激光扫描共聚焦显微镜在光电材料中的应用

随着自然科学的发展,除了医学和生物研究领域,激光扫描共聚焦荧光显微镜(laser scanning confocal microscopy, LSCM)在材料科学研究中的作用越来越显现出来,特别在光电材料的研究中具有广泛的应用。结合多年的仪器管理和使用经验,以本学院的奥林巴斯激光扫描共聚焦荧光显微镜FV1000为例,对LSCM的成像特点、技术优势及其在光电材料成像中的应用情况进行了概述,以期能为LSCM在更多领域的应用和研究工作提供参考。     

原子力显微镜-扫描电子显微镜共定位表征系统的研发与应用

微纳加工过程中,常有样品需要进行聚焦离子束（FIB）溅射、切割,扫描电子显微镜（SEM）以及原子力显微镜（AFM）表征,而这三类仪器都需要将样品固定在样品台上才可测试,固定不佳会影响表征结果.但固定好的样品在不同仪器之间转移、拆卸、再固定的过程中极易受到破坏.基于以上问题,设计了AFM-SEM-FIB样品共定位系统,可实现样品在此三种仪器之间的无损转移及共定位,避免珍贵样品破坏及目标丢失,以及解决AFM扫描无法控制方向、迅速调整位点等问题.在微纳表征中有优异的表现,系统已被开发成产品并量产销售.     

激光扫描共聚焦显微技术在高分子科学研究中的应用

激光扫描共聚焦显微技术作为一种深层形态结构分析的重要研究方法,避免了繁琐的实验操作以及对样品的破坏,可直接给出材料内部结构的三维图像,在生物学、医学、材料科学和冶金学等研究领域都有广泛的应用.本文阐述了激光扫描共聚焦显微镜的工作原理及技术优势,综述了激光扫描共聚焦显微技术在高分子科学研究领域的应用进展,包括聚合物多组分...     

激光共聚焦扫描显微镜技术简介及其应用

介绍了利用激光共聚焦显微镜对不同粗糙度标准样块表面进行粗糙度测量时,各试验参数对测量结果的影响. 对于标准样块,测得的面粗糙度（Sa）符合测量要求（示值误差≤5%）,最终确定合理的试验参数. 方法不但具有非接触、高分辨率、测量速度快的特点,同时可以获得被测表面的三维形貌,可以更加直观的对表面进行评价,使激光共聚焦显微镜能够更好的应用于工业材料表面轮廓分析领域.     

鼠海马CA1锥体细胞三维结构的研究——共聚焦激光扫描显微镜的光学记录及分形结构的计算机仿真

本研究工作不仅记录了CA1锥体细胞的完整结构,也深入追踪了神经元的轴-树突之间相互联结的三维空间分布。注意到CA1区神经元的树状分形结构,采用分形算法,在PC-486计算机上“生长”出2—18个与真实的CA1双极锥体细胞极为相似的仿真细胞。因此,采用CLSM-10的光学成象记录与分形结构的计算机仿真相结合的实验手段来研究海马CA1锥体细胞的三维结构,将可能对脑神经混沌动力学的研究提供定量的分形结构依据。     

双光子激光共焦扫描显微技术在环境化学中的应用及展望

介绍了双光子激光共焦扫描显微技术的基本原理,评述了该技术与传统荧光显微技术和单光子激光共焦扫描显微技术的异同,并且结合双光子激光共焦扫描显微技术在实际工作中的应用,评述了其在环境化学中的应用潜力及发展前景.     

扫描电化学微探针的发展及其在局部腐蚀研究中的应用

简要概述当前国内外具有空间分辨能力的扫描微探针技术及其在腐蚀研究中的应用,包括扫描微电极技术(SMET)、扫描电化学显微镜(SECM)、原子力显微镜(AFM)、扫描Kelvin探针技术(SKP)等,其中SMET、SECM、SKP及局部交流阻抗技术可直接测定腐蚀电极表面或界面电化学不均一性的分布图像,而原子力显微镜技术则是通过分子间作用力从纳米尺寸测量腐蚀过程表面形貌的变化.文中侧重介绍作者近年先后建立的具有微米空间分辨度的电化学微探针技术,并利用各种扫描探针技术研究金属/溶液界面电化学不均一性及其局部腐蚀过程.研究表明,空间分辨电化学方法的发展及应用,加深了人们对金属表面和金属/溶液界面电化学不均一性,特别是金属局部腐蚀发生、发展及过程机理的认识.     

靶向性纳米金探针对宫颈癌细胞的激光扫描共聚焦散射成像

制备了粒径均一的纳米金颗粒, 再对其表面进行叶酸修饰, 制得具有靶向性的纳米金探针. 利用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM), 对靶向性纳米金的细胞特异性散射成像进行研究. 实验结果表明, 人宫颈癌细胞(Hela)对纳米金-叶酸的摄取作用强于对纳米金的摄取, 但随着时间的延长, 两者的差别逐渐减小. 表明在适当的时间内纳米金-叶酸探针对宫颈癌细胞具有良好的靶向性.     

扫描电化学显微镜在光电能源研究领域的应用

作为一种扫描探针技术,扫描电化学显微镜(SECM)在金属防腐、材料表征、生物医学和新能源技术等领域的研究中扮演着重要角色。本文简要介绍了SECM的基本工作原理和常用的两种工作模式:反馈模式和收集/产生模式;综述了SECM在太阳能电池和太阳光解水制氢两个光电能源研究领域的应用进展,同时结合课题组的工作基础,特别是近期利用SECM筛选合适金属离子掺杂改性WO₃光阳极的工作,对SECM在筛选半导体电极材料方面的应用特点进行了实例展示介绍,最后简要总结了SECM在光电能源研究领域的发展及方向。     

扫描离子电导显微镜的原理及应用

扫描离子电导显微镜(SICM)是一种扫描探针显微技术,通过测定超微玻璃管探针的离子电流,它能够非接触地扫描样品表面,进而研究样品的形貌及性质。SICM具有成像分辨率高、探针易于制备和对被成像物体无损伤等特点,特别适用于研究生理条件下的活体细胞,是一种与扫描电化学显微镜及原子力显微镜互补的扫描探针显微镜技术。SICM能够对软界面及表面,如活细胞表面的显微结构,进行高分辨率成像;并能够与其它技术联用,研究细胞形貌与功能的关系;还能控制沉积特定分子,实现纳米尺度的显微操作与加工。本文对SICM的发展历史、仪器构造、基本原理及应用进行了综述。     

基于扫描探针显微术的微区光电性质测试方法和装置

本文以一台常规的Aglient 5500型的扫描探针显微镜为基础,通过配置光源及聚焦系统、研制光强度自动控制部件、研制样品台等方法将太阳光模拟器发射的光引入样品的探针扫描区域,开发了利用扫描探针显微镜原位测试太阳能电池材料微区光电性质的功能。光电性质的测试过程可在手套箱内进行,解决了有机半导体容易吸收空气中的水和氧而失效的问题。     

青霉素V钾的有机半合成及其抑菌效果表征——推荐一个化学生物学综合实验

青霉素的有机半合成及其抑菌效果表征是一个涵盖知识点众多的综合性实验,目前相关实验仅有美国麻省理工学院(MIT)等少数高校开设,国内尚未有关于该实验教学方面的报道。为了将研究型的环境引入教学实验,培养学生科学思维能力,我们进行了如下改进：1)设计并搭建了循环冷凝装置,引入低温控制,提高产物的稳定性,有效减少副产物的生成;2)添加无水乙醇后处理步骤,利用溶解度差异除去副产物;3)引入微量二倍稀释法测定青霉素最低抑菌浓度,利用牛津杯法测定青霉素抑菌圈,提高实验的展示度;4)将科研成果融入教学,使用小麦胚芽凝集素荧光标记结合荧光共聚焦显微镜表征青霉素对细菌细胞壁完整度的影响,展示青霉素的抑菌机制。该实验交叉融合有机合成与化学生物学的实验内容,引入科研表征手段,使得学生切实体验科学研究的过程,激发学生的探索精神和创新意识。     

基于扫描探针显微镜(SPM)的高密度信息存储

随着信息技术的飞速发展,高密度信息存储的研究成为国际上备受关注的研究领域。扫描探针显微技术（SPM）通过改变材料的光、电、磁等局域特性可以实现纳米尺度的信息存储,成为提高信息存储密度的最有效手段之一。本文从信息存储材料和技术角度综述了基于SPM的高密度信息存储最近的研究进展,并讨论了其将来的研究和发展方向。     

能量色散X射线探针技术对汝瓷成分的线扫描分析

用能量色散X射线探针技术对汝瓷残片的剖面从釉到胎进行了主要成分含量的线扫描分析, 结果表明: 在釉胎之间的确存在一个中间层, 在这中间层各元素从釉的含量变化到胎的含量, 而且这种变化是连续的, 每个元素含量变化的起点与终点略有不同, 变化曲线也不一样. 这是在汝瓷烧制过程中, 瓷釉在形成玻璃态的同时渗入了瓷胎表面而形成的, 这与在实体光学显微镜上能明显看出而在偏光显微镜和扫描电子显微镜下看不到此中间层的情况相符合.     

新型钙荧光探针在H2O2对HL-60胞浆钙影响研究中的应用

采用H2O2、黄嘌呤和黄嘌呤氧化酶、H2O2/抗坏血酸/Fe^2＋（或H2O2/Fe^＋）、H2O2和辣根过氧化酶（HRP）等不同活性氧产生体系,对自行合成的胞浆特异性钙荧光探针STDIn的活性氧耐受性进行了考察.以STDIn-AM为探针标记HL-60细胞,激光共聚焦技术检测单细胞内Ca^2＋-STDIn荧光强度的变化;探讨了不同浓度的H2O2对胞内Ca^2＋浓度变化的影响,从膜结构和生物信号传导的角度研究了氧自由基对培养细胞的生物效应.     

扫描电化学显微镜在生物医学领域的应用研究进展

研究病变细胞和组织的异常表现可为理解重大疾病发生发展的病理机理和新型药物筛选提供重要参考.扫描电化学显微镜(Scanning electrochemical microscopy, SECM)是一种基于电化学原理的扫描探针显微镜,通过记录探针在样品表面扫描时的电流或电位等信息,对活细胞的形态和多种化学信息进行原位、实时...     

基于扫描电化学显微镜的微生物电化学研究进展

微生物是自然界中广泛存在的生命体,它们通过呼吸代谢转化碳水化合物并产生能量的过程与电子转移密切相关,在元素的生物地球化学循环与物质能量转化过程中发挥着关键作用.因此,微生物电化学的原理及其应用近年来备受关注.电化学及其联用技术能够从电子转移层面揭示微生物/非生物界面物质和能量转化机制,是直接、有效的分析手段.其中,扫描...     

能量色散X射线荧光光谱法探针线扫描分析"长沙窑"彩绘工艺

应用能量色散X射线荧光光谱（EDXRF）探针及线扫描技术对我国唐代和宋代的5块“长沙窑”彩瓷样品的彩绘工艺进行了研究。根据所测得的从釉到胎中着色元素铜或铁的含量变化可以看出,此5块样品的彩绘工艺均不完全属于典型的釉下彩工艺,而是属于高温釉上彩工艺。     

化学成份在钧瓷胎釉反应层中分布模式的线扫描分析

利用能量色散X射线荧光(EDXRF)探针, 对一批金元时期的钧瓷样品进行了线扫描分析, 以研究钧瓷胎釉间薄层物质的性质及其它相关问题. 结果显示, 胎釉间薄层物质的化学组成介于胎釉之间, 因此其应为在烧制过程中形成的反应层. 分析还发现, 反应层中的K₂O含量高于瓷釉和瓷胎, 与其它氧化物均有不同. 推断反应层中K₂O含量高的现象, 是瓷釉和反应层中特定的SiO₂和Al₂O₃组成, 硅酸盐玻璃的特定网络结构, 以及SiO₂, Al₂O₃及K₂O在玻璃体中的作用和特性等因素的综合作用结果, 而非单纯的K^＋具有较强的渗透能力所致.     

扫描探针显微技术在蛋白质分子结构与性质研究中的应用

由于与人类生活密切相关,蛋白质分子器件的研究得到了广泛的关注。扫描探针显微镜(SPM)技术的飞速发展无疑为从分子水平研究氧化还原蛋白质提供了有利的工具。氧化还原蛋白质的分子结构、力学性质、电学/电化学性质是蛋白质分子器件的重要研究内容。本文从SPM的电流电压特性曲线、力曲线、化学电势控制等方面介绍了相关的前沿性研究进展,为充分发挥SPM技术在蛋白质分子领域的研究提供参考。