Microscopia elettronica a scansione a emissione di campo (FESEM) nella pelle di lucertola: uno studio sul meccanismo del colore della pelle di lucertola

Le cellule della pelle di lucertola utilizzate in questo articolo sono state fornite dal gruppo di ricerca di Che Jing, Istituto di zoologia di Kunming, Accademia cinese delle scienze.

1. Contesto

Le lucertole sono un gruppo di rettili che vivono sulla terra con forme corporee diverse e in ambienti diversi. Le lucertole sono altamente adattabili e possono sopravvivere in una vasta gamma di ambienti. Alcune di queste lucertole hanno anche colori colorati come protezione o per comportamenti di corteggiamento. Lo sviluppo della colorazione della pelle della lucertola è un fenomeno evolutivo biologico molto complesso.

Questa capacità è ampiamente riscontrabile in molte lucertole, ma come si presenta esattamente? In questo articolo, ti guideremo a comprendere il meccanismo dello scolorimento delle lucertole in combinazione con i prodotti del microscopio elettronico a scansione a emissione di campo CIQTEK .

2. Microscopio elettronico a scansione a emissione di campo CIQTEK

In quanto strumento scientifico di fascia alta, il  microscopio elettronico a scansione è diventato uno strumento di caratterizzazione necessario nel processo di ricerca scientifica con i suoi vantaggi di alta risoluzione e ampio intervallo di ingrandimento. Oltre ad ottenere informazioni sulla superficie del campione, la struttura interna del materiale può essere ottenuta applicando la modalità di trasmissione (microscopia elettronica a trasmissione a scansione (STEM)) con l'accessorio rilevatore di trasmissione a scansione sul SEM. Inoltre, rispetto alla tradizionale microscopia elettronica a trasmissione, la modalità STEM del SEM può ridurre significativamente il danno del fascio di elettroni sul campione grazie alla sua tensione di accelerazione inferiore e migliorare notevolmente il rivestimento dell'immagine, che è particolarmente adatto per analisi strutturali di tessuti molli campioni di materiali come polimeri e campioni biologici.

I SEM CIQTEK possono essere dotati di questa modalità di scansione, tra cui SEM5000 , come popolare modello di emissione di campo CIQTEK, adotta un design avanzato del barilotto, inclusa la tecnologia di tunneling ad alta tensione (SuperTunnel), un design dell'obiettivo senza perdite a bassa aberrazione e ha una varietà di modalità di imaging: INLENS, ETD, BSED, STEM, ecc. e la risoluzione della modalità STEM è fino a 0,8 nm a 30 kv.

I colori del corpo animale in natura possono essere suddivisi in due categorie a seconda del meccanismo di formazione: colori pigmentati e colori strutturali. I colori pigmentati vengono prodotti attraverso cambiamenti nel contenuto dei componenti del pigmento e la sovrapposizione dei colori, simile al principio dei "tre colori primari"; mentre i colori strutturali si formano riflettendo la luce attraverso sottili strutture fisiologiche per produrre colori con diverse lunghezze d'onda della luce riflessa, che si basa sul principio dell'ottica. Le figure seguenti (Figure 1-4) mostrano i risultati dell'utilizzo dell'accessorio SEM5000-STEM per caratterizzare le cellule iridescenti nelle cellule della pelle delle lucertole, che hanno una struttura simile a un reticolo di diffrazione, che chiameremo provvisoriamente un foglio di cristallo, e che è in grado di riflettere e diffondere diverse lunghezze d'onda della luce. Si è scoperto che le lunghezze d'onda della luce diffusa e riflessa dalla pelle della lucertola potrebbero essere modificate modificando la dimensione, la spaziatura e l'angolo dei fogli di cristallo, il che è di grande importanza per lo studio del meccanismo di scolorimento della pelle della lucertola. La caratterizzazione delle cellule della pelle di lucertola al microscopio elettronico a scansione ci consente di visualizzare le caratteristiche strutturali dei fogli di cristallo della pelle di lucertola in diversi colori: comprese dimensioni, lunghezza e disposizione, il che rende la caratterizzazione microscopica e la rappresentazione macroscopica vividamente correlate tra loro.

Figura 1-4 Ultrastruttura della pelle di lucertola

Allo stesso tempo, in combinazione con il software di cucitura di immagini di grandi dimensioni "Automap" sviluppato da CIQTEK, le cellule della pelle di lucertola possono essere caratterizzate in grandi macrostrutture fino al livello del centimetro. Pertanto, indipendentemente dal fatto che si tratti di dettagli ad alto ingrandimento o di caratterizzazione di macroaree, CIQTEK SEM è in grado di soddisfarli tutti.

Un'interfaccia di mappatura automatica

I microscopi elettronici a scansione a emissione di campo (SEM) CIQTEK , con il vantaggio dell'imaging ad alta risoluzione e il supporto per il nuovo rilevatore STEM (Scanning Transmission Electron) opzionale, possono combinare le funzionalità di SEM e TEM per ottenere immagini ad alta risoluzione formate da elettroni di trasmissione a tensioni di accelerazione di 30 kV e inferiori. Questo è un vantaggio unico per l'osservazione di campioni biologici sensibili ai fasci di elettroni.