Casestudie: Visualisering af blødt væv i små fisk
I samarbejde med det danske firma Biomar har Teknologisk Institut undersøgt partier af små fisk efter at have fået forskellige eksperimentelle diæter.
Biomar er interesseret i, hvordan de eksperimentelle diæter påvirker fordøjelsesprocessen hos fisken, hvilket er grunden til, at de så et stort potentiale i ikke-destruktiv 3D-billedbehandling som et supplement til dissektion og histologisk analyse.
Vores samarbejde med Teknologisk Institut har været til stor hjælp med at udvide vores forskningsværktøjer for at øge vores viden om fiskefysiologi. Den overordnede fordel ved at inkludere denne topmoderne teknologi er fortsat at forbedre det, vi tilbyder akvakulturindustrien i form af foder. Med andre ord er hver enkelt pille, vi producerer, baseret på solid videnskab, og dette spændende samarbejde har forsynet os med de rette værktøjer
Pedro Gómez, Senior Scientist, Biomar Denmark
Fra Mikro-CT i laboratoriet til fasekontrast synkrotron tomografi
Først blev der udført 3D-scanninger med Mikro-CT, som var tilgængeligt i laboratoriet hos Teknologisk Institut. For denne type prøve inkluderede proceduren farvning med tunge metaller for at øge røntgenabsorptionen i det lette væv. Derefter blev der indledt et samarbejde med European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) i Frankrig, hvilket førte til, at projektet fortsatte med deres nye topmoderne billedbehandlingsteknik, HiP-CT (Hierarchical Phase-Contrast Tomography). Datakvaliteten blev drastisk forbedret med indførelsen af fasekontrast-CT, og farvning med tunge metaller var ikke længere nødvendig. Den markant forbedrede detaljegrad og kontrast, der blev set i fiskens bløde væv, blev muliggjort af fasekontrasten og den høje fluks opnået på synkrotronanlægget.
Dette er de mest imponerende data, jeg nogensinde har arbejdet med! Mange af vores kunder kommer fra fødevare- eller farmaceutisk industri, og jeg kan let se, hvordan de kunne drage fordel af denne type analyse
Erik Wisaeus, Forretningsleder, Teknologisk Institut
Banebrydende fasekontrast tomografi
Dataene fra scanningen af disse små fisk har begejstret vores billedbehandlingsekspert, Erik, som siger: "Jeg vil gerne gøre det klart, at dette er de mest imponerende data, jeg nogensinde har arbejdet med. Mens vi fik gode og nyttige data fra vores Micro-CT-analyse, har fasekontrast tomografi på synkrotronanlægget virkelig hævet barren med det ekstreme detaljeniveau, vi nu kan se. Denne opgave har virkelig åbnet mine øjne for de muligheder, der er tilgængelige ved at samarbejde med de store videnskabsfaciliteter. Mange af vores kunder kommer fra fødevare- eller farmaceutisk industri, og jeg kan let se, hvordan de kunne drage fordel af denne type analyse."
Collagen nedenfor viser eksempelbilleder af detaljer fra en enkelt virtuel tværsnit af en ufarvet lille fisk på ca. 25 mm længde. Indsatserne viser et utroligt detaljeniveau, her eksemplificeret i et område af gællerne, mave/tarmkanalen og et område nær endetarmen. De indsamlede data gør det muligt at studere, hvordan forskellige eksperimentelle diæter bliver behandlet af fisk. Ud over en række tværsnitsbilleder blev der produceret forskellige 3D-visualiseringer for at kunne sammenligne de forskellige prøver.
Fasekontrast-CT er et nyt værktøj til at se enestående detaljer i blødt væv og andre organiske materialer og vil revolutionere, hvordan vi analyserer fødevarer, medicinske produkter og væv til forskning og produktudvikling. Den højeste opløsning, der kan opnås ved brug af fasekontrast-CT på et synkrotronanlæg, er 100 gange højere end en medicinsk CT-scanner, og i modsætning til almindelig CT-scanning kan der opnås god kontrast i blødt væv og andre materialer med lav densitet.
3D-visualisering gør det nemt at navigere i store datasæt
Tomografidata indeholder typisk en enorm mængde information. Hos Teknologisk Institut har vi erfaring med både visualisering og kvantificering af tomografiske data. Vi kan producere videoer, der gør det nemt at forstå prøvens struktur og sammenligne forskellige prøver med hinanden.
Når man ser på fiskedataene, får man følelsen af at opleve en ny del af verden, som indtil for nylig ikke har været mulig at se!
Susan Cooper, Sektionsleder, synkrotron mediator, Teknologisk Institut
Teknologisk Instituts rolle som formidler
På Teknologisk InstitutI kan vi hjælpe dig med at få adgang til spændende teknikker som fasekontrast CT. Vi kan hjælpe dig med hele processen, lige fra eksperimentelt design til dataindsamling og dataanalyse. Har du nogensinde tænkt på at bruge big science til at fremme din forskning?
Kontakt os
- Susan Cooper, Sektionsleder (srco@teknologisk.dk / +45 7220 1754)
____________________
ANERKENDELSE:
Denne undersøgelse blev støttet af en bevilling fra Teknologisk Instituts resultatkontrakt 2021-2024, indgået med Styrelsen for Forskning og Uddannelse under Ministeriet for Videregående Uddannelse og Videnskab i Danmark. Samarbejdspartnere hos Biomar og ESRF takkes i høj grad.