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    蔡司課堂:有關蔡司Xradia 3D X射線顯微鏡(XRM)的概念

    發布時間:2021-02-02 13:49:41作者:來源:點擊:

     如果您想以非常高的分辨率對事物進行成像,則可以根據您的操作和操作方式來選擇幾種不同的方法。最常見的是人們對傳統的光學顯微鏡很熟悉,傳統的光學顯微鏡通常將​​樣品拋光成塊狀或切成薄片。

     
    這些準備好的樣本僅在二維上成像。您已經將其切成薄片,并且非常薄。本質上,在調查之前,您或多或少已破壞了樣本。這有一些例外,例如在體內和非侵入性地進行3D顯微鏡檢查,或使用3D成像系統(例如共聚焦或光片顯微鏡檢查)進行,但大多數情況下,您僅限于2D。
     
    您可以使用電子顯微鏡獲得非常高的分辨率,甚至可以達到納米級甚至更低的空間分辨率。再一次,這只是2D。因此,挑戰仍然存在;我們如何以3D方式對事物進行成像,以及如何(甚至更具挑戰性)對事物進行成像而不將其切開。如果您考慮日常生活,那么這一挑戰也會給您帶來挑戰。當您進入醫院時,常用的診斷技術之一稱為CAT或計算機斷層掃描(CT)掃描。之所以使用該選項,是因為另一種選擇是探索性手術,從某個區域提取一塊并將其放在切片上,然后將其放入光學顯微鏡中。這就是所謂的活檢,非常有用,但具有侵入性,并帶來后續風險。通常,侵入性手術不是可行的選擇,因此可以使用X射線。著名地 X射線可以穿透組織,而CT可以用于3D成像。如果我們想以非常高的分辨率進行此操作,則稱為“ microCT”。而不是毫米級(現代醫學CT可以做得更好),我們下降到微米級(甚至更低)。
     
    為此,您不必像臨床CT那樣使X射線源和檢測器圍繞您旋轉,而是讓源和檢測器保持靜止,然后將樣品放入儀器中并旋轉。X射線圖像以等間隔的角度增量獲取,然后據此重建三維體積。
     
    X射線成像的基本優點是它是非侵入性的,它使您可以對物體內部的結構成像。材料表征和分析的主要挑戰在于對復雜過程進行成像的能力(所謂的原位實驗)以及在多個尺度上對復雜結構進行成像的能力。蔡司Xradia系統的獨特之處在于它們不是X射線顯微鏡,而是X射線顯微鏡。蔡司X射線顯微鏡和microCT之間的最大區別在于X射線的檢測方式。在microCT中實現放大的方法是通過基于投影的放大–將樣品放置在非?拷黊射線源的位置,并且X射線像電影放映機那樣將光發散到很大的X射線檢測器上。這是非常有用的,但有一些缺點,其主要原理是您需要能夠將樣本移近源。蔡司Xradia系統具有二次放大功能,使其獨一無二。它們是市面上唯一在檢測器上具有這種二次放大率的系統。
    允許您做的是在大型對象中對對象成像,同時保持非常高的分辨率。如果您要應對那些重大的科學挑戰,例如多尺度和原位表征,那么這一點很重要。原位表征是指對材料中實時發生的過程進行成像。例如,也許我想獲得碳纖維復合材料并對其加壓,壓縮,拉動,加熱或冷卻。也許我想研究流經多孔材料或電池的流體流動過程,該流體會經歷充電和放電循環。
     
    隨著這些事情變得越來越復雜,執行這些任務所需的設備也越來越先進。同樣,在分析復雜的多尺度結構時,必須能夠放大大型樣本中的指定區域。在這兩種情況下,感興趣區域之外的材料都會阻止您將樣品放置在靠近源的位置,從而限制了幾何放大率。但是,您可以使用X射線顯微鏡內的二次放大倍率來維持高分辨率。
     
    這種方法的缺點是有時可能導致較長的采集時間,尤其是當您執行這些復雜的工作流程時,噪聲水平可能會很高。解決這些問題是我們今天要討論的,我們可以使用高級算法減少成像偽像和噪聲,加快采集速度并改善圖像質量的方法。
     
    更多關于蔡司顯微鏡的問題請咨詢具體銷售人員,本文由蔡司顯微鏡官方授權商友碩工程部小編Nicole整理完成,轉載請注明出處。
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