使用显微镜的五个注意事项是最重要的,也是最容易被忽视的

显微镜在我们上学的时候,做生物实验时会用到,长大后除非从事相关研究,否则见到显微镜的机会也比较少,不过对于科研人员,显微镜就像是研究道路上的老朋友一样亲切。

使用显微镜时有什么需要注意的事项吗?当然有,显微镜作为光学仪器,使用时应严格按照相关规定进行,违规操作轻则导致检测结果不准,重则导致显微镜报废,后果还是很严重的。

因此,有以下几条需要注意:

1、切勿随意拆卸。

显微镜的分类很多,用途也不甚相同,内部构造同样很复杂,因此不管是出现了什么样的故障,最好都不要擅自做主拆卸它,不了解内部构造,拆卸容易组装难,甚至会在组装的过程中,出现新的故障,得不偿失。

因此在仪器出现故障的时候,应该积极联系专业维修人员。

2、注意防止烫伤和火灾:灯泡及集光镜座在照明时会过热(烫),注意不能烧坏,更换灯泡时要待灯泡及其周围的设施完全冷却后,千万不能将易燃物质(如汽油、胶膜、酒清、布片和纸)靠近灯泡,以免起火。

3、更换灯泡:仅适用于指定卤素灯泡,规格为12V/20W,其他照明灯泡不通用,会造成仪器损坏。

换灯之前,先关掉电源开关,拔掉插头,以免电击,对仪器造成严重的损伤。换灯时,注意不要污染灯泡。外壳表面不得有尘埃、指纹等。

4、注意环境及温湿度的把控:显微镜要求环境的湿度不得超过85%,温度要求很低,在0-40℃之间都可以,基本随便一间实验室都可以满足。如果一旦偏离了这个数值,高温或高湿就会引起霉菌,造成仪器的损坏。

5、谨慎操作:显微镜是一种精密仪器,应轻拿轻放、谨慎操作。振动强、操作硬度大,会对仪器造成严重损坏。

显微镜不像其他实验室仪器,虽然使用时没什么危险,但是也需要谨慎的操作,相关防护也要做好,因为显微镜有时会观察一些细菌类,因此任何的影响因素我们都应该降到最低,确保实验数据的真实有效。

关注收藏并转发,也许你的朋友对这个知识也感兴趣。

你看到显微镜下的芯片了吗?秘密是什么?

大家好,我是李工,希望大家多多支持我。

芯片大家都见过吧?那显微镜下的芯片你见过吗?其实在今天之前我也没有见过。

今天和大家一起探索一下显微镜下的芯片藏着哪些秘密?

芯片上的”代码“

芯片上的”埃及神像

发现于:硅图形MIPS R12000微处理器。

看着像一对埃及神在保护芯片上的掩模对准目标。

不过是狼头人身吧?

芯片上的”女神“

发现于:数字示波器中使用的 Hewlett-Packard FISO(FIFO)存储芯片的黑暗角落里。

我觉得很像一个”女神“。

芯片上的“哥斯拉”

发现于:集成芯片 MIPS R10000 微处理器电路内的一个小垫子上。

真的有点像”哥斯拉“。

芯片上的“米老鼠”

发现于:Mostek 5017 时钟芯片上,“米老鼠”的双手指向 12 和 7,创建了一个固定时间的微型硅时钟。

这“米老鼠”真的是太过形象了。

芯片上的“Linux 企鹅”

发现于:集成电路的焊盘环中。

这企鹅有点可爱。

芯片上的“雷神”

发现于:在惠普图形芯片上。

想了复联中的雷神。

芯片上的“航天飞机”

发现于:德州仪器的肖特基数字双极逻辑集成电路中。

只能感叹一句,真厉害。

芯片上的“鲨鱼”

发现于: ADI 公司的 21061 SHARC 浮点数字信号处理集成电路上。

这鲨鱼的牙齿比我的牙齿还整齐。

芯片上的“百事可乐”

发现于:支持惠普 CPU 的集成电路上。

这大概是世界上迄今为止最小的广告标志。

芯片上的“蜂鸟”

发现于:惠普 PA-RISC 7000 系列微处理器晶圆上蚀刻的蜂鸟。

这”蜂鸟“的嘴巴好长。

芯片上的“兔八哥”

发现于:Cambridge Silicon Radio BC417143BQN芯片上,被评为全世界最受观众欢迎的兔子。

这”兔子“也太瘦了点吧,还有这个耳朵,太长了吧。

芯片上的“俄罗斯字母”

发现于:Digital Equipment 的 MicroVax 3000 和 6200 小型计算机中使用的芯片。

这不会是用来传递情报的吧?

大家好,我是李工,而立之年,30岁的身体,00后的心,关注我大家一起聊聊元器件。

关于显微镜下的芯片,大家还有什么其他有趣的图片,或者想法和看法,欢迎来评论区留言,大家一起讨论。

进展|多探针扫描隧道显微镜分时复用交换技术的研究与发展进展

科学仪器的发展,不断促进对新材料的探索,从而直接或间接影响各科技领域的方方面面。工欲善其事必先利其器,深化与落实科学仪器的自主研发,更是科技攻关的桥头堡。扫描隧道显微镜(STM),及一系列扫描探针显微镜(SPM) :原子力显微镜(AFM)、扫描近场光学显微镜(SNOM) 等,掀起一场纳米技术革命,广泛应用于材料表面纳米尺度局域电子态、形貌以及分子振动等丰富物性的研究。电输运性质作为材料的关键参数,被广泛关注。集成多个独立STM的多探针STM系统,通过施加电/力等调控手段,实现纳米尺度、原位表征材料局域电子态与局域电输运性质,有望加速后摩尔时代新器件的基础研究。四探针 STM 可实现微观体系的四端法测量,有效消除接触电阻带来的测量误差,获得材料的本征电导率。

图1:分时复用切换方案

多个独立探针的协同操纵和成像,往往需要相同数量的多套STM控制系统。随着STM探针/压电驱动部件的增加,多探针控制系统的成本和复杂度急剧增加。因此,发展低成本、高效率、可扩展的通用控制解决方案,实现STM控制系统分时操纵多个探针、乃至探针阵列的技术十分必要。

图2:分时复用系统硬件设计

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心高鸿钧研究团队多年来一直致力于扫描探针显微学及其在低维量子结构方面的应用,在前沿科学研究取得一系列重要成果。同时,他们也在相关高精尖仪器自主研制方面不断积累,奠定了扎实的基础。物理所技术部郇庆/刘利团队一直致力于科研仪器设备的自主研发,与所内外多个课题组紧密合作,在核心关键部件、成套系统等方面取得了一系列成果(包括一台商业化四探针系统的彻底升级改造【Review of Scientific Instruments, 88(6):063704, 2017】、光学-低温扫描探针显微镜超高真空联合系统【Review of Scientific Instruments 89, 113705 (2018)】和新一代高通量薄膜制备及原位表征系统【Review of Scientific Instruments 91, 013904 (2020)】的自主研制)。两个团队再次密切合作、联合攻关,共同指导N04组博士生严佳浩(已毕业,爱尔兰科克大学博士后)、马佳俊、王爱伟(已毕业,国家纳米中心博士后)、马瑞松(已毕业,物理所关键技术人才)等同学成功研制并搭建了一台多探针STM分时复用切换系统完成单个STM控制系统依次操纵多个探针在纳米尺度下的成像与定位,以及维持探针位置后的局域电输运测量。该系统采用的核心思路为研发团队首次提出,软硬件均完全自主研发,采用了ARM + DSP + FPGA多核数字平台来兼备复杂切换逻辑、多路高精度高速并行采样与数据处理,涉及C/C++与Verilog HDL编程语言,并提供图形操作界面以提高易操作性,具备多项独特优点:1)单个探针内大、小扫描管及多个探针间的无缝切换,无瞬态抖动;2)皮安级电流切换;3)任意单个探针具备毫米级移动范围与原子级空间分辨;4)多个探针可无限靠近,最小距离仅取决于针尖曲率半径;5)原位、纳米尺度、相同区域内,STM成像与电输运测量。

图3:分时复用切换系统软件架构

该联合研发团队用6年多时间对系统进行了反复地设计优化和改进,并进行了全面性能测试。该研发成果所涉及的多项关键技术,如微弱信号的放大与切换高稳定电压保持复杂控制逻辑等,是未来大规模探针阵列应用的重要技术基础。分时切换的核心思路具有可扩展性强、成本低廉的特点,有望在材料基因组研究高通量表征领域有广泛的应用。

图4:分时复用切换系统部分图形用户界面

该系统的详细介绍发表在近期的《科学仪器评论》杂志上【Review of Scientific Instruments 92, 103702 (2021); doi: 10.1063/5.0056634】。该工作得到了中国科学院关键技术研发团队项目(GJJSTD20200005)、国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目(11927808)和国家自然科学基金委青年基金项目(12004417)等的支持。

图5:单STM探针空间定位

图6:多探针切换与空间定位

编辑:荔枝果冻

达尔文的家庭显微镜将被拍卖,估计成交价为25万至35万英镑

佳士得拍卖行定于12月15日在英国首都伦敦拍卖英国已故生物学家查尔斯·达尔文使用过、后来在达尔文家族中传了将近200年的一台显微镜。这台显微镜预估成交价在25万至35万英镑(约合221万至310万元人民币)。

据路透社16日援引佳士得拍卖行提供的信息报道,这台显微镜大约在1825年前后由英国鸟类学家约翰·古尔德之子、地质测量师查尔斯·古尔德为一家公司设计,是现存与达尔文有关的6台显微镜之一。显微镜制造时间与达尔文研究珊瑚、海葵等植虫类的时间相吻合。

显微镜后来被达尔文送给第四个儿子莱昂纳德,由达尔文家族拥有接近200年。

佳士得拍卖行科学仪器、地球和自然历史部门负责人詹姆斯·希斯洛普说:“1858年,达尔文在写给长子(威廉)的一封很棒的信中说,年轻的莱昂纳德正在显微镜下解剖,他对我说,‘爸爸,我一生都应该为此感到高兴’。达尔文在举世闻名前能有这样的家庭关系真不错。”

达尔文1859年发表著作《物种起源》,对世界产生巨大影响。

希斯洛普说:“查尔斯·达尔文是科学史上最伟大的人物之一,收藏与他相关物品的人在广度上堪称国际化。”

来源 新华社

编辑 高珊珊

流程编辑 邰绍峰

观察分子如数星:浙江大学新的化学显微镜问世

如果想要欣赏星空的绚烂,最好是选择在远离城市光污染并且没有月光的夜晚。在显微镜这种极小尺度上的观测也是同理:在完全黑暗的条件下更容易观察一些模糊的物体。近日,浙江大学化学系冯建东研究员团队发明了一种直接可以对溶液中单分子化学反应进行成像的显微镜,并实现了超高时空分辨成像。

据介绍,这种方法摒弃了常规单分子显微术基于荧光的方法,利用单分子电致化学发光反应的直接宽场成像,不需要光源激发,让背景几近于零,创造了一个更好观察的黑暗的“宇宙”。该技术在化学成像和生物成像领域具有重要的应用价值,允许看到更清晰的微观结构和细胞图像,有望在化学测量和生物成像等领域产生重要影响。

来源: 光明日报

美国媒体:最高分辨率显微镜问世

据美国《大众科学》月刊网站6月7日报道,一群物理学家离科学家眼中的物体能被放大的极限又近了一步。该团队此前就保持着用显微镜实现的最高分辨率的世界纪录。他们发表在美国《科学》周刊上的论文进一步缩小了离极限的距离。

论文作者之一、美国康奈尔大学物理学家戴维·马勒说:“这是人类历史上分辨率最高的成像方式。”

报道称,为不断接近显微镜分辨率的极限,康奈尔大学的物理学家选择了一条鲜有人走的道路:他们彻底弃用镜片,转而向一个物体发射电子,然后观察它们如何散射。

报道还称,这些电子飞行时,上述物体的原子会使轰击电子偏离轨道,让它们在物体远端弯曲形成一个图像。通过从多个位置向一个物体发射电子,可以拍下大量图像。借助现代计算机,可以将这些图像拼接在一起、重构该物体的微观图像。

这种做法被称为叠层衍射成像技术。上述论文的另一名作者、美国阿尔贡国家实验室的物理学家江屹(音)说,半个世纪以来,科学家一直从理论角度谈论电子叠层衍射成像,但直到最近5年,这种技术才真正具备可行性。

一方面,科学家过去手里没有能精确定位足够多电子的落点的探测器。另一方面,电子特别容易被胡乱地抛向各个方向,甚至在单个原子的作用下就会发生这种情况。即使借助现代计算机也很难厘清电子散射路径。因此,当涉及分辨率纪录时,像差校正器遥遥领先于叠层衍射成像技术。

但康奈尔大学团队认为,人类有望实现电子叠层衍射成像技术。到21世纪10年代中期,他们已研发出最先进的电子探测器。为此,他们借鉴了X射线科学家的算法。他们还通过调低电子束强度和尽可能锉薄物体来简化这个问题。

2018年,这种做法奏效了。康奈尔大学团队击败像差校正器,实现了有史以来最高的显微镜分辨率,并创造了一项吉尼斯世界纪录。

当然,这不是一种完全可靠的方法。马勒说:“我们所能做的就是,使用只有一两个原子厚的材料。”

但该团队想知道能否进一步提高分辨率。他们有能做到这一点的设备,但需要用计算机来厘清电子烦人的散射路径。归根结底,他们需要奋力解决一个80年来一直没有得到解决的物理学问题。

报道称,康奈尔大学团队花了3年时间来修改算法。

结果呢?他们打破了自己保持的世界纪录,新实现的分辨率是原来的两倍。

未参与撰写这篇论文的阿尔贡国家实验室计算科学家马修·约瑟夫·切鲁卡拉说:“这篇论文是一项里程碑。它展示了先进算法和计算在突破和超越显微镜物理局限方面的威力。”

来源:参考消息网

研究人员已经发明了一种量子显微镜,它可以显示原本不可能看到的生物结构

来源:环球网

【环球网科技综合报道】6月10日消息,据外媒报道称,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)的研究人员创造了一种量子显微镜,可以显示出原本不可能看到的生物结构。

“这是第一个基于量子纠缠的传感器,其性能超过了现有的技术。”该中心的研究人员沃里克·鲍恩教授指出,该显微镜由量子纠缠科学提供动力,爱因斯坦将这种效应描述为“幽灵般的远距效应”。这为生物技术的应用铺平了道路,并可能远远超出这一范围,延伸到从导航到医学成像等领域。

鲍恩表示:“这一突破是令人振奋的,因为纠缠被认为是量子革命的核心所在,而我们终于证明,使用它的传感器可以超越现有的非量子技术,它首次证明了纠缠在传感方面改变范式的潜力。”

据介绍,该团队的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”。

鲍恩解释道,“最好的光显微镜使用明亮的激光器,其亮度是太阳的数十亿倍,像人体细胞这样脆弱的生物系统只能在其中生存很短的时间,这是一个主要的障碍。现在,我们的显微镜中的量子纠缠在不破坏细胞的情况下提供了35%的清晰度,使我们能够看到原本看不见的微小生物结构。”

“好处是显而易见的。从更好地了解生命系统,到改进诊断技术等。”鲍恩表示,量子纠缠在技术方面有无限的潜在机会。他说:“纠缠将彻底改变计算、通信和传感。”

“拼图中的最后一块是传感,我们现在已经缩小了这个差距。”他表示:“这为一些大范围的技术革命打开了大门。”

科学家使用乐高积木和廉价的智能手机镜头来制作高分辨率显微镜

据外媒报道,通过利用智能手机技术的最新进展和乐高玩具的无限可能性,德国的科学家们建造了一个廉价而简单的高分辨率显微镜。这个功能齐全的科学仪器既是教育工具,又是玩具,它不仅可以对微观物体进行成像,还可以用来教孩子们了解这些设备的功能和组合。

该项目由哥廷根大学和明斯特大学的研究人员实施,他们致力于改善高分辨率显微镜的使用,这些显微镜通常过于昂贵和脆弱,不适合人们在家中使用。这使他们找到了现代的智能手机,这些手机现在携带的镜头非常先进,有能力分辨单个细胞。最重要的是,该团队能够以每部约4欧元(5美元)的价格获得它们。

科学家们随后为一个纯粹基于乐高积木的高分辨率显微镜设计了周边结构。由此产生的设备据称具有接近现代研究显微镜的能力,提供对微米级物体成像所需的放大率和分辨率。

为了配合这种具有成本效益的显微镜的开发,科学家们还制作了一本带有逐步说明的建造手册。这被用来指导一群9-13岁的孩子完成设备的建造过程,科学家在整个过程中监测他们的进展,并帮助他们完成比较棘手的部分,如对齐两个放大镜和确保一个好的光源。科学家们对孩子们进行了调查,也许并不令人惊讶,他们发现这极大地提高了他们对显微镜的理解。

哥廷根大学的Timo Betz教授说:“我们希望这种模块化的显微镜将被用于世界各地的教室和家庭,以激发和鼓舞儿童对科学的兴趣。我们已经表明,科学研究不需要与日常生活分开。它可以具有启发性、教育性和趣味性!”

显微镜的计划和说明可在网上免费获得,而描述这项研究的论文则发表在《The Biophysicist 2021》杂志上。

你能用乐高积木做显微镜吗?它可以用于教学目的

还记得小时候在学校里使用的显微镜吗?现在你可以用乐高积木 DIY 一个出来。

这十分符合现在的「节俭科学」的趋势:使用廉价的消费级硬件和开源软件来构建低成本的科学仪器。DIY 仪器非常适合用于教学。

▲用纸片做成的显微镜——Foldscope,图片来自:MoMA

在教学活动中,学生们接触最多的仪器,往往就是显微镜。

哥廷根大学的蒂莫·贝茨(Timo Betz)认为,显微镜是必不可少的科学仪器,但由于仪器的成本和脆弱性,它们在教室中的使用受到了极大的限制,特别是在疫情期间。因此,他们决定用乐高积木搭建一个更便宜的显微镜。

贝茨的灵感来自于加州大学旧金山分校的研究生哈里森·刘(Harrison Liu)等人于 2013 年做出的乐高显微镜——LegoScope。但 LegoScope 实际上并不能算一个「低成本的」显微镜,它仍需要用到定制的 3D 打印部件。

▲LegoScope,图片来自:Synapse

而贝茨等人的乐高显微镜则有所不同。他们的显微镜中,只有两个部件不是乐高积木——高倍物镜与低倍物镜。他们将 iPhone 5 的相机模块中的塑料镜片用作高倍物镜,低倍物镜则是一枚玻璃透镜。

「从相机模组中小心地分离出镜片后,我们用透明胶带将它连接到了乐高积木上。」贝茨在论文中写到。

▲蒂莫·贝茨,图片来自:Ars Technica

对于照明,他们使用了一种集成了 LED 的特殊乐高积木,另外他们还将一张薄纸放置在 LED 与样品之间,作用类似于摄影灯上的柔光灯罩。

你可能会好奇,用乐高积木来做显微镜,最难完成的是哪一部分呢?答案可能会是:物镜支架。

经过一番研究,贝茨和他的同事将齿条与蜗杆组合在一起,使得用户可以调整焦距。

「虽然物镜支架是显微镜的所有单个部件中最小的,但它对于结构的强度和稳定性的要求却是最高的。」贝茨说道,「因此,这部分的搭建应该由更年长的、更有经验的孩子来完成,至少要有成年人的陪同,以防止在搭建显微镜的早期阶段就出现错误。」

完成显微镜的设计后,贝茨在一组 9 至 13 岁的儿童的帮助下测试了他们的 DIY 显微镜。

他们一起搭建了显微镜并进行了一些实验。这个 DIY 显微镜很好地帮助了这群小朋友探索微观世界,并且让他们了解了显微镜的工作原理。

「对科学的了解不仅有助于进行决策,还可以为日常生活带来许多好处,例如培养解决问题的思维和能力。」贝茨说。

香港大学医学院电子显微镜揭示OmiCon变异体的“芦山真面目”

澎湃新闻首席记者 刘栋

12月8日上午,香港大学发布了电子显微镜下新冠病毒奥密克戎(Omicron)变体的真实面貌图片。

(图左)低倍电子显微镜下感染新型冠状病毒奥密克戎变异株后的猴肾细胞(Vero E6)。照片显示细胞受损,肿胀囊泡,囊泡内含有黑色小病毒颗粒。

(图右)高倍电子显微镜下受感染的Vero E6细胞。照片显示病毒颗粒表面呈现皇冠形的刺突蛋白(见红框)。

照片来源:香港大学李嘉诚医学院(港大医学院)病理学系临床教授黎国思教授、公共衞生学院谭华正基金教授(医疗科学)兼病毒学讲座教授裴伟士教授,及香港大学电子显微镜研究所。

责任编辑:张无为 图片编辑:沈轲