No invasivo en 3D de visualización con la Sub-micron resolución mediante sincrotrón de rayos X de la tomografía

Hola. Mi nombre es Michelle Ov del Laboratorio de Murciélagos en la Universidad de Tubinga, y en esta presentación quiero hablar sobre la visualización tridimensional no invasiva de la organización interna de microórganos AHR mediante tomografía de rayos X de sincrotrón con resolución submicrométrica. El sistema modelo con el que estamos trabajando es el ácaro orbídeo Aus Long osis, un microórgano AHR de tamaño corporal entre 800 micrómetros y un milímetro. Esta es una imagen tomada de un cultivo de laboratorio en la que se puede observar a los animales alimentándose de algas.

Para estudiar la organización interna de Argos, utilizamos radiación de rayos X de sincrotrón para producir datos tomográficos de VOX en el SRF y en el Grable. Aquí se observa una imagen del ESRF con el gran anillo de almacenamiento y, en la esquina superior derecha, se ve el salón experimental del ID 19, que se encuentra fuera del anillo. Para las mediciones, las muestras fueron secadas por punto crítico y montadas sobre pernos de plástico utilizando pegamento instantáneo. Los experimentos se realizaron a 20,5 keV y se obtuvieron 1.500 proyecciones para las reconstrucciones.

Aquí se observa la cámara con un chip CCD de coautoría, rango dinámico de 14 bits y cuatro megapíxeles. El simulador mostrado en la parte inferior de esta imagen convierte los rayos X en luz visible. Este es un primer plano del portamuestras y la mesa de rotación.

La muestra se monta en la cabeza del medidor Goya para permitir una orientación adecuada de la muestra en el haz. Se proporciona una descripción detallada del montaje experimental en nuestro artículo de 2007 publicado en el Journal of Microscopy. En esta presentación, me centraré en los analizadores de datos con respecto a la visualización tridimensional utilizando el software Fiji Studio Max.

Primero, le mostraré cómo eliminar los valores grises del fondo para extraer la información de la muestra. En el histograma, se observa un pico grande, que pertenece principalmente a los valores grises del fondo. Después de eliminar este pico del histograma, puede ver cómo aparece la muestra saliendo del cubo gris.

A continuación, le mostraré cómo rotar el objeto utilizando el generador de fotogramas clave de VG Studio. Max dispone de un conjunto de trayectorias de cámara predefinidas. Aquí utilizo el círculo XY para generar una rotación alrededor de los ejes verticales X, y esta es la animación final.

La estructura grande en el lado posterior del animal corresponde a la superficie del pegamento sintético. Ahora voy a mostrarle cómo establecer un plano de corte virtual para poder observar tridimensionalmente la organización interna de la muestra. Existen tres orientaciones en las que se puede colocar un plano de corte: frontal, sagital y axial.

Aquí utilizo el plano frontal y encuentro una posición de corte en alguna parte del centro del animal, en la región de la, este plano de corte no tiene que ser estático. Nuevamente, utilizando el definidor de fotogramas clave, puede moverse a lo largo de cualquier eje. En este ejemplo, uso el clip preestablecido Z para desplazar el plano de corte a lo largo de un eje longitudinal de la muestra, y así es como se ve la animación final paso a paso; puede observar y seguir la organización tridimensional de todas las estructuras internas con una resolución P de solo 0,7 micrómetros.

Además de las trayectorias de cámara predefinidas, también es posible generar rutas de cámara personalizadas. Para ello, seleccione el modo de cámara libre con enfoque y ajuste la cámara y la distancia focal de la lente virtual a cualquier posición deseada. Poco a poco, pueden definirse nuevas posiciones de la cámara para seguir una trayectoria individual de cualquier complejidad.

La ventana 3D en la parte superior izquierda muestra el efecto de todos los ajustes de la cámara en tiempo real. El ejemplo final lo lleva a realizar un vuelo virtual siguiendo todo el sistema digestivo a través del animal. Aquí se pueden ver algunas partes del gma, la colliery, el labrum y la rotella.

Estamos acercándonos más e ingresando a la boca del animal. Aquí pueden observarse los PHN en el lado dorsal. Ahora estamos atravesando el esófago para ingresar a los ventrículos.

Nuestros ácaros riveteados tienen dos grandes ker. Estas son estructuras slike con función digestiva. Ingresamos al seum derecho.

A través de su pequeña abertura, se pueden observar numerosas células IDE. Estas desempeñan un papel importante en la digestión, aunque su función y mecanismo completos aún no se comprenden por completo. Volviendo a los ventrículos, observamos una estructura particular, la válvula de Isal, a través de la cual acabamos de entrar en los ventrículos hace un minuto, justo en el límite entre los ventrículos y el colon.

Puede observarse un bolo alimenticio, que está compactado y rodeado por una membrana atrófica. Detrás del bolo alimenticio, se ve una paleta fecal. En este momento estamos avanzando a través de esta paleta FE.

A continuación, atravesamos el corto intestino delgado e ingresamos al intestino grueso. Aquí se observan las grandes y características microbianas. Finalmente, se puede ver la superficie interna de las placas animales particulares aquí, tal como una paleta de pintura.

Dejamos el sistema digestivo. Ahora tenemos una breve mirada final sobre el lado ventral exterior del animal y observamos las placas animales, las placas AAL y las placas genitales.