高内涵在模式生物中的应用（一）

生命科学研究离不开各式各样的模式生物，模式生物由于其结构简单、生活周期短、培养简单、基因组小等特点，在生物医学等领域发挥重要作用。模式生物作为材料不仅能回答生命科学研究中Z基本的生物学问题，对人类一些疾病的ZL也有借鉴意义。常见的模式生物有真菌中的酵母，低等无脊椎动物中的线虫，昆虫纲的果蝇，鱼纲的斑马鱼，哺乳纲的小鼠以及植物中的拟南芥。

高内涵系统不仅仅适用于各种各样的细胞模型，对各种小型的模式生物也非常友好，通过将这些模式生物做一些预处理，放在微孔板中，我们就可以用高内涵系统来拍摄和分析它们。本期和下期，我们将隆重介绍高内涵与这些模式生物的故事。

酵 母

常用于模式生物的酵母有两个物种：出芽酵母和裂殖酵母，以出芽酵母为例，其细胞为球形或者卵形，直径5–10μm。其繁殖的方法为出芽生殖。使用高内涵系统，可以观察和分析酵母的世代周期、蛋白定位等。

实验一

Hoechst 33342 染色酵母活细胞，通过63倍水浸式物镜拍摄酵母细胞，高内涵分析软件Harmony自动识别酵母细胞，PhenoLOGIC人工智能算法区分出芽细胞：

实验二

酵母细胞器相关蛋白的标记，红色标记整个酵母细胞，绿色为不同细胞器，高内涵分析软件Harmony可识别不同的细胞器结构，分析其荧光强度、形态学参数和纹理参数[1]。

下图为突变体中蛋白定位发生变化[1]。

斑马鱼

斑马鱼也是成熟且常见的模式生物，常用于疾病研究中。斑马鱼成鱼体长5cm左右，幼鱼0.5-2cm，全身透明。一般首先对斑马鱼进行麻醉，再进行高内涵拍摄。

实验一

斑马鱼曲度的研究，毒性处理或一些基因突变会导致斑马鱼的曲度发生变化，高内涵分析软件Harmony可分析斑马鱼的轴向长度、曲率、弯曲角度等参数：

实验二

斑马鱼血管研究，斑马鱼全身透明，一直以来都是非常好的心血管研究模式生物，通过20倍水浸式物镜（NA1.0）对斑马鱼血管进行成像，高内涵分析软件Harmony可通过一系列算法识别荧光标记的斑马鱼血管结构，也可对血管结构做3D重构，分析血管长度、荧光强度等参数：

参考文献

1.Yeast Proteome Dynamics from Single Cell Imaging and Automated Analysis. Cell. 2015 Jun 4;161(6):1413-24. doi: 10.1016/j.cell.2015.04.051.

关于珀金埃尔默：

珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决Z棘手的科学和YL难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn。

       高内涵系统不仅仅适用于各种各样的细胞模型，对各种小型的模式生物也非常友好，通过将这些模式生物放在微孔板中，我们就可以用高内涵系统来拍摄和分析它们。本期，我们将继续介绍高内涵与这些模式生物的故事。

拟南芥

拟南芥为两年生草本，一般可长到7-40厘米，是植物学Z为常见的模式生物。其幼苗、根、茎、叶、原生质体均可在高内涵上进行自动成像和分析。

实验一

高内涵用于研究活体拟南芥全叶组织中膜运输的调节，40倍水浸式物镜对拟南芥叶片进行多层扫描，使用高内涵分析软件Harmony识别膜泡转运体，统计其数目、荧光强度、定位等参数[2]（如下图）。

秀丽隐杆线虫

秀丽隐杆线虫在遗传与发育生物学、行为与神经生物学、衰老与寿命、人类遗传性疾病都有非常重要的贡献，成虫体长为1mm，通身透明。一般首先对秀丽线虫进行麻醉，再进行高内涵拍摄。

实验一

分析不同药物处理后秀丽线虫的数量和荧光强度，10倍物镜拍摄多个视野，高内涵分析软件Harmony识别不同线虫，计数并分析线虫的荧光强度[3]（如下图）。

小型藻类

藻类的生长、繁殖与水体环境密切相关，常作为水体污染指示物，用于对水体的实时监测中。小型藻类可放置于微孔板中，通过离心使其贴底，从而进行高内涵的拍摄，根据研究内容不同，一般采用20倍-63倍水浸式物镜进行成像。很多研究中通过对叶绿体的成像来判断藻类的状态，成像过程需要设置针对叶绿素自发荧光特殊的检测方法，即通过设定激发光和发射光，定义一个新的通道（excitation 460-490nm，emission 655-705nm）。

实验一

藻类用于检测水质污染，本研究中，模拟微塑料水质污染，检验裸藻的生长状态，采用20倍水浸式物镜(NA 1.0) 进行成像，绿色为微塑料，红色为叶绿素。（如下图）

生长状态不好的裸藻叶绿素荧光强度减弱，形态发生变化。（如下图）

左图为Harmony软件识别裸藻细胞，中间图为通过形态区分形态正常的梭状裸藻（红色）和因毒性变圆的裸藻（绿色），右图为通过荧光强度区分死亡裸藻（绿色）和存活裸藻（红色）。

参考文献

2.High-throughput confocal imaging of intact live tissue enables quantification of membrane trafficking in Arabidopsis. Plant Physiol. 2010 Nov;154(3):1096-104. doi: 10.1104/pp.110.160325. Epub 2010 Sep 14.

3.Expanding the Biological Application of Fluorescent Benzothiadiazole Derivatives: A Phenotypic Screening Strategy for Anthelmintic Drug Discovery Using Caenorhabditis elegans. SLAS Discov. 2019 Aug;24(7):755-765. doi: 10.1177/2472555219851130. Epub 2019 Jun 10.

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医药发展依赖于新药开发的进度，而高通量药物筛选（High-Through Screening，HTS）可短时间内筛出数种化合物，有助于加速研究进程，因此高通量药物筛选技术在世界范围内得以广泛应用。学术研究和生物制药公司加大投资力度将会推进高通量药物筛选技术市场的发展，而高通量药物筛选技术的也是生命科学研究乃至整个医药行业发展的原动力。

随着技术的进步和先进迭代产品不断增加，预计未来高通量药物筛选技术市场内将迅速增长 , 而高通量药物筛选技术的应用也会随之迅速增加。此外，随着高内涵（High-Content Screening，HCS）系统的不断完善，基于细胞的测定有望得到更多的利用，并且从生化测定向基于细胞测定的方式大幅转变。Molecular Devices 公司的 ImageXpress 系列高内涵系统，不但提供了细胞成像技术实现的所有细节和功能，其完善的激光自动聚焦加图像自动聚焦技术有极大的兼容性和开放性，能够实现未来新型耗材和方法的检测和分析。MetaXpress PowerCore 高内涵并行加速软件系统能够大大提高系统分析通量，加速药物检测的速度，节省时间和人力的成本。这些特性决定了 ImageXpress 系统将会成为高内涵筛选中不可替代的筛选检测终端，为医药事业的发展做出巨大的贡献！

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引言

新陈代谢是生物体内进行的化学变化的总称，是生物最基本的生命活动过程。细胞从环境汲取能量、物质，在内部进行各种化学变化，维持自身高度复杂的有序结构，保证生命活动的正常进行。作为细胞的“能量工厂”，线粒体在维持能量稳态方面发挥重要作用，可以调控蛋白质、脂质、溶质和代谢物产物的进出，并保护细胞质免受有害线粒体产物的影响。线粒体通过不断的分裂和融合，维持线粒体形态、分布和数量，维持细胞稳态，该过程被称为线粒体动力学。线粒体自噬是机体清除细胞内功能异常的线粒体的过程，是线粒体质量控制的主要机制。线粒体动力学的病理改变可导致生物能量功能受损和线粒体介导的细胞死亡，并与多种病理机制相关，包括缺血性心肌病，糖尿病，肺动脉高压，帕金森氏病，亨廷顿氏病，骨骼肌萎缩症、阿尔茨海默病等。

线粒体大小和形状取决于它们在细胞内的位置以及不同细胞对能量的需求。当线粒体发生损伤时，它的形态和完整性会发生改变，如线粒体的数量、大小、长度和形状等。线粒体形态、结构和功能的检测对于了解线粒体的稳态以及功能状态有重要意义。

高内涵成像分析系统非常适合进行线粒体表型和结构的研究。共聚焦成像和水镜可以提高成像质量并更好地显示线粒体结构，高内涵的图像分析工具可以帮助科研工作者获得不同表型的数字特征，线粒体表型和结构重排的分析模块可用于线粒体动力学为基础的细胞研究。

结果展示

使用不同浓度的化合物，包括氯喹（抑 制线粒体循环），鱼藤酮（氧化磷酸化抑 制剂）和缬氨霉素（钾离子载体）处理 PC12（人神经母细胞瘤细胞）。将活细胞用线粒体染料 MitoTracker Orange  和 Hoechst 进行染色，利用 ImageXpress Micro Confocal 系统（Molecular Devices）进行成像，使用共聚焦模式和 40X 水镜拍摄活细胞的图像，分辨单个线粒体并检测线粒体形态变化。使用 MetaXpress 高内涵图像采集和分析软件中的 Custom Module Editor（自定义模块编辑器）分析图像，使用“Granularity”模块和“Find Fibers”模块识别圆形颗粒和细长的线粒体（图 1）。

图 1 .线粒体形状的表型分析。

Molecular Devices 高内涵成像分析系统适用于各种细胞模型中化合物的药物开发或毒性评估。不同化合物处理会导致线粒体形态变化，膜电位的损失、以及细胞的程序性死亡等。MetaXpress 软件非常适合进行线粒体形态的测定，可以定义每个对象的数量、面积、强度、长度和形状（表1，2）。使用具有共聚焦模式的 40X 水镜对细胞进行成像，MetaXpress 自定义模块编辑器分析图像（图 2）。这些检测结果可以计算剂量反应和各种化合物的有效浓度，以及用数字来表征线粒体结构动力学（图 3）。

图 2 .化合物对线粒体的作用。使用MitoTracker Orange对线粒体进行染色（ 黄色 ），对照组（A）、缬霉素（B）、鱼藤酮（C）。

使用特定浓度的化合物（氯喹，鱼藤酮和缬氨霉素）处理 PC12 细胞，对细胞进行染色和成像。通过图像分析将线粒体结构确定为“纤维”（顶部）或“颗粒”（中部），底部为线粒体染色后荧光强度的变化。EC50的值取决于四个浓度依赖性复本和参数曲线的拟合（图 3）。

图 3 .使用氯喹（绿色），鱼藤酮（红色）和缬氨霉素（蓝色）处理 PC12 细胞。EC50的值取决于四个浓度依赖性复本和参数曲线的拟合。

在分析过程中，我们比较了水镜和空气镜对图像质量和分析的影响。结果显示，使用水镜可以提高图像质量，并且通常会导致 Z' 值增加（ 表 3 ）。图 4 显示了使用自定义模块编辑对线粒体表型进行计数和分析，以评估线粒体的健康、代谢、循环、复合效应和疾病状态等。并且，自定义模块编辑可以针对特定的细胞类型或疾病模型进行进一步的调整和修改。

表 1 .用图 3 所示的曲线定量 EC50。

表 2 .不同的对照和化合物处理方法的比较。上面四列数据分别是对照，10 um 的氯喹，300 nm 的鱼藤酮，和 10 nm 的缬氨酸霉素。

表 3 .与空气镜相比，水镜可以提高图像质量，获得更高的Z’值。

图 4 .自定义模块编辑器（CME）。

总结

Molecular Devices 高内涵成像分析系统适用于各种细胞模型中化合物的药物开发或毒性评估。使用高内涵成像和高级图像分析的线粒体动力学分析方法不仅可以量化线粒体的表型变化，而且这种多参数方法也可用于研究正常和病理结构变化以表征疾病模型或复合效应。

 主要特点 

• 获得高质量的图像，更好地显示线粒体形状和结构的变化

• 以更有效、更精确的方式量化和测量线粒体的表型变化

• 了解疾病的机制并评估各种细胞模型中的化合物毒性

参考文献：

[1]. Gottlieb RA, Bernstein D. Mitochondrial remodeling: Rearranging, recycling, and reprogramming. Cell Calcium, 2016, 60(2): 88–101.

[2]. Yoon Y, Krueger EW , Oswald BJ , et al. The Mitochondrial Protein hFis1 Regulates Mitochondrial Fission in Mammalian Cells through an Interaction with the Dynamin-Like Protein DLP1. Molecular & Cellular Biology, 2003, 23(15):5409-5420.

[3]. McLelland GL, Soubannier V, Chen CX, et al. Parkin and PINK1 function in a vesicular trafficking pathway regulating mitochondrial quality control. Embo Journal. 2014, 33(4):282-295.

[4]. Twig G, Elorza A, Molina AJ, et al. Fission and selective fusion govern mitochondrial segregation and elimination by autophagy. Embo Journal. 2008, 27:433–446.

[5]. Longo DL , Archer SL . Mitochondrial dynamics--mitochondrial fission and fusion in human diseases. New England Journal of Medicine, 2013, 369(23):2236-2251.

[6]. Qi X, Disatnik MH, Shen N, et al. Aberrant mitochondrial fission in neurons induced by protein kinase C{delta} under oxidative stress conditions in vivo. Molecular biology of the cell. 2011, 22(2):256–265.

[7]. Yu T, Sheu SS, Robotham JL, Yoon Y. Mitochondrial fission mediates high glucose-induced cell death through elevated production of reactive oxygen species. Cardiovascular Research. 2008, 79:341–351.

[8]. Ong SB, Subrayan S, Lim SY, et al. Inhibiting Mitochondrial Fission Protects the Heart Against Ischemia/Reperfusion Injury. Circulation, 121(18), 2012-2022.

[9]. Suen DF, Norris KL, Youle RJ. Mitochondrial dynamics and apoptosis. Genes Dev. 2008, 22:1577-590.

[10]. Konopka AR, Suer MK, Wolff CA, et al. Markers of Human Skeletal Muscle Mitochondrial Biogenesis and Quality Control: Effects of Age and Aerobic Exercise Training. The Journals of Gerontology. 2014, 69(4):371-378.

实验名称: 基于压电陶瓷的声光模式转换实验

研究方向：光纤模式

实验内容: 用高频高压信号驱动压电陶瓷振动光纤产生模式转换

测试目的：利用功率放大器对驱动电压的放大实现压电陶瓷的GX率振动

测试设备: 压电陶瓷

放大器型号: Aigtek: ATA-2022H

实验过程:

信号发生器产生的高频正弦信号（1 MHz 附近）通过高频电压放大器后，幅值（峰峰值）被放大到百伏左右，能够很好地驱动压电陶瓷片振动，产生我们所需要的高频有效振动实现模式转换实验。

测试结果：

信号发生器输出的信号电压幅值很低，对于压电陶瓷片的驱动能力弱，其振动效率很低，无法满足我们对于模式转换所需要的高频GX率振动。而加了高压功率放大器之后，驱动电压大幅增加，使得压电陶瓷片振动强度大，其产生的声光作用强，模式耦合实验结果理想。

安泰的功率放大器广泛应用于MEMS 实验、压电陶瓷、水声（换能器）磁性材料的磁化特性（B-H 曲线）测量以及YL领域（磁场生物效应）等众多领域。安泰免费为西安本地客户提供上门演示服务，为全国客户提供样机演示服务，如需了解更多，欢迎访问安泰测试网。

　　2010年5月28日 马萨诸塞沃尔瑟姆 - 专注于提高人类健康及其生存环境安全的lingxian公司PerkinElmer, Inc., 今天宣布为新药开发和生物研究中的高含量筛选应用增添 3D 图像分析功能，该功能集成了本公司Z新版本的旗舰成像软件套件 Columbus 2.1 和 Volocity 5.3.2。

　　科研人员首次尝试将这两款功能强大的平台集成到一起，满足他们在高含量筛选应用中对 3D 成像分析日益增长的需求。先进的 3D 功能可以更清晰和更准确地观察细胞，及其与病原体或ZL化合物的相互作用，从而促进新药开发，帮助科研人员更好地了解细胞生物学。

　　Columbus 平台是一个可联网的开源式高容量图像数据管理和分析系统，它可以导入、导出、存储和管理各种不同格式、不同来源的图像元数据。Volocity 系统是 PerkinElmer 的高性能 3D 成像软件，它可以对图像执行采集、显示、定量和恢复等操作。

　　面临的问题：科学家们在科学研究中不断生成大量图像数据，如何对这些数据进行有效的管理和分析，是他们当今面临的巨大难题。

　　解决方案：新版本的 Columbus 和 Volocity 软件在这两款强大的软件工具之间架起一座桥梁。

　　具体方法：Z新版本的 Volocity 支持 Columbus 服务器，通过简便的拖放界面将 Columbus 中高含量筛选试验结果传输到 Volocity，进行强大的 3D 分析。

　　优点：研究人员现在可以将图像从 Columbus 传输到 Volocity 进行 3D 分析，然后再次返回到 Columbus 进行图像数据的存储和管理。

　　Columbus 2.1：速度提高 10 倍，因此能够处理 Volocity 分析过的海量图像文件

　　Volocity 5.3.2：目前支持 Columbus 服务器，能够在 Columbus 和 Volocity 之间进行方便的拖放链接操作。

　　关于 PerkinElmer, Inc.

　　PerkinElmer, Inc. 是一家专注于提高人类健康及其生存环境安全的lingxian公司。据报道，该公司 2009 年收入为 18 亿美元，拥有约 8,800 名员工，为超过 150 个国家/地区的客户提供服务，同时该公司也是标准普尔 500 指数的成员。

　　有关其它信息，请致电800-820-5046 或 +86(0)21-38769510 或 访问www.perkinelmer.com.cn。

病毒性疾病爆发是水产养殖业最严重的问题，具有传播快、发病快和致死率高等特点，对水产养殖业造成了巨大的经济损失；而疫苗免疫是对其进行防控的最有效措施。在水产动物免疫途径中，注射方式效果较好，但不适合渔业生产；浸浴免疫操作简单，适合在鱼苗和鱼类大规模养殖中推广使用，但是浸浴疫苗的应用需要克服生物屏障等阻碍作用，才能使疫苗发挥出理想的免疫效果。

研究发现，纳米载疫苗靶向递呈技术是解决水产养殖产业实现疫苗高效免疫保护最安全有效的手段之一；单壁碳纳米管(SWCNTs)是一种高效的疫苗载体，具有高穿透性、高承载力、易修饰性和安全性等特性；甘露糖受体(Mannose receptor)是抗原呈递细胞上的标志性受体，能够结合甘露糖修饰的抗原物质，可以作为疫苗的靶点。

近日，西北农林科技大学动物科技学院朱斌教授课题组运用纳米载疫苗靶向递呈技术，构建靶向性碳纳米管载疫苗系统，选择高效的疫苗载体(单壁碳纳米管)来突破生物屏障的限制，并利用合适的佐剂(甘露糖修饰的抗原物质)来增强疫苗的免疫效果，使疫苗充分发挥治疗和免疫保护效果。这些研究成果相继发表在期刊Vaccines和Journal of Nanobiotechnology，可以为其它水产动物纳米载疫苗系统的研究、应用奠定理论基础，对渔业的可持续发展和水产品食品安全生产具有重要意义。

文章一

草鱼呼肠孤病毒(GCRV)已被公认为是所有水生病毒物种中最具致病性，VP7作为GCRV的外衣壳蛋白，是一种可以诱导宿主免疫反应的主要抗原。通过构建靶向浸没疫苗递送系统(CNTs-M-VP7)，该系统由SWCNTs作为疫苗载体，GCRV VP7蛋白作为抗原，甘露糖作为抗原呈递细胞靶向部分。结果表明CNTs-M-VP7疫苗可通过粘膜组织(皮肤，腮和肠)进入鱼体内，呈现给免疫相关组织，显著诱导的成熟和呈递过程，从而引发强大的免疫反应。

a、CNTs-M-VP7纳米疫苗的制备过程；

b、巨噬细胞对纳米疫苗的吸收；

c、鱼组织中纳米疫苗的摄取；

d、用博鹭腾多模式动物活体成像系统检测接种鱼体内和体外荧光的分布；

e、草鱼接种后，用GCRV人工攻击后的相对存活百分比(每组n =100)。

文章二

鲤春病毒血症(Spring viremia of carp，SVC)是危害最严重的水产病毒性疾病之一，SVCV作为SVC的病原，其表面糖蛋白(G)被认为是一种主要抗原，可以诱导原发性宿主免疫反应。通过化学修饰的方法将SVCV的抗原蛋白(G)、功能化单壁碳纳米管和功能化甘露糖进行结合，构建了靶向性碳纳米管载疫苗系统(SWCNTs-MG)。结果表明SWCNTs-MG通过提高疫苗进入鱼体的含量，并增强对抗原呈递细胞的靶向呈递作用，进而提高疫苗浸浴免疫的效果。

a、SWCNTs-MG纳米疫苗的制备过程；

b、纳米疫苗在体内和体外的安全性评估；

c、鲤鱼巨噬细胞体外纳米疫苗的摄取；

d、鱼组织中纳米疫苗的摄取；

e、用博鹭腾多模式动物活体成像系统检测接种鱼体内和体外荧光的分布；

f、在接种的鲤鱼中用SVCV人工攻击后的相对存活百分比。

Tips   AniView 100多模式动物活体成像系统

AniView 100多模式动物活体成像系统作为广州博鹭腾生物科技有限公司推出的高灵敏度动物活体成像系统，其采用全密闭抗干扰暗箱，避免外界光源及宇宙射线对拍照影响的同时，配合零缺陷、科研级高灵敏背部薄化、背部感应型冷CCD相机，极大地提高成像的灵敏度。AniView 100可以检测到<100个Luciferase标记细胞，或＜10ng FITC。

参考文献：

1、Zhang C ,  Wang G X ,  Zhu B . Journal of Nanobiotechnology, 2020, 18(1).

2、Zhu B, Zhang C, Zhao Z, Wang GX. Vaccines(Basel). 2020;8(1):87. 

3、张晨.[D]. 西北农林科技大学,2019.

氧化铝（Al2O3）是一种白色晶状粉末，是一种无臭、无味、无毒的高硬度、耐高温化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃。粒度均匀的超细氧化铝粉体材料，具有多孔性、高分散性、绝缘性、耐热性等特点。高纯氧化铝按纯度分类，主要分为4N（纯度99.99%）、4N5（纯度99.995%）和5N（纯度99.999%）三个级别。5N级别的高纯氧化铝称为高纯超细氧化铝，通常用于锂离子电池、催化剂载体、透明陶瓷等领域。下面，我们就来探讨高纯超细氧化铝在锂离子电池行业中的应用。

总体上讲，高纯超细氧化铝在锂离子电池行业中主要应用于陶瓷隔膜涂覆、电极活性物质改性两个方面。

一、高纯超细氧化铝在锂离子电池陶瓷涂覆隔膜中的应用

（陶瓷涂覆隔膜结构图）

陶瓷涂覆隔膜是以PP，PE或者多层复合隔膜为基体，表面涂覆一层2-3um厚度的氧化铝材料，经过特殊工艺处理，和基体粘接紧密，起到耐高温、绝缘的作用，从而可以防止动力电池因温度过高，隔膜熔化而短路，显著提高锂离子电池的耐高温性能和安全性。陶瓷涂覆特种隔膜特别适用于动力电池。

隔膜性能决定了电池的内阻和界面结构，进而决定了电池容量、安全性能、充放电密度和循环性能等特性。与基膜相比，陶瓷涂覆隔膜具备如下特殊性能：

1、良好的化学稳定性：氧化铝涂层可中和电解液中游离的HF，提升电池耐酸及耐有机溶剂性能，提高了电池安全性能；

2、良好的机械性能：拉伸强度高，穿刺强度高，降低了循环过程中的机械微短路，有效提升循环寿命；

3、良好的热稳定性：氧化铝涂层具有优异的耐高温性，在180摄氏度以上还能保持隔膜完整形态热收缩率低，具有较高的破膜温度；

4、良好的电解液浸润性：与电解液相容性好，吸液率高，具有良好的吸液及保液能力。

5、高倍率性：高纯超细氧化铝在锂离子电池中可形成固溶体，提高倍率性和循环性能；

6、独特的自关断特性：保持了聚烯烃隔膜的闭孔特性，避免热失控引起安全隐患；

7、低自放电率：氧化铝涂层增加微孔曲折度，自放电低于普通隔膜；

氧化铝作为一种无机物，具有优良的热稳定性、化学惰性及电解液相溶性，是锂离子电池隔膜陶瓷涂层的理想选择。适用于隔膜涂覆的氧化铝主要具有以下性能：

1、颗粒大小适中，粒径均匀。隔膜涂覆用氧化铝粒径D50一般在0.5um左右，颗粒均匀，分散性能、悬浮性能好。颗粒大小适中、粒径均匀的氧化铝颗粒能很好地粘接到隔膜上，既耐高温绝缘，又不会堵塞隔膜孔，不影响Li+在正负极间来回运动，从而提高锂电池的安全性能和使用寿命；

2、氧化铝纯度高。隔膜涂覆用氧化铝不能引入杂质，要求纯度不低于99.99%，否则会影响电池内部环境；

3、a相氧化铝晶型结构。α-氧化铝是所有氧化铝中最稳定的物相，具有耐热性强、成型性好、晶相结构稳定、硬度高、几乎没有催化活性等特点，采用a相氧化铝生产陶瓷涂覆隔膜，可以保证陶瓷涂覆隔膜具有良好的化学稳定性、热稳定性、对电解液的相容性及浸润性。

4、安全环保。全无机成分，纯度高，无毒无害，绿色环保，符合国家标准以及国际环保要求。

二、高纯超细氧化铝在锂离子电池活性物质改性中的应用

锂离子电池活性物质的改性包括掺杂、包覆、表面氧化、还原改性几种方式，高纯超细氧化铝在锂离子电池活性物质改性中的应用主要表现在包覆和掺杂两个方面。

1、纳米氧化铝中的铝离子掺杂到钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、磷酸铁锂（ LiFePO4）、钛酸锂（Li2TiO3）、镍钴锰酸锂（NCM）、镍钴铝酸锂（NCA）等活性物质中，可以提高电池的电压，从而提高电池使用的安全性。同时，铝离子掺杂可以形成固溶体，稳定晶格结构，提高电池的倍率性能和循环性能。

（镍钴锰酸锂包覆氧化铝后电镜图）

2、用纳米氧化铝对钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等活性物质等活性物质进行包覆，形成纳米厚度的氧化铝包覆层，可大幅度减小界面阻抗，提供额外的电子传输通道，阻止电解液对电极的侵蚀作用，并且能容纳粒子在Li+脱嵌过程中的体积变化，防止电极结构的损坏。包覆层还可以YZ氧的生成和LiPF6的分解，避免活性物质与电解液直接接触，减少电化学比容量损失，从而提高活性物质的电化学比容量，改善其循环性能，延长使用寿命。相反，过厚的包覆层则会导致电化学性能的恶化。实验表明，当氧化铝包覆量相对于LiCoO2的摩尔百分含量为1.5％时，包覆Al2O3的LiCoO2充放电性能好。

【参考文献】

[1] 杨勤峰，高虹. 锂离子电池正极材料钴酸锂的氧化铝包覆研究.

[2] 张泽波，郭鸣凤，杨瑞敏. Li-LiCoO2蓄电池循环寿命及交流阻抗研究.

[3] 新材料在线. 一张图看懂氧化铝在锂离子电池隔膜上的应用.

[4] 陈仕玉. 锂离子电池安全性添加剂.

[5] 于宾，焦晓宁. P（VDF-HFP）/Al2O3复合锂离子电池隔膜的电化学性能.

[6] 雷杰，华亮. 动力型锂离子电池正极材料磷酸铁锂包覆技术发展分析.

[7] 黎永志，王仙，刘林佩. 高电压钴酸锂的改性及其储能特性探讨.

[8] 百度百科. 氧化铝.

尊敬的老师：

您好！我们诚挚地邀请您参加 5 月 26 日在上海举办的高内涵成像技术与应用研讨会。本次应用研讨会旨在与科学家面对面的交流，分享使用高内涵成像和分析技术的经验，期望为相关研究领域提供有用的信息，拓展思路。

高内涵成像分析系统是一种集高分辨率、自动化、智能化、高通量于一体的通用检测技术平台，其为细胞水平的研究分析提供了高效的解决方案，是创新药物研究、中药药效、肿瘤研究、神经生物学、免疫学、干细胞研究等领域的重要研究工具。此次会议我们邀请企业、科研等专家学者共聚一堂，带来 ImageXpress 高内涵成像分析系统在各研究领域最 新进展和应用。

我们期待您的参与，并再次感谢您的关注和支持！

美谷分子仪器（上海）有限公司

时间

2023 年 5 月 26 日

地点：

上海浦东由由喜来登大酒店（上海市浦东新区浦建路 38 号）

推荐到达方式：

地铁 4 号线塘桥站 3 号口右转 20 米

报名方式：

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