Kahmann和Al。,《公社大自然》。 11,2344,(2020)Techels,Kahmann和Al。,Adv。 选择。 mater。,2001647,(2021)Kahmann和Al。,《公社大自然》。11,2344,(2020)Techels,Kahmann和Al。,Adv。 选择。 mater。,2001647,(2021)11,2344,(2020)Techels,Kahmann和Al。,Adv。选择。mater。,2001647,(2021)
单细胞绿色藻类Reinhardti I,在发现目前知道的有关Cilia和Flipella的组成,组装和功能的许多知识中发挥了核心作用。衣原体结合了出色的遗传学,例如将细胞作为单倍体或二倍体和进行四倍分析的能力,并在没有细胞裂解的情况下单个步骤脱离和分离agella的无与伦比的能力。在衣原体中可能存在的遗传学和生物化学的组合使纤毛的许多关键组成部分可以通过寻找定义的突变体中缺少的蛋白质来识别。很少有其他模型生物可以允许这种遗传和生化方法的无缝组合。其他主要优势包括诱导高度同步诱导的能力再生的能力,从而可以测量植物生长的动力学,以及衣原体瘤的能力,以及在玻璃覆盖物中粘附在玻璃上,可以轻松地锻炼玻璃,并在内部均可锻炼。单分子分辨率。这些优势继续努力支持衣原体作为模型系统,现在通过广泛的基因组资源,敲除菌株的收集和有效的CRISCPR基因编辑来增强。在研究与动物发育或器官生理学相关的睫状功能方面存在明显的局限性,在研究纤毛和叶酸的基本生物学时,衣原体在速度,效率,效率,成本以及可以带来的问题的方法方面只是无与伦比的。
生成模型(例如扩散模型)在近年来已取得了重大进步,从而使能够在各个领域综合高质量的现实数据。在这里,我们探讨了从公开可用数据库的超分辨率显微镜图像的扩散模型的适应和培训。我们表明,生成的图像类似于实验图像,并且生成过程不会记住训练集中的现有图像。此外,我们比较了使用我们生成的高分辨率数据与使用样本数学建模获得的高分辨率数据训练的基于深度学习的反卷积方法的性能。使用一个小的实际训练数据集,我们可以根据空间分辨率获得出色的重建质量,从而表明了准确的虚拟图像生成的潜力,以克服收集和注释图像数据的局限性进行培训。最后,我们使我们的管道公开可用,可在线运行和用户友好,以使研究人员能够生成自己的合成显微镜数据。这项工作证明了生成扩散模型对显微镜任务的潜在贡献,并为其在该领域的未来应用铺平了道路。
纳米级的光 - 物质相互作用的精确控制位于纳米光子学的核心。但是,由于相应的电磁近场通常限制在传统光学显微镜分辨率以下的体积之内,因此在此长度尺度上进行的实验检查是具有挑战性的。在半导体纳米型电磁场中进一步限制在各个亚波长谐振器的范围内,从而限制了这些结构中关键光 - 物质相互作用的访问。在这项工作中,我们证明了光电子发射显微镜(PEEM)可用于分辨近场光谱的极化以及受损坏对称性硅元素支撑的电磁共振的成像。我们发现,通过原位钾表面层启用的光发射结果与可见和近红外波长之间的全波模拟和远场反射测量一致。此外,我们发现了跨场阵列边缘附近的集体共振的偏振相关演变,利用了PEEM的远场激发和全场成像。在这里,我们推断出八个谐振器或更多之间的耦合建立了此元图的集体激发。总而言之,我们证明了高光谱的高光谱成像和PEEM的远场照明可以利用半导体纳米光子结构中的集体,非本地,光学共振的计量学。
自 1796 年开发出第一种天花疫苗以来,疫苗在减轻疾病负担以及降低死亡率和发病率方面的功效已多次得到证实。然而,尽管疫苗的发现、开发和制造取得了显著进展,但这仍然是一个具有挑战性的过程,需要深入了解每种病原体和相关的蛋白质靶点。低温电子显微镜是疫苗开发中的一种强大工具,可以更好地设计抗原,通过分析抗体-表位复合物来定位表位,并了解疫苗效力的分子基础。这种方法被制药公司广泛采用,以降低发现和开发流程以及制造项目的风险。我们设想低温电子显微镜将成为一种不可或缺的工具,它将加快上市时间、提高成功率并降低疫苗开发成本,从而在不久的将来取得更多临床成功。在这张海报中,我们报告了低温电子显微镜在疫苗发现、开发和制造不同领域的一些应用,重点介绍了该行业的成功案例和趋势。
我们在几何沮丧的三角形晶格中研究了费米子莫特绝缘子,这是一种用于研究旋转液体和自发时间转换对称性破坏的范式模型系统。我们的研究证明了三角形莫特绝缘子的制备,并揭示了所有最近邻居之间的抗磁性自旋旋转相关性。我们采用真实空间的三角形几何量子气体显微镜来测量密度和自旋可观测物。将实验结果与基于数值链接群集扩展和量子蒙特卡洛技术的计算进行了比较,我们证明了沮丧的系统中的热度法。我们的实验平台引入了一种替代方法,用于沮丧的晶格,为未来研究外来量子磁性的研究铺平了道路,这可能导致哈伯德系统中量子自旋液体的直接检测。
三维(3D)特定细胞种群,蛋白质表达模式或整个大脑水平的病理标记物的可视化代表了神经科学中的宝贵工具。光学投影断层扫描(OPT)和光板荧光显微镜(LSFM)是高分辨率的光学3D成像技术,可以在介质尺寸(MM-CM范围)透明标本中特异性标记的目标可视化(Sharpe等,2002; Dodt et al。,2007年)。因此,这些光学技术非常适合于体内整个啮齿动物脑成像,从而在完整大脑的细胞分辨率下提供信息(Alanentalo等,2007; Hansen等,2020)。与其他功能成像方式一致,OPT和LSFM对其目标表现出很高的灵敏度和特异性,但仅提供非常有限的解剖信息。考虑到大脑的高度分室解剖结构以及这些区域履行的特定作用,至关重要的是能够将OPT或LSFM获得的荧光信号映射到注释的大脑区域。在解剖学上绘制蛋白质表达谱并在这些图像上执行3D定量和统计的可能性将极大地使光学中学成像在神经科学中的应用有益。
有助于更好地理解这种高度阻尼材料系统中的形式 - 结构 - 条件关系。首次使用了多种方法,使我们能够定量分析3D完整柑橘类果皮中细胞和血管bun的排列,这是成功仿生转移的先决条件。在宏观和显微镜水平上使用不同的成像技术(光学显微镜,SEM,M CT)检查果皮。因此,光和扫描电子显微镜(SEM)用于检查细胞组织和细胞排列。此外,小型计算断层扫描(M CT)用于可视化油腺的排列和血管束的方向。X射线计算的Tomo-Graphy扫描是一种以非或不足的方式呈现对象的3D可视化的方法。16,17也称为高分辨率X射线计算机断层扫描(HRXCT),因为它可以在亚微米水平(50 m m – 325 nm)下具有分辨率。16,17本研究中使用了一词微型层析成像或M CT。柑橘类物种之间存在的细胞间空间的不同强度已在及时消费的手动测量中确定。这是由于主要不均匀的生物组织以及细胞组织,液体和细胞间空间之间的弱对比度。手册,二维评估通常是主观的,并且很难再进行,但最重要的是很耗时。用于例如3维分析为18,22分类,Ilastik使用随机的森林分类器。22ct-scans软件morpho+使用流域算法,随后根据几乎分离的卷进行了颜色编码的分析。16,18还有多种其他用于二维和三维分割的软件工具,例如Fiji Weka,19 Survos,20或更快。21在这项研究中,细胞间空间不仅可以手动确定,还可以使用基于机器学习的图像分析软件Ilastik(开源项目)确定。ilastik是一个开源项目,允许用户在图像处理方面没有(很多)专业知识来执行细分和分类。23,24分类器从用户的输入中学习,该输入以类似于Microsoft Paint软件的接口进行训练。18,它提出了实时反馈和方便的接口。18个新标签用于交互作用地微调分类器。18,24一旦培训了分类器,就可以使用它来处理整个数据集。18此外,Ilastik允许使用流域算法将体积分割为较大的体素。
本综述探讨了先进显微镜技术与机械工程之间的协同关系,概述了它们对材料科学和机械系统设计的深远影响。我们深入研究了电子显微镜、X 射线衍射和光谱方法在理解机械工程中不可或缺的材料的微观结构动力学、机械性能和失效机制方面的多方面应用。通过对近期研究的综合综合,我们强调了这些技术在优化材料性能、增强结构完整性和推动机械设计创新方面发挥的关键作用。通过阐明微观尺度上材料行为的复杂细节,先进的显微镜有助于在材料选择和设计过程中做出明智的决策。此外,我们还讨论了新兴趋势和前景,强调了先进显微镜与机械工程之间的持续协同作用。这种合作仍然处于材料科学和技术的前沿,有望取得持续进步,塑造机械设计和材料创新的未来格局。