空間光干涉顯微鏡可以測量所有類型的細胞生長

伊利諾伊大學的研究人員正在給人一種輕重問題的答案，細胞生長。

訪問團由電氣和計算機工程教授加布里埃爾波佩斯庫，研究小組開發出一種新的成像方法，稱為空間光干涉鏡（SLIM），可以測量細胞團用兩束光。描述在訴訟中的國家科學院 ，超薄技術提供新的洞察倍受爭議問題是否細胞生長在一個恆定的速率或成倍增長。

SLIM極為敏感，定量測量質量與飛克的準確性。相比之下，一微米大小的水滴水重千毫微微克。它可以測量單個細胞生長，甚至細胞內的大規模運輸。然而，這項技術是廣泛的適用性。

“一個顯著的優點是比現有的方法，我們可以測量所有類型的細胞 - 細菌，哺乳動物細胞，貼壁細胞，nonadherent細胞，單細胞和群體，說：”穆斯塔法米爾，研究生和第一作者的論文。 “而這一切，同時保持了靈敏度和定量的信息，我們得到的。”

與大多數其他細胞成像技術，SLIM - 相結合的相襯顯微鏡和全息 - 不需要染色或其他任何特別的準備。因為它是完全非侵入性，研究人員可以研究細胞的，因為他們去他們的自然功能。它採用白光，可結合傳統的顯微鏡技術，如熒光，監測細胞的成長。

“我們已經能夠將更多的傳統方法與我們的方法，因為這只是一個附加模塊，以商業顯微鏡，”熱血傳奇說。 “生物學家可以使用所有的老把戲，只是我們的模塊添加在上面。”

由於修身的靈敏度，研究人員可以監測細胞的生長，通過不同階段的細胞週期。他們發現，哺乳動物細胞顯示清晰呈指數增長僅在G2期的細胞週期，DNA複製後，在細胞分裂之前。這些信息有很大的影響，不僅對基礎生物學，也為診斷，藥物開發和組織工程。

研究人員希望能將他們的新知識，細胞生長至不同的疾病模型。例如，他們計劃使用SLIM看如何發展變化與正常細胞和癌細胞，而且影響治療的速度增長。

波佩斯庫，成員的貝克曼研究所高級科學和技術的U. I的，是建立SLIM作為共享資源在伊利諾伊州的校園，希望能利用其靈活的基礎和臨床研究領域中的一個數字。

“它可用於許多應用中都生命科學和材料科學，說：”波佩斯庫，誰也教授物理學和生物工程。他說：“干涉的信息可以轉化為地形或半導體矽片，它就像一個 iPad - 我們有硬件，有一個數字的不同應用的專用特定問題感興趣的不同的實驗室。”

掃描探針顯微鏡（scanning probe microscope, SPM）技術

掃描隧道顯微鏡（scanning tunneling microscope, STM）和原子力顯微鏡（atomic force microscope, AFM）

（scanning probe microscope, SPM）是二十世紀八十年代發展起來的一類新型的顯微鏡，它們都是基於近場掃描原理，利用帶有超細針尖的探針在樣品表面掃描，獲得樣品的微觀信息如表面形貌、電特性、磁特性和柔韌性等，具有原子尺度的高分辨本領，其側分辨率為0.1～0.2nm，縱分辨率可達0.01nm。有很多種，主要包括掃描隧道顯微鏡（scanning tunneling microscope, STM）和（atomic force microscope, AFM）等。

（一）掃描隧道顯微鏡

家族中的第一個成員，是由G Binnig 和H Rohrer在1981年發明的，他們因此而獲得諾貝爾物理學獎。STM的主要原理是利用量子力學中的隧道貫穿效應，其核心部件是一個能在樣品表面進行掃描、與樣品之間保持一定偏壓、其直徑為原子尺度的探針。在通常的低電壓下，分離的針尖與樣品之間（相當於兩個電極）具有很大的阻抗，阻止電流通過，稱為勢疊。當針尖與樣品非常靠近時，其間的勢疊變得很薄，電子云相互重迭，在針尖與樣品之間施加一電壓，電子就可以通過隧道效應由針尖轉移到樣品或從樣品轉移到針尖，形成隧道電流。通過記錄隧道電流的變化就可以獲得樣品表面的微觀信息。STM要求樣品表面與針尖具有導電性。

STM有兩種成像模式：恆流模式和恒高模式。在恆流模式中，STM通過反饋系統不斷調節針尖與樣品表面每個檢測點上的距離，使隧道電流保持一個不變的恆值，測定掃描頭上針尖與樣品表面的高度變化就可獲得樣品表面形貌等微觀信息。在恒高模式中，針尖始終保持在樣品上方一個恆定的高度上，隧道電流隨著樣品表面形貌等微觀特性的改變而變化，通過檢測每個測量點上的電流變化來獲得樣品表面微觀信息。在恒高模式中，掃描頭不需要上下移動，從而加快了掃描速度。

（二）原子力顯微鏡

是1986年設計完成的，它主要通過檢測針尖與樣品之間的原子間作用力來獲得樣品表面的微觀信息，因此不要求樣品具有導電性。AFM的工作原理是將一個對微弱力非常敏感的微懸臂一端固定，另一端裝上探針，針尖與樣品表面輕輕接觸，針尖尖端原子與樣品表面原子間極微弱的排斥力使微懸臂向上彎曲。通過檢測微懸臂背面反射出的激光光點在光學檢測器上的位置變化，可以轉換成力的變化，因為反射光點的位置變化或微懸臂彎曲變化與力的變化成正比。微懸臂的彎曲是多種力的共同作用結果，其中最普遍的是范得瓦爾力，針尖與樣品表面微小的距離變化就能產生不同大小的範得瓦爾力。通過控製針尖在掃描中這種力的恆定，測量針尖縱向的位移量，就可獲得樣品表面的微觀信息。

AFM也有兩種工作模式：恆力模式和恒高模式。在恆力模式中，通過精確控制掃描頭隨樣品表面形貌變化在縱向上下移動，微持微懸臂所受作用力的恆定，從掃描頭的縱向移動值得出樣品表面的形貌像。在恒高模式中，掃描頭高度固定不變，從微懸臂在空間的偏轉信息中直接獲取樣品表面信息。

SPM具有分辨本領高、可連續動態地在各種環境中（真空、氣體和液體）檢測物體微觀信息等特點，很快被應用於生命科學研究。SPM最早應用於研究生物大分子（DNA和蛋白質等）的結構與功能，這方面已積累了豐富的資料。近年來，在其他方面也展開了積極的才探索，如將AFM用於研究生物大分子之間的相互作用、研究生物結構的納米操作、研究活細胞的結構與功能以及用於醫學和藥物學研究等。

Nikon尼康公司歷史

Nikon公司作為近代日本第一家光學器材廠家於1917年成立，原名為日本光學工業股份有限公司，主要為日本國防部生產軍用光學儀器，同時也生產照相機和攝影鏡頭。

一戰結束後，由於軍需品需要的銳減，Nikon為了生存，於是轉向民用望遠鏡、顯微鏡、天文望遠鏡等民用品的生產製造。 出資方是三菱造船，日本當時組備海軍，希望光學照準裝置製品實現國產化，所以讓三菱召集了日本頂尖的光學關聯企業，合併重組後就形成了全名為日本光學工業株式會社的Nikon。

1921年Nikon曾打算和德國的ZEISS聯營……未果，而後從ZEISS招聘了八名技術人，開始真正導入光學技術的研究。

這是因為在這方面的產值佔Nikon整體產值的近百分之三十。除去這種天文級別的東西，地面上最精密昂貴的透鏡系統，就是刻寫機裡的透鏡系統了，其價格以數億日元計數。Nikon 1976年，Nikon開始進行半導體刻製機的開發，1978年Nikon的第一台半導體刻寫系統SR-1開發完成，2003年其半導體刻寫機的市場佔有率是世界第一。

1988年4月正式定名為Nikon尼康公司，Nikon公司在影像領域非常著名。