¡Tome Meow Star como ejemplo! Aplicación del microscopio electrónico de barrido (SEM) en el estudio de la microestructura del pelo animal.

Utilice un microscopio electrónico de barrido (SEM) para observar el pelo de gato

El pelo es un derivado del estrato córneo de la epidermis de la piel, que también es una de las características de los mamíferos. El pelo de todos los animales tiene su forma y estructura básica, con muchas morfologías de pelo diferenciadas (como longitud, grosor, color, etc.). Eso debe estar estrechamente relacionado con su microestructura. Por ello, la microestructura del cabello también ha sido foco de investigación durante muchos años.

En 1837, Brewster utilizó la microscopía óptica por primera vez para descubrir la estructura específica de la superficie del cabello, lo que marcó el comienzo del estudio de la microestructura del cabello. En la década de 1980, con la aplicación generalizada del microscopio electrónico en el estudio de la microestructura del cabello, el estudio de la microestructura del cabello se mejoró y desarrolló aún más. Bajo el microscopio electrónico de barrido, la imagen de la estructura del cabello es más clara, más precisa y tiene un fuerte sentido tridimensional, alta resolución y se puede observar desde diferentes ángulos. Por lo tanto, el microscopio electrónico de barrido se ha utilizado ampliamente en la observación del pelo de los animales.

Microestructura del pelo de gato bajo microscopio electrónico de barrido.

Los gatos son una mascota muy criada. La mayoría de las especies tienen un pelaje suave, lo que hace que la gente les tenga mucho cariño. Entonces, ¿qué información podemos obtener de las imágenes SEM de pelo de gato? Con preguntas en mente, recolectamos pelo de diferentes partes del cuerpo de gatos y utilizamos el microscopio electrónico de barrido con filamento de tungsteno CIQTEK para observar la microestructura del cabello. Según las características de la estructura y morfología de la superficie del cabello, se puede dividir en cuatro categorías: en forma de dedo, en forma de yema, ondulado y escamoso. La siguiente imagen muestra el pelo de un gato británico de pelo corto.

Como puede verse en la imagen del microscopio electrónico de barrido, su superficie tiene una estructura ondulada obvia. Las mismas unidades estructurales superficiales son el pelo de perros, corzos, vacas y burros. Sus diámetros oscilan generalmente entre 20 y 60 µm. La anchura de la unidad ondulada es casi transversal a toda la circunferencia del tallo del cabello, y la distancia axial entre cada unidad ondulada es de aproximadamente 5 µm. El diámetro del pelo del gato británico de pelo corto que aparece en la imagen es de aproximadamente 58 μm. Después de hacer zoom, también puede ver la estructura de escamas del cabello en la superficie. El ancho de las escalas es de aproximadamente 5 μm y la relación de aspecto es de aproximadamente 12:1. La relación de aspecto de la estructura de la unidad corrugada es pequeña y la relación de aspecto está relacionada con la flexibilidad del cabello. Cuanto mayor sea la relación de aspecto, mejor será la suavidad del cabello y su rigidez no es fácil de romper. Existe una cierta brecha entre las escamas del cabello y el tallo del cabello. Un espacio más grande puede almacenar aire, disminuir la velocidad del flujo de aire y reducir la velocidad del intercambio de calor. Por lo tanto, las diferentes formas de las unidades de superficie también determinan la diferencia en el rendimiento del aislamiento térmico.

Superficie de pelo de gato británico de pelo corto /10kV/ETD

Superficie de pelo de gato británico de pelo corto /10kV/ETD

Asimismo, las secciones transversales de cabello también pueden aportar mucha información. En términos generales, desde el exterior hacia el interior, el cabello se compone de tres capas: escamas capilares, corteza capilar y médula capilar central. La capa de escamas del cabello está compuesta de células planas que se superponen y cubren la superficie del cabello en forma de escamas de pez. Están dispuestos desde la raíz del cabello hasta la punta del cabello y envuelven la corteza interna. Aunque esta película es muy fina, protege el cabello. La capa de corteza del pelaje se encuentra en el medio y está compuesta principalmente de queratina suave. La estructura en cadena de la queratina hace que el cabello sea elástico y difícil de romper, y juega un papel decisivo en la elasticidad y dureza del cabello. La médula pilosa se encuentra en el centro del cabello y está compuesta de células dispuestas de forma laxa. El interior es una estructura hueca que contiene aire. Estos orificios que contienen aire tienen un efecto de aislamiento térmico.

A: Escamas del cabello B: Corteza del cabello C: Médula del cabello

Diagrama de estructura del cabello.

Cortamos el pelo del gato británico de pelo corto y observamos su estructura transversal. Se puede ver claramente en la imagen SEM que el cabello está compuesto de tres partes: escamas externas, corteza media y médula central. Se puede ver en la imagen SEM ampliada de la capa de la corteza del pelaje que hay una distribución uniforme de la estructura de las fibras en la capa de la corteza. Este es el secreto de la capa de corteza del pelo que hace que el cabello sea elástico y resistente. En la imagen SEM ampliada de la capa de la médula pilosa se puede ver que su estructura es suelta y porosa, lo que de hecho favorece la retención de aire. El efecto de aislamiento térmico del pelo permite a los gatos conservar el calor en la estación fría. Durante el cambio de estación entre primavera y verano, los gatos mudarán parte de su pelo para adaptarse mejor a los cambios climáticos estacionales.

Superficie de pelo de gato británico de pelo corto / 15kV/BSED

Morfología microscópica de la capa de corteza capilar/ 15kV/BSED

Morfología microscópica de la capa de médula pilosa/ 15kV/BSED

En resumen, al observar el pelo de un animal mediante un microscopio electrónico de barrido se puede obtener mucha información microscópica. Esta información no solo puede ayudarnos a determinar el tipo de pelo de los animales y comprender la salud y los hábitos de vida del animal, sino que la microestructura de su pelo también es un valor de referencia importante para la investigación y el desarrollo de materiales estructurales biónicos con buen aislamiento térmico, funciones hidrófobas y flexibles. .