Micro-CT扫描成像的样本处理与样本要求技术指南

Micro-CT扫描成像的样本处理与样本要求技术指南

Micro-CT（微计算机断层扫描）是一种高分辨率的三维成像技术，广泛应用于材料科学、生物医学、地质学等领域。为了获得高质量的扫描结果，样本的制备和处理至关重要。

Micro-CT微计算机断层扫描通过X射线透射样本并重建三维结构，其分辨率可达微米甚至亚微米级别。然而，样本的物理特性（如密度、尺寸）和制备方式直接影响成像效果。因此，合理的样本处理是确保数据准确性的关键。

2. Micro-CT的样本要求

2.1 样本尺寸

• 最佳尺寸范围：通常建议样本直径不超过扫描仪的视场（FOV），一般在1–50 mm之间，具体取决于设备型号。
• 分辨率与样本大小的权衡：较大的样本会降低分辨率，需根据研究目标调整扫描参数。

2.2 样本密度与X射线吸收

• 低密度样本（如软组织、聚合物）：可能需要低电压（20–50 kV）以提高对比度。
• 高密度样本（如骨骼、金属）：需提高电压（60–100 kV）或使用滤波片减少硬化伪影。

2.3 样本稳定性

• 扫描过程中样本需保持绝对静止，避免运动伪影。
• 生物样本需固定（如福尔马林、乙醇）以防止腐败或变形。

3. 样本预处理方法

3.1 生物样本处理

• 固定：使用4%多聚甲醛或70%乙醇固定，避免组织收缩。
• 脱水：梯度乙醇（70%→100%）或临界点干燥（用于高分辨率扫描）。
• 染色增强对比度（可选）：
  • 碘化钾（Lugol溶液）用于软组织对比度提升。
  • 磷酸钨酸（PTA）或奥斯米酸适用于细胞结构成像。

3.2 材料样本处理

• 清洁：去除表面污染物（如灰尘、油脂）以避免扫描伪影。
• 包埋（可选）：低密度材料（如泡沫）可包埋在石蜡或树脂中以增强稳定性。

3.3 特殊样本处理

• 含水样本：需密封（如Parafilm膜）防止干燥，或使用低温扫描。
• 活体样本：需麻醉（如小动物）并控制扫描时间以减少辐射损伤。

4. 样本固定与扫描优化

4.1 固定装置选择

• 低密度支架：如泡沫、塑料管，避免金属干扰。
• 旋转台适配器：确保样本中心与旋转轴对齐，减少重建误差。

4.2 扫描参数优化

• 电压与电流：根据样本密度调整（如40 kV/200 μA用于小鼠骨骼）。
• 曝光时间：高分辨率扫描需更长曝光（500–2000 ms/帧）。
• 滤波片：铜或铝滤波片可减少光束硬化效应。

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