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核微探针在生命科学中的应用及外束系统的建立

郑怡  
【摘要】:核微探针是一种不可替代的样品微区分析工具。它结合离子束分析方法,不但可以给出样品微区的元素种类和含量,而且能显示出样品微区的元素分布信息。 鳗鲡是经济价值很高的一种洄游型鱼类。近几年鳗苗资源的下降和波动一直困扰着我国的养鳗业。鳗鲡耳石的微化学分析研究,有助于深入了解鳗鲡的迁移行为,有利于鳗苗的渔业预测和资源保护。耳石中的Sr可作为鱼类生活环境变化的指示剂,Sr/Ca比可用于鱼类迁移的研究。文中采用micro-PIXE技术首次对幼鱼的全耳石进行测量,对不同纬度捕捞的线鳗的耳石S3阶段的Sr/Ca比进行分析,结果表明线鳗在中国东南沿海的迁移方向是由低纬度区域向高纬度区域迁移的。另外,对银色鳗耳石进行线扫描测量,分析耳石长轴方向上中心核到边缘的Sr/Ca比,发现我国长江流域下游靖江河口处有两种类型的鳗鲡:淡水型和河口型。文中提出的耳石中心核的定位方法适用于所有溯河或降河洄游的鱼类。 除了耳石的微化学分析外,核微探针还用于Sr盐对骨质疏松疗效的研究以及裸藻细胞(Euglenagracilis848)对稀土元素摄取的研究。骨质疏松症是威胁中老年人,尤其是绝经后妇女的一个全身性骨代谢障碍疾病。通过对雷奈酸锶治疗前后的大鼠骨骼中Ca、Sr含量以及骨骼微结构变化的比较,结果表明了Sr元素在骨质疏松中有重要作用,雷奈酸锶(Sr ran el ate)对由雌激素缺乏引起的骨质疏松症是有疗效的。研究裸藻细胞对稀土元素的摄取在稀土的污染防治和生物采矿方面有重要意义。通过micro-PIXE技术的定量分析,说明裸藻细胞对不同稀土元素具有选择性;通过对稀土元素分布、STIM及SEM等细胞成像的分析,表明稀土元素在胞内不是均衡分布的,可能富集在叶绿体中。 由于真空分析技术对含水样品有局限性,在核微探针真空分析技术开展的同时,在微束管道上发展了外束系统。该系统的束流引出装置加工耗费少、性价比高,与真空靶室系统可方便替换。该外束系统可用于生物含水样品的微区分析,分辨率可达18μm;也可用于质子束微区辐照研究,分辨率在30μm内。 因为质子束贯穿能力高、空间发散小,刻写的结构深宽比高、侧壁垂直光滑等特点,质子束刻蚀技术已在多领域广泛应用。文中对抗蚀剂在质子束刻蚀中的用展开初步的探索,使用不同的抗蚀剂刻写结构,结果说明准备过程(如抗蚀剂甩胶、显影、实验参数选择等)对刻写的结果有很大影响。


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