运用电子显微镜及X射线晶体学拍摄利于疫苗研发的病毒艺术照

新型冠状病毒、艾滋病毒或普通流感病毒,在高分辨电子显微镜下都构成了一幅迷人的画面。美国在各种媒体,包括电视、报纸和网络上公布的图像是由戈登·乔伊斯博士等研究人员制作拍摄的,目的是帮助研究人员更好地开发最终将摧毁病毒的疫苗。

几年前,如果研究人员想要一个病毒的可视化图像,他们必须做一种艺术家般的渲染。乔伊斯是亨利·m·杰克逊军事医学发展基金会(Henry M. Jackson Foundation for the Advancement of Military Medicine)的员工,该基金会通过一项合作协议为沃尔特·里德陆军研究所(Walter Reed Army Institute of Research)的新兴传染病研究所(Emerging Infectious Disease Branch)提供研究支持。

“几年前,我们会有这样的漫画或艺术表现形式,”乔伊斯说。“但是现在,随着技术的进步,我们能够真正使用来自细胞的真实图像和病毒的真实图像。”乔伊斯说,在美国疾病控制与预防中心网站上看到的SARS-CoV-2的高分辨率图像部分是艺术化的,但在病毒灰色身体上看到的红色“尖头”是用电子显微镜拍摄的。

运用电子显微镜及X射线晶体学拍摄利于疫苗研发的病毒艺术照

电子显微镜下冠状病毒表现出的超微结构

乔伊斯说,x射线晶体学和电子显微镜是研究人员获取诸如SARS-CoV-2、HIV-1、MERS-CoV、流感或呼吸道合胞体病毒等令人惊叹的病毒图像的两种方法。研究人员使用电子显微镜扫描拍摄了多达一百万张病毒图像。然后,选择其中最好的10万张合成图像。背后基于很多数学计算来调整这些图片,最终获得这些高分辨率图片。

运用电子显微镜及X射线晶体学拍摄利于疫苗研发的病毒艺术照

通过X射线晶体学拍摄合成的呼吸道合胞病毒部分的原子模型

在过去的几年里,技术和处理能力无法完成如此庞大的任务。但如今,计算技术的进步使这成为可能。WRAIR的团队是使用x射线晶体学的专家,利用x射线晶体学来捕获新冠病毒的图像,这就像获得高分辨率卫星图像一样。有了这些信息,就能设计消灭病毒药物或激发人体免疫力的疫苗。实验室的研究人员培育了一种病毒的蛋白质晶体——只是病毒的一部分——然后用液氮冷却这些晶体。这些晶体被送往位于伊利诺斯州拉蒙特的阿贡国家实验室,在那里接受粒子加速器内沿光束射线的轰击。

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x射线结晶学收集的流感血凝素(中央,红色)原子模型

乔伊斯说,通过测量晶体的x射线散射可以确定任何被评估物的原子结构。从衍射模式出发,使用一套数学模型转换回原子细节,找到疫苗设计的关键点,也可为治疗方法和诊断方式提供技术信息。实验室人员可以远程控制光束加载和衍射实验,同步加速器上大约有40种不同的光束,可以选择性使用其中的一种来衍射我们的晶体。

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通过X射线晶体学收集的中东呼吸道病毒攻击与人抗体(右,紫色)结合的人细胞(左,红色)的部分的原子模型

运用x射线晶体学技术不需要像以往那样捕捉那么多的图像,100到400张图像即可,而不是电子显微镜下的10万张,但必须培育出一种非常好蛋白质晶体。这是比较棘手的工作。但一旦得到了高质量的晶体,那么数据收集就会非常快,结构测定也会非常快。

SARS-CoV-2病毒以红色的尖刺显示。病毒图像最初是用黑白图像捕捉的,然后用成像软件上色,以引起人们对病毒最相关部分的注意。研究人员通常选择他们认为最适合说明病毒的颜色。通常研究人员会给病毒涂上引人注目的颜色,比如红色,而倾向于给人类蛋白质涂上更冷的颜色,比如蓝色和绿色。

戈登将发布有史以来分辨率最高的SARS-CoV-2图像之一,但并不是整个病毒的图像。更确切地说,是病毒的一部分——表面那些“刺突”的一部分,是病毒致病的关键点。正是这种刺突穿透人体细胞并导致感染,这种刺突使是研究人员需要获得关键的信息,越详细越好,以便开发出疫苗。同时,将帮助小分子药物研发者在原子水平上理解SARS-CoV-2最重要的部分。在药物设计中移动一个原子或替换一个原子,在药效和活性上将产生巨大的差异。

运用电子显微镜及X射线晶体学拍摄利于疫苗研发的病毒艺术照

新冠病毒受体结合域(攻击人体细胞的部分)的原子模型

研究人员还获得了人类抗体与与新冠病毒结合的图像。这种抗体能够与大约15年前的SARS的早期变种病毒结合。这对新型冠状病毒疫苗的研发来说非常有利。SARS病毒与新冠病毒与人体细胞结合的区域是相同的。研究团队正在在使用这种抗体来评估候选疫苗。病毒的图像可以让每个人看到是什么能让人类患病,照片在新闻上很吸引人,但它们不只是艺术品。它们是想要找到治愈方法的研究人员的工具。高分辨率图像确实至关重要,能为设计疫苗提供原子细节。

运用电子显微镜及X射线晶体学拍摄利于疫苗研发的病毒艺术照

由x射线结晶学采集的寨卡病毒(中,粉红色)与两种人体抗体(左、右,紫色)结合的原子模型

在世界各地的实验室里,研究人员可以利用病毒图像和随附的数据文件,从原子层面获得有关病毒结构的细节,从而为设计疫苗和小分子药物提供帮助。电子显微镜及X射线晶体学图像技术将成为医疗对策研发的关键手段与途径。

本文摘自2020年3月17日美国国防部新闻报道

https://www.defense.gov/Explore/Features/Story/Article/2115411/high-resolution-virus-pictures-help-researchers-develop-vaccines/

120倍放大!日本再爆黑科技:口袋显微镜,能看蝌蚪还可以验钞

你想知道每个物体背后的微观世界吗?

小时候多渴望拥有一台显微镜,但是传统显微镜的高门槛往往阻挡了大众探索的脚步。

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但是如今科技的进步,这个愿望已经得以实现。毕竟显微镜可以看到无比神奇的微生物以及微观世界。

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偶然看到了这款日本黑科技手持显微镜,该团队的目标就是希望将显微镜平民化,拉低探索微观世界的门槛,让更多人领略到微观世界的奇妙。这一点不得不承认日本科研实力与研发态度。据说为了研制便携式显微镜耗费了大量的人力物力,就是希望降低显微镜准入门槛。

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这款手持显微镜主打便携,东西非常小巧,仅仅才32g!半个手掌,便于随身携带。

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但是它完全做到了最小放大倍率60倍,最大放大倍率120倍,在60-120倍之间是无级变焦的。

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不管是大人包括家里的小朋友,感受到探索的乐趣,启发他们的科学思维,还真不能错过。

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可以装在口袋,在使用的时候一拿出来就可以直接看。

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比如想看看头发。当你在显示器里看到一根头发,其根部被皮脂和油脂包裹,是时候考虑减少熬夜和油腻食物的摄入了。

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然后看看小昆虫或者花花草草都不在话下,反正我家的娃自从看到过显微镜下,奇妙的微观世界景象之后,对身边的一花一草、一石一木,好奇心、探索心都更重了。

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它的用处还有很多,比如在文物古玩方面,可辅助修复及鉴赏;作为新奇酷玩,可供年轻人换个⻆度看世界;在教育领域,可有效激发孩子的探索能力,培养综合素质;甚至还可以验钞。

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有兴趣的看看放大看人民币的效果。刚开始是红色部分细节,然后有一段金光闪闪的是正面“100”的,接着是黑色的钞票编号部分放大。

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你们知道在放大镜里面的小蝌蚪是什么样子吗?不过劝大家看之前先做好心理准备,因为真的很丑…….

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不得不说,这款日本肯高显微镜是一个不错的工具。我是一个尊敬科学,崇尚科学,渴望走进科学的穷屌丝。

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所以,我带着科学家的头脑,带着卑微的身价,花掉积攒多年的不到200元的巨款,就是为了走进科学,验证我大胆的想法。因为这款日本肯高显微镜非常具有性价比,何况价格还非常的亲民,都算很香了。

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肯高KENKO儿童显微镜(适合6岁以上)
¥138

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只有巴掌大的显微镜,却能放大60-120倍!随时随地探索世界

小的时候,我们对任何事物总是有着本能的好奇心,记得当年上初中生物实验课的时候,第一次用显微镜观察到洋葱表皮细胞,感觉太震撼了。

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从那以后,一直就想拥有一台自己的显微镜,没事就可以观察一下各种微小的物体。

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有时候书看得再多,都没有用眼去看、用手去摸、用心去感受来得实在。

心理学家李子勋曾说过:上100堂早教课,不如带孩子在大自然中走一天

毕竟,一朵花、一片叶、一粒沙……都是一个小世界。

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▲花朵里的花蕊(局部)

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▲一片树叶(局部)

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▲几粒沙子

微观世界,有我们肉眼无法察觉的奇妙,也是孩子们渴望了解的世界。

今天我们就向大家推荐一款来自日本的Kenko肯高微型显微镜

无论是植物、昆虫、小动物,还是各种纤维织物、沙石金属,甚至细菌和细胞,都可以观察得一清二楚

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这台显微镜,直接颠覆了我的认知,轻巧便携,操作简单

每次带出去,身边的孩子们看到,分分钟就被吸引,拿着它各种观察和探索,完全停不下来!

它本身净重只有80g,加上电池也只有95g重,相当一个大鸡蛋重量,非常轻巧,拿在手上,还不及手掌大~

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并且孩子什么时候想看直接拿出来就能看了,也不需要去做切片染色什么的,3岁孩子也能操作!

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尽管身材很迷你,但“显微”能力却不一般。它能放大60~120倍,成像非常清晰!

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静态动态都能胜任!你看,连蚂蚁身上的绒毛都没放过。

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▲显微镜下的蚂蚁

这款显微镜,一到国内,一上架就抢空,好评不断!而且很多爸爸妈妈都说,这个长长的假期,因为这台显微镜,孩子对手机都没兴趣了。

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把夹子固定在摄像头的位置,然后对准显微镜的目镜卡槽,轻轻一按,就能让手机摄像头和目镜匹配地固定在一起。

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这样一来,显微镜所呈现出来的景象就会清晰地出现在手机屏幕上,孩子

就能更清楚地观察所拍摄的景象啦~

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这款的价格在100多,还不到一般专业显微镜的零头,又可以满足孩子好奇心,培养他们探索的乐趣,实在是超值。

日本肯高(Kenko)出品,专业权威,品质保障

咱们今天介绍的这款显微镜就是来自日本的专业光学品牌——KENKO肯高

它是日本一家专门制作光学产品的企业,成立于1957年,已经有60多年的历史了。

拥有全球知名的光学领域厂家,集团产品超过1万5千种,获得百种光学领域专利

产品有摄影滤镜、双筒望远镜,天文望远镜、显微镜等。

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因为常年深耕于这个光学领域,Kenko发现,传统光学显微镜的笨重、精细并不能满足孩子日常观察、探索的需求。

所以,他们克服了技术上层层的困难,设计了这款独一无二的便携显微镜,希望孩子能随时随地探索世界、发现世界、感悟美。

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再搭配上赠送的固定夹子,把显微镜目镜和手机摄像头固定在一起,孩子就不用担心聚焦不准,拍不到显微镜下的景象啦~

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这款mini显微镜,由于操作简单,轻巧便携,一经推出就非常受欢迎,甚至很多相关工作的成人也在用。

画质清晰,倍数适中,材质优良,久观不累

一般的显微镜,只能进行10倍或40倍等固定倍数转换。

而肯高显微镜专业又贴心,倍数调节环,可以从60倍到120倍进行连续变倍,这个倍数范围,对孩子来说刚刚好,充分照顾到了孩子的观察需求。

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调焦反应非常快,能在一瞬间就能看清楚所要观察的物体。

60~120的倍率,孩子们观察花花草草,小昆虫小动物,一些生活用品,都是足够的,完全可以满足他们对世界的探索欲望!

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而且放大误差远远低于国标标准,可以说比市面上很多显微镜的观察结果都要精细。

从细节上看,这款显微镜是大目镜设计,孩子们观察起来很轻松,时间久一点也不会觉得累眼。

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而树脂镜片,能够防太阳紫外线,让孩子在户外观察的时候,更好地保护孩子的眼睛

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这款显微镜,自上市后就很受欢迎,日亚上的评论都很好,怪不得一直卖断货。

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操作简单,上手就能玩

这台显微镜,充分地考虑了孩子的特点,操作起来非常简单,很容易上手。

毕竟只有降低使用难度,孩子们才会愿意用、经常用,真正起到激发孩子科学探索兴趣的作用。

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观看实物,完全不用制作切片,也不用染色什么的,孩子直接观察就好。

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公园里的花花草草,蚂蚁、蝴蝶等各种昆虫,都可以随时随地观察。

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而且这款显微镜还带有LED光源,轻轻按动就能开启,光线昏暗或者夜晚也可以放心观测。

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可以说,真正做到了便携、准确又方便,会是孩子们一个非常好的科学教具

还自带收纳袋一个,平时携带收纳很方便。

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操作上,对孩子来说,也是非常友好,上手特别简单。有多简单呢?首先,在里面放置一节7号电池(电池要自备哈)。

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然后,按开边上的灯源开关,点亮下面的led灯,再把要观察的东西放在下面。

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接着,旋转下面的物镜对焦,旋转到图像最清晰的地方,最后再旋转上面的目镜,调整放大的倍数,就可以观察了。

因为它自带LED光源,不管白天还是晚上,都可以随时拿出来用哦。

这款手机游戏好玩得多的显微镜能让孩子放下手机,走进科学的世界,真的是早买早受益,而且价格也不贵,很值。

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日本肯高便携式显微镜(适合6至15岁)
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大学生发明的这款显微镜,打破国外垄断,价格只有同类1/100,真牛

华为的5G技术已经让美国坐卧不安了,中国的高铁、特高压技术、核电、隐形战机、北斗导航等等高科技领域同样让西方这些国家忧虑。

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中国北斗卫星

其实更让外国科学不安的,是中国年轻的科学家。他们的平均年龄只有38.2岁!他们已经成为世界一流的航天航空专家。这才是中国真正令对手感到恐惧的地方。

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中国工程师数量和质量都已经达到了令国人震奋的程度,中国业已成为世界不可小视的制造业强国,现在这种创新精神和创新能力又为“第五届互联网+”创新比赛中涌现出来的当代年轻大学生所继承。

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无透镜全息显微镜

这款显微镜有多牛呢?

它非常轻便,单手即可托起。

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它的体积只是传统显微镜的0.8%!

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传统医学显微镜

无透镜成像技术造就了CyteLive超大的成像视场,单幅图像高达一亿像素,视场是传统显微镜的200倍,可同时观测10万个血细胞。

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这是CyteLive观测到的海拉细胞(宫颈癌细胞),单幅图像一亿像素,获得的视场是传统显微镜的200倍!

新华社报道称,这种新一代无透镜全息显微镜打破国外在该领域的垄断,成本仅为同类产品的百分之一

这款CyteLive显微镜团队成员之一:南京理工大学卢林芃。

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卢林芃

卢林芃虽然是一名工科女生,但是兴趣文泛,尤其喜欢手绘,业余时间,她手绘的作品都被网友制成表情包在网上传播,她的直播在网上收获了11万粉丝。

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卢林芃手绘

画画并不是卢林芃的唯一爱好,除了画画,她对美食、摄影、汉服、也十分喜爱。而对于绘画,她坦言“我觉得画画真的没有高低区别,只要有自己的风格,画就有灵魂。有了灵魂后,有人读懂你了,记住你了就很开心。”

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这个团队与学科带头人是南京理工大学陈钱教授,学生团队有8名成员,其中6名来自电光学院,2名来自经管学院。大家各司其职,王博文设计产品外观与机械结构,张翔宇算法的软件实现,于泓辰负责硬件设计,孙凡凡和边爽则负责财务与市场。

为了取得更好的成像质量,硬件系统对LED光源有针对性要求,

他们查阅了市场上在售的LED光源参数说明书,基本都没提及相关参数。”于泓辰为了解决这个问题,采用“最笨”的办法——买了绝大多数在售的LED灯珠,一个一个地点亮,再同团队成员一起完成参数测试和成像对比,在进行了几十次测试实验后,找到了最合适的LED光源型号。

从机械化、自动化,到信息化,智能化,是显微镜发展的大势所趋、历史必然。CyteLive抛弃了透镜,去除了机械调焦装置,利用先进的计算成像算法弥补了我国在“精密光学加工”和“高精度机械控制”的短板。

目前,CyteLive已应用于江苏省人民医院等多家医院,解决了临床疾病快速、准确检测的难题。在CyteLive的技术支撑下,改善了癌细胞耐药性监测过程、提高了高通量药物筛选效率

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他们突破痛点,创造出中国人自己的新一代显微镜,造福于人民。显微镜为我们打开了一个微观世界,这 个世界更加充满奇妙的色彩。

当然这款显微镜不可能拿来给孩子玩,那么有没有一款给孩子当作玩具的显微镜呢?

有的!日本的这款肯高便携式微型显微镜,就可以帮助孩子打开一个奇妙的微观世界!

所有教具里, 显微镜可以说是日本学校最喜欢用的。

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日本人现在在生物科技之所以优势明显,年年都有诺奖竞争者,就是对微观世界的投入特别大。

大隅良典就特别喜欢在显微镜下观察细胞。他说“显微镜能够告诉我们很多关于细胞的重要信息,比如液泡,在显微镜下能够非常清晰地观察到液泡的形态。所以我就在显微镜下观察细胞基因的突变。”

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他就是通过显微镜,观察到了自噬小体的形成和液泡的融合。他的研究被认为是现代自噬研究的基础。所以才能独得诺奖。

为了让孩子更方便观察微观世界,甚至野外直接观察。日本人还制造了一种便携式的显微镜。

这种显微镜跟普通显微镜不同,它不是放在桌面上的,而是可以随身携带的。也不用制作标本,孩子可以直接对着标本看。

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这个东西我几个月前就看好了,一直想介绍给大家。

这个显微镜是日本名企肯高在中国生产的,但不在中国大陆销售,而是运回日本本土销售。有一些家长就会去海淘回来,成本高还麻烦,所以社里就专门从日本批量采购回来。

这样一来,就多了清关手续,而且日本人做事一板一眼,一个月只卖一批,所以常常没货。

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上个月给大家推荐后,五千个在一天之内就没有了,还有数百个上个月预订定了,今天还没有发货。

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没有任何一个孩子能够抵挡这样的东西!

这个显微镜最大放大倍数是120倍,野外看细胞壁什么的毫不费劲,尤其是它特别小巧,加上电池只有40g,完全可以握在手心。

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而且做工很精良,出自日本著名的滤镜企业肯高,经常玩摄影的一定听过,很多专业摄影师的第一块滤镜就是他们家的。

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暑假了,大家带孩子出去旅游,随身带着这个,孩子就可以看到完全不同的一个世界。看到漂亮的花草了,可以用这个观察一下它的花蕊花脉。

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看到昆虫了,可以用这个观察昆虫的触角。

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还有小石头,肉眼看上去没有什么不同,但用这个显微镜一看,立马就看出五彩的世界来。

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出去玩一次,团费要数千,只要多花百来块钱,孩子的体验就完全不同。等于多玩了一次,还是奇妙的微观世界!

大学生发明的这款显微镜,打破国外垄断,价格只有同类1/100,真牛

平时孩子上生物课,科学课什么的,用这个观察植物动物什么的,简直不要太酷!

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一上架,我自己先订了一个,我儿子现在看着这个东西眼睛是发光的。

这个东西用来做生日礼物,简直超好,价格适用,但包装很好,又是日本品牌,孩子又那么喜欢。

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孩子用这个观察世界,发现世界隐藏的美,又能培养他对科学的兴趣,原来在我们肉眼看不到的地方,还有另一个世界,还有这么多奇妙的东西。

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这款显微镜唯一不好的地方就是经常断货,所以采取的都是预订,原价是198,现在团购是128,抢到就是运气。

快点点下面的横条参团,抢订一个,为孩子打开科学的大门,点燃你孩子对科学的兴趣,也许若干年之后,TA就是一个小科学家呢!

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日本肯高便携式显微镜
¥128

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