化(hua)石(shi)是(shi)古(gu)生(sheng)(sheng)物(wu)遺留(liu)(liu)的(de)(de)痕跡(ji)，也是(shi)古(gu)生(sheng)(sheng)物(wu)研究的(de)(de)重(zhong)要對象(xiang)。生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)遺跡(ji)經過掩埋，在巖層中經過漫長(chang)的(de)(de)時光保留(liu)(liu)下它們(men)(men)曾(ceng)經的(de)(de)樣子(zi)，為我(wo)們(men)(men)展示出遠古(gu)時代的(de)(de)一角。其中既有我(wo)們(men)(men)熟知的(de)(de)高達幾十米的(de)(de)恐龍化(hua)石(shi)，也有肉(rou)眼難(nan)以(yi)(yi)觀察的(de)(de)胚胎、微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)等甚(shen)至不到1毫米的(de)(de)微(wei)體化(hua)石(shi)以(yi)(yi)及(ji)以(yi)(yi)微(wei)米為單位的(de)(de)超微(wei)化(hua)石(shi)。
我(wo)們總是希望可(ke)以(yi)在化(hua)(hua)(hua)石上尋找(zhao)到(dao)更多的(de)(de)(de)信息，從最開(kai)始的(de)(de)(de)通過肉眼(yan)直(zhi)接觀(guan)察化(hua)(hua)(hua)石形態到(dao)用相機(ji)對(dui)標(biao)本拍照再到(dao)利用光學顯(xian)微(wei)(wei)(wei)鏡(jing)與(yu)電(dian)子(zi)顯(xian)微(wei)(wei)(wei)鏡(jing)獲取化(hua)(hua)(hua)石表面(mian)的(de)(de)(de)細微(wei)(wei)(wei)結(jie)構(gou)，隨著技(ji)術的(de)(de)(de)進(jin)步，研究(jiu)化(hua)(hua)(hua)石的(de)(de)(de)方(fang)法也越來越先進(jin)。我(wo)們可(ke)以(yi)發現，化(hua)(hua)(hua)石研究(jiu)始終離不(bu)開(kai)對(dui)化(hua)(hua)(hua)石圖像的(de)(de)(de)獲取。然而即使是分辨率高達納米級別的(de)(de)(de)掃描電(dian)鏡(jing)，也只能采(cai)集化(hua)(hua)(hua)石的(de)(de)(de)表面(mian)顯(xian)微(wei)(wei)(wei)圖像，在不(bu)破壞標(biao)本的(de)(de)(de)情況下無法觀(guan)察化(hua)(hua)(hua)石的(de)(de)(de)內部結(jie)構(gou)。
隨著(zhu)X 射線三(san)維(wei)無(wu)損成像(xiang)(xiang)技(ji)術(shu)(shu)的(de)發展(zhan)與應(ying)用(yong)，這(zhe)個(ge)問題迎刃而解。早(zao)在1896年(nian)，醫用(yong)X光機剛(gang)誕生沒多久的(de)時(shi)候，德國古生物學家就(jiu)已經將(jiang)X 射線成像(xiang)(xiang)技(ji)術(shu)(shu)應(ying)用(yong)到(dao)(dao)了化石研究中。然而早(zao)期利用(yong)X 射線得(de)到(dao)(dao)的(de)化石圖(tu)像(xiang)(xiang)分辨率(lv)并不高，因(yin)此一般(ban)只用(yong)來尋(xun)找和輔助修理化石。到(dao)(dao)了上世紀70年(nian)代，CT掃(sao)描(miao)技(ji)術(shu)(shu)的(de)出(chu)現讓化石的(de)三(san)維(wei)結構得(de)以無(wu)損呈(cheng)現，X 射線三(san)維(wei)無(wu)損成像(xiang)(xiang)技(ji)術(shu)(shu)開始在化石研究領域得(de)到(dao)(dao)廣泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)與快速的(de)發展(zhan)。
前幾日，中(zhong)(zhong)(zhong)科院(yuan)南(nan)京地質(zhi)古(gu)生物(wu)研究(jiu)所的(de)研究(jiu)人(ren)員(yuan)與國外學者(zhe)合(he)作，在貴州甕安生物(wu)群(qun)(qun)發現(xian)了6.1億年前的(de)胚胎化石并(bing)通過三(san)(san)維成像技術(shu)構(gou)建出其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)數百個標本(ben)的(de)立(li)體(ti)結(jie)構(gou)。被命(ming)名為“籠(long)脊球”的(de)甕安生物(wu)群(qun)(qun)胚胎化石是已(yi)知的(de)最古(gu)老的(de)與動物(wu)相關的(de)胚胎化石。通過對三(san)(san)維立(li)體(ti)結(jie)構(gou)的(de)研究(jiu)，研究(jiu)人(ren)員(yuan)發現(xian)籠(long)脊球化石是動物(wu)由單細胞(bao)向多細胞(bao)演(yan)化的(de)關鍵一(yi)步。這只是X 射線三(san)(san)維無損成像技術(shu)應用的(de)其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)一(yi)個例子。
籠脊球的(de)(de)單(dan)個(ge)直(zhi)徑不(bu)足1毫米，相較(jiao)于正(zheng)常大(da)小的(de)(de)化(hua)石，研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)這(zhe)(zhe)種(zhong)微(wei)體(ti)(ti)化(hua)石需要有(you)更(geng)高的(de)(de)密度(du)分辨率(lv)和空間(jian)分辨率(lv)，無法依靠(kao)普(pu)通CT技術進(jin)行無損成像(xiang)。2002年，同(tong)(tong)步(bu)(bu)輻(fu)射(she)(she)(she)(she)(she)硬(ying)(ying) X 射(she)(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)相襯微(wei) CT(PC-SR-μCT)開始應用于甕安生物(wu)群(qun)微(wei)小化(hua)石的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中。同(tong)(tong)步(bu)(bu)輻(fu)射(she)(she)(she)(she)(she)硬(ying)(ying) X 射(she)(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)相襯微(wei)CT在化(hua)石無損三維成像(xiang)中具(ju)有(you)三個(ge)優點(dian)：1.同(tong)(tong)步(bu)(bu)輻(fu)射(she)(she)(she)(she)(she)硬(ying)(ying)X射(she)(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)具(ju)有(you)高亮度(du)、高準直(zhi)性(xing)和較(jiao)高空間(jian)相干性(xing)等特點(dian)，可以(yi)明顯提高化(hua)石樣品的(de)(de)成像(xiang)襯度(du)。2.同(tong)(tong)步(bu)(bu)輻(fu)射(she)(she)(she)(she)(she)硬(ying)(ying)X射(she)(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)投影(ying)成像(xiang)的(de)(de)空間(jian)分辨率(lv)高，成像(xiang)速度(du)快。3.同(tong)(tong)步(bu)(bu)輻(fu)射(she)(she)(she)(she)(she)可使(shi)用單(dan)色硬(ying)(ying)X射(she)(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)成像(xiang)，避(bi)免(mian)了硬(ying)(ying)化(hua)偽影(ying)問(wen)題。利用同(tong)(tong)步(bu)(bu)輻(fu)射(she)(she)(she)(she)(she)硬(ying)(ying) X 射(she)(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)相襯微(wei)CT，我國(guo)在甕安微(wei)體(ti)(ti)化(hua)石的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中取(qu)得(de)了許多重大(da)成果，使(shi)我國(guo)在這(zhe)(zhe)一領域可以(yi)較(jiao)國(guo)際(ji)水平更(geng)為(wei)先(xian)進(jin)。
目前同(tong)步(bu)輻射硬 X 射線相襯微(wei)CT還存(cun)在著一些問題有待(dai)解決，化(hua)石無損研(yan)究(jiu)的(de)技術發(fa)展(zhan)也不會就此止步(bu)。技術的(de)發(fa)展(zhan)對研(yan)究(jiu)帶來的(de)助力是顯而易見的(de)，我國能(neng)不能(neng)保持(chi)在微(wei)體(ti)化(hua)石研(yan)究(jiu)領域的(de)地(di)位還要看我們能(neng)不能(neng)在技術的(de)改進上快人一步(bu)。
[來源：儀器網(wang)]
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