光学超分辨荧光显微成像 ——2014年诺贝尔化学奖解析

超分辨成像显微镜的出现为现代生物医学研究提供了新的强有力的工具,将荧光显微镜的应用推到了新的高度。2014年诺贝尔化学奖授予了Eric Betzig、Stefan Hell以及William Moerner三位科学家,以表彰他们在“发展超高分辨荧光显微镜”上的贡献。他们的获奖肯定了化学生物物理多学科交叉对于当今前沿科技发展的重要性。本文主要介绍了超分辨荧光显微成像诞生的历史背景,以及各成像技术的发生发展过程,最后对此技术的未来发展做了展望。     

《回望人类发明之路》连载之十八 驾驭电子(下)

正短短100年间,电子学领域的发明几乎影响到人类活动的一切方面。如果地球上的电子在一瞬间突然不辞而别,今天的人类真不知如何是好。电子技术领域的发明,拓展了人类获取自然信息的空间尺度。20世纪30年代,科学家开始突破光学显微镜的局限,深入更小的微观世界观察病毒和原子;开始通过电磁波获取光学望远镜无法得到的太空天体信息。1931年,德国科学家卢斯卡(1906-1988)发明了电子显微镜,利用电     

聚丙烯酸纳米微凝胶的表征

利用原子力显微镜（AFM）对聚丙烯酸纳米微凝胶的形态、结构进行了表征,单体浓度、交 联剂与单体摩尔比对聚丙烯酸微凝胶的粒径都有一定影响,在实验条件下均可得到粒径为20 ～60nm的微凝胶。加入夺氢型光引发剂BP-4进行二次聚合,可以得到大分子纳米凝胶引发剂,其粒径比一次聚合所得微凝胶增大10～20nm;二次聚合时加入N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）可得到50～90nm、表面包覆PNIPAM的纳米凝胶。     

Co对(FeCo)-Pt-B型纳米晶甩带的晶体与微磁结构的影响

采用熔体快淬方法制备的[(Fe1-xCox)0.675Pt0.325]84B16(x=0.1～0.5)系列纳米晶甩带,通过优化退火热处理后,运用磁力/原子力显微镜(MFM/AFM)研究了Co浓度对样品的晶体与微磁结构的影响.结果表明,甩带的微磁及微晶结构与Co对Fe替代的浓度密切相关.甩带的微磁结构可确定为交换耦合畴结构,由随机分布的黑白相间的点状畴构成,且畴的尺寸约为3～6个其晶粒尺寸的大小.运用Landau-Lifshitz自由能最小化理论解释了纳米晶甩带形成交换耦合畴的机理.甩带的微晶颗粒的直径随着Co含量的增加而变化,但都小于100 nm.具有高矫顽力(iHe)样品呈现了更一致、更大的磁畴结构和更均匀、更细小的晶粒结构.平均的畴尺寸与晶粒尺寸的比例(w/D)可以半定量地表征交换耦合的强度,当x=0.3时w/D达到最大值,此时交换耦合最强,这与磁性测量的结果完全一致     

兔角膜中央厚度与角膜上皮厚度的相关研究

目的:探讨兔的角膜上皮厚度在A型超声下与共焦下测量结果的相关性,及表麻药对角膜上皮的作用。方法:分析左右眼之间的统计学差别后,将20只兔子随机分为两组,一组滴用表麻药为实验组,另一组点用平衡液作为对照组,分析表麻药对角膜上皮的影响;最后将对照组用同样方法处理后,将40只眼的角膜上皮在A超下与共焦下的测量值进行统计学分析。结果:(1)兔的眼别与角膜中央厚度的测量差异无统计学意义;(2)滴用倍诺喜表麻液与滴用平衡液两组差异有统计学意义;(3)A超下测量角膜中央厚度与角膜上皮厚度,二者呈正相关;(4)A超下与共焦下的测量的角膜上皮厚度呈正相关。结论:倍诺喜表麻液会使角膜上皮厚度增加,可使角膜上皮的松解,可以缩短乙醇浸泡角膜上皮的时间;A超下测量角膜中央厚度越厚,其角膜上皮厚度越厚;A超下测量角膜上皮越厚,其共焦下测量角膜上皮也越厚。     

纳米尺度下的电流 纳米电子学简介

本书展示了电流在纳米尺度下的表现,同时将纳米尺度下对电流的几方面研究的最新进展有机地联系起来,其中包括了缺陷、晶界、隧道效应以及原子触点相关方面的研究;纳米结构对电流的影响,尤其是对晶体管最小化的研究;还包括了一些针对扫描探针显微镜中遇到的测量纳米尺度下探针电流和电压的新技术。     

细胞凋亡的三种形态学检测法的应用比较

文章比较分析了光学显微镜、荧光显微镜和扫描电子显微镜检测细胞凋亡的差异,探讨三种形态学检测法在尼古丁诱导的血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)凋亡中的应用。用终浓度为100μM的尼古丁作用于体外培养的大鼠血管平滑肌细胞24 h,不加尼古丁的细胞作为对照组,应用普通光学显微镜、荧光显微镜和扫描电子显微镜分别观察各组细胞的形态,确定尼古丁对血管平滑肌细胞凋亡的影响。三种形态学检测方法均可检测到尼古丁明显诱导血管平滑肌细胞的凋亡。荧光显微镜检测法因操作简便、灵敏度较高、价格适中,更适用于本实验。     

原子力显微镜与磷脂双层膜作用实验结果理论分析

 利用原子力显微镜研究生物膜力学性质,已经成为研究生物膜稳定性的重要技术。通常,原子力显微镜探针和磷脂双层膜相互作用力谱曲线包括非线性部分和线性部分,其中线性部分的物理机制仍不完全清楚。将磷脂双层膜看作弹性半空间,基于相互作用原理,系统地研究了原子力显微镜探针与磷脂双层膜相互作用过程,理论结果包含了能够表征磷脂双层膜稳定性的重要参数：杨氏模量和泊松系数,以及原子力显微镜探针尖端半径。不仅合理地揭示了H. J. Bütt的实验结果曲线中线性部分的物理机制,还指出,通过增加离子浓度,磷脂双层膜的杨氏模量增大和泊松系数减小,从而导致原子力显微镜探针与磷脂双层膜之间的相互作用力随着离子浓度增加而增加。     

会迈步的蛋白质分子

日本金泽大学数学物理系安藤敏夫教授主持的科研组．最近利用原子力娃微镜（AFM）拍下蛋白质如迈步一般移动的照片,成功地同时捕捉到蛋门质的形体和动态,为纳米科技的发展作出了重大贡献。     

扫描声学显微镜在半导体封装失效分析中的应用及前景

扫描声学显微镜(SAM)是封装流程中质量控制和非破坏性检测最常用的诊断工具。那么,SAM在芯片集成封装的失效分析中,尤其是在最新型的倒装芯片封装(FCxGA)和多芯片叠加封装(MMAP)中,又该如何运用呢?