中科院沈陽(yáng)生態(tài)所攜手國(guó)儀量子 打造國(guó)產(chǎn)電鏡在生物領(lǐng)域的示范應(yīng)用

中科院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所的科研實(shí)力有目共睹。作為中科院體系內(nèi)的重要研究機(jī)構(gòu)，該所設(shè)有林業(yè)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境3個(gè)研究中心。

“我們研究所聚焦于三大領(lǐng)域研究：森林生態(tài)與林業(yè)生態(tài)工程研究、土壤生態(tài)與農(nóng)業(yè)生態(tài)工程研究和污染生態(tài)與環(huán)境生態(tài)工程研究。”蘇振成老師介紹道。作為該所分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，他見證了研究所公共技術(shù)平臺(tái)的發(fā)展歷程。

分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室組建于2002年，是研究所公共技術(shù)中心的重要組成部分。經(jīng)過二十多年的發(fā)展，中心目前擁有大型通用型儀器設(shè)備100多臺(tái)套，價(jià)值5000余萬(wàn)元。中心主要功能是為全所科研工作提供檢測(cè)技術(shù)服務(wù)，在滿足所內(nèi)科研需求的基礎(chǔ)上，面向社會(huì)開放共享，開展各類檢測(cè)服務(wù)，包括同位素及示蹤分析、生物成分與結(jié)構(gòu)鑒定分析、痕量物質(zhì)生態(tài)功能分析和分子生物學(xué)分析等。

對(duì)于生物學(xué)研究而言，掃描電鏡是不可或缺的重要工具。蘇振成老師解釋說：“我們電鏡室接受的檢測(cè)樣本主要包括動(dòng)植物組織、微生物細(xì)胞、真菌孢子、病毒等生物樣本，以及礦物質(zhì)顆粒、微塑料、生物碳等材料樣本。場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡可為這些固態(tài)樣本提供忠實(shí)原貌的立體感極強(qiáng)的表面超微形貌結(jié)構(gòu)信息，能利用掃描透射探測(cè)器可觀察薄區(qū)樣本內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息；利用高性能X射線能譜儀，還可對(duì)樣品表層元素進(jìn)行定性和半定量分析。”

2023年，中心原有的環(huán)境掃描電鏡和臺(tái)式掃描電鏡由于成像精確度和分辨率有限，已經(jīng)無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的科研需求，采購(gòu)一臺(tái)新的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡成為必然。

“通過前期大量調(diào)研對(duì)比和幾輪專家論證，同時(shí)為響應(yīng)國(guó)家倡導(dǎo)的優(yōu)先選用國(guó)產(chǎn)儀器，實(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)的號(hào)召，通過公開招標(biāo)，國(guó)儀量子SEM5000系列場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡最終中標(biāo)。”蘇振成老師回憶起當(dāng)時(shí)的選擇過程。

這個(gè)決定并非簡(jiǎn)單的情懷，而是基于嚴(yán)格的技術(shù)對(duì)比和理性分析。“國(guó)儀量子的電鏡主要技術(shù)指標(biāo)均可達(dá)到幾大主流進(jìn)口品牌水準(zhǔn)，且質(zhì)保期長(zhǎng)，售后服務(wù)響應(yīng)迅速。”蘇老師強(qiáng)調(diào)，“通過2年的應(yīng)用體驗(yàn)，我們感覺物超所值。”

具體操作這臺(tái)設(shè)備的李旭老師對(duì)SEM5000的性能表現(xiàn)給予了高度評(píng)價(jià)。“我們這臺(tái)國(guó)儀量子SEM5000系列場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡，可觀測(cè)多種生物及材料的微觀形貌，獲得樣品表面超微形貌結(jié)構(gòu)信息。在使用過程中，我們最常用的放大倍數(shù)是2000-10萬(wàn)倍，在這個(gè)范圍內(nèi)，成像都非常清晰。”

讓李旭老師印象最深的是設(shè)備的人性化設(shè)計(jì)。“中文操作界面也非常友好，使用起來(lái)很方便，其中我最喜歡的功能是自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度對(duì)比度，這個(gè)功能不僅加快了拍照速度，拍出的照片明暗度也非常均勻。”

除了硬件性能，國(guó)儀量子的服務(wù)也讓用戶印象深刻。“國(guó)儀的售后服務(wù)非常好，工程師會(huì)定期來(lái)現(xiàn)場(chǎng)查看儀器狀態(tài)，幫助我們進(jìn)行儀器維護(hù)。儀器有問題的時(shí)候，也能及時(shí)解決。”李旭老師說。

配套的能譜儀功能同樣出色。“我們還配備了能譜儀，可以對(duì)樣品表面元素成分進(jìn)行定性定量分析。點(diǎn)分析是最常用的方式，通過點(diǎn)分析可以檢測(cè)材料中特定點(diǎn)或微區(qū)的元素組成，對(duì)于研究材料的局部化學(xué)性質(zhì)非常有用。線分析用于分析指定元素在某一直線上的分布情況，可以測(cè)定材料中化學(xué)元素的濃度梯度。”

SEM5000投入使用后，為中心的科研產(chǎn)出提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。李旭老師介紹：“在一年半的時(shí)間里，我們接待了大量的實(shí)驗(yàn)樣本檢測(cè)工作，產(chǎn)生了大量的照片和數(shù)據(jù)。一部分學(xué)生利用這些數(shù)據(jù)撰寫了畢業(yè)論文，還有一些學(xué)生正在使用這些數(shù)據(jù)撰寫期刊論文。”

目前已經(jīng)發(fā)表的高水平論文包括：乙草胺通過改變塑料際微生物群落加速地膜微塑料在土壤中的老化發(fā)表在《Journal of Hazardous Materials》，以及中國(guó)西南部亞熱帶森林四個(gè)絨毛菌屬新物種發(fā)表在《Journal of Fungi》。

蘇振成老師表示，國(guó)儀量子場(chǎng)發(fā)射電鏡的出色表現(xiàn)，讓我們看到了國(guó)產(chǎn)高端科學(xué)儀器的光明未來(lái)，也更讓我們科研工作者有了實(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)的底氣與信心。

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