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IBM显微镜创新技术让分辨率可比原子小100倍

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以往的显微镜成像（左），IBM的科学家用显微镜精确测量长度（右）。
这是一个挑战:想象一万亿级。你可能会想如何在1000000000000年内移动1米。微微米,或十亿分之一米,大约是最小的距离,现在人类可以用显微镜解决。
在过去的几年令人印象深刻的在显微镜工作的基础上，一队来自IBM的改进他们的方法精确测量的单分子的结构细节。他们的技术，他们成功地测量电子的分布非常细微的差别在分子上。如何微妙？我们正在谈论皮米或0.000000000003米。

这是一个原子的直径的百分之一！

有能力解决内部的分子结构，在这种级别的精度是前所未有的。它验证了几十年的理论和间接的实验工作有关的内部性质的分子以及承诺的水平掌握的分子世界的理解，可能会迎来纳米技术。在“科学”杂志上报告了他们的研究。

2009年，IBM的团队第一次拍摄到的分子并五苯的详细图像
IBM的研究人员最新的成就，越来越多的令人印象深刻的显微镜功勋。三年前，他们首次报道了称为并五苯单分子，显示出实际的分子键，清晰的高分辨率图像。就在同一年，它们精确地测量单个原子的电荷使用音叉设备的。今年早些时候，研究人员宣布，他们的技术，理论上已经多年，单分子的电荷分布进行了实验验证。

要真正了解这项研究的影响，这是值得挖掘得更深一些，这个实验。

分子如上图，六苯并蔻（HBC），是一种多环芳香族碳氢化合物，是平面，如其他分子的研究团队。这意味着HBC的是一个巨大的由碳原子组成的电子包装（边缘周围的氢除外）的扁平的圆盘。

现在，一个碳原子与另一个碳原子通过共享电子。他们分享更多的电子，原子核越接近彼此。所以，如果你知道确切长度的债券，可以更好地了解这些原子的电子特性。确定的新技术，在中间分子的化学键稍短比的边缘附近。这表明，这些债券有更多的电子目前。

HBC的兴趣，因为它被用作一个模型，以便更好地了解凉爽的石墨碳板，碳球被称为布基球和碳纳米管。此外，高负担国家要自组装成大型柱状堆叠在合适的条件，使他们的候选人纳米技术的应用。

因为能够测量键长在3皮米，他们有一个更准确的了解，在这些分子中电子的性质。他们甚至已经开始测试其他碳电网分子的到看到整个分子的电子特性被扭曲了其他种类的原子或不规则的。

为什么这很重要？由于此晶格的电子性质是什么使给出了碳纳米管的超导性质和传感器的能力。了解怎么连一点点的变化可能会导致电子方式的转变，它们分布在分子是最重要的，如果，碳纳米管是要有用和可靠的未来的技术。

由IBM开发的技术，使用原子力显微镜或原子力显微镜，与一个单一的一氧化碳（CO）的前端与被探测的分子相互作用。敏感的相互作用可以被测量，作者指出，“合作终止的尖端作为一个功能强大的放大镜，揭示了原子结构的分子，包括其债券。”由于环境温度的原子振动引起太多自己，实验必须运行在真空中在-268C。一种动画显示与要生成的电子分布图，它允许布基球的表面上的相互作用：
工作能力与单分子是呈上升趋势。从加州理工学院在纳米尺度上的相关工作，导致最近一次的规模，衡量一个分子的发展。其他研究人员继续探索分子组装，可以充当其宏观，如单分子电动马达和甚至汽车去年开发。

看到多远，IBM的研究仅在短短的几年来，未来的这个“极端显微镜”，可以帮助科学家解开了更多的系统性能，材料科学和纳米技术的兴趣。的解剖分子的量子力学领域的长期退居可以彻底探索实验，向分子机器的时代，这是一个巨大的一步。我们想当然地操作，检查和测试对象对我们的规模，但为了在纳米，分子的组成部分，必须站起来，相同的质量控制工程师在真实机器上的能力。这是建议的技术，如量子计算和碳纳米管太空电梯。

新型光学显微镜可快速识别罕见的乳腺癌细胞

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从众多的各类细胞中区分和隔离罕见的细胞的技术已变得越来越重要，为疾病的早期检测和监测疾病的治疗。

循环的肿瘤细胞是一个很好的例子。通常情况下，它们存在于数亿健康细胞之间，但它们却是会转移的，癌细胞的扩散是导致约90％的癌症死亡率的前兆。这样的“无赖”细胞不仅限于癌症
– 他们还包括干细胞用于再生医学和其他类型的细胞。

不幸的是，检测这些细胞技术是很难的。取得了良好的统计的准确性，需要一个自动化，高通量的仪器，可以在相当短的时间内以百万计的细胞研究。配备了数码相机的显微镜是目前分析细胞的标准，但他们的速度太慢。

现在，加州大学洛杉矶分校的工程师开发一种新的光学显微镜，可以轻松完成许多艰巨的任务。

贾拉利巴赫拉姆说:“要赶上这些难以捉摸的细胞，相机必须能够捕获和数字化处理的图像在一个不断非常高的百万帧速率。
传统的CCD和CMOS摄像头没有足够快速，灵敏。从像素阵列读取数据，这需要时间，他们变得不那么敏感的高速点亮。”

目前流式细胞仪检测方法具有较高的吞吐量，但因为它依靠单点的光散射，而不是拍照，这是不够敏感，检测非常罕见的细胞类型，如那些目前在早期阶段或预转移癌患者。

为了突破这些限制，加州大学洛杉矶分校的生物工程学副教授贾拉利和迪诺帝卡罗，他们擅长于光学和高速电子，微流体及生物技术，由他们研究人员领导的一个跨学科的团队已开发出光学高通量通过流显微镜实时检测灵敏度每百万稀有细胞的能力。

这项技术的基础上光子的时间拉伸相机,贾拉利的团队在2009年创建的技术生产出世界上最快的连续运行的相机。

贾拉利，迪卡罗和他们的同事在最新一期“国家科学院学报”，描述了他们如何结合先进的微流体和实时图像处理，以分类的血液样本中的细胞，这台相机。新的血液筛查技术，拥有每秒10万细胞，比传统的基于成像的血液分析仪高出约100倍的处理速度。

迪卡罗说：“这一成就需要一些尖端技术的融合，通过部门的生物工程，电气工程和加州纳米技术研究院，并增加了重要的技术基础设施，在加州大学洛杉矶分校开发的基于细胞的诊断之间的合作”。

贾拉利和迪卡罗均是在加州大学洛杉矶分校的加州纳米技术研究院的成员。

他们的研究表明了创纪录的低一格的假阳性率在100万实时识别血液中罕见的乳腺癌癌细胞。初步结果表明，这种新技术有可能迅速启用罕见的从大量的血液循环肿瘤细胞检测的，开放的方式，统计准确癌症的早期检测和监测的药物和放射治疗的效率。

加州大学洛杉矶分校的电气工程和生物工程的项目经理同样也是加州纳米技术研究院的成员的哥达说“这项技术可以大大减少错误，并降低医疗诊断成本”。

结果获得了混合癌生长在不同比例的血液，在实验室模拟现实生活中的病人的血液细胞。

“为了进一步验证该技术的临床应用，我们目前正在执行临床试验与临床医生合作，这项技术对尿液分析，水质监测和相关的应用也可能有用。”

新型显微镜可实现无伤血液检测

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无伤血液检测显微镜工作原理

对于大多数人来说，采血针几乎成了验血代名词。然而今天，以色列科技学院生物医学工程系的研究人员已经找到一种新方法来实现血液检测，他们已经开发出一种新的显微镜，可以非侵入而达到检测血细胞的目的，这就避免了我们在做血液采集时的疼痛。

效果图

该显微镜使用频谱编码的共聚焦显微镜（SECM），采用使血细胞的二维空间成像的技术。通过探头紧贴皮肤产生从红色到紫色的光谱。由于接近皮肤表面的血细胞交叉预计频谱散射光线，这由探测器收集和分析，这样可以生成血细胞的二维图像。

研究者们刚刚出版的显微镜光学学会（OSA）的开放获取期刊生物医学光学快报早期验证研究的细节。研究人员使用该设备，扫描流经健康志愿者的唇血细胞，并测得红细胞和白血细胞的平均直径还计算了不同类型的细胞的体积。

研究人员认为，他们的设备将在速度，可移植性和安全性方面提供显着的优势。该小组目前正在对第二代设备，以实现更大的穿透深度成像。

VW-9000高速视频数码显微镜

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由CMOS传感器，光源，LED显示器，分析软件及PC组件组成的型号为VW-9000的数码显微镜可录制长达13小时23fps的视频。可在记录画面控制器上直接编辑和分析。显微镜自动跟踪记录画面中的物体移动速度，加速度，距离和角度，以量化。通过图形显示目标的运动变化，运动图形功能，最大限度地减少来搜索感兴趣的事件所需的时间。

VW-9000的高速显微镜是最通用的工具，可做任何制造或检测分析之用。系统集成了一个内置的光源，LED显示器，分析软件和PC组件，可不仅用于标准的高速应用，还作为一个检验和分析工作的数码显微镜。

VW-9000是一个重新设计的CMOS传感器，能够录制高达每秒23帧/秒的速度，并可录制长达13小时的视频。传统的高速摄像系统需要在操作过程中的几件外部设备（外部光源，单独的PC和显示器等），可能需要几个小时的正确配置后进行工作。但是VW-9000是一个集全功能于一身的系统，所有必要的组件内置的单位，在短短的几分钟内可以设定和准备工作。

该控制器支持彩色和单色成像。先进的接口，简化了安装过程，使新手用户很容易上手。高速记录并自动慢动作回放，允许在安装过程中实时调整。一种新的运动图形功能是能够以图形方式显示目标的运动变化，减少在视频所需的时间来搜索感兴趣的事件。

记录的画面，可以编辑和在控制器上直接分析。 VW-9000自动跟踪录制画面中的物体移动速度，加速度，距离，角度，和其他测量量化。错误监控功能还可以自动重复的动作进行分析，以确定异常事件发生。

VW-9000的设计，包含的功能，同时执行宏观和微观成像。更大的放大倍率，高分辨率KEYENCE数码显微镜镜头可以使用VW-9000。观测时间可以显着减少的大景深，适合于不规则表面的目标。照明适配器和图像优化功能，有助于消除复杂的调整的需要，并允许在高细节看，低对比度和高反射目标。

新显微技术可观察3D组织图像

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图为 一张感染C型肝炎肝硬化的人体肝脏组织的3D图像（来源：利兹大学）

一直以来，病理学家，研究人员必须削减超薄切片组织样本后才能在显微镜观察，这是一个复杂琐碎的过程，最终由数百张2D图像创建成3D图像。试想一下，在单一场景下若干个2D图片必须完全对齐拼接重构成一个3D图像，这是何其繁琐的构建工作。
但是现在，英国利兹大学的计算机科学家和医学研究人员说，他们已经发明了一种新的解决办法，通过数字扫描系统产生样本的3D组织视图，这几乎没有额外的琐碎工作产生。

自动化系统批量转换成2D高清晰度数字图像，这些图像是最原始的图像数据，然后很容易地通过图像配准软件对齐生成3D幻灯片。研究人员可以对这些图像进行旋转和缩放操作。

这种观察组织的方式可以帮助病理学家更好地查看他们正在研究的组织形状，可以更好更多的收集器官的结构和分支血管恶性肿瘤的信息。
系统软件开发者德里克·马吉在一所大学新闻发布会上说“有一个三维视图，可以真正的发挥作用，举例来说，如果你想了解血液如何供应肿瘤的血管系统，你真的需要看到一个3D的视图，而不是作为一个平面状的2D视图。”

马基和他的同事们对八种类型的组织使用超过13,000张虚拟幻灯片做测试，以获得更好的对肝脏疾病，癌症和胚胎研究的意见。

英国利兹大学的病理学家，首席研究员达伦·特雷纳说：“我们的虚拟系统可以让用户观察细胞和大型组织样本上的血管和肿瘤的”微结构“的形状和结构”

这样一个系统的花费以及它是否会在临床上有着良好的实际表现，还有待观察。但它自动化的从2D渲染成3D，为医疗研究人员带来了极大的方便，将来在疾病研究上一定有着大好前景。

显微镜精密定位系统目录

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PI（Physik Instrumente）公司发布了一个显微镜精密运动控制产品的新目录。
 
更快和更高的精密度

新目录涵盖了新的定位阶段，扫描系统的各种标本以及显微镜目标和技术落后的产品。自夹紧性能的陶瓷超声波电机驱动器，例如，在长期的成像应用提供更好的稳定性比传统电机驱动的阶段。
 
这些电机采用低姿态，XY的长途旅行显微镜阶段。如果需要更高的分辨率，远距离的定位可以补充XYZ压电弯曲定位亚纳米分辨率的阶段。这种类型的精度在毫秒尺度的响应一起是什么生物物理学家需要推进与单分子显微技术在细胞生物学领域。
 
数字控制的压电客观的镜头与自动对焦功能的定位系统，提供更快速的步骤相比，传统的模拟控制和解决。这会导致更快的Z-Stack的图像采集和三维成像质量较高。高速压电转向镜扫描激光束在两个共面轴，避免堆叠的单一轴镜的偏振旋转引起的错误，是振镜扫描仪的情况下。

B&W Tek公司的光纤光谱探针显微镜获得专利

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B&W Tek成立于1997年，是专业的生产光学光谱和激光系统的仪器仪表公司，4月18日他们公开宣布其公司的第十八项专利。此专利是一项光谱探针设计，直接安装一个标准显微镜上，以最小的改动去改变显微镜的光路光谱功能。

最初他们将便携式拉曼光谱仪连接到标准的显微镜，以便将它们转换成拉曼显微镜，就这样创造了一个比较传统的拉曼显微镜。但是为了适应拉曼光谱仪的连接，他们不得不对显微镜光路作出修改，这从而会影响显微镜的原始功能。

B&W创新的探针设计从技术角度能够解决这些问题。光纤探头直接安装在标准显微镜物镜上面以添加光谱功能。它可以使用不同的激发波长并很容易重构，探针和显微镜能够执行微采样，拉曼分析以及荧光分析法。
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B&W拉曼产品专员特拉维斯-汤普森说“我们很高兴获得我们的第十八获得专利，这类创新使B&W Tek走在便携式光谱技术前沿，也让我们使我们的客户能够观察之前从来没有想过的东西。譬如石窟艺术和古老教堂天花板上的绘画。”

显微镜配件加速红外化学成像分析

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为了整合与热科学的傅立叶变换红外(FTIR)显微镜、成像衰减附件(ATR)总反射率增强的空间分辨率和系统的数据采集速度,对化学图像申请。ATR允许直接接触固体和液体的采样没有进一步的准备。加上红外显微镜,ATR为探索微观结构提供能力异质性的样品。
 

赛默飞世尔科技推出新型可快速，可靠的红外化学成像分析ATR附件

 威斯康星州麦迪逊 – 赛默飞世尔科技公司，在全球科学服务领域的领导者，今天宣布推出一个新的成像衰减全反射（ATR）的傅里叶变换红外光谱（FT配件提供增强的空间分辨率和高速数据采集功能-IR），化学成像应用。 Thermo Scientific的成像ATR附件已设计并毫不费力地无缝集成与热红外显微镜的科学范围内实现高效，快速和可靠的，具有挑战性的样品化学成像。这是复合材料结构，纸制品，药品的剂型，生物组织，聚合物薄膜和涂料制造商特别的好处。日本Makuhrai展览，的JAIMA博览会2011年，展出的产品。
 
ATR是没有进一步的准备允许固体和液体直接接触采样红外光谱流行的采样技术。当用红外显微镜，ATR提供了一个独特的能力，探索异构样品的微观结构。单点的ATR映射，而在总图像的大小和尺寸方面更加灵活，需要许多不同的接触点，建立成像数据集。 Thermo Scientific的成像ATR附件提供了一个更快速的方法，因为它需要样品反对延长接触面积只有一次被压缩。在相同的速度正常传输或外部反射实验，收集数据，然后进行。
 
新的成像ATR附件，大大简化了任务，获得高品质的情况下，很难准备传输分析的样品的红外光谱。标本，如缺陷，颗粒，纤维或油墨，观察功能，可有效地提高了空间分辨率由四个相对传输测量的因素分析。配件迅速捕捉到样品架功能的Thermo Scientific Nicolet公司IN10，IN10的MX尼和尼Continuμm显微镜在几秒钟内，而不需要的工具。所有标准的显微镜光学仍然可用，从而避免任何担忧对齐或停机时间采样模式之间切换时。传输，外部反射，微ATR和成像ATR的能力都是立即可用来解决任何红外显微镜应用的要求。

显微镜下的新iPad屏幕

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卢卡斯·马西斯是一名来自瑞士的科学家、软件工程师。马西斯先生试着用显微镜拍摄新iPad视网膜显示屏的特写图片，然后用同样的方法拍摄几十个其他设备的屏幕并与它们对比，这其中包括iPad2。你可以看到从上面的图片中看到新iPad与iPad2的屏幕对比，像素点变得十分密集。

先生马西斯在显微镜下观看的设备有iPod Touch、iPhone4S、黑莓PlayBook、H.P、Veer、谷歌Nexus One和一些游戏设备。