滨松中国成像大赛

往届参赛作品

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使用X射线微层析技术显示的昆虫气囊各向异性收缩

参赛者信息:肖体乔课题组

所用相机:Flash4.0 (C11440-22CU)

成像方法:X射线成像

相关设置:能量14keV, 样品-芯片距离50cm,ROI 2048×700,曝光时间2ms,转速360°每秒

 
 

详细描述

       来自摆动源的白光束通过由液氮冷却的Si(111)或Si(311)双晶单色器而单色化。输出X射线的能量范围为8-72.5keV,具有的能量分辨率小于0.5%。安装复合狭缝以限制单色光束的尺寸。一个电离室设置在下游,以监测实验过程中的通量。单色光束具有45mm(H)×5mm(V)的全视场。动态X射线显微技术(SR-μCT)系统的关键要素是基于sCMOS(Hamamatsu ORCA-Flash4.0,最大帧速率1000 Hz像素尺寸为6.5微米)的快速检测器和空气轴承旋转台(PI miCos,UPR-120 AIR,最大速度360°/秒)。为了获得最佳结果,仔细选择了实验参数。光子能量设定为14keV,采样到检测器的距离设置为50厘米,相机的ROI区域为2048×700像素(水平×垂直),一次投影的曝光时间为2ms,旋转速度为360°/秒。在这些参数下,一个数据集的采集时间为500 ms,包括136个投影在一个完整的180°范围。实验持续75秒,获得150个数据。图像重建后,获得了气囊在连续150个时间点的三维动力结构。
        该作品的论文发表在Scientific Reports | 6:32380 | DOI: 10.1038/srep32380
        题目:Anisotropic shrinkage of insect air sacs revealed in vivo by X-ray microtomography
        作者:Liang Xu1,2,*, Rongchang Chen1,*, Guohao Du1, Yiming Yang1,2, Feixiang Wang1,2, Biao Deng1, Honglan Xie1 & Tiqiao Xiao1,2 
        1Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201204, China. 2University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China. *These authors contributed equally to this work. Correspondence and requests for materials should be addressed to T.X. (email: xiaotiqiao@sinap.ac.cn)

        此外Flash4.0相机还被用于了在白垩纪中期缅甸琥珀中的木乃伊化早熟鸟翅膀的观察,同样是X射线成像。


        “我们对白垩纪全身羽毛的了解受化石记录本身的限制:压缩围绕骨骼的化石缺乏最好的形态细节,很少保留可见痕迹的颜色,而琥珀中的发现已经与其源动物分离。在这里我们报告了两个特别保存的来自缅甸琥珀的兽脚亚目翅骨科、全身羽毛和羽序,并且留有软组织的残余。
极小的尺寸和骨骼发育的翅膀,结合他们的数字比例,强烈表明遗骸代表对羟基鸟氨酸的早熟幼体。这些标本显示与现代鸟相关的羽毛类型存在在Cenomanian(99百万年前)的反鸟亚纲个体中,提供了羽毛排列和微观结构以及未成熟骨骼残骸的见解。这个发现为我们对不常保存的幼鸟理解带来了新的细节,包括第一个卵泡,羽毛束和白垩纪鸟类裸域的具体例子。”
 
        文章发表在:NATURE COMMUNICATIONS | 7:12089 | DOI: 10.1038/ncomms12089 |www.nature.com/naturecommunications
        标题:Mummified precocial bird wings in mid-Cretaceous Burmese amber
        作者:Lida Xing, Ryan C. McKellar, Min Wang, Ming Bai, Jingmai K. O’Connor, Michael J. Benton,
Jianping Zhang, Yan Wang, Kuowei Tseng, Martin G. Lockley, Gang Li11, Weiwei Zhang & Xing Xu