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黄金使表面在CT中可见

2022-07-11 08:36:33 来源: 用户: 

今天,使用计算机断层扫描(CT)来三维可视化和分析生物样本是一种常规程序。然而,在过去,很难看到许多生物的精细表面细节。来自科隆大学和波恩大学的科学家,以及波恩动物生物多样性研究博物馆的Alexander Koenig,现在开发了一种新方法,以数字方式捕捉和显示最精细的表面结构。为了达到这个目的,他们在样品上镀了一层薄薄的金。这种技术以前只用于扫描电子显微镜。除了生物科学的实施,新方法还为更多的实际应用领域带来了希望,如材料科学或制造公司的质量控制。解剖学杂志。

“到目前为止,我们研究对象的许多精细表面结构都无法用计算机断层扫描来表示”,科隆大学动物研究所的博士生彼得鲁尔(Peter Ruehr)解释道。他与波恩大学和Koenig博物馆的动物学家Markus Lambertz博士一起,开发了一种新方法,在数字扫描中查看这些低对比度结构。成功的关键是将现代X射线计算机断层扫描与传统的扫描电子显微镜样品制备相结合。

为了以数字方式捕捉生物体表面的刚毛或鳞片等结构,有必要选择性地增加X射线对比度。科学家们很快找到了解决办法:黄金。这种方法已经在扫描电子显微镜样品的制备中得到很好的确立,其中样品通常涂有极薄的金层。然而,直到现在,还没有人试图将这种方法转移到计算机断层摄影中。

将未处理的样品直接与层析成像前涂有金的样品进行比较,得到了想要的结果:以前在扫描中不可见的表面结构现在清晰可见。同时,内部解剖细节仍然可以不受任何限制地重建。

为了展示可能的应用范围,研究人员选择了许多具有精细表面结构的不同物体,以便在广泛的样本上测试他们的方法。彼得鲁尔(Peter Ruehr)解释说,“我们希望证明我们的新方法不仅适用于某些生物群,而且可以普遍扩展现代形态学的方法。”他们研究了各种昆虫、鸟类羽毛、植物部分甚至蜘蛛丝。“现在可以看到的形态学细节也可以用来从分类学和功能上考虑博物馆教育项目的应用,”Markus Lambertz博士补充道。

对于Lambertz博士来说,这种新方法的优势在于它容易获得,价格低廉,同时又极其强大。彼得鲁尔总结道:“通过首次结合两种已经成熟的方法,我们创造了一种全新的东西。这打开了一系列先前关闭的大门,甚至可以对最精细的结构进行三维评估。

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