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2015年度北京市电子显微学年会举行

2018-11-26 10:11:42

仪器信息网讯 2015年12月22日,为推动北京及周边省市电子显微学的学术及技术水平的提高,促进电子显微学工作者在材料科学、生命科学等领域的应用、发展和交流,由北京市电镜学会、北京理化分析测试技术学会主办的“2015年度北京市电子显微学年会”在北京天文馆举行。

会议现场

北京市电镜学会理事长郑维能、秘书长张德添主持会议

电镜技术应用进展

北京大学 俞大鹏

俞大鹏在报告中介绍了北京大学“纳米结构与低维物理”研究团队在钙钛矿太阳能电池研究开发方面的成果。据了解,该团队目前已设计了一种钙钛矿电池的新结构,将长链吸湿性PEG分子作为聚合物骨架引入到钙钛矿材料吸光层中,长链PEG分子构成的三维网络使钙钛矿材料成膜质量显著提高,电池光电转化效率和重复性得到显著提高,效率可达16%。

此外,俞大鹏提到2015年北京大学投入一亿多元采购了4台电镜,其中两台为冷冻电镜。对此,俞大鹏表示:“买这么多设备,压力也很大,的设备也要出的成果才行。”

中科院物理所 谷林

谷林30年来从事锂电池及材料研究,他说:“目前中国有50台球差电镜,这50台仪器到底能够给我们带来什么收获,是我们需要思考的。虽然我们利用球差电镜能够看到原子,但是到底能够解决实际应用中的什么问题。其实真正做电镜研究的人,他们关心的并不是表面信息或结构信息,而是更深层次的关系,比如哪个变量与物性的关联更加紧密。”

谷林介绍说:“虽然我们看到了原子尺度,但实际上摆在我们面前的是原子尺度解决不了的问题,就像铁磁材料研究当中,单个自旋并不算什么,只有当这些单个的自旋形成畴的时候,它才对外宏观的表现出一些铁磁的性能。在锂电池研究当中需要考虑金属和氧之间键的可极化性,以及过度金属之间局域电子的关联性。需要从电荷、轨道、自旋等各个方面整体把握材料的性能,而不是单单考虑比表面积。”

北京生命科学研究所 何万中

何万中在报告中介绍了课题组在可克隆电镜标记技术开发方面的研究成果,并从蓝宝石片和钻石片高导热冷冻技术、可温控超快低温替代固定技术、Leica EMPACT2新型样品槽的设计等方面介绍了课题组在高压冷冻低温替代固定技术开发方面的成果。

北京大学医院 任雅丽

任雅丽以胸膜恶性肿瘤诊断为例,介绍了电镜在肿瘤诊断中的应用。对于肿瘤的病理诊断,任雅丽认为电镜可以说是一种非常有意义的辅助手段。但是,不能将其作用过分夸大,光镜和免疫组化还是起到主要作用。

中科院生物物理所生物成像中心 孙飞

孙飞介绍说:“生命现象在不同层次、不同尺度都有特定的规律,要理解生命,就要在不同层次去研究理解。目前生物成像中心正在努力从纳观到介观尺度回答生物学问题。未来5年我们希望体外分子研究的分辨率可以达到2埃,细胞原位研究的分辨率可以达到8埃。”

据介绍,基于以上目标,生物成像中心开发了一系新技术,如支持膜技术、相位板技术、图像处理技术、相机技术、光电关联技术,以及超薄切片自动收集技术等。其中基于高真空的冷冻荧光显微镜平台HOPE将电镜样品杆直接放在光镜中观察,然后再送入电镜中成像,进一步提高了光电关联的精度。三维重构算法ICON可以有效恢复成像中丢失的信息,并且除掉了由于角度缺失导致的一些假象。超薄切片自动收集装置可以连续收集上千片的超薄切片,每片厚度在70-100nm。

电镜仪器技术进展

日立高新 高敞

2015年日立高新推出了HF5000 200kV透射电镜,以及实时三维结构分析聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)新品NX9000。高敞在报告中对这两款产品做了详细介绍。

据介绍,HF5000集合了日立高新的透射电镜及扫描透射电镜技术,达到了亚埃级的空间分辨率(0.1nm或更低),球差校正器为其标准配置。另外,HF5000采用了日立高新经过考验而被认可的冷场发射电子枪技术,并且它的镜筒和样品台经过了重新的设计,从而显著提升了仪器的性能和稳定性。NX9000是由日立高新和其全资子公司日立高新科学公司合作研发推出的新产品。在NX9000中,SEM镜筒和FIB镜筒呈正交构造,而不是常见的对角构造。这种构造形式是进行三维结构分析理想的结构,能够稳定收集准确反映样品真实结构的图像。

日本电子 韩广达

2009年,在日本电子成立60周年之际,日本电子推出当时世界上分辨率的商业化球差校正透射电镜JEM-ARM200F,分辨率达到80pm。2015年,日本电子又推出了加强版ARM 200F(ACCEL ARM)聚光镜球差校正电镜。

韩广达介绍说,“ACCEL ARM进一步开发了光源潜能,获得更大束流、更小更亮的束斑,并且改进成像系统,节制了信号的流失,充分利用了信号。因此可在不易损伤样品的低加速电压下,获得满意的STEM分辨率(0.078nm@200kV,0.11nm@60kV,0.2nm@30kV),能够快速高效的收集能谱面分布图,减短样品损伤时间。同时,ACCEL ARM采用了日本电子与德国CEOS公司联合制作的针对于低加速电压进行矫正的能够实现第4级乃至第5级的球差校正。”

FEI 潘锡江

潘锡江在报告中提到:电镜在生物科学领域涵盖的研究对象主要是蛋白质和细胞,目前比较热门的研究是结构生物学,下一个热点方向会是在细胞和组织。而大容量三维成像技术是这一领域的重要研究工具。近年来随着自动化技术的发展,该技术发展很快,在神经生物学、细胞间相互作用、亚细胞间动态过程、药物筛选等领域发挥了重要作用。

FEI推出的大容量三维成像分析的扫描电镜Teneo VS?,在FEI 的VolumeScope扫描电镜的基础上搭载了可拆卸的钻石刀,可分析的样品块平面为500×500μm2。特别采用多能量去卷积算法,利用了SEM中不同加速电压可穿透不同厚度的原理,实现了更高的Z轴分辨率。潘锡江介绍说:“我们利用切片机连续切15-30nm的切片是非常困难的,但现在我们只需切取50nm的薄片,再利用多能量去卷积算法,就可以获得Z轴方向10nm的分辨率。”

飞纳中国 李淑波

台式电镜具有价格便宜、使用简单、运行成本低等优点。Phenom-World(飞纳-全球)作为全世界专注于高端台式扫描电镜的生产商于2015年推出了一款创新产品——Delphi台式电镜荧光关联显微镜。

飞纳李淑波介绍说:“光电关联技术是生命科学研究的重要手段。Delphi无需在电镜和光镜之间对样品进行转移,便可对同一位置点获取荧光和电镜图像。采用专利图像自动重叠技术,无需人工校准就能得到荧光和电镜叠加照片,叠加精度50nm。该产品荣获美国《Microscopy Today 》杂志颁发的 2015 年创新发明奖。”另外李淑波还介绍了Phenom-World推出的大样品室卓越版Phenom XL,该仪器可以选配二次电子探测器;电镜腔室由原来的32mm 扩容为100mmx100mm,一次可容纳至少36个样品。

能谱仪技术进展

布鲁克 王慧敏

为了提高EDS分析的空间分辨率往往需要在低电压、低束流模式下进行分析,这对于扫描电镜来说并不是什么问题,但对于EDS分析来说就需要提高采集效率并增加信号处理速度来确保高分辨率。为了的提高采集效率,布鲁克推出了平插式能谱仪XFlash FlatQUAD。王慧敏介绍说:“该能谱仪可置于极靴正下方,电子束流从中心孔穿过。采用环形芯片设计,每片芯片都配备了独立的信号处理通道,因此具有极高的采集效率,并减少了吸收效应,保证了轻元素探测的灵敏度。其信号处理器处理速率输入6000kcps,输出1600kcps。”

Ametek 严琴舫

严琴舫则介绍了阿美特克新推出的采用Si3N4窗口的能谱仪Elite。据介绍,Si3N4窗口的厚度可在100nm以下,透过率大幅增加可达到60%,并且非常坚固,适用于等离子清洗,采用该窗口提高了低能端的敏感性和轻元素检测率,提高了整个能量范围的计数率。并且Elite采用真空封装,减少了X射线衰减,提高了低能端的峰位强度,避免了模块中水汽的存在,防止性能失效。

此外本次会议中,科扬徐国岩介绍了Gatan的离子束设备、徕卡的贾斌斌介绍了徕卡电镜制样技术的进展、蔡司李刚介绍了蔡司三维X射线显微镜及三维衍射衬度新技术进展、Tescan李景介绍了扫描电镜技术与进展。

仪器展览

会议同期还举行了小型仪器展,天美、日本电子、飞纳中国、布鲁克、牛津仪器、科扬、FEI、蔡司、泰思肯、AMETEK北京办事处EDAX部、堀场贸易(上海)有限公司、北京中科科仪股份有限公司、北京钢拓冶金技术研究所、北京中镜科仪技术有限公司、北京达济科仪科技有限公司、苏州德锐特成像技术有限公司等设置了展位,同与会代表进行了深入的沟通和交流。


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