林晓胜 张丽丽 何 燕 郑 怡 闫 帅 李爱国

1（中国科学院上海应用物理研究所 上海201800）

2（中国科学院大学 北京100049）

3（中国科学院上海高等研究院 上海201210）

基于同步辐射光源的X射线荧光微探针技术（Synchrotron Radiation micro X-ray Fluorescence，μ-SRXRF）由于其高探测灵敏度、对样品的低损伤性、可分析厚样品以及可在大气和水环境下测量等优点，为研究生物样品的化学元素分布及化学态变化提供了强大的技术支持，在生物及环境等研究领域中得到了广泛的应用［1-6］。然而，在常规μ-SRXRF实验中，由于探测器方向上没有任何限制，在入射光路径上不同深度的样品发射出的X射线荧光（X-ray Fluorescence，XRF）都可被探测器接收，因此探测到的XRF图像不具有深度分辨信息。为获得深度方向的信息，通常需要对样品进行切片后再扫描，而切片制样过程可能破坏样品的真实结构。共聚焦μ-SRXRF是一种具有深度分辨的三维元素分析方法［7-13］，其原理最先由Gibson和Kumakhov在1992年提出［14］。当入射X射线的焦点与置于探测器前端的毛细管光学元件的焦点重叠时（即共聚焦状态），只有焦点重叠区域的样品发射的XRF信号才能够满足全反射条件被探测器探测接收，以此来选择性地采集不同深度的XRF信号。因此共聚焦μ-SRXRF在生物原位研究中具有广阔的应用前景。

此外，对于含水量较多的生物样品，这些样品在实验前期的脱水及干燥过程中很可能会导致其离子成分的丢失或结构的收缩、变形甚至崩解等问题［15-17］，不能完整反映样品的真实信息。在μ-SRXRF实验过程中，由于长时间受到高通量X射线的照射，生物样品内大量积累的热量可能会破坏其形态和结构。……