观察方法

应用专家 易海英 荧光现象荧光是指荧光物质在特定波长光照射下，几乎同时发射出波长更长光的过程(图1)。当特定波长(激发波长)的光照射一个分子(如荧光团中的分子)时，光子能量被该分子的电子吸收。接着，电子从基态(S0)跃迁至较高的能级，即激发态(S1’)。这个过程称为激发①。电子在激发态停留10-9–10-8秒，在此过程中电子损失一些能量②。电子离开激发态(S1)并回到基态的过程中③，会释放出激发过程中吸收的剩余能量。荧光分子在激发态驻留的时间为荧光寿命，一般为纳秒级别，是荧光分子本身固有的特性。利用荧光寿命进行成像的技术叫荧光寿命成像(Fluorescence Lifetime Imaging，FLIM)，可以在荧光强度成像之外，更加深入地进行功能性精准测量，获取分子构象、分子间相互作用、分子所处微环境等常规光学成像难以获得的信息。荧光的另一个重要特性是Stokes位移，即激发峰和发射峰之间的波长差异（图2）。通常发射光波长比激发光波长更长。这是由于荧光物质被激发之后、释放光子之前，电子经过弛豫过程会损耗一部分能量。具有较大Stokes位移的荧光物质更易于在荧光显微镜下进行观察。图2：Stokes位移荧光显微镜及荧光滤块荧光显微镜是利用荧光特性进行观察、成像的光学显微镜，广泛应用于细胞生物学、神经生物学、植物学、微生物学、病理学、遗传学等各领域。荧光成像具有高灵敏度和高特异性的优点，非常适合进行特定蛋白、细胞器等在组织及细胞中的分布的观察，共定位和相互作用的研究，离子浓度变化等生命动态过程的追踪等等。细胞中大部分分子不发荧光，想要观察它们，必须进行荧光标记。荧光标记的方法非常多，可以直接标记（比如使用DAPI标记DNA），或利用抗体抗原结合特性进行免疫染色，也可以用荧光蛋白（如GFP，绿色荧光蛋白）标记目标蛋白，还可以用可逆结合的合成染料（如Fura-2）等。图3：Leica DMi8倒置荧光显微镜及滤片转轮目前荧光显微镜已成为各个实验室及成像平台的标配成像设备，是我们日常实验的好帮手。荧光显微镜主要分为三大类：正置荧光显微镜（适合切片）、倒置荧光显微镜（适合活细胞，兼顾切片）、荧光体视镜（适合较大标本，如植物、斑马鱼（成体/胚胎）、青鳉、小鼠/大鼠器官等）。荧光滤块是显微镜荧光成像的核心部件，由激发滤片、发射滤片和二向分光镜三部分组成，安装在滤片转轮里，如Leica DMi8配有6位滤片转轮（图3）。不同的显微镜转轮位数会有区别，也有些显微镜使用滤块滑板。滤块在荧光成像中起着重要作用：激发滤片选择激发光来激发样品，阻挡其他波长的光；通过激发滤片的光经过二向分光镜（其作用是反射激发光和透射荧光），反射后通过物镜聚焦，照射到样品，激发出对应的荧光即发射光，发射光被物镜收集，透过二向分光镜，到达发射滤片。如图4中：激发波长为450-490nm，二向分光镜反射短于510nm的光、透过长于510nm的光，发射光接收范围为520-560nm。图4：荧光显微镜光路图荧光显微镜常用荧光滤块可分为长通（long pass，简称LP）和带通（band pass，简称BP）两种类型。带通通常由中心波长和区间宽度确定，如480/40表示可通过460-500nm的光。长通滤色片如515 LP，表示可以通过波长长于515nm的光（图5）。图5：FITC光谱曲线及滤片荧光物质具有其特征性激发（吸收）曲线和发射曲线，激发峰为最佳激发波长（激发效率最高，从而可以降低激发光能量，保护细胞和染料），发射曲线为发射荧光波长范围。因此，在实验中，我们会尽可能选择与激发峰最接近的波长进行激发，而接收范围需包括发射峰。如Alexa Fluor 488的激发峰为500nm，在荧光显微镜中可以选择480/40的激发滤片。图6：Alexa Fluor 488光谱曲线滤块的详细信息可以在显微镜成像软件里看到。了解染料并找到最匹配样品的滤块对于荧光成像有着至关重要的作用。荧光染料和荧光蛋白的光谱信息一般在说明书中会注明，也可在网上查阅（如https://www.leica-microsystems.com/science-lab/fluorescent-dyes/、https://www.leica-microsystems.com/science-lab/fluorescent-proteins-introduction-and-photo-spectral-characteristics/）。滤块的选择除考虑荧光探针的激发、发射波长，对于多色标记样品还需考虑是否有非特异激发、是否串色。此外还需考虑所使用的荧光光源，目前常用的荧光光源有汞灯、金属卤素灯，以及近年来飞速发展的LED光源。荧光光源的光谱有连续的和非连续的，在不同波段能量也会不同。LED光源因为其相对较窄的光谱带、更稳定的能量输出、超长的寿命、更安全环保等诸多优点，正逐步成为荧光显微镜的主要光源。除了显微镜内置的滤块，还有外置快速转轮（图7），徕卡的外置快速转轮相邻位置滤片转换速度为27ms，可实现高速多色实验，如FRET及Fura2比例钙成像（图8）等。图7：徕卡外置快速转轮EFW图8：钙成像，Fura2, Cultured hippocampal astrocytes from 18-day-old embryos of Sprague-Dawley rats. Courtesy of: Drs. Kazunori Kanemaru and Masamitsu Iino, Department of Pharmacology, Graduate School of Medicine, The University of Tokyo 丰富多样的荧光显微成像技术为了满足不同的荧光成像需求，除荧光显微镜外，还发展出了各种荧光显微成像解决方案：? 宽场高清成像系统，如Leica THUNDER Imager，采用Leica创新的Clearing专利技术，在成像时高效去除非焦平面干扰信号，呈现清晰图像，同时兼有高速成像的优点；? 共聚焦激光扫描显微镜，利用针孔排除非焦平面干扰，实现光学切片，得到高清图像及三维立体图像；? 突破衍射极限的超高分辨率显微镜及纳米显微镜，可对小于200nm的精细结构进行观察；? 利用多光子激发原理进行厚组织及活体深层成像的多光子成像系统；? 具有高时空分辨率的光片成像技术，成像速度快、分辨率高、光毒性低，特别适合进行发育、活体动态观察等研究；? 荧光寿命成像(FLIM），不受荧光物质浓度、光漂白、激发光强度等因素的影响，能更加深入地进行功能性精准测量；? 荧光相关光谱(FCS)及荧光互相关光谱(FCCS），测量荧光分子的分子数、扩散系数，从而分析分子浓度、分子大小、粘性、分子运动、分子结合/解离、分子的光学特性等；? 全内反射荧光显微镜(TIRF)，极高的z轴分辨率，非常适合细胞膜表面的分子结构和动力学研究。 荧光显微成像技术应用广泛，种类丰富，而且新技术还在不断涌现，大家可以选择最适合的技术去完成自己的研究。

p　　近日，德国和瑞典科学家利用欧洲X射线自由电子激光装置(XFEL)，通过创新的“光子反冲成像”(Photon-recoil imaging)技术，研究X射线与原子之间相互作用的基本过程。该方法可以使人们更好地了解原子级的化学反应，将成为探索非线性X射线物理学的有力工具。br//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/5f55c4a7-b32f-412f-9416-323e599f35f6.jpg" title="50177d68ee524f13991d9fe7ea5286d6.jpg" alt="50177d68ee524f13991d9fe7ea5286d6.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　a)自发x射线拉曼散射的受激原子分布。/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　b)受激x射线拉曼散射的增激发态原子分布(窄线)。?/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　图片来源：网络(mbi-berlin.de)/span/pp　　观察X射线与原子之间相互作用/pp　　1921年，爱因斯坦因发现光的量化，即光子作为光粒子流与物质相互作用，获得了诺贝尔物理学奖。从量子力学的早期开始，人们就知道光子具有动量。原子对光子的吸收和发射是光与物质相互作用的基本过程。自1960年代以来，强激光束的出现推动了所谓的“非线性光学”的发展。于是科学家们进一步研究，用X射线代替可见光来操作非线性光学系统，即将非线性光学扩展到X射线光谱域。但由于非线性效应难以捉摸的性质，尽管理论概念数十年前就已提出，迄今科学家们仍在努力实现这一目标。随着2017年位于汉堡的XFEL的投入使用，科学界朝着这一目标更近了一步。/pp　　最近，德国柏林马克斯· 波恩非线性光学和超快光谱研究所(MBI)、瑞典乌普萨拉大学和位于汉堡的欧洲X射线自由电子激光装置(XFEL)的研究人员合作开发出“光子反冲成像”技术，用来观察X射线与原子之间相互作用的基本过程。该技术可以区分X射线范围内的自发和受激拉曼散射(SRS)，使得人们几乎可以对单个原子上受激拉曼散射进行自由地研究。相关的理论分析和实验结果发表在《科学》杂志上。/pp　　为了测量实验中激发原子的散射，研究人员将准直的氖原子超声束与XFEL光束成直角相交。当X射线光子的能量与氖的俄歇跃迁能量发生共振时，瞬态激发原子会受到自发拉曼散射的影响。优化X射线的强度和光子能量，则瞬态激发原子在自发衰减之前会与另一个具有适当光子能量的XFEL光子相互作用，产生受激拉曼散射，并沿入射光子的方向发射光子。此过程需要来自X射线的两个光子，因此是非线性的。由受激拉曼散射引起的激发原子基本上不会发生偏转，在检测器上显示为一条锐利的直线。/pp　　有望更好地了解原子级化学反应/pp　　论文第一作者，柏林马克斯· 波恩研究所的乌利· 艾希曼教授解释说，在受激拉曼散射过程中，两个光子沿与两个入射光子完全相同的方向离开原子，原子不改变其动量，也不改变其飞行方向。这与更频繁的线性过程截然不同。在线性过程中，首先吸收一个光子，然后发射另一个光子。由于发射的光子通常以不同的方向发送，因此原子发生偏转。通过观察原子的飞行方向，研究人员能够清楚地将X射线激发的拉曼过程与其他过程区分开。/pp　　XFEL的迈克尔· 迈耶博士解释说：“如果将来我们将新方法与不同波长的X射线脉冲一起使用，就会带来特殊的可能性。”具有不同波长的X射线脉冲可以专门处理分子中的单个原子，因此可以详细了解分子中电子的波函数随时间变化的方式。这为研究非线性X射线过程建立了非常有前途的分析技术。/pp　　长远来看，科学家们还希望借助定制的激光脉冲对其产生影响。乌普萨拉大学的贾恩-埃里克· 鲁本森教授说：“我们的方法有望使人们更好地了解原子级的化学反应，将来甚至可能影响它们。”/ppbr//p

日本中部大学7月4日宣布，已开发出一种用扫描电子显微镜观察湿器官等水下样品的结构和“运动”的技术。克服“只测量固定样本静止图像”的困难日本中部大学7月4日宣布，已开发出一种用扫描电子显微镜观察湿器官等水下样品的结构和“运动”的技术。这项研究是由同一大学生命与健康科学学院生物医学科学系的新谷正敏教授、山口诚司副教授和高玉广雄副教授的研究小组进行的。研究成果刊登在《Microscopy》上。由于电子显微镜具有最大约0.5nm的高分辨率，因此适用于小规模的观察。然而，由于观察是在真空下进行的，因此需要固定要观察的样品以使水不蒸发。因此，存在传统的电子显微镜观察基本上只能测量固定样本的静止图像的缺点。作为能够对液体中的试样进行电子显微镜观察的方法，已经存在使用氮化硅等平面膜的观察方法。但是，对于观察来说，它是一个薄的观察样品，它适合非常靠近膜的可观察区域，样品与膜之间的位置关系可以设置为不损坏膜，样品不会移动，因此至于破坏平面膜，费了很多功夫，也有很多限制。另外，作为可以测定试样的运动的方法，可以举出用含有甘油或糖等非挥发性成分的溶液覆盖试样，在电子束照射下成为保护膜的方法，观察样品穿过保护膜。但这种方法中，保护膜的外面是真空，观察时保护膜也是不含水的固体膜，所以无法观察到样品在液体中的结构和运动，只能观察到样品在液体中的结构和运动。样品即使在真空中也能进行的运动是可能的。这是一种可以观察到的方法。打造具有优异电子束透过性和变形能力的“DET薄膜”此次，课题组开发了一种新的“DET膜法”。首先，我们创造了一种薄膜（DET film：Deformable and Electron Transmissive Film），它可以承受真空和大气压之间的压力差而不会破裂，并且具有优异的电子束渗透性和变形性。利用DET薄膜的电子束透过性和可变形性，DET薄膜模仿观察样品的形状，使得通过DET薄膜既可以观察宏观样品形状，也可以观察细微样品形状。...DET膜抑制和保护直接击中观察样品的电子束的量，这也是测量观察样品运动的有用特性。另外，由于DET膜可以大幅度变形，因此在同等倍率下，可以在比光学显微镜深数十倍的焦深处观察三维样品，并进行测量。成功测量小鼠提取心脏的精细结构和“运动/变形”此外，使用DET膜法，我们成功地测量了作为观察样品的小鼠切除心脏的精细结构和“运动/变形”。此外，我们还成功地测量了沉淀晶体和在液体中漂浮和移动的晶体的纳米级结构和运动。有望实现光学显微镜无法观察到的纳米级动力学的观察和测量光学显微镜的空间分辨率约为200 nm，高分辨率测量的焦深约为300 nm，因此只能观察平面。另一方面，开发的DET膜法具有很大的优势，即可以以纳米级分辨率测量观察到的样品的三维结构及其运动。此外，当将 DET膜法与固定样品的电子显微镜观察进行比较时，存在由于DET膜的存在而降低空间分辨率的缺点，但有一个很大的优点是动力学可以测量。研究小组说，用DET膜法测量的运动，不仅是观察样品自己产生的运动，也可以是对我方施加的拉扯等动作的变形。正如只看动物标本对加深对动物的理解是有限的，我们期待DET膜法的动态测量能够实现各种各样的纳米尺度动态测量。

基因就如同开关一样，知道哪些基因开启，对于疾病的治疗和监控至关重要。美国加州理工学院研究人员23日在《自然通讯》杂志线上版发表论文称，他们开发出一种新方法，使用常见的核磁共振成像(MRI)技术，即可观察到体内细胞的基因表达情况。　　在MRI过程中，体内氢原子(大多包含在水分子和脂肪中)被电磁波照射后会形成共振，随后释放信号，据此可创建大脑、肌肉和其他组织的图像。医生会利用该技术来观察人体组织的结构或生理功能，诊断病情，但目前还很少有人用它来观察特定细胞的活动情况。　　此次，为创建观察特定细胞基因表达的新手段，研究人员将目标瞄向了水通道蛋白。这种蛋白在细胞膜上组成“孔道”，像守门员一样控制着水分子进出细胞。他们发现，增加细胞中水通道蛋白的数量，通过弥散加权MRI，可使这一细胞在图像中显得更加突出。随后，研究人员将水通道蛋白与他们感兴趣的特定基因联系起来，得到报告基因——一种编码可被检测的蛋白质基因。这意味着当这一特定基因被打开时，细胞会过度表达水通道蛋白，弥散加权成像后，细胞在图像中便会更暗一些。他们利用这一手段成功监测了小鼠大脑肿瘤的基因表达情况。　　研究人员指出，开发有效的MRI报告基因是生物医学成像领域的“圣杯”，它会让非侵入性观察细胞功能成为现实。以前开发的MRI报告基因有着诸多限制，并不适用于所有人体组织。而此次研究表明，水通道蛋白是开发MRI报告基因的有效工具。水通道蛋白是人体自然产生的，不会引起免疫反应，其过度表达不会对细胞造成负面影响。在正常生理条件下，水通道蛋白增多后，进出细胞的水分子的数量也是一样的，细胞的含水量不会改变。　　研究人员表示，目前这一方法虽仅在小鼠实验中取得成功，但其未来临床应用的潜力巨大。

图1.取决于观察方法的外观差异（样品：金属基底上的锈迹）自1958年起，JASCO公司一直致力于开发和制造光学分析仪器和提供分析服务。他们的多种常用于材料分析的拉曼光谱仪产品中都采用了我们的一些显微镜技术。在这篇文章中，JASCO公司拉曼系统部门的Takeo Soejima探讨了我们的MIX观察技术是如何集成到JASCO的拉曼系统中及其如何协助提高了JASCO光谱仪的性能。以下是Takeo Soejima的讲解：更锐利的样品颜色、表面划痕和缺陷以及表面不平整度“MIX观察装置U-MIXR-2是我们的拉曼光谱仪的关键装置。与传统的明场或暗场观察相比，它能让我们更清晰地观察样品的颜色、表面裂纹和缺陷以及表面不平整度。2018年，我们首次将MIX观察装置（当时的型号是U-MIXR）纳入我们的NRS-4000/5000系列激光拉曼光谱仪（图2）中进行评估。这些系统拥有自动切换光学系统和自动光轴调整功能，软件操作简单，可用于从亚微米级微小异物分析到成像测量的多种应用。在图1显示的示例中，我们可在MIX观察下清楚地看到样品的颜色。红色的是红色锈迹，黑色的是黑色锈迹。在传统明场观察下，我们很难区分颗粒的颜色，而且必须测量所有位置。图2.JASCO激光拉曼光谱仪MIX观察：揭示隐藏的细节MIX观察组合了明场和暗场方法，得到了一个结合两者优势的视野。图3显示了另一个示例测量结果，其中仅对维生素的颜色增强部分进行拉曼测量。在拉曼测量中，样品的荧光有时会干扰测量，因此我们花了大量时间通过改变激光器（激光是拉曼测量的光源）的波长来研究测量条件。然而，MIX观察让我们能够更加轻松地根据样品的可见颜色来估计每个样品的出色激发激光。图3.维生素拉曼成像的示例我们一直专注于扩大拉曼光谱仪的应用范围，而且快速响应每个客户的请求对我们来说都非常重要。之前有一位客户曾向我们提供了一个样品。这个样品难以清晰观察，也很难在分析前定位，所以我们必须要在内部开发一个解决方案。最后，在我尝试用MIX滑块进行MIX观察时，这个问题得到了完美的解决。在传统暗场下，我们必须从明场开始物理切换光学系统，而且不可能进行MIX观察。只要将此装置插入转换器，即可轻松地进行暗场/MIX观察，这种方式具备很大的优势。这让我们能够轻松地在软件中选择明场/暗场/MIX观察。在MIX观察下，我们不仅能更清晰地观察样品，还可以大大缩短拉曼测量时间。图4.U-MIXR-2 MIX观察装置U-MIXR（图4）还有让客户利用支持暗场物镜的Evident转换器来低成本升级拉曼仪器的优势，因此我们立即决定采用这一装置。通过协助开发分析仪器业务Evident为我们提供了举办联合活动的建议，并在开发出更好、更快观察和测量样本的系统方面为我们提供了咨询。我希望我们将继续打造牢固的合作关系。”感谢Takeo Soejima为我们分享JASCO对于拉曼分析中MIX观察装置优点的看法。受访客户Takeo Soejima, JASCO公司拉曼系统部。Takeo Soejima是JASCO公司拉曼光谱仪应用开发部门的一员，现从事拉曼光谱仪系统的开发。

飞纳电镜近期通过福州大学的验收。福州大学石油化工学院主要研究清洁燃料生产催化剂和工艺研究、多级孔道催化材料的制备以及负载型催化剂纳微结构调变方法和应用。为了保护环境，人们对车用燃料的质量要求越来越高，燃料中芳烃含量的高低不仅直接影响其燃烧性能，而且对大气质量会产生不同程度的影响，因此利用性能优良的催化剂改善燃料质量具有十分重要的意义。 福州大学石油化工学院主要研究催化剂在石油化工中的应用，其中催化剂表面形貌、表面微区成分及分散状态会对催化剂性能及活性产生很大的影响。 配备有能谱的扫描电镜是一种重要的表面分析手段，能够观察催化剂表面形貌和检测催化剂表面微区成分，对催化剂的研发具有十分重要的意义。飞纳台式扫描电镜能谱一体机 ProX 既能观察样品表面形貌，还可以利用能谱对催化剂表面成分和元素分布进行分析。 从催化剂的微观观点上看，催化剂表面形貌和组成对催化行为具有重要的影响，飞纳电镜配置二次电子和背散射电子探头，能够充分发掘样品表面信息。催化剂中活性成分的分散状态与催化剂活性及使用寿命有着密切的关系，采用能谱分析可以对催化剂表面进行元素分析，从而判断活性成分的分布。同时，利用飞纳台式电镜也可以用于分析催化剂活性下降或失活的原因。 扫描电镜下的催化剂晶体颗粒扫描电镜下的球形催化剂颗粒 用户认真学习电镜操作利用飞纳电镜的形貌和成分分析，可以直观地获得催化剂的形态和活性成分分布信息，再结合宏观分析结果，可以大致预测催化剂的活性及性能，筛选掉性能较差的样品，大大节约研究和后期测试时间。

p　　电镜，是进行材料表征时用到一种重要工具，帮助观察材料的微观形貌。然而，在观察软/湿生物材料时(离体组织，带细胞材料等)，涉及到观察样品的固定、脱水、干燥、金属溅射等步骤，处理复杂，耗时较长。/pp　　韩国科学技术院的Seonki Hong教授研究团队提出了一种生物湿/软样品制备方法，用于SEM形貌分析，并在《Materials Horizons》上发表题为“A nature-inspired protective coating on soft/wet biomaterials for SEM by aerobic oxidation of polyphenols”的论文。/pp　　该方法是直接用连苯三酚(pyrogallol，PG)/聚乙烯亚胺[poly(ethylenimine)，PEI]对生物样品进行表面处理，涂覆后发生氧化交联反应，在样品表面形成一层酚-醌/胺膜，锁住内部水分，以防止成像过程中，样品在高真空条件下脱水导致结构坍塌和变形。以下为基于此种方法的一系列生物材料的SEM图像，包括植物叶片、猪脂肪、猪肾和猪肝等。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 590px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/25c4a75b-7dfa-4df0-9ea0-ab958e57b675.jpg" title="生物材料的SEM图像.jpg" alt="生物材料的SEM图像.jpg" width="500" height="590" border="0" vspace="0"//pp　　整个处理过程耗时约在5分钟以内，样品可直接进行电子显微镜拍照，大大缩短实验时间。与此同时，涂覆的保护膜还具有保温，提供力学支撑的能力。/ppbr//p

实验室用生物显微镜观察藻类水产养殖藻类水产养殖不仅能够提高水产养殖的效率和产量，还能够改善水质环境，达到可持续发展的目的。养鱼先养水，观察水体藻相已经是鱼病防治工作中必不可缺少的一部分，而生物显微镜则成为了实验室必备的重要设备之一。生物显微镜具有高清晰度、高放大倍数、高对比度等核心优势，可以让实验人员清晰地观察藻类的细胞结构、生长状态等信息，以此来判断藻类的健康状况和生长状态，从而进行相应的调整和管理。如何使用生物显微镜观察藻类？1.准备好显微镜、载玻片、盖玻片、滴管等工具。2.将藻类样品放在载玻片上，加上一两滴水，再用盖玻片覆盖住样品。3.将载玻片固定在显微镜的样品台上，调节显微镜的目镜和物镜，使样品清晰可见。4.通过调节光源强度、聚焦等方式来获得更好的观察效果。5.通过安装显微镜相机，直接在计算机屏幕观察细胞结构和状态等，完成图像采集、记录和共享。生物显微镜优势：MHL2800系列生物显微镜配置优良的无限远平场消色差物镜和大视野目镜，成像清晰，视野广阔。符合人机工程学要求的理想设计，采用低位调焦手轮，内向式物镜转换器与内置式提手设计，使操作更方便舒适，空间更广阔，仪器搬运更安全。从低倍到高倍都可以得到高分辨率，高对比度的显微图像。符合人体工程学设计，使用更加简单舒适。多种观察方式：明场观察、相衬观察、暗场观察和偏光观察。产品可广泛应用于生物、医学、工业、农业等领域，是医疗、教学、科研等单位的理想仪器。MHL2800生物显微镜参数内容：技术规格目镜大视野WF10X(视场数Φ22mm) 无限远平场消色差物镜PL 4X/0.10 PL 10X/0.25 PL 40X/0.65(弹簧) PL 100X/1.25(弹簧,油 Spring, oil)目镜筒MHL2800双目镜(倾斜30&ring )，眼点高度可调三目镜(倾斜30&ring ) ，眼点高度可调调焦机构粗微动同轴调焦,带锁紧和限位装置,微动格值:2μm.转换器四孔(内向式滚珠内定位)载物台双层机械移动式:180mmX150mm, 移动范围: 75mmX50mm阿贝聚光镜N.A.1.25可上下升降集光器集光镜中内置视场光阑。光源3WLED, 亮度可调 选配件 目镜分划目镜10X（Φ22mm） 物镜无限远平场消色差物镜20X、60X CCD接头CCD0.5X、1X、0.5X带分划尺 显微镜摄像头USB2.0MHD500 USB3.0MHC600、MHD600、MHD800、MHD1600、MHD2000、MHS500、MHS900 相衬装置对中望远镜 无限远相衬平场消色差10X、20X、40X、100X 转盘式(Ⅲ)相衬聚光镜 暗场装置干式或湿式暗场聚光镜. 数码相机接头CANON(EF) NIKON( F) 光源6V 30W 卤素灯通过显微镜观察藻类，可以更好地了解藻类的生长、繁殖等过程，从而更好地掌握藻类水产养殖技巧和管理方法，提高水产养殖的效率和产量，还能够改善水质环境，达到可持续发展的目的。如果您需要观察藻类水产养殖，广州明慧期待您来了解与沟通，为您提供完整的显微镜系统解决方案。

发布时间:2021-12-22 阅读次数：2次前言为了降低对环境的影响，抵抗能源价格的上涨，各个领域都尽量实现节能减排。由此，产品上使用的零部件需要进一步提高性能和强化功能。零部件性能的提升还可以节省空间，降低功耗。本文中，我们使用X射线CT设备观察低功耗电感（线圈）中被称为功率电感的电子部件。 图1 insprXio SMX-225CT FPD HR Plus外观图 功率电感的特点电感是一种由铜线缠绕而成，能够储存电能的电子元件，它的作用是稳定实装基板的电流，是一般电路设计所必需的器件。电感有各种各样的形状和结构，有铜线缠绕的绕线型，也有贴片电感。贴片电感有屏蔽式结构和无屏蔽式结构，屏蔽式结构是在（铁）芯上缠绕铜线，从部件的两侧就可以确认内部状态。 无屏蔽式结构贴片电感是用混合磁性材料的树脂封装铜线的，所以无法肉眼确认内部状态。对于不能从外部观察铜线状态部件，可以使用X射线透视设备和CT设备进行无损检查。 对功率电感的观察过程X射线CT设备inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus（图1）的探测器使用大平板接收器，可以拍摄整个实装基板图像， 但是这种基板上的功率电感大多是小型器件，所以采取放大拍摄的方法观察其细节。我们从产品（图2）中取出功率电感部分（图3）进行拍摄，以了解结构细节。图3中①为屏蔽式功率电感，②为无屏蔽式功率电感。 图4是屏蔽式功率电感的透视图像，图5是无屏蔽式功率电感的透视图像。屏蔽式电感在线圈周围有空间，可以看到左右都是开放的。这是为了确保预留调节所需狭缝。无屏蔽式功率电感由于线圈周围的磁性树脂起到狭缝的作用，因此不需要预留狭缝结构。因此，无屏蔽式更易于小型化，而且磁性树脂封装不受振动和湿度的影响。然而，对无屏蔽式结构的电感，当其受到来自外部的压力超过耐受值时，树脂封装可能破裂。 对无屏蔽式功率电感进行CT成像，并进行MPR显示，如图6所示。 Multi Planer Reconstruction(MPR)是从拍摄的CT图像中显示任意截面图像的功能，可以在图像②和图像③中显示与CT图像①垂直相交的截面图像，并在图像④中显示任意角度的截面图像。在CT图像中，密度越高的部分，显示颜色越白，因此，作为铜线的线圈看起来比磁性树脂更白。此外，在②和③的中心附近可以看到磁性树脂的裂缝（裂纹）。④中可以确认连接功率电感和基板的焊料中的孔隙（气泡）。另外，使用三维软件VGSTUDIO MAX，可以实现CT图像的VR（Volume Rendering）显示，以更接近实物的形式进行观察。 这样可以更详细地观察线圈导线的形状，以及贴装时与基板的焊点状态（图7）。此外，如图8所示，通过裂纹的可视化，可以立体地观察裂纹的形状和发展情况，进而分析产品中出现异常的情况，并研究制造过程中出现的不相容性。 此外，如图9和图10所示，可以仅提取线圈部分图像并观察绕线部分的状态。还可以通过与合格产品的CT数据进行比较，来确认线圈导线的变形。 通过使用VGSTUDIO MAX的可选功能，可以可视化磁性树脂中的气泡（空隙），并量化位置和体积（图11）。除了确认气泡产生的情况外，还可以通过各种数字化信息确定缺陷产生的情况，并通过改变磁性树脂的配方和填充条件，提高制造效率，比如提高产量。 总结由于X射线CT设备可以无损地观察物体内部，因此可以在同一产品上进行振动测试和热冲击测试等循环测试，并观察每个测试周期内部件内部状态变化的过程。这样可以减少测的试数量和工时。 因此，X射线CT设备不仅有助于分析破坏的过程，而且还有助于通过减少样品数量来缩短开发时间和降低成本。 此外，还可以使用特定的软件来执行各种分析。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

显微镜技术取得重大突破!据最新发表在《自然》杂志上的文章，来自澳大利亚昆士兰大学的研究人员发明了一种量子显微镜，可使研究人员在的情况下检查活细胞，看到其他方式无法揭示的生物结构细节。这为生物技术的应用铺平了道路，且有望应用于导航、医学成像等领域。　　显微镜由量子纠缠提供动力，爱因斯坦将这种效应描述为“远距离幽灵般的相互作用”。　　来自昆士兰大学量子光学实验室和ARC工程量子系统卓越中心(EQUS)的沃里克鲍恩教授说：“这是第一个性能超过现有最佳技术的基于量子纠缠的传感器。”这台量子显微镜的成功首次证明，量子纠缠改变传感范式的潜力。　　量子显微镜的一个主要成功之处在于，它能够跨越传统光基显微镜的“硬障碍”。通常，传统的光学显微镜会在被观察的生物样本上聚焦照明光线，更强大的光源使研究人员能够更细致地看到细胞。但这种方法的精确度存在一个根本性限制：在某一时刻，足够明亮的光线会破坏活细胞。　　鲍恩和他的同事们已经找到了克服该问题的方法。他们使用了一种带有两个激光光源的显微镜，但通过一种特殊设计的晶体“挤压”了其中一束光线。它通过在光子(激光束中的光粒子)中引入量子纠缠来做到这一点。　　光子被耦合成相互关联的对，其中任何具有不同于其他光子能量的光子都被丢弃，而不是被配对。这一过程降低了光束的强度，同时降低了其噪声，从而可以进行更精确的成像。　　大约10纳米厚的酵母细胞的细胞壁及其细胞液，即使用最好的非量子显微镜，这两者的成像都是微弱的，用标准显微镜则是完全看不见的，而用量子显微镜则可以看到它们的结构细节，从而帮助我们在最小的尺度上理解生命的基本知识。　　英国埃克塞特大学的弗兰克沃尔默表示：“这是光学显微镜领域的一项非常令人兴奋的进展，它为改进最先进的显微镜的工作方式打开了大门，其光强度正好不会破坏生物样本。”　　鲍恩说，量子显微镜也将有实际应用。例如，光学显微镜经常被用来确定细胞是否癌变或诊断其他疾病，而量子显微镜可以显著提高这些测试的灵敏度，并加快测试速度。

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。燃料电池的能量利用效率高，环境污染小，是最有发展前途的发电技术之一。燃料电池按照电解质的种类不同，可分为碱性燃料电池（AFC），磷酸燃料电池（PAFC），熔融碳酸盐燃料电池（MCFC），质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。按照燃料的类型可分为氢燃料电池，甲烷燃料电池，甲醇燃料电池，乙醇燃料电池。目前各类燃料电池电动车主要使用的是质子交换膜燃料电池（PEMFC）。质子交换膜燃料电池的结构和化学反应上图是PEMFC的结构和化学反应。PEMFC由膜电极（membrane-electrode assembly，MEA)和带气体流动通道的双极板组成。其核心部件膜电极是采用一片聚合物电解质膜和位于其两侧的两片电极热压而成，中间的固体电解质膜起到了离子传递和分割燃料和氧化剂的双重作用，而两侧的电极是燃料和氧化剂进行电化学反应的场所。PEMFC通常以全氟磺酸型质子交换膜为电解质，Pt/C或PtRu/C为电催化剂，氢或净化重整气为燃料，空气和纯氧为氧化剂，带有气体流动通道的石墨或表面改性金属板为双极板。膜电极（MEA）的截面SEM图片Sample: Courtesy of Prof. Takeo Yamaguchi, Tokyo Institute of Technology膜电极（Membrane Electrode Assembly ，MEA)是燃料电池的主要部分，它每层的结合情况以及颗粒的聚集状态会影响发电性能。MEA截面的结构观测非常重要。上图显示了一个聚合物膜样品在冷却时的横截面离子研磨后的结果，为减少离子束的热损伤使用了-100 ℃的条件进行加工。MEA横截面的整个图像显示各层接触时没有分层。在高倍放大时的阳极图像可以观察到纳米尺寸的铂粒子，碳粒子和其中的空隙。阴极层是纳米胶囊催化剂与铂铁纳米颗粒结合，从它的横截面可以看到，催化剂胶囊被紧密地包装在中空空间中。因此，离子研磨法可以在没有应力的情况下进行加工，能够通过冷却功能加工截面样品来减少热损伤，产生具有减少热损伤的横截面样品，进而可以有效的理解MEA的整体结构和分析催化剂颗粒的纳米结构。燃料电池催化电极材料高倍图像和三维重构结构from Prof. Chihiro Kaito, Ritsumeikan University上图左图是使用日立HT7830得到的燃料电池催化电极材料高倍图像，加速电压使用120kV，高分辨模式（HR mode），放大倍数为×50,000。C基底上的Pt颗粒的分散状态可以很清晰的看到。上图右图是同样的样品从+60°～-60°每2°拍照一次得到一系列图片后做三维重构后的结果，可以清楚的看到三维结构的Pt颗粒的分散情况。CNT和PTFE复合膜的SEM图像Sample：courtesy of Prof. Yoshinori SHOW Department of Electrical and Electronic Engineering,School of Engineering, Tokai University由于导电性和耐腐蚀性好，碳纳米管（CNT）和聚四氟乙烯（PTFE）复合膜有时会作为 MEA 的保护膜使用。CNT 在PTFE 中分散的均匀性非常重要，因为膜的导电性会受此影响。上图中，左图为0.2eV时观察CNT和PTFE的表面形貌，由于电压非常低，所以样品没有被电子束损伤。 右图为0.2eV时观察CNT和PTFE的电位衬度，CNT的亮度比PTFE明显要高，这是因为CNT的导电性更好。利用电位衬度就可以非常清晰的区分成分衬度相差不大的CNT和PTFE。燃料电池气体扩散层的电镜观察气体扩散层(Gas diffusion Layer，GDL)作为连接催化层和流动区域的桥梁，一般具有多孔性，导电性，疏水性，化学稳定性和可靠性。常用的支撑材料有碳纤维和聚四氟乙烯/碳膜组成的微孔层（MPL），目前碳纤维布附着MPL可以达到气体扩散层的要求。上图就是碳纤维布及附着MPL的SEM图片，可以观察到二者之间的紧密接触，各自空隙及厚度。高分辨观察自组装Fe3O4纳米颗粒Sample：courtesy of Electrical Computer Engineering department, National University of Singapore过渡金属基材料比如自组装Fe3O4纳米颗粒现在被作为储氢材料，这对氢能的利用来说是非常关键的。上图是高分辨观察自组装Fe3O4纳米颗粒，所用的着陆电压为1.5 kV，使用了电子束减速功能。纳米颗粒非常有规则的组装在一起，每个颗粒的直径约为12nm。利用电镜观察燃料电池各部分的形貌和结构，有助于高性能燃料电池的研发。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。

【科学背景】随着量子技术和纳米技术的迅猛发展，材料科学和凝聚态物理学中的许多新兴现象和应用逐渐引起了人们的关注。斯塔克效应（Stark effect），即外部电场引起的光谱线能量位移或分裂，是现代物理学中一个重要的概念。该效应最早由Johannes Stark在1913年发现，并因其对量子理论的显著贡献于1919年获得诺贝尔物理学奖。在凝聚态物理学中，斯塔克效应已经在各种固态量子系统中的激子（即电子和空穴的束缚对）中得到了广泛研究和应用。这些系统包括量子点、量子阱和范德华异质结构等。然而，尽管在激子斯塔克效应方面取得了显著进展，其他固态集体激发（如声子，即晶格振动的量子化激发）的斯塔克效应仍然未被揭示。声子在材料科学和凝聚态物理中扮演着至关重要的角色。它们不仅是热传导的主要载体，还在超导性、超快载流子动力学、非平衡现象以及磁性的超快控制等方面具有重要作用。尽管已有研究表明可以通过静电掺杂效应调控二维材料（如单层和多层石墨烯、单层过渡金属二硫属化物和黑磷）中的声子能量，但这些调控通常是非线性的且调制范围有限。因此，探索如何通过外部电场来有效调控声子能量，进而实现对材料性能的精确控制，是当前材料科学研究中的一个重要课题。为此，中科院物理所张广宇研究员，杜罗军研究员和Wang Yaxian（共同通讯作者）等一些科学家开始致力于研究声子的斯塔克效应。近年来，作者的研究团队在这方面取得了重要进展。相关研究在“Nature Communications”期刊上发表了题为“Observation of phonon Stark effect”的最新论文，引起了不小的关注！作者在二维量子固体双层2H-MoS2中首次观察到了声子的斯塔克效应。具体而言，当层间激子（IX）能量调节至其发射线附近时，双层2H-MoS2中的纵向声学（LA）声子模式在外部电场作用下发生线性红移，证明了声子的一级（也称为线性）斯塔克效应。显著的是，作者观察到的声子斯塔克效应非常巨大，频率变化可达约1&thinsp THz。这一发现不仅揭示了声子与层间激子之间的强耦合机制，还展示了通过电场调控声子态的有效方法。通过多体第一性原理计算，作者明确了声子斯塔克效应的微观起源，即声子与高度可调节的IX之间的强耦合。此外，作者还发现了由IX介导的电声子调制的发射强度，对于红外活性声子模式A2u，调制幅度高达约1200%。作者的研究不仅揭示了新兴的巨大声子斯塔克效应，还展示了通过IX介导机制实现声子态的有效电控制方法。这些发现为未来在电场可调谐声子激光器、热传输的动态控制和太赫兹声学-电子/光学器件等方面的应用奠定了基础。【科学亮点】1. 实验首次观察声子斯塔克效应：本研究首次在双层2H-MoS2中观察到由高效可调节栅极的层间激子（IXs）介导的线性声子斯塔克效应。具体来说，当IXs被调节至与其发射线共振时，LA(M)声子的能量开始随着施加的电场线性红移，证实了声子的一级斯塔克效应。2. 频率变化显著：实验发现，在实验可达的电场范围内，声子斯塔克效应的频率变化可以达到约1&thinsp THz，这表明了一个极其显著的效应。这种巨大频率变化的观察为进一步研究声子调控提供了新的方向。3. 多体第一性原理计算验证：通过多体第一性原理计算，研究团队揭示了LA(M)声子和IXs之间的强耦合是导致巨大声子斯塔克效应的根本原因。这种理论验证不仅支持了实验结果，还深入解释了声子斯塔克效应的微观机制。4. 发射强度重整化：实验还发现，对于红外活性A2u(Γ)声子模式，通过IXs介导的声子发射强度重整化可达到约1200%。这一结果表明，IXs不仅影响声子的能量，还显著调制了其发射强度，展示了IXs在声子工程中的潜力。5. 广泛应用前景：本研究展示了由IXs介导的新兴声子斯塔克效应和声子工程机制，并提出这种机制可以应用于广泛的固态量子系统，如TMD本征和异质结构。这一发现为未来许多体物理学现象和新颖应用（如声子激光器和太赫兹声学-电子器件）奠定了基础。【科学图文】图1：双层2H-MoS2中IXs的量子限制Stark效应。图2. 声子Stark效应的观察。图3. 声子和IXs之间的强耦合。图 4：声子强度的电调制与Davydov分裂。【研究结论】本研究揭示了声子斯塔克效应的新机制，并展示了由层间激子（IXs）介导的声子斯塔克效应对声子态的有效控制。首先，作者的实验首次在双层2H-MoS2中观察到了声子斯塔克效应，这一发现拓展了作者对固态集体激发的理解。通过实验发现，当IXs与声子的发射线共振时，外部电场导致声子能量的线性红移，从而实现了对声子态的有效调控。其次，作者的多体第一性原理计算进一步揭示了这一现象的微观机制，即LA(M)声子与IXs之间存在强耦合，导致了巨大的声子斯塔克效应。最后，作者还观察到了对红外活性声子模式的强度调制效应，进一步丰富了对声子态的控制手段。这些发现不仅拓展了声子斯塔克效应的研究领域，也为声子调控和声子工程提供了新的思路和方法。基于这一机制，作者可以进一步探索在其他固态量子系统中的应用，如TMD本征和异质结构，从而推动了声子激光器、太赫兹声学-电子器件等新型技术的发展。原文详情：Huang, Z., Bai, Y., Zhao, Y. et al. Observation of phonon Stark effect. Nat Commun 15, 4586 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-48992-w

聚合物作为一种重要的材料在工业、生活中得到了广泛的应用。而聚合物的结晶形态对其性能有着至关重要的影响，如何使用偏光显微镜观察聚合物结晶形态呢？用偏光显微镜研究聚合物的结晶形态是目前在实验室中较为简便而实用的方法，结晶条件的不同聚合物的结晶可以具有不同的形态，如单晶、球晶、纤维晶及伸直链晶体等。使用偏光显微镜的主要原理是利用光学现象中的偏振现象来观察样品，结晶聚合物的实际使用性能与材料内部的结晶形态、晶粒大小及完善程度有密切关系，如:光学透明性、冲击强度等。在偏光显微镜下观察聚合物结晶可以得到更为清晰、详细的结晶形态信息。对于聚合物结晶形态的研究具有重要的理论和实际意义。使用偏光显微镜观察聚合物结晶的步骤如下：第一步，制备好样品。将聚合物样品制成薄片，并保持其在室温下的结晶状态。如果需要观察样品在不同温度下的结晶形态，可以通过加热或冷却的方式来控制温度。第二步，将样品放置在偏光显微镜的样品台上，调整偏光器和偏振镜的方向，使其符合要求。第三步，通过调节偏光显微镜的焦距和放大倍数，将聚合物结晶的形态清晰地展现出来。通过偏光显微镜观察聚合物结晶形态，可以快速得到非常精确的结晶信息。例如聚合物结晶的晶体方向、晶粒大小、晶界等细节信息。同时，偏光显微镜还可以观察到聚合物的各种缺陷，如晶格缺陷、晶体缺陷等，从而提高对聚合物结晶的理解和认识。偏光显微镜是一种非常重要的观察聚合物结晶形态的工具。通过偏光显微镜的使用，可以得到更为准确、详细的结晶信息，从而帮助研究人员更好地理解和应用聚合物材料。以下是使用偏光显微镜观察的实拍效果图：深圳偏光显微镜、偏光显微镜价格、矿相偏光显微镜、偏光显微镜供应、偏光显微镜成像单偏光镜下观察，左侧是没加偏光，右侧是加偏光的偏光显微镜型号：NP900系列（科研级可定制型）MHPL1500（可选透射照明，落射照明或者透反射照明）MHPL3200（透/反射偏光）MHPL3230（透反射偏光）如果您需要研究与检验地质、化工、医疗、药品等领域，进行液态高分子材料，生物聚合物及液晶材料的晶相观察，我们为您提供一整套显微系统方案，可连接数码相机构成数码偏光显微镜，通过计算机屏幕显示测量电脑来观察图片，对图片进行保存、编辑和打印。

你在细胞房的显微镜真的只要能看到就够了吗？平常只是用显微镜观察细胞状态，如果真的需要图片资料还需要用细胞房外的显微镜拍摄，这样的工作方式真的合理吗？每次拍摄照片都要把细胞带出细胞房，拍摄完，还需要走很长的距离，再带回细胞房，这对细胞状态和生长不会有影响吗？每次想进行细胞计数还需要先用显微镜观察下细胞，然后再在细胞计数仪上进行计数，不能直接观察然后计数细胞吗?这一切现在都可以改变，Echo Rebel正倒置一体显微镜独特的设计使其足够小巧、轻便，且无需配置电脑，使用IPAD PRO显示成像画面，只需要一本书的大小就可以放下整台机器，帮助您完成从观察到成像的全过程。使用基于IOS系统的软件简化拍照流程、加快拍照速度，帮助您最少的时间获得最好的图像质量，减少拍照过程对细胞的影响。Echo Rebel正倒置一体显微镜足够小巧，也可以将其放入培养箱中进行观察，其与IPAD采用无线连接，可以在培养箱外进行相关观察和操作，进一步减少影响。Echo Rebel正倒置一体显微镜软件不仅可以进行细胞观察，还可以添加细胞计数功能，解决了细胞计数与观察分开的难题，进一步帮助用户节省时间和精力。同时又获得精确的计数结果。★ 在几秒内快速分析图像，让您告别以往费时费力的人工细胞计数。只需轻轻一点，自动实现细胞存活率计算，无需培训轻松上手。★ 还可以实现多张图片采集，多次计算，消除人为误差，精准度高。★ 轻松实现自动捏合缩放，查看单个细胞的特写图，还可以快速计算不同直径大小细胞数量。Echo Rebel 正倒置一体显微镜Echo Rebel正倒置一体显微镜配置了800W像素的高速摄像头，可以进行视频录制，远程观察等功能，帮助您实时的监测您的细胞状态，获取长时间的细胞动态变化和运动情况，也可实现多屏共享等功能。Echo Rebel正倒置一体显微镜采用独特的视网膜屏全视野技术，将目镜内置，重新定义观察方式，且显微镜创新性的将正倒置显微镜合二为一，突破传统限制，只需一转，就可满足不同的样品观察需求。▲ Echo Rebel正倒置一体显微镜★

从古至今，人类一直在追寻更高更远的真相，从远洋航行到太空探索，人们不断征服一个个宏伟的目标，但是人们肉眼所见的宏观世界不是世界的全部，还有人眼无法看清的微观世界，它同样也吸引着无数人去探索和追寻。无论宏观还是微观事物，我们的观测都是基于三维空间的属性，即XYZ三维，而对事物形态变化的观察则需要再引入一个衡量因素--时间T，因此对事物观察的最完备方式一定是XYZT的同时记录，即形态+时间的长时间摄影，这也是显微镜的终极功能。经过三百多年的发展，现代显微镜提出分辨率、景深、视野等概念，并不断提出解决方案，显微镜已经初步满足我们对微观世界观察的需求，帮助我们记录下微观世界的空间和时间。微观世界观察最重要的是细节的分辨，分辨率的概念便由此诞生，分辨率是指人眼可以区分的两个点之间的最小距离，只在XY维度有效，根据瑞利判据，Rayleigh Criterion，正常人能分辨的极限是明视距离25cm处0.2mm的两个点，当我们使用显微镜后，我们可以看清更小距离的两个点，这便提升了我们观察的分辨率。随着现代研究的不断深入，人们对分辨率的要求也在不断提高，而科学家们也在不断的提升显微镜的分辨率，如电子显微镜将分辨率提升至纳米级别，实现了对病毒的观察，超高显微成像技术，将显微镜的分辨率从200纳米提升到几十纳米，实现了对活细胞细胞器的观察。分辨率的提升也带来了新的问题，即视野和景深的减小，当用普通中央照明法（使光线均匀地透过标本的明视照明法）时，显微镜的分辨距离为d=0.61λ/NA，可见光波长范围为400—700nm，取其平均波长550nm，波长是固定常量，因此，增大NA数值，即可得到更小的D值，也就是可以分辨的两点之间的距离更小，可以让人眼看清楚更小的物体。NA值即数值孔径，描述了透镜收光锥角的大小，NA = n * sinα，即透镜与被检物体之间介质的折射率（n）和孔径角（2α）半数的正弦之乘积。n为物镜与样本之间介质的光折射率，当显微镜物方介质为空气时，折射率n = 1 , 采用折射率高于空气的介质，可以显著提高NA值，水浸介质是蒸馏水，折射率为1.33；油浸物镜介质是香柏油或其它透明油，其折射率一般在1.52左右，接近透镜和载玻片的折射率，因此，油镜的NA值高于空气镜。孔径角又称“镜口角”，是透镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度，增大镜口角，可以提高正弦值，其实际上限约为72度（正弦值为0.95），乘以香柏油折射率1.52，可以得出最大NA值为1.45左右，代入分辨率计算公式，可以得出常规显微镜极限XY平面分辨率为0.2um左右。NA值还会直接影响显微镜的视野亮度（B）。由公式B∝N.A.2/ M2 我们可以推出，亮度随数值孔径（N.A.）的增大或者物镜倍率（M）的降低而增加。从理论上来说，我们应该追求尽可能高的NA值，以获得更好的XY平面分辨率和视野亮度。然而凡事都有两面性，XY平面分辨率的提升，会带来Z轴景深和观察视野的减小。显微镜一般都是垂直向下取景的，通过视场直径内观察到的物体表面凸起的位置与凹下的位置都能够看的很清楚时，那么凸点与凹点之间的高度差就是景深了，对于显微镜来说景深越大越好，景深越大在观察高低不平整的物体表面时，能够得到更好更立体的清晰度画面，大景深有助于我们对微观世界进行垂直方向形态的观察，也就是XYZ三维形态中的Z轴信息。景深就是象平面上清晰的象所对应物平面的前后空间的深度：dtot=(λ*n)/NA + n/(M∗NA) * e，dtot：景深，NA ：数值孔径，M ：总放大率，λ：光波波长, （通常λ=0.55um），n: 试样与物镜之间介质的折射率（空气: n=1、油: n=1.52）根据这个公式，我们可以知道，Z轴景深与XY平面NA值成反比。除了景深外，视野也受到NA值的影响，通过仪器固定注视一点时所能看见的空间范围即视野，它的计算与物镜的放大倍数直接相关，观察所看到的实际视野直径等于视场直径除以物镜的放大倍数，目镜会表明对应视场数，如10/18，即放大倍数10倍，视场直径18mm，因此当目镜确定后，放大倍数越大则观察的视野越小。XY平面分辨率是对局部细节的解析，而视野则决定了我们对样本的观察范围，视野必然是越大越好，但受限于当前的技术，我们必须采用高倍物镜，才可以得到良好的NA值，因此,视野和NA值有间接的负相关系。当我们需要观察的样本大于我们的视野时，每次观察只能看到一个局部，为了解决这个问题，拼图技术便应运而生。通过在XY方向移动样本，连续拍下不同位置的图像，最后拼接在一起，就可以得到一张全视野的图像。▲镜下局部视野▲拼接后全视野▲手动拼接▲自动拼接(图源：Echo显微镜)拼接分为手动和自动两种，手动拼图成本低廉，但是对人员的操作水平，经验要求很高，如上图，操作人员稍有不慎，就会出现图片接缝问题，同时手动拼图速度慢，不适合大批量，高通量样本处理，比如医院病理科日均上百病理切片观察，手动拼图方式无法满足要求。自动拼图的核心部件是全自动载物台，结合软件，可自动实现全自动，大范围全视野拍摄，结合自动Z轴对焦补偿，即可得到全视野的清晰图像。Echo Revolution 全自动荧光显微镜Echo Revolution全自动荧光显微镜，将XYZ三轴全部实现电动化，从而实现自动完成多图拼接的大视野高分辨率成像，而电动化的Z轴可以帮助用户实现自动聚焦、自动定焦和Z-Stacking 多层扫描大景深成像。Echo Revolution全自动荧光显微镜还添加了延时摄影功能，可以帮助用户实现长时间观察和时间回溯，使用户可以进行更全面的观察实验。

恭喜飞纳电镜于 2017 年 5 月 27 日顺利通过海南省博物馆的验收。海南省博物馆已动工建设的二期工程将依托“华光礁i号”沉船的保护修复及沉船中出水的近万件瓷器，重点展示与南海历史、海上丝路、地缘政治和海洋生物矿产资源等方面有关的文物和标本。那么，飞纳电镜是如何观察海底沉船文物的呢？只需三步走：第一步，制样将出水的瓷器用碳导电胶粘在样品台上，再将样品台置于飞纳台式扫描电镜大样品室卓越版 phenom xl 的样品杯上，该样品杯尺寸为 100mm*100mm，一次性可以容纳至多 36 个 1/2 英寸样品台。以下是制备好的出水瓷器样品。飞纳电镜低真空技术可以保证不用喷金直接观察陶瓷等不导电样品，大大简化了制样步骤。对海南省博物馆的工作人员来说，更重要的是大大保护了出水文物，不用对文物表面进行喷金处理，足够大的样品腔室，也不用对样品进行切割处理。飞纳台式扫描电镜内置彩色光学显微镜下的样品台全貌飞纳电镜内置彩色光学显微镜导航，可以对样品台进行全景展示，方便用户定位需要观察的样品，通过鼠标点击需要观察的样品，该样品通过自动马达样品台的移动，将会瞬间移动到扫描电镜视野中央，观察目标位置十分方便。第二步，观察以下是观察出水瓷器的结果。选取了三个特征位置进一步放大观察，只需逐个点击这三个位置，在全自动马达的运动下，特征位置会瞬间移动到视野中央。通过电镜主操作界面的功能按钮，可以轻松完成图像缩放、聚焦、亮度对比度调节、旋转等操作。红色方框为主操作界面的功能按钮，从上往下依次是图像缩放、亮度对比度调节、聚焦、旋转以下是三个特征位置的观察结果:第三步，分析使用飞纳电镜的能谱进行元素的种类和含量的分析。以上右侧显示器显示的是飞纳电镜能谱的面扫分析使用飞纳台式扫描电镜进行样品的检验与分析，将会大大提供分析人员的工作效率，期待飞纳台式扫描电镜为海南省博物馆的作出重要贡献。

液态锂电池是目前新能源领域最主要的能源解决方案，但是不论是磷酸铁锂还是三元材料都很难突破350Wh/kg的能量密度，在提高能量密度的同时还伴随着很多安全隐患。而固态电池与传统锂电池最大的区别在于电解质，它使用固体电解质代替了电解液和隔膜。 传统锂电池（左）和固态电池（右）结构固态电池的优点1、固态电解质大大降低热失控风险；2、固态电池电化学窗口更高,可以匹配高能的电极,大幅提高理论能量密度；3、固态电池可以简化封装,缩减电池重量,提高体积能量密度。固态电池现阶段的发展障碍1、大部分固态电解质电导率较低,快充性能不佳；2、循环过程中物理接触变差,影响使用寿命；3、制备工艺复杂。而固态电池电极之间、电极与电解质之间的形貌和结构对于电池整体的性能和安全性有重要的影响，也是研究固态电池性能的关键。目前，日本在固态电池领域的研究相对领先，其中以氧化物、硫化物路线为主。本文中我们利用日立扫描电镜、离子研磨仪、真空转移系统和原位样品台等设备，对固态电池在充放电过程中电极之间的形貌和结构变化进行了观察。固态电池正极中含有金属锂，在空气状态下容易发生反应，因此我们需要对整个制样和观察过程隔绝空气。日立独特的真空转移系统可以将样品在手套箱、电子显微镜、离子研磨仪以及原子力显微镜之间隔绝空气转移，从而避免了样品在转移过程中的氧化。 日立真空转移系统由于固态电池的电极界面需要通过切割才可以观察到，本文采用日立的离子研磨仪（IM4000Plus）对整个电池进行无损切割，从而获得电池电极的界面。离子研磨仪采用Ar离子加工，可以大大减少加工损伤，同时加工过程是在真空下完成的，配合真空转移系统可以将样品转移到扫描电镜中观察。离子研磨截面加工过程和日立离子研磨仪IM4000Plus为了实现通电状态下的原位观察，我们采用了可以原位通电的样品台，且此样品台可以配合真空转移系统工作，可以保证样品从离子研磨仪切割完后隔绝空气转移到原位样品台上，再通过扫描电镜的交换仓转移至样品仓观察。 原位真空样品台本次观察的固态电池由NCA（Ni-Co-Al）正极、硫化物固态电解质和铟对极组成，分别对电极施加不同的电压和时间，观察电极界面的变化。从下图（a）可见，在施加3.1V电压时，固态电极和铟对极之间有一层In-Li合金层；从（b）图可见在施加3.5V电压60min后合金层向In层扩散（箭头所示）；从（c）图可见在施加3.7V电压110min后，Li的扩散更加明显。由此可见，在高电压或者长时间通电下In-Li合金层会逐渐变宽，Li向In层逐渐扩散。整个过程都是通过日立高端冷场电镜Regulus8230在低电压下观察实现的。Regulus8230可以在低电压下获得背散射电子图像，看到In-Li合金层与电极之间的成分衬度，从而判断Li是否扩散。 固态电池截面原位观察(a)电压3.1V(b)电压3.5V,60min(c)电压3.7V,110minSEM型号:Regulus8230,加速电压:1.5kV,放大倍率:1,000x,信号:HABSE日立为固态电池的原位观察提供了离子研磨仪、真空转移系统、原位样品台和扫描电镜一整套方案，可以满足新能源客户对锂电池形貌和结构的研究。参考文献：Long, Lizhen. et al. Polymer Electrolytes for Lithium Polymer Batteries. Journal of Materials Chemistry A. 26 (2016): 138-169.Zhu, Gaolong, et al. Fast Charging Lithium Batteries: Recent Progress and Future Prospects. Small 2019, 1805389-1805402.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。

使用岛津红外显微镜AIM-9000及AIMsolution分析软件，可以在对扫描点进行可视观察的同时，测定该扫描点的光谱。通过可视观察的同步测定可以实时确认各扫描点的图像和光谱。另外，因为AIMsolution分析软件以相同颜色显示各扫描点及其光谱，所以不仅可视觉确认扫描信息，还可以简单地进行大气校正等数据处理和检索操作。 本文向您介绍通过可视观察的同步测定对多层薄膜进行分析的示例。使用AIM-9000、AIMsolution Measurement软件和AIMsolutin分析软件，在每一个操作步骤都可以瞬间获得准确的数据，实现了前所未有的轻松分析。 了解详情，敬请点击《可视观察的同步测定－多层薄膜的透射测定－》

郑重通知各位热分析实验室的实验猿们：2018余额已经不足，那些没有做完的实验，没有解析的数据，以及没有上交的报告，是时候该加班加点来完成它啦！但是，理想很feng满，现实却很骨感，许多实验看着容易，做起来却很困难。特别是一些复杂样品，经常会出现预料之外的结果；或者测定未知样品，数据已经得到，但是却不知怎么去解析，只能靠想象：是不是发生了这种现象？某某现象到底是什么？为什么会发生这种现象？......我是谁？ 我在哪里？我要干什么？这个时候我们不禁要想，如果有一种方法来验证和帮助我们解析复杂图谱就好了 日立Real View TA样品观察热分析系统（RV），为您排忧解难，通过该系统可以对程序升温过程中的样品进行实时观测，可用连续的图像记录样品状态变化的情况，而且可以自动将图像与测定条件和结果进行对应，获得可信度更高的信息。下面我们来看一下RV样品观测系统的原理，我们在炉体上方加一个CCD摄像头，摄像头与坩埚之间都采用石英材料，这样通过摄像头，我们就能进行样品观测，并且我们将观测系统整合到热分析软件中，通过日立热分析软件就可同时实现热分析数据和实时观测数据的采集。目前日立Real View TA样品观察热分析系统可用于日立DSC、STA、DMA。 下面我们来展示两个RV的例子1. DSC_PET通过RV，我们可以很清晰的观测到样品在玻璃化转变，结晶，熔融各个过程中样品的状态2. STA_颜料对于一些在程序升温过程中有颜色变化的材料，更需要RV来验证。如图所示，样品经过第一个失重梯度由深绿色变成黑色，经过第二个失重梯度由黑色变成灰色，经过第三个失重梯度由灰色变成白色。 综上所述，日立Real View TA样品观察热分析系统将想象的世界可视化，使热分析解析更加简便，可靠。 关于日立TA7000系列热分析仪详情，请见：日立 DSC7020/DSC7000X差示扫描热量仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313721.htm日立 STA7000Series 热重-差热同步分析仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313727.htm日立 TMA7000Series 热机械分析仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313737.htm日立 DMA7100 动态机械分析仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313739.htm 关于日立高新技术公司：日立高新技术公司，于2013年1月，融合了X射线和热分析等核心技术，成立了日立高新技术科学。以“光”“电子线”“X射线”“热”分析为核心技术，精工电子将本公司的全部股份转让给了株式会社日立高新，因此公司变为日立高新的子公司，同时公司名称变更为株式会社日立高新技术科学，扩大了科学计测仪器领域的解决方案。日立高新技术集团产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料，产品线更丰富的日立高新技术集团，将继续引领科学领域的核心技术。更多信息敬请关注日立高新官方网站：http://www.hitachi-hightech.com/cn/

微和纳米塑料(MNPs)是一种新兴的污染物分类，由聚合物产品直接释放或分解形成。近期已有报告指出在人体血液中发现了微和纳米塑料，对人类健康和环境构成了很大的风险。目前，对于降解的MNPs特征和量化分析研究又缺乏可靠的方法。 传统的光学和电子显微镜不能提供样品化学成分的详细信息；质谱方法可以表征聚合物类型但这些技术又具有破坏性，无法获得MNP大小或形态的信息；例如傅里叶变换红外(FTIR)等传统红外光谱虽可以提供化学成分、大小和形貌信息，但其空间分辨率受光学衍射极限限制，下限空间分辨率约为5 μm，无法分析各种尺寸复杂的微塑料颗粒。 非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage的出现有效解决了上述受限问题。设备基于光学光热诱导共振（O-PTIR）技术，突破了传统红外光谱衍射极限，空间分辨率可达500 nm，有效解决了基本全尺寸MNPs样品的化学成分信息、大小和形态信息测试问题。 近期，来自美国圣母大学的Kyle Doudrick，Masaru Kuno，Kirill Kniazev等人[1]使用非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage进行了与我们日常生活息息相关的食品-茶包内降解微塑料样品测试实验。 与传统SEM方法对比，mIRage系统可直观的观察到样品内微塑料（颗粒1、2、3）的形貌和大小信息，同时可获得三个微塑料颗粒的红外光谱成分结果。尤其是针对3号微塑料颗粒，在颗粒仅2 μm的粒径下，仍然获得了清晰的红外光谱图（O-PTIR光谱图）。有效解决了SEM无法测试成分信息、传统红外光谱无法分析5μm甚至10μm以下样品的严重弊端。非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage科研级别分析优势：☛ 可达500 nm左右的空间分辨率☛ 基本无需样品前处理，样品即放即测☛ 光源“探针”对样品无损伤☛ 同时、同位置进行红外和拉曼光谱测试，提供相互佐证的分析结果☛ 同时获得样品成分、形貌、大小等信息样机体验： 为满足国内日益增长的新型红外表征需求，更好的为国内科研工作者提供专业技术支持和服务，Quantum Design中国北京样机实验室引进了非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage，为您提供样品测试、样机体验等机会，欢迎各位老师垂询！ 参考文献：[1]. Kirill Kniazev, Ilia M. Pavlovetc, Shuang Zhang, Junyeol Kim, Robert L. Stevenson, Kyle Doudrick,and Masaru Kuno.Using Infrared Photothermal Heterodyne Imaging to Characterize Micro- and Nanoplastics in Complex Environmental Matrices: Environ. Sci. Technol. 2021, 55, 15891&minus 15899

p　　离子迁移被认为是决定化学、生物和材料科学中许多器件性能的关键步骤。然而，对各向异性纳米结构间固相离子迁移的直接可视化和定量研究一直是一个具有挑战性的课题。/pp　　中科大俞书宏院士、上海交大邬剑波等人在Journal of the American Chemical Society上发表了题为" Real-time visualization of solid-phase ion migration kinetics on nanowire monolayer" 的文章，报道了用原位ChemTEM方法定量研究共组装纳米线(NWs)之间的固相离子迁移过程。/pp style="text-align: center "img width="600" height="130" title="Real-time visualization of solid-phase ion migration kinetics on nanowire monolayer.png" style="width: 600px height: 130px max-height: 100% max-width: 100% " alt="Real-time visualization of solid-phase ion migration kinetics on nanowire monolayer.png" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/d0253ed1-e8e6-446a-a240-7ab7c2de9b93.jpg" border="0" vspace="0"//pp　　化学透射电子显微镜(ChemTEM)是一种新兴技术，可以使电子束在成像过程中触发化学反应。通过调节电子束剂量率，可以很好地控制化学反应的类型和速率以及键解离。/pp　　报道中利用原位ChemTEM方法定量研究共组装纳米线(NWs)间固相离子迁移过程。/pp　　研究人员以在Te纳米线上的Ag离子作为研究模型，通过原位ChemTEM技术揭示了Ag在单层TeNWs阵列上的各向异性迁移行为。此外，ChemTEM表征技术也观察到了Ag在Se@ Te NWs上的迁移和Cu在Te NWs上的迁移，进一步证实了固相离子迁移机制。/pp style="text-align: center "img width="500" height="495" title="图.png" style="width: 500px height: 495px max-height: 100% max-width: 100% " alt="图.png" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/8babed45-b6d1-443e-b74c-4229a8b6b9ca.jpg" border="0" vspace="0"//pp　　这些发现提供了对纳米系统中普遍存在的固相离子迁移动力学的重要见解，并为探索其他离子迁移过程提供了一个有效的工具，有助于将来制备定制的和新的异质纳米结构。/ppbr//p

科学家们一直希望能够更清楚地看到大脑是如何工作的。以前研究人员只能在电子显微镜下摆弄死亡的脑细胞，而从来没有用高分辨率显微镜清晰地看到活的脑细胞在有生命的动物体内的活动图景。据美国物理学家组织网近日报道，现在，德国马克斯普朗克研究所的物理学家斯蒂芬和其同事将这一梦想付诸实现。相关论文刊登在最新一期美国《科学》杂志上。　　斯蒂芬与该研究所的其他研究者多年来一直在研发一种被叫做“受激发射损耗” (STED)的超高分辨率显微镜。现在，他们将这项工作提高到一个新的水准。为了让实验结果更清晰，他们首先对一只老鼠的特定脑细胞进行基因修改，使其能够发出荧光，然后切掉老鼠头盖骨的一小部分，放进玻璃器皿里，通过STED观察那些发亮的脑细胞。同时，研究人员启动STED中所装置的软件以遮盖鼠脑里那些没有变亮的部分，这样即可在有生命的老鼠外部实时地再现出神经细胞的高清活动影像。　　这个新型显微镜提供的清晰度可以达到70纳米级以下，四倍于以前的显微镜，足以帮助科学家观察到脑部树突棘的活动，树突棘是存在于哺乳动物大脑神经元树突上的小突起，构成中枢神经系统兴奋性突触传递的原始位点。　　研究人员未来将有可能进一步发现这种新型显微镜的许多种用途，而其中最重要的领域是用于观察治疗精神病药物在脑部神经元突触里是如何工作的，也许还会引发制药学针对特殊疾病开发新药的突破性进展。

教科书上的化学反应均以单分子形式进行概念描述，但实验中得到的却是大量分子的平均结果。一瓶380毫升的水，约含有10的25次方个水分子，投入金属钠会产生激烈的反应。不妨试想，宏观可见的化学现象，具体到单个分子是怎样的表现?　　单分子实验是从本质出发解决许多基础科学问题的重要途径之一。近年来，虽已有单分子荧光显微镜技术，冷冻单分子电镜技术等诺贝尔奖级别的成果问世，观察、操纵和测量最为微观的单分子化学反应仍是科学家面对的长期挑战。　　8月11日，浙江大学化学系冯建东研究员团队在国际顶级期刊《自然》发表封面文章。浙大团队以电致化学发光反应为研究对象，发明了一种可以直接对溶液中单分子化学反应进行成像的显微镜技术，并实现了超高时空分辨成像。该技术可实现更清晰的微观结构和细胞图像，在化学成像和生物成像领域具有重要应用价值。　　捕获分子发光信号 1秒内连拍上千张图片　　电致化学发光，是指具有发光活性的物质在电极表面通过化学反应实现发光的形式，可令分子产生光信号，在体外免疫诊断、成像分析等领域已有应用。　　“在溶液体系还难以开展单分子化学反应的直接光学捕捉。”冯建东介绍，单分子化学反应伴随的光、电、磁信号变化非常微弱，而且化学反应过程和位置具有随机性，很难控制和追踪。　　如何实现微弱乃至单分子水平电致化学发光信号的测量和成像?如何在电致化学发光成像领域实现突破光学衍射极限的超高时空分辨率成像，即超分辨电致化学发光成像?3年来，冯建东团队致力于这两大难题的研究，通过联用自制的具有皮安水平电流检出能力的电化学测量系统以及宽场超分辨光学显微镜，搭建了一套高效的电致化学发光控制、测量和成像系统。　　“团队通过搭建灵敏的探测系统，将电压施加、电流测量、光学成像同步起来，通过时空孤立捕获到了单分子反应后产生的发光信号。” 论文第一作者、浙大化学系博士生董金润介绍。　　从空间上，研究团队通过不断稀释，控制溶液中的分子浓度实现单分子空间隔离。时间上，通过快速照片采集，最快在1秒内拍摄1300张，消除邻近分子间的相互干扰。　　利用这套光电控制和测量平台，团队首次实现单分子电致化学发光信号的空间成像，其成像特点在于无需借助外界光源，可在暗室操作。　　多重曝光合成叠加 实现纳米级超高分辨率　　现如今，传统光学显微镜在数百纳米以上的尺度工作，而高分辨电镜和扫描探针显微镜则可以揭示原子尺度。“但能够用于原位、动态和溶液体系观测几个纳米到上百纳米这一尺度范围的技术非常有限。”冯建东提到，主要在于受到光的衍射极限限制，光学成像分辨力不足，即相邻很近的两个点难以分辨。　　为此，冯建东团队在获取单分子信号图像基础上，着手研究电致化学发光的超分辨成像。受到超分辨荧光显微镜技术的启发，研究团队利用通过空间分子反应定位的光学重构方法进行成像。　　“好比人们夜晚抬头看星星，可以通过星星的‘闪烁’将离得很近的两颗星星区分开一样。”冯建东介绍，技术原理即通过空间上的发光位置定位，再把每一帧孤立分子反应位置信息叠加起来，就能构建出化学反应位点的“星座”。　　为验证这一成像方法的可行性以及定位算法的准确性，研究团队通过精密加工的方法，在电极表面制造了一个条纹图案作为已知成像模板，并进行对比成像，条纹间隔为几百个纳米。　　记者看到，该微纳结构的单分子电致化学发光成像与电镜成像结果高度吻合。而且，单分子电致化学发光成像将传统上数百纳米的电致化学发光显微成像空间分辨率提升到了前所未有的24纳米。　　研究团队进而将该成像技术应用于生物细胞显微成像，以细胞的基质黏附为对象，对其进行单分子电致化学发光成像，观察其随时间的动态变化，成像结果与荧光超分辨成像可关联对比，其分辨率也可与荧光超分辨成像相媲美。　　“相比于荧光成像技术，电致化学发光成像不需要对细胞结构做标记，意味着不易影响细胞状态，对细胞可能是潜在友好的。”冯建东表示，未来，这项显微镜技术将作为一项研究工具，在单分子水平揭示更多化学奥秘，也有助于揭示更为清晰的生物结构和看清生命基本单位细胞如何工作。

导读上一期我们聊了下显微镜有哪些类型，又该如何去挑选适合自己的显微镜类型，但是同一类别显微镜也会有不同的配置，如相机、载物台、物镜、光源、聚光镜等等，一台显微镜由众多的硬件组成，而硬件又是显微镜性能的关键，因此我们搞懂应该买哪个类别的显微镜后，下一步我们就需要了解哪些硬件对我们的使用至关重要，让我们开始吧，Let’s go ~首先介绍的第一个关键硬件就是相机，这是我们成像的关键。在我们日常的认知中，我们看到的相机无论是手机还是照相机全是彩色的，给我们的感觉是相机只有彩色的，其实不是这样的，甚至和我们的直观感受相反，严格来说，所有的相机感光芯片都是不能识别颜色的，我们看到的那些彩色图片大多是通过拜耳滤色器来实现颜色的识别。就像上图一样，拜耳滤色器使用50％的绿色，25％的红色和25％的蓝色阵列，从而识别出颜色，但它会造成三分之二的光强损失，这对明场观察影响不大，但其他观察，如荧光观察，就可能产生较大的影响，因为荧光本身相对较弱。当然对荧光观察也有对应的解决方案，那就是在荧光显微镜中使用单色相机，这时候有用过荧光显微镜的小伙伴可能就会问了，可是我看到的都是有颜色的啊，这就要从荧光的原理和荧光显微镜的设计说起了。荧光是由特定波长的激发光激发，从而产生特定波长的发射光，也就是说，我们观察时是明确知道我们希望看到的光是什么，其他的光就只是干扰的杂光，因此荧光显微镜观察时选择将其他光滤掉，用单色相机进行成像，至于小伙伴们看到的彩色，其实是赋予的伪彩。 小伙伴了解了吧，明场观察需要选择彩色相机，而荧光观察需要选择单色相机，这样才能获得最好的观察效果。第二个要介绍的关键硬件就是调焦装置了，对于显微镜来说，调焦装置是决定显微镜档次的一个重要硬件，主要区别在于电动与非电动，非电动调焦，显微镜就只能实现XY轴观察，也就是平面观察，而如果实现了电动调焦，也就是配置了电动Z轴，就可以实现样品的XYZ轴观察，即3D立体的观察，显微镜的观察能力就提升了一个维度。第三个介绍的硬件是载物台，刚才说过无电动Z轴只能进行单平面的观察，单平面观察也是存在差异的，当我们需要对样品进行高精度的观察时，必然会选择更高的放大倍数，而这必然会导致视野的缩小，当我们需要拍摄整个样本时，只能依靠手动平移来实现全部观察和拍摄，后续进行拼接时难度极大，且极易出错，导致采用手动载物台难以实现高精度的大视野成像，而这就需要电动载物台来实现。这期就先介绍这么多，我们后期还会介绍显微镜的其他知识啊，小伙伴们持续关注哦。

细胞是生物体基本的结构和功能单位，是生物学研究的基础。传统的细胞观察是通过倒置相差（荧光）显微镜来观察细胞生长或给药前后的形态变化。但是，传统的活细胞观察方式，仅能观察到细胞瞬间的生理信息，无法反映其长时间、连续、全面、动态过程的全部信息。▲ 图源：网络，侵删随着科学的进步，人们对活细胞观察的需求和要求越来越高。如细胞三维培养观察（类器官培养观察），药物筛选等。且在药物筛选实验过程中，需要观察给药后，细胞的形态变化、生长、分化、迁移、凋亡、蛋白的表达分布和细胞器观察等。这需要显微镜长时间观察和聚焦不同焦平面的细胞，并且光毒性要小，因为用荧光观察细胞内的蛋白分布时，荧光会对细胞产生一定的损伤；对一些细胞聚集成团的厚样品来说，需要显微镜具有Z-Stcaking和三维重塑功能且分辨率要求高；同时药筛具有高通量需求，在多孔板内药筛实验中，活细胞观察需要显微镜快速在多样品孔之间进行切换、自动聚焦和荧光通道切换等，这些活细胞观察需求对显微镜功能模块要求极高。▲ 图源：网络，侵删请注意！Revolution正倒置一体电动化智能显微成像系统所设计的功能模块完美契合活细胞观察，近为之而生，搭载的实时DHR技术，使分辨率得到进一步突破，简单多功能的联用让您感受不一样的操作体验。HyperScan高速拼接大视野成像功能，即可以快速扫描整个样品孔又能解决高倍镜下视野小的问题。孔板导航成像功能（Multi-well Point）结合延时摄影成像功能（TimeLapse）、自动对焦与长时间锁焦，再搭配活细胞工作站和全自动载物台，可以实现孔板中活细胞长时间观察又可以一次性研究筛选多种不同浓度的药物对细胞的影响。Z-Stacking+DHR功能再结合自动LED荧光系统，可以更加清晰的观察细胞内不同蛋白的分布，进行三维重塑，同时降低荧光光毒性和光漂白。高速高灵敏相机捕捉微弱荧光信号，使图片结果更准确更清晰。Revolution正倒置一体电动化智能显微成像系统是一台专业的智能活细胞观察显微成像系统，对从事研究活细胞观察研究的您，必须拥有一台高颜值、高性能、易操作的研究级显微系统，Revolution您值得拥有！

随着电子、热电和计算机技术已经小型化到纳米级，工程师们面临着研究相关材料基本特性的挑战。在许多情况下，研究目标太小而无法用光学仪器观察。加州大学欧文分校、麻省理工学院和其他机构的一组研究人员利用尖端电子显微镜和新技术，找到了一种以原子分辨率绘制声子（晶格中的振动）的方法，从而实现更深入地理解热通过量子点传播的方式，设计电子元件中的纳米结构。为了研究声子如何被晶体中的缺陷和界面散射，研究人员使用透射电子显微镜中的振动电子能量损失光谱法探测了靠近硅锗单量子点的声子动态行为，该设备位于欧文材料研究所在UCI校园内。该项目的成果近日发表在《自然》杂志。“我们开发了一种新技术，以原子分辨率差分映射声子动量，这使我们能够观察仅存在于界面附近的非平衡声子，”共同作者，UCI 材料科学与工程和物理学教授、Henry Samueli 工程学院讲席教授、IMRI 主任Xiaoqing Pan说。 “这项工作标志着该领域的一项重大进展，因为这是我们第一次能够提供直接证据，证明漫反射和镜面反射之间的相互作用在很大程度上取决于具体的原子结构。”据Xiaoqing Pan所述，在原子尺度上，热量在固体材料中传输，因为当热量远离热源时，原子波会从其平衡位置移位。在具有有序原子结构的晶体中，这些波被称为声子：原子位移的波包，其携带的热能等于它们的振动频率。该团队使用硅和锗的合金，能够研究声子在量子点的无序环境、在量子点与周围硅之间的界面以及在量子点纳米结构的圆顶形表面周围行为表现。“我们发现SiGe合金呈现出一种成分无序的结构，阻碍了声子的有效传播，”Xiaoqing Pan说。 “由于硅原子在各自的纯结构中比锗原子更靠近，因此合金稍微拉伸了硅原子。由于这种应变，UCI 团队发现由于纳米结构内设计的应变和合金化效应，量子点中的声子正在软化。”Xiaoqing Pan补充说，软化的声子能量更少，这意味着每个声子携带的热量更少，从而降低了热导率。振动的软化是热电设备阻碍热量流动的众多机制之一。该项目的主要成果之一是开发了一种，用于绘制材料中热载体的方向的新技术。 “这类似于计算有多少声子上升或下降，然后计算差异，证明它们的主要传播方向，”他说。 “这项技术使我们能够映射声子从界面的反射。”电子工程师已经成功地将电子设备中的结构和组件小型化到这样的程度，因此它们现在已经下降到十亿分之一米的数量级，远小于可见光的波长，所以这些结构对光学技术来说是不可见的。“纳米工程的进步已经超过了电子显微镜和光谱学的进步，但通过这项研究，我们正在开始追赶的过程，”共同作者，Xiaoqing Pan小组的UCI 研究生 Chaitanya Gadre 说。一个可能从这项研究中受益的领域是热电学——将热能转化为电能的材料系统。 “热电技术的开发人员努力设计阻碍热传输或促进电荷流动的材料，以及如何通过嵌入的固体传输热量的原子级知识，因为它们通常带有故障、缺陷和缺陷，将有助于这一探索”共同作者、UCI 物理学和天文学教授Ruqian Wu说。“人类活动产生的能量中有 70% 以上是热量，因此我们必须找到一种方法将其回收成可用的形式，最好是电力，来满足人类日益增长的能源需求。”潘说。参与这项由美国能源部基础能源科学办公室和美国国家科学基金会资助的研究项目的还有麻省理工学院机械工程系教授Gang Chen；台湾国立中央大学材料科学与工程系教授Sheng-Wei Lee，和UCI材料科学与工程博士后研究员Xingxu Yan。关于加州大学欧文分校（the University of California, Irvine，UCI）：UCI 成立于 1965 年，是久负盛名的美国大学协会中最年轻的成员，被U.S. News & World Report评为全美排名前 10 的公立大学。该校区培养了五位诺贝尔奖获得者，以其学术成就、最早的研究、创新和食蚁兽吉祥物而闻名。在校长Howard Gillman的带领下，UCI 拥有 36,000 多名学生，并提供 224 个学位课程。它位于世界上最安全、最具经济活力的社区之一，是奥兰治县的第二大雇主，每年为当地经济贡献70亿美元，在全州范围内贡献80亿美元。

第一作者：曹天赐，许荣，程晓鹏通讯作者：程晓鹏*，刘显强*，张跃飞*论文完成单位：北京工业大学，西安交通大学，浙江大学【研究背景】 固态锂金属电池充放电过程中锂枝晶的形成，是目前电池安全性关注的重点，然而目前关于锂在实际电池运行状态下是如何在固态电解质中形核，以及对体相内部锂枝晶的具体生长行为的认知仍然不清晰，影响到针对性改进措施的实施。因此有必要发展一种新的基于工况条件的原位方法来分析固态电池运行过程中内部锂的动态生长机制。【成果简介】近日，北工大程晓鹏等科研人员采用原位电化学扫描电镜，实现在工况条件下实时观察固态电池电解质内锂枝晶的生长与扩展，并一步建立了无机固态电解质中锂离子输运的电化学-机械应力耦合模型，相关研究成果以《Chemomechanical Origins of the Dynamic Evolution of Isolated Li Filaments in Inorganic Solid-State Electrolytes》为题，在国际权威期刊《Nano Letters》在线发表，此项关于锂枝晶生长机理的基础研究，对合理设计和安全生产固态电池提供了重要的理论指导。北京工业大学为论文第一完成单位，北京工业大学博士生曹天赐、西安交通大学许荣教授和北京工业大学助理研究员程晓鹏为论文共同第一作者，北京工业大学程晓鹏、刘显强，浙江大学教授张跃飞为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和北京市教委科技计划等项目资助。【图文导读】图1 (a) 原位观测SSE内锂枝晶生长的实验装置，（b-c) 电化学曲线中电流-电压变化和所对应的原位SEM中观测到的无机固态电解质锂镧锆钽氧（LLZTO）截面形貌演变过程。(d) 原位实验过程中SSE内部锂“细丝”演化具体过程的示意图。图2 (a-b) 分别经历了0.05mA cm-2和0.01 mA cm-2电沉积过程后，LLZTO中的锂“细丝”分布状态变化和LLZTO深度方向内部微结构的形貌变化。(c) 0.05 mA cm-2电沉积过程后锂“细丝”生长导致的电解质撕裂以及0.01 mA cm-2电沉积过程后锂“细丝”溶解导致的电解质内部裂纹闭合。(d) LLZTO内部缺陷，裂纹和锂“细丝”演变的对应关系。图3 (a-b) 在迭代放电电流下，电池的电流-电压响应的演变和相应的LLZTO截面形貌的SEM图像变化过程。(c) 原位SEM实验过程中SSE中内部锂“细丝”生长和溶解演变具体过程示意图。【总结和展望】锂枝晶问题仍然是影响固态电池性能安全运行的关键因素，本文利用原位电化学扫描电镜，构建了Li|LLZTO|Au“面对面”型电池结构，对锂枝晶生长行为在真实循环条件下进行了实时观察分析。实验发现锂在LLZTO中的生长呈现出一种动态特征，该特征受到电化学和机械应力之间相互作用的调控。基于实验数据分析，我们建立了电化学-力学耦合模型以理解在锂“细丝”的动态演化过程中机械应力和电化学循环之间的复杂相互作用，定量的数值结果可以为高性能锂金属固态电池的合理设计提供指导。本文所提供的方法为在工况条件下原位表征不同体系固态电解质界面演化行为提供了新思路，助力固态电池的商业化应用进程。论文链接：Tianci Cao†, Rong Xu†, Xiaopeng Cheng*†, Mingming Wang, Tao Sun, Junxia Lu, Xianqiang Liu*, Yuefei Zhang*, Ze Zhang，Chemomechanical Origins of the Dynamic Evolution of Isolated Li Filaments in Inorganic Solid-State Electrolytes, Nano Lett. 2024, 24, 6, 1843–1850. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03321 本文研究团队采用的是浙江祺跃科技有限公司研制的原位电化学扫描电子显微镜测试系统。祺跃科技有限公司，面向市场推出了一系列原位扫描电镜科学仪器，为广大科研人员提供了力、热、电、电化学以及多场耦合环境下材料结构演化过程纳米尺度原位观测手段。

p　　今天是六五环境日。生态环境部今天在六五环境日国家主场活动现场，聘任了2020年度生态环境特邀观察员共9人。这是继2019年首次聘任特邀观察员之后聘任的第二批。生态环境部特邀观察员是生态环境部为了听取来自社会各界的意见建议而聘请的特邀观察员。他们中既有科技代表，也有媒体代表、社会组织代表等。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/e7cb8eae-b3b5-4dd2-a868-4f6231714c78.jpg" title="2020年生态环境特邀观察员.png" alt="2020年生态环境特邀观察员.png"//pp　　2020年度生态环境特邀观察员分别是：span style="text-align: center "/span/pp　　strong清华大学环境学院教授、中国工程院院士 贺克斌/strong/ppstrong　　光明日报社副总编辑、光明网董事长 陆先高/strong/ppstrong　　澎湃新闻总裁、总编辑 刘永钢/strong/ppstrong　　中央广播电视总台财经节目中心制片人、总导演桂佳唯/strong/ppstrong　　中国作协主席团委员 叶梅/strong/ppstrong　　北京师范大学社会发展与公共政策学院教授、博导张强/strong/ppstrong　　中国社会科学院社会发展研究院研究室主任田丰/strong/ppstrong　　北京字节跳动科技有限公司 陈志锋/strong/ppstrong　　中国传媒大学媒介素养教学与研究中心副主任李颖/strong/ppstrongbr//strong/pp　　2019年世界环境日主场活动公布了首批10名特邀观察员，分别是：/pp　　strong原北京市环保局新闻发言人 杜少中/strong/ppstrong　　公众环境研究中心负责人 马军/strong/ppstrong　　中国传媒大学媒介与公共事务研究院副院长 郐颖波/strong/ppstrong　　新京报社社长 宋甘澍/strong/ppstrong　　人民日报海外版“侠客岛”特约评论员 陆琼/strong/ppstrong　　阿里巴巴公益基金会秘书长 王瑞合/strong/ppstrong　　新浪微博高级副总裁 曹增辉/strong/ppstrong　　北京市育英学校副校长 安维芬/strong/ppstrong　　北京富群社会服务中心负责人 于现荣/strong/ppstrong　　北京市西城区居民代表 王津/strong/ppbr//p

美国能源部田纳西州橡树岭国家实验室的研究人员，第一次直接在大块材料的内部观察到原子的扩散现象。这项研究可被用来对新材料的有效期和特性等，进行史无前例的洞察研究，相关成果发布在最新的《物理评论快报》杂志上。　　&ldquo 这是首次直接观察到单个掺杂剂原子在材料内部四处游移。&rdquo 范德比特大学的罗宾· 米什拉说，他目前在橡树岭国家研究室材料科技分部做访问学者。传统意义上，通过非肉眼观测或理论计算等方式，可以对原子扩散现象进行研究，而单原子扩散显现在材料的表面也被直接观察到过。但直接观察到内部原子的运动尚属首次。　　据物理学家组织网10月14日(北京时间)报道，&ldquo 扩散现象掌控着掺杂剂如何进入到材料中，以及掺杂剂如何运动。&rdquo 论文另一作者安德鲁· 鲁皮尼说，&ldquo 选择何种掺杂剂来保证器件持续更长寿命?我们这项研究能帮助做出战略性的决定。&rdquo 新研究可以直接应用在基础材料的设计上。　　还有一发现让研究人员吃惊，通过扫描透射电子显微镜观察作为掺杂剂的铈原子和锰原子的扩散过程捕获的图像显示，大一些的铈原子稳定地扩散到材料中，而更小的锰原子仍然胶着在原地。

p　　日本东京大学柴田直哉准教授领导的研究小组，利用目前最先进的扫描透射电子显微镜(STEM)和多分区检测器，首次成功观测到金原子内部电场的分布情况——该电场分布在原子核与电子云之间不到0.1纳米的区域内。最新成果对观察原子内部精密结构极为重要，使未来直接观察原子间如何结合成为可能。/pp　　扫描透射电子显微镜电子探针的大小决定对影像的分辨能力，目前最先进镜片技术的影像分辨力可达0.05纳米以下。电子探针可以检测出由原子产生的散射信号，因此可实现原子可视化。尽管到目前为止，电子显微镜可观测到原子，但直接观察原子内部结构(原子核及电子云)却极为困难。/pp　　研究小组使用分辨能力达0.05纳米以下的扫描透射电子显微镜和他们开发的多分区检测器，对一个金原子内部进行观测，结果发现，在带正电荷的原子核与带负电荷的电子云之间电场的影响下，电子束的行进角度和位置发生了变化，从而直接观察到了原子内部的电场分布，成功捕捉到了原子内部电场从原子核向电子云方向涌动的情形。/pp　　目前，电子显微镜广泛应用于物理化学、电子信息工程学、材料科学、生命科学等尖端基础研究领域 也在半导体设备、医疗、信息通信、能源等产业“大显身手”。提高电子显微镜的性能，对纳米技术研究尤为重要。该研究小组的下一步计划是，挑战直接观察原子间如何联系结合这一难题。/pp　　该成果发表在近日出版的《自然· 通讯》网络版上。/p