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Nano-FTIR 應(yīng)用案例2-生物礦物質(zhì)化學(xué)檢測(cè)

更新時(shí)間：2019/4/10點(diǎn)擊次數(shù)：6992次

以 nano-FTIR 對(duì)生物材料中礦物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)成像

現(xiàn)代諸多納米成像技術(shù)，如X射線，電鏡，隧道/力學(xué)掃描顯微鏡等，均可以得到納米顆粒的型貌信息。但是，以上技術(shù)都無(wú)法有效地獲得樣品的化學(xué)識(shí)別，更無(wú)法獲得局部的礦物質(zhì)種類的鑒定。本文第一次以自然納米結(jié)構(gòu)（貝殼和骨質(zhì)中的礦物質(zhì)顆粒）的化學(xué)鑒定，證明通過(guò)紅外近場(chǎng)顯微鏡技術(shù)能夠解決以上問(wèn)題。納米傅立葉紅外光譜( nano-FTIR )是通過(guò)將傅立葉變換紅外光譜技術(shù)(FTIR)與散射式掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微技術(shù)（s-SNOM ）結(jié)合獲得的。對(duì) 紫貽貝貝殼橫截面拋光處理后，通過(guò)Nano-FTIR 可以重復(fù)的觀察到生物鈣質(zhì)微晶體的聲子共振，以及生物文石質(zhì)上明顯不同的光譜特征。更重要的是，本研究第一次在紫貽貝貝殼中發(fā)現(xiàn)了尺寸為20nm 左右、稀疏分布的納米顆粒，其顯著不同的光譜特征表明這些納米顆粒為磷化物晶體。對(duì)人類牙齒界面的研究觀察到了多組分磷酸鹽的紅外吸收峰。這些光譜在牙本質(zhì)小管附近有明顯的特征變換，證明了磷灰石納米晶體的化學(xué)與結(jié)構(gòu)的變化。紅外光譜峰的強(qiáng)弱對(duì)應(yīng)礦物質(zhì)濃度變化，這點(diǎn)通過(guò)電鏡得到印證。Nano-FTIR 對(duì)結(jié)構(gòu)的畸變反應(yīng)敏感，因此非常適用于對(duì)生物礦物質(zhì)形成和老化的研究?？傮w來(lái)說(shuō)nano-FTIR 適用于從微納加工到臨床骨科研究等多種學(xué)科中涉及復(fù)合材料的分析和鑒定工作。

Further Reading:
"Nano-FTIR chemical mapping of minerals in biological materials”,
S. Amarie, P. Zaslansky, Y. Kajihara, E. Griesshaber,W. W. Schmahl and F. Keilmann,

Beilstein J. Nanotechnol. 3, 312(2012).

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