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琢磨蚊子弄清它毕竟是若何撒布疾病性传播疾病包括

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  谁都知道蚊子令人厌烦,这种小小的飞虫其雄性是“素食者”只吸食植物汁液,而雌性以吸食人及动物的血液为主,偶尔吸食植物液汁,一旦婚配就非吸血不可了,因为只有吸了血才能促进它的卵子成熟。叮人吸血的只是雌蚊。

  不小心被雌蚊叮咬,让它吸了血并在皮肤上留个瘙痒包算是轻的,如果它已携带了某些病原体那就严重了,在它再刺入人体时就会将病原体带入人的血液。已知经蚊子传播的可怕疾病有疟疾、乙型脑炎、登革出血热、丝虫病、黄热病等80余种。据报道,仅疟疾这一种疾病,每年被蚊子传播感染的有数亿人,其中几十万人甚至有可能被夺走生命。

  正因蚊子对人类健康的危害极大,科学家们一直致力于研究蚊子,想弄清它究竟是如何传播疾病的。研究纤小的蚊子凭肉眼无法进行,必须借助科技手段。随着科技的发展,光学显微镜、电子显微镜、离子和X射线显微技术以及高速摄影等高科技手段的涌现使相关的研究不断获得进展。

  近段时间传来了令人吃惊的消息,科学家们意外发现了蚊子在叮人吸血时一种前所未知的“秘功”,而科学家们说:能够获得如此有突破性的成果首先要归功于粒子加速器技术的发展,使研究者拥有了功能强大的研究手段。

  蚊子体型纤小,为何它能这么“稳”、“准”、“狠”地吸食呢?通常猜想它应有个尖利的“嘴”。仔细观察蚊子的头部,蚊子的确有个针状的“嘴”,长在它的一对复眼下面,两边各有一根带须毛的触角。

  借助显微镜,发现人们肉眼所看到的蚊子“嘴”其实只是个保护性的外套(称为下唇),而出乎人意料的是这个细长的保护套里居然包裹了6根比头发丝还细的针状物:1根是食管(上唇),1根是唾液管(舌),2根是刺针(上腭),还有2根是锯齿刀(下颚)。

  动物学中将昆虫的“嘴”称为口器,而蚊子这种既能刺入寄主体内又能吸食寄主体液的口器,则称为“刺吸式口器”。

  显微镜下进行的研究显示:蚊子的口器刺入表皮时用的是一种动态冲击姿势,口器绷直后快速刺向皮肤,包裹着6根“针”的“下唇”立即打开并折叠起来,其前端紧贴着皮肤起到引导和支撑作用。

  6根针中的两根“上颚”尖头先刺破皮肤表面,再以一种周期性的振动增加刺入深度,带有锋利微型锯齿的两根“下颚”紧跟着锯开皮肤。上颚与下颚配合着很快深入到表皮下血管丰富的区域,上颚的尖头还会不断变换位置探查血管。

  只要上颚一找到血管,“上唇”立即卷曲成一个吸管(上唇的上端与蚊子体内的食道相连),蚊子扩张自己的食道就可以使血液沿着上唇卷成的吸管吸入体内了。

  与此同时,蚊子通过“舌”将分泌的唾液注入人体。蚊子的唾液里含有舒张血管、抗凝血以及起麻醉作用的化学物质,便于更快地吮吸血液,也正是这种物质会引起被叮咬者过敏,表现为皮肤起包并发痒。如果蚊子体内已携带某种病原体,就会随着唾液进入人体这正是蚊子叮人传播疾病之时。

  生物学家们一直在探寻更高水平的成像技术手段来深入研究蚊子的吮吸功能,而随着粒子加速器技术的发展,同步辐射光源的诞生为他们带来了全新的机遇。

  X射线是德国物理学家威廉伦琴(Wilhelm Conrad Rentgen)1895年发现的。此后,常规的X射线在多个研究领域得到了广泛的应用,但只有出现同步辐射光源后X射线成像技术的发展才真正得到了质的飞跃。

  同步辐射是一种电磁辐射。20世纪初,理论研究学者根据电磁场理论预言:真空中接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动时,会沿着弯转轨道切线方向发射连续谱的电磁辐射,只是在相当长时间内谁也没线年,美国通用电气公司在调试70MeV电子同步加速器时意外观察到了这种电磁辐射。同步辐射并非粒子物理实验所需,但通过对其特性的研究却发现它具有其它辐射源难以比拟的强度高、准直性好、能量范围广等优异特点,可为多个学科领域的研究提供优良的光源。

  20世纪60年代末、70年代初,利用已建供粒子物理研究用的同步加速器,以“寄生”模式运行的第一代同步辐射光源开始出现,其X射线的亮度(指单位时间、单位面积、单位立体角、一定光子能量范围内的光子数。亮度越高表明束流品质越好)比常规X射线年代初,基于技术的发展,一批发射度(束流尺寸与张角的乘积)较前大大降低、亮度大大提高的专用同步辐射光源陆续建成被称为“第二代”。

  第一、二代同步辐射光源主要利用电子束经过加速器弯转磁铁发出的同步辐射光。70年代末开始使用在加速器弯转磁铁之间的直线段插入产生周期性磁场部件(称为插入件)的技术。当电子束通过插入件时会被往复、周期性地偏转方向,在近似正弦曲线的扭摆偏转中发出更多的同步辐射光,可大幅度提高光源品质。第二代同步辐射光源使用部分插入件,光源亮度可达1015-1016。

  90年代中期,一批以低发射度和采用大量插入件为特征的高亮度同步辐射光源建成被称为“第三代”,光源亮度可达1018-1019。

  同步辐射光源所具有的高亮度、高通量、高准直度、精确可控、能量连续可调等特点,为X射线成像研究提供了高水平的平台,使之前无法实施的许多成像研究得以实现。加上近年来相衬成像、相干衍射成像、吸收谱成像、X射线荧光成像等一系列新的X射线成像方法陆续出现,相关的应用研究如虎添翼,科学家们拥有了全新的X射线成像技术手段。

  APS属第三代同步辐射光源,电子能量为7GeV,由直线加速器、增强器、储存环、插入件和实验大厅组成。

  直线MeV(电子以接近光速的速度运行),电子束流被注入到增强器后在半秒时间内被加速到7GeV,然后进入安装了1000多块磁铁、周为长1104米的储存环,强大的磁场使电子束聚焦后沿接近圆形的多边形真空轨道运行。在每个多边形的直边上安装具有多周期磁铁结构的插入件,用于大幅度提高光源品质。

  APS储存环共设计了40个单元,其中35个单元用于为科学实验提供高品质光源。每个单元至少包括两条引出X射线的光束线,一条用储存环弯转磁铁作为光源,另一条用插入件作为光源。

  APS提供的高亮度、高通量、高准直度、精确可控、能量连续可调的X射线为生命、材料、能源、环境等多种尖端科学研究提供了高水平的研究平台。

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