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研究蚊子弄清它究竟是如何傳播疾病

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-10-23瀏覽次數:1754

每個人都知道蚊子很無聊。這種小飛蟲的雄性是“素食者”,只使用植物汁,而雌性主要使用人和動物的血液。偶爾,他們會使用蔬菜汁。一旦他們結婚,他們就不會吸血。因為只吸血才能促進卵子的成熟。只有雌性蚊子吸血。

無意中被一只雌性蚊子咬住,讓它吸血并在皮膚上留下癢感很輕。如果它攜帶了一些病原體,那將是嚴重的。當它穿透人體時,它會將病原體帶入其中。人體血液。據了解,蚊子傳播的80多種可怕疾病包括瘧疾,流行性乙型腦炎,登革熱出血熱,絲蟲病和黃熱病。據報道,每年有數億人感染蚊子,甚至可能有數十萬人被殺。

由于蚊子對人類健康極為有害,科學家們一直在研究蚊子如何傳播疾病。對小型蚊子的研究不能用肉眼進行,必須通過技術進行。隨著科學技術的發展,光學顯微鏡,電子顯微鏡,離子和X射線顯微鏡以及高速攝影等高科技手段的出現,使相關研究不斷取得進展。

最近有一些令人驚訝的消息。科學家們意外地發現蚊子在吸血時是一個以前不為人知的“秘密”,科學家們說,這種突破性成果的實現必須首先歸結為粒子加速器技術的發展使研究人員擁有了強大的研究工具。

這里發生了什么?讓我們看看科學家們是如何發現蚊子有秘密的。這里有很多有趣的東西。

蚊子口

蚊子是如此之小,為什么它會如此“穩定”,“準”和“吱吱”?通常它應該有一個尖銳的“嘴”。仔細觀察蚊子的頭部,蚊子確實有一個針狀的“嘴”,在它的復眼之下生長,每個眼睛都有一個頭發的觸手。

在顯微鏡的幫助下,發現用肉眼看到的蚊子“口”實際上是一種保護性外套(稱為下唇),令人驚訝的是,細長的保護罩實際上是用六根頭發包裹的。還有細針:1是食道(上唇),1是唾液管(舌),2是針(上),2是鋸齒(下蹲)。

在動物學中,昆蟲的“嘴”被稱為吹嘴,蚊子是可以穿透主體并吸入主體液的吹嘴,被稱為“吸嘴”。

蚊子的口器薄而柔軟。當人們沒有注意到它時,你如何穿透皮膚并獲取血液?

在顯微鏡下進行的研究表明,蚊子的口器以動態沖擊姿勢滲透到表皮中。口器被拉直并迅速刺破皮膚。用六根“針”包裹的“下唇”立即打開并折疊。它的前端與皮膚緊密接觸,用于引導和支撐。

六個針中的兩個“尖刺”皮膚尖端以刺穿皮膚表面,然后通過周期性振動增加穿透深度。帶有尖銳微鋸齒的兩個“深蹲”跟隨鋸切皮膚。上頜和下頜快速配合到表皮下的血管豐富的區域,并且上頜的尖端不斷地改變位置以探測血管。

一旦上顎找到血管,“上唇”立即卷入吸管(上唇的上端連接到蚊子體內的食道),并且蚊子擴張其自己的食道以吸入上唇卷入的吸管上的血液。

與此同時,蚊子通過“舌頭”將分泌的唾液注入體內。蚊子的唾液含有舒張血管,抗凝血和麻醉化學物質,可以更快地吸血,這種物質會對咬傷產生過敏,這表現在皮膚的包裹和瘙癢。如果蚊子已攜帶某種病原體,它將以唾液進入人體。這是蚊子和蟑螂傳播疾病的時間。

新機會

生物學家一直在尋找更高水平的成像技術來深入研究蚊子的吸吮功能,隨著粒子加速器技術的發展,同步輻射源的誕生帶來了新的機遇。

X射線是由德國物理學家Wilhelm Conrad Rentgen在1895年發現的。從那以后,傳統的X射線已經被廣泛應用于許多研究領域,但X射線成像技術的發展在同步加速器出現后才實現了質的飛躍。輻射源。

同步輻射是一種電磁輻射。在20世紀初,理論研究學者根據電磁場理論預測,當電子在真空中移動接近光速移動時,它們會在磁場中沿著切線方向發射連續的電磁輻射譜。彎曲的軌道,但只是很長一段時間。我從未見過這種輻射。 1947年,通用電氣公司在調試70MeV電子同步加速器時意外地觀察到了這種電磁輻射。粒子物理實驗不需要同步輻射,但已發現其特性優于其他輻射源,如高強度,良好準直和寬能量范圍,可為許多學科提供研究。優秀的光源。

在20世紀60年代末和70年代初期,以“寄生”模式運行的第一代同步輻射源開始出現,使用為粒子物理研究而建立的同步加速器。 X射線的亮度(單位時間,單位面積)單位立體角,某光子能量范圍內的光子數。亮度越高,光束質量越好。它比傳統的X射線源高約4-5個數量級。 20世紀80年代初,在技術發展的基礎上,大量發射率(光束尺寸和開口角度的乘積)的特殊同步輻射源大大減少,亮度大大提高。被稱為“第二代”。

第一代和第二代同步輻射源主要利用電子束通過加速器彎曲磁鐵發射的同步輻射。在20世紀70年代后期使用加速器彎曲磁體之間的直線段使用產生周期性磁場分量的技術(稱為插入件)。當電子束通過插入件時,它將往復運動并周期性地偏轉,并且在近似正弦的扭轉偏轉中將發射更多的同步輻射,這可以大大提高光源的質量。第二代同步加速器輻射源使用部分插入物,其光源亮度為1015-1016。

在20世紀90年代中期,建造了一組具有低發射率和大量插入件的高亮度同步加速器源。被稱為“第三代”,光源的亮度可以達到1018-1019。

同步輻射源的高亮度,高通量,高準直,精確和可控,連續可調的能量特性為X射線成像研究提供了高級平臺,使得許多以前無法實現的成像研究成為可能。實現。此外,近年來出現了一系列新的X射線成像方法,例如相襯成像,相干衍射成像,吸收光譜成像和X射線熒光成像。相關的應用研究更加強大,科學家們開始使用新的X射線成像技術。

以阿貢國家實驗室的高級光子源(APS)為例。

APS是第三代同步輻射源,電子能量為7GeV,由直線加速器,增強器,存儲環,插件和實驗室組成。

線性加速器將電子加速到450MeV(電子以接近光速的速度運行),電子束注入增強器并在半秒內加速到7GeV。然后安裝1000多個磁鐵,周長1104米。存儲環,強大的磁場使電子束聚焦并沿著圓形附近的圓形多邊形軌道行進。具有多周期磁體結構的插入件安裝在每個多邊形的直邊上,以大大提高光源的質量。

APS存儲環設計有40個單元,其中35個用于為科學實驗提供高質量的光源。每個單元包括至少兩個導致X射線的射束線,一個使用存儲環彎曲磁體作為光源,另一個使用插入物作為光源。

APS提供的高亮度,高通量,高準直,精確和可控,能量可調的X射線為生命,材料,能源和環境領域的許多前沿科學研究提供了高水平的研究平臺。

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