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【微观看世界】昆虫等小型生物SEM系列~之二 —— 白纹伊蚊

asahi42

2013/10/21
x射线仪器

扫描电镜（SEM/EDS）

白纹伊蚊，俗称花脚蚊子（见下图，来源于百度）

由于传播登革热，最近在我国南方闹得鸡犬不宁。这种蚊子身上的白色斑纹特征明显，非常好认，即使有时候把它打得扁平稀烂，都会在手上留下整齐的黑白条纹。笔者思考，能够从蚊子身上转移到手上的，那肯定应该是像毛鳞片之类的东西，那这种鳞片究竟是因为什么原理或者什么结构，才会产生黑白两种截然相反的颜色呢？

天气逐渐转凉，蚊子也回炉重新投胎，本来笔者准备明年入夏再起炉灶，怎前天忽见一个目标叮在同事身上~大喜过望~

在光镜下，就已经可以清晰地看到，白纹伊蚊的黑白色区域都有鳞片附着，黑色区域覆盖黑色鳞片，白色区域覆盖白色鳞片。（光镜照片可以和低倍电镜照片对应，有机会补）

观察设备：FEI Quanta 250 FEG / FEI Nova NanoSEM 450 FEG

样品制备：常规 / 显微鳞片剥离

观察条件：低真空低加速电压（LFD探头，Quanta） / 高真空低加速电压配合减速（CBS探头，NNS）

低倍下白纹伊蚊腿近关节处 ↓

中间右边那堆鳞片比较大的，是光镜下的白色鳞片；靠下那堆鳞片比较窄小的，是光镜下的黑色鳞片。

5千倍下，左图是白色鳞片，右图是黑色鳞片 ↓

除了宽窄，还真看不出明显的区别。

继续放大，10k，左图是白色鳞片，右图是黑色鳞片 ↓

区别仍然不明显。

20k，左图是白色鳞片，右图是黑色鳞片 ↓

唯一能够牵强说说的，是白鳞片的小梁间距比黑鳞片大些，但是不能确定这是不是和鳞片所处的位置有关，而且这算不算是一个分类特征，也得昆虫学家说了才算。另外因为加速电压低，可以看出，两种鳞片都不是中空的，大梁小梁见都有很薄的膜填充在里面。

不过上边的图都是脚上的鳞片。蚊子身上的黑白鳞片差别就比较明显。左图是白色鳞片，右图是黑色鳞片 ↓

3k倍下，感觉白色鳞片似乎没有小梁。

继续放大，左图是白色鳞片，右图是黑色鳞片 ↓

更明显了。

因为考虑到加速电压对超薄膜的击穿作用，得用更低的电压来验证。于是，Quanta的低真空就比较吃力，NNS闪亮登场~

左图Quanta FEG，右图是Nova NanoSEM FEG，位置是白纹伊蚊身上白色鳞片 ↓

因为NNS（右）比Quanta（左）用了更低的加速电压，因此细节更为表面，也更可信。这个系列的图从不同的侧面说明两个问题：第一，Quanta的低真空效果不错；第二，NNS的低电压效果不错~

左图Quanta FEG，右图是Nova NanoSEM FEG，位置是白纹伊蚊身上黑色鳞片 ↓

由此可见，两台机子反应的细节都比较靠谱，该有就有，不该有就没有。

左图Quanta FEG，右图是Nova NanoSEM FEG，位置是白纹伊蚊腿上白色鳞片 ↓

看来白色鳞片在不同的位置结构差别很明显。

左图Quanta FEG，右图是Nova NanoSEM FEG，位置是白纹伊蚊腿上黑色鳞片 ↓

而在不同位置的黑色鳞片之间，差别真心不大。

最后还有一个不知道算不算细节的细节：

左图Quanta FEG，右图是Nova NanoSEM FEG，位置是白纹伊蚊身上白色鳞片的柄断面 ↓

放大倍数再往高了去，Quanta低真空就很累了，NNS高真空逐步体现它的优势。可见柄是实心的。

左图Quanta FEG，右图是Nova NanoSEM FEG，位置是白纹伊蚊身上黑色鳞片的柄断面 ↓

柄非常明显是空心的~

总结：

该实验仍然存在两个问题：第一，样本数量不够大；第二，没有考虑到鳞片正反面因素的影响。不过因为笔者毕竟不是专业检测昆虫的，另外蚊子腿上的鳞片观察基本能够保证都是正面；而取下的身上的鳞片因为正反随机，在4-5张白色鳞片上没有看到有小梁结构，因此图像也具备一定的参考价值。

个人感觉。白纹伊蚊腿上的白色鳞片和黑色鳞片都有大小梁结构，白色鳞片略大，黑色鳞片略小，大小梁间都有超薄膜填充；身上的白色鳞片没有小梁结构，黑色鳞片具备小梁结构，同样白色鳞片略大，大小梁间都有超薄膜。光从电镜单一方法，目前不能解释结构和颜色之间的关系，这也许要考坛子里的各位坛友和专家共同出谋划策，才能让实验结果更具备科学性和说服力。

分
该帖子已被版主-小M加15积分，加2经验;加分理由:好作品，好原创

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ghf_ghf

第1楼2013/10/21

虽是外行，但觉得导致颜色不同的原因可能有两个方面，物理结构的区别和两处的化学组成的区别。物理的原因可以从不同结构对光的反射效果入手，化学原因可以从成分差异入手。
如果是物理因素，那么扫描电镜绝对能起到大作用，我觉得其分辨率应该足以观测到结构上的这一区别，但总觉得要把测量到的尺度结果用于分析不同颜色，需要建模啊~~~
化学因素，不知道对比较小的区域做下能谱会不会有否有有参考价值。有无能谱专家给点高论？
大自然果然鬼斧神工，无论该贴发现的“证据”能否为昆虫学家作为分辨白蚊伊蚊的证据，却着实说明了扫描电镜的强大~~~好贴！！

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zhw19811005

第2楼2013/10/22

电镜为微观研究提供了强大的保障

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linzq

第3楼2013/10/22

CBS真不错，明显细节好很多

0

天空之城

第4楼2013/10/22

太强了，我们上周刚培训过植物昆虫基础知识，真应该先看了楼主的文章和图片，再讲课，更生动，赞一个

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asahi42

第5楼2013/10/22

这才是电镜科研的实际意义所在~下次您可以先预约，然后我看看能不能帮上忙
天空之城(110003) 发表:太强了，我们上周刚培训过植物昆虫基础知识，真应该先看了楼主的文章和图片，再讲课，更生动，赞一个

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asahi42

第6楼2013/10/22

建模，让我先膜拜一下~还好我读书的时候选的是高数C，否则大学不一定能毕业了…

但是对于化学因素，我觉得因为生物体成分太轻，而且有机物结构又太像，解角蛋白结构这种靠SEM+EDS估计什么有用的信息都得不到，得上其他分析手段，X-Rad或者红外？HPLC？看来我分析化学也只能拿个D了…
ghf_ghf(ghf_ghf) 发表:虽是外行，但觉得导致颜色不同的原因可能有两个方面，物理结构的区别和两处的化学组成的区别。物理的原因可以从不同结构对光的反射效果入手，化学原因可以从成分差异入手。
如果是物理因素，那么扫描电镜绝对能起到大作用，我觉得其分辨率应该足以观测到结构上的这一区别，但总觉得要把测量到的尺度结果用于分析不同颜色，需要建模啊~~~
化学因素，不知道对比较小的区域做下能谱会不会有否有有参考价值。有无能谱专家给点高论？
大自然果然鬼斧神工，无论该贴发现的“证据”能否为昆虫学家作为分辨白蚊伊蚊的证据，却着实说明了扫描电镜的强大~~~好贴！！

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asahi42

第7楼2013/10/22

CBS在高真空的条件功不可没~~
linzq(linzq) 发表:CBS真不错，明显细节好很多

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小不董

第8楼2013/10/22

应助达人

楼主怎么在电镜下区别黑白磷片的？

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〓疯子哥〓

第9楼2013/10/22

很强大

有没有做蚊子头部做微观观察？，头部应该更精彩

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asahi42

第10楼2013/10/22

对于蚊子腿部的鳞片，是光镜观察定了位以后做好特征点然后去电镜下找，对于蚊子身上的鳞片，就是取下来以后贴在导电胶的不同位置了~
小不董(doxw0323) 发表:楼主怎么在电镜下区别黑白磷片的？

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