2017年国内外光学显微镜最新研究成果

导读：当代生命科学研究对光学显微技术提出了越来越高的要求——更高的空间分辨率、更大的成像深度、更快的成像速度。特别是对于生物活体显微成像来说，生物组织对光的散射使得噪声大大增强，严重影响了空间分辨率和成像深度。日前，中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室超分辨成像团队研制成功双光子激发激光扫描实时立体显微镜，首次把基于双目视觉的立体显微方法和高分辨率双光子激发激光扫描荧光显微技术结合在一起，实现了对三维荧光样品的高速立体成像。
   信息时代将人类带入了一个崭新的生活方式；显微镜的出现，把一个全新的世界展现在人类的视野里。如今，随着显微镜技术越来越成熟，其细分领域和种类越来越清晰，在众多显微镜类别中，光学显微镜和电子显微镜便是其中两类。光学显微镜的种类很多，主要有明视野显微镜(普通光学显微镜)、暗视野显微镜、荧光显微镜、相差显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、偏光显微镜、微分干涉差显微镜、倒置显微镜等；电子显微镜包括扫描电镜、分析电镜、超高压电镜等，它们均在生物、医疗等领域发挥着重要作用。
　　2017年，国内外光学仪器领域研究成果丰硕。各项技术取得突破、专项成果通过验收，为光学仪器领域的发展注入了新活力。光学和电子显微镜作为光学仪器的重要组成部分，各项研究工作稳步推进，成果骄人！
　　中科院实验室成功研制激光扫描实时立体显微镜
　　当代生命科学研究对光学显微技术提出了越来越高的要求——更高的空间分辨率、更大的成像深度、更快的成像速度。特别是对于生物活体显微成像来说，生物组织对光的散射使得噪声大大增强，严重影响了空间分辨率和成像深度。日前，中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室超分辨成像团队研制成功双光子激发激光扫描实时立体显微镜，首次把基于双目视觉的立体显微方法和高分辨率双光子激发激光扫描荧光显微技术结合在一起，实现了对三维荧光样品的高速立体成像。
　　澳专家研制出使用条形码激光扫描技术的新型显微镜
　　澳大利亚国立大学2月23日宣布，该校研究人员制造出一台新型显微镜，能够使用条形码激光扫描技术拍摄活体动物血管内的血细胞和脑神经元的动态影像。通过在激光显微镜中安置条形码扫描仪所使用的多面镜，照明激光经过速度可变的可转动多面镜的反射，可以对生物样本进行快速扫描。新技术将以往常用的10面镜增加到36面镜，同时增加激光强度，实现激光射线扫描速度加倍，时间缩短到数千分之一秒。
　　给细胞内做“直播”？科学家研制出新型量子显微镜
　　通过钻石打造的探头，量子显微镜可以协助科研人员研究纳米尺度微观世界的奥秘，诸如 DNA 如何在细胞内折叠、药物如何作用、细菌如何代谢金属等。至关重要的是，量子显微镜可以给溶液中的离子单独成像，揭示正在发生的生物化学反应，而不干涉反应过程。2月14日，研究这种系统的一个团队在 ArXiv 服务器上发布预印本阐述了他们的研究成果。能够提供铜离子的量子磁共振影像，揭示正在发生的生物化学反应，而不干涉反应过程，这在科研创新领域又有了新的突破，今后将更广泛地应用于生物学领域。
　　“超级显微镜”研发成功 仪器研制国产化率超过96%
　　散裂中子源产生强脉冲中子，通过测量中子束流在样品的散射反应过程，探测样品原子核的位置和运动状况，为材料科学技术、生命科学、物理、化学化工、资源环境、新能源等诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。中国散裂中子源是我国“十二五”期间建设的规模最大的大科学装置，将成为世界上第四台脉冲式散裂中子源。CSNS的建设涉及大量先进技术，项目从2006年起开展了一系列关键技术的预制研究工作，攻克了众多技术难题。加速器、靶站和谱仪工艺设备的批量生产在全国近百家合作单位完成，许多设备的研制在达到国内外先进水平，设备国产化率达到96%以上。
　　新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜成功研制
　　如何打破尺度壁垒,整合微观神经元和神经突触活动与大脑整体的活动和个体行为信息，是领域内亟待解决的一个关键挑战。近日，自然杂志子刊 Nature Methods 发布了来自于中国在这方面的研究进展。该论文主要展示了《超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统》的研究成果——新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜成功研制，并获取了小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰、稳定的图像。
　　扫描透射电子显微镜首次观测金原子内部电场分布情况
　　电子显微镜是物理化学、材料科学、生命科学等研究领域不可缺少的检测仪器之一，可对微生物、小分子等进行观测，从而得出重要的研究成果。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。该成果发表于近日出版的《自然·通讯》网络版上。
　　美研发显微镜技术寻外星生命 可对外太阳系微生物识别
　　据消息称，美国科学家团队正在研发一种全新的显微镜技术，并将利用它来确定外星生命是否真的存在。该设备是一种数字全息显微镜，可有效地对外太阳系微生物进行采样和识别。研究人员将通过分析该运动，确定目标对象是否是生物体或是非生物体。研究人员表示，目前提供的证据表明，使用激光记录3D图像的数字全息显微镜技术，可能是人类发现太空微生物的最佳选择。
　　日本科研团队开发出新型全息显微镜
　　日本熊本大学近日发布消息称，该大学与多家日本大学和研究机构组成的联合团队利用包含各类波长中子射线的“白色”中子束(所谓“白色”的比喻，是因为白色可见光是由各种不同波长的光波所构成)开发出新型全息显微镜，可用于在原子水平对半导体、传感器等高性能材料中添加的微量轻元素进行精密结构分析。其中子束来自位于茨城县东海村的“大强度质子加速器”(J-PARC)。在研发过程中，团队成功对萤石结晶中掺入稀土元素铕(Eu)的情况进行了验证，通过超精密成像，对稀土元素周边的特殊结构成功进行了解析。
　　作为一种精密的光学仪器，显微镜已有300多年的发展史。自从有了显微镜，人们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。如今，全球制造技术快速发展，显微镜的应用范围变得愈来愈广，显微镜行业迎来新一轮发展机遇。由此，从事光学显微镜和电镜生产商应牢牢抓住时机，借势而为，研制更加精密的仪器设备，占据市场制高点。
 

来源：云企网-华中企业新闻网