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见证中国电子显微学新时代 记2019电子显微学学术年会
发布时间:2019-10-17 10:00:00

2019年10月16日,2019年全国电子显微学学术年会在合肥隆重举行。本届年会主题是“中国电子显微学快速发展的新时代”,共开设了10个精彩分论坛,为中国电镜人带来一场学术盛宴。本次会议共有近1300余人出席、参与。分析测试百科网与中国电子显微镜学会共同为您带来年会精彩报导。

 

中国电子显微镜学会理事长、北京工业大学韩晓东教授主持大会开幕式。

 

中国科学院院士、浙江大学张泽教授为本次大会致辞。张泽表示,经过四十年的发展,全球的电子显微学事业有了飞速进步。在这个发展形势下,中国的电子显微学学者应借此良机,扩大国际间的学术交流合作。张泽表示,当前的环境不同以往,需要通过双方乃至多方的合作才能获得最好的成果,有序的竞争也推动着电子显微学科技的发展。因此如何利用好合作、竞争带来的机遇,对于电子显微学学科发展有重要意义。最后,张泽祝愿本次大会取得圆满成功。

 

由中国科学院院士、清华大学朱静教授带来大会报告,题目是“原子尺度多种序参量的协同测量及耦合”。朱静介绍到,序参量由前苏联理论物理学家郎道引入,它是描述系统内部有序变化的参数,是表征相变过程的基本参数。朱静通过讲述电子显微学装置/技术/理论的发展过程,介绍了利用近现代电子显微学技术和序参量的研究实例:例如位错对铁电涡旋畴序参量空间的影响,反铁电序参量,稀土过渡金属氧化物LuFe2O4间隙氧原子序参量对其他点阵序参量、电荷序参量以及自旋序参量的影响。

 

由JEOL捷欧路(北京)科贸有限公司大西市郎带来大会报告,题目是“Latestdevelopments of aberration corrected microscopes with ultra high sensitiveX-ray detection system”。大西市郎介绍到,十年前,日本电子推出了ARM系列TEM显微镜,最新的电镜是2014年推出的的球差矫正TEM系统——ARM300F。随后,大西市郎介绍了ARM300F的一些亮点。例如,结合最新发布的双SDD探测系统,可以实现2.21sr固体角度分析;配合大尺寸样品室,ARM300F可以实现样品在多种模拟环境下的原位分析,同时分辨率最高可达58 pm。利用公司最新研发的FHP2(Full high resolution P/P 2),其EDS分析的空间分辨率可以达到63 pm,同时在低电压也能保持极高的分辨率。

 

由中国科学院院士、清华大学饶子和教授带来大会报告,题目是“结核杆菌中的重要分子机制”。饶子和介绍到,生命是具有广阔的时间和空间尺度的,其中结核杆菌(TB)对人类健康有着极大的影响。由于TB对现有的抗生素产生了很高的耐药性,因此了解其耐药性产生原理对后需药物的研发有重要意义。利用STEM技术,课题组解析了结核杆菌的空间结构,揭示了病毒电子传递链和工作机制。同时,课题组也发现人体中的超氧化物歧化酶(SOD)对氧化自由基的清除机制,为后续的结核杆菌治疗提供了新的思路,避免耐药性带来的问题。

 

由中国科学院沈阳金属研究所叶恒强研究员带来大会报告,题目是“走进亚埃世界后”。 叶恒强介绍到,当前TEM分析尺度达到pm级别,已经进入亚埃级别尺度。科研人员利用TEM技术在这一尺度下进行了前沿探索,例如力学性能——纳米孪晶Cu的界面错位应变场,电学性能——铁电体中偶极子表征,磁学性能——磁化强度分布研究。对民生保障应用研究方面,科研人员利用TEM技术开展了高温钛合金在循环载荷下的结构演化和疲劳性能进行了机理研究。除了在前沿研究和保障研究,利用TEM研究生物级别芯片也是当前的科研人员极为关注的方向。例如,当前科研人员利用碳纳米管构建新型芯片,并且密度有望达到125个碳管/微米;对于碳基特种金属接触电极来说,虽然拥有极为广阔的应用前景,但其极小尺寸导致很多问题仍然需要科研人员攻破。

 

由天美(中国)科学仪器有限公司章效峰带来大会报告,题目是“日立原位气体环境球差矫正STEM”。章效峰介绍到,原位环境TEM可用于任何固-固、固-液、固-气、气-液间相互作用研究。当前专用原位气体环境透射电镜主要以TEM成像模式为主。作为TEM的研制、生产厂商,日立的HF5000原位气体环境球差矫正TEM配备了日立多项首创技术,包括开放式气体样品室、镜筒专用进气口,兼容其他品牌样品杆,实现STEM/SE成像和视频等。基于这款产品,章效峰介绍了多个检测实例,例如高温原位分析Pt/CeO2,空气环境中原位加热分析Pt/C,600℃环境下EDS分析Ni/Co等。

 

由梨花女子大学AndreasHeinrich教授带来大会报告,题目是“QuantumNanoscience: Atoms on Surfaces”。扫描隧道显微镜(STM)在1981年由IBM Zurich发明。随后,Heinrich介绍了STM的工作原理,并表示利用电子的自旋共振现象,可以实现STM大视野观察,形成ESR-STM系统。通过这套系统,实现了“单”原子中检测塞曼效应。报告最后,Heinrich介绍了以铁原子为媒介,使用ESR-STM获得铁磁矩以及结合位点超精细分析等实例。

 

在低温电子显微学表征分会场中,由中国科学院生物物理研究所章新政研究员带来精彩分论坛报告,题目是“冷冻制样技术的改进”。章新政首先介绍了TEM的高通量数据采集方法的改进,随后介绍了冷冻电镜中的电子辐照损伤。章新政表示,经过课题组研究发现,在样品分析时,高频信号衰减最快。此外开始分析时的前3-4帧照片无法达到最佳分辨率,可能是由于样品释压或充电导致的。

 

这一问题可通过样品制备来解决。经课题组多次试验发现,在-110℃时,去铁蛋白(Apoferrtin)可以很好被玻璃态化,从第2帧开始的照片即可达到最大分辨率。对于大小不同的蛋白,课题组发现小体积蛋白在-110℃冷冻后分析效果最好,大体积蛋白在-130℃冷冻后后分析效果最好。

 

由南方科技大学王培毅教授带来精彩分论坛报告,题目是“High resolution data collection for frozen biological specimens—How farit would bed”。王培毅表示,高分辨电镜是基于衬度原理的成像技术,特点是样品很薄,衬度成像最高分辨率为1.5 nm。影响Cryo-TEM分辨率的因素主要包括样品损伤、样品漂移、样品充电、表面相互所用、蛋白大小等。

对于显微分析来说,最主要的缺陷是由单色像差和色差造成的像差问题,但可以通过球差矫正技术解决,从而提高最大分辨率。除了像差问题,控制样品冰的厚度,减少使用薄碳膜帮助入孔,使用手动制样,控制图像欠焦量,注意图像质量等对于提高分析质量也有很大帮助。

 

由湖南师范大学刘红荣教授带来精彩分论坛报告,题目是“冷冻电镜病毒内部结构研究”。刘红荣介绍到,Cryo-TEM的研究起源于解析二十面体病毒的三维结构,但直到现在也很难获得完整的解析数据。为此,课题组利用二十面体结构的等价线和对称失配重构、局部重构方法,通过Cryo-TEM成功解析了二十面体病毒的VP2、VP3A和VP4三维结构。

 

由中国科学院生物物理所丁玮高级工程师带来精彩分论坛报告,题目是“从传统到新潮:直接法在冷冻电镜结构解析中的新应用”。丁玮表示,在化合物的电子密度图中,相位图相比于振幅图更加重要,因此如何优化相位,对于获得一个精确的三维图像至关重要。目前,由我国学者提出的直接法在X射线晶体学相位优化已经发展到双空间迭代模型阶段,可以获得高分辨率的晶体衍射振幅图。利用这项技术,课题组将低分率的Cryo-TEM相位图和X射线衍射高分辨振幅图,配合变形密度因子,成功构建了高分辨Cryo-TEM三维图像,使电子显微成像质量得到显著提升。但是这项技术也存在以下几个问题,例如能否找到更合理的电子密度优化指标?如何提高方法的普适性?如何避免模型引入的偏差等。

 

由TESCAN(中国)贸易公司张芳带来精彩分论坛报告,题目是“冷冻电镜在生物领域的应用”。张芳介绍到,冷冻电镜拥有无需化学试剂、获得样品断面信息、获取信息时间短的优势。此外,相比于化学法固定,冷冻法固定可以获得样品真实的表面形貌。张芳表示,TESCAN的电镜产品实现可定置化,以方便用户根据自身需求实现样品表面形貌观察、FIB切割点观察和三维重构分析等。最后张芳介绍了使用TESCAN电镜在多种分析的应用实例。

 

最后,由浙江大学常圣海博士带来精彩分论坛报告,题目是“冷冻电镜数据的收集和监控”。 常圣海介绍到,冷冻电镜在使用前需要进行调整,其中,coma free、low dose、漂移校正三项对能否获得清晰的分析结果至关重要。为此,课题组利用SerialEM软件对TEM系统进行上述三个关键步骤的校正,同时配合One Move获得多组图像。随后,常圣海介绍了一些优化TEM系统的方法及参数。对于如何监控数据质量,常圣海介绍了一款监控软件——Focus,这款软件可实现光强监控、欠焦量监控、漂移度监控等。(来源:分析测试百科网)


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