Az agy háromdimenziós agyi cytoarchitektúrája fáziskontraszt-tomográfiával derül ki

  • Tárgyak
  • Összegzés
  • Bevezetés
  • Eredmények
  • Vita
  • Mód
  • minta előkészítése
  • A labor beállítása
  • Adatfeldolgozás (labor beállítás)
  • ID19 konfiguráció (ESRF)
  • Adatfeldolgozás (ID19)
  • Kiegészítő információk
  • PDF fájlok
  • Kiegészítő információk
  • Videók
  • 1. kiegészítő videó
  • 2. kiegészítő videó
  • Hozzászólások

Tárgyak

Összegzés

Bevezetés

Itt bemutatjuk a terjedés-alapú fáziskontraszt-tomográfiát egy folyékony fémsugár 20 laboratóriumi forrás, műszerezés, minta-előkészítés és rekonstrukciós algoritmus optimalizált kombinációjában, nagy mennyiségű egér agyszövet képalkotására. Megmutathatjuk, hogy a rekonstruált térfogaton belül nagy kontraszt érhető el jelölés nélkül, és hogy egy érdekes régióban (ROI) az egyes neuronok vizualizálhatók. Ez hozzáférést biztosít az agy érintetlen 3D cytoarchitektúrájához.

cytoarchitektúrája

Új mintakészítési technikánkban a szövetet etanolban végzett dehidratálás után xilolba helyezzük, hasonlóan a paraffinba ágyazás szokásos protokolljához. Döntő és új lépésként mellőzünk minden további inklúziós vagy kontrasztos eljárást, és a szerves oldószer elpárologtatása után megmérjük a mintát. A magas Z-tartalmú elemekkel való festéstől eltérően ez a technika, amelyet EOS-készítménynek (szerves oldószer elpárologtatása) nevezünk, lényegesen csökkenti a felszívódást a víz és a lipidek eltávolítása miatt, miközben új kontrasztot generál a fehérjemátrix között.

A rekonstrukció a tomográfiai felvétel minden egyes szögéhez rögzített vetületi képek fázis-helyreállításával kezdődik. Azoknál a tárgyaknál, amelyek abszorpciója lassan változik, az objektum mögött kis z terjedési távolságban, az intenzitás eloszlása ​​a 21 intenzitás transzportegyenlet hozzávetőleges alakjával fejezhető ki

ahol I 0, θ ( r ⊥) és ϕ θ ( r ⊥) jelölje az intenzitást és a fáziseloszlást közvetlenül a tárgy mögött, és

ahol az α γ-függő szabályozási paraméterrel helyettesítették. Megállapítottuk, hogy ez a rekonstrukciós megközelítés, amelyet Witte et al. és Bronnikov-asszisztált korrekció (BAC) 22 néven ismert, kiváló eredményeket kínál a jelenlegi foltos szövetek és az alkalmazott mikrofókuszos CT-konfiguráció esetében 23. Ezért a jelen munkában alapértelmezett algoritmusként használják (1d., E. Ábra). A fázis-helyreállítási algoritmusnak a tomográfiai vizsgálat minden vetületén történő alkalmazása után a 3D rekonstrukciót szűrt hátsó vetítéssel (kúpnyaláb) hajtják végre 24. Ne feledje, hogy a rekonstruált objektum kontrasztját effektív mennyiségnek kell tekinteni, egyrészt mivel mind az abszorpció, mind a fázis kölcsönhatás hozzájárul az értékéhez, másrészt mivel áramlási okokból a laboratóriumi CT általában szélessávú sugárzást alkalmaz, szemben a szinkrotron CT-vel.

Teljes méretű kép

Bemutatjuk a laboratóriumi beállítások képességeit a vad típusú egér agy különböző érdekes régióinak képalkotásával.

Eredmények

Kúpnyaláb és fordított geometria képalkotási módok kombinációja (nak nek) Az egér jobb agyféltekéjének térfogati ábrázolása kúpnyaláb-geometriában rögzítve. A szürke síkok jelzik a ( , c ). (időszámításunk előtt) Koronális/vízszintes metszet a rekonstruált köteten. d) Rekonstruált koronaszelvény a hippokampusz régióból sejtfelbontás mellett, fordított geometriában rögzítve. A nagy felbontású mérés helyzetét a minta teljes térfogatához viszonyítva a ( ). A tomográfiai rekonstrukció előtt az egyedi nézeteket 2-szeres faktorral vettük át. (és) 31 egymást követő szelet maximális intenzitású vetítése, 30 μm vastag szövettani metszetet utánozva. (F) A kérgi régió rekonstruált vízszintes szakasza. g) 31 vágás maximális intenzitású vetülete. Jól láthatóak a kiemelkedő kérgi tulajdonságok, mint például a hordómező. Méretarányok: ( , c 500 μm, ( d - g ) 200 μm.

Teljes méretű kép

Az egér kisagyi vermis sejtszintjéig csökkenő térfogat (nak nek) Keresztmetszet a rekonstruált térfogaton, bemutatva a kisagyi vermis molekularétegét (ML), szemcsés rétegét (GL), fehérállományát (WM) és Purkinje sejtrétegét (PCL) a sejtfelbontásban. A tomográfiai rekonstrukció előtt az egyedi nézeteket 2-szeres faktorral vettük át. b) A kötet hosszmetszete elegendő kontrasztot mutat az axonkötegek fehérállományon belüli azonosításához. c) A minta térfogatának automatikus ábrázolása a térfogaton belüli szelettel, jelezve a cella szegmentálás helyét ( d ). d) A minta kis részének sejtszegmentálása. Mérlegsorok: 200 μm.