研究目的
采用结合显微镜和光谱学技术的方法,在对样本造成最小损伤的情况下对化石羽毛进行表征,重点进行形态学和物理化学分析以确认其身份和保存状态。
研究成果
综合技术手段通过形态学和化学数据有效鉴定出该化石羽毛为绒羽,且黑色素体保存完好。硫元素的存在表明含有角蛋白,荧光信号则显示存在黑色素。该方法损伤极小且能提供全面认知,为未来采用类似方法的化石研究提供了支持。
研究不足
该研究仅限于某一特定地层中的一个化石标本,可能无法代表所有化石羽毛。部分技术(如透射电子显微镜)仅需极少量样本,尽管已尽力减少损伤。相关解释基于与现存羽毛及先前研究的对比,而黑色素体的非晶态特性可能会影响某些分析结果。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用关联分析法,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)对化石羽毛进行中观、微观和纳米尺度分析,在尽量减少样品制备以降低损伤的前提下开展研究。
2:样品选择与数据来源:
化石样品(MN 7754-V)采自巴西克拉托组地层,因其羽状结构及层状石灰岩中的保存状态而被选中。
3:实验设备与材料清单:
包括FEI Quanta 200i扫描电镜、FEI Magellan 400扫描电镜、FEI TITAN 80-300透射电镜、EDAX Apollo X SDD能谱探测器、EDAX tops 30 OST能谱探测器、岛津IR Prestige-21傅里叶红外光谱仪(配AIM-8800显微附件)、徕卡TCS SPE AOBS共聚焦激光扫描显微镜、徕卡EM uc7超薄切片机、环氧树脂(Spurr,Ted Pella公司)、覆膜镍网(Lacey-Carbon涂层,Ted Pella公司)及玻璃盖玻片。
4:实验流程与操作步骤:
扫描电镜分析无需喷镀处理,分别进行低倍与高倍观察;透射电镜样品经树脂包埋后用超薄切片机切片并置于铜网上;能谱分析在扫描电镜和透射电镜模式下进行;傅里叶红外光谱采用衰减全反射模式对样品及基质同步检测;共聚焦激光扫描显微镜通过特定激发/发射波长参数进行光谱荧光扫描。
5:数据分析方法:
图像分析使用ImageJ进行形态计量(如长宽比)、Microsoft Excel处理数据、Digital Micrograph进行快速傅里叶变换分析、LAS AF软件实现共聚焦图像解卷积;样品与基质的能谱及红外光谱数据进行对比分析。
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SEM Quanta 200i
Quanta 200i
FEI
Used for low and high magnification imaging of the fossil sample without sputtering to observe general features and microstructures.
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SEM Magellan 400
Magellan 400
FEI
Used for high-resolution nanoscale imaging with a field emission gun to avoid sample damage.
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TEM TITAN 80-300
TITAN 80-300
FEI
Used for bright field TEM, HAADF imaging, and electron diffraction to analyze internal structure of melanosomes.
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FT-IR Prestige-21
IR Prestige-21
Shimadzu
Coupled with an optical microscope for ATR mode spectroscopy to detect chemical groups in the fossil sample.
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CLSM TCS SPE AOBS
TCS SPE AOBS
Leica
Used for confocal laser scanning microscopy to perform spectral fluorescence scanning and imaging for pigment mapping.
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Ultramicrotome EM uc7
EM uc7
Leica
Used to cut ultrathin sections of the embedded sample for TEM analysis.
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EDS Apollo X
Apollo X
EDAX
Used for elemental composition analysis in SEM mode.
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EDS tops 30 OST
tops 30 OST
EDAX
Used for elemental characterization in TEM mode on ultrathin sections.
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Epoxy Resin
Spurr
Ted Pella Inc.
Used for embedding the sample piece for TEM sectioning.
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Lacey-Carbon Coated Ni Grids
Ted Pella Inc.
Used as substrates for depositing ultrathin sections in TEM.
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Glass Cover Slip
Used for placing the sample in CLSM analysis.
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