Name: 싱크로 트론 - X - 레이 - tomography를 사용하여 서브 마이크론 해상도로 비침습 3D - 시각화 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2008-05-27T00:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 51 s
Description: 배우세요 싱크로트론 X선 토모그래피를 활용한 비침습적 3D 시각화 기법으로 미세 생물체의 내부 구조를 0.7µm 해상도로 관찰하는 방법입니다. 이 기술은 조직학적 인공물 없이 자연 상태의 생물학적 구조를 정밀하게 분석할 수 있습니다.

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우리는 ESRF에서 자신의 도움을 파보 누르 버그만, 마이클 라우먼, 그리고 세바스찬 Schmelzle 감사드립니다. 이 작품은 빔 시간의 배분을 통해 유럽 싱크로 트론 방사선 시설 사업 SC - 2127에 의해 지원되었다.

이 연구에 사용된 동물 parthenogenetic oribatid 마이트 Archegozetes longisetosus (Acari, Oribatida)의 표본은 우리의 연구실 문화에서 찍은. 문화가 20-23에서 지속적인 어둠 속에서, 파리 / 플라스틱 항아리에 숯 믹스 (9시 1분)의 석고의 성장 ° C 공기 습도 약 90 %를. 샘플 준비 <ol><li> 표본은 좋은 브러시로 청소하고 24 시간 동안 80 % 에탄올, 35 % 포름 알데히드 100 % 초산의 6시 3분 1초 혼합 배치, 문화에서 찍은. </li><li> 그 후, 표본은 각 농도 3 변경하고, 단계 사이에 10 분있는 등급 에탄올 70 % 시리즈, 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95%, 100 %에 탈수있었습니다. </li><li> 마지막으로 샘플은 CO 2의 건조 신선한 100 % 에탄올 하룻밤과 임계점 (CPD 020, Balzers)에 배치했다. 말린 표본는 플라스틱 핀이의 끝 (; 직경 3.0 mm 길이 1.2 ㎝)에 첨부했습니다. </li></ol> 싱크로 트론 X - 선 tomography X - 선 tomography는 beamline ID19 (ESRF, 그르노블, 프랑스,​​ 실험 SC - 2127)에서 수행되었다. <ol><li> 샘플은 샘플 홀더에 장착하고 빔의 중앙 위치로 조정되었습니다. </li><li> 샘플은 20.5 케빈의 에너지를 측정했다. radiographs은 14 비트 다이나믹 레인지로 냉각 CCD (ESRF 프렐론 카메라), 2,048 × 2,048 픽셀과 0.7 μm의의 효과적인 픽셀 크기로 기록되었다. 1500 계획은 각 투영 0.35 s의 노출 시간과 180 ° 샘플 회전을 통해 기록했다. 검출기 - 투 - 샘플 거리가 20mm되었습니다. </li></ol> 샘플과 검출기 사이에 일정한 거리를 사용하면 (샘플은 검출기의 바로 앞에 위치 흡수 이미징에 충분한 대비를 생성 낮은 X - 선 감쇠 계수 (Cloetens, 외. 1996)과 재료의 차등 이미징을 가능하게 ). 대부분의 생물 학적 문제는 낮은 흡수 및 / 또는 원자 번호에만 작은 차이 (베츠, 외. 2007)과 재료의 구성 단계 개체입니다. 그러나, 위상 강화 tomography은 단일 X - 선 빔 높은 공간적 일관성이 필요합니다. 따라서, 싱크로 트론 방사는 더 나은 측정 이러한 종류의 데스크탑 스캐너보다 적합합니다. 데이터 분석 <ol><li> 그 결과 2D radiographs은 필터링된 다시 프로젝션 알고리즘 (Cloetens, 외., 1997)와 3D voxel 데이터 (8 비트 회색 값)으로 변형되었다 </li><li> voxel 데이터는 소프트웨어 VGStudio 최대 1.2.1로 분석했다. (볼륨 그래픽, 하이 델베르크, 독일). </li><li> 배경에서 그레이 - 값이 3D - 시각화에 대한 히스토그램에서 제거되었습니다. </li><li> 사전 정의된 카메라 경로는 회전 애니메이션과 애니메이션 클리핑 비행기를 생성하는 데 사용되었습니다. </li><li> 사용자 정의 카메라 경로 A.의 소화 시스템에 따라 생성되었습니다 longisetosus. </li></ol>

<ol><li>Betz, O., Wegst, U., Weide, D., Heethoff, M., Helfen, L., Lee, W. -K., Cloetens, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((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%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Microscopy%22%5BJournal%5D)">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.</a> J. Microscopy. 22, 51-71 (2007).</li>
<li>Cloetens, P., Barrett, R., Baruchel, J., Guigay, J. P., Schlenker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+objects+in+synchrotron+radiation+hard+X-ray+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Phase objects in synchrotron radiation hard X-ray imaging.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 29, 133-146 (1996).</li>
<li>Cloetens, P., Pateyron-Salome, M., Buffiere, J. Y., Peix, G., Baruchel, J., Peyrin, V., Schlenker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+in+microstructure+and+damage+in+materials+by+phase+sensitive+radiography+and+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Apll.+Phys%22%5BJournal%5D)">Observation in microstructure and damage in materials by phase sensitive radiography and tomography.</a> J. Apll. Phys. 81, 5878-5886 (1997).</li>
<li>Clotens, P., Ludwig, W., Baruchel, J., van Dyck, D., van Landyut, J., Guigay, J. P., Schlenker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Holotomography%3A+quantitative+phase+tomography+with+micrometer+resolution+using+hard+synchrotron+radiation+X-rays%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Holotomography: quantitative phase tomography with micrometer resolution using hard synchrotron radiation X-rays.</a> Appl. Phys. Lett. 75, 2912-2914 (1999).</li>
<li>Heethoff, M., Cloetens, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Comparison+of+aynchrotron+X-ray+phase+contrast+tomography+and+holotomography+for+non-invasive+investigations+of+the+internal+anatomy+of+mites%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Organisms%22%5BJournal%5D)">A Comparison of aynchrotron X-ray phase contrast tomography and holotomography for non-invasive investigations of the internal anatomy of mites.</a> Soil Organisms. , (2008).</li>
</ol>

저자들은 공개할 사항이 없습니다.

이 프레 젠 테이션에서, 우리는 chelicerate 마이크로 arthropod의 내부 해부의 3D - 시각화에 초점을 맞추었습니다. 싱크로 트론 X - 선 측정은 샘플의 크기에 따라, 0.3μm로의 픽셀 해상도를 허용합니다. 여기, 우리는 픽셀 해상도 0.7μm 데이터를 표시합니다. 일반적으로, 싱크로 트론 X - 선 tomography 낮은 X - 선 감쇠와 함께 작은 생물 학적 물질 (또는 조직)를 분석하는 데 유용할 수 있습니다. 픽셀 해상도는 거의 전통적인 조명 현미경의 도달합니다. 이 기술은 내부 조직이 관심하는과 sectioning에 의해 파괴되지해야하는 자료의 종류에 적용할 수 있습니다. Histological sectioning 그러나, 조직은 X - 선 tomography 가능 아니지만 differentially 스테인드 수있다는 장점이 있습니다. 하지만 여기, 다른 회색 값이 서로 다른 X - 선 감쇠와 조직에 해당하며, 회색 값 분포는 양적 위상 tomography 사용하여 확장 가능한 (holotomography;. Cloetens 외, 1...

싱크로 트론 - x - 레이 - tomography를 사용하여 서브 마이크론 해상도로 비침습 3d - 시각화

Non-invasive 3D-Visualization with Sub-micron Resolution Using Synchrotron-X-ray-tomography

리틀은 1mm 아래의 신체 크기와 많은 마이크로 arthropods의 내부 조직에 대한 알려져있다. 에 대한 이유는 작은 크기와 어려운 클래식 조직학의 프로토콜을 사용할 수 있습니다 하드 표피입니다. 또한, histological sectioning는 샘플을 파괴하기 때문에 독특한 소재에 대해 사용할 수 없습니다. 따라서 비파괴 방법 sectioning의 필요없이 작은 샘플 안에서 볼 수 있습니다하는 것이 바람직하다. 우리는 비 invasively 0.7μm의 픽셀 해상도와 3D 단층 데이터 세트를 생성 그르노블 (프랑스)의 유럽 싱크로 트론 방사선 시설 (ESRF)에 싱크로 트론 X - 선 tomography를 사용했습니다. 볼륨 렌더링 소프트웨어를 사용, 이것은 우리 histological sectioning 제작한 공예품없이 자연 상태에서 내부 조직을 재구성 할 수 있습니다. 이 날짜는 숨겨진 신체 부위의 구조를 이해하고 예제를 통해 전체 기관의 시스템이나 조직에 따라 정량 형태, 랜드마크, 또는 애니메이션 영​​화의 시각화를 위해 사용할 수 있습니다.

우리는 비 invasively 0.7μm의 픽셀 해상도와 3D 단층 데이터 세트를 생산하는 유럽 싱크로 트론 방사선 시설 (ESRF)에 싱크로 트론 X - 선 tomography를 사용했습니다. 볼륨 렌더링 소프트웨어를 사용하여이 histological sectioning 제작한 공예품없이 자연 상태에서 내부 구조의 재건 수 있습니다.

싱크로 트론 - X - 레이 - tomography를 사용하여 서브 마이크론 해상도로 비침습 3D - 시각화

체구 크기가 1mm 미만인 많은 미세 절지동물의 내부 구조에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 그 이유는 작은 크기와 딱딱한...

안녕하세요. 저는 튀빙겐 대학교 Bats Lab의 Michelle Ov이며, 이번 발표에서는 서브마이크론 해상도의 싱크로트론 X선 단층촬영을 이용한 마이크로 AHR 폿의 내부 구조에 대한 비침습적 3차원 시각화에 대해 말씀드리고자 합니다. 저희가 연구하고 있는 모델 시스템은 몸길이가 800 µm에서 1 mm인 마이크로 COLYER AHR 폿인 진드기 *A. longosis*입니다. 이것은 저희 실험실 배양 상태에서 찍은 사진으로, 동물들이 조류를 섭식하고 있는 모습을 보실 수 있습니다.Argos의 내부 조직을 연구하기 위해, SRF 및 Grable에서 싱크로트론 X선 방사선을 사용하여 단층 촬영 VOX 데이터를 생성합니다. 여기 ESRF의 대형 저장 링 사진이 있으며, 오른쪽 상단 모서리에는 링 외부에 위치한 ID 19의 실험실이 보입니다. 측정을 위해 샘플을 정밀하게 정렬하고 순간접착제를 사용하여 플라스틱 핀에 고정했습니다. 실험은 20.5 KEV에서 수행되었으며, 재구성을 위해 1,500장의 투영 영상을 촬영했습니다.여기 14비트 다이내믹 레인지와 4백만 화소를 갖춘 공동 프리랜스 CCD 칩 카메라가 보입니다. 사진 하단에 표시된 시뮬레이터는 X선을 가시광선으로 변환합니다. 이것은 시료 홀더와 회전 테이블을 확대한 모습입니다.빔 내에서 시료의 방향을 적절하게 설정하기 위해 시료를 Goya 측정기 헤드에 장착합니다. 실험 설정에 대한 자세한 설명은 Journal of Microscopy에 게재된 2007년 논문에 나와 있습니다. 본 발표에서는 Fiji Studio Max 소프트웨어를 이용한 3차원 시각화와 관련하여 데이터 분석기에 중점을 두어 설명하겠습니다.먼저, 샘플 정보를 추출하기 위해 배경에서 회색조 값을 제거하는 방법을 보여드리겠습니다. 히스토그램을 보면 하나의 큰 피크가 나타나는데, 이는 주로 배경의 회색조 값에 해당합니다. 히스토그램에서 이 피크를 제거하면 회색 큐브에서 샘플이 드러나는 것을 확인할 수 있습니다.다음으로, 키 프레이머(key framer) VG studio를 사용하여 객체를 회전시키는 방법을 보여드리겠습니다. Max에는 사전 정의된 카메라 궤적이 설정되어 있습니다. 여기서는 XY 원을 사용하여 수직 Xs축을 중심으로 회전시켜 최종 애니메이션을 생성하겠습니다.동물의 뒷면에 있는 커다란 구조물은 순간접착제의 표면에 해당합니다. 이제 샘플의 내부 조직을 3차원적으로 살펴볼 수 있도록 가상

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Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

비 - 파괴적인 볼륨 시각화는 가장 효율이 X - 선 마이크로 컴퓨터 tomography (CT) 어떤의 단층 기술에 의해 형성될 수 있습니다.

고해상도 3D 영상의 전 VIVO</em마이크로 중부 표준시로> 생물 학적 샘플

Lensfree 광학 tomography은 &lt;1 μm의의 공간적 해상도를 제공하는 입체 현미경 기법이다 × &lt;1 μm의 × 15~1백밀리미터의 큰 이미지 볼륨여 각각 X, Y 및 Z 크기에서 &lt;3...

멀티 앵글 조명 및 픽셀 슈퍼 해상도를 채용 Lensfree 온칩 단층 현미경

고해상도 X 선 계산 단층 촬영 (HRCT)는 3D로 공장 vasculature의 구조와 기능을 연구하는 데 사용할 수있는 비파괴 진단 이미징 기술이다. 우리는 식물 조직 및 종의 다양한 범위에 걸쳐 목부 네트워크 탐색을 용이하게하는 방법 HRCT 보여줍니다.

공장 Vasculature의 3 차원 구조 및 기능을 시각화하기 위해 높은 해상도로 계산 된 단층 촬영을 사용하여

본 연구 방사광 마이크로 단층 비파괴 입체 영상 법의 경우, 16 × 16 mm의 단면적 전체 마이크로 전자 패키지를 조사하기 위해 사용된다. 때문에 싱크로트론의 높은 플럭스 및 밝기에 샘플은 8.7 μm의 공간 해상도로 불과 3 분에서 몇 군데 있었다.

멀티 스케일 3 차원 마이크로 전자 패키지를 조사하는 방사광 Microtomography 사용

싱크로 빠르게 단층 촬영 저장 조건에서 CO 2 포화 된 염수의 존재하에 동적으로 석회석 화상 용해 하였다. 100 스캔을 2 시간에 걸쳐 6.1 ㎛의 해상도로 촬영 하였다.

싱크로 빠른 단층 촬영을 사용하여 탄산염의 반응의 동적 기공 규모의 저수지 조건 이미징

X선 컴퓨터 단층 촬영을 위해 설계된 X선 특이적 염색 방법을 사용하여 현미경 조직 구조의 3D 시각화프로토콜이 제시된다.

X선 특이적 염색 방법 및 나노스코픽 컴퓨터 단층 촬영을 사용한 연조직 시료의 3D 이미징

이 프로토콜은 트라이축 압축 중에 세분화된 토양의 고공간 해상도 컴퓨터 단층 촬영(CT) 이미지를 획득하고 이러한 CT 이미지에 이미지 처리 기술을 적용하여 입자 규모의 기계적 거동을 탐구하는 절차를 설명합니다. 하중의 토양.

싱크로트론 X선 마이크로 단층 촬영을 사용하여 전단 하에서 세분화된 토양의 고장 및 관련 곡물 스케일 기계적 거동 시각화

마이크로컴퓨터 단층 촬영을 사용하여 개발 단계에서 온전한 드로소필라 멜라노가스터를 시각화할 수 있는 프로토콜이 제시된다.

마이크로 컴퓨팅 단층 촬영을 사용하여 드로소필라 멜라노가스터의 전체 동물 이미징

여기서, 25 nm 하프 피치의 해상도로 전체 냉동 보존된 세포의 초구조를 이미지화하기 위해 냉동 소프트 X선 단층촬영(SXT)에 필요한 샘플 준비 및 데이터 수집 단계를 기술하는 프로토콜이 제시된다.

Cryo Soft X선 단층 촬영에 의한 세포의 3D Cartographic 설명

새로운 줄기 세포 요법의 평가는 생체내에 주입된 세포를 추적 비 invasively하는 것이 중요합니다. 이 동영상은 생체내의 후속 MR 영상에 대한 생체내의 철 산화물 기반의 콘트라스트 에이전트와 인간 mesenchymal와 배아 줄기 세포를 레이블하는 방법을 보여줍니다.

이런 산화물로 hESCs과 hMSCs을 라벨링하는 MR 영상과 생체내 추적 비침습에 대한 Nanoparticles

배우세요 싱크로트론 X선 토모그래피를 활용한 비침습적 3D 시각화 기법으로 미세 생물체의 내부 구조를 0.7µm 해상도로 관찰하는 방법입니다. 이 기술은 조직학적 인공물 없이 자연 상태의 생물학적 구조를 정밀하게 분석할 수 있습니다.

싱크로 트론 - X - 레이 - tomography를 사용하여 서브 마이크론 해상도로 비침습 3D - 시각화

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