儀器信息網(wǎng)訊 2015年12月22日，為推動(dòng)北京及周邊省市電子顯微學(xué)的學(xué)術(shù)及技術(shù)水平的提高，促進(jìn)電子顯微學(xué)工作者在材料科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用、發(fā)展和交流，由北京市電鏡學(xué)會(huì)、北京理化分析測試技術(shù)學(xué)會(huì)主辦的“2015年度北京市電子顯微學(xué)年會(huì)”在北京天文館舉行。

會(huì)議現(xiàn)場

北京市電鏡學(xué)會(huì)理事長鄭維能、秘書長張德添主持會(huì)議

　　電鏡技術(shù)最新應(yīng)用進(jìn)展

北京大學(xué) 俞大鵬

　　俞大鵬在報(bào)告中介紹了北京大學(xué)“納米結(jié)構(gòu)與低維物理”研究團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦太陽能電池研究開發(fā)方面的成果。據(jù)了解，該團(tuán)隊(duì)目前已設(shè)計(jì)了一種鈣鈦礦電池的新結(jié)構(gòu)，將長鏈吸濕性PEG分子作為聚合物骨架引入到鈣鈦礦材料吸光層中，長鏈PEG分子構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)使鈣鈦礦材料成膜質(zhì)量顯著提高，電池光電轉(zhuǎn)化效率和重復(fù)性得到顯著提高，最高效率可達(dá)16%。

　　此外，俞大鵬提到2015年北京大學(xué)投入一億多元采購了4臺(tái)電鏡，其中兩臺(tái)為冷凍電鏡。對此，俞大鵬表示：“買這么多設(shè)備，壓力也很大，一流的設(shè)備也要出一流的成果才行。”

中科院物理所 谷林

　　谷林30年來從事鋰電池及材料研究，他說：“目前中國有50臺(tái)球差電鏡，這50臺(tái)儀器到底能夠給我們帶來什么收獲，是我們需要思考的。雖然我們利用球差電鏡能夠看到原子，但是到底能夠解決實(shí)際應(yīng)用中的什么問題。其實(shí)真正做電鏡研究的人，他們關(guān)心的并不是表面信息或結(jié)構(gòu)信息，而是更深層次的關(guān)系，比如哪個(gè)變量與物性的關(guān)聯(lián)更加緊密?！?p>　　谷林介紹說：“雖然我們看到了原子尺度，但實(shí)際上擺在我們面前的是原子尺度解決不了的問題，就像鐵磁材料研究當(dāng)中，單個(gè)自旋并不算什么，只有當(dāng)這些單個(gè)的自旋形成疇的時(shí)候，它才對外宏觀的表現(xiàn)出一些鐵磁的性能。在鋰電池研究當(dāng)中需要考慮金屬和氧之間鍵的可極化性，以及過度金屬之間局域電子的關(guān)聯(lián)性。需要從電荷、軌道、自旋等各個(gè)方面整體把握材料的性能，而不是單單考慮比表面積?！?p>

北京生命科學(xué)研究所 何萬中

　　何萬中在報(bào)告中介紹了課題組在可克隆電鏡標(biāo)記技術(shù)開發(fā)方面的最新研究成果，并從藍(lán)寶石片和鉆石片高導(dǎo)熱冷凍技術(shù)、可溫控超快低溫替代固定技術(shù)、Leica EMPACT2新型樣品槽的設(shè)計(jì)等方面介紹了課題組在高壓冷凍低溫替代固定技術(shù)開發(fā)方面的成果。

北京大學(xué)第一醫(yī)院 任雅麗

　　任雅麗以胸膜惡性腫瘤診斷為例，介紹了電鏡在腫瘤診斷中的應(yīng)用。對于腫瘤的病理診斷，任雅麗認(rèn)為電鏡可以說是一種非常有意義的輔助手段。但是，絕對不能將其作用過分夸大，光鏡和免疫組化還是起到主要作用。

中科院生物物理所生物成像中心 孫飛

　　孫飛介紹說：“生命現(xiàn)象在不同層次、不同尺度都有特定的規(guī)律，要理解生命，就要在不同層次去研究理解。目前生物成像中心正在努力從納觀到介觀尺度回答生物學(xué)問題。未來5年我們希望體外分子研究的分辨率可以達(dá)到2埃，細(xì)胞原位研究的分辨率可以達(dá)到8埃?！?p>　　據(jù)介紹，基于以上目標(biāo)，生物成像中心開發(fā)了一系新技術(shù)，如支持膜技術(shù)、相位板技術(shù)、圖像處理技術(shù)、相機(jī)技術(shù)、光電關(guān)聯(lián)技術(shù)，以及超薄切片自動(dòng)收集技術(shù)等。其中基于高真空的冷凍熒光顯微鏡平臺(tái)HOPE將電鏡樣品桿直接放在光鏡中觀察，然后再送入電鏡中成像，進(jìn)一步提高了光電關(guān)聯(lián)的精度。三維重構(gòu)算法ICON可以有效恢復(fù)成像中丟失的信息，并且除掉了由于角度缺失導(dǎo)致的一些假象。超薄切片自動(dòng)收集裝置可以連續(xù)收集上千片的超薄切片，每片厚度在70-100nm。

　　電鏡儀器最新技術(shù)進(jìn)展

日立高新 高敞

　　2015年日立高新最新推出了HF5000 200kV透射電鏡，以及實(shí)時(shí)三維結(jié)構(gòu)分析聚焦離子束掃描電鏡(FIB-SEM)新品NX9000。高敞在報(bào)告中對這兩款產(chǎn)品做了詳細(xì)介紹。

　　據(jù)介紹，HF5000集合了日立高新的透射電鏡及掃描透射電鏡技術(shù)，達(dá)到了亞埃級(jí)的空間分辨率(0.1nm或更低)，球差校正器為其標(biāo)準(zhǔn)配置。另外，HF5000采用了日立高新經(jīng)過考驗(yàn)而被認(rèn)可的冷場發(fā)射電子槍技術(shù)，并且它的鏡筒和樣品臺(tái)經(jīng)過了重新的設(shè)計(jì)，從而顯著提升了儀器的性能和穩(wěn)定性。NX9000是由日立高新和其全資子公司日立高新科學(xué)公司合作研發(fā)推出的新產(chǎn)品。在NX9000中，SEM鏡筒和FIB鏡筒呈正交構(gòu)造，而不是常見的對角構(gòu)造。這種構(gòu)造形式是進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)分析最理想的結(jié)構(gòu)，能夠穩(wěn)定收集準(zhǔn)確反映樣品真實(shí)結(jié)構(gòu)的圖像。

日本電子 韓廣達(dá)

　　2009年，在日本電子成立60周年之際，日本電子推出當(dāng)時(shí)世界上分辨率最高的商業(yè)化球差校正透射電鏡JEM-ARM200F，分辨率達(dá)到80pm。2015年，日本電子又推出了加強(qiáng)版ARM 200F(ACCEL ARM)聚光鏡球差校正電鏡。

　　韓廣達(dá)介紹說，“ACCEL ARM進(jìn)一步開發(fā)了光源潛能，獲得更大束流、更小更亮的束斑，并且改進(jìn)成像系統(tǒng)，節(jié)制了信號(hào)的流失，充分利用了信號(hào)。因此可在不易損傷樣品的低加速電壓下，獲得滿意的STEM分辨率(0.078nm@200kV，0.11nm@60kV，0.2nm@30kV)，能夠快速高效的收集能譜面分布圖，減短樣品損傷時(shí)間。同時(shí)，ACCEL ARM采用了日本電子與德國CEOS公司聯(lián)合制作的針對于低加速電壓進(jìn)行矯正的能夠?qū)崿F(xiàn)第4級(jí)乃至第5級(jí)的球差校正?！?p>

FEI 潘錫江

　　潘錫江在報(bào)告中提到：電鏡在生物科學(xué)領(lǐng)域涵蓋的研究對象主要是蛋白質(zhì)和細(xì)胞，目前比較熱門的研究是結(jié)構(gòu)生物學(xué)，下一個(gè)熱點(diǎn)方向會(huì)是在細(xì)胞和組織。而大容量三維成像技術(shù)是這一領(lǐng)域的重要研究工具。近年來隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)發(fā)展很快，在神經(jīng)生物學(xué)、細(xì)胞間相互作用、亞細(xì)胞間動(dòng)態(tài)過程、藥物篩選等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。

　　FEI推出的大容量三維成像分析的掃描電鏡Teneo VS?，在FEI 的VolumeScope掃描電鏡的基礎(chǔ)上搭載了可拆卸的鉆石刀，可分析的最大樣品塊平面為500×500μm2。特別采用多能量去卷積算法，利用了SEM中不同加速電壓可穿透不同厚度的原理，實(shí)現(xiàn)了更高的Z軸分辨率。潘錫江介紹說：“我們利用切片機(jī)連續(xù)切15-30nm的切片是非常困難的，但現(xiàn)在我們只需切取50nm的薄片，再利用多能量去卷積算法，就可以獲得Z軸方向10nm的分辨率?！?p>

飛納中國 李淑波

　　臺(tái)式電鏡具有價(jià)格便宜、使用簡單、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。Phenom-World(飛納-全球)作為全世界唯一專注于高端臺(tái)式掃描電鏡的生產(chǎn)商于2015年推出了一款創(chuàng)新產(chǎn)品——Delphi臺(tái)式電鏡熒光關(guān)聯(lián)顯微鏡。

　　飛納李淑波介紹說：“光電關(guān)聯(lián)技術(shù)是生命科學(xué)研究的重要手段。Delphi無需在電鏡和光鏡之間對樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)移，便可對同一位置點(diǎn)獲取熒光和電鏡圖像。采用專利圖像自動(dòng)重疊技術(shù)，無需人工校準(zhǔn)就能得到熒光和電鏡疊加照片，疊加精度50nm。該產(chǎn)品榮獲美國《Microscopy Today 》雜志頒發(fā)的 2015 年創(chuàng)新發(fā)明獎(jiǎng)。”另外李淑波還介紹了Phenom-World推出的大樣品室卓越版Phenom XL，該儀器可以選配二次電子探測器;電鏡腔室由原來的32mm 擴(kuò)容為100mmx100mm，一次可容納至少36個(gè)樣品。

　　能譜儀最新技術(shù)進(jìn)展

布魯克 王慧敏

　　為了提高EDS分析的空間分辨率往往需要在低電壓、低束流模式下進(jìn)行分析，這對于掃描電鏡來說并不是什么問題，但對于EDS分析來說就需要提高采集效率并增加信號(hào)處理速度來確保高分辨率。為了最大程度的提高采集效率，布魯克推出了平插式能譜儀XFlash FlatQUAD。王慧敏介紹說：“該能譜儀可置于極靴正下方，電子束流從中心孔穿過。采用環(huán)形芯片設(shè)計(jì)，每片芯片都配備了獨(dú)立的信號(hào)處理通道，因此具有極高的采集效率，并減少了吸收效應(yīng)，保證了輕元素探測的靈敏度。其信號(hào)處理器處理速率最高輸入6000kcps，最高輸出1600kcps。”

Ametek 嚴(yán)琴舫

　　嚴(yán)琴舫則介紹了阿美特克新推出的采用Si3N4窗口的能譜儀Elite。據(jù)介紹，Si3N4窗口的厚度可在100nm以下，透過率大幅增加可達(dá)到60%，并且非常堅(jiān)固，適用于等離子清洗，采用該窗口提高了低能端的敏感性和輕元素檢測率，提高了整個(gè)能量范圍的計(jì)數(shù)率。并且Elite采用真空封裝，減少了X射線衰減，提高了低能端的峰位強(qiáng)度，避免了模塊中水汽的存在，防止性能失效。

　　此外本次會(huì)議中，科揚(yáng)徐國巖介紹了Gatan的最新離子束設(shè)備、徠卡的賈斌斌介紹了徠卡電鏡制樣技術(shù)的最新進(jìn)展、蔡司李剛介紹了蔡司三維X射線顯微鏡及三維衍射襯度新技術(shù)進(jìn)展、Tescan李景介紹了掃描電鏡最新技術(shù)與進(jìn)展。

儀器展覽

　　會(huì)議同期還舉行了小型儀器展，天美、日本電子、飛納中國、布魯克、牛津儀器、科揚(yáng)、FEI、蔡司、泰思肯、AMETEK北京辦事處EDAX部、堀場貿(mào)易(上海)有限公司、北京中科科儀股份有限公司、北京鋼拓冶金技術(shù)研究所、北京中鏡科儀技術(shù)有限公司、北京達(dá)濟(jì)科儀科技有限公司、蘇州德銳特成像技術(shù)有限公司等設(shè)置了展位，同與會(huì)代表進(jìn)行了深入的溝通和交流。