The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
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1Department of Evolutionary Biology of Invertebrates, University of Tubingen, 2European Synchrotron Radiation Facility
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Heethoff, M., Helfen, L., Cloetens, P. Non-invasive 3D-Visualization with Sub-micron Resolution Using Synchrotron-X-ray-tomography. J. Vis. Exp. (15), e737, doi:10.3791/737 (2008).
鲜为人知的是，有关的许多微节肢动物的身体尺寸小于1毫米的内部组织。原因是体积小，硬的角质层，这使得它很难使用古典组织学的协议。此外，组织学切片破坏样品，因此无法使用独特的材料。因此，非破坏性的方法是可取的，可以查看里面的小样本，而不需要切片。
我们用同步辐射X射线断层扫描在格勒诺布尔（法国）的欧洲同步辐射装置（ESRF）的非侵入性产生了0.7μm的像素分辨率的三维断层数据集。使用量的渲染软件，这使我们能够重建无病理切片制作的文物在自然状态下的内部组织。这些日期可以用于定量形态，地标，或可视化的动画电影，了解隐藏的身体部位的结构，并遵循通过样品的完整的器官系统或组织。
在这项研究中使用的动物
从我们的实验室培养的孤雌生殖oribatid螨Archegozetes longisetosus（蜱螨亚纲，Oribatida）取标本。文化的增长在不断的黑暗巴黎/塑料罐子木炭混合（9:1）的石膏，在20-23℃，空气湿度约90％。
样品制备
同步辐射X射线断层扫描
X射线断层检查在光束线ID19（ESRF，法国的格勒诺布尔，实验SC - 2127）。
使用某些样品和探测器之间的距离，使差的材料与低X射线的衰减系数（Cloetens，等，1996年），这会产生吸收成像的不足对比（样品探测器前直接位于成像）。大多数生物事项相对象，材料组成，具有低吸收和/或只有很小的原子数的差异（贝茨，等2007）。然而，相增强断层需要一个同质化的X射线束的空间相干性高。因此，同步辐射比台式扫描仪更适合这些类型的测量。
数据分析
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在此演示中，我们集中在一个chelicerate微节肢动物的内部解剖的三维可视化。同步辐射X射线测量允许的像素分辨率为0.3微米，取决于样本的大小。在这里，我们已经表明0.7μm像素分辨率的数据。一般情况下，同步辐射X射线断层扫描可用于分析X射线的衰减低的小生物材料（或组织）。像素的分辨率几乎达到了传统的光学显微镜。该技术可以适用于任何一种材料内部组织的利益，必须不能被切割销毁。然而，组织学切片的优势，组织可以染色差异，这是不是与X射线断层检查的可能。但在这里，不同的灰度值相对应的组织具有不同的X射线的衰减，而且可以扩大使用定量相断层扫描（holotomography;。Cloetens等，1999; Heethoff Cloetens，2008年）的灰度值分布。同步辐射X射线断层扫描技术是非常宝贵的，由于下列原因：
我们建议考虑这种技术时，在小样本或样品不得破坏（例如，在琥珀或类型标本化石）自然状态下的内部结构加以分析。当然，这种技术不仅限于生物材料，但它的最大优点是由于分析与X -射线，X射线的衰减低的材料的可能性。
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我们感谢他们协助在ESRF帕沃劳曼，伯格曼，迈克尔和塞巴斯蒂安Schmelzle。这项工作是支持欧洲同步辐射设施项目通过光束的时间分配的SC - 2127。
1. Betz, O., U. Wegst, D. Weide, M. Heethoff, L. Helfen, W. -K. Lee & Cloetens, P. Imaging applications of synchrotron X-ray phase-contrast microtomography in biological morphology and biomaterial science. I. General aspects of the technique and its advantages in the analysis of millimetre-sized arthropod structure. J. Microscopy 22, 51-71 (2007).
2. Cloetens, P., R. Barrett, J. Baruchel, J. P. Guigay & M. Schlenker. Phase objects in synchrotron radiation hard X-ray imaging. J. Phys. D: Appl. Phys. 29, 133-146 (1996).
3. Cloetens, P., Pateyron-Salome, M., Buffiere, J.Y., Peix, G., Baruchel, J., Peyrin, V., Schlenker, M. Observation in microstructure and damage in materials by phase sensitive radiography and tomography. J. Apll. Phys. 81, 5878-5886 (1997).
4. Clotens, P., Ludwig, W., Baruchel, J., van Dyck, D., van Landyut, J., Guigay, J.P., Schlenker, M. Holotomography: quantitative phase tomography with micrometer resolution using hard synchrotron radiation X-rays. Appl. Phys. Lett. 75, 2912-2914 (1999).
5. Heethoff, M., Cloetens, P. A Comparison of aynchrotron X-ray phase contrast tomography and holotomography for non-invasive investigations of the internal anatomy of mites. Soil Organisms, in press (2008).
It is fantastic! Congratulations. pi
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ReplyPosted by: prazsiAugust 6, 2008, 2:17 PM