复杂介观结构的电子断层扫描解析
正电子发射断层扫描基本原理及医护人员注意事项
辨率用来替 Ｐ Ｔ定 出不 同吸收 的相对位 置 ， 以更清楚 的在三 Ｅ 藉
维空 间里正 确的判 断 癌组织位 置 。因此 ，Ｅ Ｐ Ｔ和 Ｃ Ｔ的一 体化 整合 ， 将两 种影像设备 的长处 有机结 合在 一起 ， 就是将 功能 也
显 像 和 形 态 学 显像 的 优 势 进 行 了优 化 组 合 ， 样 完 美 的 整 合 设 这
部所受 的辐射剂量最大 。 Ｊ
一
步应用 。Ｃ Ｔ可 以提供高分辨率 、 信噪 比的断层 图像 ， 高 但不
能完整评价其 功能及 代谢 方面 的信息 。解 决 的方 法是将 Ｐ Ｔ Ｅ
和Ｃ Ｔ影像透过融合 的方 式 同时 呈现 ， 时 Ｃ 此 Ｔ清晰 的空 问分
次正 电子造影检查 的流程 可 以因为使 用 的放射 药物 不
变它们的生命活性 ， 而氟 的化学 性质 与氢 有相 似之处 ， 当氟代 替氢原子时 ， 此分子仍保持其生物 活性 。所 以这些核 素的标记 物如” Ｆ葡 萄糖 、３ １ Ｎ氨基 酸 、 Ｏ］ Ｃ Ｃ ：等 均可 参加 ［ Ｈ Ｏ、 Ｏ、 Ｏ
２ 医护 人员 的注意 事项
对于从事医用正 电子药物生产 的工作人员 而言 ， 在熟练 上 述 医用 回旋加速器 的操作 ， 悉医用正电子药物合成 程序及 分 熟
正 电 子 发 射 断 层 扫 描 基 本 原 理 及 医 护 人 员 注 意 事 项
孙伟张， 周
［ 中图分类号 】 Ｒ １２ ９
［ 章 编 号 】 １７ 文 ６２—７ ９ （０ １０ －８３０ １３ ２ １ ）５０ ４ －２
克， 向Βιβλιοθήκη 艳， 杨勤 ， 正奎 郭
［ 键词］ 正 电子发射断层扫描 ； 理 ； 关 原 医护 人 员 ； 护 防
复杂地质边坡工程勘察中电磁波层析成像技术的运用
High & New Technology︱12︱2017年1期 复杂地质边坡工程勘察中电磁波层析成像技术的运用司 涛1.21.重庆市勘测院, 重庆 4011212.重庆市岩土工程技术研究中心, 重庆 401121摘要：边坡工程的研究是一个废弃的采石场边坡，边坡高度约100m，边坡岩体内部喀斯特断裂构造发育、岩体结构和复杂的复杂性。
对于边坡的摩崖石刻利用的建设项目，我们应该详细调查技术确定坡体裂缝，分布特征的闫蓉和非破坏性的采取有效措施，岩体完整性评价在建筑工程上的摩崖石刻的影响。
本文分析了电磁波层析成像中的应用效果（EMT）在边坡的工程地质条件和工程地质解释的关键技术探索。
结果表明，电磁波层析成像的分布发育程度、断裂带和溶洞有效检测边坡岩体裂隙发育特征，根据电磁波的吸收和对边坡岩体的完整性分区的空间变异特征的有效评估变化的衰减系数，并提供技术基础建设和规划项目的悬崖设计。
关键词：电磁波层析技术；边坡岩体工程勘察；边坡工程地质中图分类号：P624 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）01-0012-01引言 在医学成像技术的电磁波层析成像技术相结合的原理，电磁波勘探技术和成像基于信息量大的优势技术，检测精度高，检测越来越多地应用于地质体的精细结构。
在国际早期的研究中，前苏联于20世纪70年代开始了电磁层析成像的研究，在1923年代，美国是第一个将其应用于钻孔的研究。
在中国的发展比较晚，在上世纪80年代开始在一些高校的研究，并逐步应用到实际项目中，该技术已广泛应用于金属矿山、非金属矿、石油、地下水，喀斯特地面和桩身质量检测等。
电磁波层析成像技术包括电磁波层析成像和电磁波层析成像和相位成像电磁波吸收系数，本文主要对电磁波吸收系数层析成像技术在工程地质勘察中复杂高边坡中的应用。
1 电磁波层析成像的基本原理 电磁波勘探和分配是基于在非均匀电磁波的传播速度和衰减特性的电磁波的变化来检测异常地质体的存在，基于CT 技术中常用的医学电磁波层析成像技术，通过电磁波扫描地下地质体发射一定频率，接收系统在观察对电磁波场特征的不同方向的检测区域，建立内部电磁场的地质体多方位通过反演计算及其繁殖场和基于空间分布的图像重建技术预防规律，并从精细勘探地质体结构和性能的变化。
CT计算机断层扫描分析
与普通CT机相比螺旋CT的优点是：
• • • • ①提高病变发现率 ②提高扫描速度 ③提高病变密度测定 ④可能减少造影剂用量 ⑤在造影剂最高时成像 ⑥可变的重建扫描层面 ⑦可建重叠扫描层面 ⑧可行多层面及三维重建
CT 机 房 示 意 图
CT机的基本组成
X线球管
高压发生器
扫 描 床
探测器和数据 收集系统
相关机型
• 飞利浦：新纳米CT，极速之心CT，微平板 CT，Ingenuity 系列 Elite，Ingenuity Flex³ ² ，Ingenuity CT 系列，Brilliance CT Big Bore，双排螺旋CT (Access Dual)， MX16ᴱᵛᵒ，iCT 系列(iCT, iCT Elite, iCT Elite FHD)，Access CT等。 • AquilionTM ViSION，Aquilion TM ONE， AquilionTM PRIME，AquilionTM CXL， AquilionTM RXL，AlexionTM， AlexionTM/Access edition等
影响CT图像的因素
1、窗宽、窗位 如果要获得较清晰且能满足诊断要求的CT图像，必须选 用合适的窗宽、窗位，否则不仅图像不清楚，还难以达到诊 断要求，降低了CT扫描的诊断效能。 2、噪声和伪影 噪声：分扫描噪声和光子噪声。 伪影有： 患者在扫描中移动、呼吸、肠蠕动等可造成移动伪影； 机器本身发生故障。 3、部分容积效应和周围间隙现象。 4、CT的分辨率 分空间分辨率和密度分辨率
相关机型
• 东软：NeuViz 16 Essence CT，NeuViz 128 精睿，NeuViz 64 In/En，NeuViz 16 Pro，NeuViz 16 Platinum，NeuViz 16 Classic，NeuViz Dual，NeuViz Twin等 • 日立：SCENARIA，Supria等
正电子发射计算机断层扫描
正电子发射计算机断层扫描（英语：Positron emission tomography，简称PET）是一种核医学成像技术，它为全身提供三维的和功能运作的图像。
正电子发射计算机断层扫描既是医学也是研究的工具。
在肿瘤学临床医学影像和癌扩散方面的研究方面有着大量的应用。
简介PET(Positron Emission Computed Tomography，PET)的全称为正电子发射计算机断层扫描，是核医学领域最先进的临床检查影像技术。
PET技术是目前唯一的用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术，具有无创伤性的特点，是目前临床上用以诊断和指导治疗肿瘤最佳手段之一。
[编辑]扫描器当注射到人体内的放射性同位素经历正电子放射衰变时(又称为正电子的β衰变), 它释放出一个正电子(即一个电子相对应的反粒子). 在经历了几个毫米的旅行后，正电子将会与生物体中的一个电子遭遇并湮灭，产生一对湮灭光子射向几乎背对背的两个方向。
当它们遇到侦测器中的闪烁晶体物质时，会造成一点光亮，而被光敏感的光电倍增管或雪崩光电二极管所探测到。
此种技术依靠对于一对光子的并发事件(同时事例)探测，非同时发生抵达侦测器（即相差几个奈秒以上的时间）的光子将被视为背景事件而不考虑在其中。
[编辑]影像重建PET扫描器获得的原始数据是一系列由探测器获得，由正子与电子湮灭产生的一对光子的并发事件。
每个并发事件背后，有一个正电子逸出，从而引发一个湮灭事件，在空间中同时射出背向的两个光子并被捕捉到。
并发事件重组成投影图像，成为sinograms。
sinograms被多角度和方向排列组合后，构成3维图像。
普通的一次PET扫描，数据量达到几百万个事例，而相对于电脑断层扫描(CT)则可以达到几十亿个事例。
由此可见，PET数据遭遇的散射和偶发事件(即背景事件)比率远比CT为多。
事实上，人们需要非常多地对数据进行预处理，校正由随机并发造成的影响，估计并去除散射的光子，探测头不工作期dead-time的修正(每次探测到一个光子之后，探测头需要一个短暂的恢复时间)，及探测器敏感性校正(为探测头内在敏感性及由于并发事件发生的角度产生的敏感性）。
用于肺监测的电阻抗断层扫描（EIT）
用于肺监测的电阻抗断层扫描（EIT）什么是EIT？电阻抗断层成像(EIT，也称为应用电位断层扫描)是一种成像技术，它利用解剖结构内的电学特性，通过对结构表面的测量得出该结构的电学特性。
EIT是一种无创、非电离、实时、无不良副作用的功能性成像技术。
EIT适用于任何年龄的患者，可以在床边连续进行，无需镇静。
EIT可以实时生成肺通气、灌注和V/Q比值图-呼吸对呼吸和心跳对心跳的图像。
与计算机化x射线断层扫描和正电子发射断层扫描等技术相比，EIT大约便宜1000倍，小1000倍，不需要电离辐射。
此外，EIT原则上每秒可以产生数千个图像。
其主要局限性是其空间分辨率低，并且-在医学领域-受试者之间的图像变异性大。
通常使用一组电极将电流施加到受试身体或系统，并测量其他电极之间产生的电压，进行记录。
为了获得合理的图像（至少一百张，最好是几千张），必须进行此类测量。
在医学领域，EIT研究最多的应用是胃排空和肺功能的测量（上图）。
在工业领域，典型的应用是成像管道中的油和水的分布，以及成像混合容器中物质的流动。
在某些方面，工业应用对EIT更有利，因为通常可以使用刚性的固定电极阵列。
电极在人体上的固定是医学EIT 面临的遗留问题之一。
物理原理EIT产生组织内阻碍（或更常见的电阻率）分布或其随时间或频率变化的图像。
体内广泛的组织类型之间存在较大的电阻率对比（高达约200:1）。
因此，应该可以利用电阻率形成解剖图像。
此外，正常组织和病理组织之间通常存在显著对比。
例如，Grant(1923)发现，在1 kHz时，脑胶质瘤的电阻率约为正常组织的一半。
为了测量电阻率或阻抗，电流必须在组织中流动，并测量产生的电压。
该施加电流将被称为激励电流（低于电流路径）。
在实践中，几乎所有的EIT系统都使用恒流源，并测量相邻电极对之间的电压差。
为了获得具有良好空间分辨率的图像，需要进行多次此类测量。
这可以通过对身体施加不同的电流分布，并重复电压测量来实现。
CT计算机断层扫描.
CT机的基本组成包括：x线球管和高压发生器、探测器 和数据采集系统、扫描架、扫描床及控制台
CT的成像过程
高压发生器 DAS
高电压 球管
X-ray
计算机
显示 照相
人体
探测器
X线球管
X线球管
高速电子流轰击在阳极靶上产生x射线
球管基本结构
产生1分X线同时产生99分热
冷却系统保证球管能连续高效的运转
球管的评价指标
螺旋CT
横断位扫描
CT值
CT的特点是能够分辨人体组织密度的轻微差别， 所采用的标准是根据各种组织对X线的线性吸收系 数来决定的。为了计算与论述方便，将线性衰减系 数划分为2000个单位，称为CT值。以水为0值，最 上界骨的CT值为1000；最下界空气的CT值为-1000。 实际上，CT值是CT图像中各组织与X线衰减系 数相当的对应值。 CT值不是绝对不变的数值，它不仅与人体内在 因素如呼吸、血流等有关，而且与X线管电压、CT 装置、室内温度等外界因素有关，所以应经常校正， 否则将导致误诊。
C T计 算 机断 层 扫 描
CT基础知识—软件 成像原理及图像处理
CT 的基本原理
计算机断层扫描（computed tomograhy，简称CT）， 是计算机与X线检查技术相结合的产物。当高度准直的X线 束环绕人体某一部位作断面扫描（通常是横断面）时，部 分光子被吸收，X线强度因而衰减，未被吸收的光子穿透人 体后，被检测器（detector)接收，然后经放大并转化为电 子流，作为模拟信号输入电子计算机进行处理运算，重建 成图像，由阴极线管显示出图像来，供诊断用。 检测器接收射线信号的强弱，取决于人体截面内组织的 密度，密度高的组织如骨吸收X线较多，检测器测得的信号 信号弱；反之，如脂肪、含气的脏器吸收X线少，测得的信 号强。这就是CT利用X线穿透人体后的衰减特征作为诊断 病变的依据。 计算机将检测器接受到的射线信号的强弱利用数学处理 方法重组图像，显示到荧光屏上，就形成受检面的CT图。
扫描电子显微镜及能谱仪原理二
扫描电子显微镜及能谱仪原理二之X射线能谱仪(EDS)&扫描电子显微镜(SEM)操作原理能谱仪结构及工作原理X射线能量色散谱分析方法是电子显微技术最基本和一直使用的，具有成分分析功能的方法，通常称为X射线能谱分析法，简称EDS或EDX方法。
它是分析电子显微方法中最基本，最可靠，最重要的分析方法，所以一直被广泛使用。
1。
特征X射线的产生特征X射线的产生是入射电子使内层电子激发而发生的现象。
即内壳层电子被轰击后跳到比费米能高的能级上，电子轨道内出现的空位被外壳层轨道的电子填入时，作为多余的能量放出的就是特征X射线。
高能级的电子落入空位时，要遵从所谓的选择规则(selectionrule)，只允许满足轨道量子数l的变化l=±1的特定跃迁。
特征X射线具有元素固有的能量，所以，将它们展开成能谱后，根据它的能量值就可以确定元素的种类，而且根据谱的强度分析就可以确定其含量。
另外，从空位在内壳层形成的激发状态变到基态的过程中，除产生X射线外，还放出俄歇电子。
一般来说，随着原子序数增加，X射线产生的几率(荧光产额)增大，但是，与它相伴的俄歇电子的产生几率却减小。
因此，在分析试样中的微量杂质元素时可以说，EDS对重元素的分析特别有效。
2。
X射线探测器的种类和原理对于试样产生的特征X射线，有两种展成谱的方法:X射线能量色散谱方法(EDS:energydispersiveX-rayspectroscopy)和X射线波长色散谱方法(WDS:wavelengthdispersiveX-rayspectroscopy)。
在分析电子显微镜中均采用探测率高的EDS。
从试样产生的X射线通过测角台进入到探测器中。
图1示出EDS探测器系统的框图。
对于EDS中使用的X射线探测器，一般都是用高纯单晶硅中掺杂有微量锂的半导体固体探测器(SSD:solidstatedetector)。
SSD是一种固体电离室，当X射线入射时，室中就产生与这个X射线能量成比例的电荷。
电子显微镜高分辨断层成像及晶体结构解析实现
电子显微镜高分辨断层成像及晶体结构解析实现电子显微镜（Electron Microscope，简称EM）是一种利用电子束代替光线来照射和成像样品的仪器。
相比于传统光学显微镜，电子显微镜具有更高的分辨率和更大的放大倍数，能够观察到更小尺寸的细节，对于研究微观结构和纳米材料具有重要意义。
高分辨断层成像是电子显微镜在材料科学和生命科学中的重要应用之一。
通过利用电子束的波动性，电子显微镜可以成像具有纳米尺度的材料内部结构，将样品切片成一系列的薄层，然后通过成像和重建技术将这些薄层拼接起来，从而实现高分辨的三维结构成像。
要实现高分辨断层成像，首先需要一台高性能的电子显微镜。
现代电子显微镜通常采用电子透镜系统来聚焦电子束，同时结合专用的探测器来接收和记录反射、散射和透射的电子信号。
这些信号经过处理和分析后，可以重建出样品的断层结构。
此外，样品的制备也是实现高分辨断层成像的关键环节。
样品需要被冻结或切片成均匀的薄层，以保证在电子束照射下获得清晰的图像。
对于生物样品，常用的方法是利用冷冻切片技术将样品快速冷冻，并通过薄切片机制备出均匀的薄层。
对于无法冷冻的样品，可以使用离子刨薄技术将样品切片成薄层。
在高分辨断层成像的过程中，晶体结构解析是一个重要的应用方向。
通过电子衍射技术，可以解析出晶体的结构信息，包括晶格常数、晶胞参数以及原子位置等。
电子束在样品中与晶体产生相互作用，经过干涉和衍射后，通过对衍射图样的分析，可以推导出晶体的结构信息。
在实际应用中，高分辨断层成像和晶体结构解析常用于材料科学、纳米技术、生命科学等领域的研究。
例如，在材料科学中，研究人员可以利用高分辨断层成像技术观察材料的微观结构，了解材料的晶粒形貌、界面结构等信息，以帮助材料的设计和优化。
在纳米技术中，高分辨断层成像可以用于观察纳米结构的形态和组成，为纳米器件的研发提供重要依据。
而在生命科学中，高分辨断层成像和晶体结构解析可以用于研究生物大分子的结构和功能，了解蛋白质、核酸等生物大分子的组织和构成。
正电子断层扫描技术课件
工业领域的应用
质量控制：检测产品的质量，确保
01
产品的安全性和可靠性 材料分析：分析材料的结构和性能，
02
优化材料的设计和生产 故障诊断：检测设备的故障，提高
03
设备的可靠性和稳定性 逆向工程：分析产品的结构和设计，
04
提高产品的仿制能力和创新能力
谢谢
4
正电子在医学成像中的应用， 如正电子断层扫描技术，可以 提供高分辨率的人体组织图像
正电子与物质的相互作用
正电子与电子的湮灭：正电子与电子相遇时，会发生湮灭反应， 产生一对高能光子
正电子与原子核的相互作用：正电子与原子核发生相互作用，产 生高能，产生高能光 子，用于成像
正电子断层扫描技术的原理：利用正电子与物质的相互作用，产生 高能光子，进行成像，实现对物质的内部结构进行扫描和成像。
探测器的检测原理
探测器：正电子断层扫描 技术的核心部件，用于检 测正电子信号
信号来源：正电子与电子 碰撞产生的湮灭辐射
工作原理：探测器通过接 收正电子信号，并将其转 换为电信号，再通过计算 机处理和分析，形成图像
正电子断层扫描技术课件
演讲人
目录
01 正 电 子 断 层 扫 描 技
术的原理
02 正 电 子 断 层 扫 描 技
术的应用
1
正电子断层扫描技 术的原理
正电子的生成
1
正电子是电子的反粒子，具有 与电子相同的质量但相反的电
荷
2
正电子可以通过放射性衰变产 生，如β+衰变
3
正电子也可以通过高能粒子碰 撞产生，如质子-质子碰撞
信号处理：计算机对探测 器接收到的信号进行处理 和分析，形成图像，用于 诊断和治疗疾病。
电子断层扫描的优势与局限性
电子断层扫描的优势与局限性
优势：
1. 高分辨率：EBCT技术具有较高的空间分辨率，可以清晰显
示人体内部细小组织结构，对于病变的诊断和分析具有较高的准确性。
2. 速度快：EBCT扫描的速度比传统X射线计算机断层扫描（CT）快得多，可以在较短的时间内完成扫描，减少患者的不舒
适感和运动模糊。
3. 低辐射剂量：与传统CT相比，EBCT技术采用的辐射剂量
较低，减少了辐射对患者的伤害风险。
局限性：
1. 只适用于特定部位：EBCT技术主要适用于头颈部、心脏和
肺部等特定部位的扫描，对于其他部位的扫描效果有限。
2. 不适用于大规模筛查：由于EBCT扫描速度较慢和成本较高，它不适用于大规模人群的筛查，主要用于个体患者的诊断和治疗监测。
3. 无法显示软组织：EBCT技术主要用于显示骨骼和钙化血管
等硬组织结构，无法清晰显示软组织结构如肌肉和器官。
综上所述，电子断层扫描具有高分辨率、较快的扫描速度和低辐射剂量等优势，但其应用范围受限于特定部位的扫描，并且无法显示软组织。
在临床应用中，应根据具体情况综合考虑其优势和局限性，合理选择使用EBCT技术。
如何利用质谱技术解析复杂有机化合物结构
如何利用质谱技术解析复杂有机化合物结构在当今发展迅速的科学研究领域中，有机化合物在生物、药物、材料以及环境等众多领域扮演着重要的角色。
而要深入了解有机化合物的性质和结构，质谱技术成为解析复杂有机化合物的重要工具之一。
本文将以质谱技术为主线，介绍如何利用质谱技术解析复杂有机化合物结构。
质谱技术是一种将化合物转化为带电粒子（离子）并进行分析的技术手段。
其中，质谱仪是实现这一过程的关键装置。
质谱仪主要由离子源、质量分析器和离子检测器组成。
首先，离子源将样品分子转化为带电粒子，一般使用电子轰击或化学反应等方法。
然后，质量分析器通过电磁场或质量过滤器，根据离子的质量/电荷比将它们分离开来。
最后，离子检测器将离子转化为电流信号，通过测量电流的大小和时间来确定样品中不同离子的存在。
在质谱技术中，质谱图是解析有机化合物结构的基本依据。
质谱图的横轴表示离子的质量/电荷比（m/z），纵轴表示离子的相对丰度。
根据质谱图的特征峰，可以确定有机化合物的分子量和分子离子峰。
分子量是有机化合物的质量，分子离子峰是它们由离子源产生的最高质荷比离子峰。
通过进一步的解析，可以获得有机化合物的分子结构和碳骨架信息。
质谱技术的应用领域非常广泛。
在医药领域，质谱技术可以用来鉴定和定量药物分子，检测药物代谢产物，评价药物的合成工艺和质量等。
在环境领域，质谱技术可以用来检测土壤、水体和大气中的有机物污染物，了解其分布和来源。
在生物领域，质谱技术可以用来研究蛋白质的结构和功能，揭示生命活动的本质。
此外，质谱技术还可以应用于食品安全、新材料研发等诸多领域。
然而，由于有机化合物的结构多样性和复杂性，质谱技术在解析复杂有机化合物时仍然面临一些挑战。
首先，有机化合物的结构往往包含大量的碳、氧、氮等元素，导致其质谱图中存在多个峰和杂散峰，需要进行准确的质谱数据解析和解峰。
其次，对于大分子和高速流动的有机化合物，质谱仪需要具备较高的分辨率和灵敏度，以提供可靠的质谱图数据。
利用核电四极矩共振波谱仪研究生物大分子结构
利用核电四极矩共振波谱仪研究生物大分子结构生物大分子是生命体中的重要组成部分，它们具有复杂的结构和功能。
为了深入了解生物大分子的结构和功能，科学家们开发了许多技术和仪器。
其中之一就是核电四极矩共振（NMR）波谱仪。
本文将介绍核电四极矩共振波谱仪在研究生物大分子结构方面的应用。
核电四极矩共振波谱仪是一种非常重要的分析工具，它可以通过探测原子核间的相互作用来揭示物质的结构和组成。
在生物大分子的研究中，核电四极矩共振波谱仪可以提供关键信息，帮助科学家们揭示蛋白质、核酸等生物大分子的结构和功能。
核电四极矩共振波谱仪的原理是基于原子核的自旋特性。
核电四极矩共振波谱仪通过在磁场中放置具有非零自旋的原子核样品，然后施加一系列脉冲和频率扫描来激发和测量样品中原子核的信号。
这些信号可以转化为NMR谱图，从而揭示出生物大分子的结构和相互作用。
利用核电四极矩共振波谱仪研究生物大分子结构的关键之一是剖析谱图。
NMR谱图中的各个峰对应着原子核的不同环境和相互作用。
通过分析这些谱峰的数量、位置和强度，科学家们可以推断出生物大分子的二级结构、螺旋转角、空间构型等重要信息。
除了谱图的剖析，核电四极矩共振波谱仪还可以通过添加参考物质、调节溶剂、改变温度等方式来获取更多信息。
例如，通过添加参考物质，可以建立NMR频率和物质浓度之间的关系，从而测量生物大分子的浓度。
通过调节溶剂的性质，可以改善生物大分子的溶解度，使其在NMR实验中表现更好。
通过改变温度，可以探索生物大分子热力学性质和构象变化。
在实际应用中，核电四极矩共振波谱仪广泛用于研究生物大分子的三维结构。
通过使用多维核磁共振技术，科学家们可以收集到更多、更丰富的信息，从而解析生物大分子的三维结构。
这对于理解生物大分子的功能机制以及开发靶向药物等具有重要意义。
此外，核电四极矩共振波谱仪还可用于研究生物大分子的动力学行为。
通过不同的核磁共振技术，科学家们可以观察到生物大分子在不同时间尺度上的运动和相互作用。
电子衍射图谱解析
9
多晶电子衍射谱标定
多晶电子衍射谱由一系列同心圆环 组成，每个环对应一组晶面。 根据 d = Lλ/R，可求得各衍射环 对应的晶面间距d。 与JCPDF卡（多晶粉末衍射卡） 中的d值对照比较便可标定每个衍射环 的指数（hkl）。
10
单晶电子衍射谱标定的d值比较法
1 选择衍射斑A、B，使 r1 和 r2 为最短和 次 短长度，测量 r1、r2 和夹角φ值
B
φ
2 根据 rd = Lλ ，求A、B衍射斑对应的面 间距 d1 和 d2 , 与物样JCPDF数据比 较，找出与 d1、d2 相吻合的面指数 {hkl}1 和 {hkl}2
12
3 标定一套指数 取(110)为A点指 数，根据立方晶系晶面夹角公式
cos ϕ = h1h2 + k1k 2 + l1l2
2 2 2 h12 + k12 + l12 h2 + k 2 + l2
110 211 121 110 000 φ A
计算{112}中所有指数与(110)的夹角，
121 B 211
其中
∆α = α 2 − α 1 ∆β = β 2 − β 1
近似处理为： cos θ ≈ cos ∆α cos ∆β α、β分别为双倾台记录的试样倾转角
20
一个新的Bi基超导相的结构确定
在Bi系氧化物超导体的研究中，发现一个新的物相。经EDS成分 分析，该物相为Bi4(SrLa)8Cu5O7)。下面是在电镜中绕C*轴倾转晶体获 得的一套电子衍射图谱，其倾转角分别标在每张衍射谱左下端。
SEM扫描电镜结构与断口观察
SEM扫描电镜结构与断口观察扫描电镜结构与断口观察一、实验目的：1、了解扫描电镜的基本结构，成相原理；2、掌握电子束与固体样品作用时产生的信号和各种信号在测试分析中的作用；3、了解扫描电镜基本操作规程；4、掌握扫描电镜样品制备技术；5、掌握韧性断裂、脆性断裂的典型断口形貌。
二、实验原理：1、扫描电子显微镜的构造和工作原理：扫描电子显微镜(Scanning Electronic Microscopy, SEM)。
扫描电镜是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性貌观察手段，扫描电镜的优点是，①有较高的放大倍数，20-30万倍之间连续可调；②有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构；③试样制备简单。
目前的扫描电镜都配有X 射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成分分析，因此它像透射电镜一样是当今十分有用的科学研究仪器。
扫描电子显微镜是由电子光学系统，信号收集处理、图象显示和记录系统，真空系统三个基本部分组成。
其中电子光学系统包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室。
扫描电子显微镜中的各个电磁透镜不做成相透镜用，而是起到将电子束逐级缩小的聚光作用。
一般有三个聚光镜，前两个是强磁透镜，可把电子束缩小；第三个透镜是弱磁透镜，具有较长的焦距以便使样品和透镜之间留有一定的空间，装入各种信号接收器。
扫描电子显微镜中射到样品上的电子束直径越小，就相当于成相单元的尺寸越小，相应的放大倍数就越高。
扫描线圈的作用是使电子束偏转，并在样品表面做有规则的扫动。
电子束在样品上的扫描动作和显相管上的扫描动作保持严格同步，因为它们是由同一个扫描发生器控制的。
电子束在样品表面有两种扫描方式，进行形貌分析时都采用光栅扫描方式，当电子束进入上偏转线圈时，方向发生转折，随后又有下偏转线圈使它的方向发生第二次转折。
发生二次偏转的电子束通过末级透镜的光心射到样品表面。
在电子束偏转的同时还带用逐行扫描的动作，电子束在上下偏转线圈的作用下，在样品表面扫描出方形区域，相应地在样品上也画出一帧比例图像。
扫描电镜结构与断口观察
扫描电镜结构与断口观察一、实验目的：1、了解扫描电镜的基本结构，成相原理；2、掌握电子束与固体样品作用时产生的信号和各种信号在测试分析中的作用；3、了解扫描电镜基本操作规程；4、掌握扫描电镜样品制备技术；5、掌握韧性断裂、脆性断裂的典型断口形貌。
二、实验原理：1、扫描电子显微镜的构造和工作原理：扫描电子显微镜(Scanning Electronic Microscopy, SEM)。
扫描电镜是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性貌观察手段，扫描电镜的优点是，①有较高的放大倍数，20-30万倍之间连续可调；②有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构；③试样制备简单。
目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成分分析，因此它像透射电镜一样是当今十分有用的科学研究仪器。
扫描电子显微镜是由电子光学系统，信号收集处理、图象显示和记录系统，真空系统三个基本部分组成。
其中电子光学系统包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室。
扫描电子显微镜中的各个电磁透镜不做成相透镜用，而是起到将电子束逐级缩小的聚光作用。
一般有三个聚光镜，前两个是强磁透镜，可把电子束缩小；第三个透镜是弱磁透镜，具有较长的焦距以便使样品和透镜之间留有一定的空间，装入各种信号接收器。
扫描电子显微镜中射到样品上的电子束直径越小，就相当于成相单元的尺寸越小，相应的放大倍数就越高。
扫描线圈的作用是使电子束偏转，并在样品表面做有规则的扫动。
电子束在样品上的扫描动作和显相管上的扫描动作保持严格同步，因为它们是由同一个扫描发生器控制的。
电子束在样品表面有两种扫描方式，进行形貌分析时都采用光栅扫描方式，当电子束进入上偏转线圈时，方向发生转折，随后又有下偏转线圈使它的方向发生第二次转折。
发生二次偏转的电子束通过末级透镜的光心射到样品表面。
在电子束偏转的同时还带用逐行扫描的动作，电子束在上下偏转线圈的作用下，在样品表面扫描出方形区域，相应地在样品上也画出一帧比例图像。
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深人 了 解 其 形 成 机 理 ， 构 与 性 质 的关 系 及 结
“ 身定做 ” 计 多 孔材 料 结 构 以满 足 具体 的特 性 量 设 和应用是 纳米 多孑 材 料 研究 的重 中之重 。其 中 ， Ｌ 结 构 的解析 和确认 是 “ 计 合 成一 结构 表 征一 性质 应 设
分 布 和负载量 ； ｒ ａ Ａ ｓ ｎ等 重 构 出纳 米线 和纳 米 颗 ｌ
粒 的形貌 和 内部结构 等 。这些 成果 对材料 研究起 到
了巨大 的推动作 用 。 此 篇综述 中 ， 首先 介 绍 电子 断 层扫 描技 术 的原 理， 操作 模式 及方法 ， 次将 先进 的 Ｅ 其 Ｔ技 术应 用 到 复杂纳 米多孔 材料 的结 构 解 析 中 ， 对具 有 不 同孔 径 大 小及形 貌结 构 的多孔材料 进行 三维结 构解析及 确
材料 作为 一种新 型 纳米 材 料 ， 同时 又是 其 它 纳米 材 料 的“ 造 工 厂 ” 成 为 目前 学 术 界 研 究 的 焦 点 之 制 ，
一
构 ¨ ” 。Ｅ Ｔ利用 透射 电镜 收集 三维 物体 在不 同倾
转 角度 时的 二 维 投 影 图 ， 经 过 背 投影 技 术 （ ａｋ 并 ｂ ｃ ｐｏ ｃｉ ｃ ｎｑ ｅ） ｒ ｅｔ ｎｔ ｈ ｉｕｓ 处理 得 到超 薄厚 度 的切 片 ， ｊ ｏ ｅ 进
米尺 度上 一些微 小 的结 构差 异 ， 至 会 给 出令 人误 甚
性 。其 中 ， 纳米 多孔材 料 因其 具有 大 比表 面积 ， 高孔
解 的信息 。因此 ， 如何 有 效 地解 决 这 一难 题 成 为纳
米 材料 表征 的一 个 重 要 课 题 。 电 子 断层 扫 描技 术 （ ｌ ｔ ｎｔｍ ｇａ ｈ ， Ｔ 是在 透射 电镜 基础 上 发展 ｅｅ ｒ ｏｒｐ ｙ Ｅ ） ｃｏ ｏ 出来 的一 种更 为先进 的表 征手 段 ， 有 效地 在 不 同 能
第２ ９卷 第 ３期
２１ ０ ０年 ６月
电 子
显
微
学
报
Ｖ０． ９． ． １２ Ｎｏ ３ ２ ０－ ０１ ０６
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｉ ｅ ｅ Ｅ ｅ ｔ ｏ ｉｒ ｓ ｏ ｙ Ｓ ｃ ｅｙ ｏ ｒ ａ ｆＣｈ ｎ ｓ ｌ ｃｒ ｎ Ｍ ｃ ｏ ｃ ｐ ｏ ｉｔ
文章 编 号 ：０ ０ ８ （０ ０ ０ － ４ —１ １０ ￣２ １ ２ １ ）３０ ４０ ２ ２
用 ” 程 中 一 个 重 要 的 环 节 ， 为 材 料 的 合 成 到 实 过 作
和医学 等领域 ¨ 目前正 逐 步 发展 ， 推 广 到材 “” ， 并
料 科 学 研 究 领 域 ， 如， 用 Ｅ 技 术 ， 例 利 Ｔ
Ｆｉ ｒ ｈ等 重 构 出催 化 剂 颗 粒 在 载 体 上 的 位 置 、 ｒ ｄｉ ｅ ｃ
解 析 多种 材料 的 三 维 结构 ， 用 一 系列 不 同 角度 的 倾 转 照 片 进 行 三 维 重 构 。 Ｅ 利 Ｔ技 术 最 先 应 用 于 生 物 和 医 学 等 领 域， 目前 正逐 步发 展 并 推 广 到 材 料 科 学研 究领 域 用 以研 究 纳 米 材料 的 形 貌和 结构 。本 文作 者利 用 此 技 术 得 到 不 足
中 图分 类 号 ： Ｇ １ ． １ ． ； Ｎ ６ ０ Ｔ １ ５ ２ ５ ３ Ｔ １ ： ７ 文 献标 识 码 ： Ａ
随着 现代科 技 的 迅猛 发 展 ， 们对 材 料 的研 究 人
已深入 到 了纳米 尺度 。 由于纳米 材料 的尺度处 于原
高度 有序 结构 的材 料 。然 而 ， 如果 材 料不 具 有 传统 晶体 学 的对称性 ， 别是 在 纳米 尺 度 具有 复 杂 的精 特
际应用 的一个 必不 可少 的连接桥 梁 日益成为 研究 的 关键 ， 也是 一个 巨大挑 战 。 目前 ， 射 电 子 显 微 镜 （ｒｎｍｉ ｉ ｌ ｔ ｎ 透 ｔ ｓ ｓ ｏ ｅ ｃ ｏ ａ ｓｎ ｅ ｒ ｍ ｃｏｃ ｐ ， Ｅ 技 术 是 研 究 材 料 内 部 结 构 最 常 ｉｒｓｏ ｙ Ｔ Ｍ） 用、 也是 最 有 效 的 一 种 表 征 方 法 。众 所 周 知 ， Ｅ ＴＭ 提 供 的是 三维 结构 在 二 维平 面上 的投影 。 因此 ， 利
１ｎ 厚 度 的超 薄 Ｅ ｍ Ｔ切 片 ， 完全 消 除 了样 品 厚度 影 响 ， 示 了隐藏 在 介 孔 材 料 内部 的 结 构 特 征 ， 功 地 解 析 了复 杂 揭 成
的介观结构。
关 键 词 ：电子 断 层 扫 描 技 术 ； 薄 切 片 ； 维 重构 ； 观 结构 超 三 介
复杂 介 观 结构 的 电子 断层 扫描 解析
袁
（． １ 复旦 大学 ， 海 上
摘
佩 ，余 承 忠 ，邹 进
２０ ３ ； ． ０ ４ ３ ２ 昆士 兰大 学 ， 大利 亚布 里斯班 澳 ４７ ） ０ ２
要 ：电子 断层 扫 描 术 （ Ｔ 是 在 透 射 电镜 基 础 上 发 展 出 来的 一 种 更 为 先进 的表 征 手 段 ， Ｅ） 能有 效 地 在 不 同尺 度 上
尺 度 上 解 析 多 种 材 料 的 三 维 结 构 ， 进 行 三 维 重 并
隙率 ， 密度 ， 的透 过性 ， 低 高 可组装 性 ， 高吸附性 等诸
多性 能 ， 已经广 泛用 于生 物传 感 器 ， 物 输送 ， 体 药 气 分 离 ， 源储存 和燃料 电池 技术 ， 能 纳米催 化和 光子学 等领 域 ， 引起科 学家们 的普 遍关 注 “ 。总之 ， 多孔
细结 构 ， 维 Ｔ Ｍ技术 则会 Nhomakorabea受到很 大 的局 限 。 由于 二 Ｅ 实 际样 品都 有一 定 的厚 度 ， 这往 往 会 掩盖 材 料 在纳
子簇 和宏 观物 体的交 接 区域 ， 而具有 表面效 应 、 故 小
尺 寸效应 、 量子 尺寸效 应和 宏观量 子隧道 效应 ， 并产 生 奇异 的力 学 、 电学 、 学 、 学 、 学 和 化 学 等 特 磁 光 热