2D‑Schnitt erstellt aus einem 3D-XRM-Datensatz, vorbereitet für Serial-Blockface-SEM. Mit freundlicher Genehmigung von Alana Burrell @EM_STP, CRICK Institute, UK

Röntgen-Imaging für biowissenschaftliche Anwendungen

Optimieren Sie Ihre multimodalen Imaging-Workflows

Prüfung der Probenqualität und Identifizierung von Strukturen für weitere Analysen

Die Erfassung hochauflösender, optimaler Datensätze im Synchroton oder mit einem Elektronenmikroskop setzt eine perfekte Probenvorbereitung voraus, einschließlich Färbung und Einbettung. Optimierte Aufnahmeroutinen hängen von der Auswahl optimal vorbereiteter Proben und der Identifizierung relevanter Bereiche für die Bildgebung in höherer Auflösung ab. Die Röntgenmikroskopie ermöglicht die schnelle, zerstörungsfreie Visualisierung innerer Strukturen in hoher Auflösung und ist daher für beide Aufgaben ideal geeignet.

_{Mit freundlicher Genehmigung von Alana Burrell @EM_STP, CRICK Institute, London}

Prüfung der Probenqualität

2D‑Schnitte einer 3D‑Rekonstruktion aus zwei Schnitten des Riechkolbens einer Maus, vorbereitet für Volumen-EM und abgebildet mir Versa XRM. Beim Screening werden verschiedene, durch die Probenvorbereitung verursachte Artefakte erkannt, sodass die besten Proben für die nachfolgende Analyse ausgewählt werden können. Mit freundlicher Genehmigung von Yuxin Zhang, Francis Crick Institute, UK. Weitere Informationen und Beispiele siehe ¹.

Effiziente Überprüfung der Probenqualität vor der Bildgebung im Synchrotron oder mit dem Elektronenmikroskop

Irregularitäten bei der Probenvorbereitung, einschließlich Fixierung, Färbung, Einbettung und Befestigung, können sich negativ auf die Probenqualität und die erfassten Bildgebungsdaten auswirken.¹ Wenn Probleme mit der Probenqualität erst in den letzten Schritten der Bildaufnahme mit einem Elektronenmikroskop oder im Synchroton erkannt werden, werden viele Arbeitsstunden und Leihgebühren für die Erfassung von letztlich unbrauchbaren Daten verschwendet.

Probleme mit der Probenqualität müssen idealerweise noch vor der Untersuchung im Synchrotron oder Elektronenmikroskop erkannt werden, um sicherzustellen, dass nur optimale Proben für die Bildgebung in höherer Auflösung verwendet werden. Röntgen-Imaging ist für diese Zwecke von unschätzbarem Vorteil. Mithilfe schneller und zerstörungsfreier Proben-Screenings in 3D und mit hohem Kontrast können kleine Unregelmäßigkeiten oder Probleme bezüglich der Färbung sichtbar gemacht werden. So können Sie eine ideale Probenauswahl für die Analyse mit höherer Auflösung sicherstellen.¹

Präzise Lokalisierung für gezielte Aufnahmen

Kiefer eines Bären (120 mm × 200 mm) – Aufnahme vom gesamten Kiefer bis zum Kiefer-Zahn-Übergang im Mikrometerbereich. Makroskopische Aufnahme mittels µCT mit ZEISS Flachbilddetektor für die Lokalisierung relevanter Bereiche und anschließende hochauflösende Bildgebung mit 0,4-fach- und 4-fach-Objektiven.

Erstellen Sie eine mehrskalige 3D‑Ansicht Ihrer Probe zur Lokalisierung relevanter Strukturen

Nach der Auswahl optimal vorbereiteter Proben müssen relevante Bereiche für die Visualisierung in höherer Auflösung präzise lokalisiert werden. Bei größeren Proben und einem relativ kleinen Sehfeld ist diese Aufgabe mehr als langwierig. Darüber hinaus führt die Kontrastverstärkung häufig dazu, dass die Proben opak werden.

Zerstörungsfreies Röntgen-Imaging bietet eine einfache Möglichkeit zum Erstellen einer großen 3D‑Ansicht der Probe. In dieser Ansicht können die inneren Strukturen untersucht und Bereiche für die weitere Untersuchung mit höherer Auflösung ausgewählt werden. Mit einem Röntgenmikroskop ist die Erfassung von Informationen in mehreren Auflösungen unkompliziert, da lediglich das Objektiv gewechselt werden muss, um mit höherer Vergrößerung in den Bereich zu zoomen.

Korrelierte Datensätze eines Drosophila-Hirns, zuerst zerstörungsfrei abgebildet mit ZEISS Xradia Versa, um relevante Neuronen zu identifizieren; anschließend abgebildet mit ZEISS Crossbeam, um ein hochauflösendes 3D‑Volumen der relevanten Neuronen zu erstellen. Mit freundlicher Genehmigung von J. Ng, University of Cambridge, UK.²

Verwenden Sie hochauflösende 3D‑Ansichten für das Trimmen von Proben und geführte Aufnahmen

Angesichts von Technologien wie Nano-Röntgentomografie oder Volumen-Elektronenmikroskopie (vEM), die eine immer höhere Auflösung ermöglichen, sind strukturelle Übersichtsbilder besonders wertvoll. Anhand der Bilder kann präzise ermittelt werden, wie die Probe getrimmt werden muss und welche Bereiche für die ultrastrukturelle Bildgebung relevant sind. Da die für vEM verwendeten Färbeverfahren auch für die Bildgebung mit Röntgenstrahlen geeignet sind, ist keine weitere Probenvorbereitung erforderlich.

Das Röntgenmikroskop ZEISS Versa bietet eine einfache Möglichkeit, solche beispielhaften Mappings von Proben für multimodale Untersuchungen zu erstellen. Die relevanten Bereiche, die in dem hochauflösenden Röntgendatensatz identifiziert wurden, können gezielt mit Serial-Blockface-SEM, SEM mit fokussiertem Ionenstrahl oder TEM aufgenommen werden. Zur Optimierung dieses Ablaufs eignet sich insbesondere die Software Atlas 5 in Kombination mit ZEISS Crossbeam.

Mit freundlicher Genehmigung von N. Senabulya und S. Smith, University of Michigan, USA.
Ganzer Samen der Cyclanthus bipartitus, abgebildet mit ZEISS Xradia Versa zur Lokalisierung von Bereichen für die Aufnahme in höherer Auflösung (links). Querschnitt eines gezoomten Bereichs der ZEISS Xradia Versa-Daten (oben rechts) und dasselbe Sehfeld aufgenommen in höherer Auflösung mit ZEISS Xradia Ultra (unten rechts).

Ganzer Samen der Cyclanthus bipartitus Mit freundlicher Genehmigung von N. Senabulya und S. Smith, University of Michigan, USA. — Mit freundlicher Genehmigung von N. Senabulya und S. Smith, University of Michigan, USA.
Ganzer Samen der Cyclanthus bipartitus, abgebildet mit ZEISS Xradia Versa zur Lokalisierung von Bereichen für die Aufnahme in höherer Auflösung (links). Querschnitt eines gezoomten Bereichs der ZEISS Xradia Versa-Daten (oben rechts) und dasselbe Sehfeld aufgenommen in höherer Auflösung mit ZEISS Xradia Ultra (unten rechts).

Erweitern Sie multimodales Röntgen-Imaging auf den Nanobereich

Röntgen-Imaging über mehrere Längenskalen ermöglicht verblüffende Einblicke in die Probenstruktur. ZEISS Xradia Ultra erfasst strukturelle Informationen mit räumlicher Auflösung bis 50 nm und erstellt 3D‑Datensätze von Nanostrukturen. Das Übersichtsbild zur Lokalisierung relevanter Strukturen, das mit ZEISS Xradia Versa erstellt werden kann, optimiert diesen multimodalen Imaging-Workflow, um maximale Effizienz zu erzielen und die hierarchischen Strukturen in jeder Probe zu charakterisieren.

  
      Bildverarbeitung im Einsatz
      
    Francis Crick Institute, London

Erfahren Sie, wie Röntgenmikroskope von ZEISS Xradia Versa die Effizienz multimodaler Workflows erheblich steigern – Bei diesen multimodalen Workflows werden Daten zur neuronalen Funktion (aus der In-vivo-Lichtmikroskopie) mit Daten zur Ultrastruktur verknüpft (aus dem Synchrotron oder aus der Elektronenmikroskopie).

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