國儀量子技術(合肥)股份有限公司
已認證
國儀量子技術(合肥)股份有限公司
已認證
用掃描電鏡看看
貓咪的毛發(fā)
“每個人的身上都有毛毛~”
毛發(fā)是哺乳動物皮膚表皮部角質(zhì)層的衍生物,也是哺乳動物的特征之一,所有動物的毛發(fā)都有其基本的形態(tài)和結(jié)構(gòu),而不同的動物在毛發(fā)形態(tài)上(如長短、粗細以及色澤等)又表現(xiàn)出差異。毛發(fā)形態(tài)的差異必定與其微觀結(jié)構(gòu)有著緊密的聯(lián)系,因此,毛發(fā)微觀結(jié)構(gòu)也是人們多年來研究的重點[1]。
1837年,Brewster首次應用光學顯微鏡發(fā)現(xiàn)毛發(fā)表面的特異性結(jié)構(gòu),標志著毛發(fā)微觀結(jié)構(gòu)研究的開始。20世紀80年代,隨著電子顯微鏡在毛發(fā)微觀結(jié)構(gòu)研究中的廣泛應用,毛發(fā)的微觀結(jié)構(gòu)研究有了進一步的完善與發(fā)展,掃描電子顯微鏡下,毛發(fā)結(jié)構(gòu)的圖像更加清晰、精確,并且立體感強,分辨率高,可以從不同的角度進行觀察。因此,掃描電子顯微鏡開始廣泛應用于動物毛發(fā)的觀察。
掃描電鏡下,貓毛的微觀結(jié)構(gòu)
圖片來源:攝圖網(wǎng)
貓作為飼養(yǎng)較廣泛的一種寵物,多數(shù)品種都有著一身柔軟的毛發(fā),讓人頗為喜愛。
那么,從貓毛的掃描電鏡圖像中,我們能獲取什么信息呢?帶著疑問,我們收集了貓咪不同身體部位的毛發(fā),使用國儀量子的鎢燈絲掃描電鏡觀察毛發(fā)的微觀結(jié)構(gòu)。
根據(jù)毛發(fā)表面結(jié)構(gòu)形態(tài)的特征,可以將其分為指狀、芽狀、波狀和鱗狀4類[2]。下圖中是一只英短貓的毛發(fā),從掃描電鏡圖中可以看到,其表面是明顯的波狀結(jié)構(gòu),同樣具有波紋形狀的表面結(jié)構(gòu)單元的還有狗、狍、牛、驢的毛發(fā),它們的直徑一般都在 20~60μm之間,波狀單元寬度幾乎橫繞毛干全周,每一波狀單元軸向間距5μm左右。圖中英短貓毛發(fā)的直徑約為58μm,放大以后,也可以看到表面的毛鱗片結(jié)構(gòu),鱗片寬度約為5μm,長寬比約為12比1。波狀單元結(jié)構(gòu)的長寬比都較小,而長寬比與毛發(fā)的柔韌性有關,長寬比越大,毛發(fā)的柔軟性越好,剛度強不易斷裂。在毛鱗片與毛干中間有一定的間隙,較大的空隙可以貯存空氣,減緩空氣流動速度,熱交換的速度也降低了,因此不同的表面單元形態(tài)也決定了其保溫性能的差異。
英短貓毛發(fā)表面/10kV/ETD
英短貓毛發(fā)表面/10kV/ETD
同樣,毛發(fā)的截面也可以帶來很多信息。一般來說,從外至內(nèi),毛發(fā)由毛鱗片、毛皮質(zhì)及核心部毛髓質(zhì)3層組成。毛鱗片層由扁平細胞組成,以魚鱗狀重疊覆蓋毛發(fā)表面,從毛根排列到毛梢,包裹著內(nèi)部的皮質(zhì)。這一層膜雖然很薄,卻起到保護毛發(fā)的作用。毛皮質(zhì)層位于中間,主要由柔軟的角蛋白構(gòu)成,角質(zhì)蛋白的鏈狀結(jié)構(gòu),使毛發(fā)具有可伸縮的特性,不易被拉斷,對毛的彈性和韌性起決定性作用。毛髓質(zhì)位于毛發(fā)的中心,由排列疏松的細胞構(gòu)成,內(nèi)部是空心的結(jié)構(gòu),里面含有空氣,這些包含空氣的洞孔具有保溫的作用。
毛發(fā)構(gòu)造圖
我們切開了英短貓的毛發(fā),觀察其截面結(jié)構(gòu)。從SEM圖中可以清晰看到,毛發(fā)確實是由外層鱗片、中層皮質(zhì)以及中心髓質(zhì)三個部分組成。放大后的毛皮質(zhì)層的SEM圖中可以看出,皮質(zhì)層中有均勻的纖維結(jié)構(gòu)分布,這正是毛皮質(zhì)層使毛發(fā)具有彈性和韌性的奧秘。放大后的毛髓質(zhì)層的SEM圖中可以看出,其結(jié)構(gòu)疏松多孔,的確有利于空氣的保留。毛發(fā)的保溫作用,使得貓咪在寒冷的季節(jié),得以保存熱量。而在春夏換季時期,為了更好的適應季節(jié)氣候的變化,貓咪就會脫去部分毛發(fā)。
英短貓毛發(fā)截面/15kV/BSED
毛皮質(zhì)層微觀形貌/15kV/BSED
毛髓質(zhì)層微觀形貌/15kV/BSED
綜上所述,在使用掃描電鏡觀察動物毛發(fā)時,可以獲得很多微觀信息。這些信息不僅可以幫助我們判斷動物毛發(fā)的種類、了解動物的健康程度和生活習性,其毛發(fā)微觀結(jié)構(gòu)對研究開發(fā)具有良好保溫、疏水和柔性功能仿生結(jié)構(gòu)材料也有重要參考價值。
參考資料
[1]楊靜,徐柏森,王紀.掃描電鏡技術在動物毛發(fā)微觀結(jié)構(gòu)研究上的應用[J].西南林學院學報,2008.DOI:CNKI:SUN:YNLX.0.2008-02-012.
[2]楊曉東,任露泉.動物毛發(fā)的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能特性研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2002,18(2):21-24.DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.2002.02.006.
掃碼了解
高性能國產(chǎn)電鏡
*本文部分圖片來源于網(wǎng)絡,如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。
相關產(chǎn)品
更多
相關文章
更多
技術文章
2024-09-13技術文章
2024-08-24技術文章
2024-06-26技術文章
2024-06-05虛擬號將在 秒后失效
使用微信掃碼撥號