高能X射线在骨胶原中留下破坏痕迹

Charité-Universitätsmedizin 的一组医学研究人员在 BESSY II 分析了聚焦高能 X 射线对鱼类和哺乳动物骨骼样本的损伤。通过结合显微镜技术，科学家们能够记录由矿物晶体发射的电子引起的胶原纤维破坏。研究人员得出结论，如果长时间测量，X 射线方法可能会影响骨骼样本。

他们的发现发表在《自然通讯》杂志上。

人们早就知道，超过一定剂量后，X 射线会损害活组织，因此 X 射线有明确的医学指示，可以将辐射暴露降至最低。在对骨骼等矿化组织样本的性质和特征进行基础研究时，研究人员依赖于越来越强大的 X 射线源。

鱼类和哺乳动物的骨头

“直到现在，格言实际上是：更多的通量和更高的能量更好，因为你可以通过更强烈的 X 射线获得更大的景深和更高的分辨率，”Charité-Universitätsmedizin 的 Paul Zaslansky 博士说。Zaslansky 和他的团队现在已经在 BESSY II 的 MySpot 光束线上分析了鱼类和哺乳动物的骨骼样本。

BESSY II 产生具有良好特征的宽范围 X 射线，精确聚焦在中间能量范围内，可以深入了解材料中最精细的结构，甚至化学和物理过程。Zaslansky 说：“与更硬的 X 射线同步加速器源相比，BESSY II 中灵敏的探测器和相当温和的辐照条件使我们能够在各种骨骼样本上证明胶原纤维会因矿物纳米晶体中的辐照吸收而受损。” .

蛋白质纤维成像

“我们在二次谐波激光扫描显微镜下检查了样品，以对蛋白质纤维进行成像，”第一作者 Katrein Sauer 解释说，她正在 Zaslansky 的团队攻读博士学位。她与 HZB 专家 Ivo Zizak 博士一起，用精确校准的 X 射线照射了梭子鱼、猪、牛和老鼠的骨骼样本。

光束留下了破坏痕迹，在共焦和电子显微镜图像中清晰可见。“来自 X 射线的高能光子会引发一系列电子激发。矿物质中钙和磷的电离会破坏骨骼中的胶原蛋白等蛋白质，”绍尔说。胶原蛋白的分解随着照射时间的延长而增加，但即使在高通量下短时间照射也会出现。

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