מיקרופוקוס X-ray CT (Microfocus) הדמיה של ההדמיה הסינית ( כיום) , וקסנוטורבלה ג'ניקה (קסנואקואלאמפין)

בדרך כלל, חוקרים ביולוגיים היו צריכים לעשות קטעים דקים ולבצע תצפיות על ידי מיקרוסקופ אור או אלקטרון כדי לחקור את המבנים הפנימיים של אורגניזמים אטומים. עם זאת, שיטות אלה הן הרסניות ובעייתיות כאשר הם מוחלים על יצורים נדירים או יקרי ערך. יתר על כן, מספר שלבים בשיטה, כגון הטבעה והפחתה, הם זמן רב, והוא יכול להימשך מספר ימים כדי להתבונן במדגם, בהתאם לפרוטוקול. יתר על כן, בעת טיפול בסעיפים רבים, תמיד יש אפשרות להזיק או לאבד חלקים מסוימים. טכניקות ניקוי רקמות זמינים עבור כמה דגימות^1,2,3,4,5 אך אינם ישימים עדיין עבור מינים רבים של בעלי חיים.

כדי להתגבר על בעיות אלה, כמה ביולוגים החלו להשתמש microfocus רנטגן טומוגרפיה ממוחשבת (microfocus) הדמיה^{6,7,8,9,10,11}, ^{. 12,13,14,15} ב-X-ray CT, המדגם הוא הוקרן עם קרני רנטגן מזוויות שונות הנוצרות ממקור X-ray נע סביב המדגם, ואת הרנטגן המשודר מנוטרים על ידי גלאי כי גם נע סביב המדגם. נתוני שידור הרנטגן שהושגו מנתחים כדי לשחזר תמונות בחתך הרוחב של הדגימה. שיטה זו מאפשרת התבוננות של מבנים פנימיים ללא הרס של המדגם. בשל בטחונו וקלות, הוא משמש בדרך כלל ביישומים רפואיים ושיניים, וניתן למצוא מערכות CT בבתי חולים ובמרכזי שיניים ברחבי העולם. יתר על כן, רנטגן תעשייתי CT משמש לעתים קרובות להתבוננות בדגימות לא רפואי עבור בדיקה מטרולוגיה בתחום התעשייה. בניגוד CT רפואי, שבו המקור רנטגן וגלאי הם ניידים, שני החלקים הם קבועים CT תעשייתי, עם המדגם מסתובבת במהלך הסריקה. CT תעשייתי בדרך כלל מייצרת תמונות ברזולוציה גבוהה יותר מאשר CT רפואי והוא המכונה microCT (ברמת מיקרומטר ברמה) או nanoCT (רזולוציה ברמת נאנמטר). לאחרונה, מחקר באמצעות microct גדל במהירות בתחומים שונים של ביולוגיה^{14,15,16,17,18,19,} מיכל בן ^{20 ,} מיכל ^{בן 21 ,} מיכל בן ^{22 ,} מיכל בן ^{23 ,} בת ^{24 ,} מיכל בן ^{25 ,} מיכל בן ^{26 ,} בן ^{27 ,} מיכל בן ^{28 ,} בן ^{29 ,} בן ^{30 ,} מיכל בן ^{31 , 32 , 33 , 34}.

מחקרים ביולוגיים באמצעות CT ממוקדות בתחילה מבנים פנימיים המורכבים בעיקר של רקמה קשה, כגון עצם. ההתקדמות טכניקות צביעת שימוש בחומרים כימיים שונים אפשרה ויזואליזציה של רקמות רכות באורגניזמים שונים^{6,7,8,9,14,15 ,} מיכל ^{בן 16 ,} מיכל ^{בן 17 ,} מיכל ^{בן 18 ,} מיכל ^{בן 19 ,} מיכל בן ^{20 ,} מיכל ^{בן 21 ,} מיכל בן ^{22 ,} מיכל בן ^{23 ,} בת ^{24 ,} מיכל בן ^{25 ,} מיכל בן ^{26 ,} בן ^{27 ,} מיכל בן ^{28 ,} בן ^{29 ,} בן ^{30 ,} מיכל בן ^{31 , 32 , 33 , 34}. של אלה ריאגנטים, מבוססי יוד סוכנים בניגוד הם בטוחים יחסית, זול, והוא יכול לשמש להדמיה של רקמות רכות באורגניזמים שונים^7,14. בנוגע לחסרי חוליות ימיים, microct נעשה שימוש נרחב על בעלי חיים כגון רכיכות^6,25,32,33, annelids^18,19, מיכל בן ^{20 , 28}, וארתוראופהלחמה^21,23,29,31. עם זאת, היו דיווחים מעטים על החיה האחרת phyla, כמו bryozoans⁶, xenacoelomorphs²⁶, ו קטריגרים^24,30. באופן כללי, היו פחות מחקרים באמצעות microCT על חסרי חוליות ימיים מאשר אלה על בעלי חוליות. אחת הסיבות העיקריות לשימוש מוגבל זה על חסרי חוליות ימיים הוא מגוון עצום שנצפו בבעלי חיים אלה. בגלל הגדלים המגוונים, הורפולוגיות והפיזיולוגיות שלהם, כל מין מגיב בצורה שונה להליכים ניסיוניים שונים. לכן, זה הכרחי במהלך הכנת המדגם לבחור את הקיבעון המתאים ביותר והכתים מגיב, ולקבוע תנאים בכל שלב, מותאם לכל מין. באופן דומה, יש צורך גם להגדיר את תצורות הסריקה, כגון שיטת ההרכבה, מתח, זרם, שיעור מגדילה מכני, ואת עוצמת רזולוציית החלל, בהתאם לכל מדגם. כדי להתגבר על בעיה זו, מדריך פשוט ומובן המכסה את כל הצעדים הנחוצים, מסביר כיצד ניתן לכוונן כל שלב בהתאם לדגימה, ומציג דוגמאות מפורטות מדגימות מרובות.

במחקר הנוכחי, אנו מתארים את פרוטוקול הדמיה microCT צעד אחר צעד, מתוך קיבעון דגימה לניתוח נתונים, באמצעות שלושה מינים חסרי חוליות ימיים. בסמוך לתחנה הביולוגית של מיססאקי, האוניברסיטה של טוקיו, נאספו דגימות של שושנת הים באקניה (אנתותים). היה להם גוף רך וכדורי שהיה בקוטר של 2 ס מ (איור 1A-C). Harmothoe sp. (Polychaeta, Annelida) דגימות נאספו גם ליד תחנת מיססאקי ימית ביולוגית. הם היו תולעים דק שהיו כ 1.5 ס מ אורך, עם chaetae קשה הנוכחי לאורך כל הגוף (איור 1D). הדגימה של Xenoturbella³⁵ (Xenoturbella, Xenacoeloma) מדגם נאסף ליד שימודה ימית מרכז המחקר, אוניברסיטת טסוקובה, במהלך ה -13 החוף jambio האורגניזם משותף סקר. הייתה זו תולעת עדינה שהייתה כ-0.8 ס מ אורך (איור 1E). התאמות שבוצעו עבור התנאים והתצורות של כל מדגם מוסברות בפרוטרוט. המחקר שלנו מספק מספר הצעות על איך לבצע הדמיה microCT על חסרי חוליות ימיים, ואנו מקווים כי זה יהיה השראה ביולוגים להשתמש בפרוטוקול זה עבור המחקר שלהם.