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Analytical Chemistry

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蛍光 x 線 (XRF)

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蛍光 x 線、または蛍光 x 線分析、分光常温試料の元素分析を実行するために使用する非破壊分析技術であります。

蛍光 x 線分析は、生物学、法医学、環境もの芸術作品を含む、サンプルの広い範囲に適用できます。サンプルは、さまざまな形態、粉末、結晶、液体などもかかります。蛍光 x 線分析、サンプルは、蛍光放射と呼ばれる低いエネルギーで二次 x 線を放出する原因と x 線のビーム殺到です。

それを蛍光法と呼びます、しかし低いエネルギー可視光、あるいは光活性分子を使用しないという点で従来の蛍光顕微鏡と蛍光 x 線分析は異なります。

このビデオは、蛍光 x 線分析の基礎を紹介し、生物的サンプルの元素マップを収集する方法をデモンストレーションします。

十分なエネルギーの光子と原子を衝突、外殻電子の 1 つをエキサイティングなエネルギーが吸収されます。電子の緩和としては、通常の低エネルギー、二次光子を放出します。このプロセスは、蛍光と呼ばれます。蛍光顕微鏡で使用されるそれらのような低エネルギー光子と違って x 線光子が精力的に十分な完全に内殻からしっかりと開かれた電子を追放します。電子エネルギーの高いシェルからその後、欠員に分類されます。2 つのシェル間のエネルギー差に比例して光子が解放されます。各要素は、光子、またはスペクトル要素を識別し、現在の量を決定するための一意のセットを生成します。この現象は、蛍光 x 線と呼ばれます。

元素のスペクトルを収集すると、目的の要素の信号は分離できます。測定値は、イメージ、一度に 1 つのピクセルを生成するサンプル間で複数の場所で取得できます。このプロセスは、ラスター スキャンと呼ばれます。すべての要素のイメージをその後生成できます。これらの元素マップ サンプルに関する貴重な情報を提供します。蛍光 x 線分析の理解、元素マップを生成する生体細胞サンプルを準備する準備ができました。

まず、最初準備し、滅菌シリコン窒化ウィンドウで、スキャンの場所にサンプルを保持します。彼らは非常に壊れやすい、注意を使用します。それは平らな側面、ウィンドウに合わせます。培養皿でウィンドウを配置し、粘着テープの小片を使用して皿に付着します。

最後に、1 時間の紫外線によるシリコン窒化ウィンドウを殺菌します。

今ではウィンドウが滅菌されて、サンプルはそれに固定できます。まず、角度で培養皿を保持し、料理の側にメディアを追加します。徐々 に傾斜窓をコートに緩和します。同じ方法で料理にセルを追加し、インキュベートします。

使用する準備ができるまで定期的に光学顕微鏡で細胞を観察します。

層流フードのお皿からメディアを優しく吸引します。

その後、余分なメディアを削除するリン酸緩衝生理食塩水で細胞をすすいでください。

吸引、PBS、パラホルムアルデヒドとセルを修正します。20 分後混合物を削除し、有害廃棄物として処分します。

料理からウィンドウを削除すぐにエッジをしみと、キムワイプでウィンドウのインデント。きれいな表面を乾燥にウィンドウを設定します。

サンプルが乾燥していたら、光学顕微鏡にウィンドウの細胞の存在を確認します。

クリアのマニキュアを使用して、ウィンドウ アルミ ホルダーを固定します。

楽器マウントに試料ホルダーを挿入し、x 線顕微鏡の位置決めステージにマウントを配置します。

X 線顕微鏡光学系には、入射ビームに対して 45 度の角度の中心点のサンプル ウィンドウを配置します。

楽器周辺地域を終了し、被曝を最小限に抑えるために、リモートの残りの手順を実行します。

シャッターを開き、サブミクロン スポット サイズまで単色 x 線ビームを集中する光学系を使用します。

スポットの位置の事前校正カメラでイメージを作成することができます。位置決めステージを使用して、適切な幅とサンプルをラスターに必要な高さを決定します。

1-2 秒の滞留時間を持つ興味の要素のスペクトラムを収集します。

テスト スペクトルから興味の要素について十分な信号対雑音比を提供するために適切なスキャン時間を選択します。

次に、サンプルの必要な解像度を決定します。解像度は、興味の機能よりも小さいが、スポットのサイズよりも大きい必要があります。最後に、プログラムのスキャン ソフトウェアにスキャンし画像を収集します。

この実験では、いくつかの異なる要素のセルの元素マップを行いました。多くの金属は、銅、鉄、亜鉛など、細胞の重要な栄養素、セル内で明確に特定されました。

決定すると、各金属は、セル内で見つかる、その正常な細胞プロセスについて貴重な情報を解明することができます。さらに、金属系の疾患を理解できます。

蛍光 x 線は、科学分野の広い範囲で使用されます。蛍光 x 線の非破壊的な性質により、歴史的遺物の研究での使用です。美術史家は、もともと芸術作品に使用されている顔料を把握する手法を利用します。これは後背地、時間、および信頼性で消えている色など、仕事に関する情報を解明することができます。法医学者は、犯罪現場の調査の蛍光 x 線を使用するもできます。銃を発射すると、周辺が銃声が残でコーティングされています。銃ショット残基には、火薬、点火プライマーおよびケーシングや弾丸から、金属が含まれています。蛍光 x 線分析で収集された情報には、犯人と武器使用を識別できます。

蛍光 x 線にそれ自身を貸す研究の別のフィールドは、古生物学。ここでは、元素情報は以上 2 億 5000 万年前に住んでいた海洋の節足動物、三葉虫化石から収集されます。

化石の元素組成を把握すること、長い間絶滅の人生について新しい情報を得ることができます。時折サンプルも昔悪化して軟部組織の組成を提供できます。

蛍光 x 線のゼウスの概要を見てきただけ。今、x 線分光の理論と幅広いソースから元素の情報を収集する方法を理解する必要があります。

見てくれてありがとう!

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