Herzgefäßstruktur einer Ratte, abgebildet mit ZEISS Xradia Versa zur Darstellung der Gefäße in hoher Auflösung. Probe mit freundlicher Genehmigung von Lara Konijnenberg und Anat Akiva, Radboud University Medical Center, Niederlande.

Röntgen-Imaging für biowissenschaftliche Anwendungen

Die Revolution für das Imaging von Strukturen in Weichgewebe

Analyse innerer Strukturen ohne komplexe Probenvorbereitung

Röntgen-Imaging bietet die einmalige Möglichkeit, biologische Proben geringer Dichte wie 3D‑Kulturen, komplette Organe, Tumoren und Embryonen zu untersuchen. Bei der zerstörungsfreien Untersuchung mittels Röntgenmikroskopie bleiben die Proben intakt und können mithilfe verschiedener Mikroskopietechniken weiter analysiert werden. Die strukturellen Informationen aus der röntgenmikroskopischen Untersuchung ergänzen Daten zu Funktion oder spezifischen Lokalisationen, die mit der Fluoreszenzmikroskopie gewonnen werden, und schließen die Lücke zur ultrastrukturellen Auflösung der Elektronenmikroskopie.

_{Probe mit freundlicher Genehmigung von Lara Konijnenberg und Anat Akiva, Radboud University Medical Center, Niederlande.}

Erfassung struktureller Informationen über mehrere Längenskalen

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Herzgefäßstruktur einer Ratte, abgebildet mit ZEISS Xradia Versa zur Darstellung der Gefäße in hoher Auflösung. Probe mit freundlicher Genehmigung von Lara Konijnenberg und Anat Akiva, Radboud University Medical Center, Niederlande.
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Die Animation zeigt eine Serie rekonstruierter 2D‑Schnitte in der 3D‑Rekonstruktion des Volumens einer Mäuseniere. Abgebildet mit ZEISS Xradia Versa.

Visualisieren Sie ganze Organe

Die Röntgenmikroskopie ermöglicht es, selbst große Präparate mit hoher Auflösung abzubilden. Nutzen Sie das Röntgenmikroskop ZEISS Xradia Versa, um Organe mit einer Größe von mehreren Zentimetern vollständig abzubilden und innere Strukturen wie Vaskulatur, Kammern, Defekte oder Malformationen sichtbar zu machen.¹ Krankheitsstadien oder Behandlungsgruppen können zerstörungsfrei verglichen werden, sodass weitere Analysen der Probe mit alternativen Ansätzen und Techniken möglich sind. Im Übersichtsbild des vollständigen Organs können Interessensbereiche ermittelt werden, die dann unter Verwendung von Objektiven mit höherer Vergrößerung unter dem Röntgenmikroskop weiter untersucht werden können.

Einzelne 2D‑Projektionen eines hochauflösenden 3D‑Scans der Hautprobe einer Maus, aufgenommen mit ZEISS Xradia Versa.

Gewinnen Sie Einblicke in innere Strukturen im Nanobereich

Für die Visualisierung relevanter Strukturen in Gewebeproben ist eine hohe Auflösung häufig entscheidend. Mit zerstörungsfreier Röntgenmikroskopie können wichtige Komponenten in Gewebe wie Haut deutlich dargestellt werden, einschließlich Blutgefäßen und Haarfollikeln. Die zweistufige Vergrößerungsarchitektur von ZEISS Xradia Versa ermöglicht hochauflösende Einblicke, ohne die Probe zerschneiden zu müssen.

Optimaler Kontrast in Proben mit geringer Dichte

Einzelne Schnitte einer 3D‑Rekonstruktion des Auges einer Krabbe, aufgenommen mit dem ZEISS Xradia Versa Röntgenmikroskop. Die Cornea und die Strukturen des Peduculus opticus können in 3D betrachtet werden.

Hoher Kontrast in Weichgewebe

Die Visualisierung der inneren Strukturen in Weichgewebe ist aufgrund der geringen Unterschiede bei der Absorption von Röntgenstrahlen durchaus schwierig. Eine optimale Qualität kann nur mit Systemen erreicht werden, die Bilder mit hohem Kontrast liefern. Die optimierten Objektive von ZEISS Xradia Versa sorgen für höchstmögliche Bildqualität, selbst in Weichgewebeproben mit sehr geringem Absorptionskontrast.

Mit freundlicher Genehmigung von Dr. Yukako Yagi, Massachusetts General Hospital, USA.
Ungefärbter Mausembryo, aufgenommen mit ZEISS Xradia Versa mit hoher Kontrastfähigkeit.

Ungefärbter Mausembryo, aufgenommen mit ZEISS Xradia Versa mit hoher Kontrastfähigkeit Mit freundlicher Genehmigung von Dr. Yukako Yagi, Massachusetts General Hospital, USA. — Mit freundlicher Genehmigung von Dr. Yukako Yagi, Massachusetts General Hospital, USA.
Ungefärbter Mausembryo, aufgenommen mit ZEISS Xradia Versa mit hoher Kontrastfähigkeit.

Imaging ungefärbter Proben

Bei bestimmten Weichgewebeproben wie Embryonen kann es wünschenswert sein, die Proben ohne Färbung abzubilden. Dank der überragenden Kontrastfähigkeit von ZEISS Xradia Versa können die inneren Strukturen ungefärbter Proben mit Absorptionskontrast untersucht werden.

Ungefärbte Mäuselunge, aufgenommen mit ZEISS Xradia Versa Röntgenmikroskop mittels Ausbreitungsphasenkontrast zur Hervorhebung unterschiedlicher Brechungsindizes für Röntgenstrahlen; Aufnahme ohne kontrastverstärkende Mittel.

Erfassen Sie Schnittstellen mit Ausbreitungsphasenkontrast

Wenn eine Färbung der Proben nicht möglich ist, aber unterschiedliche Brechungsindizes für Röntgenstrahlen bestehen (z. B. bei Membranen oder Zellwänden), ermöglicht ZEISS Xradia Versa alternative Kontrastverfahren wie die Untersuchung mittels Ausbreitungsphasenkontrast. Im Ausbreitungsphasenkontrast-Modus werden die Schnittstellen zwischen Komponenten der Probe mit unterschiedlichen Brechungsindizes für Röntgenstrahlen hervorgehoben, sodass die Probenstruktur auch ohne Färbung visualisiert werden kann.

Erfassung umfassender Informationen zu inneren Strukturen

Hochauflösende 2D‑Videosequenz und 3D‑Rekonstruktion der inneren Strukturen eines Mausembryos, abgebildet mit dem Röntgenmikroskop ZEISS Xradia Versa. Probe mit freundlicher Genehmigung von Z. Zhifa, Beijing Union Medical College Hospital, China.

Vergleichen Sie Modelle oder Behandlungsgruppen

Wenn die natürlich auftretenden Unterschiede bei der Absorption von Röntgenstrahlen für die Visualisierung der Strukturen im Gewebe nicht ausreichen, kommen kontrastverstärkende Mittel zum Einsatz. Hierfür steht eine ganze Palette unterschiedlicher Färbeverfahren zur Verfügung.² Durch die Untersuchung gefärbter Proben wie Embryonen mit einem hochauflösenden Röntgenmikroskop erhalten Forschende große Mengen an Informationen. Dieser Imaging-Ansatz eröffnet umfassende Möglichkeiten für Vergleichsstudien mit unterschiedlichen genetischen Modellen oder Krankheits- und Behandlungsgruppen.

Besseres Signal-Rausch-Verhältnis und höherer Durchsatz für 3D‑Aufnahmen

Murines Lungengewebe. Äquivalente einzelne 2D‑Schnitte durch rekonstruierte Datensätze, aufgenommen mit denselben Parametern (3001-Projektionsbilder). Links: Standardmäßige FDK-Rekonstruktion. Rechts: Deep-Learning-Rekonstruktion (DeepRecon).

Deep-Learning-Rekonstruktion für weniger Rauschen und schnellere Aufnahmen

Bei Weichgewebeproben mit geringer Dichte und geringen Kontrastunterschieden kann die Reduzierung des Rauschens in den rekonstruierten Bildern den entscheidenden Unterschied machen. Die Deep-Learning-Rekonstruktion verbessert nicht nur das Signal-Rausch-Verhältnis der rekonstruierten 3D‑Datensätze, sondern verringert auch die Anzahl der erforderlichen 2D‑Projektionen, was zu einem höheren Durchsatz führt. ZEISS DeepRecon bietet einen unkomplizierten Workflow für Deep-Learning-Rekonstruktionen und ermöglicht es, kleinste Details und Strukturen in Weichgewebe geringer Dichte sichtbar zu machen, die aufgrund des Rauschens sonst verborgen blieben.

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