Sinkrotron-X-ray tomografi Sub-mikron Çözünürlük ile Non-invaziv 3D Görselleştirme

Merhaba. Ben Tübingen Üniversitesi'ndeki Yarasalar Laboratuvarı'ndan Michelle Ov ve bu sunumda, sinkrotron X-ışını tomografisi kullanarak mikron altı çözünürlükte mikro Tardigradların iç organizasyonunun non-invaziv üç boyutlu görselleştirmesi hakkında konuşmak istiyorum. Çalıştığımız model sistem, vücut büyüklüğü 800 µm ile 1 mm arasında olan bir mikro Tardigrad türü olan orbited mite Aus Long osis'tir. Bu, hayvanların alglerle beslendiğini görebileceğiniz laboratuvar kültürümüzden alınmış bir fotoğraftır.

Argos'un iç organizasyonunu incelemek için, SRF ve Grable'da tomografik VOX verileri üretmek amacıyla senkrotron x-ışını radyasyonu kullanıyoruz. Burada, büyük depolama halkasının bulunduğu ESRF'nin bir resmini ve sağ üst köşede halkanın dışında yer alan ID 19'un deney salonunu görüyorsunuz. Ölçümler için numuneler kritik nokta ile hizalandı ve hızlı yapıştırıcı kullanılarak plastik pinlere monte edildi. Deneyler 20.5 KEV'de gerçekleştirildi ve rekonstrüksiyonlar için 1.500 projeksiyon alındı.

Burada, co freelance CCD çipli, 14 bit dinamik aralıklı ve dört megapiksellik kamerayı görüyorsunuz. Bu resmin altında gösterilen simülatör, X-ışınlarını görünür ışığa dönüştürür. Bu, numune tutucu ve rotasyon tablasının yakın çekimidir.

Numunenin ışın içerisinde uygun şekilde yönlendirilmesini sağlamak amacıyla numune Goya metre başlığına monte edilir. Deneysel düzeneğin ayrıntılı açıklaması, Journal of Microscopy'deki 2007 tarihli makalemizde verilmiştir. Bu sunumda, Fiji Studio Max yazılımını kullanarak üç boyutlu görselleştirme açısından veri analizörlerine odaklanacağım.

Öncelikle, örnek bilgisini çıkarmak için arka plandaki gri değerlerin nasıl kaldırılacağını göstereceğim. Histogramda, esas olarak arka plandaki gri değerlere ait olan bir büyük pik görüyorsunuz. Histogramdan bu piki kaldırdıktan sonra, örneğin gri küpten ayrıldığını görebilirsiniz.

Ardından, nesneyi VG studio anahtar kare belirleyiciyi (key framer) kullanarak nasıl döndüreceğinizi göstereceğim. Max, önceden tanımlanmış bir dizi kamera yörüngesine sahiptir. Burada, dikey Xs ekseni etrafında dönme oluşturmak için XY çemberini kullanıyorum ve işte nihai animasyon.

Hayvanın arka kısmındaki geniş yapı, hızlı yapıştırıcının yüzeyine karşılık gelmektedir. Şimdi, örneğin iç organizasyonuna üç boyutlu bir bakış sağlayabilmek için sanal bir kesit düzleminin nasıl ayarlanacağını göstereceğim. Kesit düzleminin ayarlanabileceği üç yön bulunmaktadır: frontal, sagittal ve aksiyal.

Burada frontal düzlemi kullanıyorum ve hayvanın orta kısımlarında, şu bölgede bir kesim konumu belirliyorum; bu kesim düzleminin statik olması gerekmez. Yine key framer kullanarak, herhangi bir eksen boyunca hareket ettirilebilir. Bu örnekte, kesim düzlemini numunenin boylamsal ekseni boyunca hareket ettirmek için ön tanımlı klip Z'yi kullanıyorum ve nihai animasyon adım adım bu şekilde görünmektedir; sadece 0.7 mikronluk bir P çözünürlüğü ile tüm iç yapıların 3D organizasyonunu görebilir ve takip edebilirsiniz.

Önceden tanımlanmış kamera yörüngelerinin yanı sıra, kullanıcıya özel kamera yolları oluşturmak da mümkündür. Bunu yapmak için serbest kamera bakış modunu seçin ve kamerayı ve sanal lensin odak mesafesini istediğiniz herhangi bir konuma göre ayarlayın. Adım adım, herhangi bir karmaşıklıktaki bireysel bir yolu takip edecek yeni kamera konumları tanımlanabilir.

Sol üstteki 3D penceresi, tüm kamera ayarlarının etkisini gerçek zamanlı olarak gösterir. Son örnek, sizi hayvan boyunca tüm sindirim sistemini takip eden sanal bir uçuşa çıkarır. Burada gma'nın, colliery'nin, labrum'un ve rotella'nın bazı bölümlerini görebilirsiniz.

Yaklaşıyoruz ve hayvanın ağzına giriyoruz. Burada dorsal taraftaki PHN'leri görebilirsiniz. Şimdi ventriküllere girmek için özofagustan geçiyoruz.

Perçinli akarlarımızın iki büyük ker'i vardır. Bunlar sindirim fonksiyonuna sahip benzer yapılardır. Sağ seum'e giriyoruz.

Küçük açıklığından, çok sayıda IDE hücresi görebilirsiniz. Tam işlevi ve mekanizması henüz tamamen anlaşılmamış olsa da, bunlar sindirimde önemli bir rol oynarlar. Ventriküllere geri döndüğümüzde, ventriküllerle kolonun tam sınırında, az önce ventriküllere girmemizi sağlayan özel bir yapı olan Isal valfini görürüz.

Kompaktlaşmış ve atrofik bir membranla çevrili bir besin bolusu görebilirsiniz. Besin bolusunun arkasında ise bir fekal palet görülmektedir. Şu anda bu FE paletinin içinden geçiyoruz.

Ardından, kısa inter kolon bölgesini geçerek post kolon bölgesine girdik. Burada, büyük ve karakteristik mikrobiyalleri görebilirsiniz. Son olarak, burada tıpkı bir palet gibi, ilgili hayvan plakalarının iç yüzeyini görebilirsiniz.

Sindirim sisteminden ayrılıyoruz. Şimdi hayvanın dış ventral tarafına kısa bir son bakış atacağız ve hayvan plaklarını, AAL plaklarını ve genital plakları inceleyeceğiz.