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在自然界的奇妙世界中,，蜥蜴以其多變的體色而聞名,。這些色彩不僅令人著迷，更是蜥蜴生存和繁衍的關(guān)鍵,。但這些絢麗色彩背后的科學(xué)原理是什么呢,？本文將結(jié)合國儀量子場發(fā)射掃描電鏡產(chǎn)品，帶大家一起了解蜥蜴變色產(chǎn)生的機(jī)理,。

*本文中所使用的蜥蜴皮膚細(xì)胞由中國科學(xué)院昆明動物研究所車靜研究員課題組提供,。

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掃描電鏡下的蜥蜴皮膚

自然界中的動物體色,，可以按形成機(jī)制分為兩類：色素色和結(jié)構(gòu)色。

色素色的產(chǎn)生是通過色素成分的含量變化以及顏色的疊加實(shí)現(xiàn)的,，類似于“三原色”的原理,；而結(jié)構(gòu)色是通過細(xì)密的生理結(jié)構(gòu)反射光線產(chǎn)生不同波長的反射光而形成的顏色，其基礎(chǔ)主要是光學(xué)原理,。下面幾張圖（圖1-4）就是使用國儀量子場發(fā)射掃描電鏡SEM5000-STEM附件對蜥蜴皮膚細(xì)胞中的虹彩細(xì)胞進(jìn)行表征的結(jié)果,，虹彩細(xì)胞具有類似衍射光柵一樣的結(jié)構(gòu)，我們暫且稱它為晶體片,，晶體片能夠反射,、散射不同波長光。

研究發(fā)現(xiàn)通過蜥蜴虹彩細(xì)胞中晶體片的大小,、間距,、角度等變化，可以改變它們的皮膚散射和反射的光波長,，這一點(diǎn)對研究蜥蜴皮膚變色產(chǎn)生的機(jī)制具有重要的意義,。

掃描電鏡下對蜥蜴皮膚細(xì)胞進(jìn)行表征，可以直觀地看到蜥蜴不同顏色下的皮膚晶體片結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：包括大小,、長度,、排列方式，使得微觀表征與宏觀表現(xiàn)生動的關(guān)聯(lián)到了一起,。

圖1 蜥蜴皮膚的超微結(jié)構(gòu)/30 kV/STEM

圖2 蜥蜴皮膚的超微結(jié)構(gòu)/30 kV/STEM

圖3 蜥蜴皮膚的超微結(jié)構(gòu)/30 kV/STEM

圖4 蜥蜴皮膚的超微結(jié)構(gòu)/30 kV/STEM

結(jié)合國儀自主研發(fā)的 “Automap”大圖拼接軟件,，可以對蜥蜴皮膚細(xì)胞進(jìn)行大面積的宏觀結(jié)構(gòu)表征，最大可至厘米級,。因此不論是高倍細(xì)節(jié)還是宏觀區(qū)域的表征,，國儀電鏡皆可滿足。

“Automap”操作界面

國儀量子場發(fā)射掃描電鏡,，具有高分辨成像的優(yōu)勢,，且支持選配新型的掃描透射電子（STEM）探測器，可以結(jié)合掃描電鏡和透射電鏡的功能特點(diǎn),，在 30kV 及以下的加速電壓下,，獲得由透射電子形成的高分辨率圖像。對于觀測電子束敏感的生物樣品,，有著獨(dú)特優(yōu)勢,。

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國儀量子場發(fā)射掃描電鏡

掃描電鏡以其分辨率高，放大倍數(shù)范圍廣等優(yōu)點(diǎn),，已經(jīng)成為了科學(xué)研究過程中必要的表征工具,。

掃描電鏡的成像除了能得到樣品表面的信息，搭配掃描透射探測器附件,，應(yīng)用透射模式（Scanning transmission electron microscopy,，STEM）,，即可得到物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。此外掃描電鏡上的STEM模式與傳統(tǒng)透射電鏡相比,，由于其加速電壓更低,，所以可顯著減少電子束對樣品的損傷，并且可大大提高圖像的襯度,，特別適合于高分子,、生物等軟材料樣品的結(jié)構(gòu)分析。 

國儀量子系列掃描電鏡皆可選配此掃透模式,，其中SEM5000作為國儀場發(fā)射熱門機(jī)型,，它采用了先進(jìn)的鏡筒設(shè)計(jì)，包括高壓隧道技術(shù)（SuperTunnel）,、低像差無漏磁物鏡設(shè)計(jì),，擁有多種成像模式：INLENS、ETD,、BSED,、STEM等，且STEM模式分辨率可達(dá)0.8nm@30kv,。

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參考文獻(xiàn)

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