激光单粒子效应模拟测量系统

分享一篇英文文献，原文请附件下载。以下为摘要google翻译。当被带电粒子照射时，绝缘材料通常会受到充电效应。在本文中，我们提出了蒙特卡罗研究电子束辐照对具有任何复杂几何形状的样品结构的充电效应。当在绝缘固体中运输时，电子遇到弹性和非弹性散射事件 Mott横截面和Lorentz型介电函数分别用于描述这种散射。此外，还考虑了带隙和电子长光学声子相互作用。非弹性散射中的电子激发导致电子 - 空穴对的产生 这些负电荷和正电荷建立了内部电场，进而引起电荷的漂移被固体中的杂质，缺陷，空位等捕获，其中陷阱位点的分布被假定为具有均匀的密度。在充电条件下，内部电场使电子轨迹失真，并且表面电势动态地改变二次电子发射。在这项工作中，我们提出了一种迭代建模方法，用于自洽的电位计算 与图像电荷方法相比，该方法在处理具有任意复杂几何形状的任何结构方面具有优势 - 图像电荷方法限于非常简单的边界几何形状。我们的建模基于：有限三角网格方法的组合，用于任意几何构造 一种自洽的空间势能计算方法 以及对存放电荷运动的完整动态描述。已经进行了实例计算以模拟半无限固体的SiO 2的二次电子产率，在Au基板上生长的SiO 2膜的异质结构的充电，以及具有粗糙表面的SiO 2线结构和具有不规则形状的SiO 2纳米颗粒的SEM成像。模拟已经探索了纳米粒子表面下方有趣的交错电荷层分布以及产生它的机制。

激光共聚焦显微镜系统（confocal system）的应用 1、细胞的三维重建：激光共聚焦显微镜能以0.1μm的步距沿轴向对细胞进行分层扫描，得到一组光学切片，经A/D转换后作为二维数组贮存。这些数组通过计算机进行不同的三维重建算法，可作单色或双色图像处理，组合成细胞真实的三维结构。旋转不同角度可观察各侧面的表面形态，也可从不同的断面观察细胞内部结构，测量细胞的长宽高、体积和断层面积等形态学参数。通过模拟荧光处理算法，可以产生在不同照明角度形成的阴影效果，突出立体感。通过角度旋转和细胞位置变化可产生三维动画效果。激光共聚焦显微镜的三维重建广泛用于各类细胞骨架和形态学分析、染色体分析、细胞程序化死亡的观察、细胞内细胞质和细胞器的结构变化的分析和探测等方面。 2、细胞定量荧光测定激光共聚焦显微镜以激光为光源，对细胞分层扫描，单独测定，经积分后能得到细胞荧光的准确定量，重复性极佳。它适于活细胞的定量分析，可测定细胞内溶酶体、线粒体、DNA含量、RNA含量、酶和结构性蛋白质等物质含量和分布，常用于原位分子杂交、肿瘤细胞识别、单个活细胞水平的DNA损伤及修复的定量分析。它适于快速高灵敏度测量，减少光猝灭的影响，在定量免疫荧光测定方面应用广泛，如作各种肿瘤组织切片抗原表达的定量分析，监测肿瘤相关抗原表达的定位定量信息，监测药物对肌体免疫功能的作用，监测自身免疫性疾病的多种抗原及药物对肌体免疫功能的作用，监测细胞结合和杀伤的形态特征并作定量分析等。细胞定量荧光测定可选用单荧光、双荧光方式，能自动测定细胞面积、平均荧光强度、积分荧光强度及形状因子等多种参数。 3、细胞内钙离子pH值和其它离子的动态分析通过一些专用荧光探针，可对细胞内钙离子、钠离子及pH值等作荧光标记，并对它们进行比率值和浓度梯度变化测定。由于细胞内钙离子为传递信息的第二信使，对细胞生长分化起着重要作用，通过单标记或双标记对细胞内钙离子和其它离子的荧光强度和分布精确测定，测定样品达到毫秒级的快速变化。借助光学切片功能可以测量样品深层的荧光分布以及细胞光学切片的生物化学特性的变化。通过不同时间段的检测可测定细胞内离子的扩散速率，了解它对肿瘤启动因子、生长因子等刺激的反应。细胞内离子测量广泛用于肿瘤研究、组织胚胎学、细胞生物学和药理学等领域。 4、细胞胞间通信和膜的流动性动物和植物细胞中缝隙连接介导的胞间通信在细胞增殖和分化中起着重要作用。通过测量细胞缝隙连接分子的转移，可以研究肿瘤启动因子和生长因子对缝隙连接介导的胞间通信的抑制作用及细胞内钙离子、pH值等对缝隙连接作用的影响，并监测环境毒素和药物在细胞增殖和分化中所起到的作用。选定经荧光染色后的细胞，借助于光漂白作用或光损伤作用使细胞部分或整体不发荧光，实时观察检测荧光的恢复过程，可直接反映细胞胞间通信结果。 细胞膜的流动性在进行膜的磷脂酸组成分析，药物作用点和药物作用效应，测定温度反应和物种比较方面有重要作用。细胞膜荧光探针受到极化光线激发后，发射光极性依赖于荧光分子的旋转，这种有序的运动自由度取决于荧光分子周围的膜流动性，所以极性测量能间接反映细胞膜的流动性。