Coupe 2D à partir d'un ensemble de données XRM 3D, préparée pour la microscopie électronique à balayage en série. Avec l'aimable autorisation de Alana Burrell @EM_STP, CRICK Institute, Royaume-Uni

Applications d'imagerie à rayons X pour les sciences de la vie

Simplifiez vos processus d'imagerie multimodale

Examinez la qualité de vos spécimens et identifiez les structures pour un examen plus approfondi

La génération d'ensembles de données optimaux en haute résolution au synchrotron ou au microscope électronique nécessite des échantillons parfaitement préparés, y compris la coloration et l'enrobage. La rationalisation des protocoles d'acquisition dépend de la sélection de ces spécimens optimaux et de l'identification des régions d'intérêt pour une acquisition à plus haute résolution. Idéale pour une visualisation rapide et non destructive de la structure interne, la microscopie à rayons X haute résolution est idéale pour évaluer la qualité et localiser les régions d'intérêt.

_{Avec l'aimable autorisation d'Alana Burrell @EM_STP, CRICK Institute, Londres}

Examinez les spécimens pour en déterminer la qualité

Coupes 2D à partir de reconstructions 3D de deux coupes de bulbe olfactif de souris préparées pour la microscopie électronique en volume et capturées avec XRM Versa. Différents artefacts de préparation d'échantillons peuvent être identifiés par criblage pour permettre la sélection des meilleurs spécimens pour une analyse ultérieure. Avec l'aimable autorisation de Yuxin Zhang, Institut Francis Crick, Royaume-Uni. Pour de plus informations et des exemples, cf. ¹.

Vérification efficace de la qualité des échantillons avant l'imagerie au synchrotron ou au microscope électronique

Les variables dans la préparation des échantillons, dont la fixation, la coloration, l'enrobage et le montage, peuvent toutes avoir des impacts négatifs sur la qualité de l'échantillon et les données d'imagerie qui en résultent¹. Si les problèmes de qualité des échantillons ne sont identifiés que lors des étapes finales de l'acquisition au microscope électronique ou au synchrotron, de nombreuses heures et frais de location d'équipement ont déjà été gaspillés à capturer des données finalement inexploitables.

La solution idéale consiste à identifier les problèmes de qualité des échantillons avant le synchrotron ou le microscope électronique (ME) afin que seuls les échantillons optimaux soient utilisés pour une imagerie à plus haute résolution. C'est notamment dans ce cas de figure que l'imagerie par rayons X s'avère inestimable. Le criblage rapide et non destructif des échantillons en 3D à contraste élevé pour identifier les petites imperfections ou les problèmes de coloration permet de garantir le choix d'échantillons adaptés pour une analyse ultérieure à une résolution plus élevée¹.

Ciblez précisément votre emplacement d'acquisition

Images d'une mâchoire d'ours (120 mm X 200 mm), capturées de la mâchoire complète jusqu'à la vue à l'échelle du micron de l'interface mâchoire-dent. Imagerie macroscopique à l'aide de µCT avec le détecteur à écran plat ZEISS pour localiser l'interface d'intérêt et l'acquisition ultérieure à haute résolution avec des objectifs 0,4X et 4X.

Générez une carte 3D à plusieurs échelles de votre échantillon pour identifier les structures d'intérêt

Après avoir sélectionné les échantillons préparés de manière optimale, le défi suivant consiste à localiser la région précise d'intérêt pour la visualiser à une résolution plus élevée. Cette tâche peut être intimidante, car vous travaillez avec un champ d'observation relativement petit dans un spécimen plus grand. En outre, l'amélioration du contraste rend souvent les échantillons opaques.

L'imagerie par rayons X non destructive est un moyen facile de générer une grande carte d'échantillons 3D qui peut être utilisée pour explorer la structure interne et guider votre choix d'un emplacement pour effectuer des acquisitions ultérieures à plus haute résolution. La capture d'informations à plusieurs résolutions s'avère très simple grâce à la microscopie à rayons X ; vous changez simplement l'objectif et zoomez avec un objectif à grossissement plus élevé.

Ensembles de données corrélés d'un cerveau de drosophile, d'abord capturés de manière non destructive à l'aide de ZEISS Xradia Versa pour identifier les neurones d'intérêt, puis capturés à l'aide de ZEISS Crossbeam pour générer un volume en 3D haute résolution des neurones d'intérêt. Avec l'aimable autorisation de J. Ng, Université de Cambridge, Royaume-Uni.²

Utilisez la cartographie haute résolution en 3D pour la coupe d'échantillons et l'acquisition dirigée

Au fur et à mesure que vous passez à des technologies de résolution plus élevée, telles que la nano-tomographie à rayons X ou la microscopie électronique en volume (vEM), ces cartes d'aperçu des structures deviennent indispensables pour orienter la troncation de l'échantillon et la sélection précise de l'emplacement pour commencer l'acquisition du volume ultrastructural. Les mêmes méthodes de coloration utilisées pour la vEM fonctionnent également très bien lors de l'imagerie par rayons X, ce qui signifie qu'aucune préparation d'échantillon supplémentaire n'est nécessaire.

Le microscope à rayons X ZEISS Versa offre un moyen simple de générer de telles cartes d'échantillons pour les études multimodales. À partir de l'ensemble de données haute résolution obtenu par rayons X, il est possible de réaliser une acquisition ciblée de la région d'intérêt à l'aide de technologies telles que le MEB en block face sérié, le MEB à faisceau ionique focalisé ou le TEM. Le logiciel Atlas 5 garantit la simplification du processus en combinaison avec ZEISS Crossbeam.

Graine complète de Cyclanthus bipartitus — Avec l'aimable autorisation de N. Senabulya et S. Smith, Université du Michigan, États-Unis.
Image d'une graine complète de Cyclanthus bipartitus capturée avec ZEISS Xradia Versa permettant de localiser la région pour une acquisition à plus haute résolution (à gauche). Une coupe transversale de la région zoomée des données ZEISS Xradia Versa est affichée (en haut à droite) avec le même champ d'observation capturé à une résolution plus élevée à l'aide de ZEISS Xradia Ultra (en bas à droite).

Graine complète de Cyclanthus bipartitus Avec l'aimable autorisation de N. Senabulya et S. Smith, Université du Michigan, États-Unis. — Avec l'aimable autorisation de N. Senabulya et S. Smith, Université du Michigan, États-Unis.
Image d'une graine complète de Cyclanthus bipartitus capturée avec ZEISS Xradia Versa permettant de localiser la région pour une acquisition à plus haute résolution (à gauche). Une coupe transversale de la région zoomée des données ZEISS Xradia Versa est affichée (en haut à droite) avec le même champ d'observation capturé à une résolution plus élevée à l'aide de ZEISS Xradia Ultra (en bas à droite).

Étendez votre acquisition par rayons X multimodale à l'échelle nanométrique

L'imagerie par rayons X à travers l'échelle de longueur offre des informations pertinentes sur la structure de l'échantillon. À partir d'informations structurelles avec une résolution spatiale allant jusqu'à 50 nm, ZEISS Xradia Ultra crée des ensembles de données 3D à l'échelle nanométrique. La génération de la carte de localisation des structures d'intérêt à l'aide de ZEISS Xradia Versa simplifie cette méthode d'imagerie multimodale pour atteindre une efficacité maximale et une compréhension hiérarchique de chaque spécimen.

  
      L'imagerie en action
      
    Institut Francis Crick, Londres

Découvrez comment les microscopes à rayons X ZEISS Xradia Versa sont utilisés pour augmenter significativement l'efficacité des processus multimodaux qui relient la fonction neuronale de la microscopie optique in vivo à l'ultrastructure capturée au synchrotron ou à l'aide de la microscopie électronique.

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