55000字论文范文如何将核微探针应用于生命科学

论文类型：论文范文

论文字数：55000字

论点：探针,耳石,质子

论文概述：

在耳石微化学分析实验中，验证了耳石中的Sr可作为鱼类生活环境盐度变化的指示剂，用于分析鱼类的生活史。文中应用micro-PIXE技术首次对幼獲的全耳石进行测量，对耳石中Sr/Ca比值进行分析，

论文正文：

第一章导言

1.1核微探针的出现和发展

人眼分辨微小物体的能力有限(约0.063毫米)。为了对物质的微观世界进行深入研究，人们不断实践、探索和发明各种微观设备。17世纪初，光学显微镜的出现打开了微观世界的第一扇门。1934年，电子显微镜的发明开辟了观察物质微观结构的新途径。然而，电子显微镜只能分析样品的表面或内部结构，而不能对样品微区中元素的组成和分布做任何事情。1956年，法国人发明了电子探针，并提出了电子探针微束分析的概念(EPMA)。它使用电子激发的x光来分析物质的元素组成。它是x光光谱学和电子光学技术的结合。然而，无论电子束聚焦的束斑直径有多小，由于电子束进入样品后的多次散射，散射角引起的散射增加了电子束的空标度，因此电子探针要求样品厚度小于0.1 μm。此外，电子激发的x光具有非常强的坚韧背景。由于质子质量是电子质量的1800倍以上，其有害辐射背景比电子低4个数量级(初始辐射强度与质量平方成反比)，这使得质子激发x射线的灵敏度为1？两个数量级。石喻，科学家开始尝试制造高能离子微探针。
核微探针技术是从电子探针的概念发展而来的。它们的基本原理非常相似:在准直、成形、聚焦和与物质相互作用之后，由放射源发射的某些能量的粒子可以用于样品微阵列的分析。因为离子的动量比电子高，所以电子探针使用的弱场聚焦(电磁螺线管)装置不能用来聚焦高能离子束，人们不得不寻找新的聚焦方法。直到1970年，哈韦尔实验室的ICookson等人试图用磁四极透镜聚焦3兆电子伏的质子束，以获得直径为4微米的束斑，这是世界上第一个[1号]核微探针。随后，许多实验室建造了自己的核微探针。迄今为止，世界上有100多个核微探针系统。1991年，牛津大学将核探针的分辨率提高到0.3束强度，1998年提高到50pa·[2]o，新加坡国立大学质子探针的分辨率提高到0.4 空,束强度提高到100 pA当空之间的分辨率为0.1时，同年最大光束强度为0.1帕·[3]，在德国莱比锡大学的小光束(fA)的情况下空和质子探针之间的分辨率为0.3a·[4]。2003年，新加坡国立大学的核微探针系统在小束应用方面达到了世界领先水平，在每秒约10，000质子的束流下分辨率为35 nmX75 nm [5]。
核微探针自在英国引入以来发展迅速，特别是在20世纪80年代末，它已发展成为一门独立学科，并定期举行国际学术会议。1987年，第一届核微探针技术及其应用国际会议在英国举行。第十三届国际会议将于今年7月继续在葡萄牙里斯本举行。表1.1列出了参加以前微波束会议的国家数量和发表的文章数量。
核微探针分析技术不仅可以给出样品微区中的元素类型和数量，还可以显示样品微区中的元素分布信息。它具有无损、快速、灵敏度高的特点，应用于生命科学、地球科学、高ⅱ_、环境科学、材料科学和微电子科学等地方。它在样品分析中发挥了很大的作用，取得了大量的研究成果。核微探针广泛的应用领域促进了R系统和分析技术的不断发展，进一步拓宽了核微探针的应用领域。随着核微探针系统的发展，新加坡国立大学的弗兰克·瓦特(Frank Watt)等人开创了质子束刻蚀技术(P束刻蚀)[6？质子束的高穿透能力、[/k0/]之间的小发散、内接结构的高高宽比和垂直光滑的侧壁使得该技术具有广阔的应用前景。许多核微探针实验室也在陆续拓展这一领域的研究工作，掀起了一股研究R质子束蜡烛雕刻技术及其应用的热潮。在2004年举行的第九届核微探针技术及其应用国际会议上，还举行了第一届质子束烛光技术国际研讨会。质子束刻蚀蜡烛技术起步较晚，但发展迅速，已成为核微探针应用的一个重要分支。表1.2显示了之前所有微珠会议中涉及的主题区域的比例。从表中可以看出，2004年以前，核微探针的应用主要涉及生命、考古、材料、环境科学等许多领域。自2004年以来，雨后春计数、地质学、考古学和环境科学等质子蜡烛雕刻技术的应用比例有所下降。目前，核微探针主要用于生命科学和质子束光刻领域，这两种应用的比例相当。

1.2核微探针分析技术

核微探针采用电聚焦和磁聚焦透镜系统，将加速器发出的MeV能量离子束聚焦成数量级直径的束斑，扫描分析样品微区。它的分析技术是基于高能离子束和物质之间的相互作用。入射到牺牲材料上的MeV离子束会产生各种受祝福的射线和粒子，如x光、x光、二次电子等。我们可以通过用不同的检测器检测相应的颗粒来分析样品的微区特征。图1.1高能离子束和物质之间的相互作用。表1.3列出了对应于这些相互作用的离子束分析方法。

第二章复旦核微探针是……14-20
2.1复旦核微探针……14-16
2.2系统……16-17
2.3光束调制方法……17-19
2.4 Omdaq 2007软件……19-20
第三章……20-37
3.1鳗鱼耳石的研究……20-22
3.1.1……20-21[/比尔/] 3.1.2鱼耳……21[/溴/] 3.1.3鳗鱼耳石的痕量化学……21-22[/比尔/] 3.2线鳗(ELVER)的迁移……22-28
3.2.1样品和……22
3.2.2实验……22-28
3.3……黄色鳗鱼[28-36/br/]3 . 3 . 1样品和真实样品……28-30[/比尔/] 3.3.2数据……30[/比尔/] 3.3.3耳石中心……30-33[/比尔/] 3.3.4实验性……33-36
3.4概述……36-37
第4章PIXE技术分析雷奈酸锶对骨骼的影响……37-43

摘要

本文对耳石及其他样品中的核微探针的研究结果如下:
在耳石微量化学分析实验中，耳石中的锶被证实是鱼类生活环境盐度变化的一个指标，并用于分析鱼类的生活史。本文首次采用微PIXE技术测量年轻耳石，并对耳石中锶钙比进行了分析。结果表明，我国东南沿海线路采集的迁移方向是从低亮度区向高纬区迁移。此外，银鳗耳石锶钙比分析表明，我国长江下游靖江口除了传统的淡水鳗鱼外，还出现了河口赖面。同时，本文提出的耳石中心核定位方法适用于各种上下游迁徙的鱼类。上述结果有助于深入研究嵌合体的生活史，有助于我国嵌合体渔业资源的预测和保护。
在评价银雷奈对骨质疏松症治疗效果的实验中，骨质疏松症引起骨微观形态的巨大变化。除钙元素外，锶元素也丢失了。雷奈酸可有效治疗雌激素缺乏引起的骨质疏松症。低剂量的银雷奈酸被骨髓吸收，同时促进钙的吸收，成为骨组织修复的趋势。

参考

[1]克莱恩。《P1XE和核微探针:复杂天然材料定量成像工具》，[。Nucl仪器甲基，2011，269(20)；2151-2162
[2]格林，道森，马什等人。《核仪器方法》，1991，54 ( 1-3) : 52-63，[3]瓦特，奥西波维茨，周东飞等。核微探针分析和成像:当前的艺术表现[。努克仪器甲基，1998，136: 313-317
[4]布特兹，弗拉格迈耶，黑特曼等人莱比锡高能离子纳米探针:第一结果报告[。努克仪器甲基，2000，161: 323-327
[5]瓦特，简·范·坎，伊·拉杰塔等.新加坡国立大学高能离子纳米探针设备:性能测试[.Nucl仪器甲基，2003，210；14-20
[6]瓦特，MBH·布里斯，贝蒂奥尔等人，质子束写作[。材料今天，2007，10 (6) : 20-29
[7]伊斯特勒.骨质疏松症[]。医学，2005，33 (12) : 61-65
[8]叶文平，辛德尔。林，安尼奥。孔庆东。中国物理学家对骨质疏松症的认识[。骨质疏松症国际。[2004，15 (4) : 329
[9]钟立中，庄文壮，沈海宏等.复旦核微探针的建立及性能[]。努克仪器甲基，2007，260 (1) : 109-113
[10]格林，道森先生。《牛津扫描质子微探针数据采集和处理的最新进展》，[，1998年。Nucl仪器甲基，1995，104 (1-4) : 107-113