美国科罗拉多大学博尔德分校采用拉曼光谱与纳米压痕联用技术

2016年7月6日

科罗拉多大学博尔德分校 (University of Colorado Boulder) 的生物力学和仿生学研究实验室采用雷尼绍inVia™共焦显微拉曼光谱仪来表征生物组织和生物材料的性能。该系统与美国明尼阿波利斯Hysitron公司出品的纳米压痕系统配合使用，能够同时提供样品的化学和机械性能信息。

Virginia (Ginger) Ferguson是科罗拉多大学机械工程系副教授，专门从事生物组织和生物材料的机械行为以及基础材料科学的研究。她的课题组研究生物材料、仿生材料或生物组织替代材料（例如，用于组织修复与再生）的局部机械性能，然后将这些性能与通过拉曼系统和其他技术手段获得的化学和结构信息关联起来。

更具体地说，Ferguson教授的研究重点是：原生骨软骨（骨-软骨）组织以及骨软骨组织再生材料的实验研究和有限元建模；受卸荷、微重力、老化和/或代谢性疾病（例如肾脏疾病）影响的小鼠模型中骨组织特性；以及参与人类成功妊娠结局的组织（例如宫颈和羊膜绒膜 —“羊膜囊”）。

该课题组制定了实验方法和分析方案来收集并评估骨骼、钙化软骨及软组织（如软骨）的纳米机械性能测量结果。他们还使用二次谐波成像评估胶原纤维的定向和取向，并采用定量背散射电子成像评估矿化组织内的矿物容积率。该团队与其他课题组合作，为广泛的工程应用领域测试多种材料，其中包括用于电池/能量储存、微机电系统 (MEMS) 设备、先进聚合物和其他复杂材料系统的材料，这也使得实验室工作变得丰富而有趣。

雷尼绍的inVia显微拉曼光谱仪与Hysitron的纳米压痕仪配对组成联用仪器，其表征能力大幅提高，补充和完善了现有的光谱系统。Ferguson教授说：“这一独特的系统能够研究机械性能和机械行为，同时也能对测试材料相同位置进行化学成分成像（分辨率约1 µm）。我们利用材料化学性质的相关信息来阐明机械性能的变化，或者解释单个位点内或覆盖2D区域成像时的机械性能。此外，拉曼成像可以揭示材料化学性质以及晶体结构的梯度或不均匀性。我们还能从独特的角度评估压力诱导相变（例如，采用纳米压痕技术施加相变）后发生的化学变化。”

Ferguson教授继续说道：“inVia可提供一定程度的定制，这是其他系统所不具备的。更重要的是，相比其他系统，我们更喜欢inVia收集拉曼光谱的方式。我们是首个将Hysitron纳米压痕仪与拉曼光谱仪联用的课题组，尽管还有一些技术挑战需要克服。在我们开发独特的联用仪器期间雷尼绍提供了高水准的客户支持，我对此非常满意。与雷尼绍一起合作的感觉非常美妙。”

如需了解该课题组工作的更多信息，请访问Ferguson教授的生物力学和仿生学实验室网站。有关雷尼绍inVia共焦显微拉曼光谱仪的更多详情，请访问www.renishaw.com.cn/invia 

关于雷尼绍

雷尼绍是世界领先的工程科技公司之一，在精密测量和医疗保健领域拥有专业技术。公司向众多行业和领域提供产品和服务 — 从飞机引擎、风力涡轮发电机制造，到口腔和脑外科医疗设备等。此外，它还在全球增材制造（也称3D打印）领域居领导地位，是英国唯一一家设计和制造工业用增材制造设备（通过金属粉末“打印”零件）的公司。

雷尼绍集团目前在33个国家/地区设有70多个分支机构，员工逾4,000人，其中2,700名员工在英国本土工作。公司的大部分研发和制造业务均在英国本土进行，在截至2015年6月的2015财年，雷尼绍实现了4.947亿英镑的销售额，其中95%来自出口项目。公司最大的市场为美国、中国、韩国、德国和日本。

雷尼绍公司先后荣获无数国际大奖，其中包括技术成就奖、出口成就奖和创新成就奖在内的18项女王奖。雷尼绍因为不断深入研发inVia共焦显微拉曼光谱仪，赢得了2014女王企业奖之创新奖。详情请访问www.renishaw.com.cn  

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