推动电镜技术新发展看2020北京电镜年会

推动电镜技术新发展看2020北京电镜年会
发布时间:2020-12-20] 阅读次数：1258次

　　分析测试百科网讯 2020年12月19日，由北京理化分析测试技术学会电镜专业委员会主办的2020年度北京市电子显微学年会隆重举行。本次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。本次会议共有近200人出席、参与。分析测试百科网作为会议支持媒体，为您带来全程跟踪报道。

　　北京理化分析测试技术学会秘书长桂三刚主持本次大会。

大会现场

中国疾病预防控制中心病毒所宋敬东副研究员

报告题目：新冠病毒的电镜发现机器在人呼吸道上皮细胞内的超微病理损伤和形态发生

　　新冠病毒自1月开始肆虐全球，电镜作为鉴定病毒的重要手段之一，在1月7日已经成功鉴定出该病毒。上呼吸道作为人体防御细菌、病毒入侵的第一道防线，研究其对新冠病毒的生理、病理反应有助于了解其入侵机理。团队通过类器官模拟后，发现呼吸道有粘液产生，且上呼吸道表皮细胞纤毛摆动倒伏、消失，合胞体凋亡。相比其他病毒，新冠病毒复制快、滴度高、破坏力强，容易导致上皮细胞发生贯穿性破坏。通过形态学研究，团队发现病毒利用粘液细胞形成病毒包含体，形成豆荚样，随粘液共同排出体外，是造成飞沫传播的重要因素。

布鲁克应用工程师陆畅

报告题目：高分辨EDS、EBSD解决方案

　　电镜的信号是收集由电子束打到样品表面后所产生的反射、散射、透射电子。其中EDS信号是来自样品较深的散射电子信息，因此其分辨率相比较浅处的二次电子较低。然而，布鲁克FlatQUAD采用平插式能谱设计，配合减低降低电压技术，实现了扫描电镜的高分辨分析。在透镜方面，布鲁克100-RT采用细管径方式来提升立体角，进而优化检出角，实现真原子级分辨率。对于EBSD分析，布鲁克OPTIMUS TKD采用同轴设计，改善了花样畸变问题，空间分辨率提高到1 nm，且对WD/DD不敏感，测试速度更快。

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及其前景分析

　　世界上第一台电镜发明于1931年，放大倍率16倍，发明人鲁斯卡本人也获得了诺贝尔奖。随着电镜技术的不断进步、细分市场逐渐出现，人们推出了多种类型显微镜以适应需求的变化。中国第一台电镜诞生于1958年长春光机所，在1965年正式生产，但随着时间的推移，我国电镜研究长期停滞不前，与国际逐渐拉开距离。近年来，我国中科科仪、聚束科技、东方晶源、上海精测等厂商在电镜领域已经实现了“零”的突破，并且在专业领域取得了一定成果。尽管已经取得了上述成果，但我国的电镜事业仍步履艰难、处境困难，在高端产品领域处于真空状态。其原因包括市场原因、企业自身原因、高校/科研机构原因以及政策等。作为电镜行业的核心技术，韩立建议重视真空电子学等基础学科的发展，建立产业链、生产高附加值零件等，缩短与国际产品的差距。

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天美高新市场副总监高敞

报告题目：日立多功能热场扫描电镜SU5000

　　日立全新一代热场发射扫描电镜SU5000继承了日立半导体行业扫描电镜CD-SEM高稳定性和易操作的特点，不仅具有强大的观察分析能力，同时具有全新的操作体验。SU5000配备的EM Wizard自动化软件可实现自动对焦、无需设置参数即可获得高质量图片。此外，SU5000可配备SE探测器、BSE探测器、UVD探测器、顶位探测器、EBSD探测器、拉伸台、加热台等附件，实现多角度、多功能分析。全新的multi-finder功能，方便快捷的寻找样品。通过SU5000的实际应用案例，证实SU5000不仅性能强劲，丰富的配件也扩展了产品的应用领域和范围。

日本电子应用工程陈青山

报告题目：日本电子电镜技术新发展

　　JSM-IT800是日本电子最新推出的扫描场发射电镜，采用浸没式schott-plus场发射电子枪，在低加速电压下也能获得充足的入射电流。配合NEO Engine技术，在条件变更时也可以实现高分辨、自动化分析。产品配备的全新操作软件以及SMILE VIEW Lab软件，不仅实现高通量检测，同时也便于数据的管理、导出与分析。丰富的配件可以实现样品检测的自动导航功能、低真空样品检测等。新型背散射探测器SBED响应性能优越，适用于低加速电压下材料衬度像的采集，多用途背散射电子检测器VBED适用于3D、凹凸等特色图像的采集。JSM-IT800丰富的配件使其成为当前性能最为强大的微观分析设备之一。

中国科学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

　　黄小俊介绍，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。目前，中心集成了超分辨率光学显微技术、低温电子显微技术、三维重构技术、低温扫描微加工技术、单分子荧光成像技术、原子力显微技术、光电关联显微成像技术以及一系列生物显微成像样品技术。例如中心利用低温电镜保障镍钛支持膜的研究，期间扩展了数据加速收集方式。在细胞器方面，中心研发了多种检测策略，发明了连续切片技术并编写相关采集软件，同时也申请了相关专利、实现了产品转化。对于亚纳米尺度检测方面，中心研发了新型铜质载网，并申请了相关专利。同时也研发了低温冷冻样品台和转化装置——HOPE系统，实现了成果转化。

蔡司应用工程师沙学超

报告题目：ZIESS Crossbeam Laser -从纳米到毫米的多尺度表征与加工平台

　　蔡司Crossbeam Laser通过飞秒激光提高速度，通过镓离子（Ga+）束提高精度。蔡司最新发布的Ga FIB-SEM系统在使用时，蔡司Crossbeam Laser采用独特架构，能够对铜柱凸块和硅通孔（TSV）等深埋封装互连结构以及器件后道工序（BEOL）和前道工序（FEOL）结构进行快速截面，整个过程只需几分钟。与使用等离子体源的等离子体聚焦离子束技术（Plasma FIB）相比，在移除大范围材料时，蔡司Crossbeam Laser的加工速度最高可提升50倍。飞秒激光的引入降低了热效应，减小了样品损伤，提高了加工精度高。

牛津仪器高级应用工程师徐宁安

报告题目：牛津仪器显微分析技术新进展

　　牛津仪器在2020年发布了Symmetry S2 EBSD探测器、AZtecCrystal EBSD后处理软件、Xplore紧凑型能谱仪及AZtecWave波谱仪。Symmetry S2 EBSD探测器是一款全能型EBSD探测器，其标定速度超过4500pps；拥有高达1244 x 1024像素分辨率；独特的光纤板光学设计，使图像畸变控制在亚像素范围内；软件控制的探测器倾转，保证检测结果准确、可靠。

　　AZtecCrysta是牛津最新发布的EBSD后处理软件，与AZtec软件系统一致的界面风格，完备的帮助系统和演示数据，新用户可以迅速上手操作；采用四元数计算取向，结合多核处理器和多线程的优势，出图速度快；智能设计功能强大，不论初学者还是专家级用户都能得心应手；支持HDF5通用格式，可以导出原始数据和计算后的数据，以便高阶用户做进一步分析处理。

　　Xplore紧凑型能谱仪针对台式及紧凑型电镜的特点进行了优化设计，体积小巧。Xplore紧凑型能谱仪有效晶体面积为30mm2，配置高通量处理器，最大计数率可以达到1,000,000cps。能量分辨率满足国际标准ISO15632:2012的要求，在高达50,000cps的计数率条件下Mn Ka的能量分辨率优于129eV。此外，可实现实时谱图和实时元素成像，内置Tru-Q®算法保证无标定量分析的准确性

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

　　目前，冷冻电镜已经进入原子分辨率，除了进行单颗粒成像分析外，也可以用于断层结构重构分析。据统计，近年来使用冷冻电镜技术发表的文章数量逐渐提升，高分辨解析物质结构的数量也迅猛增长。例如，人们利用单颗粒冷冻电镜成功解析了TRPV1蛋白结构以及与辣椒素分析结合位点，成为近年来单颗粒冷冻电镜应用技术的关键与爆发点。

　　据统计，自2015年以来，中国科研团队在CNS上发表了110余篇物质三维结构研究成果。2020年，冷冻电镜在新冠病毒研究中发挥了重要作用，不仅提供了精细的三维结构，同时也破解了病毒复制机制与感染机制，为人们寻找抑制病毒的进一步传染立下了汗马功劳。

　　在冷冻电镜技术发展过程中，中国学者研发了基于石墨烯、镍钛合金冷冻样品载网，编写了冷冻电镜的数据收集软件、多个结构解析方法与算法。但我国仍需要加强硬件设备的自主创新开发，软件算法原创性创新，颠覆性电子显微学与成像理论等。

TESCAN中国区市场部经理顾群

报告题目：TESCAN新技术与应用

　　电镜样品在分析时，经常需要多种分析设备与方案，仪器间的配合、样品转移、制样等过程对最终的检测结果有重要的影响，任何一个环节出现问题将严重影响检测的准确性。因此显微分析综合决方案成为解决上述问题的重要方法之一。TESCAN针对上述问题，推出了All-In-One综合解决方案。在传统电镜产品上，TESCAN增加了FIB、TOF-SIMS、SEM-Raman等，极大的提升了扫描电镜系统的原位综合分析能力，做到所见即所得。事实证明，TESCAN All-In-One综合解决方案不仅解决了仪器间配合问题，也丰富了样品检测手段，为用户提供了全新的解决思路。

RMC公司产品经理韦术敏

报告题目：RMC动力超薄切片机最新进展

　　RMC作为超薄切片机发明者，拥有丰富的切片机产品线，所有产品采用模块化设计，可进行本地化升级，无需重新采购。结合专利动力切片技术，可以保证成品的稳定性，也可以根据需求进行个性化定制。韦术敏以ATUMtome连续超薄切片机为例，介绍了RMC公司切片机的实际使用情况。

北京工业大学闫鹏飞教授

报告题目：球差校正电镜在二次电池材料失效分析及改性中的应用

　　二次电池又称为可充电电池，根据使用的材料分为镍氢、锂离子、钠离子电池等。层状结构的氧化物正极材料是实现二次电池性能提升的关键材料，然而电池材料在循环过程中发生各种失效行为，不仅带来电池性能的快速衰减也为安全性带来隐患。失效分析又分为性能失效和安全性失效，其关键是对使用的材料进行失效分析。团队利用电镜对正极材料的层状证及材料表面分析，发现表面相变层随循环圈数增加而增厚，其原因是锂离子的含量逐渐减少，过渡金属元素有次序的跃迁，相变层从表面逐渐向内部扩散，但表面相变层对性能衰减不大。对于晶体材料衰退，晶体裂纹的产生导致电导率发生变化以及新界面的产生，对正极材料性能产生负影响。通过电镜分析发现，裂纹的产生于晶内位错产生、孪晶界带装裂纹、晶体热分解有关。综合分析来看，正极材料裂纹的产生可分为电解腐蚀、热分解/相变、离子迁移分离三种。

徕卡高级应用工程师程路

报告题目：真空冷冻传输技术在电镜制样中的应用

　　徕卡在电镜制样技术方面处于领先地位，对于含水样品，推荐使用自动临界点干燥仪CPD300。对于需要冷冻升华干燥样品，推荐使用ACE6000。对于真空冷冻传输，徕卡拥有全球独有的VCT-500真空冷冻传输系统，满足用户不同的需求。EM VCT500，在对低温样品进行安全传输和转移的同时，可以将常温SEM升级为冷冻SEM，实现冷冻扫描观察。当然，扫描不仅可以观察表面，Leica冷冻断裂镀膜系统EM ACE600可以实现冷冻断裂，将低温样品敲断后镀膜，通过EM VCT500即可转移至Cryo SEM中进行冷冻断面观察，实现立体断裂成像，极大扩宽了应用范围。

阿美特克应用工程师袁昊

报告题目：直接探测技术与电镜表征新可能

　　电镜的信号捕获过程包括光电信号转换等，容易产生信号噪声。直接探测器的发明避免了这一过程，对电镜技术的发展带来了革命性的变革。Clarity是阿美特克推出的全球首台商用直接电子检测探测器，专为电子背散射衍射（EBSD）设计。Clarity在用于低剂量样品分析，直接探测器大幅减少了噪音信号的收集；在动态原位成像中，直接探测器不仅减少了噪音信号干扰，低电流的使用也提高了分析物品的种类；对大视野物品分析，直接探测器提高了高能量条件下分析速度与分辨率。对高聚物样品来说，直接探测器可看到更多的样品细节与相关元素。

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

　　当前，样品重构主要分为电子断层重构、FIB-SEM重构、SBEM重构、ATUM-SEM重构、X射线断层成像五种。针对不同成像需求，需要采用不同的技术。对于微观脑成像方面，团队建立了一站式、高通量成像平台。通过超薄切片机制样后，送入电镜后利用自主研发的高速成像自动采集软件收集数据。利用这套系统，团队收集了斑马鱼、小鼠、果蝇脑部成像数据。包括神经元包体、树突线粒体、海马突触、视叶区神经元等进行了成像分析。也对小鼠的肾脏、干燥超微结构进行重构。

赛默飞市场推广部经理杨光

报告题目：赛默飞电镜在材料和生命科学领域的最新研究进展

　　在材料领域，冷冻电镜已经成为人们解析微观结构必不可缺的手段。例如在300余个新冠病毒结构，近三分之一是通过冷冻电镜进行解析。但上述工作成果是使用操作难度较大的高端电镜完成的，对于入门使用者，赛默飞推出了Tundra。Tundra极大地简化了冷冻电子显微镜的使用，让任何经验水平的研究员都能轻松操作。Tundra性能卓越，在100kV下分辨率达3Å。对于样品的制备，赛默飞推出了全套方案，实现从样品制备到样品自动化、全流程光电冷冻分析。配合Amira软件，可进行样品三维重构，以便发现新的生物结构及展现丰富的细节。

　　部分参展厂商：