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研究蚊子弄清它究竟是如何传播疾病

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-10-23浏览次数:1754

每个人都知道蚊子很无聊。这种小飞虫的雄性是“素食者”,只使用植物汁,而雌性主要使用人和动物的血液。偶尔,他们会使用蔬菜汁。一旦他们结婚,他们就不会吸血。因为只吸血才能促进卵子的成熟。只有雌性蚊子吸血。

无意中被一只雌性蚊子咬住,让它吸血并在皮肤上留下痒感很轻。如果它携带了一些病原体,那将是严重的。当它穿透人体时,它会将病原体带入其中。人体血液。据了解,蚊子传播的80多种可怕疾病包括疟疾,流行性乙型脑炎,登革热出血热,丝虫病和黄热病。据报道,每年有数亿人感染蚊子,甚至可能有数十万人被杀。

由于蚊子对人类健康极为有害,科学家们一直在研究蚊子如何传播疾病。对小型蚊子的研究不能用肉眼进行,必须通过技术进行。随着科学技术的发展,光学显微镜,电子显微镜,离子和X射线显微镜以及高速摄影等高科技手段的出现,使相关研究不断取得进展。

最近有一些令人惊讶的消息。科学家们意外地发现蚊子在吸血时是一个以前不为人知的“秘密”,科学家们说,这种突破性成果的实现必须首先归结为粒子加速器技术的发展使研究人员拥有了强大的研究工具。

这里发生了什么?让我们看看科学家们是如何发现蚊子有秘密的。这里有很多有趣的东西。

蚊子口

蚊子是如此之小,为什么它会如此“稳定”,“准”和“吱吱”?通常它应该有一个尖锐的“嘴”。仔细观察蚊子的头部,蚊子确实有一个针状的“嘴”,在它的复眼之下生长,每个眼睛都有一个头发的触手。

在显微镜的帮助下,发现用肉眼看到的蚊子“口”实际上是一种保护性外套(称为下唇),令人惊讶的是,细长的保护罩实际上是用六根头发包裹的。还有细针:1是食道(上唇),1是唾液管(舌),2是针(上),2是锯齿(下蹲)。

在动物学中,昆虫的“嘴”被称为吹嘴,蚊子是可以穿透主体并吸入主体液的吹嘴,被称为“吸嘴”。

蚊子的口器薄而柔软。当人们没有注意到它时,你如何穿透皮肤并获取血液?

在显微镜下进行的研究表明,蚊子的口器以动态冲击姿势渗透到表皮中。口器被拉直并迅速刺破皮肤。用六根“针”包裹的“下唇”立即打开并折叠。它的前端与皮肤紧密接触,用于引导和支撑。

六个针中的两个“尖刺”皮肤尖端以刺穿皮肤表面,然后通过周期性振动增加穿透深度。带有尖锐微锯齿的两个“深蹲”跟随锯切皮肤。上颌和下颌快速配合到表皮下的血管丰富的区域,并且上颌的尖端不断地改变位置以探测血管。

一旦上颚找到血管,“上唇”立即卷入吸管(上唇的上端连接到蚊子体内的食道),并且蚊子扩张其自己的食道以吸入上唇卷入的吸管上的血液。

与此同时,蚊子通过“舌头”将分泌的唾液注入体内。蚊子的唾液含有舒张血管,抗凝血和麻醉化学物质,可以更快地吸血,这种物质会对咬伤产生过敏,这表现在皮肤的包裹和瘙痒。如果蚊子已携带某种病原体,它将以唾液进入人体。这是蚊子和蟑螂传播疾病的时间。

新机会

生物学家一直在寻找更高水平的成像技术来深入研究蚊子的吸吮功能,随着粒子加速器技术的发展,同步辐射源的诞生带来了新的机遇。

X射线是由德国物理学家Wilhelm Conrad Rentgen在1895年发现的。从那以后,传统的X射线已经被广泛应用于许多研究领域,但X射线成像技术的发展在同步加速器出现后才实现了质的飞跃。辐射源。

同步辐射是一种电磁辐射。在20世纪初,理论研究学者根据电磁场理论预测,当电子在真空中移动接近光速移动时,它们会在磁场中沿着切线方向发射连续的电磁辐射谱。弯曲的轨道,但只是很长一段时间。我从未见过这种辐射。 1947年,通用电气公司在调试70MeV电子同步加速器时意外地观察到了这种电磁辐射。粒子物理实验不需要同步辐射,但已发现其特性优于其他辐射源,如高强度,良好准直和宽能量范围,可为许多学科提供研究。优秀的光源。

在20世纪60年代末和70年代初期,以“寄生”模式运行的第一代同步辐射源开始出现,使用为粒子物理研究而建立的同步加速器。 X射线的亮度(单位时间,单位面积)单位立体角,某光子能量范围内的光子数。亮度越高,光束质量越好。它比传统的X射线源高约4-5个数量级。 20世纪80年代初,在技术发展的基础上,大量发射率(光束尺寸和开口角度的乘积)的特殊同步辐射源大大减少,亮度大大提高。被称为“第二代”。

第一代和第二代同步辐射源主要利用电子束通过加速器弯曲磁铁发射的同步辐射。在20世纪70年代后期使用加速器弯曲磁体之间的直线段使用产生周期性磁场分量的技术(称为插入件)。当电子束通过插入件时,它将往复运动并周期性地偏转,并且在近似正弦的扭转偏转中将发射更多的同步辐射,这可以大大提高光源的质量。第二代同步加速器辐射源使用部分插入物,其光源亮度为1015-1016。

在20世纪90年代中期,建造了一组具有低发射率和大量插入件的高亮度同步加速器源。被称为“第三代”,光源的亮度可以达到1018-1019。

同步辐射源的高亮度,高通量,高准直,精确和可控,连续可调的能量特性为X射线成像研究提供了高级平台,使得许多以前无法实现的成像研究成为可能。实现。此外,近年来出现了一系列新的X射线成像方法,例如相衬成像,相干衍射成像,吸收光谱成像和X射线荧光成像。相关的应用研究更加强大,科学家们开始使用新的X射线成像技术。

以阿贡国家实验室的高级光子源(APS)为例。

APS是第三代同步辐射源,电子能量为7GeV,由直线加速器,增强器,存储环,插件和实验室组成。

线性加速器将电子加速到450MeV(电子以接近光速的速度运行),电子束注入增强器并在半秒内加速到7GeV。然后安装1000多个磁铁,周长1104米。存储环,强大的磁场使电子束聚焦并沿着圆形附近的圆形多边形轨道行进。具有多周期磁体结构的插入件安装在每个多边形的直边上,以大大提高光源的质量。

APS存储环设计有40个单元,其中35个用于为科学实验提供高质量的光源。每个单元包括至少两个导致X射线的射束线,一个使用存储环弯曲磁体作为光源,另一个使用插入物作为光源。

APS提供的高亮度,高通量,高准直,精确和可控,能量可调的X射线为生命,材料,能源和环境领域的许多前沿科学研究提供了高水平的研究平台。