核酸分子的暗场成象

本文扼要地介绍了暗场成象的基本原理和在核酸分子研究中的应用及其优越性。着重叙述和讨论了样品制备的主要环节和倾斜照明法的成象条件。应用暗场电镜技术和不同的制样方法研究了几种核酸和牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)的核衣壳,并报导了所取得的初步结果。     

多重暗场象和多束象成象技术

多重暗场象和多束象是两种特殊的成象技术,较一般的成象技术有其独特的功用。多重暗场象可以快速揭示衍射花样同明场和暗场象之间的关系。使用这种方法很容易确定各衍射束对象的贡献,可以直接判定试样的某些特征的结晶学方向。多束象成象技术用于衍衬象中,可增加厚试样象的亮度,观察消光轮廓S=0处缺陷(如位错等)结构,确定位错的真实位置,根据位错或层错象确定上下膜面等。目前,这一成象技术已广泛应用于衍射衬度象中。本文叙述了这两种成象技术的原理、成象条件和实验方法。并用实例阐明了这两种特殊成象技术的应用。在通常的成象方法中,我们使用透射束(仅让透射束通过物镜光栏)形成明场象,或者使用某衍射束(仅让某衍射束通过物镜光栏)形成对该衍射束有贡献的晶体学特征的暗场象。下面我们分别介绍两种同时使用透射束和衍射束来成象的成象技术。显然,这两种成象技术常常是在多束条件下成象,并不要求双束条件。     

缩小投影电子束曝光系统的成像反差

结合原理说明了理想条件下的照明束与角度限制光阑可获得最佳成像反差，详细讨论了照明束与角度限制光阑处于非理想情况时对成像反差的影响及理想条件的调试方法。     

一种用于暗场电镜术的超薄碳膜制备方法

高分辨透射电镜术观察单个重原子和未染色生物分子,一个重要问题是底质的背景噪音。利用超薄(20—30A)碳膜做支持物和暗场电子显微术成象较好地解决了这个问题。近年来利用这种技术研究核酸、蛋白质等生物分子.获得了许多新的结构信息。一些作者应用间接蒸发碳到新劈开的云母片,制备较均匀和颗粒性小的超薄碳膜(1、2)。本文介绍了一种简易高效制备超薄碳膜的装置和方法。     

选能电子显微镜的简介及其观察生物样品的性能

在电镜中加入由三角磁棱镜和静电反射镜所组成的电子能量分光器能分散因非弹性散射损失了能量的入射电子。利用能量弥散面上的光阑能提高生物厚切片和未经染色的薄切片的弹性明场象的分辨率和反差,也改善弹性暗场象的质量。把非弹性散射造成的能量损失量加进加速电压中,能使非弹性成象。这种“能量损失谱象”能明显改善厚切片图象质量。利用能量损失谱中的元素特性损失峰值,可获得超薄切片样品中元素分布图,并可用人工色彩对元素进行平行复制。     

急冷Mn—Si—Al中八次准晶中的反相畴界的观察

自从在急冷的Cr-Ni-Si合金中首次发现八次对称准晶后,在急冷的Mn-Si-Al合金中也观察到了八次准晶,且后者准晶颗粒比前者大,因此可以通过衍衬方法来研究Mn-Si-Al合金中准晶相的缺陷。图A是当电子束平行于八次轴方向入射时得到的八次对称衍射谱的四分之一部份,对该谱的衍射点逐个进行暗场成象分析,结果发现衍射斑点可以分为四类(a.b.c.d)。在a类点的暗场象中看不见黑线似的反相畴界衬度,如图B和图C所示。在b类点成象的暗场象中能看到图D所示的黑线似的反相畴界的衬度,c类点的暗场象则给出图E示的反相畴界衬度。我们从图D和图E可看出,b类点的畴界衬度在c     

用消衍射方法改善透镜列阵的辐照均匀性

用消衍射方法能改善列阵透镜的照明均匀性。本文详细研究了振幅型边缘软化，位相型边缘软化和硬边波纹光阑等技术在高功率激光靶面均匀照明技术中的应用。     

基于结构光照明的数字全息显微术

通过调制入射光的振幅和相位,形成特殊结构分布的照明光以提高数字全息显微记录系统分辨率,结合结构光的特性设计了明场和暗场记录系统。明场记录系统中,在利用振幅型正弦光栅和随机散射元件调制入射光波前,将超出衍射极限的物体高频信息调制到系统截止频率以内,这部分信息可以通过成像系统被记录。数字再现过程中,将其与低频信息合成,可使再现像分辨率得到提高。在暗场记录系统中,通过在空间光调制器上加载相息图改变入射光的振幅和相位分布,分别用拉盖尔-高斯涡旋、径向艾里以及携带涡旋相位的径向艾里结构光照明物体,结合暗场聚光镜的应用,提高系统的分辨率和对比度。     

主动成象系统:长距离扫描激光器

研究了主动成象系统,目标照明采用扫描的Nd-YAG激光束,表明用不同信号处理方法,在1.5千米距离获得成象,介绍了产生3-维显示的新技术。     

用暗场电镜技术观察DNA分子的超螺旋结构

随着拓扑酶的发现和深入研究,人们越来越多地注意到DNA分子的超螺旋结构在DNA复制、RNA转录及其调控过程中的重要的生物学意义。固然,对小分子环状DNA分子,可以经凝胶电泳把超螺旋数不同的分子区分开来,然而核酸电镜技术却能给出更为直观、准确的超螺旋分子的图象,成为超螺旋分子研究的重要实验手段,而暗场核酸电镜技术又较明场技术显出更大的优越性。按常规方法小心提取大肠杆菌质粒DNA PBR_(322)并分别制备用于暗场和明场观察的DNA样品,在     

透射光源下提升图像对比度的照明系统

针对微观驱替实验中使用点光源或漫射光照明的方法无法采集到清晰图像,本文通过对明场照明和暗场照明效果的分析,利用透射式柯拉照明原理设计了新的照明系统,在照度均匀的同时大幅提升了采集到的图像的对比度。由凸透镜对光路的作用,推导出柯拉照明的照度分布,讨论了影响照度均匀分布的因素;推演出了照明系统参数设计的依据,使系统的照度分布均匀。实验证明了本文设计的照明系统的有效性,有较高的推广价值。     

基于光纤的反射模式的声分辨光声显微系统

提出一种简单的基于光纤照明的暗场反 射型声分辨光声显微(AR-PAM)系统。 9根光纤均匀分布在超声换能器周围,每根光纤与声换能器中心轴线夹角为45°, 光纤传输脉冲激光进入样本内部,形成一个中心无光的环形聚焦区域,与声换能 器的焦面重合,实现暗场共焦光声成像。声换能器的中心频率为50M Hz, 带宽为30MHz,声透镜的焦距为4.1mm,F值为1.4。使用本文系统分别对打印 的200μm宽黑格子和大鼠耳朵进行扫描成像实验,成像的黑格子宽 度与实际宽度相 符合,而且在大鼠耳朵扫描图像上可以清晰分辨出扫描部位的血管。实验结果证 明,基于简单光纤照明的共焦暗场AR-PAM系统具有较高的分辨率、对比度和大的成像深度 。     

0.6NA、364nm波长激光束直接描画机的对准性能

本文提出了一台高分辩率激光扫描光刻系统的对准性能数据。该系统采用了通过成像物镜进行对准的同轴对准原理(TTL),其具有多束光路、亮场和暗场照明及高低倍放大光学系统的特点。整机的总套刻精度优于0.1μm。     

单模组LED光源的一体式汽车前照灯设计

随着LED光源技术及应用的发展,其在汽车照明市场中所占的份额也逐年增大。目前,市场上大多采用多个模组LED光源及其分别的结构设计汽车近光灯和远光灯,再由这些汽车LED近光灯和远光灯组合成不同车型的汽车LED前照灯,这种方法设计的汽车前照灯体积大、功耗大、成本高、适用车型少。提出了一种以单模组LED光源的一体式汽车前照灯系统的光学设计方法,使用一个LED光源模组和一组反射器的组合来满足远光和近光的照明的要求,仅仅通过光阑板的切换来达到近光和远光照明的目的,重点通过光学仿真软件模拟仿真的方式,通过对比研究不同光学结构设计方式来确定最后的设计方案。最终给出了一个效率较高、体积较小、应用范围广泛、照明效果好、适用于多种车型的一体式汽车前照灯的设计方法。     

几种病毒核酸的明暗场观察

将暗场技术用于研究生物大分子是近几年来生物电镜发展的一项新技术。在1982年klotz报道了核酸分子的暗场技术后,这一方法逐渐得到了应用,其优点不仅在于操作简单、方便,更重要的是能增加样品的反差,良好地保存核酸分子的精细结构。我们对这项技术作了初步尝式,并得到了较为满意的结果。取适量褐点粉灯蛾核型多角体病毒(Alphaea phasma NPV),分离的鱼类病毒和噬菌体三种病毒样品,先用0.05MNa_2CO_3处理APNPV,然后用二步释放法,将纯净的APNPV,HV和噬菌体分别加入到不同浓度的尿素中,使其蛋白外壳变性。将病毒核酸释放液用细胞色素C进行单分子膜展层,用火棉胶—碳膜的铜网沾取核酸。将部分铜网在无水乙醇中脱水后,进行铂钯金属旋转投影,用于电镜明场观察(见图1—3),而另一部分铜网     

W_9M_(03)Cr_4VN高速钢高温形变组织的电镜观察

为使高速钢高温形变组织中的弥散析出碳化物的复型图象有较好的衬度,本文通过理论推导得出提高复型衬度的途径是适当腐蚀样品提高相邻区域的厚度差,采用小孔径物镜光阑成象,用原子序数大的重金属投影,在较低的加速电压下观察样品。在国产DXA4—10透射电镜下及在带有TE附件的扫描电镜下对萃取复型样品在低加速     

激光云粒子探测技术

云滴粒子探测器是人工影响天气的重要测量仪器之一,为建立可用于业务的云滴粒子探测器,对云滴粒子探测器的光学系统进行设计.该探测器使用单模光纤耦合输出的685 nm的激光作为光源,通过方形光阑和4f光学系统产生均匀照明,接收系统中利用45 °反射镜中心开孔抑制直接入射光,并用小孔光阑控制整个光学系统的景深.实验结果表明,激...     

新型声学分辨率光声显微镜系统照明设计

声学分辨率光声显微镜探测深度可达厘米量级,已有声学分辨率光声显微镜照明方式的主流设计方案在明场、暗场照明方式切换,光能利用率等方面仍存在不足,在一定程度上限制了声学分辨率光声显微镜系统的应用范围。提出了一种能够提高光能利用率,可实现明场、暗场照明切换并增大调节范围的声学分辨率光声显微镜系统设计,利用凸透镜对光束的会聚功能,对发散环形光束产生一定程度的聚焦,减小环形光束的环带尺寸。蒙特卡罗模拟结果显示,最终入射在组织表面的光斑直径得到有效减小,组织中超声换能器有效探测区域的光能流量分布最多可增强6倍,因此光声信号强度也相应地得到线性增强;与此同时,凸透镜的加入还增加了系统光聚焦深度的调节范围,在超声换能器聚焦深度不变的情况下,调节系统的光聚焦深度,有助于在不同样品中获得最佳的光声信号强度。     

一种新的类病毒的暗场电镜研究

类病毒(Viroid)是一种仅含有300多个核苷酸的小分子RNA,是有感染性的致病因子,迄今只发现十余种类病毒。暗场电镜成像技术是观察如此微小核酸分子的有效方法。我们应用暗场电镜技术首次观察到苹果锈果病病原体(Apple Scar Skin Viroid)——一种新的类病毒的核酸分子。将纯化的类病毒分子溶在含有0.004％的Benzyldimethylalkylammonium chloride(BAC)中,终浓度为2μg/ml,展层后用敷有厚度为25—50A碳膜的铜网蘸取病毒分子(为增加碳膜的亲水性,先用浓度为30μg/ml的溴化乙啶处理5分钟),再经10~(-4)—10~(-5)M的醋酸双氧铀染色30秒后,在JEM—200CX电镜     

利用细棒润湿效应弯曲液面边界反射的研究

发现了细棒润湿效应时弯曲液面上边界反射光场的圆形暗场扩张效应.当平行激光束垂直入射到由细棒润湿效应引起的弯曲液面上时,边界反射产生特殊的反射图样,图样的中心为圆形暗场,周围有清晰的衍射条纹,并且暗场的半径随入射光束半径的缩小而变大.理论上分析了反射图样暗场的半径与边界入射光束半径的解析关系,实验室上计算了弯曲液面的斜率,进而得出弯曲液面上升的最大高度和接触角.建立了一种利用弯曲液面边界反射的暗场扩张效应来实时测量液面特性的新方法.