关键术语

软X射线显微术

和生物成像

A
吸收对比显微术

吸收对比显微术是一种基于样品吸收光线能力差异来观察样品的技术。它利用样品的自然吸收特性,增强样品中不同结构或组分之间的对比度。

自动成像

自动成像是指使用技术、软件和系统以最少人工干预来捕获、处理、分析或解释图像。

B
台式显微镜

设计用于放置在标准实验室的紧凑型显微镜。

生物工程

也称为生物医学工程,生物工程是一个多学科领域,应用工程、生物学和医学原理来开发改善医疗保健和理解生命系统的技术和解决方案。

生物成像

用于观察生物体、组织或细胞中的生物结构和过程的一系列技术。这些技术使科学家和医疗专业人员能够观察生物系统的形态、功能和动态。

C
细胞成像

生物成像的一个分支,专门用于观察细胞的结构、功能和行为。它使用各种显微术和成像技术来观察不同细节水平的活细胞或固定细胞。

CLEM(相关光电子显微术)

一种先进的成像技术,结合了光学显微术和电子显微术的优势,可同时研究生物样品的功能和结构细节。

CLSM(共焦激光扫描显微术)

一种强大的成像技术,用于产生生物样品(特别是细胞和组织)的高分辨率光学切片图像。CLSM使用激光光和针孔逐点扫描样品并构建清晰的图像——消除传统荧光显微术中常见的焦外模糊。

低温电子显微术(cryo-EM)

一种透射电子显微术形式,其中生物样品被快速冷冻(玻璃化)以在玻璃状冰层中保持其自然结构,使科学家能够以近原子细节观察生物分子。

低温电子断层扫描(cryo-ET)

一种先进的成像技术,将低温电子显微术(cryo-EM)与3D断层扫描相结合,可在天然、冷冻水合状态下观察细胞、细胞器和大分子复合物的内部结构——无需染色或化学固定。

低温荧光显微术(Cryo-SRFM)

一种先进的成像技术,将超分辨率荧光显微术与低温温度相结合,以高分子特异性和改进的结构保存来观察生物样品。

低温网格检查

使用光学和低放大倍率软X射线显微术检查含有生物细胞的玻璃化EM网格,以识别软X射线断层扫描的感兴趣区域。

晶体学

一种用于确定晶体原子和分子结构的科学技术。通过分析晶体散射X射线的方式,科学家可以确定晶体内原子的精确位置——本质上创建分子的3D蓝图。

低温软X射线断层扫描(Cryo-SXT)

一种先进的3D成像技术,用于以高分辨率观察近天然、冷冻水合状态下的完整生物细胞——无需化学染色或切片。

E
电子显微术(EM)

一种强大的成像技术,使用电子束而不是光来创建生物和材料样品的高度详细图像。由于电子的波长比可见光短得多,EM可以显示纳米甚至原子分辨率的结构。

F
荧光显微术(FM)

一种广泛使用的成像技术,通过用荧光染料或蛋白质标记特定分子,使科学家能够观察和追踪细胞和组织内的特定分子。

聚焦离子束(FIB)

一种高分辨率成像和微加工技术,使用聚焦的离子束(通常是镓离子)在纳米尺度上精确铣削、成像和修改样品表面。FIB经常与扫描电子显微术(SEM)结合使用,提供完整的成像和样品制备工具包。

聚焦离子束扫描电子显微术(FIB-SEM)

参见上面的FIB定义。

H
硬X射线断层扫描

一种非破坏性成像技术,使用高能X射线创建样品内部结构的3D图像。与通常用于生物成像的软X射线不同,硬X射线具有更高的能量,可以穿透更密的材料,如金属、矿物和复合材料,允许在无需切片的情况下对固体对象进行高分辨率成像。

高分辨率成像

高分辨率成像指以高精度捕获样品细节的能力,产生的图像可显示在低分辨率图像中通常不可见的小结构和特征。

高通量成像

在生物、医学或材料科学研究中快速自动获取和分析大量图像。

水合样品

在成像、分析或实验过程中处于潮湿或含水状态的样品。在许多类型的研究中,保持生物、化学或材料样品的水合状态至关重要,因为它有助于保持其天然状态,确保样品表现如同在其自然环境中。

I
图像对比度

图像中明暗区域之间的亮度或颜色差异。在科学成像中,特别是在显微术和其他成像技术中,对比度是帮助区分样品中不同结构或特征的重要因素。

图像重建

从原始数据或一系列测量中生成或恢复图像的过程。它常用于获取的数据不是完整、直接图像形式而需要处理或组装成可用视觉表示的成像系统中。

图像分割

计算机视觉和图像分析中将图像分割成多个有意义部分或片段的过程。目标是简化和/或改变图像表示,使其更容易理解和分析。

成像工作流程

各种成像系统中涉及样品制备、捕获、处理、分析和解释图像的步骤和过程序列。

中间焦点

光束线上的一个聚焦点或位置,光束(通常是X射线,但也可能是其他形式的辐射如UV或红外线)在通过某些光学组件后聚焦。通常用作光束诊断、改善光束质量、强度或空间分辨率的位置。

L
无标记成像

一组成像技术,允许在不需要外源标记、染料或对比剂的情况下观察和分析生物、化学或材料样品,而是依靠样品本身的固有特性提供对比度。

激光产生等离子体(LPP)

一个将高强度激光束聚焦到目标材料(通常是固体、液体或气体)上,使材料电离并形成等离子体的过程。产生的等离子体发射光,可用于各种应用,如极紫外光、X射线的产生,或作为研究和诊断工具。

光学显微术(LM)

使用可见光和光学透镜观察和放大肉眼无法看到的物体的技术。它是生物研究、材料科学和其他各种领域最基本的工具之一。

R
感兴趣区域(ROI)

指为进一步分析或研究而选择的样品、图像或数据集的特定部分或区域。

S
样品制备

任何成像或显微术工作流程中的关键第一步。它涉及使生物、化学或材料样品准备好在显微镜或其他分析仪器下观察、分析或成像的过程和技术。

单颗粒电子显微术(SP-EM)

一种使用电子显微术研究单个大分子或复合物(如蛋白质、核酸或大分子组装体)的高分辨率技术。它是低温电子显微术(cryo-EM)的一种形式,能够在冷冻、水合状态下成像单个颗粒,无需可能改变分子结构的结晶或其他样品制备。

软X射线成像

参见下面的SXM和SXT

软X射线显微术(SXM)

一种强大的成像技术,使用软X射线(波长在~2-4.4纳米之间,或能量~280-540电子伏特)以高分辨率观察完整、水合的生物和材料样品——通常可达30-50纳米。

软X射线断层扫描(SXT)

一种强大的3D成像技术,使用软X射线(波长在~2-4.4纳米之间,或能量~280-540电子伏特)以高分辨率观察完整、水合的生物样品——通常可达30-50纳米。它特别适用于在近天然状态下成像完整细胞,无需切片或染色,提供细胞器和亚细胞结构的详细见解。

空间分辨率

衡量在图像中能够清晰看到细节的程度。

亚断层平均(STA)

低温电子断层扫描中使用的一种强大技术,通过平均从断层图中提取的同一对象的多个副本(称为亚断层图)来提高3D结构的分辨率。

同步加速器

一种粒子加速器,通过将带电粒子(通常是电子)加速到接近光速并使用强磁场使其在圆形轨道上运动,产生极其明亮的高能电磁辐射,特别是X射线。

T
透射X射线显微术(TXM)

一种高分辨率成像技术,使用X射线来观察和分析材料和生物样品的内部结构。在TXM中,X射线穿过样品,产生的透射X射线束被探测器(如CCD相机或闪烁体)捕获。

倾斜系列采集

电子断层扫描和X射线断层扫描中使用的一种技术,用于在不同角度收集样品的一系列2D投影图像。这些图像随后用于重建样品内部结构的3D体积。

断层重建

从不同角度获得的一系列2D投影图像创建物体3D图像或体积的过程。

W
水窗成像

一种独特的成像技术,利用水和生物组织在特定X射线波长范围(通常在2.3至4.4纳米之间)的特定吸收特性。这个被称为水窗的区域中,水对X射线的吸收很弱,而碳基材料(如有机组织和生物分子)对X射线的吸收要强得多。这在生物样品中的含水和富碳材料之间创造了显著的对比度,使其特别适用于在不需要染色或对比剂的情况下成像生物结构。

全细胞成像

捕获整个细胞的详细图像的技术,包括其结构、细胞器和细胞环境中的相互作用。

工作流程集成

简化和连接整体任务或项目中涉及的不同步骤、工具和技术的过程,特别是在科学研究、数据分析和图像处理的背景下。在显微术和成像研究中,工作流程集成确保从样品制备到图像获取和分析的所有阶段顺畅协作,实现高效和可重复的结果。