Name: Não-invasivo 3D Visualization com Sub-micron Resolução Usando Síncrotron-X-ray-tomografia (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2008-05-27T00:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 51 s
Description: Aprenda a visualização 3D não-invasiva com tomografia de raios-X de síncrotron para estudar a organização interna de micro-organismos. Este método oferece resolução submicrométrica sem artefatos histológicos.

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Agradecemos a Paavo Bergmann, Michael Laumann, e Sebastian Schmelzle por sua ajuda no ESRF. Este trabalho foi financiado pelo projecto European Synchrotron Radiation Facility SC-2127 através da alocação de tempo de feixe.

Animais utilizados neste estudo Exemplares do ácaro oribatídeos partenogenéticos Archegozetes longisetosus (Acari, Oribatida) foram retirados de nossa cultura em laboratório. A cultura cresce em um gesso de Paris / mix de carvão vegetal (9:1) em frascos de plástico, no escuro constante em 20-23 ° C, com aproximadamente 90% da umidade do ar. Preparação de amostras <ol><li> Espécimes foram retirados a partir da cultura, limpo com um pincel fino e colocado em uma mistura de etanol 06:03:01 80%, de formaldeído 35% e 100% de ácido acético por 24 horas. </li><li> Posteriormente, as amostras foram desidratadas em uma série de etanol graduada de 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% e 100% com 3 alterações em cada concentração, e 10 min entre as etapas. </li><li> Finalmente, as amostras foram colocadas no ponto de etanol 100% durante a noite fresca e crítica secas em CO 2 (CPD 020, Balzers). Amostras secas foram anexados à ponta de pinos plásticos (1,2 cm de comprimento, 3,0 mm de diâmetro). </li></ol> Síncrotron de raios-X a tomografia X-ray tomografia foi realizada na linha de luz ID19 (ESRF, Grenoble, França, experiência SC-2127). <ol><li> As amostras foram montadas no porta-amostras e ajustada para uma posição central na viga. </li><li> As amostras foram medidas com uma energia de 20,5 keV. As radiografias foram gravados com um CCD refrigerado (ESRF Frelon câmera) com uma gama dinâmica de 14 bits, 2048 × 2048 pixels e um tamanho de pixel efetiva de 0,7 mM. 1500 foram registrados projeções sobre a rotação da amostra 180 ° com um tempo de exposição de 0,35 s para cada projeção. A distância detector-de-amostra foi de 20 mm. </li></ol> Usando uma certa distância entre a amostra eo detector permite uma imagem diferencial de materiais com baixos coeficientes de atenuação de raios-X (Cloetens, et al. 1996), o que produziria contraste insuficiente em imagem de absorção (onde a amostra é localizado diretamente em frente ao detector ). Assuntos mais biológicos são objetos fase, composta de materiais com baixa absorção e / ou apenas pequenas diferenças no número atômico (Betz, et al. 2007). No entanto, a fase de maior tomografia exige uma coerência alta espacial de um feixe de raios-X homogênea. Portanto, a radiação síncrotron é mais adequado do que desktop-scanners para este tipo de medidas. Análise de dados <ol><li> As radiografias resultantes foram transformados em 2D para 3D de dados voxel (8 bits de cinza valores) com um algoritmo de retro-projeção filtrada (Cloetens, et al., 1997) </li><li> Os dados voxel foram analisadas com o software Max vgstudio 1.2.1. (Graphics Volume, Heidelberg, Alemanha). </li><li> Grey-valores do fundo foram retirados do histograma para visualização 3D. </li><li> Pré-definidos câmera caminhos foram usados ​​para gerar animações de rotação e planos de recorte animado. </li><li> Um user-defined caminho de câmera foi gerada a seguir o sistema digestivo de A. 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>

Os autores não têm nada a declarar.

Nesta apresentação, nós nos concentramos na visualização 3D da anatomia interna de um chelicerate micro-artrópodes. O síncrotron de raios-X medidas permitem que um pixel de resolução de até 0.3μm, dependendo do tamanho da amostra. Aqui, mostramos dados com 0.7μm pixels de resolução. Geralmente, síncrotron tomografia de raios-X pode ser útil para analisar pequenas material biológico (ou tecidos), com atenuação de raios-X de baixa. O pixel de resolução quase alcança o de microscopia de luz convencional. A técnica pode ser aplicada a qualquer ...

não-invasivo 3d visualization com sub-micron resolução usando síncrotron-x-ray-tomografia

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

Pouco se sabe sobre a organização interna de muitos micro-artrópodes com tamanhos de corpo abaixo de 1 mm. As razões para isso são o pequeno tamanho ea cutícula dura que o torna difícil de usar protocolos de histologia clássica. Além disso, o corte histológico destrói a amostra e portanto, não pode ser usado para o material original. Assim, um método não-destrutivo é desejável que permite visão interna de pequenas amostras sem a necessidade de corte. Usamos síncrotron tomografia de raios-X no Laboratório Europeu de Radiação Síncrotron (ESRF) em Grenoble (França) para não-invasiva produzir conjuntos de dados 3D tomográficos com um pixel de resolução de 0.7μm. Usando software de renderização de volume, o que nos permite reconstruir a organização interna em seu estado natural, sem os artefatos produzidos por corte histológico. Estas datas podem ser usados ​​para a morfologia quantitativa, marcos, ou para a visualização de filmes de animação para compreender a estrutura de partes do corpo escondido e seguir sistemas de órgãos ou tecidos completa através das amostras.

Usamos síncrotron tomografia de raios-X no Laboratório Europeu de Radiação Síncrotron (ESRF) para não-invasiva produzir conjuntos de dados 3D tomográficos com um pixel de resolução de 0.7μm. Usando software de renderização de volume, o que permite a reconstrução de estruturas internas em seu estado natural, sem os artefatos produzidos por corte histológico.

Não-invasivo 3D Visualization com Sub-micron Resolução Usando Síncrotron-X-ray-tomografia

Pouco se sabe sobre a organização interna de muitos microartrópodes com tamanhos corporais inferiores a 1 mm. As razões para isso são o tamanho reduzido e a rigidez...

Olá. Meu nome é Michelle Ov, do Laboratório de Morcegos da Universidade de Tübingen, e nesta apresentação quero falar sobre a visualização tridimensional não invasiva da organização interna de microartrópodes utilizando tomografia de raios X de sincrotrão com resolução submicrométrica. O sistema modelo com o qual estamos trabalhando é o ácaro orbídeo Aus Long osis, um microartrópode com tamanho corporal variando de 800 mícrons a um milímetro. Esta é uma imagem obtida a partir de um cultivo do nosso laboratório, na qual é possível observar os animais se alimentando de algas.Para estudar a organização interna de Argos, utilizamos radiação síncrotron de raios X para produzir dados tomográficos VOX no SRF e no Grable. Aqui você vê uma imagem do ESRF com o grande anel de armazenamento e, no canto superior direito, o salão experimental do ID 19, localizado fora do anel. Para as medições, as amostras foram secas por ponto crítico e montadas em pinos de plástico usando cola instantânea. Os experimentos foram realizados a 20,5 keV e foram obtidas 1.500 projeções para as reconstruções.Aqui você vê a câmera com um chip CCD de alta definição, faixa dinâmica de 14 bits e quatro megapixels. O si

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JoVE Journal

Biology

Biologia

Não-destrutivos visualização volumétrica só pode ser alcançada através de técnicas de tomografia, dos quais o mais eficiente é o x-ray tomografia micro computadorizada (TC).

Imagens de alta resolução em 3D de Ex-Vivo Amostras Biológicas por Micro CT

Lensfree óptico tomografia é uma técnica de microscopia tridimensional que oferece uma resolução espacial de menos de 1 uM × menos de 1 uM × menos de 3 M em X, Y e dimensões Z, respectivamente, ao longo de um grande volume de imagiologia de 15-100...

Lensfree On-chip microscopia tomográfica Empregando Multi-ângulo de iluminação e Pixel Super-resolução

Alta resolução de raios-X de tomografia computadorizada (PCA), é um não-destrutiva técnica de imagiologia de diagnóstico que pode ser utilizada para estudar a estrutura e função dos vasos de plantas em 3D. Demonstramos como TCAR facilita a exploração de redes de xilema através de uma ampla variedade de tecidos e espécies vegetais.

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Para este estudo radiação sincrotrão micro-tomografia, uma técnica de imagem não destrutivo tridimensional, é empregue para investigar um pacote de microelectrónica inteira com uma área de secção transversal de 16 x 16 mm. Devido ao alto fluxo e brilho do sincrotrão a amostra foi fotografada em apenas 3 min com uma resolução espacial de 8,7 m.

Usando Synchrotron Radiation microtomografia para investigar Multi-escala Pacotes de microeletrônicos tridimensionais

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Pore ​​escala dinâmica Reservatório-condição de imagem de Reacção em Carbonatos Usando Síncrotron Tomografia rápido

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Imagem 3D de amostras de tecido sofx usando um método de coloração específica de raios-X e tomografia computadorizada nanoscópica

O protocolo descreve procedimentos para adquirir imagens de tomografia computadorizada (TC) de alta resolução espacial de um solo granular durante a compressão triaxial, e aplicar técnicas de processamento de imagem a essas imagens de TC para explorar o comportamento mecânico em escala de grãos de o solo carga.

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Imagem Animal inteira de Drosophila melanogaster usando tomografia microcomputada

Aqui, é apresentado um protocolo descrevendo as etapas de preparação da amostra e coleta de dados necessárias na tomografia criobada de raios-X (SXT) para a imagem da ultraestrutura de células inteiras preservadas de crio-preservo em uma resolução de 25 nm meio passo.

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Para a avaliação de terapias com células-tronco é importante não invasiva track as células injetadas in vivo. Este vídeo irá mostrar-lhe como rotular as células-tronco mesenquimais e embrionárias com óxido de ferro agentes de contraste com base in vivo para posterior ressonância magnética in vivo.

Rotulagem e hESCs hMSCs com óxido de ferro nanopartículas para Não-invasiva em Rastreamento vivo com ressonância magnética

Aprenda a visualização 3D não-invasiva com tomografia de raios-X de síncrotron para estudar a organização interna de micro-organismos. Este método oferece resolução submicrométrica sem artefatos histológicos.

Não-invasivo 3D Visualization com Sub-micron Resolução Usando Síncrotron-X-ray-tomografia

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