1、课题和实验申请
在提交实验课题之前,请仔细阅读线站介绍和研究内容,或者与线站相关工作人员联系,确认申请的课题适合在本线站进行。请在中国科学院重大科技基础设施共享服务平台上注册并提交课题申请。课题通过并分配课题总机时后,在同样的平台提交实验申请,实验机时不得超过课题总机时。
用户可以通过查询供光计划和当前运行状态,结合自己的实验进度,合理申请实验机时时间。
3、实验前准备
用户在实验机时确定后,可以联系用户办公室工作人(yhb@ustc.edu.cn,0551-63602018),咨询完成辐射安全培训,辐射剂量牌,用户通行证和住宿等事宜。
用户应首先仔细阅读线站介绍或者用户信息页面,查看可以使用的线站设备或者实验注意事项。如果有需要其他了解或者咨询的事项,请及时联系线站工作人员,获取更多所需的相关信息。
在确认实验安排之前,建议用户与线站科研人员进行沟通,探讨实验的可行性、准备工作和实验操作流程等。
制样
用户在来实验之前需要搞清楚样品如何准备、样品实验条件、需要的能量和实验模式,可以登录线站网页查看或者联系线站工作人员。
细胞样品:贴壁细胞,建议在100目镍网上生长细胞,接种前使用多聚赖氨酸或血清处理以增加镍网的贴壁性,尽量做到细胞在网孔中间位置生长,需要控制细胞密度,不要细胞紧挨着细胞,一个网孔里有10个分散开来的细胞为佳,在来做实验之前,需要用多聚甲醛固定30分钟左右,然后放在PBS里保存。悬浮细胞,培养后建议使用多聚甲醛固定30分钟左右放在PBS中保存。具体制样方法可参考:
[1] Okolo Chidinma A., et al. Sample preparation strategies for efficient correlation of 3d sim and soft x-ray tomography data at cryogenic temperatures[J]. Nature Protocols, 2021, 16(6): 2851-2885.)。
[2] Cao Mingjing, et al. In situ label-free x-ray imaging for visualizing the localization of nanomedicines and subcellular architecture in intact single cells[J]. Nature Protocols, 2024, 19(1): 30-59.
粉末样品:实验前需要把粉末溶解到乙醇或者水里,然后滴到100目铜网上,通过控制粉末和溶剂的比例来控制样品的浓度,样品颗粒在网孔内均匀分散为佳。这些操作需要在实验之前完成,这样到了线站就能直接上样开展实验,提高实验效率。
软X射线成像线站主要开展高分辨三维结构和元素吸收边成像,可以得到样品的三维结构和元素分布,在生命科学、地质环境、能源催化、高分子材料及生物质转化等领域得到了广泛应用。
软X射线成像实验站由旋转椭球聚焦系统、样品台系统、成像波带片系统、样品预对准系统和CCD系统组成,其光学系统见下图。

1. 生命科学
实验站配有液氮低温系统,样品台温度可以降到120K,通过冷冻生物样品,降低X射线对生物样品的辐射损伤,可以直接实现含水生物样品 (比如细胞)的高衬度无损三维成像(见下图)。为研究亚细胞器结构、纳米材料在细胞内分布及其对细胞器的影响提供一个可视化的表征手段。。

2. 地质环境
软X射线成像线站的光子能量覆盖了生物、环境(土壤、矿物质)、胞外聚合物中几乎所有的重要元素的吸收边,可以直接将真菌-矿物界面过程可视化,为研究真菌-矿物界面过程方面提供重要手段。

3.能源催化
在260-800eV能量范围内可以开展C、N、O、V、Ca、Cr、Mn、Fe、Co等元素的吸收边成像,得到样品内特定元素的分布和含量(见下图),给出能源催化等领域及产业中关键轻材料三维结构元素信息。

4. 高分子材料
软射线成像实验站可以开展高分子材料的三维结构及元素成像,比如含碳黑橡胶的三维成像,可以清晰地观察到橡胶网络的炭黑分布,三维重构数据可以用来定量计算炭黑颗粒的粒径大小及分布。

5. 生物质转化利用
生物质的元素构成大都是轻元素,这些轻元素在软X射线波段有较好的吸收衬度,所以软X射线成像线站可以直观观察生物质的结构及与降解材料(比如催化剂)的作用。


