[報告簡介]

    透射顯微鏡（TEM）作為一種高分辨率的成像設備，目前已經成為生物研究中不可缺少的鑒定手段。但是透射電鏡目前主流的型號所用的電壓均在80 kV以上，而生物、醫(yī)學等輕元素樣品在這么高電壓下很難保留住入射電子，因此穿透透射電鏡往往無法直接觀測生物樣品，從而漏掉了樣品的許多重要細節(jié)信息，必須通過染色等手段進行處理；而染色往往會帶來樣品的污染、損害以及成像假象。

     Delong推出的5 kV和25kV臺式低電壓透射電鏡的低能量電子，利用ZL設計，相比傳統(tǒng)透射電鏡的高能量電子，能夠與生物、醫(yī)學等輕元素樣品更強烈反應，不再必需對樣品進行額外的染色，低加速電壓保證了高對比的成像效果，避免了重金屬染色對樣品中組織、蛋白、基因、藥物、聚合物等有機物的污染和損害，同時還能保證2納米的高分辨率。Delong的全新臺式低電壓透射電鏡還集成了其他電子成像模式于一體，如掃描電子顯微鏡( SEM )、掃描透射電子顯微鏡( STEM )或電子衍射( ED )成像，可以在醫(yī)藥和生物學研究中對于微小顆粒諸如DNA、RNA、細胞器、外泌體、納米顆粒、納米藥物等的形態(tài)學進行觀測。

    本報告將就Delong推出的臺式低壓透射電鏡的特點及其近幾年在生物、醫(yī)學中的廣泛應用進行綜述。

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[主講人介紹]

胡西  博士

Quantum Design China 生物部應用科學家， 首都醫(yī)科大學 博士，加州大學洛杉磯分校博士后，研究期間主要從事干細胞誘導和神經細胞分化及ALS相關病變研究。目前主要負責電鏡、高級顯微鏡等生物成像的應用技術支持工作，具有豐富的電鏡、高級顯微鏡操作和成像經驗。

[報告時間]

開始  2020年04月22日  10:00

結束  2020年04月22日  11:00

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[直播好禮]

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主題：Single-Molecule Studies Probe Critical Steps in the HIV-1 Life Cycle

[報告簡介]

    逆轉錄病毒核衣殼蛋白（NC）在病毒的生命周期中起著重要的作用，控制著逆轉錄和衣殼脫殼的時間。Micah McCauley教授課題組發(fā)現(xiàn)在逆轉錄過程中，HIV-1 NC促進了核酸二級結構的重排，而在病毒組裝過程中，NC蛋白作為組特異性抗原多蛋白（Gag）的一個結構域，以其特異性結合基因組RNA，并促進RNA包裝成新的病毒粒子。結合單分子光鑷測量和基于mfold的定量模型，發(fā)現(xiàn)當NC蛋白和Gag蛋白都破壞了TAR發(fā)夾的穩(wěn)定性時，Gag蛋白有兩個結合位點，而NC蛋白的作用靶點在頂端環(huán)附近。利用Lumicks C-Trap系統(tǒng)的新實驗結合了單分子捕獲和熒光成像。觀察到NC蛋白誘導的雙鏈DNA環(huán)形成，這一過程可能導致衣殼脫殼。同時可視化了單鏈DNA上Gag簇形成的動力學過程，這可能會驅動病毒的包裝。

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[主講人介紹]

Micah McCauley教授  美國西北大學

Micah McCauley教授2011年加入西北大學物理系，致力于通過單分子方法定量探測DNA和RNA的生物物理性質，了解這些相互作用在復制和轉錄等過程中的作用。具體研究來自病毒和細菌的單鏈DNA結合蛋白、逆轉錄病毒復制蛋白（如HIV-1核衣殼和Gag蛋白）、細菌聚合酶、與DNA結合并可能YZ細胞復制的小分子以及核蛋白等。

[報告時間]

開始  2020年05月22日  15:00

結束  2020年05月22日  16:00

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[直播好禮]

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主題：HOW TO EVALUATE THERMOELECTRIC MATERIALS AND MODULES ACCURATELY

[報告簡介]

    日本ADVANCE RIKO公司成立近60年來專業(yè)從事“熱”相關技術和設備的研究開發(fā)，并一直走在相關領域的Z前端，為世界各地的科學研究及生產活動提供了諸如紅外加熱、熱分析/熱常數(shù)測量等系統(tǒng)，“熱”相關技術及測試系統(tǒng)已被廣泛應用于多個研究領域。當今，化石能源短缺和環(huán)境污染問題凸顯，能源的多元化和GX多級利用成為解決能源與環(huán)境問題的一個重要途徑。熱電轉換技術是利用材料的塞貝克效應與帕爾貼效應將熱能和電能進行直接轉換的技術，包括熱電發(fā)電和熱電制冷。這種技術具有系統(tǒng)體積小、可靠性高、不排放污染物、適用溫度范圍廣等特點。熱電轉換技術作為一種綠色能源技術和環(huán)保型制冷技術受到學術界和工業(yè)界越來越廣泛的關注。例如，工業(yè)余熱的GX多級利用、環(huán)境能量回收等技術的發(fā)展對熱能GX轉換技術的發(fā)展提出了迫切需求。以此作為出發(fā)點，AdvanceRiko認為“熱”相關技術正在從成熟產業(yè)轉化為成長型產業(yè)。

    本次報告將介紹多款熱電相關測試設備，包括測量材料塞貝克系數(shù)/電阻的測試系統(tǒng)ZEM、測量熱電轉換模塊的熱電轉換效率的測試系統(tǒng)PEM、小型模塊熱電轉換效率測試系統(tǒng)Mini-PEM等，還將帶來ADVANCE RIKO公司Z新開發(fā)的聚合物薄膜厚度方向熱電性能評價系統(tǒng)ZEM-d的介紹。

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[主講人介紹]

齊藤利文先生畢業(yè)于東京理科大學機械工程專業(yè)，畢業(yè)后加入Advance Riko公司至今10余年，曾參與多款熱電相關設備的設計與開發(fā)，目前負責海外銷售業(yè)務。

[報告時間]

開始  2020年05月22日  14:00

結束  2020年05月22日  15:00

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[直播好禮]

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       疫情無情人有情！雖然目前新冠肺炎疫情仍然比較嚴峻，德國斯派克分析儀器公司的員工早已奮戰(zhàn)在工作一線，在公司、在用戶現(xiàn)場，您都可以看到德國斯派克人的身影。同時，在網絡，您也將聽到德國斯派克人的聲音。4月22日，我們將舉辦空中講堂，敬請關注直播時間，不要錯過。

掃描上方二維碼免費看直播！

了解交流阻抗技術新發(fā)展新應用

錯過直播

 歡迎蒞臨 

國際阻抗譜大會展臺交流 ！

www.eis2023.cn

由北京化工大學與清華大學聯(lián)合承辦的“第12屆國際電化學阻抗譜會議”（EIS 2023）將于2023年7月2-7日在北京舉行。

在EIS 2023，普林斯頓輸力強將攜帶阻抗研究利器Enerylab與您見面，同時在7月6日14:30-14:45口頭報告題為"Towards Ultra-high Resolution and Localized EIS for Advanced Energy Research" 。

普林斯頓輸力強期待您的蒞臨！

“鉻”污染對環(huán)境的危害

    鉻是一種地球上含量十分豐富的元素，在自然界中主要以鉻鐵礦的形式存在。常見化合價有+2、+3、+6三種，其中，三價鉻和六價鉻對人體健康有害，六砎鉻的毒性比三價鉻約高100倍，是強致突變物質，可誘發(fā)肺癌和鼻咽癌，三價鉻有致畸作用。近年來，生產金屬鉻和鉻鹽過程中產生的固體廢渣——鉻渣，以及由于風化作用進入土壤中的鉻，容易氧化成可溶性的復合陰離子，經過淋洗轉移到地面水或地下水中，已成為鉻污染的重要環(huán)境污染問題。因此，測試表征方法的可靠性至關重要，可方便人們了解鉻在環(huán)境和產品中的形態(tài)。許多國際組織制定了針對Cr(VI)表征的標準方案，以滿足RoHS（《關于限制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令》）對諸多消費品材料中Cr(VI)含量的限制 (RoHS規(guī)定ZD鉻(VI)的質量分數(shù)為0.1%）。

    目前可用于準確表征固體樣品中Cr(VI)含量的分析手段很少，且存在系統(tǒng)性和實用性的缺陷。傳統(tǒng)的比色分析法，在使用濕法化學提取方法（如液相萃取方法EPA 3060a）對塑料、礦石和尾礦以及油漆污泥進行處理時，Cr(VI) 往往會出現(xiàn)價態(tài)轉變和萃取不完全的問題，大大低估了樣品中Cr(VI)的質量分數(shù)。因此發(fā)展合適的測試方法來分析環(huán)境和制成品中Cr的形態(tài)和含量顯得至關重要。

“乘風破浪”的臺式XAFS/XES譜儀

    現(xiàn)今常用的X射線光譜技術，例如X射線光電子能譜（XPS）僅能對樣品表面進行分析，無法獲得體相結構信息，且需要超高真空度，通常無法對塑料，環(huán)氧樹脂和樹脂進行測試；X射線熒光光譜（XRF）可用作元素分析技術，但其能量分辨率較低，無法實現(xiàn)對Cr元素不同化合物的甄別（圖1）。近年來，基于同步加速器的X射線吸收精細結構譜（XAFS）和X射線發(fā)射光譜（XES）技術，得到了長足的發(fā)展和應用。其優(yōu)點是樣品需求量非常小，可以研究自然界不同樣品中目標元素的電子結構，被廣泛用于玻璃，土壤，塑料，煤，鉻鞣革和超鎂鐵礦巖石中的Cr元素的價態(tài)和含量的分析。但XAFS和XES技術受限于同步輻射加速器光源，導致該技術無法在環(huán)境和工業(yè)應用領域進行有毒元素的合規(guī)性驗證。

圖1. 傳統(tǒng)XRF技術因其能量分辨率較低，導致無法對不同化合物Cr元素進行甄別

    近期美國華盛頓大學Gerald Seidler教授等人成功設計并完成實驗室級臺式XAFS/XES譜儀easyXAFS的開發(fā)工作（圖2a），其以羅蘭環(huán)為基本幾何構型，使用球形彎曲晶體分析儀(SBCA)，實現(xiàn)了大的計數(shù)率/光通量和寬的布拉格角范圍的技術提升，使XAFS (圖2b)和XES分析(圖2c)首次在實驗室內成為了可能，是分析環(huán)境和制成品中Cr形態(tài)和含量的利器。

圖2. (a) easyXAFS公司臺式XAFS譜儀及創(chuàng)始人Devon Mortensen; (b)XAFS工作原理示意圖；（c）XES工作原理示意圖

“鉻”個擊破:XAFS/XES在環(huán)境元素分析中的應用

    圖3顯示了XAFS光譜Cr近邊區(qū)結果（XANES）。研究人員利用臺式XAFS技術輕松對鉻元素進行分析檢測，不僅完成了標準品化合物K₂CrO₄的測試及擬合分析，同時也實現(xiàn)了對實際生產樣品的表征。

圖3. XAFS近邊區(qū)光譜（a）六價參考化合物，鉻酸鉀；（b）CRM 8113a是基于RoHS描述的用于重金屬分析的認證參考材料

    臺式XAFS譜儀也同時配置了XES模組，通過激發(fā)特定元素內層電子后使外層電子產生弛豫并發(fā)射X射線熒光，對其能量和強度進行分析可以精確的給出目標元素的氧化態(tài)、自旋態(tài)、共價、質子化狀態(tài)、配體環(huán)境等信息。由于不依賴于同步輻射，且得益于特有的單色器設計，可以在實驗室內實現(xiàn)高分辨寬角高通量的XES元素分析（包括P, S, V，Zn, Cr, Ni, As, U, etc.）。在圖4中，在未知Cr含量的塑料樣品中，當擬合Cr 元素XES Kα光譜時，可以充分觀察到Cr的各種氧化態(tài)之間的精細光譜變化，且測試結果與同步輻射XAFS一致。對比Cr(VI)和Cr（III），可以在高于20 meV的能量分辨率下輕松辨別光譜特征的差異。Cr（III）在價態(tài)上具有更高電子密度，其光譜將會向更高的能量方向移動，且相對于Cr(VI)峰變寬，可以明顯區(qū)分出Cr(VI)和Cr（III）。

圖4. 背景扣除和積分歸一化后的Cr(VI)和Cr（III）鉻化合物的Cr Kα XES 光譜

    此外，從標準塑料樣品中收集的XES光譜（圖5），利用線性superposition analysis技術，經擬合與參考化合物光譜的線性疊加，推斷出的Cr(III)/Cr(VI)比例再結合傳統(tǒng)的XRF技術，就可以實現(xiàn)Cr(VI) ppm級別的定量分析。

圖5. 不同樣品中Cr Kα XES光譜的垂直偏移（所有光譜均經過背景校正和歸一化）

未來展望

    XAFS/XES技術不僅可以應用于多種聚合物樣品中Cr元素的測定，同時也可應用于P、S、V、Zn、Cr、Fe、Co、Ni、Au、As、U等元素分析。此方法是無損測試，只需極少量的樣品，就可由實驗室級測試儀easyXAFS完成?；趯嶒炇襒AFS/XES的Cr測量可能成為未來環(huán)境領域及工業(yè)屆的標準測試方法。

參考文獻：

[1] Analytical Chem. 90, 6587 (2018)

[2] J. Phys. Chem. A 122 5153 (2018)

[3] Rev. Sci. Instrum. 88 073904 (2017)