Microanalizador elemental y microdifractómetro compacto dispersivo en energı́a: desarrollo, fabricación y aplicaciones en el estudio de muestras biológicas

Abstract

En esta tesis se desarrolló y fabricó un microanalizador elemental y microdifractómetro compacto dispersivo en energía utilizando como fuente un tubo convencional de rayos x y como concentrador de fotones un capilar cónico de vidrio. El dispositivo creado se utilizó en el estudio de muestras biológicas, principalmente tejidos mamarios, como así también materiales denominados tejido-equivalentes y algunos sólidos cristalinos. Se observó que dichos materiales presentan patrones característicos producto de la dispersión coherente de fotones que, bajo ciertas condiciones, permiten clasificarlos y en el caso de los tejidos determinar si son normales o neoplásicos. Finalmente se realizaron aplicaciones de la técnica confocal (con una lente en el canal de excitación y otra en el de detección) en un haz de sincrotrón y se observaron cambios estructurales en profundidad con resolución tridimensional en muestras estratificadas. Los estudios realizados posibilitaron el análisis teórico del transporte de rayos x en óptica de capilares y el desarrollo de aplicaciones específicas del microanálisis por rayos x en el área de diagnóstico de cáncer.

In this thesis, a compact elemental microanalyzer and a dispersive microdiffractometer were developed and manufactured using an x-ray conventional tube as a photon source and a conical glass capillary as a concentrator. The created device was used in the study of biological samples, mainly mammary tissues, as well as tissue-equivalents materials and some crystalline solids. It was observed that those materials have characteristic patterns as a result of the coherent scattering of photons that, under certain conditions, allow their classification. In the case of biological samples, the experiments show that is possible to determine if they are normal or cancerous tissues. Finally, some applications of the confocal technique (with one lens in the excitation channel and another in the detection channel) were run in a synchrotron beam. Stratified samples were studied, observing structural changes in depth with three-dimensional resolution. The studies made possible the theoretical analysis of x-ray transport in capillary optics and the development of specific applications of x-ray microanalysis in the area of cancer diagnosis.