古生物学的新方向进行化学分析
探索新技术
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横向分辨率 |
分析目标 |
样品 |
|
|---|---|---|---|
Micro-XRF |
18 - 100µm |
主要和微量元素,尽可能量化。微量元素的最佳性能。 |
略微粗糙的平面,标准的薄片,露头与粗糙度小于1厘米 |
拉曼显微镜 |
250海里 |
分子拉曼散射现象。 |
标准的薄片、岩石芯片,平坦的表面 |
红外光谱显微镜 |
2 - 10µm |
C-H-O官能团 |
抛光和光滑的表面,薄片 |
EDS扫描电子显微镜 |
微米(依赖于扫描电镜的梁尺寸) |
主要元素和微量元素。量化。光元素的最佳性能。 |
抛光和涂布薄片或SEM山。真空要求。 |
EDS在透射电子显微镜 |
纳米 |
主要元素和微量元素。量化。光元素的最佳性能。 |
专门的TEM板样品制备。 |
EBSD /跆拳道 |
> 2海里 |
矿物的晶体特性 |
高度抛光薄片和电子透明的样品 |
Micro-XRF
Micro-XRF
x射线荧光显微分析(µXRF或micro-XRF)是基于二次荧光时生成一个事件从内部x光与原子相互作用和错位电子电子壳。由此产生的电子重排产生二次x射线测量特征能量模式的检测器。传统的光谱仪已被用于定量成分分析1920年代以来。添加polycapillary x射线光学允许入射x射线高华晨关注到不到20µm。进步映射与这个地方使相对x射线强度和定量元素之间的映射元素碳和铀。微量元素的检测限制尤其具有吸引力的x射线源(相对于相关的电子束源在EDS能谱)。古生物学和paleobiologic研究这些信息可以用于详细分析元素定义的形态学特性的变化。最近的工作利用元素分析的恐龙羽毛,软组织和血液的痕迹在母岩,并从露头化石特征的自动提取扫描。这个方法是特别有吸引力的古生物学的能力建立一个便携式open-beam扫描系统在相对平坦的露头。
拉曼显微镜
拉曼显微镜
拉曼光谱学的基础是基于喇曼效应。当单色光(通常是一个激光)是针对样本激光的光子与分子的振动。大多数的光就会被散射与入射光频率相同,称为瑞利散射。一小部分的散射将频移的能量转移到相关分子(斯托克斯散射)或损失能量的分子(anti-Stokes散射),遇到一个phenonium称为拉曼散射。能量的变化,称为拉曼位移,与一个特定的分子振动和代表元素以及它们如何债券在示例。在古生物学拉曼数据很好调查的有机质保存在化石。这个数据被用来研究古代的生活结构和功能约会早在元古代。
相关的出版物:
- 阿伦卡尔,Wemerson J。f . Eroni p·桑托斯,胡安·c·西斯内罗斯若昂·h·达席尔瓦,TC Paulo Freire, Bartolomeu Viana。“光谱分析和x射线衍射的树干化石巴纳伊巴盆地,巴西东北部。”Spectrochimica学报:分子和生物分子光谱学135 (2015):1052 - 1058。
- Peresani,马可,玛丽安Vanhaeren Ermanno Quaggiotto,阿兰Queffelec, Francesco d 'Errico。莫斯特文化的“赭石化石海洋壳Fumane洞穴,意大利”《公共科学图书馆•综合》8日。7 (2013):e68572。
红外光谱显微镜
红外光谱显微镜
傅里叶变换红外(FTIR)光谱成像使用一个红外源激发化学键。从样本提供的吸收信息是特定于一个官能团:例如,C = O或碳氢键。红外光谱反射率可用于直接分析化石,特别是结合光学显微镜。在这种方法中,每个采样点的红外测量和煽动成光谱乐队可以定义和可视化。这些显微镜广泛应用于材料分析、法医和制造质量控制。耦合的红外光谱和光学显微镜用于古生物学专门检测和可视化蛋白质的二级签名化石。以前的工作都集中在成像爬行动物皮肤,孔隙度测量的化石骨骼和黑色素。
相关的出版物:
- Woss C。,s . h . Unterberger g . Degenhart a . Akolkar r . Traxl诉库恩,m . Schirmer a . k . Pallua r . Tappert和j·d·Pallua。“比较结构和组成的化石Champsosaurus脊椎与现代Crocodylidae椎骨:multi-instrumental方法。”生物医学材料的力学行为期刊》104期(2020):103668。
- Iniesto,米盖尔,克利斯朵夫Thomazo Emmanuel法拉,和巴黎生物群的团队。“破译的特殊保护三叠纪早期巴黎生物群(美国爱达荷州贝尔莱克县)”。Geobios 54 (2019): 81 - 93。
EDS SEM和TEM
EDS SEM和TEM
能量色散x射线谱法微量分析(EDS有时EDX)可以被纳入扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电子探针分析(电子探针);元素映射或量化元素分析。EDS利用micro-XRF校长一样,除了源是一个聚焦电子束。这是其中一个最广为人知的技术化学成像的化石。发出的x射线信号从交互的电子束光斑尺寸的梁。这种电子束信息深度小于micro-XRF,意思只有表面成像。
SEM,样品必须准备与黄金等导电涂料和碳,并与抛光提高成像。TEM需要收集样本的薄箔电子束可以通过示例,使原子级分辨率。最近的一些进展EDS成像古生物标本可能会打开新的机会分析:
- bob电竞安全吗力量的FlatQUAD技术使电子束电流较低的样品分析和在低真空的环境中,使样品和那些高地形分析的敏感
- 高速大面积映射与量化在大面积可以提供详细的元素浓度信息
- 自动化的矿物学软件可以自动数据收集和矿物质的ID,生产高分辨率矿产地图
EBSD和跆拳道
电子背散射衍射(EBSD)和传输菊池衍射(跆拳道)
EBSD是一种常见的SEM-based技术允许对晶体材料的微观结构特征。样品必须抛光和放置在70⁰倾斜产生强烈的反散射信号。每一点梁之间的交互和示例一些退出布拉格在特定角度和背散射电子衍射,菊池形成线为每个crysta llattice平面。这些衍射电子碰撞的荧光屏将他们转换成光子,产生菊池衍射模式。模式检测由CCD或CMOS摄像头,数字化和分析软件。通过记录和索引此模式和重复这个过程在一个矩阵,系统地图样品的晶体结构和取向分布。同时EDS / EBSD测量允许检索阶段分布的定量信息,应变局部化和谷物指标。
EBSD可以用于任何类型的扫描电子显微镜(桌面、W-SEM FEG-SEM和FIB-SEM)。跆拳道技术相似但可以达到纳米级分辨率(> 2 nm)通过使用EBSD硬件电子透明的样品。它也适合梁敏感的样品。
EBSD paleobiologic研究用于:
- 识别矿物多晶型物原位生物结构及相关矿化和蚀变
- 可以识别和区分主要和次要矿物,特别是能够替代阶段区分钙质生物矿化的化学性质完全相同
- 描绘成岩矿化,可以扭曲原来的结构和功能
- 描述生物矿化的特征,如壳微观形态学