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Micro-CT掃描成像的樣本處理與樣本要求技術(shù)指南
來(lái)源： 時(shí)間：2025-05-26 11:36:06 瀏覽：1179次

Micro-CT掃描成像的樣本處理與樣本要求技術(shù)指南


Micro-CT（微計(jì)算機(jī)斷層掃描）是一種高分辨率的三維成像技術(shù)，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域。為了獲得高質(zhì)量的掃描結(jié)果，樣本的制備和處理至關(guān)重要。

Micro-CT通過(guò)X射線透射樣本并重建三維結(jié)構(gòu)，其分辨率可達(dá)微米甚至亞微米級(jí)別。然而，樣本的物理特性（如密度、尺寸）和制備方式直接影響成像效果。因此，合理的樣本處理是確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。

2. Micro-CT的樣本要求

2.1 樣本尺寸

  • 最佳尺寸范圍：通常建議樣本直徑不超過(guò)掃描儀的視場(chǎng)（FOV），一般在1–50 mm之間，具體取決于設(shè)備型號(hào)。
  • 分辨率與樣本大小的權(quán)衡：較大的樣本會(huì)降低分辨率，需根據(jù)研究目標(biāo)調(diào)整掃描參數(shù)。

2.2 樣本密度與X射線吸收

  • 低密度樣本（如軟組織、聚合物）：可能需要低電壓（20–50 kV）以提高對(duì)比度。
  • 高密度樣本（如骨骼、金屬）：需提高電壓（60–100 kV）或使用濾波片減少硬化偽影。

2.3 樣本穩(wěn)定性

  • 掃描過(guò)程中樣本需保持絕對(duì)靜止，避免運(yùn)動(dòng)偽影。
  • 生物樣本需固定（如福爾馬林、乙醇）以防止腐敗或變形。

3. 樣本預(yù)處理方法

3.1 生物樣本處理

  • 固定：使用4%多聚甲醛或70%乙醇固定，避免組織收縮。
  • 脫水：梯度乙醇（70%→100%）或臨界點(diǎn)干燥（用于高分辨率掃描）。
  • 染色增強(qiáng)對(duì)比度（可選）：
    • 碘化鉀（Lugol溶液）用于軟組織對(duì)比度提升。
    • 磷酸鎢酸（PTA）或奧斯米酸適用于細(xì)胞結(jié)構(gòu)成像。

3.2 材料樣本處理

  • 清潔：去除表面污染物（如灰塵、油脂）以避免掃描偽影。
  • 包埋（可選）：低密度材料（如泡沫）可包埋在石蠟或樹脂中以增強(qiáng)穩(wěn)定性。

3.3 特殊樣本處理

  • 含水樣本：需密封（如Parafilm膜）防止干燥，或使用低溫掃描。
  • 活體樣本：需麻醉（如小動(dòng)物）并控制掃描時(shí)間以減少輻射損傷。

4. 樣本固定與掃描優(yōu)化

常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

4.1 固定裝置選擇

  • 低密度支架：如泡沫、塑料管，避免金屬干擾。
  • 旋轉(zhuǎn)臺(tái)適配器：確保樣本中心與旋轉(zhuǎn)軸對(duì)齊，減少重建誤差。

4.2 掃描參數(shù)優(yōu)化

  • 電壓與電流：根據(jù)樣本密度調(diào)整（如40 kV/200 μA用于小鼠骨骼）。
  • 曝光時(shí)間：高分辨率掃描需更長(zhǎng)曝光（500–2000 ms/幀）。
  • 濾波片：銅或鋁濾波片可減少光束硬化效應(yīng)。

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