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电镜技术大放光彩看2018全国电子显微学学术年

2018.10.25

　　分析测试百科网讯 2018年10月25日，继24日全国电子显微学学术年会隆重开幕后（详情请点击：汇全国显微学精英 2018全国电子显微学学术年会在蜀开幕），25日同样迎来令人激动人心的一天。在今日的大会上，参会学者将听到国内外多位宗师级学者带来的显微学盛宴。分析测试百科网与中国电子显微镜学会将共同全程跟踪报导本次年会盛况。

会议现场

清华大学朱静院士

　　由清华大学朱静院士带来大会报告，题目是“多铁材料的电子显微学研究”。朱静院士首先介绍了铁电体相关概念，即具有自发极化的物体，它的每个晶胞中原子构型形成电偶极矩，这行个晶体在该方向上呈现极性，其具有压电性和热电性。在这种材料的有序区，存在两种模型，即Space Charge模型和Charge-balanced模型。然而，经课题组研究发现，分析结果与Space Charge模型不同，但与Charge-balance模型相近。随后，朱静院士介绍了多铁材料的准同型相界的相结构问题并对比了PMN-33%PT的铁电畴图像和CBED实验结果。最后，课题组通过研究Sm：BiFeO3材料发现了另外一种准同型相界机制，并且这种材料具有优异的压电响应。

宾夕法尼亚州立大学 David Srolovita教授

　　题目是“New insights into the grain boundary dynamics mechanisms”。David Srolovita表示，GB（grain boundary）移动和其他动态效应与GB断裂行为有关，这种断裂行为可以通过高度h和博格向量b进行表征，每个GB都有多个{b, h}参数决定，并且完全有二倍体造影决定。目前，这种算法最大的挑战是T/晶体学/材料依赖的连续体微观结构演变/力学和与晶体可塑性的相互作用。

捷欧路（北京）科贸有限公司大西市郎

　　由捷欧路（北京）科贸有限公司大西市郎带来大会报告，题目是“日本电子最新技术进展”。日本电子最新研制的300kv球差矫正电镜采用最新的高效X-ray探测系统，总固体角度只有2.21sr。最新的EDS探测器使用低能电子束，可用于敏感纳颗粒米材料和矿物分析。随后，大西市郎介绍了使用配有上述两种部件的ARM-300F观察敏感颗粒纳米材料和矿物材料的实际分析案例。

北京大学高宁教授

　　由北京大学高宁教授带来大会报告，题目是“冷冻电镜三维重构技术的历史和应用范例”。高宁介绍到，首台电镜在1930投入使用，随着电镜性能的提高，电镜分析已经成为生物领域不可或缺的分析技术。与此同时，随着X-ray 晶体分析技术的发展，电镜分析结果从2D逐渐转变为3D，并且在1968年产生了世界上第一张3D照片。直到1984年发明快速冷冻剂，使样品能够在接近真实状态下进行观察。近年来，随着冷冻电镜技术的成熟，计算机以及相关算法性能的提升，冷冻电镜技术获得了极大的发展。目前，冷冻电镜已经可以用于单颗粒分析，4449.并且，直接电子探测器的发明使冷冻电镜拍摄清晰、真实的生物样品成为可能。此外，高宁介绍了冷冻电镜从仪器和软件两方面面临的挑战。对于仪器来说，主要挑战是相位板、高通量的样品冷冻方法，对于软件来说，主要是鲁棒性、数据获取软件、粒子选择和成像等方面。随后，高宁介绍冷冻电镜的实际使用案例。

天美（中国）科学仪器有限公司松本弘昭

　　由天美（中国）科学仪器有限公司松本弘昭带来大会报告，题目是“Hitachi 200 kV field emission Cs-corrected analytical TEM/STEM/SEM HF5000 for multi-user facilities”。松本弘昭表示，环境电镜是材料学、能源学、环境科学在真实环境下进行相关分析的必备仪器。日立的HF5000 ESTEM电镜配备了两个100mm2 EDS探测器，同时也配备自动调整球差矫正器。随后，松本弘昭介绍了HF5000环境电镜的多级真空系统，气体注射方式等相关技术。最后，松本弘昭介绍了使用这款产品观察样品的真实案例。

牛津大学 Peter Nellist教授

　　由牛津大学Peter Nellist教授带来大会报告，题目是“Phase imaging in the STEM through electron ptychography: opportunities and challenges”。ADF成像目前广泛用于材料分析，但其存在电子使用率低，高分辨分析是需要偏差分析，以及弱相位目标等问题。因此课题组开发了4D STEM倒易空间分析方法解决的了上述问题。随后，介绍了使用这种方法的实际分析效果。

重庆大学聂建峰教授

　　由重庆大学聂建峰教授带来大会报告，题目是“What can microscopy do in the study of fundamental issuses on Mg alloys ?”。聂建峰表示，镁金属广泛用于金属材料中，以小型汽车为例，这种金属每年消耗约为140万吨，因此需要对镁合金的变形模式和变形机理需要通过TEM和原子分辨率级的STEM进行严格表征，此外，镁合金中的溶质偏析仍然需要通过原子分辨率级的STEM进行更详细的分析，最后，溶质原子与错位或SFs之间的相互作用需要TEM和MD进行充分表征。

中国科学技术大学蔡刚教授

　　中国科学技术大学蔡刚教授带来会议报告，题目是“利用冷冻电镜解析DNA损伤应答分子机制”。蔡刚表示，基因组的稳定性是维持生命活的基础，但由于DNA每天都产生损伤，因此产生DNA衍生出应答损伤机制，为此课题组对DNA应答损伤机制经进行研究。经研究发现，ATM/ATR激酶是调控基因组稳定性的关键因素。之后通过冷冻电镜结构解析，课题组发现了ATM全新的LID结构域，其中的Tip60是激活ATM激酶的关键基因区域。在ATR激酶中，课题组发现了PRD结构域是其最重要的结合界面，其中碱性基因与其他酸性基因结合，才能激活ATR激酶。经过与其他结果对比，课题组发现PRD是控制ATM/ATR与其他物质结合的关键结构域，并且ATM激活机制相对保守。

赛默飞世尔科技（中国）有限公司王庆

　　题目是“Driving productivity of 3D EM workflow in cell biology and biomedical research”。王庆表示，TEM以前用于观看细胞、亚细胞结构的工具，随着技术的发展，TEM已经观察细胞内丰富的细节，但这种技术仍然无法观察较厚的样品，因此采用冷冻切片方法解决这个问题。由于传统切片机制样较厚，FIB技术的引入解决了切片较厚的问题。赛默飞世尔的cryo-FIB显微镜可以及进行样品加工以及观察。使用这套系统，可以非常轻松的获得三维重构数据。随后，王庆介绍了使用三维重构技术在细胞生物学、神经生物学的使用实例。此外，赛默飞世尔也提供大体积物质的3D SEM分析技术。

中山大学张勤奋教授

　　题目是“溶瘤病毒M1的结构研究”。M1病毒造成肿瘤细胞凋亡。张勤奋表示，阿尔法病毒主要包括Sindbis病毒、Venezuelan equine encephalitis病毒以及Chikungunya病毒。由于以前的成像效果不好，因此课题组重新使用冷冻电镜技术进行解析。课题组采用减少前处理过程的方法，最终成功获得清晰、真实病毒数据，其分辨率达4.1Å。经过分析，课题组发现M1病毒由两个一元体聚合成二聚体，与并且其他三种病毒结构存在一定相似度，但关键区域蛋白结构的不同导致通过M1病毒观察生物体的效果不同。因此，这三种不同的病毒中的任意一种都可能在感染中发挥作用，并且这是修饰菌株的潜在靶点。

云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所张仲凯研究员

　　由云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所张仲凯研究员带来会议报告，题目是“植物病毒病害复合体的宏基因组与超微形态组检测验证”。张仲凯表示，早在1909年，病毒基因检测技术正式诞生，时至今日，已经从最开始的基因级别检测发展到微生物组学检测。然而，基金检测技术中的宏基因组检测技术需要专化性引物的PCR或RT-PCR验证，需要核酸杂交以及抗体芯片才能进行检测，而超微形态组检测在此基础上，可以发现新型病毒，并且可以通过视觉进行判断。课题组通过使用这种技术成功发现了6种新型病毒，随后，又介绍了使用这种方法进行鉴定的实际案例。

中山大学姚楠教授

　　最后，由中山大学姚楠教授带来会议报告，题目是“鞘脂代谢在自噬中的功能”。姚楠指出，鞘脂是构成细胞膜的两种脂质之一，且占比约为40%，同时也是构成神经酰胺和LCB的主要成分。经课题组研究发现，从微生物到植物以及动物，这种物质在线粒体中广泛存在。经过对植物中鞘脂研究发现，外源性LCB能诱导细胞自噬，内源性LCB则抑制细胞自噬。此外，课题组也发现鞘脂是造成细胞发生自噬的关键物质之一，并且主要通过线粒体进行。当线粒体与鞘脂大量结合时，发生自噬现象，当鞘脂含量平衡时，细胞则稳定生存，因此细胞中鞘脂的含量决定了细胞是否发生自噬现象。

　　大会后，中国电镜学会颁发了多个奖项，