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    豪利 五十年历史,重铸辉煌

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    豪利,曾经为发展民族工业,填补国内空白,奠定了国家光学工业的系列化, 并先后与德国蔡司-欧波同(ZEISS-OPTON)、徕卡(LEICA)等国际著名光学公司合作生产各类精密光学仪器。

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20th
一月

显微镜下的纳米结构

业内新闻

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一朵盛开的苯胺四聚物花。这朵纳米花由苯胺低聚物分子构成。苯胺四聚物是一种类似塑料的材料,不仅柔软可弯曲并且还可以导电。构成“花瓣”和“叶片”的薄片厚度在大约20纳米左右,大约相当于头发直径的1/5000。苯胺四聚物可用于制造可弯曲超级电容器,充当电子装置的电源,也可用于制造微型传感器,快速探测有毒化学物质。豪利棋牌官网

照片中酷似罂粟花的结构实际上是碳纳米管。研究人员表示碳纳米管拥有大量引人注目的特性,能够在很多领域得到应用。在生物医学领域,碳纳米管可用于经皮给药系统,充当微型针头的支架。这种给药系统快速无痛并且可以自管理,能够替代皮下注射针。一项名为“capillography”的技术能够让碳纳米管柱向内塌陷,提高组装密度。组装密度越高,患者在针头刺透皮肤时感受到的痛苦越小。

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硅微悬臂上的一个黑曲霉孢子。黑曲霉通常存在于堆肥和储藏的谷物中。在与颗粒发生相互作用时,微悬臂的共振频率会发生变化,可充当生物传感器,用于探测微生物的生长,同时也可加速疾病的诊断过程。

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照片中的彩色碎片实际上是尺寸极小的尿素晶体,使用专业的光学显微镜拍摄。尿素被广泛用于纳米生物传感器。这种传感器可用于快速诊断很多疾病,例如癌症和艾滋病病毒感染。尿素晶体能够与光线发生相互作用,形成不同的色彩。整个过程与电影院的3D眼镜采用的技术类似。
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照片中的小球是二氧化硅(沙子的主要成分)的胶状球,放大倍率大约在3万倍左右。它们是乳色半宝石的基本组件。在以这种方式排列时,它们能够随观察角度的变化显示不同颜色,被称之为“乳白光”。科学家正对这种材料进行研究,用于操纵、捕获和引导光线,提高激光器和太阳能电池等光学装置的性能。

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科学家发现了一种方式,能够让颗粒含有数量不等的原子,从几个到数千。在这幅使用扫描穿隧显微镜拍摄的照片中,每个金颗粒只含有17个原子。这种颗粒也被称之为“纳米团簇”,拥有不同的电、机械和光学特性,具体取决于它们的尺寸。它们可以充当锚,捕获单个蛋白质分子,让探测疾病的生物标记物成为一种可能。这种纳米团簇可用于前列腺癌的初期诊断。
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骨骼形成初期的影像。骨骼由一种被称之为“磷灰石”的磷酸钙和纤维状蛋白质胶原质构成。照片中的黑色针形结构是磷灰石,沿着灰色的纤维状组织——胶原质纤维生长。磷灰石(矿物质)和胶原质(蛋白质)拥有不同的机械特性,所形成的结构非常坚固,不易折断。骨质疏松症和脆骨病的磷酸钙晶体排列混乱,骨质流失,很容易发生骨折。
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显微镜下的黄金纳米星,能够探测水平极低的疾病相关分子,即疾病标记物。研究人员将能够捕获这些分子的抗体加入血清样本。一种酶用于在纳米星上沉淀银纳米颗粒,导致它们的光学特性发生变化,可以很容易进行测量。纳米星可用于在前列腺癌初期切除前列腺后诊断癌症复发。患病初期接受切除手术能够大幅提高遏制癌症的几率。
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照片中犹如蕨类植物的结构由晶体层构成,厚度不到50纳米,可快速导电。这些类似蕨类植物的晶体能够与特定波长的光线发生相互作用,形成不同的色彩。晶体层的一部分可以从液态变成类似花朵的形态,其他部分的形状好似振翅的蝴蝶。这种材料能够与电子设备当前使用的硅材料竞争,甚至取代硅材料,用于制造柔软可弯曲的屏幕和电子纸。

 

 

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4th
一月

电子显微镜的诞生改变了二十世纪的进程

业内新闻

人类花费了漫长的时间才踏进微观世界。300多年前,荷兰人列文虎克成功制造出世界上第一架光学显微镜,令人类得以窥探肉眼所不能看见的奇异世界。然而,光学显微镜利用可见光视物,这大大限制了分辨率:光学显微镜的极限也只不过是细胞水平。人类对微观世界的探索难道就只能停留在细胞水平吗?

这个看似绝对的命题在上世纪初被法国著名的理论物理家德布罗意(De Broglie)打破了。一战期间,德布罗意在埃菲尔铁塔的军用无线电报站服役。他是个科学爱好者,退伍后开始攻读物理博士学位。在他哥哥莫里斯·德布罗意的带领下,他开始深入思考波粒二象性的问题。

波粒二象性的意思是,某种物质同时具备波和粒子的特性。这个概念最早由爱因斯坦于1905年提出,人们开始意识到原来光子同时具有波和电子的双重性质。德布罗意的研究工作拓展了波粒二象性的适用范围:1923年9月到10月期间,他连续在《法国科学院通报》上发表了三篇文章,提出任何一种接近光速运动的粒子都具有波粒二象性。

这个发现和电子显微镜有什么关系呢?1926-1927年,电子衍射现象验证了电子的波动性,人们发现电子波长比X光还要短,从而联想到可用电子射线代替可见光照明样品来制作电子显微镜,以克服光波长在分辨率上的局限性。简单地说,原本人们用光子来视物,现在,人们能够用分辨率更高的电子来视物了!

1926年,德国物理学家布施(Busch)发现,用一个旋转对称、不均匀的磁场可以作为一个“透镜”,将电子束聚集起来。这个原理类似于玻璃透镜将光束聚集起来。这个发现为电子显微镜的问世奠定了理论基础,许多天才学者马不停蹄地开始了试验。

7年后的1933年,德国物理学家厄恩斯特·鲁斯卡(Ernst Ruska)等人首次发表了关于电子显微镜的实验和理论研究,并制作出了世界上第一台电子显微镜(或者更精确一点,透射电子显微镜)。为了获得较大的放大能力,人们又研究制造了短焦距的磁场透镜,它除了会聚透镜外,再利用两个透镜作连续两次的造像。这种显微镜能在光学显微镜的基础上再放大一百倍,原先视野中模模糊糊的东西在人类眼中变得分明起来。鲁斯卡因为透射电子显微镜的发明而获得了1986年的诺贝尔奖。

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鲁斯卡1933年制作的电子显微镜(网络图)

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厄恩斯特·鲁斯卡(网络图)

目前的透射电子显微镜在具体结构上已经有了很大改进。经过半个多世纪的发展,它已经被广泛应用到自然科学的许多学科中,并且极大推动了这些学科的发展。在七十年代,透射电子显微镜终于实现了人们直接观察原子的长期愿望,真正成了“科学之眼”。

透射电子显微镜的原理和光学显微镜几乎一样,电子“透射”穿过样品,便可以呈现出不同深浅明暗的图像。总而言之,透射电子显微镜看到的,是一个“透视”的画面,它会将三维的结构压缩成二维的黑白图像。请记住,电镜下的所有图像都是黑白的,因为它们都是电子信息经过电脑处理之后得到的画面,并非真实的可见光照片。

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透射电子显微镜拍摄到的线粒体(网络图)

透射电子显微镜发展得很成熟,但最大的问题是它不能获取立体的信息,有什么解决办法呢?早在1935年,就有人想到了另一种电子显微镜的模式:用电子束击打样品,然后收集反射回来的电子信号,就可以得到样品表面的信息。1938年,德国物理学家梵亚丁(Van Ardenne)在透射电子显微镜的急促上加了一个扫描用的线圈,做出了世界上第一台扫描电子显微镜。它能够直接观察厚的样品,但由于图像分析的难度加大,所以发展并没有透射电子显微镜那么快。直到1955年,扫描电镜的研究采取的较为显著的突破,成像质量得到了明显提高,又过了十年,剑桥科技器械公司才制造出了第一台商业化的扫描电镜。

费了那么大力气研究出来的扫描电镜有什么好处呢?首先,它的景深大、图像极富立体感;同时,它的样品制备过程非常简单,不像透射电镜那样需要进行超薄切片(切片如果不够薄,透射电子显微镜就没有用武之地了),有时候甚至不需要任何处理就可以直接观察;样品可以在样品室里不断移动、旋转,因此可以从多角度对样品进行分析,甚至有人可以一边观察一边做显微解剖……唯一的弱点在于它的图像同样也是黑白的。

2015年安徽省的高考作文题目中有这样一句话:“……通过这台可以看清纳米尺度物体三维结构的显微镜,同学们惊奇地发现:原本色彩斑斓的蝴蝶翅膀竟然失去了色彩,显现出奇妙的凹凸不平的结构。”

这句话描述的就是扫描电子显微镜。只可惜出题人并不了解电子显微镜的构造和原理,不然他就会明白,一切物体,都会在电镜下失去颜色。

 

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扫描电子显微镜拍摄到的花粉颗粒(网络图)

如果说,光学显微镜是人类对微观世界的认识有了第一次飞跃,那么可以说,电子显微镜让人类对微观世界的认识有了第二次飞跃。的确,光学显微镜使人类看到了肉眼看不到的细菌和细胞,揭开了许多生物界的“谜”,但是因为光学显微镜的分辨率受光波波长的限制,使更多的“谜”仍无法解开。而电子显微镜是以电子束作为光源的,电子束的波长比可见光的波长短得多,使电子显微镜的分辨率大幅度提高。从此,人类用电子显微镜揭示了细菌、噬菌体、类病毒、DNA和蛋白质大分子等,甚至获取了“原子核和电子云”的原子像。

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透射电子显微镜拍摄到的病毒颗粒(网络图)

电子显微镜的诞生和应用改变了二十世纪的进程。现在,在各种学科里,电镜都得到了广泛的应用。

 

文章来源:科普中国-科技创新里程碑http://news.xinhuanet.com/science/2015-11/16/c_134820279.htm

 

 

 

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17th
十二月

世界著名的显微镜品牌

业内新闻

在世界范围内显微镜的主要著名品牌有4个:奥林巴斯(OLYMPUS)、尼康、蔡司 、徕卡(排名不分先后)。这4家制造商引导了显微镜的发展,下面分别介绍一下这4家公司。(注:以下排名不分先后。)

1、奥林巴斯

 

在中国奥林巴斯品牌享有广泛的知名度,这不仅仅来源于它在影像(相机)产品和医疗产品(医用内窥镜)的影响力,奥林巴斯显微镜在中国市场也占有重要地位,而且奥林巴斯在初期也主要依靠显微镜业务才取得以后的迅速发展.

1919年10月12日 “株式会社高千穗制作所”设立 创始人:山下长(Yamashita Takeshi)

1942年5月28日 改名为“高千穗光学工业株式会社”

1949年1月1日改名为“奥林巴斯光学工业株式会社” 英文名称为“OLYMPUSOPTICAL CO., LTD.”

2003年10月1日改名为“奥林巴斯株式会社” 英文名称为“OLYMPUS CORPORATION”

在希腊神话中有一座神仙居住的山,名为奥林巴斯山“Mt.Olympus”。

“奥林巴斯”这个公司名称就是由来于此山岳。它体现着奥林巴斯力求“制作出全世界通用的产品”这一热切地愿望。

早在创业当时——“株式会社高千穗制作所”的时代,“奥林巴斯”这一商标就开始作为商标被使用。

在日本神话中传说在高千穗的山中有居住着为数八百万名神仙的天界“高天原”,将其与同样住有神仙的山——希腊神话中传说的住有十二名神仙的“Olympus山”相联系,推出了此商标。此商标中包含着希望能象“高天原”的光普照世界一样将以光为本的奥林巴斯光学器械产品推广到世界的美好愿望。

在光学关联产品成为了公司主力产品的1942年,公司名称变更为“高千穗光学工业株式会社”。1949年,为了提高企业形象,将公司名称变更为“奥林巴斯光学工业株式会社”。

之后,为了使企业品牌更加充满活力,2003年,奥林巴斯将已在世界上广为人知的品牌名称“奥林巴斯”与公司名称统一,将公司名称变更为“奥林巴斯株式会社”。

近年,奥林巴斯将融合了光学和最新的数字技术的“Opto-Digital Technology(光学数字技术)”作为Core Competence(其他公司所不能模仿的核心技术),正在为成为世界一流企业,为最大限度地创造企业价值而不断地进行着努力。

1921年2月,“奥林巴斯”作为品牌名称开始被使用。此标识原本是使用在显微镜等产品上的标识。之后,在照相机的商品目录和广告中也使用了此标识。直到现在,“OLYMPUS TOKYO”这个商标仍然被继续使用着。

公司所生产的最早的显微镜是“旭号”显微镜。

“旭号”显微镜于1920年3月开始销售。它是由奥林巴斯的前身——株式会社高千穗制作所制作的。

开始销售时,该显微镜的价格为125日元,大约相当于现在的125万日元。可以说该显微镜在当时有着工业产品所应有的名副其实的价值。另外,“旭号”显微镜还是奥林巴斯产品中唯一使用了用于制作大炮炮身的金属——“炮金”(铜和锡的合金,为青铜的一种)的产品。

1927年开始销售的“生物显微镜昭和号GK”和1946年开始销售的“生物显微镜GK”。

20年代,奥林巴斯生产了具有1000倍以上倍率的油浸液式(是指通过在标本与物镜之间装满油液,来对标本进行观察的透镜种类)生物显微镜,名为“平和号”。但遗憾的是,该生物显微镜与德国等日本国外的产品相比,并不可称之为高质量产品。而当时,外国产品虽然质量好,但价格昂贵,对一般的研究者或医师来说购买这些外国产品并不是一件容易的事。

“希望奥林巴斯能制造出不但实用,而且价格便宜的高质量油浸液式显微镜”——提出这项要求的正是从事显微镜销售的岩崎显微镜公司(现在的Iwaken Co.,Ltd)首任社长岩崎清吉。为满足这项要求,奥林巴斯在岩崎显微镜的协助下开发出了“昭和号”显微镜。

昭和号GK不仅达到了当时日本国产显微镜的最高峰,还成为了支撑奥林巴斯的显微镜事业的代表机种之一。

由于第二次世界大战的爆发,昭和号显微镜的生产曾一时停止,1946年7月又以“生物显微镜GK”这一新的商品名称重新开始了生产。自此,GK系列直到1972年为止持续畅销46年,成为了“超长期畅销产品”

“精华号GE”的生产是从1928年开始的。生产开始后的第二年,“精华号GE”在“大礼纪念国产振兴东京博览会”上展出,荣获“优良国产奖”,并且,被敬献给昭和天皇。

被誉为技术结晶的“精华号GE”,是当时最高级的研究用显微镜,它在100倍物镜上使用了油浸液系统。

照片上所展示的显微镜是曾经受到昭和天皇爱用的“精华号GE”。它是在1951年,天皇购买了新的显微镜后,由天皇赠还给奥林巴斯的。

2、尼康公司(NIKON

1988年4月正式定名为Nikon尼康公司,尼康公司在影像领域非常著名

尼康公司作为近代日本第一家光学器材厂家于 1917 年成立,原名为日本光学工业股份有限公司,主要为日本国防部生产军用光学仪器,同时也生产照相机和摄影镜头。

出资方是三菱造船。日本当时组备海军,希望光学照准装置制品实现国产化。所以让三菱召集了日本顶尖的光学关联企业,合并重组后就形成了全名为日本光学工业株式会社的尼康。其主要制品为军用侧距仪、望远镜、高射跑瞄准系统等。一战结束后,由于军需品需要的锐减,尼康为了生存,于是转向民用望远镜,显微镜,天体望远镜等民用品的生产制造。

1921 年尼康曾打算和德国的卡尔蔡斯联营&#823&#823未果。遂从卡尔蔡斯招聘了八名技术人,开始真正导入光学技术的研究。在德国技术人员的帮助下,尼康完成了用于航拍的大型镜头,又以此镜头为原型加以改良,制造出各种普通摄影镜头。

后来尼康不断推出照相机,在世界影响领域创造了持久的辉煌,除了在照相机领域外,尼康在显微镜领域也占有重要地位,更值得尼康引以自豪的是其在光刻机领域.

1976 年,尼康开始进行半导体刻制机的开发。1978 年尼康的第一台半导体刻写系统 SR-1 开发完成。2003 年其半导体刻写机的市场占有率是世界第一。摄影圈里戏称有钱可以买哈博,哈博在天上,而且只有一台。除去这种天文级别的东西,地面上最精密昂贵的透镜系统,就是刻写机里的透镜系统了,其价格以数亿日元计数。尼康公司的另一段历史由此开始,在研究尼康股票的时候会发现,半导体产业的景气与否,往往影响其股票走势。这是因为在这方面的产值占尼康整体产值的近百分之三十。而其投入精机开发的费用更达到全体投入费用的百分之四十多,而相机生产方面只占百分之三十左右。——2002年数据.

在显微镜制造方面尼康公司也取得骄人的成绩,特别是今年推出的新系列正立显微镜50I/55I,80I,90I,活细胞工作站TE2000-PFS,以及共聚焦显微镜C1si,都取得相当不俗的销售业绩.我们期待尼康有更好的产品推出.

3、蔡司公司

公司由卡尔.蔡司先生于1846年创建于德国耶拿。公司一开始是一间精密机械和光学仪器车间。即使在 早期本公司生意兴隆,而且持续了很久。随着Ernst Abbe(阿贝)的杰出科学成果的应用,本公司逐渐成为全球光学设备仪器领域的领导人。这段成功的经历历时了整整一个世纪。随着第二次世界大战的结束,随着 德国被强制性分离,蔡斯公司也被一分为二:一半在西德,一半在东德。随着1989/1990年东德政治形势的转变,二家竞争对手于1990年合并成一家公司。

初期

1846 Carl Zeiss在德国耶拿建立一个精密机械及光学仪器车间。

1847 开始生产显微镜 1866 Ernst Abbe与 Carl Zeiss 开始合

1872 Abbe(阿贝)公司的显微镜成像理论导致显微镜革命性完善。

1884 Otto Schott(肖特), Ernst Abbe, Carl Zeiss 和 Roderich Zeiss 共同创立了“耶拿玻璃作业合作公司”

1889 Ernst Abbe 创立Carl Zeiss 基金会 (Carl Zeiss 基金会)

1891 Ernst Abbe 授权 Carl Zeiss 基金会为Zeiss工厂的唯一所有人。

德国分离时期

1945 耶拿 (Jena) 工厂一部分在战争中被毁;美国军队带走126名管理人员及科学家并把他们送到美国军事占领区。

1946 光学工程公司,即而又改名为卡尔.蔡司 (Carl Zeiss),继续经营西部的主要企业

1948 属于耶拿 Carl Zeiss 基金会的 Zeiss 和 Schott 工厂被没收;Zeiss 工厂成了国营企业,名为:耶拿 VEB Carl Zeiss

1949 巴登.符腾堡 (Baden-Wuerttemberg) 州政府将海登海姆 (Heidenheim) 作为 Carl Zeiss 基金会的法定地址。由于德国的政治性分割,使耶拿与奥伯科亨的工厂以各自的方法经营。

1965 耶拿 VEB Carl Zeiss 成了民主德国精密机械及光学工业的主导企业;耶拿 VEB Carl Zeiss开始成为企业集团。

1971 伦敦协议的签署。该协议规定了Zeiss作为名称和商标的使用权问题。

德国统一时期

1990 民主德国的政治转变,导致 Zeiss东西部企业的关系发生了变化。Biebelried 的企业声称他们准备并入Carl Zeiss 基金会。

1991 负责东德工业企业私有化的信托集团(Treuhandanstalt)Baden-Wuerttemberg 和 Thuringia、Jenoptik 有限公司、Carl Zeiss、 Jenaer 玻璃有限公司和 Schott 玻璃厂签署了一份基本协议,协议规定Carl Zeiss 基金会地址将确定在耶拿 (Jena) 和海登海姆 (Heidenheim)。

1995 Carl Zeiss 奥伯科亨公司收购 Jenoptik 有限公司(图林根州公司)所持的耶拿Carl Zeiss有限公司的股份。

1996 Carl Zeiss 公司150周年

1998 卡尔。蔡司是一家世界领先的光学仪器制造企业,它在显微技术和工业测量技术、用于微蕊片制造的高性能透镜、外科显微技术以及眼科诊断和治疗系统等方面处于领先地位。

2000 卡尔.蔡司集团突破了 26 个领域,将其业务重点集中在四个增长市场:半导体工艺和微电子、生命科学、眼睛保护和工业测量技术。

4、徕卡公司

1849年,23岁的德国数学家卡尔?开尔纳(Carl Kellner)在威兹拉(Wetzlar)成立了光学公司,从此开始了镜头与显微镜的研究。

1865年,厄恩斯特?徕兹(Ernst Leitz),一位严谨的机械工匠,加入了公司并成为公司的合伙人

1869年,厄恩斯特?徕兹接管了公司开始独立经营,并以他的名字“Leitz”命名公司。1925年,徕兹公司推出世界上第一部35毫米相机—-Leica A。

现在的LEICA 集团公司是由徕兹(LEITZ)、威特(WILD)、卫永(REICHER-JUNG)、博士伦(BAUSH & LOMB)、剑桥(CAMBRIDGE)及柯思(KERN)先后合并而成,下属徕卡相机公司、徕卡显微镜系统公司和徕卡测量系统公司,总部设在瑞士。

以上四家公司几乎垄断了世界高端光学显微镜市场,其产品各自拥有自己的独特技术。如果想给这四个公司做一个排名,当然是仁者见仁,智者见智,不会有统一的意见,但小编认为排名并不重要,重要的是这四家公司为世界显微镜的发展作出了巨大贡献。希望他们能在将来能作出更好的成绩,也更希望有中国的显微镜制造商能加入这个显微镜强者行列。

5 国产显微镜

麦克奥迪(MOTIC是目前国内显微镜的第一品牌,它是90年代香港资本收购了原厦门光学仪器厂,投资建设的,目前它在国内建立了几个加工基地,在国外多个国家注册了商标,设立的公司或办事处。MOTIC在国外也开始有了一定的知名度,成为中国显微镜的代表,麦克奥迪(MOTIC)想成为世界第五大品牌显微镜,他们也一直在努力,但要达到目标还是任重道远,显微镜特别是物镜的设计与加工是非常有挑战性的,需要多年的积累与持续的投入。当前MOTIC 在数码显微镜及显微数码互动方面具有较强的实力,最近也推出了电动显微镜,因为体制及资金投入有保证,MOTIC在研发方面投入比国内其他厂家要大,金相显微镜,倒置显微镜等有些型号也都不错,走在了国内其他厂家的前面,另外MOTIC在国内设立了几十家分公司与办事处,直接销售,营销能力强也是MOTIC的一大优势,近年显微镜的销售已经过亿。

永新光学差不多是国内显微镜的第二品牌,包括宁波永新与江南永新。永新光学也是香港投资的,90年代收购宁波光学厂成立了宁波永新,生产各类光学显微镜,出口也比较多。2000年后,永新光学又收购了国内知名的江南光电,更名江南永新,江南永新继承江南光电的班底,江南光电是具有六十多年历史显微镜生产制造经验的大型专业化显微镜及光电仪器制造商,80年代又先后给LEICA、NIKON等国外知名显微镜大厂代工物镜及低端的显微镜整机,在工艺及技术也积累了不少经验,其生产的生物显微镜、金相显微镜偏光显微镜在国内比较领先,体视显微镜有些机型也不错。但整体给人印象还象以前的国营企业,研发投入也不大,有些在吃老本。

重庆光电是国内真正的老牌光学厂,成立于1958年,生产从生物、倒置、荧光、体视、金相等一系列显微镜,其中倒置生物显微镜,金相显微镜在国内都比较有实力。重光发展到今天,也还是体制等原因,进步比较慢,人员流失比较严重,感觉在走下坡路,只是瘦死的骆驼比马大,现在他们在国内很多地方还设立有分公司与办事处,直接销售。

江西凤凰光学是军工转制的老厂,光学加工也较强的实力。凤凰相机是国内的知名品牌,随着数码相机的发展,国内的相机行业几乎是全军覆没,凤凰光学差不多是硕果仅存的一两家,可惜当前数码单反开始流行,凤凰光学迟迟未见这方面的动作,疼失一个大好机会。凤凰显微镜在凤凰光学中应该只是一小部分,近年推出了几款生物显微镜,有一两个机型还有些亮点,其他整体质量一般。

桂林光学厂现在更名桂林威达光学仪器有限公司,它们几乎专业生产体视显微镜,因此桂光的体视显微镜是国内最好的,成像比较清晰,有些方面已经比较接近国外知名厂家的低端产品。近年来桂光推出了平行光路的高端体视显微镜,变焦比达1:9,同时同轴照明也有生产。

广州光学厂现在改名为广州粤显光学仪器有限公司,是50年代重庆光学厂派人过来建立的,生产生物、体视、金相等系列显微镜,整体产品质量在国内中规中矩,不是特别好,但质量还比较稳定,相对于重光、江光上千人的大厂,广光比较小,才三四百人,所以负担比较少,加上改制比较早,今天还在良性发展,最近广光也不断推出无限远光学系统,偏光显微镜,金相明暗场显微镜,只是研发能力还比较弱,整体水平提升不大。目前它们的显微镜80%以上是出口,在国内做得不多,所以虽然是老厂,在国内知名度却不高。

浙江舜宇(SUNNY是国内最早涉足光学冷加工的民营企业,主要在光学镜头的加工方面具有较强的实力,每年镜片出口量也很大。生产光学镜头到一定时候很自然就转到显微镜的生产,舜宇显微镜有生物、倒置,体视、金相等一系列,很多外型是明显模仿进口的显微镜,中间也出了一点纠纷,但一个民营企业经过十几二十年的发展,能做到今天,确实还是不容易,目前舜宇显微镜在国内的销售也有一定的量,工业方面使用还不少。

北京泰克也是一家有一定生产实力的显微镜厂家,主要生产体视显微镜,产品以外销为主,国内也有一些销售网络。深圳迈特是原桂林光学的一部分人员与深圳的资本结合成立的,其生产的单筒体视显微镜等质量不错,在工业领域销售比较大。梧洲奥卡显微镜厂在体视显微镜方面也有一定的实力。重庆奥特是原重庆光学厂部分技术与销售人员外出成立的,建立了自己的销售渠道,产品基本与重光相差不大,不过近来他们也推出了几款自己设计的新型号显微镜。芜湖光学仪器厂在比较显微镜生产方面很有经验,在司法鉴定显微镜中占有一席之地。贵阳云天是60年代豪利厂内迁建立的,在工具显微镜研发与生产方面国内首出一指,不过由于地理位置、体制及市场的变化,已是今不如昔。

宁波及周边地区是目前中国显微镜生产最集中的地方,有十几家公司在生产各类显微镜,其中比较有名的除了宁波永新、宁波舜宇外,还有宁教,宇捷、盛恒等,由于大都是合资或民营企业,他们都很注重产品研发与创新,从外观设计到光学质量,都在不断提升,在08年深圳光博会上,宁波教学仪器厂展出的一款金相明暗场显微镜,成像质量明显比很多国内知名大厂都要高出一筹。

 

文章来源:http://instrument.ofweek.com/2015-12/ART-8320088-12004-29035343.html

 

 

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14th
十二月

显微镜的发现及故事

业内新闻

显微镜的故事,需要从公元前3500年的美索不达米亚平原说起。考古证据显示,当时沿海地区的人们在金属加工的时候无意制造出了历史上第一块玻璃。美丽的玻璃从那时候起就成为了贵重的观赏物品,它的制造技术也因此流传了下去。大约在公元4世纪,罗马人终于挖掘了玻璃除了观赏之外的其他功能:他们开始用玻璃来制造门窗、杯子等实用的东西。与此同时,我国则出现了利用水晶石打磨透镜的技术,不过这通常只是作为饰物使用。13世纪,马可波罗将这种水晶透镜带回欧洲,欧洲人因此学会了磨制镜片的方法。制造业的发达,令玻璃成为了一种廉价的材料,因此,眼镜制造业便红红火火地发展起来了。

 

 

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4世纪罗马人的玻璃杯(维基百科)

 

当时戴眼镜的人大多数是些年纪很大的富翁,他们需要的是老花镜,也就是凸透镜。人们很快发现,凸透镜可以令物体的影像放大。于是,一些极具好奇心的人开始使用凸透镜来观察细小的物体,显微镜就是在这个时候诞生的。显微镜有两种形式,一种就是单块的凸透镜,又被称为放大镜或单式显微镜;另一种是多块凸透镜的组合,又被称为复式显微镜。

一开始,人们用单块凸透镜观察物体。这有一个致命的缺点:凸透镜的焦距和透镜的直径成正比,而焦距又和放大倍数成反比,也就是说,想要获得更大的放大倍数,透镜的直径就要很小。如果想要获得放大100倍的影像,那么透镜的直径要做到0.33毫米那么小——这个比大头针还小的透镜在当时根本就制造不出来。因此,当时的凸透镜的放大倍数最大不过25倍。这种放大倍数是玩具级别的,只能让小孩观察小虫,想要观察更细微的东西,只能寻求别的工具。

16世纪90年代,在荷兰的米德尔堡诞生了人类历史上第一台真正意义上的显微镜。具体年份的记录已经在二战期间、1940年5月17日一场发生于米德尔堡的爆炸中丧失,人们推测显微镜的发明年份应该是在1590~1505年间。那个时候,发明人扎卡莱亚斯·詹森(Zacharias Janssen)很可能只是个十岁左右的孩子(他的出生年份同样不详,大约是在1580~1585年间),跟着他的父亲汉斯·詹森(Hans Janssen)在街头贩卖自家打磨的镜片。或许是在父亲的工作室里玩耍时得到的灵感,扎卡莱亚斯成为了世界上第一个将多块凸透镜组合在一起的人,就是这一举动,为人类打开了微观世界的大门。父亲汉斯帮助他制作出了世界上第一台复式显微镜,它看上去像是一根手电筒。

 

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詹森复式显微镜,1841年制的复刻版(网络图)

 

詹森父子的复式显微镜的构造十分简单:它由三个镜筒连接而成,中间那个镜筒比较粗,适于手握;另外两个镜筒则分别插进它的两端,它们可以伸缩调整,以达到聚焦的目的。当这个复式显微镜两个活动的镜筒完全收拢时,它的放大倍数是3倍;当它们完全伸展开时,放大倍数就有10倍。虽然这个放大倍数看似还不如单式的凸透镜,但它的意义在于它是最早的变焦镜头,同时它只是一个未成熟的雏形,有了复式镜片组合的结构基础,放大倍数很快就开始了飞跃。另外,制造工艺也很简单,人们不再需要费劲去磨制极小的透镜。

 

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詹森父子(网络图)

 

不过很可惜,詹森父子的显微镜发明虽然为人类打开了微观世界的大门,但在那个年代,还没有人能够真正踏进去。由于技术水平的局限,16世纪的复式显微镜放大倍数仍然不够高,人类在探索微观世界上并没有什么激动人心的发现。在那个时代,与其说显微镜是科学仪器,倒不如说它是一种艺术品。它美丽的黄铜外表、精美的装饰受到上流社会的追捧,大部分人只把显微镜当做典雅高贵的收藏品。

半个世纪过去了,荷兰再次诞生了一位显微镜伟人。1632年10月24日,安东尼·范·列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)出生在荷兰的代尔夫,由于家境困难,他只上过很短时间的学,16岁就被送去荷兰首都阿姆斯特丹做布店学徒。1654年,22岁的列文虎克回到老家代尔夫,开了一家属于自己的小布店。一开始,他尝试着用凸透镜来放大鉴定布料的质量,布匹店的工作并不忙碌,他很快培养起了对透镜的兴趣,并尝试自己打磨镜片。靠着兴趣和毅力,这个没上过几年学的年轻人在自家的小店里打磨制造出了世界第一流的镜片,它们的厚度仅为1毫米,曲率半径为0.75毫米,有着很高的放大率和分辨率。

 

 

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列文虎克(网络图)

 

在掌握了镜片的磨制技术后,列文虎克将镜片组装成复式显微镜,并用它们发现了人类从未见到的细胞。典型的列文虎克显微镜很小,结构很巧妙,由一块扁平宽大的镜身、一个镜头、一个针形载物台、两个螺钉构成的。透镜被镶嵌在两块凿出小孔的黄铜片之间,螺钉可以用于调节标本与透镜之间的距离,以调整焦距。使用时,先将标本固定在针尖上,拿起显微镜对准光源,调节螺钉令影像达到最佳状态便可观察。

 

 

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现存的列文虎克显微镜(网络图)

 

1677年,他观察到了池塘水中的原生动物,鲑鱼血液中的红细胞。1683年,他在牙垢里发现了细菌,并将结果写成报告寄给英国皇家学会,获得了后者的肯定,从而开创了微生物学。他还正确地描述了微生物的形态有杆状、螺旋状等多种。通过对毛细血管的观察,他证实了血液循环系统的存在,结束了多年的科学界之争。微观世界的大门只对他一个人开启,他用镜片在其中遨游,不断发现着各种令人震惊的事实,改变了人们的观念。

 

 

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列文虎克绘制的木细胞图(网络图)

 

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1677年列文虎克写给英国皇家学会的信件(网络图)

 

列文虎克一生亲自磨制了550块透镜,装配了247台显微镜,为人类创造了一批宝贵的财富。至今保存下来的有9台,都被妥善地保存在各地的博物馆里。荷兰尤特莱克特大学博物馆里的那台显微镜的放大倍数为270倍,分辨率为1.4微米,这几乎已经是光学显微镜的极限。列文虎克制作透镜的方法已经失传了,而他手工制作出来的显微镜的质量之高,到现在为止都没有人能仅靠双手复刻。

 

 

原文链接:http://news.xinhuanet.com/science/2015-11/23/c_134836689.htm

 

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4th
十二月

科学家用电子显微镜拍绚丽雪花3D结构

业内新闻

美国贝兹维尔农业研究中心的研究人员利用低温扫描电子显微镜,捕捉到自然形成的雪花令人惊叹的全新一面。不过拍摄这些照片时,显微镜的镜台必须降温到零下170摄氏度。

 

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最近美国贝兹维尔农业研究中心的研究人员利用低温扫描电子显微镜,捕捉到自然形成的雪花令人惊叹的全新一面。不过拍摄这些照片时,显微镜的镜台必须降温到零下170摄氏度。

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研究人员把从世界各地雪库收集的雪样或者新下的雪样运送过来,研究它们的成分,从而查看它们对我们的生态系统产生的影响。这张呈现红色调的图片,展现的是伪彩色雪花,它们的颜色是用电脑生成的,一般用来突出雪花的不同组成部分。

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与人造雪相比,天然形成的雪显然更加坚硬,而且形状更多变。人造雪花的形状明显更圆润,像凝块。把这片六边形雪花放大450倍后,呈现出一个被霜覆盖的表面。

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比科学家看到的结果更加重要的,是从他们收集的样本获得的数据。电子显微镜实验室在网站上说:“研究雪花的结构获得的信息,对几个科学领域和影响我们日常生活的行为至关重要。”放大雪花的方法,有助于科学家更好地了解该国的供水情况,以及如何预防洪灾。

 

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通过细节观察,一些雪花看起来很像地外物体。

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扁铜板事先预冻到与室外温度一样,并且一面覆盖上纤维素(溶液一样的凝胶体),来自其他州的研究人员用这种平板收集雪样,然后送到该中心。负责收集雪样的研究人员称,他们不是让雪花自己落在平板上,就是轻轻把它们扫到平板上。一些人造雪近照显示,它比天然雪更光滑。

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收集好样本后,这些平板会被迅速投放到液氮里,把它们降温到零下196摄氏度。然后用船把这些平板送进一个事先准备好的液氮制冷容器,做好绝缘措施后,再用飞机或者陆上交通工具把它们送到该中心。这些雪花被从该州以外的天然来源地运到马里兰州的贝兹维尔农业研究中心。

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这些雪花不是研究人员扫到铜板上的,就是让它们自己落到上面的

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雪花样本收集后,会被立刻投进液氮里,把它们降温到零下196摄氏度

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用来收集雪花的铜板的一边还用纤维素覆盖,这是一种像溶液的凝胶体

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用铜板收集到雪花后,就会用船把它们送进一个事先准备好的液氮制冷容器里.

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一片雪花呈现出六边形平面和霜状的边缘,看起来像个带刺的日晷仪

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图片右上角一片像草的雪花,显示的是位于中心的雪花,它被放大了79倍

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放大每一片雪花,显示更多刺状边缘和裂缝,随着继续放大,这种结构会不断呈现,永无止境

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上图的雪花被放大了908倍,而下图显示的是同一区域的雪花,它被放大了1860倍

豪利棋牌官网这片雪花看起来像是拉丝的糖衣,一些雪花显然比另外一些雪花更圆润

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另一片雪花用电脑染成蓝色,它展现的是更平滑、堆积的表面

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被研究人员称之为圆柱和盘的其他雪花

文章来源:http://www.instrument.com.cn/news/20151106/176790.shtml

 

 

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22nd
九月

显微镜下的眼泪美如雪花

业内新闻

一位荷兰的摄影师 Maurice Mikkers,在某一天突然想看看在显微镜下的眼泪是什么样子,于是开始搜集各种眼泪:切洋葱流下的眼泪、吃辣椒流下的眼泪、眼睛一直盯着电风扇所流下的眼泪、放声大笑流下的、因为伤心而流下的眼泪,想要观察各种眼泪是否有什么不同。

之所以收集这些眼泪,其实是有根据的。Mikkers 本身还有医学实验室分析师的资格,因此他也知道,从科学上来说,眼泪有三种基本的类型:(1)基础型,主要是用来分泌泪液,润湿眼睛。(2)反射型,眼睛受到刺激或接触到辛辣食物时所流出的。(3)情感型,掌管情绪的大脑负责传达讯息而产生。

其实眼泪的成分 98.2% 都是水,不过其中还会有少量无机盐和蛋白体,还有溶菌酶、免疫球蛋白 A、补体系统等其他物质。而由于盐分为结晶体,因此在显微镜下的眼泪,看来就跟雪花近似。

 

XSP-BM17C 三目相衬显微镜

我公司显微镜:http://www.lxwjlj.com/haoli/life/zhengzhishengwu/

 

以下就是 Mikkers 收集到的眼泪。

1. 基础型眼泪(看着电风扇)

tear 2

2. 反射型眼泪

tear 3

tear 5

3. 情感型眼泪

tear 6

tear 7tear 8

文章来源:http://technews.cn/2015/07/06/the-beautiful-secrets-of-tears-revealed-by-a-microscope/

 

 

 

 

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11th
九月

显微镜探秘微观世界的岩石

业内新闻

在人们印象中,海滩上的鹅卵石是多么的平淡无奇。但据英国《每日邮报》12月2日报道,意大利一位地质学家贝尔纳多·塞萨尔(Bernardo Cesare)通过光学显微镜,拍下鹅卵石彩虹般绚丽夺目的一面,展现了一个犹如奇幻的万花筒一般的世界。 贝尔纳多将鹅卵石切开,置于光学显微镜下,调整至肉眼可见光的范围后,用显微照相技术拍下来。照片的色彩亮丽夺目,让人仿佛进入奇幻的万花筒世界。每张七彩的照片,艺术地展示出鹅卵石的内部组织,体现它们不同的地质性质。有的照片呈现晶质矿物的直线,有的则是扭曲的线条,令人联想起大陆漂移。豪利棋牌官网

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这些鹅卵石是他在西班牙卡沃内拉斯(Carboneras)一处海滩度假时精心挑选的。这个沙滩以其石头体现的地质多样性而闻名。贝尔纳多表示,“我的照片是让人们看看微观世界的岩石。”

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文章来源:http://photo.rednet.cn/space.php?uid=4747902&do=picsel&id=33148&page=3

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7th
九月

美国科学家开发出检测艾滋病病毒的分子显微镜

业内新闻

艾滋病病毒原位分析技术再次取得突破。美国科学家在上周召开的国际艾滋病会议上,展示了他们开发的全新检测技术及检测结果,这个被称为“分子显微镜”的探针能够准确检测到艾滋病病毒在细胞内外的隐藏之地。

美国过敏性和传染性疾病研究所疫苗研究中心副主任瑞查得·普表示,这一分子显微镜新技术堪称神奇,它的超能力完全可以洞察到艾滋病病毒在任何细胞内的蛛丝马迹,最终能帮助弄清艾滋病病毒长时间存留的谜底,从而将其从体内彻底清除。

新技术几乎不受干扰

目前所用的检测组织中艾滋病病毒的原位分析技术都面临共同的大难题。这些探测技术,无论是利用荧光物质作标记物,还是放射性物质作标记,在精确定位组织样本中艾滋病病毒的位置时,经常难以将周围的细胞物质与目标检测物,如艾滋病病毒的RNA和DNA区别开来。这些标记物会将细胞组织当作病毒进行错误识别,对结果分析造成背景干扰。

据《科学》杂志网站报道,会议上展示的猴子不同组织中获得的艾滋病病毒的详细图片表明,新技术几乎没有受到任何干扰。美国国家癌症研究所弗雷德里克国家实验室的免疫学家杰克·伊斯特,与拥有RNA显微镜的美国高级细胞诊断公司(ACD)合作开发出这一新技术,能分别或同时检测到组织中艾滋病病毒的DNA和RNA。得益于ACD公司独特的探针设计专利,RNA显微镜是目前最先进的RNA检测技术工具,实现了单个RNA在原位的可视化和量化,能够同时实现信号放大并降低背景干扰,可检测任何组织的任何基因。检测艾滋病病毒的分子显微镜就是在RNA显微镜的基础上开发的。

DNA和RNA都由互补的核苷酸对构成。捕获遗传物质的传统方法都是用称为寡聚体的核苷酸长链,在组织样本中寻找与之配对DNA或RNA链并相互配对。这些寡聚体携带着标记物,当它检测到目标物后,标记物会发出信号并拍照,研究人员可从图片中找到病毒遗传物质在组织样本中的分布位置。但是这些寡聚体分子太长,它们偶尔会犯错,与其他细胞物质结合时,并不理会那些要检测的目标序列。

分子显微镜作用原理

伊斯特的新技术包含一种更复杂的探针系统,能完全消除寡聚体带来的误打误撞。该技术的基本原理在于,先将寡聚体切成两等分,再将这两等分送到样本内寻找目标序列,只有当被分开的两段都停留在目标检测序列附近时,它们才能分别与目标序列成功配对后再重新连接起来。这意味着,寡聚体的两段只有遇到艾滋病病毒时才能分别配对并重新相遇,其他细胞物质再也无法造成干扰。

艾滋病病毒本身是RNA病毒,但它会转换成DNA形式,以便随时“潜入”人类染色体。伊斯特还与病毒学家杰弗瑞·立夫逊合作,成功开发出可视化艾滋病病毒DNA的DNA显微镜。这些潜伏的病毒前体会融入人体细胞,并在受到免疫系统或抗逆转录病毒药物攻击前安然隐藏数十年之久,抗逆转录病毒无法消除艾滋病传染并治愈艾滋病患者的一大重要原因,就是这些将病毒前体“隐藏”起来的细胞的大量存在。

不放过任何一个病毒

伊斯特、立夫逊和同事们向一些猴子注射了猿类艾滋病病毒,然后对这些猴子体内的许多组织进行了原位分析。结果表明,RNA显微镜和DNA显微镜能清楚区分出细胞中潜伏的艾滋病病毒前体(即病毒DNA)、病毒RNA以及细胞外的病毒。伊斯特说:“我坚信我们的新技术不会放过任何一个病毒,它完美地将灵敏性和特定性集于一身。”

这些全新的分子显微镜能够克服治愈艾滋病道路上的几大障碍。第一大障碍是无法检测出接受抗逆转录病毒疗法的艾滋病患者血浆中的艾滋病病毒,因此研究人员难以评估一些艾滋病新疗法的具体效果,新显微镜技术将是克服现有技术障碍的有力补充。另一大障碍是无法确切知道病毒前体隐藏在体内何处,新技术能揭开这一由来已久的谜底,有助于大大缩小感染艾滋病病毒的细胞数量,更有针对地治疗患者。

 

文章来源:http://news.xinhuanet.com/science/2015-08/07/c_134483236.htm

 

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29th
七月

显微镜发展历史–扫描穿隧式显微镜的诞生

业内新闻

扫描穿隧式显微镜是利用量子穿隧效应探测晶体表面原子结构的仪器。由格尔德?宾宁及海因里希?罗雷尔在1981年于瑞士苏黎世的IBM苏黎世实验室发明,因其解析度可达次原子尺度,使两位发明者荣获1986年的诺贝尔物理学奖。

扫描穿隧式显微镜问世源自于人类探索微观世界的求知欲。早在16 世纪末期,就有了世上第一架显微镜,随后应用在生物学的观测上,开启观测微小世界的大门。为了看到更多、更清晰的微物景象,人们不断改良光学显微镜,然而碍于光波波长影响监别距离的限制,纵使拥有更精密的对焦机制、消除光学上的像差影响等,光学显微镜的解析度仍受限在一微米左右,阻碍人们观测微观世界的可能,使科学家竭尽心智地想加以突破。

显微镜阶段性突破的发展要感谢1924年法国物理学家德布罗意提出的物质波理论,该理论说明粒子的频率和总能量成正比关系,故可推导出具有动能为数电子伏特的电子所具有的物质波波长为数埃。因此若用电子来成像,数埃波长下的显微镜监别率可以大大提升,甚至有希望监别出个别原子,这一令人兴奋的发现,掀起对电子显微镜发展的热潮。电子显微镜的先驱者是鲁斯卡,他在1931年利用电子在磁场中会改变运动方向的原理,将电子束加以聚焦,因功能类似聚焦光束的透镜,故称之为磁透镜。而后,鲁斯卡利用磁透镜制作出真正具有放大功能的电子显微镜,也因此和上述的宾宁、罗雷尔同获1986年的诺贝尔物理学奖。

扫描穿隧式显微镜一问世即可让发明者荣获诺贝尔物理学奖,显然有其道理。

1978年宾宁与罗雷尔相遇,宾宁提议利用真空的量子穿隧效应来设计新的研究工具,这个想法深获罗雷尔的赞同。他们在苏黎世IBM新建的表面科学实验室展开研究工作。由于产生真空穿隧效应,需要一个非常尖锐的探针极端地接近样品的表面,再施加约1伏特的电位差于探针及样品之间,以产生电子穿隧现象,进而测出穿隧电流;因此如何制作出具尖锐尖端的探针、减少外在因素对探针的影响和如何进行样品表面的扫描,都是制作新型显微镜必须克服的难题。经过两年多的尝试与改进,他们在1981年扫描出清晰、明确且可以重复地包含金晶体表面两原子平台间的原子陡壁,引起物理界的注目。而后经各大实验室加以研究改进,很快地在1985年发展出成熟的技术,并广泛的应用;因此在1986年颁发诺贝尔物理学奖给扫描穿隧式显微镜的发明者。

扫描穿隧式显微镜透过扫描过程中穿隧电流的强弱,可敏感地反映出样品表面的平滑程度;若再配合够尖的探针,即具有原子范围的监别能力。另外,其待测样品通常不需事先处理,且可配合所需的环境—真空、大气下、水溶液中等—架设,具高弹性的设计使之容易与其他系统结合使用,造价也较电子显微镜便宜。虽然扫描穿隧式显微镜受限于可导电的样品,且样品高度落差不可太大,但近年来半导体工业兴起,业界急需了解金属及半导体的表面物理、化学性质,扫描穿隧式显微镜刚好在各方面符合业界的需求,对人类追求的奈米科技有着重大的影响。

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扫描穿隧式显微镜的观测成果

转载需说明,文章来源于:
http://www.lxwjlj.com/haoli/显微镜发展历史–扫描穿隧式显微镜的诞生.shtml

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