2012年3月31日 星期六

Paramecium bursaria / DIC microscope 1250x 草履蟲


草履蟲(Paramecium)屬於原生動物門,纖毛蟲綱。
草履蟲的身體呈圓筒形,前端較圓,中後部較寬,後端較尖,平面看形狀像倒置的草底鞋,故名。全身縱行排列布滿大致同長細的纖毛,以行動。身體一側有一條自前端斜向腰部的凹入小溝,稱口溝,溝底有口,溝內有較為長密的纖毛,可鼓起水渦而攝取水中細菌及其他有機物作為草料,常見的是大草履蟲(p.caudatum),有一大核,一小核。 世界上最小、最簡單的動物之一,生活在有淡水的地方,肉眼無法看見。


下面影片利用微分干涉顯微鏡所清楚拍攝的草履蟲
影片來源:Microscopic World


Paramecium bursaria / DIC microscope 1250x

Cyclosis / Cytoplasmic Streaming in onion cell 洋蔥細胞的細胞質流

觀測洋蔥表皮細胞的細胞質流動,並探討各種環境因子對細胞質流動之影響。一般研究細胞質流動常以輪藻或水蘊草為材料,因其葉綠體會隨著細胞質流動,觀察非常方便。可是當探討環境因子的影響時,則會涉及光合作用。洋蔥常用作為觀察表皮細胞的材料,經亞甲藍液染色後,細胞核特別清楚。以適當濃度的紅色六號色素、石蕊或溴瑞香草藍溶液處理的洋蔥表皮細胞,卻可觀察到明顯的細胞質流動,而且取材方便,又可避免光合作用之干擾,乃以它們為材料,進行研究。


下面影片利用顯微鏡所清楚拍攝的洋蔥表皮細胞的細胞質流動
影片來源:Microscopic World

2012年3月30日 星期五

Haematococcus pluvialis - DIC:1250x/500x 雨生紅球藻

關於紅球藻的全面描述的英文資料是由TEHazen在1899年發表於Torrey植物學俱樂部的報告中。他發現這種藻類經常以一种血紅色外殼的形式附著在水壇或靠海的周期性有水的淺水灣邊上,這種藻類的生命歷程是經過一個紅色的休眠階段,之後是一個綠色的游動階段,再之後又是一個紅色的休眠階段。
在那時,這種藻中的紅色物質的化學性質還不清楚,但是已經給它起了一個名字叫做“haematochrom”,就是我們現在所說的蝦青素。Hazen在報告中說:“這種藻是非常普通的,在歐洲廣泛分佈,從斯堪的納維亞半島到威尼斯都會發現…這種藻分佈在從佛蒙特州到德克薩斯州,從馬薩諸塞州到內不拉斯加州,甚至更西的地方的廣闊區域內。
幾年後,Peebles(1901a,1909b)發表了這種藻的生長史,更為詳細的描述了“haematochrom”在整個生命週期過程中的變化。1934年,Elliot從細胞形態學的角度補充了這種藻類的生長史的細節。在整個生命週期中出現四種典型的細胞形態:小蟲體、長有鞭毛的大蟲體、沒有運動能力的膠鞘體、帶有堅硬細胞壁的紅色大細胞——紅孢囊(haematocysts)。在有充足營養的清潔環境中,大蟲體占主導地位;一旦環境惡化就會轉化為叫膠鞘體,之後轉化為具有抵抗力的紅孢囊,並開始積累蝦青素。隨後,當周圍的環境又變得營養充足適宜的時候,紅孢囊變成可運動的小蟲體,這些小蟲體長成膠鞘體或者大蟲體。
Pocock(1937和1961)在非洲獨立的研究並描述了紅球藻的分佈和生長史。瑞典的Almgren(1966)描述了紅球藻的生態學和分佈情況,這種藻類出現在雨後岩石上的小水坑上,零散的附著在不滲水的堅硬物體上。Droop(1961)還發現,紅球藻通常生長在岩石的水坑中,經常是在靠近海的岩石上,但這也不是絕對的。
紅球藻形體的暫時狀態要比恆​​定狀態普遍的多,部分是因為這些水坑中通常沒有其他競爭性的藻類,而與水坑的固有特性沒有什麼關係。紅球藻比其他大多數藻類更能適應光線、溫度和鹽度的迅速且劇烈的變化,這是因為它具有迅速形成孢囊的能力。
雨生紅球藻又被叫做湖生紅球藻或湖生血球藻,是一種普遍存在的綠藻,屬於團藻目,紅球藻科。我們現在知道這種藻在適宜它生長的條件下廣泛存在於自然界中。在與紅球藻相關的文獻中沒有任何有毒性的報導。
雨生紅球藻中蝦青素含量為1.5%~3.0%,被看作是天然蝦青素的“濃縮品”.
大量研究表明雨生紅球藻對蝦青素的積累速率和生產總量較其它綠藻高,而且雨生紅球藻所含蝦青素及其酯類的配比(約70%的單酯,25%的雙酯及5%的單體)與水產養殖動物自身配比極為相似,這是通過化學合成和利用紅發夫酵母等提取的蝦青素所不具備的優勢.此外,雨生紅球藻中蝦青素的結構以3S一3 'S型為主,與鮭魚等水產生物體內蝦青素結構基本一致;而紅發夫酵母中蝦青素結構則為3R一3 R型.
當前,雨生紅球藻被公認為自然界中生產天然蝦青素的最好生物,因此,利用這種微藻提取蝦青素無疑具有廣闊的發展前景,已成為近年來國際上天然蝦青素生產的研究熱點。


下面影片利用微分干涉顯微鏡所清楚拍攝的雨生紅球藻
影片來源:Microscopic World

Haematococcus pluvialis - DIC:1250x/500x
Haematococcus pluvialis sample 2 - Microscope DIC:1250x/500x

Chlamydomonas - DIC Microscope 衣藻


(Chlamydomonas)亦稱“單衣藻”。綠藻門,衣藻科。藻體為單細胞,球形或卵形,前端有兩條等長的鞭毛,能游動。鞭毛基部有伸縮泡兩個;另在細胞的近前端,有紅色眼點一個。載色體大型杯狀,具澱粉核一枚。無性繁殖產生游動孢子;有性生殖為同配、異配和卵式生殖。在不利的生活條件下,細胞停止游動,並進行多次分裂,外圍厚膠質鞘,形成臨時群體稱“不定群體”。環境好轉時,群體中的細胞產生鞭毛,破鞘逸出。廣佈於水溝、窪地和含微量有機質的小型水體中,早春晚秋最為繁盛。一些含蛋白質較豐富的種類,可培養作飼料或食用。

下面影片利用微分干涉顯微鏡所清楚拍攝的衣藻
影片來源:Microscopic World

Cytoplasmic streaming Elodea leaf DIC microscope 洋蔥表皮細胞的細胞質流動

觀測洋蔥表皮細胞的細胞質流動,並探討各種環境因子對細胞質流動之影響。一般研究細胞質流動常以輪藻或水蘊草為材料,因其葉綠體會隨著細胞質流動,觀察非常方便。可是當探討環境因子的影響時,則會涉及光合作用。洋蔥常用作為觀察表皮細胞的材料,經亞甲藍液染色後,細胞核特別清楚。以適當濃度的紅色六號色素、石蕊或溴瑞香草藍溶液處理的洋蔥表皮細胞,卻可觀察到明顯的細胞質流動,而且取材方便,又可避免光合作用之干擾,乃以它們為材料,進行研究。

下面影片利用微分干涉顯微鏡所清楚拍攝的洋蔥表皮細胞的細胞質流動
影片來源:Microscopic World

Cytoplasmic streaming Elodea leaf DIC microscope 525x
 

Cytoplasmic streaming Elodea leaf DIC microscope 1250x

2012年3月29日 星期四

photron 推出新的超高速攝影機 IS-1M


photron 公司,全球領先的高速攝影系統和影像分析軟體的製造商,已推出新的超高速,高分辨率的攝影機:IS-1M  。這款CCD 分辨率為312 × 260,CCD 傳感器系統為超高速設計,fps速度最高達到100萬/秒。
新相機的主要特點是在錄製的影像信號的存儲區域內的芯片中的傳感器。新相機對光線極其敏感,Fastcam-1M 捕捉高速的攝影時,即使在低光源條件下,也可順利拍攝。當使用兩個或兩個以上的鏡頭,10 位單色Fastcam-1M 高速攝像系統,可以同步錄音,支持從多種角度對影像分析。
Fastcam-1M 同時具備超高的分辨率和 fps 速率,而一般的相機在有高 fps 的同時,分辨率會很低。
為了增加使用靈活性,相機採用了 Nikon F 卡口鏡頭。成像系統包括直觀的相機控制,通過高速USB 2.0 接口和影像下載軟體。記錄的影像可以保存為 AVI 或 JPEG,TIFF 或 AVI 影像序列。

原廠網址:http://www.photron.com/index.php?cmd=product_general&product_id=35&product_name=FASTCAM+IS-1M&home=1

從皮膚細胞中培養出成體幹細胞


德國馬克斯·普朗克協會(簡稱馬普協會)3月22日宣布,該機構研究人員成功從已分化體細胞 - 皮膚細胞中培養出成體幹細胞,為全球首創。

現階段,具有分化多種組織細胞潛能的誘導多功能幹細胞(iPS細胞)成為不少幹細胞專家的研究重點,人類已能從已分化的體細胞中培養出iPS細胞。不過,這種幹細胞雖可分化成任意組織,但由於其分化能力過強,導致有時不但無法實現目標組織再生,反而分化出癌細胞,形成腫瘤。

而本次研究人員利用皮膚細胞培養成體幹細胞的方法剛好可解決這一問題。成體幹細胞是一種存在於已分化組織中的未分化細胞,可自我更新並形成特定組織。在實驗中,馬普協會的研究人員將實驗鼠皮膚細胞放在特定培養環境中,皮膚細胞在特殊生長因子的誘導下,成功“變身”成體神經乾細胞。

馬普協會幹細胞研究專家漢斯·舍勒解釋說,通過成體幹細胞的培養可更有針對性、更安全地實現特定組織再生。這種方法具有巨大的醫學應用前景。不過他坦言,人們對成體幹細胞的了解還有待進一步加深,利用此法實現人體組織再生尚有很長的路要走。

資料來源:http://www.mpg.de/5548755/stem_cells_skin_cells?filter_order=L

2012年3月27日 星期二

Olympus SC100 顯微攝影用相機


Olympus 推出易於使用的高品質的顯微攝影用相機SC100 ,SC100彩色相機,具備出色的色彩再現能力和極高的分辨率,適合明場,暗場,相位差,微分干涉等成像方式。
SC100  的1000 萬像素傳感器可以清楚再現樣品的微小細節,特別是當使用低倍物鏡時。這使用戶不需要拍攝同一樣品的多個的高倍率影像以獲取高分辨率。同樣,用戶可以很容易以高倍率形式查找自己拍攝的影像,SC100可以用來很多次的連續拍攝,並且很容易詳細分析您的樣品細節。
利用 SC100 相機,你可以在一個單一的鏡頭捕捉深入的影像細節,而無需使用任何像素移位技術。新設計 SC100 包括一個標準大小的芯片,超過 1000 萬像素CMOS傳感器,提高其分辨能力接近人眼在望遠鏡的分辨率。為了保持影像清晰,SC100 盡量減少通常與像素的增加相關聯的“ 影像噪點” 。
SC100 也採用 Olympus 的優化色彩渲染算法,以確保影像中的顏色與俯視目鏡時看到的影像匹配。由於相機提供非常高的 fps,所以對焦方便快速。
SC100 支持 Olympus cellSens life science imaging 和 Stream material science 軟體,它提供了先進的影像處理,分析和存儲功能,包括即時擴展焦距成像” ,只需轉動對焦旋鈕,以及“ 多重影像對齊” (MIA )的工具,單一影像自動拼接在一起形成一個全景。
SC100 相機小,設計緊湊,採用了 USB 2.0 端口,能夠快速的進行影像拍攝,方便地連接到各種影像處理裝置。

原廠網址:http://www.microscopy.olympus.eu/microscopes/Cameras_SC100.htm

璀璨繽紛亮麗之中的顯微攝影 - 沙語者


今天來分享在中國顯微攝影中相當有名氣(搖光)老師的作品之一,沙語者

世界,無數沙礫,你所看見的沙子是什麼顏色?
討厭的蚊蟲為什麼總是打不著?
曾經風靡於牛奶行業的三聚氰胺真面目是怎樣?
飛落的雪花,每一片是否都各有不同?
醬油是黑色的嗎?

一切科學和詩意的答案都在中國微博紅人 張超(搖光)夫婦的顯微攝影裡,神秘而又無以倫比的美麗,將為你打開看世界的另一扇窗。 中國顯微攝影界的“神鵰俠侶”  張超(搖光)夫婦,多次憑藉出色的創意和技術在國際顯微攝影比賽中獲獎,利用入門級的 Olympus CHC 顯微鏡拍攝了許多顯微世界裡的美麗照片。 從雪花、種子到昆蟲臉譜、沙子,令人大開眼界。

張超(搖光)老師的簡介:
中國國家地理雜誌社博物編輯,自然之心自然體驗 ​​講師,多次在中國顯微攝影大賽中獲獎,曾接受中央電視台記錄頻道、北京電視台科教頻道的顯微攝影專題訪談。 王燕平:即搖光夫人 北京師範大學天文系天體物理學碩士,於北京天文館從事天象節目編導工作,自2009年開始參加國際顯微攝影大賽和國際生物顯微攝影大賽,連續三年獲得優異成績。

張超(搖光)老師的微博:http://starrywings.blogbus.com/

說實話,沙的拍攝是在顯微攝影中比較困難的,光源照射角度問題,景深問題,等等.......,沒一項是可以快速解決的。沙子的樣本也很講究,我看過幾十種沙子樣本,但拍出來好看的並不很多。為了保證沙子的細節和數量,一般用兩種辦法拍攝:
1.對於一把沙子,對裡面每一個或幾個拍攝,最後合成為一張大圖
2將幾顆或十幾顆沙子擺放在一起,利用 3x3 9宮格拍攝法,然後拼接為一張大圖,無論哪種方法,拍攝都非常費時費力,有時一個白天拍一張,有時幾個晚上拍一張。以下是(搖光)老師幾個比較典型的照片:

鳴沙山的沙子,會叫的沙子。裡面有很多黑色的礦物顆粒

欽州灣的沙子,粗粗的海灘沙子,有很多動物的殘體

銀灘的沙子,非常小非常細,都是純淨的石英質地沙子,造型讓人想起施華洛世奇

從安提瓜和巴布達採來的著名粉紅色沙灘的沙子,都是生物殘體,粉紅色的主要是貝類殘體

巴丹吉林的沙子,瑪瑙質地為主,也有石英質地的。老師說是目前見到最漂亮的沙漠沙子之一

北戴河老龍頭的海灘粗砂,裡面藍色的和藍紫色的是渤海常見的水產品,海虹的碎屑。已經被海水打磨光滑。

北戴河老虎石附近的沙子,只有少量細碎且打磨光滑的生物殘​​體,主要還是各種顏色的石英碎屑,而且似乎沒有怎麼打磨。右上角那個金黃色的是雲母,沙子裡有不少

渾善達克沙地中的沙子不算漂亮,但很特別,特別是沙丘一側的表層沙,個頭大而渾圓

海南某處的沙灘沙子,絕大多數是透明石英碎屑,就沒拍,挑出裡面一些極其微小的奇怪沙子拍了一張,這里沙子奇特在於,居然有不少長條形的堅硬透明沙子,不知何物。這組沙子過於微小,小於0.1mm。用的是10倍鏡頭

這些沙子也來自於鳴沙山,依然是黑色礦物較多,不同的是這裡有許多渾圓的瑪瑙球,質感非常細膩,比渾善達克沙地的那些“石英球”細膩多了

來自海南鸚哥嶺小溪河灘的沙子,最大的那個長度達到4mm。河灘沙子打磨度很差,而且非常雜,有礫岩、頁岩碎片,也有圖中這種純透明的水晶。從河灘沙子中時可見通透的大個兒破碎水晶(大個兒的意思是,直徑接近1mm),而且可以看到平整的水晶晶體面

來自長島月亮灣的沙子。白色的應該不是石英,是什麼也說不清,反正絕大多數是這種白色的粗顆粒。貝殼碎屑多有紋路,似乎是花蛤啥的?沙子中也有植物殘體,比如這裡面就夾雜著不知道什麼植物的果實

來自南沙群島永興島的沙子,太好玩了,圓形的珊瑚,長條的珊瑚,紅色的珊瑚,南海漂亮的貝殼碎屑

這是從柬埔寨吳哥城外帶來的沙子,肉眼看去沙子是黃褐色的,顯微鏡下,這些沙子其實是一個個淡黃或者赤紅色透明的石英。驚喜之處在於,居然還有植物種子混居其中

從吐魯番附近某個沙漠帶來的沙子,從中挑選了大量尺度約為100微米,潔白細膩的石英小球,非常可愛

金沙江古河床的沙子,沙子很細小,打磨度不高,整體呈黃褐色,裡面有機質較多,因此有些粘連。其中閃光雲母的成分比較多,另外就是各種礦物。到目前還沒找到金礦沙子,不過發現了些特別的沙子,個體和其他沙子相同,有縱向節理,彷彿木紋,但又不似木碎屑,因其邊緣已經很光滑,可能已經矽化

位於吉林省金川的大龍灣是一個火山湖,湖邊黑色的玄武岩細沙中,有不少細小的橄欖石沙子非常漂亮

張超(搖光)老師的微博:http://starrywings.blogbus.com/ 

2012年3月26日 星期一

Olympus 新款教學級生物顯微鏡CX22系列


Olympus 已發布新的常規和教育應用的顯微鏡 CX22 顯微鏡。在 CX21 顯微鏡系列功能基礎上,CX22 具備了更快速舒適的觀察功能。在不犧牲影像質量的情況下,這些顯微鏡提供更大的領域的視場和更大的靈活性,因為CX22 顯微鏡可以調節眼點的高度。快速簡便的眼點高度調節設備,使 CX22 顯微鏡廣泛應用在教學領域上,這款顯微鏡使用人機工程學設計,易於使用,所以成為常規顯微鏡需求的理想解決方案。
新的 Olympus CX22 顯微鏡在使用操作上可以提供最大得便利,因此,更加方便教學實驗室使用,因為實驗室有許多不同的使用者,而且使用者的顯微操作水平有所差別,並有不同的專業知識水平。這樣目標和物鏡可以防止損壞,重點鎖定在上游階段的過程中,利用電線驅動的階段取得顯著流暢的操作。更重要的是,目鏡,標本,和聚光器都固定在顯微鏡的框架上,以防止可能發生的組成部分意外鬆散導致丟失或損壞。此外,電源線可以繞在每個系統的後部,方便運輸和儲存。
Olympus CX22 系列包括兩款顯微鏡,CX22 和 CX22LED 。 CX22 採用了鹵素燈,可輕鬆的調整,並且忠實影像原來的色彩,色彩失真的影像可以輕鬆矯正。CX22LED 提供使用壽命長,並且低功耗和自然色調的LED 光源。CX22 和 CX22LED 這兩款顯微鏡的目鏡和鏡筒都採用了防腐設計,這樣在炎熱潮濕的環境中也可使用顯微鏡。而且即使在不利環境中長時間使用,CX22 系列也可以有很好的表現。所以CX22 系列顯微鏡是教學和常規顯微鏡的優秀典範。

原廠網址:http://www.microscopy.olympus.eu/microscopes/Life_Science_Microscopes_Educational_microscope_CX22HAL.htm#

Olympus推出25X 超長工作距離的物鏡成像厚度為8mm

Olympus新推出一款25X 超長工作距離的物鏡,配合使用SCALEVIEW-A2 光學透明劑,可以在組織8mm 內進行3D成像,成像厚度為8mm 。這是Olympus為SCALEVIEW-A2 成像技術設計的第二高性能物鏡,SCALEVIEW-A2 是在日本理化學研究所腦科學研究院發明的成像技術。
所有物鏡在配合使用SCALEVIEW-A2 光學透明劑和FV1000-MPE 的多光子顯微鏡的影像採集功能,有著史無前例的影像採集深度。科學家設想這兩款物鏡可以推動生物學的發展,用來繪製大腦和其他組織的成像圖。
SCALEVIEW-A2 光學透明劑的發明是非常重要的,因為大多數的人體組織是不透明的,是研究人員很難看到組織內部。SCALEVIEW-A2 可以加大組織的透明度,並減小光散射. 。因為非常高的分辨率,所有物鏡在配合使用SCALEVIEW-A2 光學透明劑後光學性能都會提高。這是得科學家可以看到組織內部的結構。例如,在大鼠的腦組織中,科學家拍攝大了表面8mm 下的神經元。
這種物鏡的另外的一個優勢是去除組織碎片。目前為止,大多數的光學顯微鏡要求組織切片非常薄,這樣容易損壞標本,切片之間是如何联系的也很難觀測。尤其困難的是看到神經細絲在大腦間是如何連接的。通過消除組織碎片,可以看清大腦和其他組織之間的聯繫。
Dr Atsushi Miyawaki, 說SCALEVIEW-A2 和這兩款新的物鏡能幫助他了解大腦的結構。


資料來源:http://www.olympusamerica.com/seg_section/seg_scaleview_a2.asp

2012年3月23日 星期五

Hamamatsu Photonics 新一代 sCMOS 相機 ORCA-Flash4.0


( Hamamatsu Photonics )於 2011 年 11 月 29 日發布了又一款 sCMOS 相機 ORCA-Flash4.0 。近幾年,檢測螢光或快速螢光研究已成為一種挑戰,通常的解決方案都是使用EMCCD ,然而 ORCA-Flash4.0 相機的出現將改變這一狀況。ORCA-Flash4.0 是第一款可與 EMCCD 訊號比相媲美的 sCMOS 相機,適用於低水平、快速螢光成像。ORCA-Flash4.0 的高靈敏度特性,使其適用於多種應用,包括超高分辨率顯微技術、TIRF、活細胞 GFP、高速鈣離子成像、FRET 和實時共軛焦顯微鏡成像等應用。
ORCA-Flash4.0 將量子效率提高到了 70% ( 600 nm )、 50% ( 750 nm ),讀出訊號 1.3e (全像素),全像素下可高速獲取影像。高量子效率、低噪點,又沒有EMCCD 的訊號增益, 400 萬像素 sCMOS 芯片,像素點 6.5 μm 。
傳統觀點認為,用戶必須犧牲掉敏感度、速度或者分辨率,而新一代 ORCA-Flash4.0 提供了無折中的成像效果。

原廠網址:http://hamamatsucameras.com/flash4/index.php

2012年3月22日 星期四

Keyence 量測顯微鏡 VHX-1000

新款VHX-1000 高性能數位顯微鏡,整合了先進的功能和精密的​量測功能。快速、精確的測量和最具挑戰性的目標物觀測將成為觀測系統的標準要求。先進技術整合的一體化顯微鏡系統,進入嶄新的一代。

世界最高分辨率成像,16bit 大大增加了觀測顏色灰度級的水平,優化了最明、最暗區域。灰度範圍從以前的256增加到65536個灰階。
先進的傳感器技術和顯微鏡光學設計、應用技術融合,開發出了革命性的鏡頭自動識別技術“DOUBLE'R” 。VHX 能夠自動實時識別所用的物鏡種類及放大倍數。更換放大倍率時自動校準。
具有超大景深,比常規顯微鏡大20倍以上。增加影像疊圖的Accurate DFD(depth from defocus )功能,無需全部焦點的影像,也能夠重建3D結構。結合3CCD actuator像素平移方式,實現銳利、5400萬像素的超高分辨率觀察。無閃爍、逐行掃描方式和先進的影像處理技術,使得影像質地和色彩與物鏡下效果一致。高分辨率、前沿的RZ物鏡,覆蓋0- 5000x倍率,帶來極高的無像差影像質量。
可手持鏡頭觀察或放置在多角度架上觀察樣品。通過滑鼠操作,可在螢幕上實時測量距離、半徑、角度和面積等。實時拼接2D和3D影像,視場最大可擴大為10000X10000像素。

原廠網址:http://www.keyence.co.uk/products/microscope/microscope/vhx1000/vhx1000.php

黃寶緯「浮游人」 畫開顯微鏡下的繽紛冒險

近年來因地球暖化而導致全球環境變遷,青年藝術家黃寶緯以能夠防止地球持續暖化的微小浮游生物為主題,創作出許多關於這類微小生物在顯微鏡下的模樣,造型簡單,卻充滿生命力,經由各式排列組合、創造出擬人化的浮游人家族,訴說著他們的故事,透過創意和幽默表現對環境的關懷。

藝術家黃寶緯筆下的浮游人家族,鮮豔亮麗的糖衣,包覆著圓滾滾的大頭,又大又圓的眼睛,模樣可愛討喜。作品以微觀的視角呈現,經過拆解和重組,賦予浮游生物不同的生命樣貌,被賦予溫度、情感和想法,運用色彩、造形來表現生物和自然之間的相互關係,著重觀者與作品之間的對話,進而在過程中,產生新的互動,同時對生態環境有另一層的認識與體悟。

藝術的本質在於闡述作者理念,透過寶緯的作品可以發現,他以獨特的幽默趣味來表達對周遭環境的關心,作品甜膩的色彩引人入勝,而展覽背後深沈的環境議題,更需全人類一同面對。

本展覽即日起至5/6(日)在金車藝術空間(台北市承德路3段131號4樓)進行展出,主辦單位歡迎民眾一同走入黃寶緯「浮游人」的繽紛世界。

資料來源:PChome新聞

電子顯微鏡技術的新突破

近日,美國勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Lab )的一則新聞引起了世界範圍內的密切關注,相關的報導被一百多家國際新聞機構廣泛轉載和評論。該新聞報導了一篇最新發表的關於測定單個蛋白分子3D空間結構方法的論文。論文的兩名作者分別是勞倫斯伯克利國家實驗室研究員任罡博士和張磊博士。為了證明該方法的實用性,他們分別測定了人體抗體蛋白以及高密度脂蛋白的單個分子的 3D 密度圖,並取得了迄今為止最高分辨率的單個蛋白分子的 3D 結構。這一結論,打破了近半個世紀以來人類科研史上“ 單個蛋白分子的有效 3D 結構不可能獲得” 的偏見。該方法有望成為解決多形態的蛋白分子結構測定難題的基本方法。該方法通過對逐個確定的單個蛋白 3D 結構差異進行比較,來研究蛋白質的結構關節,而這些結構關節的信息對生物藥物的結構設計有著及其重大的意義。
一般而言,對於蛋白質結構的測定,主要的科研方法包括 X 光衍射法、核磁共振譜法,以及傳統的單顆粒電子顯微鏡重構。但這些方法需要獲取成千上萬的結構全相同或不能落差過大的蛋白質分子信號或影像來完成,受蛋白質是否結晶、分子量過大或結構是否單一等條件製約,研究人員無法獲得任意單個蛋白質個體分子的 3D 結構,從而無法獲得蛋白質的結構關節信息,直接影響對與之密切相關的功能理解。任罡和張磊博士發展了一套測定任意單個蛋白質個體分子的 3D 結構方法,稱之為“Individual-Particle Electron Tomography (單個體蛋白電子顯微斷層成像技術,即IPET )” 。這是一種利用電子顯微斷層成像技術有機地結合獨立開發的 3D 結構重構算法研究蛋白質個體分子結構的技術。該項技術的論文發表在2012 年1月24日出版的PLoS ONE 期刊,題目為《IPET and FETR: Experimental Approach for Studying Molecular Structure Dynamics by Cryo-Electron Tomography of a Single-Molecule Structure 》。

單個高密度脂蛋白分子的 3D 重構過程。(A) 從不同角度下拍下ApoA-1影像,再以     ApoA-1 開始利用電腦增強(預測)明確的信號,將不同角度的影像進行重建 3D 影像,以及最終結果的側面圖;(B) 最終 3D 重構結果的放大影像;(C) 分析表明粒子形成的結構是由三個ApoA-1蛋白(紅,綠,藍的像麵條模型)。(DEF)另一個高密度脂蛋白的 3D 結構重構過程。


此動畫顯示了抗體#1的三個分子如何動態地變化到抗體#2的狀態。
對單個蛋白結構的確定,使得人們可以通過觀察同一種蛋白質的不同形態,得到該種蛋白在自然狀態下的動態關節;更使得人類研究生物大分子的活性以及結構-功能關係成為可能。為證實這一可能,任罡和張磊博士對兩個IgG 抗體的 3D 結構進行了比較,並利用影片進行了演示,此影片顯示了抗體一號的三個分子如何動態地變化到抗體二號的狀態。
“這好比打開了一道門,一道通往研究蛋白動態性的大門,”任罡博士說,“ IPET 算法的發表,以及我們正在著手準備的一系列IPET 應用的文章,無疑將標誌著電子顯微鏡在生物大分子動態形態結構研究領域的一場革命的開始。一個新時代即將被開啟!”


該論文詳細描述了 IPET 的流程細節和重構算法具體步驟,陳述了可以突破電子斷層成像方法重構的分辨率極限理論證據,並分析了各種實驗誤差影響和探討了傳統算法的局限性及其對 3D 重構分辨率的影響,從而證明了傳統所認為的“單個蛋白分子信號不足以重構有結構意義的 3D 空間密度圖”這一觀點的片面性。為了證明該方法對真實實驗影像處理的實用性,任罡和張磊博士在實驗中對兩種蛋白質的四個單獨的個體分子進行了迄今為止最高分辨率的 3D 結構測定。該研究成果被多名專家評價為具有開拓性的方法論,而論文的發表對蛋白個體分子的 3D 結構測定和蛋白質動態結構的研究具有里程碑式的意義。
任罡博士自 1990 年開始師從中國著名的理論物理學家"段一士教授"於蘭州大學物理系攻讀碩士學位,自1993 年師從中國著名的高分辨電子顯微學創始人、準晶體的獨立發現人之一的"郭可信院士"於北京科技大學材料物理系攻讀博士學位。攻讀博士學位期間,任罡博士同時跟隨從英國劍橋大學留學歸國的彭練矛教授(北大教授、國際電子晶體學學會會長)從事博士論文及相關的科研工作。此期間的學習和獲得的培訓使任罡博士具備了堅實的高分辨電子顯微學理論基礎和實驗技巧。1997 年任罡博士赴美,在美國加州聖地亞哥Scripps 研究所細胞生物學系的 Alok Mitra 研究小組從事AQP1 水通道膜蛋白的電子晶體學博士後研究;在2001 年初測定了該水通道膜蛋白的原子結構,該項研究對2003 年獲諾貝爾化學獎的研究工作給予了有力支持,引起轟動,並被科學時報等新聞媒體廣泛報導。
2006 年任罡博士在美國加州大學舊金山分校成立了自己的獨立研究小組,主攻人體脂蛋白結構的冷凍電子顯微鏡研究。在此期間,他曾利用單顆粒平均方法獲取了低密度脂蛋白的 3D 結構,該成果引起了業內廣泛關注,相關的論文被發表於2010 年的PNAS 期刊。自2008 年底張磊博士的加入開始,任罡博士科研小組將研究方向轉向了單個蛋白質個體分子的 3D 重構方法論,力圖攻克高動態性蛋白的結構研究瓶頸。任罡和張磊博士憑藉出色的電子顯微鏡操作技術、堅實的物理學背景、嫻熟的數學技巧和電腦編程能力,以及夜以繼日的勤奮工作,使研究取得了突破性的進展。不僅首次從實驗中獲得了分子量極低(小於200 kDa )、尺寸極小(小於20 nm )的人體高密度脂蛋白的冷凍電子顯微斷層影像;而且利用自主開發的電腦軟體演算法,極大地降低了影像的噪點及不穩定性,在人類對蛋白質研究歷史上,首次獲得了單個分子的高分辨的 3D 重構圖。  
與光波波長相比,電子的波長更短,使得利用電子成像的透射電子顯微鏡可以觀察到原子水平的物質細節。任罡博士科研小組主要利用冷凍電子顯微鏡技術,在零下180 度左右的低溫下製備並檢測樣品。在此溫度下,液態樣品會被快速冷凍到非晶態冰狀態,樣品最終被固定在直徑約 3mm 的金屬網上非晶碳膜的孔洞中,然後被快速放置於電子顯微鏡真空腔內。斷層掃描像是通過傾轉(如從+70 °到-70 °,以1 °間隔傾轉)取得整個樣品。由於蛋白質的尺寸極小,為了保證成像區域在整個過程中不會偏離,電鏡的各種參數必須進行精確的調製。“這就好比將要轉動的樣品載體放大到整個地球一樣的大小,你要跟踪觀察的蛋白的尺寸就如地球上的一個戒指大小,而照相的過程就像在操作整個地球的轉動,必須保證地球上的這個戒指大小的物體始終保持在觀察視野的中心。”任罡博士如是說。在成像過程中,機械的震動、環境的噪音、溫度的變化,甚至包括冷凍槽中維持低溫用的液氮中的氣泡的震動,都要被最大限度地降低,將其引起的機械誤差控制在一個微米的範圍內才有可能得到一套完整的數據。
   液氮低溫不僅可以使蛋白樣品被固定在非晶態冰中保持其在自然中的結構狀態,還可以使樣品在低電子輻照下更好地成像,從而保證蛋白在大約1-2 個小時的傾轉成像過程中完好無損。

任罡(後一)與張磊在操作電子顯微鏡
背景:勞倫斯伯克利國家實驗室毗鄰於美國著名的加州大學伯克利分校,隸屬於美國國家能源部,是一所擁有十三位諾貝爾獎得主、五十七名美國科學院院士、四千兩百多名科研人員的國家級科研機構。該實驗室與業內研究機構相互合作、人員儀器交流廣泛。

2012年3月21日 星期三

Olympus 顯微攝影大賽

這張照片來英國鄧迪大學〈Dr. Paul Andrews〉 所拍攝的。照片是腎細胞的有絲分裂。利用物鏡100x+共軛焦顯微鏡+Widefield Illumination and Deconvolution所拍攝。 

這張照片來自美國匹茲堡大學〈Mr. Erdrin Azemi-Charley〉 所拍攝的。照片是成球形細胞團,稱作 ( 神經球 )。利用共軛焦顯微鏡所拍攝。  

這張照片來自 英國倫敦大學〈Dr. David Becker 所拍攝的。照片是雪貂的網膜神經細胞。利用共軛焦顯微鏡所拍攝。 

這張照片來自英國倫敦大學〈Dr. David Becker〉所拍攝的。照片為男生的精子看起來怎麼鐘型蟲差不多。利用共軛焦顯微鏡所拍攝。 

這張照片來自美國聖地牙哥〈Mr. Eric Bischoff〉所拍攝的。照片是老鼠乳腺毛細管。利用40倍物鏡的相位差顯微鏡所拍攝。 

這張照片來自美國耶魯大學〈Mr. Dylan Burnette〉所拍攝的。照片是 Regenerating Neuron 再生神經元,每次看一些神經元細胞的照片看起來都像一幅藝術品,。利用共軛焦顯微鏡所拍攝。 

這張照片來自美國耶魯大學〈Mr. Dylan Burnette〉所拍攝的。照片是一種名為 Aplysia californicus Glia-like Cell 海蝸牛細胞。利用共軛焦顯微鏡所拍攝。

2012年3月20日 星期二

Algae Chlorophyta - Haematococcus pluvialis - DIC microscope 雨生紅球藻 - 利用微分干涉顯微鏡拍攝


Algae Chlorophyta - Haematococcus pluvialis - DIC microscope - 525 x
雨生紅球藻 - 利用微分干涉顯微鏡拍攝 - 放大525x


Algae Chlorophyta - Haematococcus pluvialis - DIC microscope - 1250 x

雨生紅球藻 - 利用微分干涉顯微鏡拍攝 - 放大1250x

據目前所知雨生紅球藻是蝦青素含量最高的微藻,也是所有己知的蝦青素合成生物體中積累量最高的物種,其積累量最高可達細胞幹重的4%。除雨生紅球藻外,衣藻、綠球藻、柵藻、小球藻、雪藻等綠藻在不利的環境條件下也會積累或多或少的蝦青素;血紅裸藻中蝦青素的含量也可達細胞幹重的0.5%。但包括雨生紅球藻在內的這些蝦青素合成綠藻的缺點是:通常生長較慢,需要較長的培養周期;蝦青素的積累是逆境脅迫的産物,在正常的生長條件下沒有合成或很少合成;誘導蝦青素積累的逆境脅迫與藻細胞生物量積累是一對矛盾。雨生紅球藻在生長過程中,在舒適的環境下,雨生紅球藻的綠色細胞可以活動,主要靠分裂繁殖。在惡劣的條件下,如缺乏營養或乾燥,細胞會失去運動功能,形成很厚的細胞壁,以孢子的形式存在。當轉變成這種孢子形式的時候,雨生紅球藻就會聚集澱粉和脂肪作爲細胞的能量和碳源。當脂肪合成後,細胞會産生蝦青素。目前常被作為抗氧化保健醫療食品。

節能、省錢:Leica公司發布最新革新 LED 照明體式顯微鏡光源 LED3000、LED5000

Leica 顯微系統有限公司的 LED 照明光源 LED3000 和 LED5000 在多種工業應用領域發揮功能:快速、精確鑑別細微結構、缺陷、划痕或表面檢測等。LED5000 系列為 Leica 高端體式顯微鏡設計, LED3000 與 Leica 常規體式顯微鏡完美整合。兩個系列照明光源都整合了新型點光源、環狀光源和多對比度照明等,因此用戶可根據需要選擇最恰當的照明解決方案。

LED Spotlight Illuminator with Gooseneck Leica LED5000 SLI
LED Spotlight Illuminator with Gooseneck Leica LED3000 SLI

1.  LED 5000 SLI 、LED 3000 SLI 點光源:
靈活的蛇頸雙光纖,提供靈活、簡便的對比度調節。提供了一個特有的操作理念:光強度控制單元位於獨立的蛇頸光纖上,根據使用者需要,可進行人性化定位。

Integrated LED Ring Light for Leica M-series Stereo Microscopes Leica LED5000 RL
Compact LED Ring Illuminator for Uniform Illumination Leica LED3000 RL

2. LED 5000RL 、 LED 3000 RL 環型光源:
緊湊型 LED 環形照明,是適合多種應用的照明方案。新一代照明系統增加了亮度和均勻性。可輕鬆對各段進行調整(全環、 1/2 環、 1/4 環),無需移動便能獲得樣品的更多信息。

Multi contrast illumination system with integrated arches for daylight quality Leica LED5000 MCI
LED Multi Contrast Illumination for Routine Stereo Microscopes Leica LED3000 MCI

3. LED 5000 MCI、LED3000 MCI 多對比度照明:
不同的照明角度提供極高的對比度,平角傾斜入射光能夠顯示出粗糙度和雜質,例如細微划痕和粉塵顆粒。

Near vertical LED illumination system Leica LED3000 NVI
Coaxial Illumination System with integrated LED’s for observation of glossy surfaces Leica LED5000 CXI
High diffuse dome illumination Leica LED5000 HDI
4. 另外還有 LED 3000 NVI 垂直照明、 LED 5000 CXI 同軸照明好 LED 5000 HDI 半球形照明光源可選。

所有光源都具有 LED 照明的優勢,並與 Leica 體式顯微鏡系統完美結合。壽命達 50000 小時, 150W 鹵素燈,節能環保。照明系統與 Leica 體式顯微鏡緊密結合,受 Leica Application Suite ( LAS )軟體控制。照明條件與影像同時保存,並可隨時調用。



原廠網址:http://www.leica-microsystems.com/products/stereo-microscopes-macroscopes/illumination/

CarlZeiss新品發布:Axio Zoom.V16變焦顯微鏡


蔡司最新發布了Axio Zoom.V16變焦顯微鏡,Axio Zoom.V16的強大功能使顯微鏡技術上了一個新層次。
 Axio Zoom.V16 使變焦顯微鏡第一次結合了立體顯微鏡與傳統的光學顯微鏡的優點,如較長的工作距離和較高的分辨率。Axio Zoom.V16 的分辨率是立體顯微鏡的2.5 倍,可提供的螢光強度是立體顯微鏡的10 倍。Axio Zoom.V16 變焦範圍為16X ,超過了絕大多數其他顯微鏡。針對不同的應用程序,Axio Zoom.V16 配有相應的配件。
大口徑大光圈變焦顯微鏡的發明使生物醫學研究領域發生了前所未有的變化,如生物學家可以在整個胚胎中使個別細胞群地域化,然後在與高倍率與螢光照明顯微系統下進行詳細觀察,並且可以被強大的數位影像拍攝系統記錄。
即使是用非常暗的螢光光源設備,Axio Zoom.V16 變焦顯微鏡也可以提供較高的螢光照明強度,利用這項技術,法醫可以鑑別紡織品上的DNA 。
Axio Zoom.V16 不僅可以用來觀測,還可以成像。較高的光圈大幅度減少了焦平面的景深範圍,利用滑塊系統Apotome.2 可觀測樣本的光截面圖像,並進行3D重建。
 未來的尖端科技會增強Axio Zoom.V16 的靈活性和應用範圍。


原廠網址:http://www.zeiss.com/axiozoom