Name: Niet-invasieve 3D-visualisatie met Sub-micron resolutie met behulp van synchrotronstraling-X-ray-tomografie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2008-05-27T00:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 51 s
Description: Leer niet-invasieve 3D-visualisatie met submicron-resolutie van interne structuren van micro-organismen met behulp van synchrotron-röntgentomografie. Deze methode vermijdt artefacten van traditionele histologie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Wij danken Paavo Bergmann, Michael Laumann, en Sebastian Schmelzle voor hun hulp bij het ESRF. Dit werk werd ondersteund door de European Synchrotron Radiation Facility project SC-2127 via de toewijzing van de balk tijd.

Dieren die gebruikt worden in deze studie Exemplaren van de parthenogenetische oribatid mijt Archegozetes longisetosus (Acari, Oribatida) werden genomen van ons laboratorium cultuur. De cultuur groeit op een gips / houtskool mix (09:01) in plastic potjes, in constante donker bij 20-23 ° C met ongeveer 90% van de luchtvochtigheid. Monstervoorbereiding <ol><li> Monsters werden genomen uit de cultuur, gereinigd met een fijn penseel en geplaatst in een 6:03:01 mengsel van 80% ethanol, 35% formaldehyde en 100% azijnzuur gedurende 24 uur. </li><li> Daarna exemplaren werden gedehydrateerd in een ethanolreeks van 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% en 100% met drie veranderingen voor elke concentratie, en 10 minuten tussen de stappen. </li><li> Ten slotte werden monsters die in verse 100% ethanol &#39;s nachts en kritische punt gedroogd in CO 2 (CPD 020, Balzers). Gedroogde exemplaren werden vastgemaakt aan het uiteinde van de plastic pinnen (1,2 cm lang, 3,0 mm in diameter). </li></ol> Synchrotron X-ray tomografie X-ray tomografie werd uitgevoerd bij bundellijn ID19 (ESRF, Grenoble, Frankrijk, experiment SC-2127). <ol><li> De monsters werden gemonteerd in de monsterhouder en aangepast aan een centrale positie in de balk. </li><li> Monsters werden gemeten met een energie van 20,5 keV. De röntgenfoto&#39;s werden opgenomen met een gekoelde CCD (ESRF Frelon camera) met een 14-bit dynamisch bereik, 2048 × 2048 pixels en een effectieve pixelgrootte van 0,7 micrometer. 1500 projecties werden opgenomen over de 180 ° rotatie van monster met een belichtingstijd van 0,35 s voor elke projectie. De detector-to-sample afstand was 20 mm. </li></ol> Met behulp van een bepaalde afstand tussen monster en detector maakt een verschil in beeld brengen van materialen met een lage X-ray demping coëfficiënten (Cloetens, et al.. 1996), die onvoldoende contrast zou produceren in de opname beeldvorming (waar het monster direct is gelegen in de voorkant van de detector ). De meeste biologische zaken fase objecten, samengesteld uit materialen met een lage absorptie en / of slechts kleine verschillen in atoomnummer (Betz, et al. 2007).. Echter, fase verbeterde tomografie vereist een hoge ruimtelijke samenhang van een homogene X-stralen. Daarom is synchrotron straling beter geschikt dan desktop-scanners voor dit soort metingen. Data-analyse <ol><li> De resulterende 2D röntgenfoto&#39;s werden omgezet naar 3D voxel data (8-bit grijs-waarden) met een gefilterde back-projectie algoritme (Cloetens, et al.., 1997) </li><li> De voxel gegevens werden geanalyseerd met de software VGStudio Max 1.2.1. (Volume Graphics, Heidelberg, Duitsland). </li><li> Grijs-waarden van de achtergrond werden verwijderd uit het histogram voor 3D-visualisatie. </li><li> Vooraf gedefinieerde camera-paden werden gebruikt om rotatie-animaties en geanimeerde clipping planes te genereren. </li><li> Een door de gebruiker gedefinieerde camera weg was gegenereerd om het spijsverteringsstelsel van A. te volgen 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>

De auteurs hebben niets te melden.

In deze presentatie hebben we ons gericht op de 3D-visualisatie van de interne anatomie van een chelicerate micro-geleedpotigen. Het synchrotron X-ray metingen laten een pixel-resolutie van beneden naar 0.3μm, afhankelijk van de grootte van de steekproef. Hier hebben we laten zien data met 0.7μm pixel-resolutie. In het algemeen kan synchrotron X-ray tomografie nuttig zijn voor het analyseren van kleine biologische materialen (of weefsels) met een lage X-ray demping. De pixel resolutie bereikt bijna die van conventionele lichtmicroscopie. De...

niet-invasieve 3d-visualisatie met sub-micron resolutie met behulp van synchrotronstraling-x-ray-tomografie

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

Er is weinig bekend over de interne organisatie van een groot aantal micro-arthropoden met het lichaam maten hieronder 1 mm. De redenen daarvoor zijn de geringe omvang en de harde cuticula waardoor het moeilijk te gebruiken protocollen van de klassieke histologie. Daarnaast, histologische coupes vernietigt het monster en kan dus niet worden gebruikt voor uniek materiaal. Vandaar dat een niet-destructieve methode is wenselijk dat het mogelijk maakt om in kleine voorbeelden te bekijken zonder de noodzaak van snijden. We gebruikten synchrotron X-ray tomografie bij de European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble (Frankrijk) naar niet-invasieve 3D tomografie datasets te produceren met een pixel-resolutie van 0.7μm. Met behulp van volume rendering software, dit laat ons toe om de interne organisatie in zijn natuurlijke staat te reconstrueren zonder dat de artefacten die door histologische coupes. Deze datum kan worden gebruikt voor de kwantitatieve morfologie, monumenten of voor de visualisatie van geanimeerde filmpjes om de structuur van verborgen lichaamsdelen te begrijpen en aan te vullen orgaansystemen of weefsels te volgen via de monsters.

We gebruikten synchrotron X-ray tomografie bij de European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) naar niet-invasieve 3D tomografie datasets te produceren met een pixel-resolutie van 0.7μm. Met behulp van volume rendering software, dit maakt de reconstructie van de interne structuren in hun natuurlijke staat, zonder de artefacten die door histologische coupes.

Niet-invasieve 3D-visualisatie met Sub-micron resolutie met behulp van synchrotronstraling-X-ray-tomografie

Er is weinig bekend over de interne organisatie van veel micro-arthropoden met een lichaamsgrootte van minder dan 1 mm. De redenen hiervoor zijn de geringe omvang en het harde...

Hallo. Mijn naam is Michelle Ov van het Bats Lab aan de Universiteit van Tübingen, en in deze presentatie wil ik spreken over de niet-invasieve driedimensionale visualisatie van de interne organisatie van micro-arthropoden met behulp van synchrotron röntgentomografie met een submicronresolutie. Het modelsysteem waarmee we werken is de orbitaalmijt Aus Long osis, een micro-arthropode met een lichaamsgrootte van 800 µm tot 1 mm. Dit is een foto gemaakt van een kweek in ons lab waarop te zien is hoe de dieren zich voeden met algen.Om de interne organisatie van Argos te bestuderen, maken we gebruik van synchrotron röntgenstraling om tomografische VOX-gegevens te produceren bij de SRF en Grable. Hier ziet u een afbeelding van de ESRF met de grote opslagring en in de rechterbovenhoek ziet u de experimentele hal van ID 19, die zich buiten de ring bevindt. Voor de metingen werden monsters kritisch uitgelijnd en met superlijm op plastic pinnen gemonteerd. De experimenten werden uitgevoerd bij 20,5 KEV en er werden 1.500 projecties gemaakt voor de reconstructies.Hier ziet u de camera met een co freelance CCD-chip, een dynamisch bereik van 14 bit en vier megapixels. De simulator onderaan deze

non-invasive-3d-visualization-with-sub-micron-resolution-using

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

Niet-destructieve volume visualisatie kan alleen worden bereikt door tomografische technieken, waarvan de meest efficiënte is de x-stralen micro gecomputeriseerde tomografie (CT).

Hoge resolutie 3D-beeldvorming van Ex-Vivo Biologische monsters door Micro CT

Lensfree optische tomografie een driedimensionale microscopie techniek die een ruimtelijke resolutie van &lt;1 um heeft x &lt;1 um x &lt;3 urn x, y en z afmetingen respectievelijk over een groot volume beeldvorming van 15-100...

Lensfree On-chip Tomografische Microscopie Gebruikmakend van Multi-angle Verlichting en Pixel Super-resolutie

Hoge resolutie x-ray tomografie (HRCT) is een niet-destructieve diagnostische beeldvormingstechniek die kan worden gebruikt om de structuur en functie van planten vasculatuur in 3D onderzoeken. We laten zien hoe HRCT vergemakkelijkt verkenning van xyleem netwerken over een breed scala van planten weefsels en soorten.

Met behulp van hoge resolutie Computed Tomography om de driedimensionale structuur en functie van Plant vaatstelsel Visualiseer

Voor deze studie synchrotronstraling micro-tomografie, een niet-destructieve driedimensionale beeldvormende techniek wordt gebruikt om een ​​volledige micro-elektronische verpakking met een doorsnede van 16 x 16 mm onderzocht. Vanwege de hoge flux en de helderheid van het synchrotron van het monster werd in beeld gebracht in slechts 3 minuten met een 8,7 micrometer ruimtelijke resolutie.

Met behulp van Synchrotron Radiation Microtomografie Multi-scale Driedimensionale Microelectronic pakketten Onderzoek

Synchrotron snelle tomografie werd gebruikt om dynamisch beeld oplossen van kalksteen in de aanwezigheid van CO 2 -verzadigde pekel met reservoiromstandigheden. 100 scans werden bij een resolutie 6,1 urn gedurende 2 uur.

Dynamische Pore schaal Reservoir voorwaarde beeldvorming van Reaction in carbonaten met synchrotron Fast Tomography

Een protocol voor 3D-visualisatie van microscopische weefselstructuren met behulp van een X-Ray-specifieke kleurings methode ontworpen voor röntgenstraling computertomografie wordt gepresenteerd.

3D-beeldvorming van zachte weefselmonsters met behulp van een X-Ray-specifieke kleurings methode en nanoscopische computertomografie

Het protocol beschrijft procedures voor het verkrijgen van hoge-ruimtelijke resolutie computertomografie (CT) beelden van een korrelige bodem tijdens triaxiale compressie, en het toepassen van beeldverwerkingstechnieken om deze CT-beelden te verkennen van de korrel schaal mechanisch gedrag van de bodem onder het laden.

Visualisatie van falen en het bijbehorende mechanische gedrag op korrel schaal van korrelvormige bodems onder afschuiving met behulp van Synchrotron X-Ray micro-tomografie

Er wordt een protocol gepresenteerd dat de visualisatie van intacte Drosophila melanogaster in elk stadium van ontwikkeling mogelijk maakt met behulp van microcomputed tomografie.

Whole Animal Imaging van Drosophila melanogaster met behulp van Microcomputed Tomography

Hier wordt een protocol gepresenteerd dat de monstervoorbereiding en gegevensverzamelingsstappen beschrijft die nodig zijn in cryo zachte röntgentomografie (SXT) om de ultrastructuur van hele cryo-geconserveerde cellen in beeld te brengen met een resolutie van 25 nm halve toonhoogte.

Een 3D cartografische beschrijving van de cel door Cryo Soft X-ray Tomography

Voor de evaluatie van nieuwe stamcellen therapieën is het belangrijk om niet-invasief spoor de geïnjecteerde cellen in vivo. Deze video toont u hoe de menselijke mesenchymale en embryonale stamcellen met ijzeroxide gebaseerde contrastmiddelen label in vivo voor latere MR imaging in vivo.

Etikettering hESC &#39;s en hMSCs met ijzeroxide nanodeeltjes voor niet-invasieve in vivo Tracking met MR Imaging

Leer niet-invasieve 3D-visualisatie met submicron-resolutie van interne structuren van micro-organismen met behulp van synchrotron-röntgentomografie. Deze methode vermijdt artefacten van traditionele histologie.

Niet-invasieve 3D-visualisatie met Sub-micron resolutie met behulp van synchrotronstraling-X-ray-tomografie

Meer video's verkennen