中科院電工所和國家納米科學中心合作研發(fā)紀實
在中科院這樣一個機構(gòu)龐雜、研究方向多元的大家庭里，如何在科研儀器開發(fā)和使用間架設(shè)橋梁，使雙方優(yōu)勢互補，實現(xiàn)合作共贏，避免不必要的資金浪費呢？在這方面，中科院電工所和國家納米科學中心合作的“高速掃描原子力顯微鏡”項目或許可以算作其中的典范。6月28日，記者就此走訪了中科院電工所和國家納米科學中心的相關(guān)實驗室一探究竟。
“簡單來說，我們的儀器研發(fā)項目是為滿足納米中心的科研需求，研制一臺高速原子力顯微鏡，幫助他們實現(xiàn)細胞的動態(tài)特性觀測。電工所則發(fā)揮了研制高精密儀器的專長。”中科院電工所所長助理、微納加工技術(shù)研究部主任韓立熱情地向記者介紹當時的情況，“這也算一拍即合。”
在韓立身后，是堆積如山的各種資料，不大的辦公室顯得有些凌亂。“工作實在太忙，沒來得及整理，過幾天馬上就要去保加利亞。”韓立注意到記者的神情后趕忙解釋。
原子力顯微鏡自1986年誕生以來，因其具備納米測量、操縱和加工的能力，已成為納米技術(shù)領(lǐng)域最具代表性的工具之一。而高速掃描原子力顯微鏡（HS-AFM系統(tǒng)）不僅能減少掃描時間，還能彌補普通掃描儀不能實時觀測生物樣本動態(tài)變化的不足。
“電工所自主研發(fā)的這臺顯微鏡速度快、觀察范圍大，其掃描行頻達70赫茲，掃描范圍可達50~70微米。”提起這臺儀器的特點，韓立滔滔不絕，“這么說吧，其他任何國家都沒有這樣的儀器，掃描速度快的沒我們觀察范圍大，掃描范圍勉強接近我們的速度絕沒我們這么快。目前，它已經(jīng)成功應(yīng)用于活體微血管內(nèi)皮細胞的原位成像。”
普通細胞的直徑在40微米到50微米之間，而之前的高速原子力顯微鏡每次只能掃描2到3微米，范圍過小，對于觀測細胞的力學特征等毫無幫助，而電工所的這臺顯微鏡則可以全面觀測整個細胞，意義重大。
當天下午2點半，在國家納米科學中心研究員韓東的帶領(lǐng)下，記者和韓立等從電工所轉(zhuǎn)到國家納米科學中心的納米生物醫(yī)學成像與表征實驗室參觀。一幅幅彩色的細胞圖像掛在實驗室入口處的墻壁上，“這些都是使用這里的原子力顯微鏡掃描出來的。”韓東說。
在實驗室中央，目前國內(nèi)唯一一臺“高速掃描原子力顯微鏡和快速共聚焦熒光顯微鏡聯(lián)合成像系統(tǒng)”分外醒目。這個系統(tǒng)由4部分構(gòu)成，電腦主機負責顯微鏡控制和掃描圖像處理；HS-AFM主控制器是整個系統(tǒng)的大腦，里面還有特殊電子學系統(tǒng)；HS-AFM掃描頭則負責進行細胞樣本的掃描成像；快速共聚焦熒光顯微鏡則主要負責對細胞樣本的掃描位置進行初選。
韓東介紹說，這臺儀器一開始是瞄準醫(yī)學領(lǐng)域研制的。“一般的顯微鏡只能觀測細胞的生化、外在特征，我們的儀器能夠感知細胞之間力的變化，進而揭示其力學特征。高速掃描原子力顯微鏡未來在醫(yī)學檢測領(lǐng)域大有所為。”
韓東舉例說，一般醫(yī)院給病人檢測宮頸癌時，都使用顯微鏡觀測切片判斷是否有癌細胞，然而“一旦發(fā)現(xiàn)基本都屬于晚期”，這對病人的病情已于事無補。原子力顯微鏡則不然，它在癌癥早期就可以感知到細胞的不正常，提前發(fā)現(xiàn)患者是否患有癌癥，方便提早治療。
“樂觀地估計，未來所有醫(yī)院都可能用到我們的高速掃描原子力顯微鏡檢測病人的各項特征。”韓東說，“當然，要達到這樣的目標還需時日。”
“高速掃描原子力顯微鏡是我們在科學儀器方面的一個良好示范，通過使用和制造充分合作的方式，我們能夠研制更快速和更精確的掃描探針顯微鏡，它們將在微電子檢測方面發(fā)揮更大作用，我們會對這種科學合作方式進行更深入的探討。”韓立說，他會繼續(xù)在原子力顯微鏡的領(lǐng)域刻苦攻關(guān)，作出更大成果。
-
沒有相關(guān)文章
地址：北京市海淀區(qū)增光路55號紫玉寫字樓13層(100037)郵編：100045
Email：cmci2008@163.com
北京市海淀區(qū)首體南路2號機械科學研究總院14層(100044) 北京市海淀區(qū)增光路55號紫玉寫字樓13層(100037)
咨詢電話：400-008-5078(免長話費) Email：cmci2008@163.com
京ICP備08008382號-7