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冷冻电镜技术解析新冠病毒受体ACE2蛋白
西湖大学周强实验室利用冷冻电镜技术成功解析此次新冠病毒的受体——ACE2的全长结构。这是世界上首次解析出ACE2的全长结构。相关研究内容于北京时间2月19日凌晨3点左右在预印版平台bioRxiv上线。这也是西湖大学承担的浙江省新型冠状病毒肺炎防治应急科研攻关任务的重要成果。 新型冠状病毒感染引发的肺炎疫情爆发后，武汉病毒研究所的科学家发现，新型冠状病毒和2003年的SARS病毒一样，也是通过识别ACE2蛋白进入人体细胞的，ACE2是“新冠病毒”侵入人体的关键。研究发现，在SARS病毒和“新冠病毒”侵入人体的过程中，ACE2就像是“门把手”，病毒抓住它，从而打开了进入细胞的大门。 周强实验室针对这个问题进行了攻坚。第一步，他们要获取ACE2蛋白全长蛋白，但作为膜蛋白的ACE2本身很难在体外稳定获得。周强及博士后鄢仁鸿在文献中发现ACE2与肠道内的一个氨基酸转运蛋白B0AT1能够形成复合物。根据他们过去的研究经验，这个复合物极有可能稳定住ACE2。果然，他们通过共表达的方法获得了ACE2与B0AT1优质稳定的复合物，并利用西湖大学的冷冻电镜平台成功解析了其三维结构，分辨率达到2.9埃，对于病毒识别至关重要的胞外结构域分辨率为2.7埃。通过分析ACE2的全长蛋白结构，周强实验室发现ACE2以二聚体形式存在，同时具有开放和关闭两种构象变化，但两种构象均含有与冠状病毒的相互识别界面。一研究发现为进一步解析全长ACE2和新冠病毒的S蛋白复合物的三维结构奠定了基础。
西湖大学
2021-04-10
借助原位环境电镜揭示金属催化剂真实活性表面
近年来，原位环境透射电子显微镜（ETEM）成为了一种重要的表征手段，广泛应用于纳米材料生长、催化反应、电池反应、纳米力学、高温相变等现代材料研究领域。不同于常规透射电镜表征的静态分析，环境透射电子显微技术可以在真实的反应环境中（热/电/磁/气氛）实时研究材料原子级别的动态结构演变及其对性能的影响，为催化反应机理研究提供了更准确的信息。这就像破案时直接调取“监控”而非根据事后的“现场勘测”分析倒推“过程”。
南方科技大学
2021-04-14
扫描数字剪切散斑干涉仪
扫描数字剪切散斑干涉仪利用激光散斑剪切干涉和线阵CCD扫描原理, 将激光束扩束后照射在具有光学粗糙的物体表面，并以线阵CCD扫描记录 待测物体表面变形前后的剪切散斑像，进而利用数字图像处理技术，获 得反映物体表面形变的数字剪切散班干涉图样，由该图样可以获得物体 表面形变信息或相关区域的缺陷特征，实现无损检测目的。基于特殊设 计的微位移移动轨道和CCD扫描技术的应用，以及剪切镜的灵活设计，可 以有效增大测量视场并提高缺陷检测灵敏度。 该
西北工业大学
2021-04-14
扫描电子声（热波）显微镜
扫描电子声显微镜技术是在扫描电子显微镜的基础上发展起来的一种基于热声效应的无损检测技术。当扫描电子显微镜的探测电子束对样品进行扫描成像时，入射的电子会把入射的能量部分转化成热能，从而使样品表面及亚表面层的温度升高。通过对扫描电子束实现强度调制，从而使样品表面及亚表面周期性加热激发声波（电子声信号）。检测不同位置的声信号的振幅和相位，可分析样品在不同深度的结构、性质和参量，实现分层成像。由于电子束能聚焦得比较细，其成象分辨率优于光声显微镜，特别适合于
南京大学
2021-04-14
扫描光声（热波）显微镜
当固体物质受到周期性强度调制的光束照射时，物质吸收辐射能而受激发，然后通过非辐射去激励而将部分或全部吸收的光能转化为热能。周期性热流使周围的介质热胀冷缩，因而激发声波。检测声波信号可得到声波携带的热信号的振幅和相位，从而能分析样品在不同深度的结构、性质和参量，实现分层成象。可应用于半导体材料和器件（特别是集成电路）的研究、分层检测及其对生产工艺流程的控制等；层状或不均匀材料的分层研究和检测；各种固体残余应力的研究；
南京大学
2021-04-14
锂离子电池超声扫描仪
锂离子电池超声扫描仪是利用超声波成像技术，从声学角度来表征锂电池内部多相结构变化的检测设备。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
锂离子电池超声扫描仪是利用超声波成像技术，从声学角度来表征锂电池内部多相结构变化的检测设备。它可以实现软包电池及方形电池中电解液浸润状况及微量产气的原位无损检测，并能迅速灵敏地反映电解液浸润状态，评价电解液稳定性，检测SEI生长情况，从而对电池的健康状况进行综合评估，为优化电池装配工艺，分析电池失效机制等方面提供了创新性的技术手段和有效途径，有助于实现锂离子电池的安全性预警与故障的及早排除。
锂电池整体为封闭式结构，可见光、红外线、电子束等信息载体无法穿透金属外壳，内部状态难以直接观测，无法获知是否存在如电解液浸润不良、产气等影响电池性能，甚至导致安全隐患的因素，极大阻碍了锂离子电池的规模化发展及应用，亟需一种原位、无损的新型表征技术来研究这些结构演变。
华中科技大学
2022-07-26
高频复合超声扫描探针显微镜
本项目在国家重大科学仪器专项项目支持下，经过4年产学研用相结合技术攻关，成功研制了能表征样品形貌与内部纳米级结构的新型扫描探针显微镜，并实现了产业化。
研制了高稳定度激光器、高灵敏度光学检测器、高Q值扫描探针等核心关键部件，突破了基于ARM+DSP的自适应随机共振微弱信号检测方法、基于脉冲发送皮层模型多频超声图像融合方法以及基于非下采样剪切波变换的局部方差融合方法等核心关键技术，建立了RBG 彩色图像融合模型，成功研制了能表征样品形貌与内部纳米级结构的新型扫描探针显微镜。同时，通过在航天、医学、生物材料、电子器件等领域的实际使用，进一步改进与完善，提高了仪器的可靠性、有效性和实用性。
图1 成果展示
【技术优势】
在内部超声图像分辨率、最大可检测样品厚度等指标方面达到了国际领先水平。
【技术指标】
与国内外同类仪器比较，总体技术指标到达了国际先进水平，部分指标达到了国际领先水平。经过具有国家仪器检测资质的第三方测试结果，各项技术指标见下表：
【资质荣誉】
2021年湖北省科技进步二等奖。
华中科技大学
2023-07-19
三离子束与透射电镜实时原位辐照效应表征设施
离子加速器与透射电镜耦合设施可以在离子束辐照样品产生高剂量率位移损伤的同时对材料中的微观结构和成分变化进行实时原位的观察与分析，因而能揭示辐照过程中点缺陷迁移，凝聚等动力学过程以及在纳米尺度上材料各种结构变化的临界辐照剂量，获得实验数据，配合计算机模拟验证或建立辐照效应的动力学模型，为开发新型抗辐照材料提供科学依据。由于反应堆材料中嬗变产物（主要是氢和氦）与中子所致的位移损伤往往按特定比例同时产生，单离子束辐照不能观察到氢、氦与位移损伤的协同作用，世界核电强国都在兴建能同时模拟位移损伤和氢、氦协同作用的三离子束辐照装置。但多离子束与透射电镜联机受到电镜极靴空间和电磁场的限制，困难很大，最先进的此类设施也只能同时引入两个离子束。本项目研制先进的氢、氦同轴低能离子注入机，将氢、氦与产生位移损伤的中能重离子（400 keV)同时引入透射电子显微镜，即将建成世界上最先进的辐照效应实时原位分析装置。
厦门大学
2021-04-11
复杂曲面三维轮廓扫描仪
高校科技成果尽在科转云
西安交通大学
2021-04-10
环境透射电镜研究PtPb@Pt催化剂的相分离过程
研究催化剂在实际催化反应过程中的状态对于理解催化剂的催化机理具有非常重要的意义。实际催化过程中，气体分子会通过影响表面能进而对催化剂的表面结构进行调制。但受限于研究方法，在真实催化环境中，气体分子如何重构催化剂表面仍然不清楚。此外，除了催化剂表面结构的变化，在催化反应过程中，催化剂颗粒整体的结构乃至物相也会发生变化。
南方科技大学
2021-04-14