How does X-ray fluorescence differ from traditional fluorescence microscopy?

XRF uses high-energy X-ray photons that expel tightly held electrons from inner shells, whereas traditional fluorescence microscopy uses lower-energy visible light and light-active molecules. X-ray photons are energetic enough to cause inner-shell ionization, producing characteristic fluorescent radiation unique to each element that enables elemental identification and quantification.

What happens when an X-ray photon collides with an atom in XRF?

A high-energy X-ray photon expels an electron from an inner shell of the atom. An electron from a higher-energy shell then falls into the vacancy, releasing a secondary photon proportional to the energy difference between the two shells. This emitted photon is characteristic of the specific element and forms the basis of elemental identification.

What types of samples can be analyzed using X-ray fluorescence?

XRF can be applied to biological, forensic, environmental, and art samples in various forms including powders, crystals, and liquids. The non-destructive nature of XRF makes it ideal for analyzing historical artifacts, crime scene evidence, and paleontological fossils without damaging the original material.

How are elemental maps generated in XRF analysis?

Once an elemental spectrum is collected, signals of elements of interest are isolated and measured at multiple locations across a sample through raster scanning. This pixel-by-pixel process generates images for all elements of interest, producing elemental maps that reveal the spatial distribution and concentration of specific elements within the sample.

Why is sample preparation important before XRF analysis of biological cells?

Proper sample preparation ensures cells adhere securely to the silicon nitride window and remain intact during analysis. Sterilization with UV radiation, fixation with paraformaldehyde, and careful handling prevent contamination and cell damage, enabling accurate elemental mapping and reliable identification of metals like copper, iron, and zinc within cellular structures.

What information can forensic scientists obtain from XRF analysis of gunshot residue?

Gunshot residue contains gunpowder, ignition primer, and metal from the casing and bullet. XRF identifies the elemental composition of this residue, providing information that can identify the culprit and weapon used in crime scene investigations through the characteristic metal signatures present in the residue.

How does XRF contribute to understanding paleontological specimens?

By characterizing the elemental composition of fossils using XRF, researchers gain new information about long-extinct life forms. Better-preserved samples can reveal the elemental composition of soft tissues that deteriorated millions of years ago, providing insights into ancient organisms and their biological processes.

Рентгенофлуоресцентная терапия (РФА)

0 просмотров07:45 мин

1. Подготовка окон на основе нитрида кремния

Используйте обратный пинцет, чтобы поднять окно (окна из нитрида кремния разобьются при падении).
Поставьте окно на предметное стекло плоской стороной вверх.
Приклейте небольшие кусочки скотча к боковым сторонам окна и используйте их, чтобы приклеить окна к дну чашки для культуры.
Простерилизовать окна в посуде для культуры УФ-излучением. Это может быть достигнуто с помощью настройки автоматической сшивки на шкафу для УФ-сшивания с последующим дальнейшим УФ-облучением под УФ-лампой в ламинарном колпаке в течение примерно 1 часа.

2. Нанесение покрытия на стерилизованные окна из нитрида кремния

Держите блюдо под углом примерно 45°.
Добавьте фильтрующий материал пипеткой к краю чашки и медленно уменьшите угол наклона, чтобы покрыть окно фильтрующим материалом.
Добавьте клетки в чашку для культивирования, таким же образом, и инкубируйте.
Время от времени наблюдайте за клетками с помощью светового микроскопа, чтобы определить, когда они готовы к использованию.

3. Фиксация и сушка клеток

В вытяжке с ламинарным потоком удалите фильтрующий материал с помощью легкой аспирации, наклоняя чашку, как описано выше.
Добавьте PBS, пипетируя к краю тарелки, держа ее под углом. Медленно уменьшите угол наклона, чтобы покрыть окно PBS.
Снимите PBS с помощью осторожной аспирации.
Пипетируя к краю чашки и, держа ее под углом, добавьте 4% PFA/PBS, pH 7, чтобы покрыть клетки. Выдержать в таком растворе 20 минут при комнатной температуре.
Удалите смесь PFA/PBS и утилизируйте как опасный материал.
Добавьте PBS, пипетируя, как описано выше.
Повторите шаги 3.5 и 3.6 дважды.
Удалите PBS с помощью легкой аспирации.
Добавьте 20 мМ ТРУБОК, 200 мМ сахарозы, pH 7.
Удалите ТРУБКИ/сахарозу с помощью легкой аспирации.
Повторите шаги 2.8 и 2.9 дважды.
Быстро промокните края и заднюю вмятину окна салфеткой Kimwipe, затем положите окно на чистую поверхность, например, на резиновый сетчатый коврик, чтобы оно высохло.

4. Рентгенофлуоресцентная визуализация клеток

Как только образец высохнет, проверьте наличие клеток на окнах с помощью светового микроскопа.
Используйте лак для ногтей, чтобы закрепить окна на алюминиевом держателе, предусмотренном балкой.
Вставьте алюминиевый держатель в кинематическое крепление, а затем установите его в точку фокусировки оптики в рентгеновском микроскопе и под углом около 45° к падающему рентгеновскому пучку, установленному на столиках нанопозиционирования образца.
Выйдите из приборной зоны рентгеновского микроскопа (обычно это домик из свинцовых стенок) и откройте заслонку. Выполните остальные действия удаленно.
Используя зональную пластину или зеркала Киркпатрика-Баеза, сфокусируйте монохроматический рентгеновский луч (обычно с энергией 10 кэВ) вплоть до субмикронного размера.
Используя этапы нанопозиционирования образца и наблюдая за положением рентгеновского луча на образце с помощью предварительно откалиброванной камеры сцинтиллятора, определите подходящую ширину и высоту растрового сканирования для захвата данных образца.
С помощью детектора дрейфа кремния с дисперсией по длине волны под углом 90° к падающему лучу и на расстоянии около 3 мм или менее от образца собирают тестовый спектр с временем задержки 1–2 сек.
Просматривая тестовый спектр, выберите подходящее время задержки для сканирования, чтобы обеспечить достаточное соотношение сигнал/шум для интересующих элементов.
Выберите подходящее разрешение для сканирования, которое не должно быть значительно меньше размера пятна луча на образце и не больше, чем интересующие его особенности в образце.
Запрограммируйте сканирование в программном обеспечении для сканирования и соберите изображение.

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: Лаборатория доктора Лидии Финни — Аргоннская национальная лаборатория

Рентгеновская флуоресценция — это индуцированное испускаемое излучение…