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摘要:研究人员在一项新的研究中报告说,最近在天鹅绒蠕虫微小的腿上测试了它的极限,这只腿只有0.02英寸长,这项新技术成功地将蠕虫腿内的个别肌肉纤维可视化。根据研究,这些肌肉的特征表明它们被用来在脚上伸展爪子,但大多数天鹅绒蠕虫的肌肉的形状和功能仍然未知。微小的天鹅绒蠕虫有柔软的、像虫子一样的身体和末端有可伸缩爪子的腿。
几十年来,X射线计算机断层扫描(CT)使科学家能够无创地检查生物体和物体的内部,并对其进行三维建模。但这项技术只适用于500纳米以上的物体(一纳米是10亿分之一米,即400亿分之一英寸)。
最近,科学家开发了一种桌面纳米CT系统,能够以前所未有的小尺度——100纳米——以3D方式拍摄图像。研究人员在一项新的研究中报告说,最近在天鹅绒蠕虫微小的腿上测试了它的极限,这只腿只有0.02英寸(0.4毫米)长,这项新技术成功地将蠕虫腿内的个别肌肉纤维可视化。[图像:在令人惊叹的显微镜照片中显示的微小生命]
当一个物体被CT扫描时,从多个角度拍摄多个X射线图像,生成物体内部结构的横截面图。根据梅奥诊所的说法,通过计算机处理,这些单独的图像“切片”被组合起来,以三维方式重建图像的内部,
纳米CT使用纳米管紧密聚焦X射线,以比目前CT扫描更高的分辨率显示更小的物体。由于该过程通过一次扫描创建物体的数字三维模型,因此与只能在一个平面上捕获二维图像的其他高分辨率成像 ... (如扫描电子显微镜(SEM)和共焦激光扫描显微镜(CLSM))相比,使用该 ... 更便宜、更省时,研究人员在研究中解释道:
天鹅绒蠕虫腿部的纳米CT图像:左边的图像显示腿部表面,右边的图像显示组织内的肌肉纤维。(Muller/Pfeiffer/TUM/reproducted with permission from PNAS)科学家们通过观察微小的天鹅绒蠕虫的腿来测试这个系统,这种软体动物类似有多组肢体的蠕虫。它们是包括节肢动物和缓步动物在内的膝足类的一部分。扫描结果显示,蠕虫的脚包含圆形肌肉,这在先前的研究中已经被暗示过,但是没有被详细地描述,科学家们说,“KDSPE”“KDSPs”“我们的数据证实了这些肌肉的存在,并揭示了它们的位置、排列和大小的细节,”研究人员写道。根据研究,这些肌肉的特征表明它们被用来在脚上伸展爪子,但大多数天鹅绒蠕虫的肌肉的形状和功能仍然未知。
微小的天鹅绒蠕虫有柔软的、像虫子一样的身体和末端有可伸缩爪子的腿。(Muïller/Pfeiffer/TUM)天鹅绒蠕虫是一个古老的世系,在5亿年中几乎没有什么变化,科学家们在研究报告中写道,它们在生命之树上最亲密的关系仍在争论中。研究合著者、卡塞尔大学动物学系主任乔治迈耶(Georg Mayer)说,对它们纤细的肢体结构进行内部检查,可以为科学家提供对动物运动的新见解,也可能有助于研究人员弄清楚节肢动物的节段肢体是如何进化的,慕尼黑技术大学(TUM)生物医学物理学教授、TUM高级研究所(TUM-IAS)研究员弗兰兹·普菲弗(Franz Pfeiffer)在一份声明中说:
这项技术也可能有生物医学应用。
我们将能够对组织样本进行检查,以澄清是否或“不是肿瘤是恶性的,”Pfeiffer在声明中解释道,
“一个具有纳米CT分辨率的组织的非破坏性三维图像也可以为癌症等广泛疾病的微观发展提供新的见解,Pfeiffer说:
这一发现于11月21日在线发表在《美国国家科学院学报》上。
是关于生命科学的原始文章。
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