2017年12月19日，一年一度的“2017年度北京市電子顯微學(xué)年會(huì)”在北京天文館4D科普劇場(chǎng)如約召開。200余位電子顯微學(xué)相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用專家學(xué)者、廠商代表等不畏嚴(yán)寒，參加了本次年終電鏡學(xué)術(shù)交流會(huì)。

　　年會(huì)由北京市電鏡學(xué)會(huì)、北京理化分析測(cè)試技術(shù)學(xué)會(huì)主辦，旨在推動(dòng)北京及周邊省市廣大電子顯微學(xué)的學(xué)術(shù)及技術(shù)水平，促進(jìn)電子顯微學(xué)工作者在材料科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用、發(fā)展和交流。

　　按照慣例，年會(huì)邀請(qǐng)多位相關(guān)專家學(xué)者做了電鏡技術(shù)的最新進(jìn)展、電鏡技術(shù)的應(yīng)用探究等報(bào)告，同時(shí)也請(qǐng)電鏡儀器、能譜儀器供應(yīng)商，以及電鏡樣品制備設(shè)備供應(yīng)商介紹了最新的電鏡及相關(guān)儀器技術(shù)的最新進(jìn)展。

　　據(jù)張申金介紹，長(zhǎng)期以來，深紫外波段缺乏實(shí)用化、精密化激光源，制約了深紫外科學(xué)儀器和前沿研究的發(fā)展，而深紫外全固態(tài)激光重大優(yōu)勢(shì)對(duì)多學(xué)科提供了一種發(fā)展新型科裝備的新技術(shù)。2007-2012年，財(cái)政部國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目中，開始了對(duì)我國(guó)深紫外波段裝備在相應(yīng)科研應(yīng)用領(lǐng)域“第一桶金”的挖掘。中科院理化所就承擔(dān)了其中材料及器材等方面的攻關(guān)工作。經(jīng)過多年的努力，實(shí)現(xiàn)原創(chuàng)性、高質(zhì)量KBBF晶體小批量生產(chǎn)和高抗損傷棱鏡耦合器件的研制成功。將光發(fā)射電子顯微鏡的觀測(cè)精度拓展到納米尺度空間分辨率，能量分辨率實(shí)現(xiàn)了近量級(jí)的提高，推動(dòng)了相應(yīng)儀器行業(yè)科技的進(jìn)步。

　　雷運(yùn)濤介紹了兩款Gatan透射電鏡新產(chǎn)品，Rio系列CMOS相機(jī)和Elsa冷凍傳輸樣品桿。Rio相機(jī)是唯一一款CMOS相機(jī)，把通常的“高性能”標(biāo)配到了常規(guī)的TEM成像和原位應(yīng)用中，特點(diǎn)包括：實(shí)時(shí)觀察，稿時(shí)間和空間分辨率的全視場(chǎng)成像，采集高速、原位事件等。Elsa冷凍樣品桿用于高分辨冷凍電鏡和冷凍斷層成像的新一代冷凍傳輸樣品桿，特點(diǎn)包括：長(zhǎng)時(shí)間、無人值守?cái)?shù)據(jù)采集，斷層成像期間通過調(diào)整重心減小回歸穩(wěn)定的時(shí)間和漂移等。

　　實(shí)驗(yàn)室常用的病毒檢測(cè)技術(shù)包括核酸檢測(cè)，抗原、抗體檢測(cè)，組織細(xì)胞培養(yǎng)、組織病理，形態(tài)檢測(cè)等。其中TEM檢測(cè)病毒具有快速(條件具備情況下10-15min內(nèi)可完成檢測(cè))、開放性視野、全息捕獲、非核酸序列依賴、非蛋白信息依賴等優(yōu)勢(shì)。宋敬東介紹到，電鏡技術(shù)對(duì)于鑒定新病原體或未知病原體是必不可少的。TEM檢測(cè)過程中，病毒樣本的采集及樣本制備對(duì)于檢測(cè)成敗至關(guān)重要，而且整個(gè)過程始終要有生物安全意識(shí)及相應(yīng)措施，另外，為達(dá)到更好地檢測(cè)結(jié)果，電鏡技術(shù)還需與其他檢測(cè)方法、技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用。

　　蔡司公司可提供從cm到nm等多尺度、從成像到全面分析等多功能關(guān)聯(lián)顯微鏡平臺(tái)。任祺君主要介紹了其中的SEM-Raman關(guān)聯(lián)顯微鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在不同測(cè)試手段之間精確定位樣品的同一位置，并關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，保持樣品在同一環(huán)境等?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)材料的多性能表征，獲得材料形貌、物理、化學(xué)、結(jié)構(gòu)等全面信息，并且能對(duì)材料進(jìn)行原位改性與測(cè)試。具體材料檢測(cè)應(yīng)用案例介紹包括聚合物、石墨烯、TMDs、Li電池等。最后表示，未來仍然有更多電鏡多功能擴(kuò)展及應(yīng)用的開發(fā)，如SEM-XNOM等等。

　　鄭愛國(guó)等利用多種電子顯微方法對(duì)比研究了新鮮和卸載的工業(yè)TS-1分子篩，研究發(fā)現(xiàn)：失活TS-1分子篩上Ti的存在形式上發(fā)生了顯著變化，存在明顯的Ti元素聚集，主要有三種聚集形式：無定型TiO2、晶體形式TiO2以及晶體-無定型和殼結(jié)構(gòu)的TiO2。這些非骨架Ti的存在形式的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步加深了對(duì)TS-1分子篩工業(yè)失活過程的理解。

　　高敞主要介紹了日立電競(jìng)四款新產(chǎn)品，120kV透射電鏡HT7800、高性能雙束NX5000、臺(tái)式掃描電鏡TM4000、高分辨冷場(chǎng)掃描電鏡Regulus系列。TM4000具有分辨率顯著提高、導(dǎo)航功能方便操作等特點(diǎn)。Regulus系列則在高分辨的基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)掃描電鏡和原子力顯微鏡聯(lián)用，兩種測(cè)試方法樣品臺(tái)坐標(biāo)共享、同一視野觀察分析等。HT7800特點(diǎn)包括：高速CMOS熒光屏相機(jī)、第二代雙縫吳京、TMP真空系統(tǒng)等。NX5000特點(diǎn)有高亮度冷場(chǎng)發(fā)射電子槍與復(fù)合電透鏡的完美組合、配備多個(gè)SEM電子光路內(nèi)探測(cè)器、超大樣品倉(cāng)以及高穩(wěn)定樣品臺(tái)等。

　　當(dāng)前，電子顯微學(xué)正朝著高分辨、原位、分析三個(gè)方向發(fā)展，在此背景下，TESCAN公司提出構(gòu)建電子顯微鏡-分析、表征綜合平臺(tái)，即性能最強(qiáng)大的顯微綜合分析平臺(tái)——All In One，如FIB-SEM-TOF-SIMS一體化分析系統(tǒng)和電鏡-聚焦拉曼一體化分析系統(tǒng)。顧群主要介紹了電鏡-聚焦拉曼一體化分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)將兩種分析手段的優(yōu)勢(shì)集成到一起，避免了單獨(dú)使用中的一些不足。該一體化分析系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例包括碳材料分析(石墨烯復(fù)合材料)、有機(jī)材料解析(PMMA與PS共聚物)、無機(jī)相分析(巖漿巖)、結(jié)構(gòu)及結(jié)晶度分析等。

　　雷建林主要介紹了當(dāng)下熱門的冷凍電鏡技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、我國(guó)目前相關(guān)研究現(xiàn)狀，以及國(guó)內(nèi)取得的相關(guān)研究進(jìn)展。他認(rèn)為冷凍電鏡技術(shù)的應(yīng)用必然會(huì)更加普及，對(duì)于重要生物大分子的結(jié)構(gòu)解析，各科研團(tuán)隊(duì)之間的競(jìng)爭(zhēng)將更加白熱化。但目前仍面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)：如何獲得生物大分子結(jié)構(gòu)在細(xì)胞乃至組織原位的更接近生理狀態(tài)的精細(xì)結(jié)構(gòu)信息?如何獲得生物大分析動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)信息?超大規(guī)模數(shù)據(jù)的快速處理?如何將冷凍電鏡技術(shù)與其他技術(shù)，如超分辨熒光顯微技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)、測(cè)序技術(shù)等有機(jī)結(jié)合?如何發(fā)展更成熟的MicroED技術(shù)等。

　　袁建忠主要介紹了日本電子電鏡產(chǎn)品及技術(shù)的最新發(fā)展情況。高端透射電鏡方面主要介紹了單色器、球差校正NEO ARM、球差校正GRAND ARM、冷凍透鏡CRYO ARM等。常規(guī)場(chǎng)發(fā)射透射電鏡主要介紹了JEM-F200(自動(dòng)換樣、冷場(chǎng)槍、超級(jí)能譜等特點(diǎn))、JEM-1400Flash(一體化CMOS相機(jī)、光鏡電鏡一體化等特點(diǎn))、JSM-IT500、JSM-7900F等。

　　張琪主要介紹了兒童顱腦腫瘤的病因、發(fā)病機(jī)理，及常見顱腦腫瘤分類和超微結(jié)構(gòu)特征。最后分享了兒童顱腦腫瘤的預(yù)防，包括遠(yuǎn)離輻射、小心藥物濫用、健康飲食等。

　　禹寶軍主要介紹了布魯克在顯微學(xué)領(lǐng)域的幾款重磅產(chǎn)品及新技術(shù)。平插式能譜FlatQUAD可實(shí)現(xiàn)小于10pA極低束流下表面粗糙生物樣品分析。通過芯片環(huán)形、置于電鏡極靴和樣品之間、電子束從中心孔穿過等設(shè)計(jì)，使SEM、EDS達(dá)到最大固體角，高達(dá)近1.2sr?？蓱?yīng)用于低電壓分析納米結(jié)構(gòu)材料、超大計(jì)數(shù)率快速大面積mapping。接著介紹了納米尺度EBSD分析的優(yōu)秀解決方案——OPTIMUSTMTKD、透射電鏡掃描電鏡中原位定量納米力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、最新AFM技術(shù)PeakForce SECM——納米尺度掃描電化學(xué)顯微鏡和原位溶液下電學(xué)性質(zhì)表征等。

　　時(shí)間分辨透射電子顯微鏡也稱為四維超快電子顯微鏡(4D-UTEM)或動(dòng)態(tài)電子顯微鏡，是近期發(fā)展起來的一種新型電子顯微技術(shù)，是超快激光和高分辨電子顯微術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物,超快電子顯微術(shù)已經(jīng)成為國(guó)際超快結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和電子顯微學(xué)的前沿領(lǐng)域。據(jù)李建奇介紹，4D-UTEM可以在極高時(shí)間(皮秒至飛秒)和空間分辨率(納米至埃)下觀察材料中復(fù)雜的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)過程，是研究物理、化學(xué)、生物以及材料科學(xué)中許多基本現(xiàn)象和機(jī)理的重要技術(shù)手段。其團(tuán)隊(duì)以現(xiàn)代電子顯微鏡為平臺(tái)，在多功能電子槍研制中取得了突破，并成功將超快激光引入到電子槍陰極和樣品室中，實(shí)現(xiàn)了超快光電子脈沖的發(fā)射與樣品的超快激光激發(fā)。

　　電鏡在生命科學(xué)領(lǐng)域的研究對(duì)象主要是蛋白質(zhì)和細(xì)胞，其中結(jié)構(gòu)生物學(xué)、細(xì)胞和組織都是研究的熱點(diǎn)。而大容量三維成像技術(shù)是這一領(lǐng)域的重要研究工具。近年來隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)發(fā)展很快，在神經(jīng)生物學(xué)、細(xì)胞間相互作用、亞細(xì)胞間動(dòng)態(tài)過程、藥物篩選等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。報(bào)告中潘錫江重點(diǎn)介紹了FEI的Cryo-FIB TEM薄片樣品條件下，原位冷凍斷層成像技術(shù)在生命科學(xué)中的應(yīng)用。

　　徠卡公司顯微系統(tǒng)資深應(yīng)用專家程路/張艾敬共同介紹了徠卡電鏡制樣方案在材料與生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。報(bào)告中，程路首先從材料科學(xué)領(lǐng)域角度介紹了徠卡全面的電鏡制樣方案。多種制樣方案可應(yīng)對(duì)各種類型的SEM/EBSD/AFM/OM樣品的分析，另外，一種樣品也可采取不同儀器和方案處理達(dá)到制樣要求。接著，張艾敬介紹了徠卡電鏡制樣方案在生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用情況，并重點(diǎn)講解了高壓冷凍應(yīng)用中的高壓冷凍+冷凍替代(常溫TEM)、高壓冷凍+激光共聚焦(光電聯(lián)用)。

　　鞠晶主要介紹了關(guān)于Oneview相機(jī)在原位實(shí)驗(yàn)中的一系列應(yīng)用。首先進(jìn)行透射電鏡原位液體觀察，實(shí)時(shí)觀察在溶液中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，在表面活性劑包覆的金納米棒手性組裝體研究中發(fā)現(xiàn)，溶液樣品具有光學(xué)手性相應(yīng)，且在TEM中觀察到螺旋排列結(jié)構(gòu)。同時(shí)，還進(jìn)行了在不同反應(yīng)氣氛、原位加熱、三維電子衍射等相關(guān)電鏡原位技術(shù)研究。

　　楊小鵬主要介紹了近來牛津儀器在能譜儀、EBSD探測(cè)器方面推出的革命性產(chǎn)品和技術(shù)。能譜儀方面，牛津儀器推出了新的能譜方式——實(shí)時(shí)能譜AztecLive，相比傳統(tǒng)能譜的順序完成樣品移動(dòng)和采集，AztecLive可實(shí)現(xiàn)同時(shí)完成樣品移動(dòng)和采集，達(dá)到實(shí)時(shí)采集電子圖像、元素分布。如此，樣品移動(dòng)時(shí)，可得到動(dòng)態(tài)總譜圖，定性元素;樣品靜止時(shí)，得到更詳盡的元素面分布圖，這樣就避免了錯(cuò)過任何感興趣的區(qū)域。同時(shí)，AztecLive得到了更快硬件Ultim Max EDS探測(cè)器、新一代處理器X4的支持。使得整體能譜儀產(chǎn)品達(dá)到更高效、更方便、更準(zhǔn)確的效果。接著，EBSD探測(cè)器方面，基于CMOS技術(shù)的Symmetry探測(cè)器達(dá)到比基于CCD技術(shù)最多快30倍的驚人效果，是一種集高速(與3000點(diǎn)/秒)、高靈敏、高分辨于一身的新一代EBSD探測(cè)器。