布魯克BRUKER 納米級三維 X 射線顯微鏡

SKYSCAN 2214 CMOS

SKYSCAN 2214（CMOS）是一款多量 X射線納米級斷層掃描係統。16 Mp的大尺寸sCMOS探測器，提供出色的分辨率，並拓展了巨大的3D視場。快速切換燈絲，可實現160 keV高穿透力的鎢燈絲和能實現出色分辨率的六硼化鑭燈絲的切換；<500 nm的真正三維空間分辨率，能在生成的3D模型中解析出兩個特征。

這款納米級三維 X 射線顯微鏡能用一台儀器涵蓋廣泛的物體尺寸和空間分辨率。它為地質材料的三維成像和精確建模開創了新的可能，適合石油和天然氣勘探、複合材料、鋰電池、燃料電池、電子組件，以及肺部成像或腫瘤血管化等體外的臨床前應用。對於直徑達到300mm以上的大型物體，該儀器可對它們內部的微觀結構進行掃描和三維無損重建；對於小尺寸的樣品，該儀器可達到亞微米級的分辨率。

SKYSCAN 2214 擁有 3D.SUITE 配套軟件。這個綜合性的軟件包涵蓋 GPU 加速重建、2D/ 3D 形態分析，以及表麵和體渲染可視化。

SKYSCAN 2214 –光源

SKYSCAN 2214 采用新一代的開放型 X 光源。該光源可達到優於 500 nm 的實際空間分辨率，高達 160 keV 的 X 光能量，以及高達 16 W 的功率。因為擁有簡單的預先配準的燈絲更換程序，光源幾乎不需要維護。

SKYSCAN 2214 擁有帶金剛石窗口的開放型（泵式）納米焦點 X 光源。它能產生峰能量從 20 kV 到 160 keV 不等的X光束，並提供有兩種類型的陰極。鎢（W）陰極適用於達到 160 kV 的完整加速電壓範圍，光斑尺寸達到 800 nm。六硼化鑭（LaB6）陰極適用於從 20 kV 到 100 kV 的加速電壓，X 光束的光斑尺寸可以小於 500 nm，從而確保在成像和三維重建中達到出色的分辨率。JIMA分辨率測試卡顯示，它能輕鬆解析出 500 nm 的結構。

為了確保焦斑尺寸和發射源的位置能夠長期保持穩定，X 光源還能配備水冷係統，該係統含有一個循環裝置，能精準地控製冷卻液體的溫度以維持溫度的穩定。

SKYSCAN 2214 –探測器

為了實現出色的靈活性，SKYSCAN 2214 可以配備四台 X 射線探測器：三台擁有不同分辨率和視場的 CMOS 相機，以及一個大尺寸的平板探測器。所有相機都可通過單擊鼠標來選擇。不同的 CMOS 相機可在係統生命周期內的任何時間進行改裝。

三個 CMOS 相機都能在光束中心位置和兩個偏移位置拍攝圖像，從而使得視場範圍擴大一倍。通過偏移補償和強度差異矯正，在兩個偏移位置拍攝的圖片可被自動地拚接到一起。

使用小像素 CMOS 探測器時，對大尺寸的物體也能進行高分辨率的成像和 3D 重建。內置探測器的靈活性使其可以按照物體尺寸與密度調整視場和空間分辨率。通過先進的大樣品局部重建，它能以高分辨率掃描一個大尺寸物體的特定組成部分，並獲得同樣優質的圖像。

此外，通過利用探測器的偏移和物體的垂直移動，還可從水平和垂直方向上擴大視場。

SKYSCAN 2214 –樣品室

SKYSCAN 2214擁有高度精準的樣品台，支持直徑達到300 mm和重量達到20 kg的物體。空氣懸浮式旋轉馬達能以非常高的準確度精準地旋轉物體位置，集成的精密定位平台能保證樣品完全對準。

一個很大的且使用方便的樣品室，方便掃描大型物體和安裝可選的試驗台。它有足夠的空間可供容納外圍設備。

SKYSCAN 2214 –原位試驗台

布魯克的材料試驗台可以進行4400 N的壓縮試驗和440 N的拉伸試驗。所有試驗台都能通過係統的旋轉台自動聯係到一起，而無需任何外接線纜。通過使用所提供的軟件，可以設置預定掃描試驗。

布魯克的加熱台和冷卻台可以達到+80ºC或低於環境溫度低30ºC的溫度。和其它的試驗台一樣，加熱和冷卻台也不需要任何額外的連接，係統可以自動地識別不同的試驗台。通過使用加熱台和冷卻台，可在非環境條件下檢測樣品，從而評估溫度對樣品微觀結構的影響。

SKYSCAN 2214與DEBEN試驗台完全兼容。借助自帶的適配器，DEBEN試驗台可以很容易地被安裝到SKYSCAN 2214的旋轉台上。

SKYSCAN 2214 –位置、掃描、重建和分析

布魯克 XRM 解決方案包括收集和分析數據所需的所有軟件。直觀的圖形用戶界麵，用戶引導參數優化支持專家和新手用戶。通過使用新型 GPU 供電算法，重建時間大大縮短。CTVOX、CTAN 和 CTVOL 組合成強大的軟件套件，用於模型的定性和定量分析。

·測量軟件：

SKYSCAN 2214 – 儀器控製、測量規劃和收集

·重建軟件：

NRECON – 將 2D 投影圖像轉換為 3D 體積

·分析軟件：

DATAVIEWER - 對 3D 卷和 2D/3D 圖像登記的按片檢查

CTVOX - 通過音量渲染實現逼真可視化

CTAN - 2D/3D 圖像分析與處理

CTVOL - 要導出用於 CAD 或 3D 打印的表麵模型可視化

SKYSCAN 2214應用方向

- 礦物化組織

SKYSCAN 2214 可提供納米CT成像性能，配備CMOS四台相機，一台大尺寸600萬像素cMOS平板，用於高電壓和大型骨骼或牙科樣品的成像；三台小幅麵相機，用於為每一個骨樣品掃描提供分辨率和X射線能量窗口。

亞微米級體素掃描可提供晶瑩剔透的骨細胞裂隙和微觀尺度的礦化結構，以及納米級分辨率的生物材料支架結構。

相位檢索（Paganin）提供了一個新的維度來分析迄今為止鮮有研究的骨微礦化模式。

使用羊、靈長類動物或類似模型進行骨科研究，可使用14 cm掃描視野和160kV X射線源。通過機械測試和溫度控製階段實現您的骨科和生物力學研究目標。

形態測量具有全麵的3D和2D參數，密度測量包括臨床前尺寸範圍內的BMD校準參考。先進的三維圖像分析功能包括三維注冊、自適應閾值、歐拉連通性、分形、各向異性和立體、濾波、布爾邏輯運算符等。

- 軟組織

支持生物組織的體外納米CT掃描，其像素大小為亞微米，就像組織學或電子顯微鏡一樣，但卻是真正的、深層的3D——這是一種無損顯示內部結構的奇妙方法。對比劑或化學幹燥可以通過進一步增強或區分組織密度來提高圖像質量。SKYSCAN 2214在新的成像學科——顯微CT（micro-CT）組織學和組織形態測量學——的出現中發揮著主導作用。該係統優越的多功能性確保了每個樣本都能以優化的參數、出色的分辨率和對比度進行掃描。

設備配置四台CMOS相機，一台600萬像素的大型平板相機，可用於高電壓和大型組織樣本的成像；三台小幅麵相機，為樣本掃描提供分辨率和X射線能量窗口。全麵的三維圖像分析能力，包括形態測量和密度測量、三維配準、分割和圖像處理方法。

- 植物和動物

micro-CT對於內部生物結構的細微處的可視化效果更好。這種成像方法可以創建一個納米級的3D X射線衰減圖，而不會傷害或破壞掃描對象。幾乎所有的生物組織都可以被可視化和分析，很少或不需要特殊的樣品處理。亞微米級的體素分辨率可以對小型昆蟲和植物或種子結構進行成像，具有強大的放大能力和豐富的細節。

掃描室的空間和旋轉台的精確性確保了所有類型的樣品都可以掃描，從小型斑馬魚和保存的動物學和植物學樣品到盆栽和岩石埋藏的化石。

可配置四台CMOS相機，其中600萬像素的大型平板相機可用於高電壓和大型樣品的成像；三台小幅麵相機，為生物樣品掃描提供分辨率和X射線能量窗口。軟件套件可以用全麵的3D和2D參數進行形態測量，先進的三維圖像分析功能包括三維注冊、自適應閾值、歐拉連通性、分形、各向異性和立體、濾波、布爾邏輯運算符等。