Nicht-invasive 3D-Visualisierung mit Sub-Mikron-Auflösung mit Synchrotron-Röntgen-Tomographie

Hello.My Name ist Michelle Ov vom Bats Lab an der University of Tubing, und in diesem Vortrag möchte ich über die nicht-invasive dreidimensionale Visualisierung der internen Organisation von Mikro-AHR-Puts mittels Synchrotron-Röntgentomographie mit einer Auflösung im Submikrometerbereich sprechen. Das Modellsystem, mit dem wir arbeiten, ist die umlaufende Milbe Aus Long osis, eine Mikro-COLYER-AHR-Ausgabe von 800 Mikrometern bis zu einem Millimeter Körpergröße. Dies ist ein Bild aus allen Laborkulturen, auf dem Sie sehen können, wie sich die Tiere von Algen ernähren.

Um die interne Organisation von Argos zu untersuchen, verwenden wir Synchrotron-Röntgenstrahlung, um tomographische VOX-Daten am SRF und Grable zu erzeugen. Hier sehen Sie ein Bild der ESRF mit dem großen Speicherring und in der oberen rechten Ecke sehen Sie die Experimentierhalle von ID 19, die sich außerhalb des Rings befindet. Für die Messungen wurden die Proben kritisch nach rechts gerichtet und mit Sekundenkleber auf Kunststoffstifte montiert. Die Experimente wurden bei 20,5 KEV durchgeführt und für die Rekonstruktionen wurden 1.500 Hochrechnungen erstellt.

Hier sehen Sie die Kamera mit einem Co-Freelance-CCD-Chip, 14 Bit Dynamikumfang und vier Megapixeln. Der unten in diesem Bild gezeigte Simulator übersetzt Röntgenstrahlen in sichtbares Licht. Dies ist eine Nahaufnahme des Probenhalters und des Rotationstisches.

Die Probe wird auf den Goya-Messkopf montiert, um eine korrekte Ausrichtung der Probe im Strahl zu ermöglichen. Eine detaillierte Beschreibung des Versuchsaufbaus finden Sie in unserem Artikel aus dem Jahr 2007 im Journal of Microscopy. In diesem Vortrag werde ich mich auf Datenanalysatoren in Bezug auf die dreidimensionale Visualisierung mit der Software Fiji Studio Max konzentrieren.

Zuerst zeige ich Ihnen, wie Sie die Grauwerte aus dem Hintergrund entfernen, um die Beispielinformationen zu extrahieren. Im Histogramm sehen Sie eine große Spitze, die hauptsächlich zu den Grauwerten aus dem Hintergrund gehört. Nachdem Sie diesen Peak aus dem Histogramm entfernt haben, können Sie sehen, wie die Probe aus dem grauen Würfel kommt.

Als nächstes zeige ich Ihnen, wie Sie das Objekt mit dem Keyframer VG Studio drehen können. Max verfügt über eine Reihe vordefinierter Kameratrajektorien. Hier verwende ich den XY-Kreis, um eine Drehung um die vertikalen Xs zu erzeugen, und dies ist die endgültige Animation.

Die große Struktur auf der Rückseite des Tieres entspricht der Oberfläche des Sekundenklebers. Jetzt zeige ich Ihnen, wie Sie eine virtuelle Schnittebene einstellen, um einen dreidimensionalen Blick in die interne Organisation der Probe werfen zu können. Es gibt drei Ausrichtungen, in denen eine Schnittebene frontal eingestellt werden kann.

Hier nutze ich die Frontebene und finde eine Schnittposition irgendwo in der Mitte des Tieres, im Bereich der, diese Schnittebene muss nicht statisch sein. Auch hier kann es mit dem Keyframer entlang einer beliebigen Achse verschoben werden. In diesem Beispiel verwende ich den voreingestellten Clip Z, um die Schnittebene entlang einer Längsachse der Probe zu verschieben, und so sieht die endgültige Animation Schritt für Schritt aus, Sie können die 3D-Organisation aller internen Strukturen mit einer P-Auflösung von nur 0,7 Mikrometern sehen und verfolgen.

Neben den vordefinierten Kameratrajektorien ist es auch möglich, benutzerspezifische Kamerapfade zu generieren. Wählen Sie dazu den freien Kamera-Look-at-Modus und stellen Sie die Kamera und die Brennweite des virtuellen Objektivs auf eine beliebige Position ein. Schritt für Schritt können neue Kamerapositionen definiert werden, um einem individuellen Pfad beliebig komplexer zu folgen.

Das 3D-Fenster oben links zeigt die Wirkung aller Kameraeinstellungen in Echtzeit. Das letzte Beispiel nimmt Sie mit auf einen virtuellen Flug, der dem gesamten Verdauungssystem durch das Tier folgt. Hier sehen Sie einige Teile der GMA, der Zeche, des Labrums und der Rotella.

Wir kommen näher und dringen in das Maul des Tieres ein. Hier sieht man die PHNs auf der dorsalen Seite. Jetzt gehen wir durch die Speiseröhre, um in die Ventrikulare einzudringen.

Unsere genieteten Milben haben zwei große Ker. Dabei handelt es sich um ähnliche Strukturen mit Verdauungsfunktion. Wir geben das richtige Seum ein.

Durch die kleine Öffnung sind zahlreiche IDE-Zellen zu sehen. Diese spielen eine wichtige Rolle bei der Verdauung, obwohl die vollständige Funktion und der Mechanismus noch nicht vollständig verstanden sind. Wenn wir zu den Ventrikularen zurückkehren, sehen wir eine bestimmte Struktur, die Isalklappe, durch die wir vor einer Minute in die Ventrikulare eingetreten sind, genau an der Grenze zwischen den Ventrikulularen und dem Dickdarm.

Zu sehen ist ein Futterbulle, der verdichtet und von einer atrophischen Membran umgeben ist. Hinter dem Nahrungsbolus siehst du eine Kotpalette. Wir fliegen gerade durch diese FE-Palette.

Danach haben wir das kurze Interkolon übergeben und das Post-Colon eingegeben. Hier sehen Sie die große und charakteristische mikrobielle. Schließlich kann man hier die Innenfläche der einzelnen Tierplatten sehen, genau wie bei einer Fe-Palette.

Wir verlassen das Verdauungssystem. Nun werfen wir einen kurzen letzten Blick auf die äußere Bauchseite des Tieres und sehen die Tierplatten, die AAL-Platten und die Genitalplatten.