X射线显微成像技术及应用.pptVIP

Tissuelevel:SRMicro-CTat3.5micronnominalresolutionMorphometryofthecanalnetwork.meancanallengthmeancanaldiametermeancanalorientationSCHNEIDERETAL,JBMRVolume22,Number10,2007.骨头的研究现状根据Lambert-Beer定律，X射线穿过物体后，物体对入射X射线的吸收效应是线性的，公式为：投影图为I，没有样品的背景图为I0，投影图扣除背景后取负对数得到：所得结果表示为物体吸收系数在这一角度的沿X射线传播方向上的积分。定量计算方法其中为在物体体空间处的吸收系数，为体素的边长。由于可以根据实验条件得出，因此每个体素处的X射线吸收系数就可以由下式算出：对投影数进行三维重构后，可以得到每个体素（也是断层图上的每一个像素）的X射线吸收：把所有的断层图堆栈在一起就得到了物体的吸收系数的三维分布。这为定量计算提供了有效的原始数据。统计计算生命科学中的应用CryoX-rayMicroscopyof3T3FibroblastsMeyer-Ilse,W.,JournalofMicroscopy,(2001)201:395-403.整个纤维原细胞——没有经过定影，没有染色，也没有加显影增强剂。清晰地看到细胞里的内部结构。美国ALS同步辐射装置利用X射线成像技术研究酵母细胞的三维成像，其分辨率达到了60纳米，可以清楚地观察到细胞核、细胞质、类脂滴、甚至液泡。发酵的酵母细胞不但是基因、分子和生物化学分析的模型系统，而且还是蛋白新陈代谢研究的重要对象。酵母细胞直径５微米，显微CT空间分辨率为60纳米。（A）细胞壁透明的三维显示，（B）细胞壁半透明的三维显示，（C）断层厚度为0.5微米的断层像。Mol.Biol.Cell15,957-962(2004)SaccharomycescerevisiaeC.A.LarabellM.A.LeGros,MolecularBiologyoftheCell,(2004)15(3):956-962这是啤酒酵母细胞，通过结合三维重构技术，我们可观察到细胞内部的三维结构图，提供了更多的信息。微管体系剪接因子核孔复合物Meyer-Ilse,W.,JournalofMicroscopy,(2001)201:395-403.对目标蛋白体系进行精确定位，是研究蛋白功能的手段之一Newlyformedyeastcell.Full-growncellbeforeonsetofcelldivision.(C)Cellundergoingdivision,withwell-formedseptum.(D)Yeastcellatonsetofcellwalldissolution;twodistinctcellscanberesolvedwithinthecellwall.SoftX-raytomographyofSchizosaccharomycespombeWeiweiGu,Differentiation(2007)75:529–535Fourindividualyeastcellsatdifferentstagesofthecellcycle(A–D).(A–F)Computer-generatedsectionsthroughthetomographicreconstructionoftheyeastshowninFigureD,highlightingthecelldivisionplaneathighmagnification.Arrowheadspointtotheintactcellwallin(A)and(F),andtheonsetofcellwalldissolutionin(B)–(E).Eachsectionisabout10nmthick.Celldiameter=2μm.CellwalldissolutioninSchizosaccharomycespombecytokinesisWeiweiGu,Differentiation(2007