ترقية كاشف STXM والتصوير التداخلية: استبدال sCMOS بـ CCD في مصدر الضوء الكندي |

"كنا نعاني سابقاً من قيود في استخدام كاميرات CCD التي كانت تتطلب بضع ثوانٍ لالتقاط البيانات ونقلها في نظامنا عالي الإنتاجية. أما مع جهاز Dhyana 95 V2، فتتم هذه العملية في أجزاء من الثانية بكفاءة كمية مماثلة."

- جيان وانغ، مصدر الضوء الكندي

أهداف البحث الجماعي

يُعدّ مصدر الضوء الكندي مرفق الإشعاع السنكروتروني الوطني في كندا، ويقع في جامعة ساسكاتشوان. يُنتج خط شعاع المجهر الطيفي (SM) أشعة سينية ناعمة ساطعة وقابلة للضبط لدعم البحوث الأساسية والتطبيقية في مجالات الصحة والمواد والبيئة، وذلك لمجموعات بحثية في كندا وحول العالم، باستخدام تقنيات المجهر الإلكتروني الماسح النافذ للأشعة السينية (STXM) ومجهر انبعاث الإلكترونات بالأشعة السينية (X-PEEM) وغيرها.

الدكتور جيان وانغ هو عالم أول، مسؤول عن خط شعاع SM.

المعدات والتجربة

تستخدم المجموعة مجهر الأشعة السينية الماسح النافذ (STXM) في كل من الظروف المحيطة والظروف المبردة.

في وضع النطاق الديناميكي العالي (HDR) لجهاز Dhyana 95 V2 في STXM المحيط، يمكنهم التقاط آبار الإلكترون المنتجة مباشرة من الأشعة السينية اللينة حتى 80 كيلو إلكترون فولت في 16 بت، مما يسمح بنطاق ديناميكي كبير، وتبريد سائل لضمان الحد الأدنى من الخلفية.

يكشف المستشعر عن الأشعة السينية اللينة المنحرفة في نمط مسح نقطي متداخل لإسقاط لوحة المنطقة، في عملية تُعرف باسم التصوير التداخلي، وهو نمط المسح في التصوير الحيودي المتماسك (CDI). تُنقل بيانات الصورة الحيودية وتُجرى عليها عملية تحويل فورييه عكسي لإعادة بناء صور في الفضاء الحقيقي بدقة 5.6 نانومتر: أي بتحسن يزيد عن سبعة أضعاف مقارنةً بطرق المجس النانوي التقليدية القائمة على مجهر الأشعة السينية الماسحة (40 نانومتر).

تتيح هذه الأدوات استخدام التصوير الطيفي ثنائي وثلاثي الأبعاد لإجراء دراسات مكانية دقيقة للشكل النانوي في علوم المواد والعلوم البيئية والمجالات ذات الصلة.

كما تستخدم المجموعة برامجها الخاصة القائمة على لغة بايثون لاكتساب البيانات وإعادة بناء بيانات التصوير التداخلية في مسار عالي الإنتاجية.

تجربة مع توكسين

"سعر وجودة الكاميرا مثيران للإعجاب. كنت أتوقع هذا النوع من جودة sCMOS بسعر حوالي 50 ألف دولار، ومع ذلك دفعنا أقل بكثير."

كان تركيب الكاميرا سهلاً للغاية، وحصلنا على دعم فني ممتاز من شركة توسن فيما يتعلق بالأجهزة وتطبيق البرامج المخصصة. ونتطلع أيضاً إلى ترقية أنظمتنا الأخرى لاستخدام كاميرا ديانا.

– جيان وانغ، أخصائي علوم الحياة السريرية