이중 EDS 검출기 시스템을 이용한 쐐기풀 식물의 원소 분석
식물은 순수 무기물 또는 유기 화합물과 결합된 가변적 광물화 복합체로 구성된 다양한 유형의 생체광물질을 생성할 수 있습니다. 이러한 생체광물질은 중요한 구조적 역할을 수행하는 경향이 있으며, 식물 구조가 기능과 주변 환경에 어떻게 적응하는지 이해하는 데 도움을 줍니다.
식물 시료 내 생체광물질의 구성과 분포는 SEM EDS 스펙트럼 및 매핑을 통해 매우 상세하게 밝혀낼 수 있습니다. 그러나 SEM을 이용한 식물 분석은 시료가 전자빔에 매우 민감하고 뚜렷한 지형학적 특성을 보이기 때문에 어렵습니다. 단일 검출기를 사용하는 기존 EDS는 이러한 시료에 대해 지나치게 높은 전자빔 전류를 요구하여 시료 손상, 전자빔 불안정성 및 분석적 인공물을 초래합니다.
이러한 문제는 XFlash 760 이중 검출기 시스템을 사용하면 피할 수 있으며, 이는 낮은 kV 및 낮은 전자빔 전류에서 SEM EDS를 용이하게 합니다.
여기서 쐐기풀 식물의 털(trichome)을 XFlash 760 이중 검출기 시스템으로 6kV 및 약 800pA의 탐침 전류로 분석했습니다. 결과는 식물 구조 내 Si, Ca, Mg 원소의 분포를 보여줍니다. 쐐기풀의 단세포 털 전체에서 최대 세 가지의 서로 다른 생체 광물이 확인되었습니다.
이산화규소는 털의 기저부와 첨단부에 위치하며, 쉽게 부러질 수 있는 이 물질의 경화제 역할을 합니다. Ca 및 Mg 기반 무기 광물은 털의 중간 부분에 더 집중되어 있으며, 구조에 필요한 유연성을 제공합니다.
가시쐐기풀(Urtica sp.)의 SEM EDS 원소 분포 지도. XFlash 760 이중 검출기 시스템을 사용하면 충전, 그림자 효과 및 낮은 출력 계수율을 피할 수 있습니다.
80 µm x 25 µm 하이퍼맵 및 쐐기풀(Urtica sp.)의 털세포 각 데이터 포인트에 대한 완전 스펙트럼. 끝부분과 기저부는 Si(빨간색)가 풍부한 반면, Ca(파란색)와 Mg(녹색) 함량은 털세포 중간 부분에서 더 높다. EDS 스펙트럼은 세 가지 다른 생체광물의 존재를 확인한다. 털의 끝부분과 밑부분에는 실리콘이 풍부한 광물이 존재하며, 이산화규소는 재료의 경화제 역할을 하지만 필요 시 쉽게 부서질 수도 있습니다. 나머지 부분은 칼슘과 마그네슘이 풍부한 광물로 구성되어 구조에 필요한 유연성을 부여합니다.