• რენტგენის მიკროსკოპი
• უპირატესობები
• სპეციფიკაციები
• გამოყენების სფეროები
• ვიდეო

რენტგენის მიკროსკოპი Rigaku nano3DX

Rigaku nano3DX რენტგენის მიკროსკოპი საშუალებას გაძლევთ შეისწავლოთ დიდი ნიმუშების სტრუქტურა და შემადგენლობა მაღალი გარჩევადობით. ეს შესაძლებელს ხდის არა მხოლოდ გამოავლინოს, არამედ რაოდენობრივად გაანალიზდეს (როგორც მორფომეტრიულად, ისე სტატისტიკურად) ღრუები, ბზარები და სხვა დეფექტები, ელემენტარული და ფაზური შემადგენლობის არაერთგვაროვნება მასალებში და მზა პროდუქტებში, კვლევის ობიექტების აბსოლუტურად განადგურების გარეშე. Rigaku nano3DX-ს აქვს მაღალი სიმძლავრის მბრუნავი ანოდური რენტგენის წყარო, რომელიც იძლევა ექსპერიმენტული მონაცემების სწრაფად მოპოვებას და სხვადასხვა ანოდურ მასალებს შორის გადართვას კარგი კონტრასტისთვის და/ან უფრო დიდი შეღწევისთვის.

დადგენილია, რომ ბიოლოგიური ობიექტების თხელი გარსები ან ორგანული ფირები საუკეთესოდ არის შესწავლილი ქრომის ანოდის გამოსხივების გამოყენებით. აქტიური სამკურნალო ნივთიერება ფარმაცევტულ ტაბლეტში და ნახშირბადის ბოჭკოებით გამაგრებული კომპოზიციური მასალა ყველაზე კონტრასტულად გამოიყურება სპილენძის ანოდის გამოსხივებაში. ხოლო ძვლოვან ქსოვილებთან, სილიკატებთან და ალუმინის კომპოზიტებთან მუშაობისთვის აუცილებელია მოლიბდენის ანოდის გამოსხივება. და ამისათვის თქვენ არ გჭირდებათ სამი განსხვავებული მოწყობილობის შეძენა. რიგაკუმ შეძლო ყველა ამ ფუნქციის ერთში განხორციელება.

რენტგენის გენერატორი მბრუნავი ანოდით - MicroMax-007 HF - დამონტაჟებულია როგორც გამოსხივების წყარო nano3DX რენტგენის მიკროსკოპში. მისი დიზაინი მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია წინა თაობების მსგავს წყაროებთან შედარებით და არ საჭიროებს ინტენსიურ მოვლას. შედეგად მიღებული რენტგენის ნაკადი ინტენსივობით შედარებულია სინქროტრონის გამოსხივებასთან. ხელმისაწვდომია სპილენძის, ქრომის და მოლიბდენის ანოდები (შეიძლება ღილაკის დაჭერით შეიცვალოს).

nano3DX რენტგენის მიკროსკოპში სურათების გადიდება ხდება სპეციალური დეტექტორის გამოყენებით მცირე მგრძნობიარე ელემენტებით. ეს დაყენება (ზემოთ ნაჩვენები) მოიცავს ნიმუშის განთავსებას მაღალი გარჩევადობის დეტექტორთან. ახასიათებს სიგნალის დაგროვების მოკლე დრო, მაღალი სტაბილურობა და გარჩევადობა. სხვა ინსტრუმენტებში გამოყენებული წრე (ქვემოთ ნაჩვენები) ხასიათდება დიდი მანძილით ნიმუშიდან დეტექტორამდე. გამოსახულების დაბინდვის თავიდან ასაცილებლად საჭიროა წყაროს მცირე ზომები და უკიდურესად მაღალი სტაბილურობა. შედეგად - ხანგრძლივი სიგნალის დაგროვების დრო და დაბალი ხმაური და ვიბრაციის წინააღმდეგობა.;

Nano3DX დიაგრამა

სხვა მოწყობილობებში გამოყენებული წრე

მარცხნივ სურათზე ნათლად ჩანს, რომ ციფრული გარჩევადობით 0,27 μm/pixel, ხაზები 0,6 μm ტესტის ობიექტზე აბსოლუტურად მკაფიოდ არის გადაწყვეტილი.

• მუშაობს პარალელური სხივის დიზაინის გამოყენებით მაღალი კონტრასტის და მონაცემთა სწრაფი დაგროვების მისაღებად;
• მაღალი გარჩევადობა დიდ და საშუალო ზომის ნიმუშებზეც კი;
• მიღებული სურათების მაღალი კონტრასტი სხვადასხვა მასალისგან დამზადებულ ანოდებს შორის გადართვის შესაძლებლობის გამო;
• დიდი ხედვის ველი;
• მაღალი ციფრული გამოსახულების გარჩევადობა;
• მონაცემთა დაგროვების მაღალი სიჩქარე რენტგენის წყაროს მაღალი სიმძლავრის გამო;
• მეგობრული ინტერფეისი;
• პერსონალის უსაფრთხოების მაღალი ხარისხი.

წყარო MicroMax™-007 HF

წყაროებს შორის გადასართავად, უბრალოდ გამოიძახეთ რენტგენის გამოსხივება და გადართეთ გადამრთველი!

ფარმაცევტული პრეპარატი ტაბლეტში

ტაბლეტი, რომელიც იხსნება ენაზე

რენტგენის მიკროსკოპი. რენტგენის ტალღის მოკლე სიგრძის გამო. R.m გამოსხივებამ შეიძლება მიაღწიოს დიფრაქციას. რამდენიმე რიგის ნებართვები. ათობით ნმ და თეორიის მიხედვით გარჩევადობის თვალსაზრისით, ის შუალედურ ადგილს იკავებს ოპტიკურ და ელექტრონულ მიკროსკოპებს შორის. ის საშუალებას გაძლევთ შეისწავლოთ არა მხოლოდ მატერიის მთლიანი სიმკვრივის განაწილება, არამედ კონკრეტული სიმკვრივის განაწილებაც. ქიმ. ელემენტები მათი მახასიათებლების მიხედვით. რენტგენი რადიაცია (შთანთქმა). ელექტრონული მიკროსკოპისგან განსხვავებით, R.m საშუალებას აძლევს ადამიანს შეისწავლოს ცოცხალი ორგანიზმები. ობიექტები.

გამოსახულების ფორმირების მეთოდიდან გამომდინარე, განასხვავებენ პროექციას, კონტაქტს, ამრეკლავს და დიფრაქციულ გამოსახულებას; რეგისტრაციის პრინციპის მიხედვით, რ.მ შეიძლება იყოს გამოსახულება, ობიექტის რეალური ან ჩრდილოვანი გამოსახულების ფორმირება, ან სკანირება (რასტერი), რომელიც აღრიცხავს გამოსხივებას ოპტიკურ ლინზაზე მდებარე ობიექტის ერთი ელემენტიდან. მიკროსკოპის ღერძი და სრული გამოსახულება (რასტერი) იქმნება თანმიმდევრობით ობიექტის გადაადგილება მიკროსკოპის ღერძთან შედარებით ზუსტი მექანიზმის გამოყენებით. ამ უკანასკნელი რეგისტრაციის მეთოდის უპირატესობებია რეზოლუციის დამოუკიდებლობა ოპტიკური ველის აბერაციებისგან. სისტემები და, შესაბამისად, არანაირი შეზღუდვა ხედვის ველის ზომაზე, ასევე ნაკლები რადიაცია. დატვირთვა კვლევის ობიექტზე.

R.m მოქმედებს რენტგენის ენერგიების ფართო სპექტრში. კვანტები - ათობით eV-დან ათეულ კევ-მდე. შორეულ აღმოსავლეთში სპექტრის ყველაზე მეტი ნაწილი. მნიშვნელოვანია ტალღის სიგრძის რეგიონი 2,3-4,4 ნმ, შესაბამისი ე.წ. „წყლის ფანჯარა“, რომელშიც მიიღწევა მაქსიმუმი. კონტრასტი ნახშირბადის შემცველ ორგანულს შორის. ცოცხალი უჯრედებისა და თხევადი ციტოპლაზმის ნივთიერება. დაშლის სტრუქტურის შესასწავლად გამოიყენება დიაპაზონის HF ნაწილში მოქმედი R.m. სტრუქტურული მასალები, რომლებიც შეიცავს ელემენტებს მაღალი at. ნომერი.

პროექციის რენტგენის მიკროსკოპითვითმნათობი ობიექტების სტრუქტურაზე დასაკვირვებლად, ეს არის კამერა ობსკურა (ნახ. 1, ა), ხვრელი მდებარეობს მცირე მანძილზე ( S 1) O წყაროდან და დიდზე ( S 2)- ჩაწერის ეკრანიდან E ან დეტექტორიდან. ასეთი პროექციის ზრდა რ.მ. მ = S2/S1, გარჩევადობა განისაზღვრება ხვრელის დიამეტრით დდა დიფრაქციული პირობები, დიფრაქცია. ზღვარი არის

ბრინჯი. 1. საპროექციო რენტგენის მიკროსკოპების სქემები თვითმნათობი (ა) და გამჭვირვალე (ბ) ობიექტების სტრუქტურის შესასწავლად; O - ობიექტი; I - გამოსხივების წყარო; E - ეკრანი.

გამჭვირვალე პროექციაში R.m.(ნახ.1,ბ) მიკროფოკუსირებული რენტგენი. წყარო I ქმნის O ობიექტის ჩრდილოვან გამოსახულებას E ეკრანზე, რომელიც ჩაწერილია ფოტოფილმზე ან სატელევიზიო დეტექტორით. ტიპი. სასრული ზომის წყაროსთვის დასეთი რ-ის დადგენილება განისაზღვრება ჯამით, სადაც და ჩვეულებრივ შემთხვევაში არის ~1 μm. R.m-ის პროექციის უარყოფითი მხარეა მცირე დიაფრაგმა და დიდი გამოსხივება. სკანირებულ ობიექტზე დატვირთვა.

საკონტაქტო რენტგენის მიკროსკოპი არის პროექციის რენტგენის მიკროსკოპის შემზღუდველი შემთხვევა S 2, უდრის ნიმუშის სისქეს, რომელიც დამონტაჟებულია პირდაპირ. კონტაქტი ფილმთან ან ეკრანთან. ამ ტექნიკას ზოგჯერ მიკრორადიოგრაფიას უწოდებენ. წყარო და დაყენებულია ნიშნავს. მანძილი O ნიმუშიდან და ზომა და, შესაბამისად, წყაროს სიმძლავრე შეიძლება იყოს მნიშვნელოვნად მეტი, ვიდრე R.m პროექციის შემთხვევაში. გარჩევადობა დამოკიდებულია ნიმუშის სისქეზე. ტდა კონტრასტი ობიექტის "ბნელ" და "მსუბუქ" დეტალებს შორის, დიფრაქციაში. ზღვარი . მაგალითად, = 3 ნმ-ზე და t = 3 მკმ ნმ. ამ რეზოლუციით სურათების დასარეგისტრირებლად გამოიყენეთ ფოტორეზისტები, გამოიყენება ფოტოლითოგრაფიაში და აქვს მნიშვნელოვნად მაღალი შინაგანი ღირებულება. გარჩევადობა (მაგალითად, PMMA ფისისთვის - 5 ნმ). შემუშავების ან ატრაკის შემდეგ, ობიექტის გამოსახულება იზრდება ელექტრონული ან ოპტიკური ტექნოლოგიის გამოყენებით. მიკროსკოპი

ამრეკლავი რენტგენის მიკროსკოპი შეიძლება იყოს როგორც გამოსახულება, ასევე სკანირება, ძოვების სიხშირით ან ნორმალური სიხშირის ოპტიკით მრავალშრიანი საფარით (იხ. რენტგენის ოპტიკა).რ. მ.ამ ტიპის სამუშაოები ტერიტორიაზე< 4 кэВ, рассматривается возможность осуществить эту схему Р. м. для более «жёсткого» излучения (в области- 10 кэВ). Классич. тип отражательного Р. м. скользящего падения - микроскоп Киркпатрика - Баэза, состоящий из пары скрещенных сферич. или цилиндрич. зеркал (рис. 2). В этой схеме источник О и зеркала А и Б расположены таким образом, что меридиональное შესახებ"და საგიტალური ასტიგმატური შუალედური წყაროს სურათები (იხ ოპტიკური გამოსახულება)სარკის მიერ შექმნილი ა, იქნება შესაბამისად საგიტალური და მერიდიალური გამოსახულებები B სარკესთვის, რომელიც ობიექტისა და გამოსახულების შექცევადობის გამო ქმნის წყაროს სტიგმატულ გაფართოებულ გამოსახულებას წერტილში. O 1. საბოლოო დიფრაქცია ასეთის ნებართვა ( - მთლიანი გარე ასახვის კრიტიკული კუთხე). ჰომოგენური საფარისთვის, შესაბამისად, ეს თანაფარდობა არ არის დამოკიდებული 0,1-ზე და რეგიონში< < 4 кэВ для наиб. плотных металлич. покрытий (напр., платины) составляет 5-7 нм. Реальное разрешение Р. м. Киркпатрпка - Баэза определяется сферич. аберрацией и комой и обычно составляет 1 мкм. Оно может быть повышено только за счёт уменьшения размеров зеркал и, следовательно, светосилы, к-рая в результате не намного превышает светосилу проекционного Р. м.

ბრინჯი. 2. Kirkpatrick-Baez-ის ძოვება-სიხშირის ამრეკლავი რენტგენის მიკროსკოპის სქემა; O - წყარო (გამომცემი ობიექტი); A და B - სფერული ან ცილინდრული სარკეები; O" და - შუალედური ასტიგმატური გამოსახულებები; O 1 - რეალური გამოსახულება.

ვოლტერის სარკის სისტემებით ამრეკლავი ძოვების ლინზებს აქვთ გაცილებით დიდი (2-3 ბრძანებით სიდიდის) დიაფრაგმის თანაფარდობა, რომელთაგან ყველაზე ხშირად გამოიყენება ჰიპერბოლოიდური-ელიფსოიდური სისტემა (იხ. ნახ. 2 ხელოვნებაში. რენტგენის ოპტიკა). თეორიული ოპტიკურზე ასეთი რ.მ. ჩუტყვავილა განისაზღვრება მიმართებით, სადაც მ- გადიდება, - ძოვების კუთხე დაახლოებით დიაფრაგმის % ტოლია. მაგალითად, სკანირების რადიომეტრისთვის, რომელიც იძლევა წყაროს შემცირებულ სურათს სკანირებული ობიექტის სიბრტყეში. M = 0.3 და ზე = 2.5 ნმ = 5 ნმ. რეალური გარჩევადობა დამოკიდებულია სარკეების დამზადების სიზუსტეზე, რომლებსაც აქვთ ღრმად ასფერული ფორმა და არის ~1 μm; თეორიის მისაღებად აუცილებელია გარჩევადობის სიზუსტე (-1 ნმ) ჯერ კიდევ მიუწვდომელია თანამედროვე ტექნოლოგიებისთვის. ტექნოლოგიები. ველის აბერაციები აისახება. ამ ტიპის R.m საკმაოდ დიდია და ზღუდავს ხედვის ველს კუთხით. მასშტაბები ~ 1°. მრავალშრიანი ჩარევის გამოყენება. საფარები შესაძლებელს ხდის q კუთხის გაზრდას და ამით გაზრდის ამრეკლავი ძოვების ლინზების სიკაშკაშეს.

შვარცშილდის სქემის მიხედვით ნორმალური სიხშირის ამრეკლავი ლინზა ძალიან პერსპექტიულია, რომელშიც გამოყენებულია სარკეები მრავალშრიანი საფარით (ნახ. 3).

ბრინჯი. 3. ამრეკლავი რენტგენის მიკროსკოპის დიაგრამა შვარცშილდის სქემის მიხედვით ნორმალური სიხშირის სარკეებით; მე - წყარო; Z 1 და Z 2 - სარკეები მრავალშრიანი საფარით; O - ობიექტი; P - რადიაციული მიმღები.

ამ ტიპის სკანირების მიკროსკოპი წარმოქმნის წყაროს შემცირებულ სურათს სფერული სარკეების გამოყენებით. თითქმის კონცენტრულად განლაგებული ფორმები. მოცემული პარამეტრებისთვის: რიცხვითი დიაფრაგმა ა, კოეფიციენტი შემცირება მდა მანძილი წყაროდან პირველ სარკემდე ს- არის ასეთი ოპტიმიზაცია. სარკეების გამრუდების რადიუსის მნიშვნელობები r 1და r 2და მათ შორის მანძილი, სფერული აბერაცია, კომა და ასტიგმატიზმი პრაქტიკულად არ არსებობს. დიფრაქცია ოპტიკური გარჩევადობა ღერძი განისაზღვრება როგორც ოპტიკური. მიკროსკოპი, თანაფარდობა, ტიპიური მნიშვნელობით A = 0.3-0.4 დიაპაზონში = 10-20 pm არის 30-50 ნმ. ასეთი რეზოლუციის მისაღწევად საჭიროა სარკეების ზუსტი დამზადება და მათი ურთიერთგანლაგება რიგის სიზუსტით.

დიფრაქციული რენტგენის მიკროსკოპში. ელემენტი არის Fresnel ზონის ფირფიტა, კიდეები მონოქრომატული. რადიაცია არის ობიექტივი ფოკუსური სიგრძით, სადაც r 1- პირველი ფრენელის ზონის რადიუსი, - ტალღის სიგრძე, m - სპექტრის რიგი. დიფრაქცია ფრესნელის ზონის ფირფიტის გარჩევადობა განისაზღვრება გარე ზონის სიგანით: = 1.22, სადაც პ- უკიდურესი ზონის რაოდენობა. დიაფრაგმის თანაფარდობა განისაზღვრება დიამეტრით, ამპლიტუდით მოდულირებული ფრენელის ზონის ფირფიტების დიფრაქციის ეფექტურობა არის დაახლ. 10% პირველში, 2% მეორეში და 1% სპექტრის მესამე რიგებში. დიფრაქცია რ.მ ჩვეულებრივ მუშაობს რაიონში

< 1 кэВ, т. к. для более жёсткого излучения тонкоплёночные зонные пластинки Френеля становятся прозрачными.

დიფრაქციული გამოსახულების დიაგრამა. R.m ნაჩვენებია ნახ. 4. როგორც წყარო მაქს. სინქროტრონები ხშირად გამოიყენება, გროვდება. რგოლები ან ტალღები, რომელთა გამოსხივება ადრე მონოქრომატიზებულია სპექტრულ სიგანეზე და კონდენსატორის გამოყენებით, მიმართულია O ნიმუშისკენ, რომელიც დამონტაჟებულია D დიაფრაგმის სიბრტყეში. მიკროზონის ფირფიტა (MZP) იძლევა ობიექტის გაფართოებულ გამოსახულებას დეტექტორის თვითმფრინავი. ნიმუშის გამოსხივების დოზა მნიშვნელოვნად მცირდება სკანირების დიფრაქციისას. R. m., რომელშიც გამოყენებულია მხოლოდ ერთი ფოკუსირების ზონის ფირფიტა. დიფრაქცია ყველაზე მეტი (1991 წლისთვის) რ.მ. ყველა რადიოტალღის უმაღლესი გარჩევადობა (~50 ნმ), რაც განისაზღვრება ზონის ფირფიტების წარმოების ტექნოლოგიის უკიდურესი შესაძლებლობებით.

ბრინჯი. 4. დიფრაქციული რენტგენის მიკროსკოპის სქემა ფრენელის ზონის ფირფიტებით; I - გამოსხივების წყარო; D 1 და D 2 - დიაფრაგმები; M - მონოქრომატორი დიფრაქციული ბადეებით; K - Fresnel ზონის ფირფიტა - კონდენსატორი; MZP - მიკროზონის ფირფიტა; O - ობიექტი; P - რადიაციული მიმღები.

რენტგენის მიკროსკოპების გამოყენება. რ.მ მაქს. პერსპექტიული პრობლემები ბიოლოგიასა და მედიცინაში (სურ. 5, 6). ისინი საშუალებას გაძლევთ შეისწავლოთ სველი ცხოვრების ბიოლი. საგნები - ერთუჯრედიანი ორგანიზმები, ქსოვილის მონაკვეთები, წ. უჯრედები, მათი ბირთვები (დამატებითი შეღებვის გარეშე). "რბილი" რენტგენის გამოყენება. სინათლის ელემენტების შთანთქმის ზოლების მახლობლად გამოსხივება შესაძლებელს ხდის ამ ელემენტების განაწილების შესწავლას ობიექტის სტრუქტურაში. მაკრომოლეკულებისგან შემდგარი ბიოპოლიმერები (ცილები, ნუკლეინის მჟავები და სხვ.) ეფექტურად შესწავლილია მაღალი გარჩევადობის კონტაქტური რენტგენის მეთოდით. მიკროსკოპია. იმპულსური წყაროების გამოყენება შესაძლებელს ხდის არასტაციონარული ობიექტების (მაგალითად, ცოცხალ უჯრედებში) პროცესების დინამიკის შესწავლას. მედიცინაში ქსოვილების სამგანზომილებიანი გამოსახულების მისაღებად, მუშავდება კომპიუტერული მეთოდები. რენტგენის ტომოგრაფიამიკროობიექტები.

რ.მ წარმატებით გამოიყენება მასალათმცოდნეობაში პოლიკრისტალური, პოლიმერული და კომპოზიტური მასალების სტრუქტურული თავისებურებების შესწავლისას (სურ. 7).

ბრინჯი. 5. ცოცხალი ადამიანის თრომბოციტების საკონტაქტო მიკროგრაფიული გამოსახულება, რომელიც მიღებულია პულსირებული რენტგენის წყაროს გამოყენებით (პლაზმის დაშლა გაზში). 10 ნმ-ზე ნაკლები ფუნქციები ჩანს სურათზე.

ბრინჯი. 6. რენტგენის დიფრაქციული მიკროსკოპით მიღებული დიატომების გამოსახულება. ემისიის ტალღის სიგრძეა 4,5 ნმ. მასშტაბი შეესაბამება 1 მკმ-ს.

ბრინჯი. 7. კომპოზიციური მასალის ნიმუშის საკონტაქტო მიკროგრაფიული გამოსახულება (ბოჭკოვანი მინა). მსუბუქი ადგილები არის მინის ბოჭკოები (დიამეტრი დაახლოებით 10 მიკრონი), მუქი ადგილები პოლიმერია. გამოსახულება ახასიათებს ბოჭკოების სიმკვრივეს, ერთგვაროვნებას, მიმართულებას და განაწილებას. ნიმუშის სისქე 400 მკმ, რენტგენის ფოტონის ენერგია< 30 кэВ .

რენტგენის მეთოდების განვითარებისათვის. მიკროსკოპია, მნიშვნელოვანია მაღალი ინტენსივობის რენტგენის წყაროების შექმნა. რადიაცია. ერთ-ერთი პერსპექტიული წყაროა მაღალი ტემპერატურის ლაზერული პლაზმა. სარკის პლაზმის გამოსახულების დახმარებით შესწავლილია ასეთ პლაზმაში მიმდინარე პროცესების სტრუქტურა და დინამიკა.

ნათ.:რენტგენის ოპტიკა და მიკროსკოპია, რედ. გ.შმალი და დ.რუდოლფი, მთარგმნ. ინგლისურიდან, მ., 1987 წ. V. A. Slemzin.