中国电镜技术进展热议!"2020年度北京市电子显微学年会"在京召开

发布时间:2020-12-22 00:00    来源:仪器信息网

关键词:2020年度北京市电子显微学年会 中国电镜技术

摘要:?2020年12月19日,由北京市电镜学会主办,北京理化分析测试技术学会协办,一年一度的“2020年度北京市电子显微学年会”在北京召开,会议吸引北京及周边省市电镜学者及应用代表200余人参会。

     2020年12月19日,由北京市电镜学会主办,北京理化分析测试技术学会协办,一年一度的“2020年度北京市电子显微学年会”在北京召开,会议吸引北京及周边省市电镜学者及应用代表200余人参会。

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  会议现场

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  北京市理化分析测试技术学会秘书长桂三刚 致辞

  会议旨在推动北京及周边省市广大电子显微学的学术及技术水平,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。会上,相关专家学者分享了电子显微学进展及学术应用报告,同时,多家仪器厂商也介绍了各自最新仪器设备和对应应用技术进展。

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  北京市电镜学会秘书长 张德添 宣布会议开始

  专家学者:探讨中国电镜技术&仪器发展现状,畅谈新冠、锂电等热点应用

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  报告人:中国科学院电工研究所 韩立 研究员

  报告题目:中国电子显微镜技术的发展现状及前景分析

  韩立从电镜发展史、中国电镜发展史、产业化现状、发展前景分析等四部分进行了介绍。

  1931年,M Knoll & E Ruska完成世界上第一台电子显微镜;1932年, Ruska在德国“物理学进展”杂质上发表论文,首次使用“电子显微镜”名称,这一年被称作电子显微镜的发明元年。1939年,西门子公司推出世界上第一台商品电镜,随后引起广泛兴趣与关注,直至目前电镜向着高分辨率、高通量、低损伤等方向不断发展。

  1958年,我国第一台电子显微镜在长春光机所制成,次年制成我国第一台大型电子显微镜,再到中国科学院科学仪器厂先后研制DX-2型、DX-4型高分辨透射电镜,上海电子光学技术研究所、江南光学仪器厂也在透射电子显微镜发展方便做了系列工作等。回顾我国电镜研制生产历程,步履维艰,从无到有,再到落寞。

  中国电镜产业化方面除了中科科仪近年来通过科技部重大仪器专项实现两代场发射扫描电镜的开发及产业化、聚束科技独立设计和生产高通量场发射扫描电镜,东方晶源、上海精测、物理所、生物物理所、苏州医工所、中国科学技术大学(国仪量子)等也相继在开展相关国产电镜产业化工作。

  最后,面对中国电镜步履维艰、处境困难的局面,分别从市场、企业、高校与科研机构、政府等方面进行了分析,并对我国电镜的发展提出系列建议。

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  报告人:清华大学 王宏伟 教授

  报告题目:中国冷冻电镜技术在科研中的应用现状分析

  近日,冷冻电镜进入原子分辨率入选《Nature》2020年十大科学发现。王宏伟与大家共同回顾了我国冷冻电镜技术近年来的进展情况。依据冷冻电镜数据库增长统计,冷冻电镜技术应用近十余年呈指数增长,且更高分辨率解析的比例越来越高,冷冻电镜技术已经获得结构生物学舞台的重要角色。

  中国冷冻电镜科学家的早期培育者包括钱临照、郭可信、王仁卉、李方华、冯端等,早期的实践者包括张景强、隋森芳、徐伟、杨奇斌、尹长城等。2009年,清华大学购置首台冷冻电镜300kV Titan Krios,2014年购置Gatan K2,至此中国冷冻电镜的分辨率革命开启。2015年以来,中国科研团队发表在顶级学术期刊(CNS)上的冷冻电镜结构生物学科学论文数量已经超过110篇,新冠疫情以来,我国在冷冻电镜研究新冠病毒核算酶结构、感染机制等方面也取得一系列成果。

  关于Tool Maker和Tool User两方面,王宏伟表示,在Tool User方面我国已经取得了不错的成果,但Tool Maker方面还有很长的路要走。接着分享了系列国内冷冻电镜仪器技术发展案例,包括冷冻样品制备、冷冻电镜数据收集、机构解析算法等。最后,从硬件开发、软件创新、颠覆性成像模式、基础前沿科学问题、科研设施组织变革等角度,探讨了中国冷冻电镜的机遇与挑战。

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  报告人:中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所 宋敬东 研究员

  报告题目:新冠病毒(SARS-CoV-2)的电镜发现及其在人呼吸道上皮细胞内的超微病理损伤和形态发生

  宋敬东首先介绍了新冠病毒爆发后,自己亲历的中国速度,中国疾病预防控制中心采取的系列紧急有效措施,包括1月7日首次分离病毒、1月22日武汉环境样本分离病毒、2月13日粪便样本分离病毒、10月9日冷冻食品外包装分离病毒、疫苗研发,以及系列研究成果等。接着介绍了自己结合电镜、激光共聚焦显微镜等手段,针对新冠病毒病理、形态学进行研究,表明新冠病毒感染纤毛细胞和粘液细胞,其形态发生过程与其他冠状病毒类似,但有差异。最后,结合全球当下疫情数据,认为,新冠远未结束,防控仍需大家共同努力。

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  报告人:中科院生物物理研究所 黄小俊

  报告题目:生物成像中心冷冻电镜技术支撑和技术创新

  生物物理所生物成像中心定位于生命科学研究前沿,致力于实现对生物学对象从纳观尺度到介观尺度的高分辨率三维成像技术,通过对生物超微高分辨率三维结构的研究来回答生命科学的关键问题。黄小俊介绍了中心在技术创新与技术支撑相互转化方面开展的工作。相关研究方向包括生物超分子复合物高分辨结构、细胞和组织超微结构、多尺度生物成像等。相关技术成果则包括第一台商业化HOPE落户清华大学等。

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  报告人:北京工业大学固体微结构与性能研究所 闫鹏飞 教授

  报告题目:球差校正电镜在在二次电池材料失效分析及改性中的应用

  解决电池材料失效是提升电池材料的重要基础,闫鹏飞主要分享了近年来团队在正极材料衰退机制方面的研究进展,并介绍了多种先进的电子显微学技术研究过程中发挥的重要作用。利用透射电镜技术,从微米尺度到原子尺度来表征材料的结构和成分演变规律和驱动力,表明裂纹除了传统的应力应变机制,还包括电解液腐蚀机制、热分解机制、离子迁移分解机制等。而电池正极材料增强循环稳定性研究方面,还有很长的路要走。

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  报告人:中国科学院自动化研究所 李琳琳

  报告题目:电镜三维重建技术在生物学中的应用

  李琳琳首先介绍了电子断层扫描成像、FIB-SEM、SBEM、ATUM-SEM四类电镜三维重建技术,结合实际需求,微观脑图谱技术平台选用了ATUM-SEM对脑谱图进行进行三维重建。接着介绍了平台近年来取得的进展,包括果蝇磨菇体三维重建、鼠脑皮层神经元三维重建、鼠脑线粒体三维重建、人脑皮层大细胞三维重建等。最后分享了国内陈和平组、蒲慕明组、郭爱克组等团队在电镜三维重建技术方面的应用案例。

  仪器厂商:疫情下,各家新产品、新技术、新应用依旧涌现

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  布鲁克陆畅分享了布鲁克最新高分辨EDS解决方案(SEM:FlatQUQD与S/TEM:100T-RT)与纳米级EBSD解决方案(同轴TKD)。FlatQUQD为SEM中优越的立体角解决方案,100T-RT则在TEM中最高0.7sr,单探头可实现原子级能谱面分布表征。而同轴TKD具有可收集更强信号、可改装在最佳位置采集类STEM-BF等优点。

  日立科学仪器高敞介绍了日立SU5000的最新应用,低真空EDS应用方面,通过化石样品,介绍了其高低真空一键切换等功能;EBSD应用方面,通过铁矿石样品等案例,介绍了其无漏磁机靴不影响花样等优点,同时还分享了真空转移等功能的最新应用情况。

  日本电子陈青山介绍了日本电子最新场发射电镜新品JSM-IT800,并将之称为“迈入新阶段的智能化场发射电子显微镜”,使“光学图像”、“电子图像”、“EDS分析”一体化,高出力量的日常测定将工作效率提高50%以上。并从高性能、高效率测定、完善的配置方面进行了详细介绍,包括日本电子独有的软X射线分光谱仪功能。

  蔡司沙学超介绍了蔡司Crossbeam Laser的特点及部分应用,其特点包括可以实现高效率超大提及加工及高加工精度、提供全面表征或样品制备解决方案、FIB-SEM系统与激光系统分开等。

  牛津仪器徐宁安介绍了牛津仪器2020年发布的四款新产品及软件,包括第二代CMOS EBSD探测器Symmetry S2、全新EBSD后处理软件AZtecCrystal、紧凑型能谱仪Xplore,以及全新波谱仪系统AztecWave,并结合相关应用介绍每款新品的创新之处。

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  TESCAN顾群介绍了泰思肯All In One表面微分析综合解决方案在近一年来取得的最新应用进展。分别对FIB微纳加工、TOF-SIMS等最新取得的应用进行了分享,包括上海交通大学分析测试中心电镜-聚焦离子束-飞行时间二次离子质谱联用仪运行仅一年半,支撑文章发表24篇,累计影响因子218.9。另外,SEM-Ramam一体化系统经过几年的积累也迎来新成果的集中发表。

  RMC公司韦术敏首先介绍了RMC,创建于1942年,并一直关注于电镜制样产品技术。接着介绍了RMC动力超薄切片机的特点,包括模块化设计、可进行逐级本地升级,可根据客户需求定制、专利动力刀片、可远程控制等。

  徕卡程路介绍了徕卡的真空冷冻传输技术,徕卡EM VCT500样品传输杆是真空冷冻传输系统的核心,它可以与徕卡各种电镜制样设备相连接,依据样品应用需求实现各种方式样品制备;另一方面,它可以与各种外部设备/分析仪器相连接,依据样品应用需求实现各种方式分析检测。

  阿美特克袁昊首先介绍了直接探测技术的原理,接着分享了该技术在多方面的应用,包括蛋白质成像-低剂量成像、高速高信噪比原位成像、聚合物半导体低剂量EELS快速EELS mapping、高子束EBSD在扫描电镜中的应用等。

  赛默飞张天庆表示,针对冷冻电镜价格高昂,赛默飞推出入门级冷冻电镜——Tundra,旨在“CRYO-EM FOR ALL” 目标。Tundra可实现100kv条件下分辨率3埃,且成本相对Krios G4 等更加亲民,这有望扩大冷冻电镜技术的应用范围。

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  展商一角

  

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