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揭秘生物进化历程 显微CT识别化石精细结构

2020年06月30日 11:28:42来源:仪器网

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  【仪器网 行业要闻导读:如今,随着科学技术的快速发展,分析检测技术已经在各个领域都得到了广泛应用。在人们对检测要求不断提升的影响下,分析仪器和设备都在不断向一体化、智能化、自动化等方向发展。但在生物医药、材料分析及古生物研究等需要对精细结构或组织进行无损分析的领域,分析精度高、范围广、对样品无损坏的仪器和技术则更受推崇。
 
 
  CT即断层扫描系统,是利用X射线、γ射线、超声波等从各个方向通过待测物体,对样品某部一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X射线,将光电转换变为电信号,再利用计算机程序重构断层图像,获得三维图像。CT检测技术的主要优势就是能在不破坏物体的情况下观察其内部结构,获得物体内部信息。
 
  自1967年世界上第一台CT设备被发明以来,这一技术就被很快用于疾病诊断,在生物医学领域大放异彩。然而随着科学技术的发展和各个行业对于无损检测需求的提升,普通的CT技术已经无法满足科学研究对高分辨率的分析要求,显微CT应运而生,为高分辨无损检测技术提供了新的可能。
 
  显微CT是近几年逐渐发展起来的一种新型无损分析技术,其主要采用X射线成像原理,可以在不破坏样品的情况下,对骨骼、牙齿以及各种生物材料等离体标本进行高分辨三维成像。高分辨显微CT是获取材料内部微观结构信息的有效手段,在生物医学领域的动物活体成像、药物开发以及肿瘤病理学研究和古生物学的化石结构分析中具有广泛应用。
 
  在考古学中,科学家可以利用高分辨显微CT技术,对动物化石的精细器官以及内部微组织进行断层扫描和三维立体重建,帮助科学家进行生物进化历程的研究。节肢动物作为地球上物种多样性最高的动物门类,在生物演化的研究过程中占有非常重要的地位,其起源和分类更是古生物学研究领域的一个热点。
 
  近日,《细胞—当代生物学》发表了一篇题为《寒武纪大附肢类真节肢动物中不完全发育的口板》的论文称,云南大学和哈佛大学合作团队的研究人员借助高分辨显微CT技术和计算机三维复原等手段,对保存在化石标本内部的寒武纪大附肢类节肢动物—迷人林乔利虫头部口板等精细结构进行了成像,发现迷人林乔利虫在寒武纪已经进化出明显的、与现生节肢动物口板同源的结构,为节肢动物软体构造的发育生物学研究打开了新窗口。
 
  现在,显微CT已成为生物学、材料学中一种重要的快速、无损地进行高分辨三维成像工具。或许在未来随着技术的不断进步,它也会和光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等一样,成为实验室中一种标准的测量测试仪器,为科学研究做出更多的贡献。
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