9. 什么顯微鏡能實時且無損地觀察膜/涂層的形成與損傷？（生物膜、納米材料、薄膜涂層、柔性電子、化工等）

什么顯微鏡能無損地觀察生物膜進展？

  光學相干斷層掃描 (Optical Coherence Tomography, OCT) 可以觀察生物膜的介觀尺度信息，無損，長時間觀測。OCT成像精度為毫米級分辨率，尺寸為介觀尺度(毫米量級)。

  世界上很多科學研究組都使用OCT成像來觀測生物膜的形成過程、以及生物膜結構在復雜多變培養設置和環境中的改變過程。其優勢的特性為快速至實時的全維度數據集獲取能力、無需樣品預處理的原位成像、以及對生物膜樣品的無損和完整膜結構表征。同時，OCT成像系統具備緊湊的結構和移動的便攜性，使得生物膜在培養儀器(如生物膜反應器)和運行條件(如水流)下可以被直接觀測到，實時觀測。因此，各種體系下的生物膜都可以通過OCT來成像，此優勢是其他目前可用的成像模式所無法比擬的。

如圖：生物膜結構成像應用中各種儀器的成像視場和尺度范圍（圖中的尺度范圍不基于各成像技術的最小分辨率）

其他方法區別如下：

1，掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)通常用于觀測生物膜從單個細胞開始生長的形成過程。

2，共聚焦激光掃描顯微鏡 (Confocal Laser Scanning Microscopy, CLSM) 可用于觀察生物膜的組分等微觀尺度信息，但無法準確表征生物膜結構在介觀尺度下的代表信息。

3，使用CLSM做生物膜的測量結果會引入很多不確定性，例如生物膜與凝集素結合的不確定性，熒光染料的穿透性和表達，熒光激發/發射衰減，熒光淬滅及其他。    有資料顯示，從CLSM系統獲取的圖像堆中計算所得的生物膜的孔隙率等相關特征參數較之OCT相差較大，OCT的數據結果更為準確。

4，超聲成像和X光計算微斷層掃描等技術也被用于生物膜的介觀尺度成像，但在進幾十年內，大部分科學家比較傾向于選擇磁共振顯微技術(MRI/MRM) 來觀測生物膜的三維圖像。MRI/MRM具備生物膜、自由流水、固體和溶解物種的同時成像功能，但也具備一些不可避免的缺點，例如高運行成本和維護需求、長測量時間等。   在成像速度和分辨率方面，OCT都具備了優于MRI/MRM的性能。