随着生命科学研究的不断深入，我们的研究对象从肉眼可见的宏观生物体和材料，变成需要借助大型高精密仪器才能识别的细胞、细胞器和纳米以及亚纳米尺度材料特征。观测其显微组织结构，分析元素特征，成为目前深入探究生命体在微纳尺度左右规律的一个重要途径，其有力工具就是完备的微纳探测系统平台，需要我们不断打破探测极限，探究微观尺度上生命体的奥秘。

依托地质微生物与环境全国重点实验室和材料与化学学院打造的微纳探测系统平台，主要包括Micro CT + Airyscan-Confocal + FIB-SEM +Double Cs-Corrected TEM等大型精密仪器，以夏帆教授为首席科学家，娄筱叮教授、黄福建教授、龚明星研究员等组成了该实验平台的技术研发和科技创新团队，旨在攻关国际前沿科学问题和满足国家战略需求，服务于化学测量学、生命科学、医学和材料科学等相关研究，为学科发展和新质创新提供技术支撑。

蔡司Xradia Context®微型计算机断层扫描（microCT）系统易于使用，适用于分析各种类型的样品。即使在成像体积较大的情况下，高阵列探测器也能实现精细结构的高分辨率。该系统具有大的观察视野、快速的样品安装和对齐、简化的采集工作流以及快速曝光和数据重构的特点。

用于获取整个电子元件、大尺度化石矿物样品或生物样品的三维数据，可以执行无损失效分析，以识别内部缺陷，无需切割样品或工件；表征和量化决定性能的地质样品中的异质性，如孔隙率、裂纹、夹杂物、缺陷或多相；通过非原位处理或原位样品操作，进行四维演变研究；连接至蔡司关联显微镜环境并进行无损三维成像，以识别感兴趣区域，用于后续分析。

Xradia Context配备可视化和分析处理软件Dragonfly Pro，这是一款用于高级分析和可视化处理的软件解决方案，适用于通过各种技术（包括X射线、FIB-SEM、SEM和氦离子显微镜）采集的3D数据。ORS Dragonfly Pro仅由蔡司提供，为可视化和分析大型3D灰度数据提供了一个直观、完整、可量身定制的工具包。可用Dragonfly Pro对三维数据进行导航、注释以及创建包括视频在内的媒体文件，还可执行图像处理、图像分割和对象分析来量化结果。

超高分辨激光共聚焦显微镜(Airyscan-Confocal：LSM 980)：搭载Airyscan的蔡司激光共聚焦显微系统能够在生物样品上进行突破极限的低光毒性、超分辨、高速采集和分子表征等实验。利用其独特的面阵列检测器强化信号检测，Airyscan实现了高灵敏度和高分辨率的独特融合。该技术完全集成至蔡司激光扫描显微镜中且易于使用，提供了超越传统共聚焦成像的无限可能。

Airyscan检测器不再让信号通过针孔到达检测器，而是由32个检测器单元组成，每个检测器单元都相当于一个小的针孔，在每个扫描位置都获得焦平面信息。通过将32个检测器单元组合成一个大靶面阵列检测器，Airyscan可以收集到更多荧光信号，捕捉到结构的高频信息。

蔡司LSM 980突破性地集多种成像技术于一身，用于揭示研究的新层面。凭借精细至90 nm超分辨，高速体成像或一次性拆分10种以上荧光标记，可以对生物样品清晰精准地深入研究。通过LSM 980共聚焦显微镜，可突破活体成像和实验设计的极限，了解分子动力学、蛋白质相互作用和各种生理学过程。

双束聚焦离子束显微系统(FIB-SEM：Crossbeam350)，将高分辨率场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）的成像和分析性能与新一代聚焦离子束（FIB）的加工能力相结合。无论在科研机构还是工业实验室，都可以在多用户实验平台中工作。利用蔡司Crossbeam的模块化平台概念，根据日益增长的需求升级的系统，例如使用Laser FIB进行大规模材料加工。在切割、成像或执行三维分析时，Crossbeam将提升FIB应用效率。

Crossbeam350使用Gemini电子光学系统从高分辨率扫描电子显微镜（SEM）图像中获取真实的样品信息；在进行敏感表面二维成像或三维断层扫描时，Crossbeam的SEM性能表现出色；加速电压非常低时也可获得高分辨率、高衬度和高信噪比的清晰图像；借助一系列探测器实现样品的全方位表征。使用独特的Inlens EsB探测器获得更纯的材料成分衬度；研究不受荷电伪影干扰的非导电样品。

TEM薄片制备对于几乎每个FIB-SEM用户来说都至关重要。Cross beam350为特定位置的样品制备提供引导式工作流，加工出的薄片非常适合原子分辨率程度的高分辨率TEM和STEM成像和分析。可导航到样品的感兴趣区域（ROI），从大块样品中提取包括感兴趣区域（ROI）在内的TEM薄片，进行大体积切割或挖槽的步骤，并在适当的地方进行提取和减薄来完成工作流程。

智能FIB扫描策略快速且精准，移除材料比以往实验快40%以上；Ion-sculptor FIB镜筒采用了一种全新的加工方式：您可以尽可能减少样品损伤，提升样品质量，从而加快实验进程；使用高达100 nA的离子束束流，高效而精准地处理样品，并保持高FIB分辨率；制备TEM样品时使用Ion-sculptor FIB的低电压功能，以获得超薄样品，同时尽可能降低非晶化损伤。

在FIB-SEM分析体验整合的三维EDS和EBSD分析所带来的优势；在切割、成像或执行三维分析时，Crossbeam将提升FIB应用效率；使用Inlens EsB探测器探测小于3 nm的深度，并可获得表面敏感的材料成分衬度图像；在切割过程中收集连续切片图像以节省时间；可追踪的三维体素尺寸和图像质量自动控制流程。

双球差透射电子显微镜（Double Cs-Corrected TEM）和其他透射电子显微镜一样，是以发射电子作为光源，利用电磁透镜使电子束会聚并对穿透样品的入射电子聚焦成像，获得样品结构信息的电子光学仪器，具有晶体结构及物相的确定和化学成份分析的功能透射电子显微镜在材料科学、生物学和化学领域中已经是一种常用的研究工具。

配备物镜球差校正器：显著提高了TEM的分辨率，可以实现超高分辨率的透射观察(80pm)，可通过直接的原子像表征开展表面、界面、缺陷等材料原子结构相关研究，配备聚光镜球差矫正器：显著提高了STEM的分辨率，可以实现超高分辨率的扫描透射观察(82pm)。

首席科学家：夏帆教授，基金委杰青，国务院特殊津贴专家，基金委重大项目首席科学家，带领团队共建微纳探测系统平台，长期从事生物传感器方向的研究，提出“靶标-探针-界面”三元检测系统，率先发展了纳米孔道结构可控构筑策略，揭示了纳米孔道内、外表面功能分子对离子传输的影响规律；基于纳米限域离子信号，发展了针对不同种类生物信息分子（蛋白、核酸、分子、 离子）的多种检测信号增强机制，实现不同尺度生物信息分子的高灵敏、特异性检测，取得了多项创新成果。

生命分析化学实验室有教师21名，其中教授/研究员12人，副教授/副研究员9人，实验室围绕生命过程中的化学基础问题，利用化学原理、方法和手段，探索生物体内重要分子事件的过程和动态规律。设计并合成小分子、核酸、多肽等系列荧光探针，实现了对生命活动的实时、原位定量探测。

通过构建“超级三明治”DNA 结构，将探针与功能材料相结合，借助纳米孔道、表面浸润性等技术构筑生物传感器件，逐渐实现了生命复杂体系、动物器官、人体尿液及病人组织样本中靶标分子的直接检测，有望用于重大疾病的早期诊断和预警。近年来，团队在NC、SA、JACS、Angew等顶尖期刊发表多篇高水平论文，同时持续推进高水平科学研究和实验技术开发，为学校双一流学科建设做出较大贡献。