2010年北京电镜年会隆重召开

       2011年1月17日，由北京理化分析测试技术学会和北京电镜学会主办的2010年北京电镜年会在北京天文馆4D科普剧场隆重召开。本次年会以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、交流为目的，邀请了来自北京周边地区的专家、厂商技术工程师等200余人参加会议。

       北京市电镜学会理事长张德添教授做为本次年会的主持人首先欢迎大家的到来，随后张教授介绍了会议的日程安排。



       来自中国科学院物理研究所、北京电子显微镜实验室的田焕芳博士介绍了《球差电镜及其在材料科学中的应用》。高面球差校正电镜的发展使人们可以获得超高空间分辨率的电子图像，能够直接在材料中观察原子的位置和分布，真正解析材料的原子结构。过去的几十年间，显微镜分辨率的提高得益于电子光学系统的发展。球差电镜分辨率提高的一个途径就是发展超高压电镜，但这同时存在2个问题：一是造价昂贵，一是很多材料在超高压电镜下损伤很厉害，这也是超高压电镜没有获得广泛应用的原因。进入90年代出现了球差校正器，电子显微镜的分辨率得到进一步提高。最新研究主要集中在希望通过提高电子和机械的稳定性，使电子显微镜的分辨率能突破0.5个埃。
       影响电镜分辨率的主要因素就是球差。圆形透镜会形成正球差和色差，球差来源是透镜对离轴电子和近轴电子的散射能力不同，导致物平面的点在高斯面展开成一圆盘。田教授详细介绍了六极场球差校正系统的结构以及该构造能使透镜把各个位置的光线聚焦到一点的原理。并以SrTiO₃和BaTiO₃的TEM高分辨图像为例介绍了球差电镜在原子结构分析中显示的重要作用，以及应用Cs-TEM研究LuFe₂O₄新型多铁材料中氧空位的研究进展。
       田教授最后简单介绍了物理所的设备引进情况。


       科扬国际贸易（上海）有限公司的刘凌玉工程师带来了《电镜与FIB附件新产品介绍》。Gatan公司今年为材料和生物研究方面的用户带来2款产品。针对材料研究方面的用户介绍了一款新的样品制备的产品——样品截面抛光装置693 IIion。该装置基于PIPS（精密离子抛光系统）成熟的聚焦离子束技术发展而成，为大面积的截面样品观察准备，是适合脆、软、硬、多孔或特殊截面样品的一种新的制备方法，广泛应用于半导体、聚合物、太阳能电池、薄膜材料研究。
       刘凌玉工程师介绍了IIion的主要特性和离子束加工的特点，以及IIion其他一些可选配的配件。几张用户提供的镀锌钢板和石油页岩的扫描电镜图像也直观的反映了IIion良好的性能。比较IIion和FIB，IIion可以得到比一般分析面大100倍的区域，能够很好的辅助FIB。
       针对生物研究用户介绍的是ALTO冷冻传输装置。目前常规生物样品制备方法要花费很长时间，还不能保证制备的效果。在扫描电镜上安装冷冻传输装置可以保证含水性样品的原貌，没有化学固定带来的污染，而且使用低加速电压可以减少样品电子束损伤及得到更清晰的图像。配合场发射扫描电镜的设备是ALTO 2500，连接钨灯丝电镜的设备是ALTO 1000D。


       来自中国农业科学院农产品加工研究所的郝宏京老师带来《农林业常见病虫的样品制备技术与科学电镜观察》的报告。郝老师强调电镜观察的关键是样品制备，只有样品切片制备方法得当，才能得到理想的电镜图片。通过多年的工作研究，郝老师总结了很多感染病虫害的动植物切片样品制备方法。展示的每一张电镜图都可以清楚展示出样品中病虫害的位置，细胞结构发生的变化，为今后研究提供了有力支持。其中包括三七药材病毒鉴定图；小麦锈菌对小麦叶片的侵入观察图；负染细菌TEM观察图；转基因植物在叶片内的定位图；猕猴桃果肉叶绿体TEM观察图等。


       来自美国EDAX公司的雷运涛博士做了《EDAX微观分析新进展》的报告。EDAX（Energy Dispersive Analysis X-rays）公司隶属AMETEK集团材料分析部，是全球领先的微观分析仪器制造商，产品覆盖电镜分析的各个方面，有能谱仪，波谱仪，荧光能谱仪等。雷博士首先介绍了TEAM EDS——智能化微观分析平台的新发展和妙用。TEAM EDS经过1年的发展改进添加了更多的功能和内涵：在定量分析中增加了2个功能，更适合粗糙表面分析；新的TEAM能够对碳进行校正，可以分析不导电的物体。
       TEAM的核心就是智能分析功能（Smart Mapping），操作过程中不需设定，一次扫描就可以得到元素分布和相分布结果，同时给出统计结果和空间分布结果。EDAX近年来的研究进展是基于SEM技术的电子背散射衍射EBSD，相对应的产品有适合相鉴定的DigiView和适合高速OIM分析的Hikari。

   
       来自北京化工大学分析测试中心的施用晞老师做了《电子显微镜在化学化工行业的应用》报告。北京化工大学老师们的工作主要是使用电镜来表征聚合物、无机材料、碳材料和复合材料的表面形态。
       聚合物类试样含有易挥发的物质在电镜观察中会影响真空度，而且聚合物对高温耐受性差，导热差，成分分析后样品面易受电子损伤，电镜图片可以清楚看到分析点不再平整。在使用OsO₄和RuO₄染色实验中，电镜图中可以看到RuO₄克服了OsO₄染色的局限性，对大部分聚合物都能染色，对不同的聚合物染色速率不同。在聚合物合金，嵌段共聚物实验中使用TEM图片就可以知道不同相间的结合情况，断口形貌，由此来指导实验的进行。
       施老师通过一张张清晰的图片具体讲解了电镜技术在纳米材料、层状材料、碳纤维等实验中的应用。电镜技术在表征材料的形态方面有明显优势，清晰的电镜图片可以反映材料各相的分布情况，相界面，微相分离结构，联系实验过程就可以用来解释实验，指导下一步研究的方向。

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       捷欧路（北京）科贸有限公司的韩冬工程师带来了《日本电子球差校正透射电镜技术发展》的报告。韩冬工程师介绍了日本电子最新推出的一款新产品：JEM-ARM200F球差校正透射电镜和冷场发射透射电镜在球差校正方面的应用。JEM-ARM200F是一款一体化球差校正发射透射电镜，具有高稳定性、易操作的特点，适用于各种高端研究，特别是独有的ABF技术，使对轻元素单原子的观察成为可能。冷场电子枪应用到场发射球差校正透射电镜，可以获得更加稳定、更高能量分辨率，更小的束斑。最后韩冬工程师展示了利用日本电子的球差校正透射电镜及ABF技术，各地专家发表的一系列研究成果。

       北京大学生命科学学院的丁明孝老师带来《生物电镜的应用与展望》报告。我国在20世纪50年代生物电镜刚刚起步，70年代时出现高潮，经过80年代的徘徊期，90年代再度辉煌。使用低温电镜在膜蛋白、病毒、单颗粒、电子断层成像研究领域出现了很多佼佼者，目前电镜技术主要在免疫标记、常规超薄切片、干细胞研究中有广泛的需求和应用。丁老师收集了很多这些研究领域的电镜图片，图片清晰，美观，反映了研究人员制备样品的认真态度。由此丁老师提出了“钻研实验技术，提升研究水平”的期望。


       天美（中国）科学仪器有限公司的电镜应用工程师程路介绍了《日立新型数字化透射电镜HT7700》。HT7700的基本理念是低放大倍数，大视野，高反差/高分辨模式切换，友好的用户界面，扩展升级方便。尤其是无需在黑暗房间工作，给操作人员提供一个健康明亮的工作环境。自动连续拍照和全景拼图功能是HT7700一个特色，结合样品台和图像电位移，实现8k×8k图像的无缝拼接。另一个特色就是TMP真空系统：使用标配的涡轮分子泵无油真空系统，减少油气污染，节约电力，二氧化碳排放量减少30%，是一款低碳环保的产品。


       来自日本岛津公司的王燕华女士带来了《岛津表面分析技术最新进展》的报告。王燕华主要介绍了岛津最新推出了一款原子力显微镜SPM9700和一款电子探针显微镜EPMA-1720。
       SPM9700的特点是有一个可以跟踪环境的腔体，在腔体中可以更换、培养样品，仪器操作运行安全。EPMA-1720主要用于成分定量分析，仪器使用全聚焦晶体（罗兰圆直径）衍射，高的取出角有更短的X射线出射路径，保证元素被吸收减少，提高了灵敏度。岛津仪器把电子光学系统、X射线分光系统、真空排气系统相互联系，一同监测仪器状况，使仪器的变动一目了然。


       下午，北京市公安司法鉴定中心的李胜林老师介绍了《扫描电子显微镜/能谱仪在刑事科学技术中的应用》。
       当前，随着社会进步和经济快速发展，犯罪分子反侦察手段也不断提高，作案手段越来越呈现多样化，智能化，伪装、伪造现场、毁灭物证等问题日益突出，侦查与反侦察的较量日趋激烈，刑事技术在其中发挥着不可或缺的作用。
       扫描电镜/能谱仪由于其放大倍数大，分辨率、灵敏度高，同时具有快速、简便、检材用量少且不破坏检材的特点，逐步成为刑事技术检验的重要工具。目前北京市公安局司法鉴定中心共配备4台扫描电子显微镜/能谱仪，承担各类检验1000余份，各类课题样品测试1000余份......为北京市社会稳定和打击犯罪提供了强有力的支持。李胜林通过大量的实际案例对扫描电镜/能谱仪在刑事技术个方面的应用情况进行了简单介绍，涉及了凶杀、盗窃、伤害、涉枪、涉爆、交通肇事等各类案件中的多种检材。
       李胜林老师还介绍了近期鉴定中心对花粉的研究。通过花粉可以鉴别植物种类，反映周围地理生态环境，也成为刑事技术中一种极有价值的微量物证，他们收集了一部分花粉电镜显微照片，工作刚刚开始。


       来自FEI公司的韩伟博士介绍了《世界第一台极高分辨率双束显微镜》。FEI公司的主要产品有扫描电子显微镜SEM，FIB/SEM双束系统，透射电子显微镜TEM。韩伟博士重点介绍了FIB/SEM双束系统。双束并不是聚焦离子束和电子束的简单机械组合，它是包括信号检测、气体输入和电子手等全新设计的产品。Helios Nanolab 650的特点有更好的图像分辨率，更高的FIB束流密度和低电压范围，优异的样品台性能，出众的集成图像加工能力。主要应用领域有表面及表面下超高分辨成像，表面及表面下分析，定点样品制备，纳米原型制备，3D表征及分析。

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       来自天津汇晶科技发展有限公司的杨新先生介绍了《CAMSCAN扫描电镜最新技术》。Obducat Camscan 公司在扫描电子显微镜制造业享有盛誉，是现存历史最久的扫描电镜研发和生产企业之一，主要产品有CS3000系列扫描电镜，Apollo肖特基热场发射和X500。
       CS3000系列主要应用于材料和化学，生物医学，聚合物，制药行业和刑事侦查领域。Apollo 300是世界上最具综合性能的扫描电镜，将最新的30kv肖特基发射技术与先进的样品室/样品台设计完美结合，同时依托于独有的Delphi透镜贯穿式探测器。具有稳定的电子光学，超大矩形样品室等特点。



       中国科学院生物物理研究所的孙飞博士介绍了《低温生物电镜研究以及我国在该领域的发展》。电镜在生命科学中的应用包括两个方面：细胞生物学研究和结构生物学研究。孙飞博士报告的重点主要是结构生物学研究手段，包括电子断层三维成像，蛋白质电子晶体学和单颗粒三维重构学。在进行生物研究时，侵入式快速冷冻方法可以保证样品在制备过程中形态不被破坏，而得到真实的结构图片。纤维和口足病的典型的电镜照片可以看到快速冷冻方法是保持样品形态的有效方法。
       孙飞博士回顾总结了我国低温电镜三维重构研究的发展。我国在应用低温电子显微镜三维重构技术研究蛋白质等生物大分子的三维结构研究起步较晚，最早的工作是上世纪八十年代中国科学院生物物理研究所徐伟教授和中山大学张景强教授建立并开展起来的。目前的研究组有清华大学、北京大学、中山大学、中科院生物物理研究所等。基本建成的中科院生物物理所成像中心可以实现对生物学样品从纳米尺度到微米尺度的纳米分辨率水平的三维成像，同时实现数据的自动化收集和实时共享。成立的三个研究组和一个平台已经取得众多研究成果。如兔出血症病毒的三维结构研究，II型分子伴侣动态结构的研究和近原子分辨率病毒结构的解析。



       来自TESCAN贸易（上海）有限公司公司的黄江汉经理介绍了《TESCAN扫描电镜的新技术与新发展》。TESCAN公司2009年推出一款FIB双束聚焦离子显微镜。FIB基本原理和SEM相似，不同之处在于选择的粒子不同，FIB选择将Ga元素离子化成Ga⁺，利用电场加速和静电透镜聚焦，将高能量的Ga⁺打到指定点。除Ga外还有In、Au等，大多数商用FIB选用Ga主要是因为镓元素具有低熔点、低蒸汽压及良好的抗氧化能力。FIB主要应用于电路修正，判别晶粒大小，光照修补等方面。FIB成像原理是利用离子束撞击物质表面产生带电粒子，侦测器侦测二次粒子输出图像。目前只有CDEM、MCP、Scintillator三种侦测器能实现这一功能。黄经理还简单介绍了TESCAN这一款FIB的离子束和气体注射系统。



       来自卡尔蔡司公司的唐圣明教授介绍了《拥有GEMINIZL技术（非交叉束）的蔡司热场发射扫描电镜（FE-SEM）和聚焦离子束系统（FIB）》。
       进入纳米时代，为了寻找高亮度电子枪，提高仪器分辨率；为了提高接收效率，专门接收SE1和高角度背散射电子；为了保证低加速电压下的高倍率成像，场发射扫描电镜应运而生。唐教授介绍了蔡司的FE-SEM系列和聚焦离子束系统产品的机理，并通过对比电镜图片证明了蔡司产品探测器的优势所在。蔡司产品采用优良的低加速电压，可以避免对样品表面的损伤；SUPRA ^TM40VP等VP（可变真空）模式，使不导电样品可以无需预先制备就可以成像。GEMIMI透镜系统允许顺磁、逆磁或强磁样品在非常短的工作距离时高分辨成像。唐教授举例介绍了蔡司公司电镜在半导体领域，材料分析，生物样品观测方面突出的技术特点。



       来自中国人民解放军总医院耳鼻咽喉科研究所的孙建和主任做了《耳蜗显微超微结构研究及常见疾病的防护》报告。 声音通过外耳、中耳、内耳，传到神经中枢后我们才能听到声音。日常生活中，噪声、耳毒性药物、衰老、遗传性因素都可以引起耳蜗发生病理变化，导致耳聋。孙主任通过研究耳蜗毛细胞神经总结了耳蜗形态学变化的原因并提出耳聋的防护和治疗措施。
   
       噪声性耳聋的防护和治疗
   
       1.为适应部队听力保护的需要，研制了护耳器和一种便携式筛选听力计，既可用于听力诊断、语言测听，还可以观察鼓膜损伤，非常适合基层部队使用。
       2.爆震性耳聋的治疗爆震性耳聋的药物治疗有山莨菪碱、5% CO₂-O₂吸入以及中药的治疗、用磷酸川芎嗪和地塞米松磷酸钠治疗、舒耳丹片治疗
   
       药物性耳聋的防护和治疗——关键工作是预防。
   
       大约有100多种药物与耳毒性有关。这些药物包括氨基糖甙类抗生素及其它一些抗菌素，一些铂制剂的抗肿瘤药物，水杨酸制剂、奎宁和环利尿剂等。大部分的耳毒性药物引起的听力损失都是不可逆的，有的患者只用一次耳毒性药物就能引起严重的听力损失。
       1．改进剂型：生产耳毒性低的或无耳毒的抗生素和抗肿瘤药物。
       2．合理用药：尽量不用或少用对耳有有毒的药物。
       3．基因检测：筛查易感人群，提前做好防护工作。
   
       老年性耳聋的防护和治疗——关键是优生优育
   
       老年性聋的预防与康复关键怎样延缓衰老的问题，这是一个很大的课题。治疗引起老年型耳聋的原发病：预防和治疗心血管疾病、高血压、动脉硬化、糖尿病等。人类基因组计划完成后，进入功能基因组和蛋白组学的研究，对听功能基因的研究也将随之进入新的时代而面临新的机遇。听功能相关基因和耳聋基因的定位和破译，无疑将对治聋和防聋提供有力的手段和方法。在积极治疗各种原因引起的听觉功能障碍的同时，对噪声、药物和遗传性聋等相关基因在耳蜗显微和超微结构中的定位、克隆研究是寻求耳蜗毛细胞修复和再生的条件和机制，将为耳聋病人的治疗提供各种有效的手段。
       孙主任最后提出保护听力六招：日常生活防噪音、熄灭肝火平平心、助听穴位常按摩、戒挖耳道避外因、耳毒药物慎选用、保健之道多补肾。



       牛津仪器中国区销售经理冯骏先生带来《大面积能谱——引领电制冷能谱的发展趋势》的报告。牛津仪器能谱仪在2010年取得了长足的发展。大面积能谱仪系统X-max系列已经成为新购置能谱的首选，牛津仪器SDD电制冷能谱国内安装总数超过240台；开发了更多应用软件；2010年下半年推出电制冷透射能谱仪IET X-max80。牛津公司还配有高素质的售后服务队伍为用户提供及时周到的技术支持。
       冯经理重点介绍了X-max的结构和优势。X-max由电路部分、散热片、真空储藏器和探头伸缩控制按钮四部分组成。X-max大面积电制冷能谱仪具有以下优势：1.同样的电镜条件，更大的计数率；2.满足不同扫描电镜的束流和加速电压条件；3.提升能谱mapping分辨率，实现真正的纳米级能谱分析；4.束流和采集时间更低，避免损伤不耐辐照样品；5.大大缩短面扫描采集时间；6.低加速电压采集X射线信号，得到更准确的样品表面分析结果；7.最新电子阱设计，无磁场泄露；8.探头伸缩自如。