上海光学仪器厂

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    上海光学仪器厂 五十年历史,重铸辉煌

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    上海光学仪器厂,曾经为发展民族工业,填补国内空白,奠定了国家光学工业的系列化, 并先后与德国蔡司-欧波同(ZEISS-OPTON)、徕卡(LEICA)等国际著名光学公司合作生产各类精密光学仪器。

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日本研究团队发现活体生物的奈米外套


图解:果蝇的幼虫在电子光束照射下的高解析扫描式电子显微镜进行活体观察,发现会自己形成奈米外套来自我保护。
物竞天择,适者生存!生物为了存活于变化多样的自然环境中,发展出各式各样的生理机能与结构,例如莲叶的高拨水性、蝴蝶翅膀的色泽、鲨鱼表面的低摩擦力等都广为所知。模仿生物的微细构造而开发新材料是仿生技术的热门研究之一。

生物表面的微细构造需要透过电子
显微镜进行观察,但必须要处于电子束易于穿透的高度真空状态,且有必要将生物材料置于真空管内。只是若将体重有约80%水分的生物置于高度真空状态,生物会因水分蒸发而造成体积收缩,以致其表面微细结构变形。故为了观察近似活体生物的微细结构,需要将生物材料进行化学固定、干燥处理或表面包覆处理,因此以往透过电子显微镜观察的都是已死亡的生物体。

日本浜松医科大学和东北大学共同合作所组成的研究团队,使用高解析扫描式电子显微镜,在高度真空状态对各种生物进行活体观察,结果发现一些于体表具有黏性的细胞外物质生物,如果蝇或蜜蜂的幼虫,并无体积收缩现象,不仅能观察到微细构造的表面,还能观察到其运动行为,且之后从电子
显微镜取出观察后的幼虫,能继续饲育变为成虫。后来使用未照射电子束,但同样的高解析扫描式电子显微镜,将幼虫放置1小时后,发现此果蝇的幼虫因体积收缩变形而死亡。实验结果显示电子束的照射是此生物体在高度真空状态下生命维持的关键。

为了观察果蝇幼虫的表面构造特征,对照高解析扫描式电子
显微镜实验前后的果蝇幼虫制作超薄切片,使用穿透式电子显微镜进行观察,结果显示使用电子束照射的幼虫个体,体表外层形成50至100奈米的薄膜,但是未经电子束照射放置1小时的幼虫个体则未观察到薄膜的形成。

此结果显示此生物体于高度真空状态下,电子束的照射会形成薄膜,以抑制体内气体或液体的散失。另外,使用等离子照射处理也会得到与电子束的照射相同的薄膜。因此实验团队进行幼虫体表细胞外物质分析,选定与其类似化学官能基的界面活性剂,对原本无法产生薄膜而会体积收缩导致变形的蚊子幼虫,于其表面进行涂抹,并进行等离子照射处理,使之形成奈米外套,给幼虫穿上一件密不透气的奈米外套,使其在高真空的环境下,以电子
显微镜进行活体观察,结果发现幼虫的体积未收缩与变形,且能活动自如,观察后放回饲养池内也能变为成蚊。后续实验也证实蚊子幼虫体表外层形成50至100奈米的薄膜。
此研究开发出的奈米外套,使往后的生物研究能藉以直接观察各种活体生物的微细构造与运动方式,期待能进一步理解更多生物的生命现象与行为。

转载请说明,文章来源于:http://www.shoif.com/old_version/日本研究团队发现活体生物的奈米外套.shtml

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