X射线显微CT技术无损检测检疫性杂草种子

为了探索检疫性杂草种子无损检测技术,建立全新的检疫对象鉴定模式,本研究使用X射线显微CT检测系统专用的三维快速重建以及可视化建模软件,通过数据采集、图像重建和三维重组,对检疫性杂草种子样品进行高分辨率内部断层扫描和整体三维成像。本研究实现了检疫性杂草苍耳属(非中国种)种子样品的层析三维成像以及内部二维信息的可视化。X射线显微CT技术可为口岸截获检疫性杂草的无损检测提供技术服务和支持。

20 Hz高时空分辨X射线单色光动态显微CT研究

与白光X射线动态显微CT(Micro Computed Tomography)相比,单色光X射线动态显微CT具有较低的辐射损伤和较高的密度分辨率,但是更难以平衡其空间和时间分辨率。目前,单色光X射线动态显微CT的最高时间分辨率可达到13.3 Hz,探测器有效像素尺寸为5μm。为了构建具有更高时空分辨率的单色光X射线动态显微CT系统,基于上海光源快速X光成像线站(BL16U2)的高通量密度单色光,将高速转台与三镜头大数值孔径快速X射线成像探测器相结合,构建了实验系统。以速发型聚氨酯材料为研究对象进行了验证实验,在15 keV单色光下动态显微CT的时间分辨率达到了20 Hz,探测器有效像素尺寸为2.2μm。对气泡运动进行相关定量分析,证明该系统具有高时空分辨率和高对比度分辨率,可以对复杂运动系统进行四维时空定量分析,为BL16U2线站用户进行高时空分辨率的复杂原位研究提供了强大的实验平台。

扫描型X射线荧光显微分析仪测定汽车零部件及内饰材料中铅、镉、汞、铬和溴

建立扫描型X射线荧光显微分析仪测定汽车零部件及内饰材料中铅、镉、汞、铬和溴等元素的方法。通过改变测量条件与测量方式选择最佳试验方法,采用成像图判断样品中是否存在目标元素。结果表明,5种元素的含量在0~300 mg/kg范围内与荧光强度成良好的线性关系,相关系数均大于0.993,样品加标回收率为82.3%~106.0%,测定结果的相对标准偏差为2.86%~6.63%(n=6)。该方法简单、快速,测定结果准确、可靠,适用于汽车零部件和内饰材料中有毒有害物质的筛选。

扫描电子显微镜和X射线显微分析原理及在镀层测试上的应用

扫描电子显微镜与X射线显微分析相结合，可同时进行镀层微观形貌观察和镀层成分的综合分析。

基于X射线相衬显微CT的肝肿瘤定量分析研究

新生血管对肿瘤提供无限生长的应用,但目前传统成像技术只能实现200μm的血管。本研究收集乏血型和富血型肝肿瘤标本20例,进行X射线相衬断层图像中可清晰显示肝肿瘤组织微血管的分布特征,与对应病理切片表现基本相吻合;通过灰度直方图和灰度-梯度共生矩阵提取图像特征,肿瘤图像特征统计结果表明两组存在显著差异(P<0.05),富血型肿瘤相比于乏血型肿瘤组织图像灰度分布不均匀、变化不规则、图像复杂度升高、清晰度降低,为进一步对不同类型肝肿瘤的诊断和特征评价提供数据支持和科学依据。

基于X射线相衬显微断层成像的真皮纤维架构表征

越来越多的研究表明,皮肤中的组织液可以沿纤维轨道长程流动。这种以纤维丝为轨道的液体流动与真皮层和皮下组织层的纤维骨架有关,而其中的三维纤维骨架结构尚未得到表征。利用上海同步辐射光源BL13W1线站的X射线相衬显微断层成像技术,得到了真皮层和皮下组织层内部的三维纤维骨架结构,结合计算机图形处理技术,成功表征了人体皮肤中的三维纤维骨架结构,发现真皮层中的纤维骨架具有长程有序且与真皮深度紧密联系的分布特征。为理解皮肤中组织液的长程流动现象提供了一种高分辨率的表征方法。

利用纳米透射X射线显微成像技术研究页岩有机孔三维结构特征

页岩纳米级孔隙的三维结构特征直接决定页岩气微观渗流机理,是完善页岩储层流动模型亟需解决的核心问题。本文以龙马溪组页岩有机孔样品(直径约7μm)为研究对象,分别利用同步辐射纳米CT和实验室纳米CT重建有机孔三维空间结构,针对两个装置获得的孔隙结构参数进行对比研究,结果表明:(1)龙马溪组页岩有机孔样品呈蜂窝状,孔隙度约60%,连通性较好;孔径分布呈双峰模式,集中于60~150nm和500~1400 nm;孔径大于500 nm的孔隙对样品的总孔隙度贡献较大。(2)同步辐射纳米CT与实验室纳米CT结果相较,孔隙度和孔隙总数两参数基本一致,喉道总数和喉道半径偏差较大;孔径分布和配位数分布规律虽然类似,但具体数值存在明显差异,值得进一步深入比较分析和研究。(3)纳米CT方法在页岩纳米孔隙三维结构表征方面存在阈值划分难度大与扫描视场过小的问题,可从切片重构算法、三维数据处理、表征单元体三方面进行改进。

X射线显微CT的应用现状及发展

介绍了X射线显微CT(X-ray Micro-CT),包括概念、原理及特点。然后综述了Micro-CT在医学、地质学、材料学等领域中的应用现状,表明Micro-CT以其极高的分辨率可以对被扫描介质进行成像,再通过一定的算法对图像进行三维重建,在重建的三维图像中可清晰地观测介质内部的微观几何结构,并可得出一系列的几何参数。最后分析了Micro-CT扩展应用(即对除尘用纤维滤料进行成像)的可行性,并提出了成像和数据处理的思路及存在的困难,Micro-CT是一项发展较成熟的技术,在许多领域获得了广泛的应用,又由于纤维滤料的性质,使得Micro-CT对纤维滤料进行成像是可行的。

X射线照片密度与显微密度计信号电压之间关系的实验探讨

探索了 X射线照片密度与显微密度计信号电压之间的关系。利用曲线拟合得到了 X射线照片光密度与输出电压关系的公式。经公式计算的密度值与实测密度值之间差别不大 ,其标准估计误差为 0 .0 178,完全可以用计算密度值来代替实测密度值。直接取其显微密度计输出的电信号 ,经公式转换成光学密度值后再进行 X射线照片的各种性能测试 ,避免了部分测试和换算误差 ,克服了过去密度测量的不便 。

软X射线谱学显微图像漂移的精确校正

上海光源软X射线谱学显微实验站(BL08U)新建成并投入使用,已实现30nm空间分辨的元素成像功能。由于机械精度和重复精度误差,不同能量扫描出的两幅或多幅图像位置会有一定量的漂移。在高分辨情况下图像漂移不仅给数据处理带来严重误差,导致分辨率下降,甚至产生错误,所以需对不同能量下的图像配准。硬件上用激光干涉仪对样品定位,并通过slope函数确定样品台移动的漂移规律,从而在移动样品过程中对位置动态校正。软件上发展一种新的基于图像分窗口相关性的数字图像自动配准方法,对采集到的两幅或多幅STXM图像配准,对每一子区的自动相关匹配来对整幅图像精确配准,在x和y方向配准精度可达小于1像素尺度(STXM目前的要求)。

中药显微结构的微聚焦管X射线相衬成像研究

采用基于微聚焦管的X射线相衬成像(XPCI)方法研究了多种中药材的显微结构,并与中药图谱及X射线吸收像相对照。实验结果表明,这种新的成像方法可以有效地对中药材的显微结构成像。与传统方法相比,其特点是不破坏样品结构且探测灵敏度较高。最后探讨了这种新的成像方法在中药显微鉴定领域的应用前景。

软X射线显微术

本文讨论了软X射线显微成像的衬度机制和成像原理 ,并且详细地介绍了各种软X射线显微成像的方法以及它们的发展状况 .

基于X射线显微CT的PBX热冲击损伤特征

为研究小尺寸高聚物黏结炸药(polymer bonded explosive,PBX)半球的热冲击损伤特征,针对Φ10 mm TATB基和HNS基PBX半球样品开展了0~100℃水浴温度冲击实验,利用X射线显微层析成像(Micro‐computed tomography,μCT)技术研究了样品损伤的三维形态和分布特征,并采用热弹塑性二维轴对称模型对样品温度冲击过程的热传导和热应力进行了模拟分析。CT结果表明温度冲击后2种样品均由边角起裂,其中TATB基PBX半球沿边部环向扩展,形态曲折,具有撕裂和脆断特征;HNS基PBX半球沿轴向基本贯穿,形态平直,具有脆断特征。数字模拟结果表明温度冲击过程中TATB基PBX半球内部产生较强的拉应力,由边角区域至中心区域拉应力先后超过其拉伸强度,导致主裂纹由半球边角区域萌生并向内扩展。样品损伤形态与温度冲击作用下的应力分布特征、黏结剂温度特性吻合。本研究为TATB基和HNS基PBX温度冲击损伤机理分析奠定了基础。

电镜X射线显微分析法在继发性血色病研究中的运用

目的 观察继发性血色病患者皮肤超微变化和微细构造的元素组成。方法 应用透射电镜并结合X射线显微分析法。结果 真皮毛细血管内皮细胞、巨噬细胞中存在 5型高电子密度颗粒 ,其中都含有铁元素 ;皮肤色素沉着和非沉着部位均证实有含铁小体。结论 皮肤中含铁小体存在是提示体内铁负荷过多的一项有效指标 ,皮肤色素沉着和非沉着部位活检对诊断本病均有价值。

软x射线近贴显微技术

软x射线近贴显微技术不但可使活的生物样品成象,分辨率高于光学显微镜,而且人为的样品准备程序在该技术中都可避免。本文描述了用高功率激光打靶产生的等离子体作为软x射线源而进行的近贴显微研究,并得到了分辨率好于1μm的结果。

用于软X射线显微术的氮化硅窗口的研制

氮化硅膜具有对软X射线吸收较小、成膜光滑、强度大和致密性好等优点，因而常选作为窗口材料。本文主要介绍了用于软X射线显微术的氮化硅窗口的制备工艺，给出在国家同步辐射实验室软X射线显微术实验站使用的实验结果。

X射线显微CT用于大鼠骨小梁结构分析的研究

应用X射线显微CT(X-μCT)对正常及骨质疏松大鼠的骨小梁结构进行了分析,并与骨组织形态计量法的测量值进行了比较,探讨了X射线光谱技术在骨结构分析中的应用。实验对大鼠骨样品进行X-μCT扫描,扫描条件为80kVp,80μA,360°旋转,帧平均4帧,角度增益0.4°,分辨率14μm。三维重建并分析了骨小梁结构,结构参数包括骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)以及骨小梁间隔(Tb.Sp)。结果表明,采用X-μCT分析不同组大鼠的骨小梁结构参数值之间存在显著差异(P<0.05),测定值与传统骨组织形态计量法的测定值显著相关,其中胫骨骨小梁BV/TV,Tb.Th,Tb.N,Tb.Sp的相关系数r分别为0.984,0.960,0.995,0.988,腰椎骨小梁各结构参数的相关系数分别为0.938,0.968,0.877,0.951。因此,X-μCT可以较好地呈现并区分正常骨组织、骨质疏松骨组织以及经雌激素治疗后骨组织的微观结构,可以实现对骨小梁结构参数的分析测定,与骨组织形态计量法相比是一种更精确、立体、快速且无损测量骨微结构和评价骨质量的方法。

木材细胞软X射线接触显微成像研究

首次运用同步辐射软Ｘ 射线接触成像术进行木材构造的研究，结果表明， 木材构造中的细胞大小形态， 细胞壁的分层结构， 微纤丝的排列， 交叉场纹孔等特征， 可以清晰地观察到， 因此该技术的应用对木材科学的发展将起促进作用。

大肠杆菌细胞的软X射线显微成象研究

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。