Использование пространственного разрешения

Несмотря на встречающиеся трудности, некоторые исследователи пытались провести количественный анализ массивных биологических материалов с использованием одной или более из трех процедур коррекции, которые были изложены. Однако неизбежная шероховатость поверхности образца, повышенная глубина проникновения пучка, низкое пространственное разрешение (5—10 мкм) и относительно низкая точность метода (10—20 /о) в сочетании с сомнительной справедливостью техники введения поправок для легких элементов в органической матрице приводят к тому, что обычный анализ массивных биологических материалов используется значительно реже других количественных методов, описываемых ниже. Единственным исключением может служить применение процедур при анализе замороженных в гидратированном состоянии тканей с использованием в качестве эталонов замороженных растворов солей. [c.76]

Толстые срезы (т. е. между 0,2 и 2,0 мкм) являются полез-ным компромиссом, поскольку при использовании растровых изображений на просвет может быть получена достаточно хорошая морфологическая информация, а образцы являются довольно толстыми и содержат достаточное количество материала, который можно проанализировать с хорошим пространственным разрешением. Поскольку большинство растительных и животных тканей являются очень мягкими, перед изготовлением срезов их прежде всего нужно стабилизировать и упрочнить. Как будет обсуждаться ниже, большинство из этих способов препарирования может привести к серьезным потерям из тканей растворимых субстанций и должно использоваться с большой осторожностью. Альтернативный путь — производить анализ срезов, высушенных лиофильной сушкой или замороженных в гидратированном состоянии. [c.273]

На тонких срезах толщиной менее 200 нм обычно обнаруживается огромное количество морфологических деталей, и им потенциально присуще самое высокое пространственное разрешение в режиме рентгеновского микроанализа. Однако за счет их малой толщины количество анализируемого материала может уменьшиться до очень низкого уровня вследствие малости микрообъема исследуемого среза. Тем не менее исследователь сталкивается с теми же проблемами препарирования, которые существуют при препарировании толстых срезов, и единственную заметную помощь дает использование тонких срезов материала, который подвергался лиофильной сушке или замораживанию замещением. [c.273]

Описанные выше методы дополняют друг друга. Тем не менее существуют условия и области исследований, когда тот или иной метод обладает преимуществами. Возможности использования методов регистрации для исследования различного типа элементарных процессов зависят от многих факторов, и в первую очередь определяются следующими параметрами чувствительностью, временным разрешением (характеризует быстроту действия метода), спектральным разрешением (позволяет регистрировать частицы в определенных квантовых состояниях), пространственным разрешением (показывает возможности локального анализа), спектральным диапазоном действия (характеризует универсальность метода, т.е. возможность регистрации большого количества активных частиц). Именно по этим характеристикам судят, какой тип элементарных процессов в сочетании с каким методом исследования предпочтительнее использовать. В табл. 5.2 приведены характеристики описанных выше методов. Подчеркнем, что приведенные там цифры - это не наилучшие, а типичные значения. Чувствительность зависит не только от метода, но и от сечения поглощения фотона или ионизации (при столкновении с электроном) регистрируемой частицы. Поскольку для разных молекул значения этих величин различны, чувствительность метода представлена средними значениями, которые соответствуют сечению поглощения 10 см . [c.128]

В промышленной системе предусмотрено использование нескольких тепловизоров (оптических головок) для того, чтобы обеспечить полное перекрытие движущегося листа по ширине с сохранением требуемого пространственного разрешения. Плотность энергии нагрева должна быть от 100 до 400 кВт/м , а время нагрева каждой точки 0,5. .. 1 с при скорости [c.336]

Что касается пространственного разрешения в направлении нормали к контролируемому сечению Щк ), то здесь по (90) решающая роль принадлежит правильному выбору продольных размеров апертур и 6 и использованию достаточно малого расстояния между сечениями [c.135]

При использовании больших экспозиций и большего пространственного разрешения эти характеристики могут быть существенно улучшены. [c.147]

Обычно различают схемы сбора, использующие импульсное или непрерывное рентгеновское излучение. В принципе, при равной средней интенсивности излучения они равноценны, однако требуют отличающихся технических решений для сохранения достаточно высокого пространственного разрешения. С целью сокращения времени сбора измерительных данных возможно использование многих источников рентгеновского излучения. [c.156]

Нейтронные методы, характеризуемые большей длиной волны, чем рентгеновские, обладают более высоким пространственным разрешением и позволяют установить характер молекул в порах. Оба метода успешно применяются для решения динамических задач, таких как исследование зависимости объема пор и их распределения по размерам от внешних условий (температуры, давления), характера их заполнения различными веществами, которые можно специально варьировать. Успешное изучение пористой структуры угля возможно при использовании компьютерной рентгеновской томографии с очень высоким пространственным разрешением. С таким же успехом можно применять спектроскопию ЯМР, если в поры ввести легкие молекулы, обогащенные изотопом дейтерия, например ОгО. Регистрируя спектры ЯМР на этом ядре, можно исследовать при различных условиях процессы диффузии, связывания воды в порах. [c.81]

Временное разрешение 1 мс необходимо даже при изучении медленно горящих пламен и при использовании аппаратуры с плохим пространственным разрешением. Эта величина фактически характеризует типичный временной масштаб химических процессов в пламени. [c.206]

Пространственное разрешение обычно измеряется как полная ширина на полувысоте функции отклика системы на точечный элемент пространства (активную точку) вдоль линии, направленной параллельно одной из выбранных координатных осей. Считается, что в пределах одного пространственного разрешения должно укладываться не менее трёх вокселей (в плоскостном варианте трёх пикселей), оптимально 4-5. Использование более мелких вокселей не имеет смысла, так как они не могут быть разрешены используемой измерительной системой как раздельные, но сильно увеличивают время вычислений и требуют больших вычислительных ресурсов. Выбранный размер вокселя (пикселя) определяет степень квантования координатных сигналов при преобразовании их из аналоговой формы в цифровую. [c.327]

Пространственное разрешение метода электронной микроскопии на порядок больше, хотя в некоторых частных случаях, как, например, при анализе тонких срезов, использование лазерных атомизаторов может дать аналогичное разрешение. [c.119]

Разработка перестраиваемых лазеров на органических красителях [112] привела к созданию методов возбуждения специфических электронных переходов в атомах и молекулах и, следовательно, к использованию методов резонансного рассеяния и дифференциального поглощения для дистанционного зондирования. Как показано в табл. 6.3, органические красители для перестройки лазерного излучения выпускаются серийно, что позволяет охватить область длин волн от ближней ультрафиолетовой до ближней инфракрасной. Инверсия населенности в красителе создается оптической накачкой при помощи импульсной лампы-вспышки или другого лазера. Для импульсного режима наиболее часто применяют азотный лазер, в то время как режим непрерывного излучения получают накачкой при помощи жестко сфокусированного аргонового лазера. Лазеры на красителях с накачкой импульсными лампами в целом дают импульс большой энергии, однако его длительность довольно велика (сотни наносекунд) для измерений с требуемым пространственным разрешением. Тем не менее подобная система может работать в режиме работы генератора-усилителя и является идеальной для зондирования верхних слоев атмосферы [7]. [c.347]

При этом трек всегда начинается с точечной вспышки. Для выяснения характера подобного свечения, с использованием приведенной выше установки, выполнены исследования при большем пространственном разрешении. [c.367]

Спутники, выведенные на геостационарные орбиты, позволяют вести непрерывное наблюдение за состоянием определенной части поверхности планеты и атмосферы. Однако, поскольку орбиты эти являются относительно высокими, зондирующая аппаратура геостационарных спутников может давать лишь грубое пространственное разрешение территории (не лучше 1 км в надире). Искусственные спутники, размещенные на более низких полярных и приполярных орбитах, позволяют получать изображения лучшего качества (до нескольких метров), но покрытие всей поверхности планеты с высоким разрешением осуществляется, как правило, за несколько суток. Это может ограничивать использование таких спутников в определенных целях, например, если полоса обзора недостаточно широка, чтобы охватить всю изучаемую территорию, а за время до прохождения спутника над соседним участком исследуемой поверхности наблюдаемая картина способна измениться существенно. Воз- [c.112]

Использование сигнала отраженных электронов открывает некоторые интересные возможности улучшения пространственного разрешения. Подробное изучение [37] свойств отраженных электронов с целью улучшения пространственного разрешения позволило разработать эффективный метод, в котором используются электроны с малыми потерями энергии . Этот метод основан на наблюдении того факта, что чем дальше электрон проходит в образец от точки падения первичного пучка, тем больше будет у него потеря энергии. Отраженные электроны, которые испытали потерю лищь 1% своей начальной энергии, так называе.мые электроны с малой потерей энергии , могут пройти лишь несколько нанометров до их отражения от образца. Предполагается, что такие электроны с малой потерей энергии выходят из образца главным образом за счет акта однократного упругого рассеяния на большой угол. Для того чтобы сделать максимальной генерацию электронов с малыми потерями энергии и направить их траектории в малый телесный угол выхода, образец сильно наклоняют, в результате чего возникает угловое распределение с резким пиком в направлении прямого рассеяния. Детектор электронов помещается в направлении прямого рассеяния, для того чтобы сделать максимальным собираемую часть сигнала. Для отсечкн всех электронов с энергией ниже некоторого значения КЕа, где К обычно устанавливается равным 0,95—0,99, используется система с сеткой с регулируемым потенциалом. Высокоэнергетические электроны с энергией Е/ЕоЖ затем после сетки ускоряются высоким напряжением и регистрируются системой типа сцинтиллятор-фотоумножитель. На изображениях, получаемых с помощью этой детекторной системы в сочетании с электронной пушкой высокой яркости, обнаруживаются самые тонкие струк- [c.162]

Предыдущий пункт приводит прямо к обсуждению минимально возможного размера зонда для рентгеновского анализа. Для каждого типа источника и напряжения, как детально показано в гл. 2 (рис. 2.16), для любого заданного размера зонда существует максимальное значение тока. Для обычных источников из вольфрама ток зонда изменяется пропорционально диаметру луча в степени 8/3 И имеет при 20 кВ типичные значения Ю А для зонда диаметром 20 нм (200 А), 10 А — для 100 нм (1000 А) и 10 А —для 1000 нм (10000 А). В спектрометре с дисперсией по энергии три помощи детектора диаметром 4 мм, находящегося на расстоянии 1 см от образца из чистого никеля, можно получить скорость счета около 10 имп./с для угла выхода 35° при диаметре зонда 20 нм (10 А) и 100%-ной квантовой эффективности. Как следует из рис. 5.33, скорость счета 10 имп./с является слишком высокой для реализации максимального энергетического разрешения, так что оператор должен либо отодвинуть детектор, уменьшить постоянную времени спектрометра с дисперсией по энергии, либо уменьшить ток зонда, перейдя к пятну меньшего размера. С другой стороны, соответствующая скорость счета для спектрометра с дисперсией по длинам волн составляла бы около 100 имп./с, что слишком мало для практического использования. Для массивных образцов (толщиной более нескольких микрометров) пространственное разрешение при химическом анализе не улучшается при использовании зондов с диаметром значительно меньше 1 mikm, поскольку объем области генерации рентгеновского излучения определяется рассеянием и глубиной проникновения электронов луча, а не размером зонда. Это демонстрируется на рис. 5.54, где показана серия расчетов рассеяния электронов и распределения генерации рентгеновского излучения, выполненных по методу Монте-Карло для зонда диаметром 0,2 мкм и гипотетического включения ТаС размером 1 мкм в матрицу пз Ni — Сг. Легко видеть, что траектории электронов и, следовательно, область генерации рентгеновского излучения, особенно при высоком напряжении, заметно превышают 1 мкм или 5- кратный диаметр зонда. Предельное значение диаметра зонда при исследовании таких образцов ниже нескольких сотен нанометров, поэтому полный анализ можно выполнить при форсированпи тока зонда до 10 нА и использова- [c.262]

Так как эти процедуры разработаны для микроанализа, то контраст от объекта обычно очень слабый. Тем не менее возможно ориентироваться при наблюдении клеток и тканей. При наличии небольшого опыта и с помощью сравнительных исследований, использующих материал, препарированный стандартным способом, может быть проведен анализ различных участков в клетке с пространственным разрешением 0,1—0,2 мкм. Процесс изотермической фиксации [457, 458] — разновидность высокотемпературного замораживания-замещения — использовался для фиксации биологического материала при относительно высоких температурах (253 К) без нарушения конфигурации льда или гидратированного состояния кристаллической матрицы. Несмотря на то что структурная сохранность оказывается достаточно хорошей, использование высоких концентраций Na l и DMSO в фиксирующей жидкости для получения необходимого согласованного локального прогиба помешало бы использованию этой методики в препарировании образцов для рентгеновского микроанализа. [c.304]

Для того чтобы достичь высокого пространственного разрешения следует анализировать либо частицы малого размера, либо тонкие образцы на прозрачных для электронов подложках (тонкая углеродная фольга на медной сетке). Подготовку таких образцов осуществляют срезыванием слоя с последующим ионным либо электрохимическим травлением, при этом для каждого материала процедуру оптимизируют. Toлш нa образца в аналитической области находится в пределах от 10 до 100 нм. Энергия первичных электронов в АЭМ составляет от 40 до 400 кэВ. Более низкие энергии предпочтительны для рентгеновского микроанализа, более высокие—для получения изображения с высоким разрешением. Необходимо получить максимальную интенсивность пучка при его малом диаметре, поскольку практически все аналитические сигналы пропорциональны току зонда. С использованием электронных источников высокой яркости (автоэмиссионные катоды) можно получить ток зонда до 1 нА при диаметре зонда всего 1 нм. Это является основой чувствительного нано-анализа и всестороннего анализа межфазных границ. [c.338]

Отметим еще одну важную деталь, появившуюся с развитием метода статического реактора. В классическом варианте метода импульсному фотолизу подвергалась вся газовая смесь в реакторе и требовалась большая энергия фотолизирующего импульса. Однако лазерные методы обладают пространственным разрешением, т. е. с их помощью можно фотолизировать и регистрировать частицы в локальном малом о еме. Это приводит к возможности использования фотоимпульсов меньшей энергии, т. е. к созданию активных центров в более мягких условиях. При использовании спектроскопии с пространственным разрешением необходимо создавать условия, при которых можно было бы пренебречь процессами диффузии. [c.108]

Потенциометрические методы непрерывно развиваются и совершенствуются. Например, разработан [9] прибор, позволяющий получать картину распределения pH в исследуемом материале с пространственным разрешением в одном направлении - мкм, в другом -мм. На основе современных технологий предлагаются [10] микро датчики pH с использованием оптических волокон. Разрабатываются полностью автоматизированные (pH, объем титранта, интервал между порциями титранта и др.) приборы - титраторы для кислотноосновного титрования водных растворов серии Titratine 96 S hott, основанные на совершенно новой концепции титрования [11], [c.303]

Искажение изображений может происходить в процессе испьгганий как вследствие геометрии контроля, так и в силу факторов электронного происхождения. Кроме того, из-за значительной площади объектов НК в авиакосмической промышленности, контроль вьшолняют от зоны к зоне с последующим составлением мозаичных изображений, что также требует использования специфических компьютерных программ. В работе [76] приводятся УЗ (единичное), радиографическое (3 подобласти) и ширографическое (32 подобласти) изображение сотовой панели самолета. В УЗ-изображении хорошо наблюдаются участки различной толщины, слабо проявляются отслоения внешней обшивки от сот, но не видна ячеистая структура сот. Радиографическое изображение обладает высоким пространственным разрешением, отчетливо показывает структуру сот, но практически нечувствительно к расслоениям. Ширографическое изображение отчетливо обнаруживает [c.167]

Анализ совокупности указанных обстоятельств и накопленный опыт практического использования ПРВТ, выявившие среди прочего такие особенности, как необходимость достижения высокого пространственного разрешения при реконструкции внутренней структуры промышленных изделий, позволяет в большинстве случаев отдать предпочтение алгоритму обратного проецирования с фильтрацией (одномерных проекций) сверткой ОПФС). [c.115]

Преимущество (и монополия) установки TomS an состоит в использовании для восстановления распределения плотности в сечении аппарата математической реконструкции. Она позволяет работать с рассеивающими объемами величиной до 50 мм , обеспечивая при этом пространственное разрешение по всем трем осям порядка 0,3 мм. [c.167]

Фотографические средства являются родоначальниками систем дистанционного зондирования и характеризуются очень высоким пространственным разрешением. Фотофафическая система - кадровая система все данные об изображении получаются одновременно. Пленка, используемая как детектор, по сравнению с многоспектральной сканерной системой, имеет относительно офаниченный спектральный диапазон. Высокоразвитая технология, а также относительно низкая стоимость фотофафических систем способствуют широкому использованию их в дистанционном зондировании. [c.620]

Метод основан на бомбардировке исследуемой поверхности газообразными ионами и масс-спектрометрическом анализе выбиваемых поверхностных ионов. Достоинство метода — его высокая чувствительность, применимость ко всем элементам и значительное пространственное разрешение ( 1 мкм), дости- гаемое при использовании тонко сфокусированного пучка ионов. Полученные данные обобщены Соха [106] и Кейном и Ларраби [107]. Источник ионов представляет собой двойной плазмотрон [108, 109], в котором создается сжатый магнитным полем дуговой разряд газа при давлении около 2—3 Па 0,02. мм рт. ст.) образующиеся ионы выходят через узкую диафрагму в аноде. После ускорения и дополнительной фокусировки ионы падают на образец. Выбиваемые ионы имеют значительную кинетическую энергию, и для их анализа обычно применяют масс-спектрометр с двойной фокусировкой. [c.430]

Чувствительность избирательного поглощения в сочетании с пространственным разрешением можно получить при использовании рассеяния аэрочастиц в качестве объемного рефлектора. В этом случае именно большое сечение рассеяния Рэлея— Ми в обратном направлении определяет величину детектируемого сигнала. Очевидно, что метод дифференциального поглощения и рассеяния (ДПР) весь.ма перспективен, так как он сочетает спектральную избирательность с существенной чувствительностью, а пространственное разрешение обеспечивают обычным методом, основанным на времени пролета. На рис. 6.1 приведены сведения о диапазонах значений, которые можно ожидать для каждого пз обсуждаемых сечений. [c.366]

В подавляющем большинстве ранних исследований двухфазных течений с частицами [52 - 54] два этих метода использовались для моделирования движения одиночных частиц, что согласно развитой в разделе 1.5 классификации гетерогенных потоков соответствует случаю слабозапыленного течения без обратного влияния частиц на параметры несущего газа. Целью этих работ являлось изучение поведения частиц. Для этого производилось вычисление траекторий большого ансамбля частиц, вводимых в турбулентный поток, и последующее осреднение полученных пространственных характеристик движения частиц. Необходимо заметить, что пространственное разрешение было намного меньше собственно размера частиц. При проведении расчетов не ставилась задача определения параметров течения газа вокруг частицы. Это не было необходимо, т. к. расчет движения частиц проводится обычным образом, т. е. с использованием закона сопротивления дисперсной фазы. Сопротивление частицы определяется числом Рейнольдса, для определения которого необходимо знание скорости несущего газа, а не ее распределения по контуру частицы. Описанное ограничение при расчете движения частиц правомерно лишь при описании поведения очень мелких частиц, размер которых меньше размера наименьших турбулентных вихрей (колмогоровского масштаба). [c.56]

Основным преимуществом КАРС является тот факт, что три лазерных пучка (два накачивающих и один стоксов) должны совпасть. Специальные геометрические конфигурации позволяют достичь высокого пространственного разрешения [E kbreth, 1996], а высокое временное разрешение может быть получено при использовании импульсных лазеров. [c.22]

Весьма привлекательна возможность пространственного двумерного измерения в ЛИФ-спектроскопии. В этом случае используется тонкий световой поток, что обеспечивает высокое пространственное разрешение (возможны и трехмерные измерения с использованием нескольких световых потоков). Флюоресценция измеряется двумерным детектором (фотодиодной матрицей), сигнал запоминается в электронном виде, и данные последовательно обрабатываются (рисунки 2.6 и 2.7 см. также [Hanson, 1986]). [c.24]

Отношение сигнал/шум в описанном методе измерения в принципе можно повысить, применяя переменное намагничивающее поле и синхронное детектирование. Однако группе упомянутых ученых не удалось улучшить результаты, полученные с использованием постоянного поля. Романи и др. (Romani et al., 1982) объясняют это сильным дрейфом нулевой линии при использовании небольших намагничивающих катушек и плохим пространственным разрешением при использовании больших. [c.192]

В классических электрохимических работах по анализу биологических сред использовали ртутный капающий электрод [13]. Однако в последние годы при разработке биосенсоров выбор пал на твердые электроды из Pt, Au и различных форм углерода. Основной проблемой при использовании твердых электродов является получение поверхностей с воспроизводимыми свойствами. Предварительная обработка электродов, включающая полировку, тепловую обработку и попеременное наложение на электрод нескольких различных потенциалов, способствует увеличению как воспроизводимости, так и величины сигнала электрода. Большинство голых электродов, однако, не дает воспроизводимого сигнала после продолжительной (в течение нескольких часов) выдержки в растворах белков. Чаще всего с помощью амперометрических биосенсоров определяют кислород, используя для этой цели электрод Кларка [15]. Пионерские работы Адамса [1, 2] послужили импульсом для развития методов контроля in vivo катехоламинов и других важных нейроактивных веществ. Электроды, регистрирующие сигналы нейротрансмиттеров в хвостатом ядре мозга крысы, должны не только обеспечивать быстрый отклик, но и быть настолько миниатюрными, чтобы было возможно пространственное разрешение исследуемых процессов. Уайтман и сотр. [37, 43] разработали ряд микроэлектродных датчиков из углеродного волокна и Pt или Au проволоки. Диаметр электродов составляет менее 0,5 мкм. Такая малая площадь поверхности электрода позволяет, как правило, измерять токи в наноампер-ном диапазоне. Поскольку отношение характеристической площади поверхности электрода к толщине диффузионного слоя мало, вольтамперометрический сигнал микро- [c.144]

Техническая сторона биомагнитографии пока еще оставляет возможность прогресса, главными целями которого будут применение в магнитографии наиболее совершенных сквидов, приближающихся к квантовому пределу чувствительности создание автономного микрорефрижератора, который сможет обеспечить работу сверхпроводящего магнитометра в местах, удаленных от развитых криофизи-ческих центров, и тем самым позволит широко внедрить методы биомагнетизма в исследовательскую и клиническую практику создание конструкций магнитометров, наиболее приемлемых для массового использования создание дешевых методов защиты от магнитных шумов, в том числе очень низких частот разработка многоточечных (многоканальных) сквид-магнитометров, которые позволят существенно улучшить пространственное разрешение при картировании магнитных полей такого сложного объекта, каким является человеческий мозг. [c.181]

Конечно, пространственное разрешение, которое обычно используется при дистанционном зондировании (около 30 м, что соответствует площади порядка 0,1 га) требует некоторой коррекции , огрубления таблиц, разработанных Службой охраны почв для своего метода, но для получения оперативных прогнозов для значительных территорий, ио-видимому, ирименение ДЗЗ можно считать вполне приемлемым. Один из примеров использования такого подхода в прогнозной модели рассредоточенных источников приведен в работе [Adamus and Bergman, 1993]. [c.115]