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Cronologia ed avanzamenti di microscopia dei raggi x

I raggi x sono stati scoperti da Wilhelm Conrad Röntgen nel 1895. Rontgen ha osservato la luce verde debole venire dal platinocyanide del bario mentre stava analizzando i raggi catodici del `' (o gli elettroni).

Credito: Andre Nandal/Shutterstock.com

J Krz, uno dei pionieri nel campo di microscopia della razza di X, ha descritto la cronologia del microscopio della razza di X come “storia delle spie, degli eroi, dei furfanti, delle false partenze e di una spazzola con fama reale„.

Cronologia del microscopio della razza di X

I raggi x non riflettono o rifrangere facilmente e le razze che passano attraverso un oggetto possono essere catturate facendo uso di un'unità ad accoppiamento di carica o di un rivelatore del CCD. Alcuni anni dopo la scoperta dei raggi x, le immagini dell'apparato circolatorio sono state catturate aumentando il contrasto nella radiografia. L'assorbimento delle razze di X dipende dalla densità di materiale; quindi, la rappresentazione dei tessuti molli richiede ad un agente supplementare di contrasto di prevedere le strutture con maggior chiarezza. Ciò è stata fatta mediante l'aggiunta di ossido di piombo.

Nel 1913, il filamento di tungsteno in un tubo a vuoto è stato usato come un catodo o sorgente delle razze di X. Questo tubo egualmente è venuto ad essere conosciuto come tubo di Coolidge del `' nominato dopo lo scienziato che lo ha inventato.  Dopo la seconda guerra mondiale, parecchi gruppi hanno lavorato a microscopia della razza di X. Paul Kirkpatrick ed Albert Baez in Stanford University (U.S.A.) hanno utilizzato gli specchi curvi parabolici per mettere a fuoco i raggi x.

Successivamente, la lastra grossa di zona di Fresnel di oro concentrico o gli anelli del nichel egualmente è stato utilizzato per concentrare le razze di X sopra al campione. Kirkpatrick, Cosslett e Engstrom hanno diretto l'esplorazione dei gruppi nel campo del microcopy della razza di X. Interessante, decenni più tardi, Cosslett è stato trovato per partecipare alle attività clandestine con il Soviet durante la guerra.

Uno dei punti di svolta principali nel campo del microcopy della razza di X era l'uso di radiazione di sincrotrone come sorgente dei raggi x. Il primo al microscopio basato a sincrotrone dei raggi x è stato costruito da Horowitz e da Howell nel 1972. Oltre ad alta luminosità, la radiazione di sincrotrone è egualmente musicale e coerente.

Le lunghezze d'onda per 7 nanometro - 0,7 nanometri sono utilizzate nella microscopia della razza di X che è egualmente il suo limite fisico di risoluzione. Ha un'alta profondità di infiltrazione di 100 nanometro e una risoluzione temporale di 10psec.

Avanzamenti nella microscopia dei raggi x

Risoluzione aumentata

La rappresentazione della razza X può essere eseguita facendo uso sia delle razze di X molli che dure. Le razze di X dure hanno lunghezza d'onda più breve di 0,2 nanometri, mentre i raggi X molli hanno lungamente lunghezza d'onda di quella. Le razze di X dure hanno maggior energia del andgreater di potenza penetrante ma possono indurre più danno sul campione durante la rappresentazione.

Recentemente, gli scienziati al laboratorio nazionale di Lawrence Berkeley hanno usato i raggi X molli, che hanno lunghezze d'onda variare da 1 a 10 nanometro, per raggiungere mai il più di alta risoluzione nella microscopia della razza di X. Hanno usato il ptychography, una tecnica di rappresentazione a diffrazione coerente, dove il raggio della razza di X sparso da un oggetto produce un reticolo di diffrazione. Questi dati poi sono registrati da un CCD dei raggi x (unità ad accoppiamento di carica) e un'alta immagine di risoluzione spaziale è ricostruita. Una risoluzione di 3 nanometro è stata registrata in questo studio.

Messa a fuoco migliore

Parecchi avanzamenti sono stati fatti nella tecnologia di messa a fuoco del raggio di raggi x. Lo specchio di Kirkpatrick-Baez, o lo specchio di KB in breve, è utilizzato per mettere a fuoco i raggi dei raggi x. Lo specchio di KB riflette le razze di X fuori da una superficie curva ed è ricoperto di metallo pesante.

Parecchie modifiche agli specchi di KB hanno fatto il sistema ottico estremamente preciso in cui nanofocusing dei raggi x è possibile. L'ultima ricerca ha riferito un punto messo a fuoco del raggio della razza di X di 5 nanometro.

Diminuzione delle aberrazioni cromatiche

Oltre agli specchi di KB, l'uso delle lastre grosse di zona di Fresnel (FZP) mettere a fuoco le razze di X è egualmente molto prevalente. Tuttavia, le lastre grosse di zona di Fresnel (FZP) hanno forti aberrazioni cromatiche. L'aberrazione cromatica o la dispersione cromatica accade quando una lente non può mettere a fuoco i colori di un raggio allo stesso punto convergente.

Ciò piombo a ` il colore che guarnisce' o la porpora del ` che guarnisce'. Quindi, nella maggior parte del microscopio disponibile dei raggi x c'è un rapporto tra l'immagine nello spazio risolta e l'immagine acromatica. per fissare questo problema, un gruppo di ricerca dall'università di Osaka, Giappone recentemente utilizzato un sistema ottico che consiste di due specchi monolitici di rappresentazione. Facendo uso di questa impostazione, potrebbero risolvere chiaramente 50 funzionalità di nanometro senza aberrazione cromatica.

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Last Updated: Aug 24, 2018

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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