儀器信息網(wǎng)訊 2018年8月5日至9日，2018美國電鏡年會(M&M, Microscopy and Microanalysis)在美國馬里蘭州的巴爾的摩市召開。作為全球最重要的顯微設(shè)備展覽之一，本次展會吸引觀眾約2000多名，參展商達(dá)120余家。

　　作為世界知名X射線分析儀器制造商，日本理學(xué)(Rigaku)在M&M 2018上推出其X射線顯微鏡新品——nano3DX。

Rigaku nano3DX

　　Rigaku nano3DX是一款真正的X射線顯微鏡(XRM)，能夠以高分辨率提供相對較大樣品的3D計算機(jī)斷層掃描(CT)圖像。 這是通過使用高功率旋轉(zhuǎn)陽極X射線源和高分辨率CCD探測器來實現(xiàn)的。 旋轉(zhuǎn)陽極提供快速數(shù)據(jù)采集和輕松切換陽極材料的能力，以優(yōu)化特定樣品類型的對比度。

　　什么是X射線顯微鏡?

　　層析成像是通過將對象切成薄片來研究對象的三維結(jié)構(gòu)。 顯微斷層圖意味著切片非常薄; 足夠薄，可以通過光學(xué)顯微鏡觀察。 經(jīng)典斷層掃描是一個繁瑣且耗時的過程，并且還可能導(dǎo)致樣本的顯著擾動。 在X射線斷層攝影中，整個樣本以多個旋轉(zhuǎn)角度成像。 這些大量圖像由復(fù)雜的計算機(jī)算法處理，以提供可在任何方向切片的三維重建，從而為對象的內(nèi)部特征提供新的見解。 X射線顯微鏡以高于微米(μm)的分辨率提供這種可視化。

　　nano3DX特征

　　◆ 超寬視場，體積比同類系統(tǒng)大25倍

　　◆ 3個X射線波長(Cr，Cu和Mo Ka)，以優(yōu)化不同樣品基質(zhì)的成像

　　◆ 平行光束幾何結(jié)構(gòu)，用于高對比度和快速數(shù)據(jù)采集

　　◆ 自動5軸(XYZ和旋轉(zhuǎn))平臺和軸上成像系統(tǒng)

　　◆ 高分辨率三維(3D)圖像

　　◆ 高功率旋轉(zhuǎn)陽極X射線源

　　◆ 低Z材料的高對比度

　　◆ 高分辨率CCD成像儀

　　◆ 高分辨率，高對比度X射線顯微鏡

　　新的nano3DX可以讓您看到許多類型的樣品，包括那些具有低吸收對比度的樣品，例如CFRP，或更密集的材料，如陶瓷復(fù)合材料。 nano3DX允許您通過改變X射線波長來增強(qiáng)對比度或穿透力來實現(xiàn)這一目標(biāo)。

　　產(chǎn)品原理

　　在nano3DX中，使用真正的顯微鏡元件在檢測器中進(jìn)行放大。該設(shè)計將樣品放置在高分辨率探測器附近，允許近平行光束實驗。這意味著更高的儀器穩(wěn)定性和更短的數(shù)據(jù)采集時間，可提供同類X射線顯微鏡的最高分辨率。

　　nano3DX設(shè)計是對使用小光源和長樣本到檢測器距離的舊實現(xiàn)的巨大改進(jìn)。這種幾何放大率需要非常小的光源和極端的穩(wěn)定性以防止拖尾。數(shù)據(jù)采集時間可能很長，因為小功率也很低。

　　上圖顯示了nano3DX中可用的三種主要陽極材料：鉻，銅和鉬，以及它們對實驗的影響。隨著X射線輻射能量的增加，滲透率增加，但低原子量材料的對比度下降。對于骨和硅酸鹽，Mo是優(yōu)選的，但對于含碳材料，優(yōu)選Cu或Cr。這種靈活性對于快速獲得高質(zhì)量，高對比度的圖像至關(guān)重要。

　　應(yīng)用案例

　　鼠標(biāo)腓骨高分辨率

　　nano3DX非常適合以亞微米分辨率分析骨樣本。 nano3DX的一個重要特性是能夠以高分辨率觀察大樣本。在下面的示例中，使用nano3DX分析整個小鼠腓骨，這是第一次進(jìn)行全骨分析。

平行光束幾何結(jié)構(gòu)和nano3DX獲得快速高對比度圖像的能力允許從近端到遠(yuǎn)端收集骨的完整斷層圖像。對于每個切片，骨骼中的結(jié)構(gòu)清晰可見，包括近端較軟的軟骨。每個插入物中的比例尺長50微米，骨本身長約12毫米。清楚地描繪了骨髓，微血管和骨細(xì)胞空隙。

　　制藥

??? 上圖顯示了來自膠囊的單個藥物顆粒的分析。 第一幅圖像是重建的單個切片。 第二幅圖像是0.54μm粒子的內(nèi)部斷層照片

　　超寬視野

　　上圖顯示了碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)的實例。 纖維直徑為7μm。 圖像為1.8mm×1.8mm×1.4mm，體素尺寸為0.54μm。 體積由3300 x 3300 x 2500體素表示。 在相同的時間范圍內(nèi)，此體積比此分辨率下來自其他系統(tǒng)的單次掃描的可測量體積大25倍。

　　高分辨率

　　二維(2D)分辨能力直接顯示在上面的圖像中，其中每個像素的測試圖案的透射圖像為0.27μm，其中0.6μm的線被分辨。

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