两种微体化石三维无损成像技术的对比

近年来,各种X射线三维无损成像技术在古生物学领域的应用越来越广泛。但是,不同的X射线三维无损成像技术针对不同保存类型和尺寸的化石标本在成像效果上各有利弊。本文以埃迪卡拉纪陡山沱组磷酸盐化的动物胚胎化石为研究对象,将目前应用最广的两种X射线三维无损成像方法,即基于实验室X光源的吸收衬度显微断层成像技术和基于同步辐射光源的相位衬度显微断层成像技术进行了对比分析。通过对两种技术的原理、效率、空间分辨率和图像衬度的对比,认为基于同步辐射光源的相位衬度显微断层成像技术是目前对于均一矿化的微体化石最佳的三维无损成像解决方案。     

植物细胞软X射线显微成像研究

利用同步辐射为光源,以抗蚀剂ＰＭＭＡ为Ｘ光探测器,在波长为３２ｎｍ的单色Ｘ光条件下,对厚度约５μｍ的贝母子房切片进行了接触显微成像研究。与普通光学显微镜显微图相比,软Ｘ射线接触显微成像（ＳＸＣＭ）显微图则可见细胞核内细微结构,从而显示了ＳＸＣＭ在研究生物样品时的优势。     

大肠杆菌细胞的软X射线显微成像研究

软X射线显微术是研究含水甚至活性生物样品的有力工具。相对于光学显微镜 ,它具有更高的成象分辨率 ;相对于电子显微镜 ,它的样品制备简单—无须对样品进行脱水、染色和超薄切片等。报道的是利用合肥同步辐射X射线源和接触显微成象技术 ,对自然状态下含水的完整XL1 blueMRF′细菌细胞进行显微成象研究。从获得的显微图象中可以看出一些新的现象。含有DNA、蛋白质的拟核以及中体对波长 2 .4nmX射线具有较弱的吸收能力 ;不少细菌细胞的两端对 2 .4nm波长的X射线的吸收也具有很大的差异。这些有趣现象产生的根本原因和生物学意义有待进一步研究。     

缅甸琥珀内含物形态结构在X射线下的可辨识性

【目的】产自缅甸北部胡康河谷的缅甸琥珀形成于白垩纪中期。其艺术价值很高,同时其内含物的生物多样性程度也很高,故其科学价值也不可估量。显微CT能够提供化石(琥珀)内部解剖结构的高分辨率断层图像,故该方法日渐成为目前琥珀研究中的常用方法之一。然而在可见光下可见的琥珀内的生物结构,在X射线下却有不同的结果,这与现生研究材料在显微CT下的表现非常不同。本研究对产自胡康河谷的9块缅甸琥珀进行显微CT检测,试图对这个特殊的现象进行较为系统的解读。【方法】利用数码相机(Nikon 5200D)拍摄琥珀照片,并用Helicon Focus 5.3软件合成。通过显微CT技术扫描琥珀和计算机断层重建技术重建出缅甸琥珀内含物的三维结构形态。【结果】显微CT检测结果主要分为3种:完全无衬度、部分结构有衬度和整体结构有较好衬度。本研究对有较好衬度的琥珀内含物进行了三维重建,展示了琥珀内含物的外部和内部三维结构。【结论】琥珀内含物的可见光成像和X射线成像不存在一一对应关系,其原因和琥珀保存的好坏以及琥珀的密度差、琥珀围岩之间的对比度差异有关。琥珀形成和埋藏过程中的物理和化学变化非常复杂,其机理的探究也更为复杂和困难,本文对这个现象的主要类型做了较为初步的阐述,后续研究需要更为全面的选样和更为严格的实验设计才能够最终解决这个埋藏学上的难题。     

生物薄试样X射线显微定量分析技术的有效性研究

为了探讨生物薄试样的X射线显微定量分析(EPMA)技术的有效性,本文对Cliff-Lorimer因子(k因子)的计算值和EPMA测定值做了比较。结果显示生物试样中的一些主要元素如Cl,K,Ca的Cliff-Lorimer因子的计算值和EPMA测定值吻合得很好;还对不同含硫蛋白质试样中元素硫浓度计算值与EPMA测定值,及不同Ca²⁺含量试样中Ca²⁺浓度EPMA测定值与原子吸收光谱测定值做了比较。分别获得相关系数为0.994和0.989。这些结果说明用EPMA分析生物薄试样的结果是可以信赖的。     

超分辨显微成像技术在活细胞成像中的应用与发展

超分辨显微成像技术(super-resolution microscopy,SRM)可以绕过光学衍射极限对成像分辨率的限制,让以前观察不到的纳米级结构实现可视化,这一重大研究进展推动了现代生命科学和生物医学研究的进步与发展.细胞是生物体的基本组成单位,对活细胞内部的细微结构和动力学过程进行研究是掌握生命本质必不可少的途...     

显微CT技术在澄江生物群节肢动物研究中的应用—以Misszhouia longicaudata为例*

本研究以云南寒武纪澄江生物群节肢动物周小姐虫(Misszhouia longicaudata)为例,使用显微CT(Computed Tomography,计算机断层扫描的简写)技术对其保存在化石围岩内部的结构信息进行提取。通过Drishti软件对CT数据进行处理后,研究者可以在不破坏标本的前提下复原该动物腿肢较为完整的三维细节。此研究方法一方面对传统研究方法进行了重要补充,另一方面在研究中也对保存精美的澄江生物群化石起到保护作用,对这类标本的研究和保护具有重要意义。     

本学会召开X射线成像技术进展与应用专题研讨会

由上海市生物医学工程学会与通用电气中国研发中心主办,上海市生物医学工程学会生物医学信息专业委员会与放射医学专业委员会共同承办的"X射线成像技术进展与应用专题研讨会"于2011年5月25日假座于上海浦东新区博雅酒店顺利召开。参加会议的有从事医学成像技术的研究、开发、制造、应用等方面的专业人士。     

高性能微区X射线荧光光谱仪在寒武纪特异保存软躯体化石研究中的探索:以腕足动物化石为例*

随着国家对基础研究的日趋重视,我国的古生物学,包括早期生命和寒武纪大爆发研究取得了长足的进步,研究手段和仪器设备日益改善和提高,例如扫描电子显微镜(SEM)和X射线显微断层成像技术(Micro-CT)的使用已经十分广泛。本研究以我国滇东地区寒武纪澄江化石库和乌龙菁组关山生物群特异保存的腕足动物化石为例,运用高性能微区X射线荧光光谱仪对化石标本和围岩的成分进行了定性和半定量分析。由于X射线有一定的穿透能力,且生物体与围岩的组成元素不同,因此对标本的定性分析可快速清晰地显示出某些生物体在光学显微镜下未显示出的生物解剖结构;对化石中化学元素(Na-U)和化合物的半定量分析数据可大致揭示澄江生物群与关山生物群沉积矿物元素的区别,并且筛选出更适合用于高精度元素分析的标本。微区X射线荧光光谱仪在测试和扫描前对样品普遍不用进行前期处理,可用于样品表面扫描和微区分析,操作快捷、有效,加之其较大的样品台空间,是一种先进的高灵敏度、非破坏性的元素分析手段,能为对比研究诸如澄江生物群与关山生物群等不同时代生物群的特异埋藏条件和沉积环境提供新的信息。     

应用电镜X射线显微分析方法研究神经细胞内钙离子的分布

本文应用X射线能谱分析结合电镜技术研究了钙离子在青蛙交感神经节神经元内的分布及其在茶碱作用下分布的变化.实验结果表明在组织样品的电子致密沉积物EDD中含有钙离子成分.在青蛙交感神经节突触后神经元中,包含钙离子的EDD存在于质膜、亚表面池及线粒体中;在突触前神经末梢中,突触小泡的膜上也可观察到EDD.在茶碱作用下,交感神经节神经元的质膜、线粒体中的EDD大大地减少;在亚表面池中则没有或很少观察到EDD;突触前末梢中的突触小泡明显地趋向聚集,在突触小泡之间的连接处频繁地出现EDD.本文根据实验结果讨论了茶碱可能促使钙离子从交感神经元的上述部位中释放出来,并认为质膜、亚表面池和线粒体是细胞内钙离子的贮存部位,而亚表面池可能是主要的贮存释放部位.突触前神经末梢内形态上的变化可能与神经递质释放的机理有关.     

TRACKING POLLEN FLOW OF SOLANUM ROSTRATUM (SOLANACEAE) USING BACKSCATTER SCANNING ELECTRON MICROSCOPY AND X-RAY MICROANALYSIS

A technique using micronized metal powders was developed for both general labeling of pollen and marking of individual pollen grains. After labeling, pollen flow is analyzed by the use of backscatter scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. To test the efficiency and efficacy of the technique, we assessed differences in pollen distribution in Solanum rostratum, an enantiostylous species with dimorphic anthers which are putatively feeding and pollinating anthers. Pollen from each set of anthers was labeled using different micronized metal powders. We could not confirm the differentiation of functional anthers in S. rostratum. This technique provides an efficient and convenient method for tracking pollen movement within and between flowers, and anthers within a single blossom can be differentially marked.     

A DEVELOPMENTAL STUDY OF SILICIFICATION IN THE ABAXIAL EPIDERMAL CELLS OF SUGARCANE LEAF BLADES USING SCANNING ELECTRON MICROSCOPY AND ENERGY DISPERSIVE X-RAY ANALYSIS

A developmental study of the accumulation of silicon and other elements in the abaxial epidermis of sugarcane (Saccharum officinarum L.) leaf blades using scanning electron microscopy and energy dispersive x-ray analysis showed that accumulation of silicon progresses at different rates in each epidermal cell type. In basal cells of two-celled microhairs and in prickles there is accumulation of silicon while the leaf is immature and still enclosed within the spindle cluster of leaves and not involved in transpiration. After transpiration begins, all epidermal cells rapidly accumulate silicon. However, there are differences in the rate of silicon accumulation and in the maximum amount of silicon accumulation among the various cell types. This may relate to differences in their physiology or structure.     

轮枝菌形态的低温扫描电镜观察

本文报道寄生在昆虫、锈菌、蜘蛛及植物上的7株轮枝菌(Verticillium)和虫草菌(Cordyceps)的轮枝菌无性型的低温扫描电镜观察结果。试验表明该方法可以清晰地观察到保持完好而未变形的轮枝菌头状分生孢子球及分生孢子链,蜡蚧轮枝菌寄生在昆虫与锈菌号的形态具有较大差异。