的识别、分选和测序，单个细胞的基因组覆盖度可达90%。　　在工业生物技术领域，新兴的合成生物学需要对细胞工厂进行人工设计并构建具新功能的生物系统，从而建立药物、材料或能源替代品等的生物制造途径36。其中细胞表型的测试筛选工作是合成生物技术发展的“限速步骤”之一。代谢物是细胞中基因表达的最终产物，因此对细胞代谢物组或代谢状态的检测是细胞功能检测最直接有效的手段之一。利用RACS-Seq，可以快速、非侵入性、不须标记地以单个活体细胞中淀粉含量这一特定表型对莱茵衣藻和小球藻进行快速表型鉴定，为富含淀粉的种质资源选育提供了一种崭新手段25。在莱茵衣藻和微拟球藻中，利用RACS-Seq可针对单个细胞中淀粉、蛋白质、甘油三酯含量和脂质不饱和度等表型对目标细胞进行快速筛选24。利用RACS-Seq，还能够针对CO2利用速率这一特定表型对海水中难培养微生物进行分选和测序，从而完成功能基因及种质资源挖掘35。　　此外，在酶活筛选方面，将未知功能的酶基因库转化入酵母底盘中，利用FlowRACS基于拉曼光谱、不需酵母培养和纯化而直接识别和定量其单细胞精度的目标代谢物，进而高通量流式拉曼分选目标单细胞，并利用下游测序快速识别其中表达的目标化合物合成酶。因此，FlowRACS大大节约了时间、耗材和人力的成本，可将酶的筛选效率提高100到1000倍。　　总之，拉曼组和单细胞拉曼分选基于细胞本征性的生化指纹图谱来识别与分选特定“代谢表型组”的目标细胞，具有不需预知生物标识物、不需标记、非侵入性、可全景式识别细胞代谢表型等核心优势8。因此，包括RACS-Seq，CAST-R，RAPS，EasySort以及FlowRACS等在内的单细胞分析仪器系列(青岛星赛生物科技有限公司)，将在精准医疗、大健康、生物资源挖掘、生态监测、生物安全、工业生物技术等领域得以广泛应用，同时为单细胞研究提供全新的科学思路、技术路线和仪器装备。　　参考文献：　　1 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Nature 438, 417-418, doi:10.1038/438417a (2005).　　作者简介：　　徐健 中国科学院青岛生物能源与过程所研究员、单细胞中心主任 山东省能源生物遗传资源重点实验室主任。2003年华盛顿大学计算机科学硕士和生物化学博士，2003-2004年华盛顿大学基因组科学和系统生物学中心博士后。2004-08年于华盛顿大学基因组研究院任基因组拼装和分析团队负责人。2008年入选中科院“百人计划”并全职加入中科院青岛生物能源与过程所。研究方向为单细胞分析仪器和大数据，及其在微生物组、合成生物学和生物安全等领域的应用。论文发表于Science, Cell Host Microbe, Sci Adv., Nature Commu.等130余篇，被引用10000余次(H-index 43)。获青年拔尖、创新领军人才、国家杰青基金、中国青年科技奖等支持。　　马波 中国科学院青岛生物能源与过程所研究员、单细胞中心副主任 微流控系统团队负责人。 2008 年获中科院大连化物所分析化学专业博士学位。2008.6-2012.7先后在美国加州大学洛杉矶分校Crump 分子成像研究所和莱斯大学等研究机构从事博士后研究。2012年8月加入中科院青岛生物能源与过程研究所。目前研究方向聚焦在基于微流控的单细胞分析技术、仪器及应用研究。论文发表于Sci Adv., Nature Commu. Small, Anal Chem., Lab on a Chip等30余篇，申请单细胞技术相关发明专利二十余项，已授权8项。单细胞中心合影　　中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心(徐健、马波、籍月彤、刘阳 所在单位)简介：中国科学院青岛生物能源与过程研究所是由中国科学院、山东省人民政府、青岛市人民政府于2006年7月启动筹建，2009年11月30日通过共建三方验收并纳入中国科学院“知识创新工程”管理序列的国立科研机构。单细胞中心的核心使命是以基因组工程、工具酶开发、先进成像、微流控器件、大数据等为主要方法学支撑，围绕细胞工厂构建、微生物组快检及机制等领域的关键科学和技术瓶颈，开发单细胞分析、分选、测序与培养技术，研制与产业化单细胞分析仪器系列，从国产装备的角度支撑单细胞大数据网络和微生物组天网等原创大数据系统，服务于工业生物技术、大健康、海洋资源挖掘、环境保护与修复、生物安全等应用领域。　　青岛星赛生物科技有限公司(籍月彤所在单位)：青岛星赛生物科技是一家专注于单细胞分析科研设备及临床诊断仪器研发与产业化的创新型高新科技企业。竭诚为科学研究人员、工业生物技术人员、以及临床工作者提供高效、可靠、一体化全方位的单细胞水平解决方案，着力打造国产高端生命科学仪器品牌。产品应用于工业过程监控、工业及海洋种质资源挖掘、临床精准用药、微生物组研究、生物安全及新能源开发等领域。

在我们肉眼看不到的纳米世界可能隐藏着意想不到的精彩一群天大学子用严谨的科学态度和鲜活的艺术创造力透过显微镜发现世界之美通过少许着色呈现自然之美在纳米的天地这些微小的结构有如美轮美奂的画作不禁让人感叹科学的奇妙腊 梅作者：胡瑾图片是用学院的Hitachi S-4800场发射扫描电子显微镜拍摄的。采用水热法制备了泡沫镍上负载的Ni-Zn-S用于电催化水分解。棕色的泡沫镍像是梅花的树干，上面生长的一颗颗几微米的合金，像一朵朵鲜红的梅花。在寒冷的冬天，树叶还未见长出来几片，一朵朵鲜红的梅花却不畏寒冬，争先绽放，为败落稀零单调的寒冬，增添了闪亮的色彩。晴空樱花作者：胡瑾图片是用学院的Hitachi S-4800场发射扫描电子显微镜拍摄的。该样品是采用水热法制备的泡沫镍上负载的Ni-Zn-S，用于电催化水分解。春暖花开，站在樱花树下，抬头仰望天空，樱花像一只粉色的蝴蝶在蔚蓝的天空下飞翔。泡沫镍像一棵树干，反应釜里的溶液像大地的养分，一直保持的溶液温度像太阳的光照，经历了十几个小时的保温，泡沫镍上不断的长出绽放的花朵。秋菊作者：胡瑾图片是用学院的Hitachi S-4800场发射扫描电子显微镜拍摄的。采用水热法制备了泡沫镍上负载的Zn-Co-S用于电催化水分解。世间万物，息息相关。如果不看下面的标尺，以为这就是一朵完美绽放的菊花。不禁感叹，在微观的世界，也存在着这么精致的花朵。它们在自己的小天地下静静地绽放。七彩作者：王禹轩拍摄仪器：冷场发射扫描电镜 s4800样品材料：本样品是通过1300度高温快速灼烧1分钟的纯钼，作为制备氧化物弥散强化合金（ODS）的第二相弥散体。ODS由于其优异的抗蠕变性能、良好的高温组织稳定性和良好的抗辐照性能，其常被应用于高温涡轮发动机叶片以及换热器管道等应用中。艺术处理：通过本方法处理纯钼展现出规整的微观结构，以此为基础通过后期处理试图描绘一幅彩虹色宝石原石的照片。通过不同颜色配色及灰色底色的映衬展现出整体的色彩丰富度。三维多孔碳材料作者：杨浩然样品材料为三维多孔碳材料，使用蔡司热场扫描电镜Sigma 300拍摄。样品以氯化钠为结构模板，葡萄糖为碳源，经过冻干和热处理后获得碳包覆氯化钠颗粒结构，水洗去除氯化钠模板后，获得完美的三维多孔结构。新颖性在于以氯化钠为模板，后续可以水洗去除，可以应用于能源转换与存储领域如锂电池钠电池及电催化方向。胭脂海棠闹春浓作者：眭思密应用背景：钠离子电池电极材料仪器信息：TEM JEM-2100f样品制备：样品为溶剂热法制备的MoS2/CNTs复合薄膜。纳米花状的MoS2附着于CNTs外壁，单壁CNTs管束交织形成网络，层层网络重叠形成薄膜。拍照难点：溶剂热反应中，MoS2随机分散于CNT外壁，该照片准确捕捉了二者之间的空间相对关系，并且单壁CNTs管束、MoS2片层边缘都清晰可见。图片描述：“海棠不惜胭脂色，独立蒙蒙细雨中”，图片好似一朵盛开在两个枝杈间的海棠花，像胭脂带妆的少女，是青春、活力、娇美的象征。作为报春的使者，她让大地回春、春意渐浓，从图片中可以看出其蓬勃的生命力。碳纳米管森林作者：张睿&李乐应用背景：单壁碳纳米管垂直阵列具有巨大的比表面积、优异的导电性、良好的化学稳定性以及有序的结构，被认为是电极材料的理想候选材料。仪器名称及型号：蔡司热场扫描电镜（sigma 300）样品制备过程的难度、新颖性：本实验开发了新型纳米颗粒催化剂，可以在二维、三维基底上负载催化剂，并能够利用CVD法在基底上合成碳纳米管阵列材料，具有普适性，便于进行材料的宏量制备。层峦叠翠作者：李乐仪器:原子力显微镜AFM5500作品介绍:氧化铝碳纳米管阵列。锂金属负极的体积变化是实现金属锂电池实际应用需克服的障碍。氧化铝-碳纳米管阵列可以有效降低局部电流密度、缓解锂在充放电过程的体积膨胀。利用原子层沉积法，实现氧化铝在阵列内的均匀沉积。难度点：材料顶部仍应满足均匀的高度差，证实沉积后样品结构的稳定性。艺术处理:样品三维图显示出均匀的高度差，展现出重峦叠翠的景象。五彩斑斓的石头作者：李乐仪器:透射电镜JEM-2100F作品介绍:氧化铝包覆四氧化三铁纳米颗粒，三维基体上生长高有序度碳纳米管阵列可以作为优良电极材料应用于锂、钠、钾离子电池。然而传统电子束蒸发镀膜法沉积用于生长碳纳米管阵列的催化剂，难以实现其在三维基体上的均匀负载。本实验制备的均匀分散的氧化铝包覆四氧化三铁催化剂能够实现在三维基体上的均匀负载，并在基体上生长高有序度碳纳米管阵列。难度点：氧化铝包覆四氧化三铁纳米颗粒应满足粒径均匀、高面密度，以实现高有序度碳纳米管阵列的生长。白珊瑚的深海家园作者：白翔仁作品说明：材料为原位合成氧化镁纳米颗粒团簇的SEM图片，使用S4800扫描电镜拍摄。纳米氧化镁颗粒单个粒径约为5-10 nm，成团簇状分布，单个团簇粒径为300 nm左右，附着在基底上。纳米颗粒导电性差，且粒径细小，通过调整拍摄参数，得到衬度良好、分辨率高的团聚形貌图。图片说明：经过上色处理的作品名为《白珊瑚的深海家园》，将图片灰度调整为绿度，将纳米氧化镁图案侧构建为海底礁石上分布的白珊瑚球的意象。幽暗的海底，一块礁石上，一个个白色的珊瑚球附着在上面，融入静谧的海底世界中。五彩池作者：白翔仁作品说明：材料为纳米颗粒增强铝基复合材料晶粒的STEM图片，使用F200透射电镜拍摄。材料呈现纳米晶组织，晶粒约为200 nm左右。样品通过打磨、Gatan离子减薄仪减薄，得到块体透射样品，通过拍摄参数，得出取向衬度良好、分辨率高的微观组织图片。图片描述：经过处理的作品名为《五彩池》，通过色谱上色及水波微处理，将不同程度的晶粒构建为水底卵石的意象。阳光照射下，水波微微荡漾，掩映着水底的卵石时隐时现，像传说中的五彩池一般。为进一步激发学生们的科研兴趣和创新意识，提升实验技能水平，由天津大学材料学院主办，材料科学与工程国家级实验教学示范中心承办的天津大学首届“走进材料微观世界”—微观摄影大赛于近日成功举办。此次大赛受到了天津大学资产处、天津大学分析测试中心和化工学院大型仪器测试平台的大力支持和积极参与。经历一个月的征稿，共收到来自材料学院、化工学院、理学院、建工学院等全校118名学生的161幅作品。天津大学资产与实验室管理处副处长张为对本次大赛给予了高度肯定，他认为大赛顺应了国家加强高等学校实践教学、实践育人的要求，加强了不同专业、不同领域学科的交流和进步，展现了参赛学生们的科学素养和创新精神。材料学院院长胡文彬向本次大赛中的工作人员和评委老师以及各支持单位表示衷心的感谢，寄语同学们能永葆初心，在科研路上砥砺前行，真正认识到科学和材料的魅力所在！微观纳米世界藏匿着许多美丽与惊喜，等待着与有心人的相遇

认识雾霾之盾——口罩的微观视界序言冬季以来，环境问题—“雾霾”成为人们关注的焦点。网上关于“雾霾”以及“防雾霾”口罩的报道层出不穷。OPTON作为实验室系统解决方案供应商，以自己的显微视角对“雾霾”问题进行了分析和研究，同时，OPTON希望能通过显微分析技术来拓展大家对生活中微观世界的认识。 本期主题是走进“雾霾之盾—口罩”的微观视界。通过电子显微镜对“平时生活中市场上用的最多最有效的几款防PM2.5口罩进行观察分析，带大家一起去领略电镜下的防雾霾口罩。 一、口罩宏观拆解左：EPC 活性炭口罩 KN95；右上：霍尼韦尔H950V；右下：绿盾M95 以上三种口罩皆为颗粒物过滤效率高于95%的口罩，EPC与其它两款口罩不同的地方在于口罩内部加了活性炭层。左：霍尼韦尔H950V；中：绿盾M95；右：EPC 活性炭口罩 KN95； 将口罩截面剪开可以发现，除了霍尼韦尔、绿盾【无纺布-静电滤棉-无纺布】这种经典的口罩结构外，EPC还额外多出了【活性炭层】及【加厚静电滤棉】层。一、口罩微观视界1. 无纺布三种品牌最外层无纺布扫描电镜形貌（左边为低倍、右边为高倍） 防PM2.5口罩的无纺布均采用热轧加固的方式进行成型的，因此从左边三幅图可以发现凡是无纺布上都会有类似压扁的致密“扁坑”。其中由于无纺布制造工艺不同：在形貌上霍尼韦尔的无纺布最致密、“扁坑”最深，绿盾的无纺布最疏松、“扁坑”最大而平；EPC介于两者之间。2. 静电滤棉 静电滤棉也为无纺布中的一种，在无纺布生产后经过静电处理会带有静电。这种静电力会对从其内通过的气体中的微粒物进行吸附，是防PM2.5口罩中，吸附PM2.5颗粒物的主要战斗力。从图中右侧高倍图片可以看出：EPC的静电滤棉最致密，但是形貌不均一，有带状显微及球状纤维颗粒存在；绿盾的静电滤棉纤维形貌最均一，且滤棉也比较致密；霍尼韦尔介于两者之间。3. 活性炭层+加厚静电滤棉EPC活性炭口罩比其它两款多出的两层（右上：活性碳层；右下：加厚静电滤棉层） 三种品牌的口罩在各层性能相差不大的情况下，EPC多出的两层过滤层会有更多的功能：活性炭层不但可以吸附颗粒物，同时对空气中的气体也会起到一定的收集作用，从图中右上部分可以看出在活性碳层上，纤维上有大量的活性炭存在。加厚的静电滤棉层与之前的静电滤棉层形貌有很大的差别，对漏过的少量颗粒物进行再一次吸附，起到进一步的颗粒物过滤功能。 一、后记通过显微分析可以观察到我们平时肉眼不可见的形貌细节，对实际生产与生活中的工艺控制及性能形貌学分析有很重要的意义，是反向工程中重要的技术手段之一。除了EPC这款N95口罩外，市面上也有很多其它品牌的带有活性炭层的PM2.5口罩，基本都是五层结构，最明显的区别就是含有活性炭层的口罩外观都为浅灰色，价格会比同过滤级别的口罩稍高一些。目前口罩品牌及型号很多，笔者仅选择网上用户采购最多的几款来进行实验，向大家介绍显微分析的魅力之处，具体如何评判各种款式口罩的优劣目前还没有比较行之有效的方法，希望后期能与大家进行进一步交流。 关于欧波同欧波同有限公司，是中国领先的微纳米技术服务供应商，是一家以外资企业作为投资背景的高新技术企业，总部位于英国，分别在北京、上海、辽宁、山东、河南、陕西等地设有分公司和办事处。作为蔡司电子显微镜在中国地区最重要的战略合作伙伴，公司秉承“打造国内最具影响力的仪器销售品牌”的经营理念，与蔡司品牌强强联合，正在为数以万计的中国用户提供高品质的产品与国际尖端技术服务。未来，我们将一如既往致力于中国微纳米技术的创新与发展，与中国广大客户一起携手共同描绘中国高端微纳米科技振兴辉煌的广阔蓝图！欲了解更多信息，请浏览公司网站：http://www.opton.com.cn/

Micro-eye第5期 时尚～服装篇～01市场上有不同面料的衣服，消费者的选择也越来越多。使用电子显微镜观察这些面料有惊人的发现。那么，一起来看看吧！纤维我们观察了30%羊毛+70%聚酯纤维的面料。根据以下的500倍纤维SEM图像，羊毛的角质层结构类似于头发，聚酯纤维是扁平纤维。众所周知，羊毛具有良好的保暖性，是秋冬季节必不可少的保暖物品。但是日常生活中同样面临着羊毛衣物水洗后容易缩水的苦恼，这是由于羊毛角质层结构吸水膨胀张开，加剧羊毛鳞片层的缠绕。而聚酯纤维相对结实、抗皱，吸收水分少，不受蛀虫、霉菌等作用。因此，通过这两种纤维混纺，衣服既保暖又方便清洗。 纤维的SEM图像放大倍率：500倍荷叶表面 ＜防水结构＞表面有小凸起荷叶表面防水结构SEM图像放大倍率：1,000倍凸起的放大图荷叶表面防水结构SEM图像放大倍率：13,000倍大家可能觉得荷叶表面与服装没有关系，但是像雨伞、运动服等防水衣物，其实是模拟荷叶结构制成的。在荷叶上，水被排斥，水滴滚来滚去。这种形成水滴，并能让水滴反弹的特性，叫做“防水性”。荷叶之所以能够“防水”，主要是其表面覆盖了一层蜡状物质，并有细小的凸起。这使得水滴难以接触到叶片本身，并且还能有效被反弹。这种功能在科学上很难实现，近年来随着纺织技术的发展，市场上推出了不但防水，还兼具透湿性和透气性的商品。了解不同面料的特点，还可以帮助我们选择更符合需求的衣服。好啦，今后让我们继续一起发掘那些肉眼看不到的奥妙吧!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。本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。 我们的主要产品包括：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，从而协助我们的客户实现其目标，共创美好未来。

序 言自然界中的所有动物和植物都具有类似的网格状等级结构，比如叶子的叶脉、植物的根茎系统、人体的血管系统等等，这些结构的存在不仅仅是为了保证自身结构的稳定，同时还确保了生命体在进行新陈代谢与物质能量传递过程中所受的阻力最小、运输的效率最高。一、默里定律在自然界的应用我们都知道根据流量与流速的关系，当液体从一个比较粗的管道流进一个比较细的管道时，液体的流速会增加，同时细管的所受的液体压力相对于粗管所承受的压力来说也更大。但是通过对我们生物界的血液系统进行观察可以发现生物体内不管是粗的血管还是细的血管，所受的压力都不会太大。科学家默里通过观察发现在人体中很多小血管从一个大血管分叉出去，所有小血管的横截面积的总和大于大血管的横截面，通过精确计算可以知道在一个最佳血液循环网络中，大血管半径的立方，大约等于小血管半径的立方的总和。图1. 人体血管与叶片脉络的电镜显微图如上图所示，在自然界中不管是动物还是植物，涉及到物质运输时，其运输管道都会遵循默里定律（血管、气管、根系、叶脉等），以使物质传输效率达到最优化，同时也使构造力学结构最优化。二、通过向自然界学习默里定律的应用示例2.1 锂离子电池图2. 根据默里定律设计的多等级孔道电极材料示意图 依据默里定律发现的自然界中动植物物质运输的最优化法则，科学家们设计了上图2所示的多等级孔隙电极材料，电极材料中的大孔、小孔、微孔的孔隙比率遵循了默里定律的最优比。有这种结构的电极材料由于锂离子在其内脱锂嵌锂的效率非常高，其充放电的倍率性能及比容量都比常规的氧化锌电极材料高出很多，下图是其充放电的性能示意图：充放电倍率性能、循环稳定性能、比容量性能示意图2.2 天然气、水、石油运输图3. 管道运输示意图西气东输、南水北调这些石油、天然气、水的大量运输过程中管道的粗细与运输速度和所承受的压力要经过严格的计算才能保证安全高效的运输工作，这里也体现了默里定律的重要性。后 记“实践是检验真理的唯一标准”，先人们通过模仿大自然的运行规律，总结出来了很多可以被我们后人来学习和使用的规则与定律，通过对这些规则与定律的应用，我们的生活水平与科技水平得到了飞速的提高。但是碍于之前我们的观察能力，仅仅能对肉眼或者光学显微镜能够看到的世界来进行学习与模仿。而现如今电子显微镜的存在极大的提高了我们观察身边的微观世界，更有效的学习自然法则，研究微观形貌结构与宏观材料性能的关系，制造出更先进更优异的材料及工具来改善我们现今的生活。

探索固液界面微观结构 材料的物理化学性质不仅由其内部的组分、结构决定，而且与其周围的介质环境及表界面性质息息相关。而水作为最常见的介质环境，不仅与材料产生多种不同的作用力，如亲水作用力、疏水作用力，甚至会与材料发生各种物理和化学过程，从而对材料的性能产生重要影响。因此，在分子层面解析水与材料表面的相互作用与化学过程，对深入研究材料的表界面性质、形成机理具有重要的推动作用，同时有助于指导人们开发更好的材料与器件。 岛津 SPM-8100FM 图1 岛津SPM-8100FM 当前市场上扫描探针显微镜（SPM）有多个品牌，大多数都是使用调幅模式（AM），但是在原理上调频模式（FM）可以获得更高的图像分辨率。岛津SPM-8000FM就是采用调频检测方法，成为世界上首个商品化调频模式的扫描探针显微镜（注：原子力显微镜只是扫描探针显微镜的一种），并荣获2014年第57届“十大新产品奖”。而SPM-8100FM为SPM-8000FM的升级款，与之相比不仅分辨率有了进一步的提升，稳定性也得到了大幅提升。它不仅在大气及液体环境中达到了超高分辨率的观察，还实现了对固液界面的水化层作用或溶剂化作用层的观察，恰好适用于水-材料表界面性质的研究。下面小编就向大家介绍岛津SPM-8100FM（图1）在研究水与不同材料表界面作用中的应用。 采用SPM-8100FM 测试样品 图2 固定在液体池中三个样品的光学图片 小编通过三种不同的样品向大家展示：亲水的云母片、疏水的高定向热解石墨（HOPG）以及可以与水发生反应的方解石（图2）。采用SPM-8100FM的调频模式即可对样品的固液界面进行Z-X方向测试，也就是测试垂直于样品表面的水分子排布，测试示意图如图3所示。 图3 液体样品池测试示意图 测试结果 图4 测试所得三种体系的SPM图及水分子分层信息 所得结果（图4）中的下方黑色区域为固相（即方解石、云母和HOPG），紧靠其上表面的规整区域就是排布在固相表面的水分子层，图中红色虚线框标记的就是一个水分子哦。仔细对比，我们可以发现方解石和云母表面的水分子排布十分相似，但与HOPG表面的水分子排布相差很大。 对三者进行定量分析可知，第一层水分子距方解石、云母及HOPG的表面距离分别为0.15nm 、0.21nm 和0.38nm ，而第二层水分子的距离分别为0.34nm 、0.35nm 和0.92nm。有力地证实了水分子易在亲水材料表面铺展，而在疏水表面具有较大的水分子层间距，这也是水在普通纸张和荷叶表面具有不同铺展性的原因。 撰稿人：刘仁威

人类一直在追求捕捉物体运动更快的画面，比如骏马疾驰，一直是令人赞叹的画面。然而，由于骏马奔跑时的速度实在太快，人类用肉眼很难捕捉到清晰的画面；再比如，一只小小的蜂鸟每秒可以拍打翅膀80次，然而对于人类来说只能感觉到嗡嗡的声音和模糊的翅膀动作…人类一直在探索自然界的瞬态过程，陆续达到毫秒量级、微秒量级、纳秒量级、皮秒和飞秒的时间分辨。纳秒量级约等于10的负9次方秒，皮秒约等于10的负12次方秒，飞秒等于10的负15次方秒。其中，观测分子的转动和振动过程、电子从激发态回到基态的弛豫过程，就需要皮秒到飞秒量级的时间分辨。更进一步，要观察电子甚至原子核内的运动过程，就需要时间分辨率进一步达到阿秒（10的负18次方级秒），甚至仄秒（相当于10的负21次方级秒）。回顾历史，诺贝尔奖的赋予更是加持了科学家对其的热爱。1999年，诺贝尔化学奖颁发给了致力于时间分辨率上的超快光谱探测技术的科学家；2023年，诺贝尔物理学奖授予皮埃尔阿戈斯蒂尼、费伦茨克劳斯和安妮吕利耶三位科学家，以表彰他们在阿秒光脉冲方面作出的贡献。在阿秒研究中，我国科学家也取得了重大进展。据悉，2013年，中国科学院物理研究所魏志义课题组实现了160 as孤立阿秒脉冲测量实验结果，这是我国在阿秒科学领域的重大突破。随后，华中科技大学、国防科技大学和中国科学院西安光学精密机械研究所的研究团队也先后实现了阿秒激光脉冲的产生和测量……据了解，阿秒脉冲光技术是人类目前所掌握最快的时间尺度。它就像一把尺子，尺子刻度越细，可测量的精度就越精细。更重要的是，这为超快光谱探测技术提供了新的时间分辨率——依靠更快的速度，人类可以观测定格到更加清晰细小的微观世界。而所谓超快光谱探测技术，就是指利用脉冲激光器对样品进行激光刺激，并用激光对刺激后的样品进行探测，以研究样品在极短时间内的光物理、光化学和光生物反应的一种方法。超快光谱探测技术将人类自然科学的研究带入了一个更快的世界，已经成为研究物质激发态能级结构及弛豫过程的强有力工具，是研究反应动力学的科研利器，该测试技术近年在Nature、Science等国际顶刊上频频出现，已成为热点话题。那么，超快光谱目前的发展情况如何？可以解决哪些关键问题？有哪些最新的研究成果？2024年7月16-19日，由仪器信息网主办，中国仪器仪表学会近红外光谱分会、中国科学院物理研究所、中国遥感应用协会高光谱专业委员会、南通长三角智能感知研究院等协办的“第十三届光谱网络会议, 简称iCS2024”将拉开帷幕。会议期间，多位超快光谱相关专家将在云端开讲，超快光谱相关仪器技术及前沿应用不容错过。立即报名》》》中国科学院物理所 魏志义 研究员《超快激光及应用》（2024年7月16日开讲 点击报名）魏志义，中国科学院物理研究所研究员。1991年4月于中科院西安光机所获得博士毕业，1991年至1997年中山大学博士后并出站后留校工作。1997年5月调入中国科学院物理研究所，1999年晋升研究员。长期致力于超快激光技术及应用研究，曾先后在英国、香港、荷兰、日本等国家和地区合作研究，多项成果打破世界纪录，率先在国内开展了光学频率梳研究，首次在国内产生阿秒脉冲。迄今发表SCI论文400余篇，授权发明专利30余项，国际会议邀请报告100多次，作为第一完成人获国家技术发明二等奖（2018）及中国科学院科技进步二等奖（2000）、科技促进二等奖（2014）等奖项。是中国科学院青年科学家奖（2001）、国家杰出青年基金（2002）、胡刚复物理奖（2011）获得者。因在超高强度飞秒激光、超快光子学等研究方面的重要贡献，先后当选美国光学学会fellow及中国光学学会、中国光学工程学会会士。华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室 陈缙泉 教授《利用时间分辨手性光谱表征伴随激发态电子和能量传递过程中的手性产生和放大过程》（2024年7月17日上午开讲 点击报名）陈缙泉教授，本科毕业于南京大学，博士毕业于Ohio State University，毕业后分别在Montana State University 和Emory University开展博士后工作，2015年加入华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室。主要研究方向是发展高灵敏的多维时间分辨瞬态光谱技术，利用该技术研究生物大分子与功能染料分子中激发态动力学过程，重点关注分子体系中电荷/能量转移、系间穿越、电子自旋轨道耦合等过程的关联和相关过程的调控，并开发和设计新型的光动力学疗法药物，近年来工作已在 Science, Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition, Chem等国际一流期刊发表，目前共发表论文130余篇。近5年主持了多项国家基金委面上项目和国家自然科学基金重大研发计划重点项目，入选2016年国家高层次人才计划，2019年上海市青年科技启明星计划。【摘要】手性的产生、传递和放大可视为手性物质与外界的一种能量交换方式，该方式一方面直接受其构型或构象影响，另一方面又与电子自旋翻转、电-磁场相互作用、电子/能量转移等物理过程息息相关。对于手性产生、传递、放大和调控的物理机制和规律的研究正由传统的宏观稳态层面深入到新兴的微观瞬态层面，理论研究还有待深入，实验研究还有待突破。为了解析分子和超分子体系中手性的产生和传递机理，该课题组研发了飞秒时间分辨圆二色吸收光谱（fs-TRCD）和飞秒-纳秒圆偏振发射光谱（TR-CPL）技术，实现了分子体系激发态手性产生和传递过程的精密测量。基于实验结果，发现和总结了分辨分子体系基态和激发态手性的光谱学方法，并阐明了不同分子体系中CPL产生和传递的物理机制，为后续多层次手性分子材料的精准构筑奠定了理论基础。中国科学院物理研究所 陈海龙 研究员《飞秒宽带瞬态荧光光谱仪及其应用》（2024年7月17日上午开讲 点击报名）陈海龙，中国科学院物理研究所研究员，博士生导师。2006年本科毕业于北京大学物理学院，2011年于中科院物理研究所获得光学博士学位，随后进入美国莱斯大学化学系从事博士后研究。2016年加入中科院物理研究所软物质物理实验室任副研究员，2022年起任中科院物理研究所研究员。主要研究方向为发展和建立多种先进超快光谱技术，并用以探索各类低维光电材料、纳米半导体光催化材料以及光合膜蛋白等体系内各种超快光转换动力学过程。在国际/国内核心期刊上发表论文100余篇。【摘要】基于非共线光参量放大原理的飞秒时间分辨瞬态荧光光谱仪具备高时间分辨、高增益、宽测量带宽以及低探测极限等诸多优点，是研究各类光化学及光物理等超快动力学过程的一个重要测量手段。参量超荧光环（即真空量子噪声参量放大信号）的强度涨落是非共线光参量放大飞秒瞬态荧光光谱仪的主要噪声来源，并因此极大限制其对微弱瞬态荧光信号的检测能力。他们将传统的荧光点状非共线光参量放大的光学构型升级为环状的锥形参量放大构型，即利用整个参量荧光环进行荧光放大。基于量子噪声涨落空间独立性的特点，新的光学构型可以将量子噪声进行全环空间平均以极大提高瞬态荧光光谱测量的信噪比。利用此技术，他们实现了对叶绿素分子激发态以及多种光合蛋白体系瞬态荧光光谱的实验观测，并以此揭示了其中的能量转移、电荷分离、振动冷却等多种超快动力学过程。振电（苏州）医疗科技有限公司 首席执行官/CEO 王璞 《超高灵敏瞬态吸收在分子互作上的应用》（2024年7月17日上午开讲 点击报名）王璞，博士，现任北京航空航天大学生物与医学工程学院特聘教授、生物医学高精尖中心研究员，博士生导师，入选第十四批国家海外青年人才项目。王璞本科毕业于复旦大学物理系，2009-2014年博士就读于普渡大学生物医学工程学院，师从于非线性成像专家程继新教授。博士期间主要工作是生物光子学医疗器械的开发以及非线性显微镜的开发与应用。已发表SCI论文20余篇，专利5项。王璞以第一或通讯作者在Nature Photonics，Science Advances，Light：Science & Applications, Nano letters等领域内一流期刊均有发表。王璞曾主持开展多项美国小企业创新奖励基金（SBIR/STTR award），并代领团队完成多项科研转化工作。其中包括相干拉曼显微镜的产业化，光声成像在乳腺以及心血管的器械转化等等。目前王璞教授主要研究工作为非线性拉曼显微镜的开发以及在先进材料、单细胞代谢的表征方案，以及光致超声器件在生物医学中的应用。同时担任振电（苏州）医疗科技有限公司CEO，致力于开发推广最先进的分子光谱成像技术。【摘要】蛋白分子互作检测是研究蛋白质与其它分子之间相互作用的一系列技术和方法。这些方法能够揭示适体分子如何结合并影响蛋白质。微尺度热泳（MST）是一种基于热泳现象的溶液中分子亲和性定量检测方法，通常所需样本量小，检测通量大，速度快，且样品处理步骤简单，但依赖于荧光标记或蛋白自发荧光来检测温度梯度下的浓度变化。中国人民大学化学与生命资源学院讲师王豪毅 博士《时间分辨光谱助力光合作用三重态光保护研究》（2024年7月17日上午开讲 点击报名）王豪毅，2013年于华东理工大学获得理学学士学位，2018年于中国人民大学获得理学博士学位。2018-2020年于中国科学院物理研究所从事博士后研究工作，2021-2023年于中国人民大学从事博士后研究工作，2023年任职中国人民大学化学与生命资源学院。主要从事自然光合作用体系超快激发态动力学行为，人工光合体系光电转换机理研究，关注超快激光光谱技术和方法。【摘要】光合作用是地球生命体中最为重要的生物化学反应，从微观层面揭示高效光合作用的物化反应机制，是光转换领域的重要课题。高等植物和藻类光合作用体系中捕光复合物II（LHCII）三聚体在猝灭过剩能量过程中扮演重要角色，其中的核心色素分子为叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素单重态（1Chl*）经系间窜越转换到叶绿素三重态（3Chl*）的量子效率高于60%，而3Chl*敏化产生单线态氧1O2的效率接近于100%。所以，通过3Chl*向类胡萝卜素分子（Car）传能成为高等植物和藻类重要的光保护策略。本报告将讲解时间分辨光谱助力光合体系3Chl*特征的观测结果，此部分3Chl*会被O2猝灭形成活性氧物种（ROS），而此类ROS可作为生物适应性进化的信号分子而发挥正向作用。进一步揭示高等植物菠菜与海洋绿藻假根羽藻中，蛋白结构、色素组成与相应类胡萝卜素三重态3Car*猝灭性质的内在关联，并深入探究了相应3Car*猝灭受O2可及性的影响。为进一步认识3Car*光保护机制并深入理解光合生物光保护生理功能提供新认识。作为应用最广泛的仪器类别之一，光谱仪器及技术的发展一直备受业界的关注。特别值得一提的是，随着科技的发展，相关光谱新技术、新应用层出不穷，特别是拉曼、近红外、LIBS、太赫兹、高光谱，以及超快光谱、微型光谱等一直备受关注。不仅如此，现场快检、过程监控、实验室高通量分析在实践中的作用也越来越凸显。与此同时，随着大数据时代的到来，光谱技术与人工智能的结合也已经成为推动各行各业发展的强大引擎，开启一个全新的智能光谱时代！可以说，兼具实用和前沿，全球百亿光谱市场酝酿着无限的生机和活力。由仪器信息网主办，中国仪器仪表学会近红外光谱分会、中国科学院物理研究所、中国遥感应用协会高光谱专业委员会、南通长三角智能感知研究院等协办的“第十三届光谱网络会议, 简称iCS2024)”将于2024年7月16-19日召开。点击立即报名，免费参会》》》报名链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ics2024/

一、前期回顾 上期我们发现纸币防伪条之所以呈现不同色彩和形貌是因为特殊的微观结构所导致（详细情形见第三期文章），材料的微观结构对宏观的光学性能巨大的改变。由于大部分读者在上期投票中选择【B选项：1元/斤的大米和10元/斤的大米在显微镜下有何区别。】 那么今天笔者带领大家来一起探索优质大米（吃起来劲道的新米）和劣质大米（口感较差的陈米）在显微结构上有什么不一样。二、序 言金属的强度、韧性、脆性与它的微观组织结构有很大的联系：韧性强的金属材料会发生韧性断裂，在断口的断面会观察到有典型“韧窝”特征的韧性断裂区；脆性大的金属会发生脆性断裂，在断口的断面会观察到有典型“台阶”特征的解理断裂区。这些不同的断口形貌是由微小的热处理工艺或材料成分的微小差别所引起的，不同的微观组织形貌代表了不同的金属材料生产工艺。那么我们猜想：是否可以通过显微形貌分析来判断生长周期不一样、或者营养成分/化学物质不一样的农作物呢？三、大米断面显微形貌分析，大米淀粉形貌及淀粉复粒形貌本期选择同种大米的两个不同时期（新米10元/斤、存放半年的陈米6元/斤）的样本进行微观形貌的拍摄，来研究放置时间长的大米除了靠气味和口感上的差异来区分外，是否可以通过材料显微分析的手段来进行辨别。 1. 大米断口分析 大米断口显微形貌图 如上图A所示，我们把大米粒掰断后可以看到大米粒断口是有形貌特征的。放大到100倍下如图B我们可以看到有类似金属沿晶断口及窝韧形貌特征的存在。图C是窝韧特征的细节放大图，可以发现是由10μm左右的一粒粒大米淀粉微粒组成的、断口高低起伏且小一点的淀粉微粒棱角分明。图D是大米内部淀粉复粒组成的，大米复粒表面比较光滑，复粒淀粉之间的交界面都很平滑，且复粒内不光有淀粉微粒，微粒之间还会有蛋白质存在（表面黑色条纹部位）。 从上图我们可以看出大米颗粒是由一粒粒淀粉微粒所组成的复粒淀粉粒所组成，当断裂部位是沿复粒淀粉截面扩展时，断口呈现平滑的沿晶裂纹特征；当断裂部位穿过复粒淀粉而扩展时，断口呈现穿晶断裂。 不同大米由于生长周期及成分都有差别，导致了淀粉微粒、淀粉复粒的形貌及它们之间的结合力各不相同，因此不同大米的断口形貌也完全不一样。 2. 复粒淀粉沿晶/穿晶断口形貌分析 复粒淀粉穿晶断裂（左）和沿晶断裂（右）形貌差异对比 上图左是复粒淀粉断裂时的断口形貌，可以发现中间的淀粉微粒周围暗色的部分是大米内部的蛋白质，一个个淀粉微粒是由蛋白质连接起来的，其中画红圈的部分是大米内部的脂质颗粒，该颗粒在新大米断口处几乎没有，而在陈旧大米内部有很多，推测该脂质的析出导致了连接淀粉微粒的蛋白质发生了变化，导致大米复粒内部黏合力发生改变。上图右是大米淀粉复粒表明断口图，可以看出断口处非常平滑，正常情况下淀粉复粒间的结合能是远低于淀粉粒间内部结合能的，所以断裂一般都发生在淀粉复粒平滑处。 3. 新米与陈米断口微观形貌结构对比陈米（左）与新米（右）断口显微形貌差别 在显微镜下我们可以看到陈米断口（上图左）相较于新米断口（上图右）呈现更多的“窝韧”形貌特征，断裂面穿过了大米复粒淀粉。而新米大部分断口为“沿晶”解理，断裂面沿淀粉复粒扩展。拍摄结果表明正常新米内部的结合是复粒淀粉内部大于复粒淀粉边界的。随着大米放置时间的增长，米粒内部的化学物质发生了变化，导致复粒淀粉内部的微粒间键合减弱结合力变差，断裂裂纹面主要由从复粒淀粉边界扩展变为从复粒淀粉穿过后断裂。 四、后 记 “天空没有翅膀的痕迹，但是鸟儿却飞过”。不同于鸟儿在天空飞过没留下痕迹，任何材料的生产和合成所经过的工艺都会在材料内部留下显微痕迹，通过显微技术来辨别材料的显微形貌/结构的特征，可以轻易的判断出材料的生产工艺及历程。例如现阶段人们已经开始利用显微镜来鉴别区分不同植物、动物的品种，从而为原材料把控、溯源、生产过程质控提供了重要指导依据。 下期主题（动物）三选一： A、蝴蝶翅膀在阳光下产生绚丽颜色的原因。B、年轻人及老年人头发表面及断面的形貌差异。C、过期变质食物中的细菌。

序 言纤云弄巧，飞星传恨，银汉迢迢暗度。金风玉露一相逢，便胜却人间无数。柔情似水，佳期如梦，忍顾鹊桥归路？两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。这首诗词相信大家耳熟能详，写的是牛郎织女的故事，千百年来，这凄婉的词句与天河中的牵牛织女双星一起在人们的心头闪耀。直到今日，七夕仍是一个富有浪漫色彩的传统节日，七夕，俗谓“中国情人节”，在这一天，情人会相聚在一起，尤其是身在异地的恋人，悄悄诉说着相思之情。那么每到七夕情人节，就是到了用花的语言来传情达意的时候了，自古就有鲜花配美人，还有一句就是送人鲜花手留余香，每种鲜花都有着不同的含义，今天小编就带大家走进花的世界，用扫描电镜带你去认识花的微观世界。鸟语花香自然景，琴棋书画别有情。一花一世界，一叶一菩提。一、玫 瑰 芳菲移自越王台，最似蔷薇好并栽。秾艳尽怜胜彩绘，嘉名谁赠作玫瑰。 春藏锦绣风吹拆，天染琼瑶日照开。 为报朱衣早邀客，莫教零落委苍苔。 玫瑰花是蔷薇科蔷薇属植物，玫瑰代表爱情，不同颜色的玫瑰还另有寓意，红玫瑰代表热情真爱，白玫瑰代表纯洁天真，粉玫瑰代表什么呢，粉玫瑰代表的爱，不像红玫瑰那么张扬，也没有白玫瑰那么纯真得不食人间烟火，粉玫瑰代表着感动、爱的宣言、铭记于心。电镜下的玫瑰花花粉二、百 合百合——圣洁的爱神“他的恋人像山谷中的百合花，洁白无瑕。” ——《圣经﹒雅歌》百合怎么来的呢？其中有个故事，传说撒旦变成毒蛇，诱惑亚当和夏娃吃下禁果，犯下了人类的原罪。亚当和夏娃因此被逐出伊甸园，他们因悔恨而哭泣，悲伤的泪水滴落在地面上，化成洁白的百合。世间万物不可能是全是蜜，正因如此完美无瑕的百合花，却是从无比的凄美中孕育而生的。百合，是一种从古到今都受人喜爱的世界名花，昔日中华人民共和国国家名誉主席宋庆龄平生对百合花就深为赏识，每逢春夏，她的居室都经常插上几枝。电镜下的百合花花粉三、龙 胆龙胆——不变的爱只给你我是鹊桥旁那颗美丽的流星，只为有你一次真爱的回应，我痴痴地等待着你̷̷久久不愿离去̷̷龙胆又叫洋桔梗，龙胆科多年生植物，由于洋桔梗的花形别致，花色清新妩媚，颇具现代感，能配合逐渐洋化的起居环境而大受人民喜爱。洋桔梗特别适合送恋人，正如花语“真诚不变的爱”，送腻了玫瑰，不如来一束清新的洋桔梗。另外洋桔梗是巨蟹座的守护花，正适合送给蟹蟹哦！电镜下的龙胆花粉四、相思梅相思梅——堪比红豆，最为相思燕山深处暗寻芳，因有相思几断肠。闻说梅城花正好，此情随雪到潇湘。相思梅，石竹科石竹属，有紫色、红色、白色、粉色，以配色的形式出现。相思梅有个美丽的传说，一位慈爱母亲，为患病的儿子上山采药，路途艰险，却不放弃，最后感动了花仙子，花仙子赐予相思梅，治好了她儿子的病。相思梅花色单纯，像是生生世世都斩不断的情缘，再也没有一种花，能够将相思赤裸裸表达，以至于直接用相思二字来作为名字。记住了吗，相思梅可以表达相思之情哦，情人节到了，也许，你可以送她一株相思梅！等等，这样不够，把这篇文章转给她看才明白呀！电镜下的相思梅花粉后 记陪伴是最长情的等待相守是最浪漫的告白欧波同陪你度过每一个有爱的日子感受人世间每个精彩的瞬间送人鲜花，手有余香，不要吝啬分享哦！继续关注蔡司电镜，下期继续精彩！

——不同头发在SEM下的微观分析 前期回顾上期我们探索了优质大米（吃起来劲道的新米）和劣质大米（口感较差的陈米）在显微结构上的差别。随着大米放置时间的增长，米粒内部的化学物质发生了变化，复粒淀粉内部的微粒间键合减弱结合力变弱。本期我们借助扫描电子显微镜以及能谱研究烫发、染发对发质的影响。 序 言爱美之心、人皆有之。随着社会的进步和社交的不断扩展，人们越来越注重自身的外表，女性则更甚之。改革开放以来，做头发作为一种潮流从年轻人群逐渐扩散到各个年龄阶段的人群。很多人频繁出入理发店，做各类各式的头发。在理发过程中，理发师会极力给客户推荐烫发、染发等各种服务。人们通过做头发，改善了自身的外在形象，提高了自我的精神面貌。那么，做头发是否会对发质有不好的影响？这个影响程度有多大？带着这几个问题，小编通过扫描电子显微镜下自然的头发、烫发、染发的显微观察，揭开烫发、染发对发质的影响。本期所选取的头发来自三位健康成人。其中一人的头发自然，未有后天的人为加工；其中一人的头发经过离子烫处理；第三人的头发经过染发的处理。 健康成人的自然头发的显微分析——形貌分析以及成分分析从图1可以看出，健康成人的自然头发结构排列紧密。在较大的放大倍数下，可以看出头发表面主要由片层状的结构组成。这些片层状的结构如鱼鳞一般分布，且“鱼鳞”之间间隔约为11um-15um。图1 健康成人的自然头发形貌图从图2可以看出，健康成人的自然头发的成分。头发的成分主要含有Ca、O、Na、S、K等元素。健康成人的自然头发富有弹性，这与氨基酸链间连接的双硫键和数量更多的氢键密切相关。头发的角蛋白由一种颇长的氨基酸链组成，其中大多数是胱氨酸。每条链皆为螺旋形，然后再成束卷或绳索样。每个胱氨酸单位有两个半胱氨酸，邻近的两条链中的半胱氨酸通过二硫键形成强的化学结构。众多的双硫键的连接使角蛋白象一只长梯。双硫键的结合很牢固，远大于氢键的结合力，只有用化学的方法才能使其断开。图2 健康成人的自然头发成分图 烫发、染发对头发的微观形貌的影响——形貌分析 从图3可以看出，经过离子烫以及染过的头发与自然的头发在形貌上有一定的区别。自然的头发表面平整，密布着大量的鱼鳞状结构。经过离子烫的头发的表面不平整，有一定的鱼鳞状结构的分布，且有一定量的较大的颗粒状物质分布。这些物质是由于头发经历离子烫的过程中产生的。经过染发处理的头发表面较平整，几乎没有鱼鳞状结构的分布，且有少量的较小的颗粒状物质分布。图3 健康成人的自然头发（a）、烫发（b）、染发（c）的低倍形貌图 从图4可以看出，烫发和染发对头发有一定的损伤。自然的头发表面的鱼鳞状结构有序排列。经过离子烫的头发表面的鱼鳞状结构受到了一定程度的损伤，这些损伤后形成的物质构成了前文中颗粒物的一部分。经过染发的头发表面几乎没有鱼鳞状的结构，只能在头发的局部发现少量未损伤完全的鱼鳞状结构。图4 健康成人的自然头发（a）、烫发（b）、染发（c）的高倍形貌图? 烫发、染发对头发的成分的影响——成分分析 从图5可以看出，烫发和染发对头发有一定的影响。经过烫发和染发处理的头发的S元素的含量较少、Na元素的含量较多。烫发和染发时，卷发器将头发的角蛋白中的多肽链拉长，这时还原剂很容易使二硫键切断，而氧化剂则在拉长后的位置上形成新的二硫键，理论上头发因而形成和维持新的形态。但实际上仍有相当部分二硫键断开，因而降低发质。图5 健康成人的烫发（a）、染发（b）的成分图? 后记 通过扫描电镜显微观察以及能谱的成分分析，可以看出染发和烫发对发质有一定的损害。人们在追求外在美的同时，更因该追求内在美。热爱祖国、团结邻舍、爱岗敬业，锻炼自己的体魄和提高自身的修养。古人说修心养性。只要有健康的人生态度和体魄，即使不做头发也可以很美。