عالية الدقة 3D تصوير السابقين فيفو العينات البيولوجية بواسطة CT مايكرو

الهدف العام من هذا الإجراء هو إجراء التصوير المقطعي الدقيق بالأشعة السينية ثلاثية الأبعاد للأنسجة المعدنية وغير المعدنية. يتم تحقيق ذلك عن طريق استخراج العينات المراد فحصها أولا ، ثم تثبيت العينات ووضعها في جهاز التصوير المقطعي المحوسب الدقيق. الخطوة الثالثة من الإجراء هي تعيين معلمات الاستحواذ لكل عينة وجمع الصور.

في النهاية ، يتم الحصول على صورة ثلاثية الأبعاد للعينة بدقة عالية من خلال التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية. الميزة الرئيسية لهذه التقنية لمنهجياتنا الحالية ، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي أو الموجات فوق الصوتية أو المجهر الإلكتروني ، هي أنها توفر معلومات حول أحجام القراد بدقة ميكرون واحد D. يمكن أن توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة في العديد من الأنسجة البيولوجية. يمكن استخدامه أيضا في الإلكترونيات وعلوم المواد وفي علم الآثار.

يختلف التحضير للأنسجة المعدنية وغير المعدنية. يجب إغلاق الأنسجة المعدنية في حاويات محكمة الإغلاق ، لذلك لا يتغير موضع العينة. أثناء إجراء قياسات عالية الدقة ، سيختلف شكل الحاوية وفقا لتشكل الأنسجة.

على سبيل المثال ، يمكن أن يتناسب عظم الفخذ المستخرج من جنين يبلغ من العمر 18.5 D مع طرف الماصة. ابدأ بإغلاق الطرف الضيق لطرف ماصة البوليسترين بالغراء مثل راتنجات الايبوكسي. ثم املأ الطرف بمخزن مؤقت يعمل.

في هذه الحالة ، يقوم PBS الآن بتركيب الساق مع عظم الفخذ المكشوف بإحكام في الطرف ووضع طرف الماصة في حامل مناسب وإغلاق الطرف الآخر بتضحية ورقة الفيلم وزرع كما هو موضح في المخطوطة المصاحبة. ثم استخرج الرئتين والقلب الملطخين وانقلهما إلى أنبوب اختبار مجهز سعة 50 مل. ضع الأعضاء على قطعة جافة من الورق.

ضع العينات في أنابيب اختبار القياس النهائية في الجزء السفلي من أنبوب الاختبار عبارة عن قطعة قماش مبللة بالإيثانول. لإنشاء بيئة مشبعة بالإيثانول ، يجب أن تتناسب العينة بإحكام مع الأنبوب. إذا كانت العينة فضفاضة ، فقم بإحكام ربطها بسلك وشل حركة بالقرب من قاع الأنبوب فوق قطعة القماش مباشرة.

بعد ذلك ، قم بلصق الأنبوب أو بلفه في حامل الأداة واستمر في ضبط الصورة. معلمات الاستحواذ. ابدأ بوضع حامل العينة في مرحلة دوران الجهاز.

ثم باستخدام القيم المحددة بشكل تعسفي للجهد والتيار ، التقط صورة بالأشعة السينية. إذا كانت الصورة مظلمة جدا. قم بإجراء تغييرات عن طريق زيادة عدد الفوتونات تدريجيا أولا.

يتم ذلك عن طريق زيادة التيار تدريجيا. إذا لم تصبح الصورة أكثر إشراقا بعد زيادة التيار إلى 200 ميكروأمبير ، فقم بإجراء زيادات تدريجية صغيرة في طاقة فوتونات الأشعة السينية عن طريق زيادة الجهد. إذا كانت الصورة ساطعة جدا ، فقم أولا بتقليل الجهد ، ثم قلل التيار حتى تصبح الصورة مرضية.

يمكن أيضا استخدام التثبيت لزيادة سطوع الصورة بالتضحية بالدقة. ستجعل قيمة الشوط البالغة اثنين الصورة أكثر سطوعا بأربع مرات بنصف الدقة. بعد ضبط السطوع الأمثل ، قم بتحسين وقت التعرض للكاميرا للتنازل بين أفضل تباين يمكن الحصول عليه مع مدة تجربة معقولة.

يمكن تحسين تباين الصورة ، خاصة للعينات ذات الامتصاص العالي ، باستخدام المرشحات لتقليل تدفق الفوتون منخفض الطاقة. الآن ، اختر تكبير العمل بين 0.5 × و 40 × وتناسب مجال الرؤية ليشمل العينة بأكملها مع زيادة الدقة. لزيادة الدقة، ضع مصدر الأشعة السينية بالقرب من العينة.

لزيادة مجال الرؤية ، ضع الكاشف بالقرب من العينة. بالنسبة للتصوير ثلاثي الأبعاد ، يجب أن تتناسب العينة مع مجال الرؤية في أي زاوية دوران ، لذلك يجب أن يكون محور الدوران في المنتصف. ابدأ بتدوير العينة إلى سالب 20 درجة.

إذا كان الحجم المطلوب قد تحول بشكل جانبي، فقم بتغيير موضع محور الدوران. تابع التقاط الصور في دورات أخرى واستمر في إجراء التصحيحات حتى تصبح العينة مرئية بالكامل من سالب 90 إلى موجب 90 درجة ، ثم تابع القياس في جميع الزوايا بين سالب 90 و 90 درجة. قد يستغرق تشغيل برنامج التصوير وقتا طويلا ، لذا خطط وفقا لذلك.

على سبيل المثال ، لتصوير أكبر عظم الفخذ في تكبير الفوركس بدقة ثمانية ميكرون يتطلب 1000 صورة إسقاط. يستغرق هذا ثلاث ساعات فقط حتى يكتمل. ومع ذلك ، يستغرق الأمر 10 ساعات لجمع 2،500 صورة إسقاط مطلوبة لتصور رئتي الفئران بتكبير 0.5 × ودقة 16 ميكرون.

لمقارنة الصور في المستقبل ، من الضروري معايرة الصورة عن طريق التقاط صور لشبح قياسي مصنوع من مواد اصطناعية لها امتصاص بالأشعة السينية شبيهة بالعظام وشبيهة بالماء في نفس الظروف التجريبية. بالنسبة للعينة ، بعد تسجيل جميع صور الإسقاط ، يتم إعادة بناء الحجم الكامل. لمعايرة الصورة المعاد بناؤها إلى قيم الشبح، استخدم حقل الصيد أو مقياس التصوير المقطعي المحوسب.

على سبيل المثال ، عند تكبير الفوركس ، يتم تعيين القيمة الشبيهة بالماء في الشبح على صفر ويتم تعيين القيمة الشبيهة بالعظام على 3000 من هذا النطاق. يتم استيفاء جميع القيم الأخرى أو استقراءها. يمكن الآن تحليل الصور باستخدام أي حزمة برامج يمكنها دعم ملفات 20 غيغابايت ، مثل صورة مجانية J أو Fiji.

يظهر هذا العرض الحجمي عظم الفخذ للفأر بعد أربعة أيام من بدء تمعدن العظام ، الجزء المعدني المحسوب بنسبة 18٪ ويمكن مقارنة كثافة المعادن في العظام بالعظام في مراحل أخرى من التطور. تم حل هذا الحجم المقطعي للرئتين من أنثى فأر عارية تبلغ من العمر 12 أسبوعا إلى 16 ميكرون. يستخدم التلوين الرئوي للكشف عن الأوعية الدموية التي يبلغ قطرها 20 ميكرون.

في هذا القسم التسلسلي تحليل نفس الرئتين. يمكن رؤية العقيدات السرطانية المتعددة على أنها أشكال رمادية صلبة في غضون أربعة أسابيع من زرع الخلايا السرطانية. في هذه الرئتين ، نمت العقيدات لتغطي 17٪ من حجم الرئتين.

تم العثور على معظم البقع الرئوية في المناطق الطرفية للأورام. توجد الأوعية الدموية أيضا داخل العقيدات ، وتغطي حوالي 3٪ من حجمها. بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء تحديد موضع العينة في غضون 15 إلى 20 دقيقة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح.

يعتمد وقت التصوير بما في ذلك إعادة بناء الحجم التلقائي ، والذي لا يتطلب عادة وجود شخص عامل ، على العينة وقد يستغرق ما يصل إلى 50 ساعة. لا تنس أن العمل مع عوامل التثبيت والتلوين يمكن أن يكون خطيرا للغاية. ارتد دائما قفازات المختبر وتجنب استنشاق الأبخرة من العينات.