الفحص المجهري الإلكتروني لمسح الانبعاث الميداني (FESEM) في جلد السحلية: دراسة لآلية الألوان في جلد السحلية

تم توفير خلايا جلد السحلية المستخدمة في هذه الورقة من قبل مجموعة بحث تشي جينغ، معهد كونمينغ لعلم الحيوان، الأكاديمية الصينية للعلوم.

1. الخلفية

السحالي هي مجموعة من الزواحف التي تعيش على الأرض بأشكال أجسام مختلفة وفي بيئات مختلفة. السحالي قابلة للتكيف بدرجة كبيرة ويمكنها البقاء على قيد الحياة في مجموعة واسعة من البيئات. تحتوي بعض هذه السحالي أيضًا على ألوان ملونة للحماية أو لسلوك المغازلة. يعد تطور تلوين جلد السحلية ظاهرة تطورية بيولوجية معقدة للغاية.

توجد هذه القدرة على نطاق واسع لدى العديد من السحالي، ولكن كيف تنشأ بالضبط؟ في هذه المقالة، سنأخذك لفهم آلية تغير لون السحلية بالاشتراك مع منتجات المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية CIQTEK .

2. المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية CIQTEK

باعتباره أداة علمية متطورة، أصبح المجهر  الإلكتروني الماسح أداة توصيف ضرورية في عملية البحث العلمي مع مزاياه ذات الدقة العالية ونطاق التكبير الواسع. بالإضافة إلى الحصول على معلومات حول سطح العينة، يمكن الحصول على البنية الداخلية للمادة من خلال تطبيق وضع الإرسال (المجهر الإلكتروني النافذ المسح (STEM)) مع ملحق كاشف الإرسال المسحي الموجود على SEM. بالإضافة إلى ذلك، بالمقارنة مع المجهر الإلكتروني النافذ التقليدي، يمكن لوضع STEM الموجود على SEM أن يقلل بشكل كبير من تلف شعاع الإلكترون على العينة بسبب انخفاض جهد التسارع وتحسين بطانة الصورة بشكل كبير، وهو مناسب بشكل خاص للتحليلات الهيكلية الناعمة عينات المواد مثل البوليمرات والعينات البيولوجية.

يمكن تجهيز CIQTEK SEMs بوضع المسح هذا، ومن بينها SEM5000 ، باعتباره نموذجًا شائعًا لانبعاث المجال CIQTEK، يعتمد تصميم البرميل المتقدم، بما في ذلك تقنية نفق الجهد العالي (SuperTunnel)، وتصميم موضوعي منخفض الانحراف غير قابل للتسرب، وله مجموعة متنوعة من أوضاع التصوير: INLENS، وETD، وBSED، وSTEM، وما إلى ذلك، وتصل دقة وضع STEM إلى 0.8nm@30kv.

يمكن تقسيم ألوان جسم الحيوان في الطبيعة إلى فئتين حسب آلية التكوين: الألوان المصبوغة والألوان الهيكلية. يتم إنتاج الألوان المصبوغة من خلال التغييرات في محتوى مكونات الصباغ وتراكب الألوان، على غرار مبدأ "الألوان الثلاثة الأساسية"؛ بينما تتشكل الألوان الهيكلية من خلال انعكاس الضوء عبر هياكل فسيولوجية دقيقة لإنتاج ألوان ذات أطوال موجية مختلفة من الضوء المنعكس، وهو ما يعتمد على مبدأ البصريات. توضح الأشكال التالية (الأشكال 1-4) نتائج استخدام ملحق SEM5000-STEM لتوصيف الخلايا المتقزحة في خلايا جلد السحالي، والتي لها بنية مشابهة لشبكة الحيود، والتي سنسميها مبدئيًا صفيحة بلورية، وهي قادرة على عكس وتشتيت أطوال موجية مختلفة من الضوء. وقد وجد أن الأطوال الموجية للضوء المنتشرة والمنعكسة عن جلد السحلية يمكن أن تتغير عن طريق تغيير حجم وتباعد وزاوية الصفائح البلورية، وهو ما له أهمية كبيرة لدراسة آلية تغير لون جلد السحلية. يسمح لنا توصيف خلايا جلد السحلية تحت المجهر الإلكتروني الماسح بتصور السمات الهيكلية للصفائح البلورية لجلد السحلية تحت ألوان مختلفة: بما في ذلك الحجم والطول والترتيب، مما يجعل التوصيف المجهري والتمثيل العياني مرتبطين بشكل واضح ببعضهما البعض.

الشكل 1-4 البنية التحتية لجلد السحلية

وفي الوقت نفسه، بالاشتراك مع برنامج دمج الصور الكبيرة "Automap" الذي طورته CIQTEK، يمكن تمييز خلايا جلد السحلية في هياكل كبيرة كبيرة تصل إلى مستوى السنتيمتر. لذلك، بغض النظر عما إذا كانت التفاصيل عالية التكبير أو توصيف المنطقة الكلية، يمكن لـ CIQTEK SEM أن يرضيهم جميعًا.

واجهة أوتوماب

يمكن لمجاهر CIQTEK الإلكترونية الماسحة للانبعاثات الميدانية (SEM) ، مع ميزة التصوير عالي الدقة ودعم كاشف إلكترون نقل المسح (STEM) الاختياري الجديد، أن تجمع بين وظائف SEM وTEM للحصول على صور عالية الدقة مكونة من إلكترونات الإرسال عند تسارع الفولتية 30 كيلو فولت وما دون. وهذه ميزة فريدة لمراقبة العينات البيولوجية الحساسة لحزم الإلكترون.