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1、同步辐射元素成像技术在环境科学研究中的应用元素成像：样品内元素的空间分布同步辐射：电子运动的方向发生变化时在切线方向产生电磁辐射1947年,在电子同步加速器上首次观察到，命名为synchrotronradiation同步辐射的特点高亮度：同步辐射的亮度比最强的X光管特征线亮度强万倍以上。用X光机拍摄一幅晶体缺陷照片，通常需要7-15天的感光时间，而利用同步辐射光源只需要几秒。宽波谱：覆盖了红外、可见、紫外和X光波段。利用单色器可以随意选择所需要的波长，进行单色光的实验。高准直：同步辐射的发射度极小，准直性可以与激光相
2、媲美。BSRFBSRF：直线加速器200米储存环周长240米，电子能量-2GeVSSRF储存环周长432米，光子能量为0.1~40keV，电子能量3.5GeVSpring-8大储存环直径457米，周长约1436米，电子能量3.5GeV。直线加速器部分长140米同步辐射的发展第一代同步辐射光源.在核物理/粒子物理研究的空挡，利用同步加速器所发射的同步光进行科学研究,称为寄生方式。北京高能所同步辐射装置(BSRF)。第二代同步辐射光源.第一代同步辐射光源已不能满足研究需求，建立了用专门的装置产生同步光,例如合肥同步辐射装
3、置。第三代同步辐射光源.科学家发现在储存环中加入插入件可以使同步辐射的亮度再提高千倍以上，得到的同步辐射主要来自插入件。上海光源（SSRF）。元素成像原理Anelectronintheinnershell(e.g.Kshell)isejectedfromtheatombyanexternalprimaryexcitationx-ray,creatingavacancy.Anelectronfromoutershell"jumpsin"tofillthevacancy.Intheprocess,itemitsachar
4、acteristicx-rayuniquetothiselementandinturn,producesavacancyintheoutershell.RFPrimaryX-rayXRFAugerelectron元素成像原理荧光产额较低的原子序数Z的元素，荧光产额较低原则上，可测元素Z>4实际工作中Z>11（空气吸收）光线能量同步辐射元素成像设备光学部分成像设备Detectionlimit:10-18g，~103atomsNatPhys,2006,2:101–104lateralresolution:50nmAnal
5、Chem,2003,75:3806–3816样品测试部分信号处理部分XRFspectraTypicalenergydispersiveXRFspectrumforamulti-elementstandardE:qualitativeanalysispeakeara:quautification生物样品中微量元素的空间分布吸收、转运、蓄积、代谢生理生化功能作用机制实例1mmSchematicdrawingofanatomicalstructuresofanadulthermaphroditeC.elegansEleme
6、ntaldistributioninC.eleganswhichwasfedbyE.coliOP50+PBS(A),E.coliOP50+nanoCu(B),andE.coliOP50+Cu2+(C).JAAS,2008,23,1121–1124模式动物2D3.5×5.0μmatBL-4Ain,KEKCyclotellameneghinianaaccountfor20%ofglobalcarbonfixation.facilitatethetransportofphotosyntheticallyfixedCO2fr
7、omthesurfaceoceantodeepwater,10μm制样细胞悬液滴加在电镜栅网上，自然风干定量XRFstandardsNIST1832,1833Quantitative3DelementalmicrotomographyofCyclotellameneghinianaat400-nmresolutionPNAS,2010，107，15676-15680XRFmicroprobeatbeamline2-ID-EoftheAdvancedPhotonSourceFollowingmonochromation
8、theX-raybeamwasfocusedtoaspotofapproximately270 nmdiameterusingaFresnelzone-plateobjective.Fluorescencespectrawererecordedat150 nmintervalsasthespecimenwasrasterscannedthrou
