using-high-resolution-computed-tomography-to-visualize-three

Using High Resolution Computed Tomography to Visualize the Three Dimensional Structure and Function of Plant Vasculature

High resolution x-ray computed tomography (HRCT) is a non-destructive diagnostic imaging technique with sub-micron resolution capability that is now being ...

failure-analysis-batteries-using-synchrotron-based-hard-x-ray

Failure Analysis of Batteries Using Synchrotron-based Hard X-ray Microtomography

Imaging morphological changes that occur during the lifetime of rechargeable batteries is necessary to understand how these devices fail. Since the advent ...

using-synchrotron-radiation-microtomography-to-investigate-multi

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Lawrence Berkeley National Lab

Lawrence Berkeley National Laboratory

Spettroscopia di due colori fotone echo peak shift &egrave; stata usata per studiare accoppiamento elettronico in un omodimero ftalocianina. Due amplificatori ottici parametrici sono stati utilizzati per produrre impulsi per eccitare gli stati inferiori split di LuPc2-. L&#39;esistenza di uno spostamento del picco di due colori indica l&#39;esistenza di una correlazione tra questi due stati ammessi dipolo. La natura di questa correlazione &egrave; discussa basato su previsioni teoriche delle interazioni tra gli Stati di risonanza dell&#39;eccitone e carica.

Spettroscopia ottica bidimensionale: echi di due colori fotone di dimeri accoppiati elettronicamente ftalocianina.

Espectroscopia de fotones de dos colores Eco pico cambio fue utilizada para estudiar el acoplamiento electr&oacute;nico en un homod&iacute;mero de ftalocianina. Se utilizaron dos amplificadores param&eacute;tricos &oacute;pticos para producir pulsos para excitar los Estados inferiores de la divisi&oacute;n de LuPc2-. La existencia de un cambio de pico bicolor indica la existencia de correlaci&oacute;n entre estos dos Estados permiti&oacute; dipolo. La naturaleza de esta correlaci&oacute;n se discute basado en las predicciones te&oacute;ricas de las interacciones entre los Estados de resonancia excit&oacute;n y carga.

Espectroscop&iacute;a &oacute;ptica bidimensional: Ecos del fot&oacute;n bicolor de d&iacute;meros de ftalocianina electr&oacute;nicamente acoplados.

Deux couleurs photon &eacute;cho pic Maj spectroscopie a &eacute;t&eacute; utilis&eacute;e pour &eacute;tudier le couplage &eacute;lectronique dans un homodim&egrave;re de phtalocyanine. Deux amplificateurs param&eacute;triques optiques ont &eacute;t&eacute; utilis&eacute;es pour produire des impulsions pour exciter les &Eacute;tats inf&eacute;rieurs de split de LuPc2-. L&#39;existence d&#39;un changement de cr&ecirc;te bicolore indique l&#39;existence d&#39;une corr&eacute;lation entre ces deux &Eacute;tats fortement permise. La nature de cette corr&eacute;lation est discut&eacute;e &agrave; l&#39;issu des pr&eacute;dictions th&eacute;oriques des interactions entre excitons et charge les &Eacute;tats de r&eacute;sonance.

Spectroscopie optique bidimensionnelle : &eacute;chos de photon de deux couleurs de dim&egrave;res de phtalocyanine coupl&eacute;s &eacute;lectroniquement.

Two-color photon echo peak shift spectroscopy was used to study electronic coupling in a phthalocyanine homodimer. Two optical parametric amplifiers were used to produce pulses to excite the split lower states of LuPc2-. The existence of a two-color peak shift indicates the existence of correlation between these two dipole-allowed states. The nature of this correlation is discussed based on theoretical predictions of the interactions between exciton and charge resonance states.

Two-dimensional optical spectroscopy: two-color photon echoes of electronically coupled phthalocyanine dimers.

There is little information available on the variation in lignin content of growth rings in hardwoods. This study examines whether infrared microscopy can detect intra-incremental differences in the chemical composition of three hardwoods (R. pseudoacacia, P. Americana, and G. triacanthos) and the effect of such differences on the delignification of the hardwoods during weathering. Earlywood has higher lignin content than latewood in R. pseudoacacia and P. americana, but the opposite was found for G. triacanthos. The delignification of the earlywood and latewood during weathering varied for the three species. It was greater in the earlywood of R. pseuoacacia, whereas in P. americana and G. triacanthus it was more pronounced in latewood. Differences in density and lignin content of earlywood and latewood help explain these differences. In addition, a deconvoluting software package was used to determine whether it is possible to estimate the lignin/hemicellulose ratio in softwoods and hardwoods. Results from the 1760-1580 cm(-1) region provided data that can be used to estimate the lignin/hemicellulose ratio of softwoods and hardwoods. This information can be obtained far more easily using infrared microscopy than with conventional wet chemical techniques, potentially allowing characterization of greater numbers of species than has hitherto been possible.

Fourier transform infrared studies of heterogeneity, photodegradation, and lignin/hemicellulose ratios within hardwoods and softwoods.

Il y a peu d&#39;information disponible sur la variation de la teneur en lignine des cernes en feuillus. Cette &eacute;tude examine si la microscopie infrarouge peut d&eacute;tecter des diff&eacute;rences intra-incremental dans la composition chimique des trois feuillus (r. pseudoacacia, P. Americana et g. triacanthos) et l&#39;effet de ces diff&eacute;rences sur la d&eacute;lignification des bois au cours de l&#39;alt&eacute;ration. Bois initial a une teneur sup&eacute;rieure lignine latewood dans r. pseudoacacia et P. americana, mais le contraire a &eacute;t&eacute; trouv&eacute; pour g. triacanthos. La d&eacute;lignification du bois initial et final au cours de l&#39;alt&eacute;ration atmosph&eacute;rique variait chez les trois esp&egrave;ces. C&#39;&eacute;tait plus &eacute;lev&eacute;e dans le bois initial de r. pseuoacacia, alors qu&#39;en P. americana et triacanthus g. il a &eacute;t&eacute; plus prononc&eacute;e dans le bois final. Diff&eacute;rences dans la densit&eacute; et la teneur en lignine du bois initial et final &agrave; expliquer ces diff&eacute;rences. En outre, un paquet de logiciel deconvoluting a &eacute;t&eacute; utilis&eacute; pour d&eacute;terminer s&#39;il est possible d&#39;estimer le ratio lignine/h&eacute;micellulose en bois r&eacute;sineux et de feuillus. R&eacute;sultats de la r&eacute;gion de cm(-1) 1760-1580 fournissent des donn&eacute;es qui peuvent servir &agrave; estimer le ratio lignine/h&eacute;micellulose de bois r&eacute;sineux et de feuillus. Cette information peut &ecirc;tre obtenue beaucoup plus facilement &agrave; l&#39;aide de la microscopie infrarouge qu&#39;avec des techniques conventionnelles de chimiques humides, potentiellement permettant la caract&eacute;risation d&#39;un plus grand nombre d&#39;esp&egrave;ces qu&#39;il a jusqu&#39;ici &eacute;t&eacute; possible.

Transform&eacute;e de Fourier des &eacute;tudes infrarouges de lignine/h&eacute;micellulose rapports au sein de feuillus et de conif&egrave;res, photod&eacute;gradation et h&eacute;t&eacute;rog&eacute;n&eacute;it&eacute;.

Ci sono poche informazioni disponibili sulla variazione nel contenuto di lignina degli anelli di crescita in legni duri. Questo studio esamina se microscopia a raggi infrarossi in grado di rilevare differenze intra-incremental nella composizione chimica dei tre legni duri (r. pseudoacacia, P. Americana e g. cappadocicum) e l&#39;effetto di tali differenze sulla delignification dei legni duri durante l&#39;invecchiamento. Ontano ha maggiore contenuto di lignina rispetto latewood in r. pseudoacacia e p. americana, ma l&#39;opposto &egrave; stato trovato per g. cappadocicum. Il delignification dell&#39;ontano e latewood durante l&#39;erosione varia per le tre specie. Era maggiore in ontano di r. pseuoacacia, mentre in americana p. e g. triacanthus &egrave; stato pi&ugrave; pronunciato in latewood. Le differenze di densit&agrave; e del contenuto di lignina di ontano e latewood aiutano a spiegare queste differenze. Inoltre, un pacchetto software deconvoluting &egrave; stato utilizzato per determinare se &egrave; possibile stimare il rapporto di lignina/emicellulosa in legni dolci e legni duri. Risultati dalla regione cm(-1) 1760-1580 fornito dati che possono essere utilizzati per stimare il rapporto di lignina/emicellulosa di legni dolci e legni duri. Queste informazioni possono essere ottenute molto pi&ugrave; facilmente utilizzando la microscopia a raggi infrarossi che con tecniche chimiche bagnate convenzionali, che potenzialmente permettono una caratterizzazione di un maggior numero di specie che finora &egrave; stato possibile.

Trasformata di Fourier a infrarossi studi di eterogeneit&agrave;, fotodegradazione e lignina/emicellulosa rapporti all&#39;interno di legni duri e legni.

Hay poca informaci&oacute;n disponible sobre la variaci&oacute;n en el contenido de lignina de anillos de crecimiento en maderas duras. Este estudio examina si microscopia infrarroja puede detectar diferencias intra-incremental en la composici&oacute;n qu&iacute;mica de tres maderas (r. pseudoacacia, P. Americana y g. triacanthos) y el efecto de estas diferencias en la deslignificaci&oacute;n de las maderas durante el envejecimiento. Madera temprana tiene mayor contenido de lignina de la madera tard&iacute;a en pseudoacacia r. y p. americana, pero lo contrario encontr&oacute; para g. triacanthos. La deslignificaci&oacute;n de la madera temprana y tard&iacute;a durante la meteorizaci&oacute;n variados para las tres especies. Fue mayor en la madera temprana de r. pseuoacacia, mientras que en la americana p. y g. triacanthus fue m&aacute;s pronunciado en madera tard&iacute;a. Diferencias en la densidad y el contenido de lignina de madera temprana y tard&iacute;a explicar estas diferencias. Adem&aacute;s, un paquete de software deconvoluting fue utilizado para determinar si es posible estimar la proporci&oacute;n de lignina/hemicelulosa en maderas blandas y maderas duras. Resultados de la regi&oacute;n de cm(-1) 1760-1580 proporcionaron datos que pueden utilizarse para estimar la proporci&oacute;n de lignina/hemicelulosa de maderas blandas y maderas duras. Esta informaci&oacute;n puede obtenerse mucho m&aacute;s f&aacute;cilmente mediante microscopia infrarroja que con t&eacute;cnicas convencionales de qu&iacute;micas h&uacute;medas, que potencialmente permite la caracterizaci&oacute;n de un mayor n&uacute;mero de especies que hasta ahora ha sido posible.

Fourier transforma infrarrojos estudios de heterogeneidad, fotodegradaci&oacute;n y relaciones de la lignina/hemicelulosa dentro de las maderas duras y maderas blandas.

We performed two-color three-pulse photon echo peak shift experiments on Nile blue in ethylene glycol and acetonitrile to determine the role of solvent dynamics in correlated spectral motion. The system was pumped near the absorption maximum and the correlation between the initial state and the final state was probed at a number of wavelengths, from the absorption maximum to the fluorescence maximum. In addition to solvent dynamics, we found that strongly coupled intramolecular vibrations generated correlations between different spectral regions. The inertial solvent response was found for both solvents to have a time scale on the order of 100-145 fs. This response contributed half of the solvent interaction strength for acetonitrile, but less than a third for ethylene glycol. Several diffusive time scales were observed: 500 fs and 2.5 ps for acetonitrile, and 1, 15, and 100 ps for ethylene glycol. A single description of the solvation dynamics was insufficient to quantitatively describe the dynamics at all probe wavelengths, which could indicate different dynamics in the ground and excited states or the presence of an additional contribution to the signal from the excited-state absorption.

Probing correlated spectral motion: two-color photon echo study of Nile blue.

Nous avons effectu&eacute; bicolore trois impulsions photon &eacute;cho pic Maj exp&eacute;riences sur le Nil bleu &agrave; l&#39;&eacute;thyl&egrave;ne glycol et l&#39;ac&eacute;tonitrile pour d&eacute;terminer le r&ocirc;le de solvant dynamique en mouvement spectral corr&eacute;l&eacute;. Le syst&egrave;me a &eacute;t&eacute; pomp&eacute; pr&egrave;s du maximum d&#39;absorption et la corr&eacute;lation entre l&#39;&eacute;tat initial et l&#39;&eacute;tat final a &eacute;t&eacute; sond&eacute;e &agrave; plusieurs longueurs d&#39;ondes, de l&#39;absorption maximale &agrave; la fluorescence maximale. En plus de la dynamique de solvant, nous avons constat&eacute; que des vibrations intramol&eacute;culaires fortement coupl&eacute;es g&eacute;n&eacute;r&eacute; des corr&eacute;lations entre diff&eacute;rentes r&eacute;gions spectrales. La r&eacute;ponse de solvant par inertie a &eacute;t&eacute; trouv&eacute;e pour les deux solvants d&#39;avoir une &eacute;chelle de temps de l&#39;ordre de 100-145 fs. Cette r&eacute;ponse a contribu&eacute; &agrave; la moiti&eacute; de la force d&#39;interaction solvant pour l&#39;ac&eacute;tonitrile, mais moins d&#39;un tiers pour l&#39;&eacute;thyl&egrave;ne glycol. Plusieurs &eacute;chelles de temps par diffusion ont &eacute;t&eacute; observ&eacute;s : ps 500 fs et 2.5 pour l&#39;ac&eacute;tonitrile et 1, 15 et 100 AP pour l&#39;&eacute;thyl&egrave;ne glycol. Une description simple de la dynamique de la solvatation &eacute;tait insuffisante pour d&eacute;crire quantitativement la dynamique &agrave; toutes les longueurs de sonde, ce qui pourraient indiquer des dynamiques diff&eacute;rentes dans les &Eacute;tats fondamental et excit&eacute;s ou la pr&eacute;sence d&#39;une contribution suppl&eacute;mentaire au signal provenant de l&#39;absorption de l&#39;&eacute;tat excit&eacute;.

Sonder une corr&eacute;lation spectrale motion : deux couleurs photon echo &eacute;tude du Nil bleu.

Abbiamo esperimenti due colori tre impulsi fotone echo peak Maiusc sul Nilo azzurro in glicole etilenico e acetonitrile per determinare il ruolo del solvente dinamica in movimento spettrale correlato. Il sistema &egrave; stato pompato vicino il massimo assorbimento e la correlazione tra lo stato iniziale e lo stato finale &egrave; stata sondata presso un certo numero di lunghezze d&#39;onda, dal massimo per la fluorescenza massima di assorbimento. Oltre alle dinamiche di solvente, abbiamo trovato che le vibrazioni intramolecolari fortemente accoppiate generati correlazioni tra diverse regioni spettrali. La risposta di solvente inerzia &egrave; stata trovata per entrambi solventi avere una scala di tempo dell&#39;ordine di 100-145 fs. Questa risposta ha contribuito la met&agrave; della forza di interazione solvente per acetonitrile, ma meno di un terzo per glicole etilenico. Sono state osservate diverse scale temporali diffusivo: ps 500 fs e 2.5 per acetonitrile e 1, 15 e 100 ps per glicole etilenico. Una sola descrizione delle dinamiche solvatazione era insufficiente a descrivere quantitativamente la dinamica a tutte le lunghezze sonda, che potrebbero indicare diverse dinamiche negli stati eccitati e rettificati o la presenza di un ulteriore contributo al segnale dall&#39;assorbimento dello stato eccitato.

Sondaggio correlato spectral motion: due colori fotone echo studio del Nilo Blu.

Realizamos experimentos de cambio bicolor tres pulso fot&oacute;n echo pico en Nilo azul en glicol de etileno y acetonitrilo para determinar el papel de la din&aacute;mica del solvente en movimiento espectral correlacionada. El sistema inyect&oacute; cerca del m&aacute;ximo de absorci&oacute;n y la correlaci&oacute;n entre el estado inicial y el estado final fue sondada en un n&uacute;mero de longitudes de onda de la absorci&oacute;n m&aacute;xima a la fluorescencia m&aacute;xima. Adem&aacute;s de solvente din&aacute;mica, encontramos que las vibraciones intramoleculares strongly coupled generan correlaciones entre diferentes regiones espectrales. La respuesta de solvente inercial encontr&oacute; para que ambos solventes tener una escala de tiempo del orden de 100-145 fs. Esta respuesta aport&oacute; la mitad de la fuerza de interacci&oacute;n solvente de acetonitrilo, pero menos de un tercio de etileno glicol. Se observaron varias escalas de tiempo de difusi&oacute;n: ps 500 fs y 2.5 de acetonitrilo y 1, 15 y 100 ps de glicol de etileno. Una sola descripci&oacute;n de la din&aacute;mica de solvataci&oacute;n fue insuficiente para describir cuantitativamente la din&aacute;mica en todas longitudes de la sonda, que podr&iacute;an indicar diferentes din&aacute;micas en los Estados de la tierra y excitados o la presencia de una aportaci&oacute;n adicional a la se&ntilde;al de la absorci&oacute;n del estado excitado.

Sondeo correlacionado movimiento espectral: bicolor fot&oacute;n echo estudio de Nilo azul.

Sfruttiamo un pacchetto coerente eccitato ondata nucleare per studiare la modulazione del movimento nucleare della struttura elettronica di un dimero di ftalocianina ponte metallico, lutezio bisphthalocyanine, che consente di visualizzare due bande di assorbimento visibile. Troviamo che la coordinata nucleare influenza le energie dell&#39;eccitone la sottostante e carica risonanza dichiara come pure la loro interazione; l&#39;interazione di vari accoppiamenti crea insolito movimento spettrale anti-correlate nelle due bande. Stato eccitato relax dinamiche sono le stesse indipendentemente da quale transizione viene pompato, con costanti di tempo di decadimento di ps 1,5 e 11. Le dinamiche sono analizzate utilizzando un modello cinetico di tre stati dopo il rilassamento da uno o due ulteriori stati pi&ugrave; veloce rispetto alla risoluzione di tempo sperimentale di 50-100 fs.

Anti-correlazione spettrale motion in bisphthalocyanines: prove per la modulazione vibrazionale di miscelazione elettronici.

We exploit a coherently excited nuclear wave packet to study nuclear motion modulation of electronic structure in a metal bridged phthalocyanine dimer, lutetium bisphthalocyanine, which displays two visible absorption bands. We find that the nuclear coordinate influences the energies of the underlying exciton and charge resonance states as well as their interaction; the interplay of the various couplings creates unusual anti-correlated spectral motion in the two bands. Excited state relaxation dynamics are the same regardless of which transition is pumped, with decay time constants of 1.5 and 11 ps. The dynamics are analyzed using a three-state kinetic model after relaxation from one or two additional states faster than the experimental time resolution of 50-100 fs.

Anti-correlated spectral motion in bisphthalocyanines: evidence for vibrational modulation of electronic mixing.

Nous exploitons un paquet d&#39;ondes nucl&eacute;aires excit&eacute;s de mani&egrave;re coh&eacute;rente afin d&#39;&eacute;tudier la modulation du mouvement nucl&eacute;aire de structure &eacute;lectronique dans un dim&egrave;re de phtalocyanine en pont m&eacute;tallique, lut&eacute;cium bisphthalocyanine, qui affiche deux bandes d&#39;absorption dans le visible. Nous trouvons que les coordonn&eacute;es nucl&eacute;aires influencent sur les &eacute;nergies de l&#39;exciton sous-jacent et &Eacute;tats de r&eacute;sonance de charge ainsi que leur interaction ; l&#39;interaction des diff&eacute;rents couplages cr&eacute;e inhabituel mouvement spectral anti-corr&eacute;l&eacute;s dans les deux bandes. &Eacute;tat excit&eacute; relaxation dynamique est les m&ecirc;mes quel que soit transition est pomp&eacute;e, avec des constantes de temps de d&eacute;sint&eacute;gration du ps de 1,5 &agrave; 11. La dynamique est analys&eacute;e en utilisant un mod&egrave;le cin&eacute;tique de trois &Eacute;tats apr&egrave;s la relaxation d&#39;un ou deux &Eacute;tats suppl&eacute;mentaires plus vite que la r&eacute;solution de temps exp&eacute;rimental de 50-100 fs.

Mouvement spectral anti-corr&eacute;l&eacute;s dans bisphthalocyanines : preuve de modulation vibrationnelle de m&eacute;lange &eacute;lectronique.

Explotamos un paquete coherente emocionado onda nuclear para estudiar la modulaci&oacute;n del movimiento nuclear de la estructura electr&oacute;nica de un d&iacute;mero de ftalocianina puente met&aacute;lico, Lutecio bisphthalocyanine, que muestra dos bandas de absorci&oacute;n visible. Encontramos que la coordenada nuclear influye en las energ&iacute;as de la excit&oacute;n subyacente y Estados de resonancia de carga as&iacute; como su interacci&oacute;n; la interacci&oacute;n de los diversos acoplamientos crea inusual movimiento espectral anti correlacionados en las dos bandas. Estado excitado relajaci&oacute;n din&aacute;mica es la misma independientemente de que se bombea la transici&oacute;n, con constantes del tiempo de decaimiento de 1.5 y 11 ps. La din&aacute;mica se analiza mediante un modelo cin&eacute;tico de tres Estados despu&eacute;s de la relajaci&oacute;n de uno o dos Estados adicionales m&aacute;s r&aacute;pido que la resoluci&oacute;n de tiempo experimental de 50-100 fs.

Movimiento espectral anti correlacionados en bisphthalocyanines: pruebas de vibraci&oacute;n modulaci&oacute;n de mezcla electr&oacute;nica.

One- and two-color, three-pulse photon echo peak shift spectroscopy (1C and 2C3PEPS) was used to estimate the electronic coupling between the accessory bacteriochlorophyll (B) and the bacteriopheophytin (H) in the reaction center of the purple photosynthetic bacterium Rhodobacter sphaeroides as approximately 170 +/- 30 cm-1. This is the first direct experimental determination of this parameter; it is within the range of values found in previously published calculations. The 1C3PEPS signal of the Qy band of the bacteriochlorophyll B shows that it is weakly coupled to nuclear motions of the bath, whereas the 1C3PEPS signal of the Qy band of the bacteriopheophytin, H, shows that it is more strongly coupled to the bath, but has minimal inhomogeneous broadening. Our simulations capture the major features of the data with the theoretical framework developed in our group to separately calculate the response functions and population dynamics.

Measuring electronic coupling in the reaction center of purple photosynthetic bacteria by two-color, three-pulse photon echo peak shift spectroscopy.

Et deux unicolore, trois impulsions photon &eacute;cho pic Maj spectroscopie (1C et 2C3PEPS) a &eacute;t&eacute; utilis&eacute;e pour estimer l&#39;&eacute;lectronique couplage entre l&#39;accessoire bact&eacute;riochlorophylle (B) et le bacteriopheophytin (H) dans le centre de la r&eacute;action de la bact&eacute;rie photosynth&eacute;tique pourpre Rhodobacter sphaeroides comme environ 170 +/-30 cm-1. Il s&#39;agit de la premi&egrave;re D&eacute;termination exp&eacute;rimentale directe de ce param&egrave;tre ; C&#39;est dans la plage de valeurs contenues dans les calculs publi&eacute;s ant&eacute;rieurement. Le signal de 1C3PEPS de la bande Qy de la bact&eacute;riochlorophylle B montre qu&#39;il est faiblement mouvements coupl&eacute;s au nucl&eacute;aire de la baignoire, tandis que la 1C3PEPS du signal de la bande Qy du bacteriopheophytin, H, montre qu&#39;il est plus fortement coupl&eacute; &agrave; la baignoire, mais a un &eacute;largissement inhomog&egrave;ne minime. Nos simulations saisir les caract&eacute;ristiques principales des donn&eacute;es avec le cadre th&eacute;orique d&eacute;velopp&eacute; dans notre groupe de calculer s&eacute;par&eacute;ment les fonctions de r&eacute;ponse et la dynamique des populations.

La mesure de couplage &eacute;lectronique dans le centre de la r&eacute;action des bact&eacute;ries photosynth&eacute;tiques pourpres par photon bicolore, trois impulsions &eacute;cho pic Maj spectroscopie.

Uno e due colori, tre-pulse echo peak MAIUSC spettroscopia di fotoni (1C e 2C3PEPS) &egrave; stata utilizzata per stimare l&#39;elettronica accoppiamento tra l&#39;accessorio bacteriochlorophyll (B) e il bacteriopheophytin (H) al centro di reazione del batterio fotosintetico viola rosso sphaeroides come circa 170 + /-30 cm-1. Questa &egrave; la prima determinazione sperimentale diretta di questo parametro; &egrave; all&#39;interno della gamma di valori trovati nei calcoli precedentemente pubblicati. Il segnale di 1C3PEPS della band di bacteriochlorophyll B Qy dimostra che &egrave; debolmente accoppiati al nucleare moti del bagno, considerando che la 1C3PEPS del segnale della band Qy degli spettacoli bacteriopheophytin, H, che &egrave; pi&ugrave; fortemente accoppiato per il bagno, ma ha minimo allargamento disomogeneo. Nostre simulazioni di catturare le caratteristiche principali dei dati con il quadro teorico sviluppato nel nostro gruppo per calcolare separatamente le funzioni di risposta e la dinamica della popolazione.

Misurazione elettronica giunto al centro di reazione dei batteri fotosintetici viola dalla spettroscopia di fotone di due colori, tre-pulse echo peak MAIUSC.

Espectroscopia de cambio de pico en el eco de tres-pulso del fot&oacute;n de uno y dos colores (1C y 2C3PEPS) se utiliz&oacute; para estimar la electr&oacute;nica acoplamiento entre el accesorio Bacterioclorofila (B) y el bacteriopheophytin (H) en el centro de la reacci&oacute;n de la bacteria fotosint&eacute;tica p&uacute;rpura Rhodobacter sphaeroides como aproximadamente 170 +/-30 cm-1. Se trata de la primera determinaci&oacute;n experimental directa de este par&aacute;metro; est&aacute; dentro del rango de valores que se encuentran en los c&aacute;lculos previamente publicados. La se&ntilde;al de 1C3PEPS de la banda de Qy de la Bacterioclorofila B demuestra que es d&eacute;bilmente acoplados a nuclear movimientos del ba&ntilde;o, mientras que el 1C3PEPS de la se&ntilde;al de la banda de Qy del bacteriopheophytin, H, demuestra que m&aacute;s fuertemente se acopla al ba&ntilde;o, pero tiene la m&iacute;nima ampliaci&oacute;n no homog&eacute;nea. Nuestras simulaciones capturan las caracter&iacute;sticas principales de los datos con el marco te&oacute;rico desarrollado en nuestro grupo para calcular por separado las funciones de respuesta y la din&aacute;mica de la poblaci&oacute;n.

Acoplamiento electr&oacute;nico de medici&oacute;n en el centro de la reacci&oacute;n de bacterias fotosint&eacute;ticas morados por espectroscopia de fotones de dos colores, tres-pulso eco pico cambio.

Imaging has long been one of the principal techniques used in biological and biomedical research. Indeed, the field of cell biology grew out of the first electron microscopy images of organelles in a cell. Since this landmark event, much work has been carried out to image and classify the organelles in eukaryotic cells using electron microscopy. Fluorescently labeled organelles can now be tracked in live cells, and recently, powerful light microscope techniques have pushed the limit of optical resolution to image single molecules. In this paper, we describe the use of soft X-ray tomography, a new tool for quantitative imaging of organelle structure and distribution in whole, fully hydrated eukaryotic Schizosaccharomyces pombe cells. In addition to imaging intact cells, soft X-ray tomography has the advantage of not requiring the use of any staining or fixation protocols--cells are simply transferred from their growth environment to a sample holder and immediately cryofixed. In this way the cells can be imaged in a near native state. Soft X-ray tomography is also capable of imaging relatively large numbers of cells in a short period of time, and is therefore a technique that has the potential to produce information on organelle morphology from statistically significant numbers of cells.

Quantitative 3-D imaging of eukaryotic cells using soft X-ray tomography.

Imagerie a &eacute;t&eacute; l&#39;une des principales techniques utilis&eacute;es dans la recherche biologique et biom&eacute;dicale. En effet, le domaine de la biologie cellulaire est n&eacute;e les premi&egrave;res images de microscopie &eacute;lectronique des organites dans une cellule. Depuis cet &eacute;v&eacute;nement marquant, beaucoup de travail a &eacute;t&eacute; men&eacute; d&#39;image et de classer les organelles dans les cellules eucaryotes en microscopie &eacute;lectronique. Organites fluorescent &eacute;tiquet&eacute;s peuvent maintenant &ecirc;tre suivis dans des cellules vivantes, et r&eacute;cemment, des techniques de microscopie puissant ont pouss&eacute; &agrave; la limite de r&eacute;solution optique de mol&eacute;cules simples d&#39;image. Dans cet article, nous d&eacute;crivons l&#39;utilisation de la tomographie &agrave; rayons x mou, un nouvel outil pour l&#39;imagerie quantitative de la structure de l&#39;organite et distribution dans l&#39;ensemble, enti&egrave;rement hydrat&eacute;e des Schizosaccharomyces pombe cellules eucaryotes. En plus de l&#39;imagerie de cellules intactes, tomographie &agrave; rayons x mou a l&#39;avantage de ne pas n&eacute;cessiter l&#39;utilisation d&#39;un marquage ou protocoles de fixation--cellules sont simplement transf&eacute;r&eacute;s de leur milieu de croissance pour un porte-&eacute;chantillon et imm&eacute;diatement cryofix&eacute;s. De cette fa&ccedil;on, les cellules peuvent &ecirc;tre photographi&eacute;es sur un &eacute;tat natif proche. Tomographie &agrave; rayons x mou est aussi capable d&#39;imagerie un nombre relativement &eacute;lev&eacute; de cellules dans un court laps de temps et est donc une technique qui a le potentiel pour produire des informations sur la morphologie des organites d&#39;un nombre statistiquement significatif de cellules.

Imagerie 3D quantitative des cellules eucaryotes en utilisant la tomographie &agrave; rayons x mou.

Imaging &egrave; stata a lungo una delle principali tecniche utilizzate nella ricerca biologica e biomedica. Infatti, il campo della biologia cellulare &egrave; cresciuto fuori le prime immagini di microscopia elettronica degli organelli in una cella. Poich&eacute; questo evento di riferimento, &egrave; stata effettuata molto lavoro di immagine e classificare gli organelli in cellule eucariotiche mediante microscopia elettronica. Organelli fluorescente contrassegnati ora possono essere rintracciati nelle cellule vive, e recentemente, tecniche di potente microscopio hanno spinto al limite di risoluzione ottica di molecole singole immagini. In questa carta, descriviamo l&#39;utilizzo di soft x-ray tomography, un nuovo strumento per imaging quantitativo della struttura dell&#39;organello e distribuzione in tutto, completamente idratato Schizosaccharomyces pombe cellule eucariotiche. Oltre alle cellule intatte di imaging, tomografia computerizzata a raggi x molle ha il vantaggio di non richiedere l&#39;uso di qualsiasi colorazione o protocolli di fissazione - cellule sono semplicemente trasferiti dal loro ambiente di crescita per un campione titolare e immediatamente cryofixed. In questo modo le cellule possono essere imaged in un vicino stato nativo. Tomografia a raggi x molle &egrave; anche capace di imaging relativamente grandi quantit&agrave; di cellule in un breve periodo di tempo e pertanto &egrave; una tecnica che ha il potenziale per produrre informazioni sulla morfologia dell&#39;organello da un numero statisticamente significativo di cellule.

Imaging 3D quantitativa delle cellule eucariotiche mediante tomografia a raggi x molle.

La proyecci&oacute;n de imagen ha sido uno de las principales t&eacute;cnicas utilizadas en la investigaci&oacute;n biol&oacute;gica y biom&eacute;dica. De hecho, el campo de la biolog&iacute;a celular surgi&oacute; de las primeras im&aacute;genes de microscopia electr&oacute;nica de organelos en una celda. Desde este hist&oacute;rico acontecimiento, se ha realizado mucho trabajo de imagen y clasificar los organelos en c&eacute;lulas eucari&oacute;ticas usando microscopia electr&oacute;nica. Organelos fluorescencia etiquetados ahora pueden ser rastreados en c&eacute;lulas vivas, y recientemente, t&eacute;cnicas de microscopio de luz potente han empujado al l&iacute;mite de resoluci&oacute;n &oacute;ptica a las mol&eacute;culas individuales de la imagen. En este art&iacute;culo, describimos el uso de la tomograf&iacute;a de rayos x blando, una nueva herramienta para la proyecci&oacute;n de imagen cuantitativa de organelas estructura y distribuci&oacute;n en su totalidad, completamente hidratada Schizosaccharomyces pombe las c&eacute;lulas eucariotas. Adem&aacute;s de las c&eacute;lulas intactas de la proyecci&oacute;n de imagen, tomograf&iacute;a de rayos x suave tiene la ventaja de no requerir el uso de una tinci&oacute;n o protocolos de fijaci&oacute;n--c&eacute;lulas simplemente se transfieren de su ambiente de crecimiento a un portamuestras e inmediatamente cryofixed. De esta manera las c&eacute;lulas pueden ser reflejadas en un estado casi nativo. Tomograf&iacute;a de rayos x blanda tambi&eacute;n es capaz de proyecci&oacute;n de imagen relativamente grandes cantidades de c&eacute;lulas en un per&iacute;odo corto de tiempo y por lo tanto es una t&eacute;cnica que tiene el potencial para producir informaci&oacute;n sobre morfolog&iacute;a organelo de n&uacute;meros estad&iacute;sticamente significativos de las c&eacute;lulas.

Proyecci&oacute;n de imagen 3D cuantitativa de las c&eacute;lulas eucariotas mediante tomograf&iacute;a de rayos x blanda.

Soft X-ray tomography (SXT) is a powerful imaging technique that generates quantitative, 3D images of the structural organization of whole cells in a near-native state. SXT is also a high-throughput imaging technique. At the National Center for X-ray Tomography (NCXT), specimen preparation and image collection for tomographic reconstruction of a whole cell require only minutes. Aligning and reconstructing the data, however, take significantly longer. Here we describe a new component of the high throughput computational pipeline used for processing data at the NCXT. We have developed a new method for automatic alignment of projection images that does not require fiducial markers or manual interaction with the software. This method has been optimized for SXT data sets, which routinely involve full rotation of the specimen. This software gives users of the NCXT SXT instrument a new capability - virtually real-time initial 3D results during an imaging experiment, which can later be further refined. The new code, Automatic Reconstruction 3D (AREC3D), is also fast, reliable, and robust. The fundamental architecture of the code is also adaptable to high performance GPU processing, which enables significant improvements in speed and fidelity.

Automatic alignment and reconstruction of images for soft X-ray tomography.

Tomographie &agrave; rayons x mou (SXT) est une technique d&#39;imagerie puissante qui g&eacute;n&egrave;re des images 3D quantitatives de l&#39;organisation structurale des cellules enti&egrave;res dans un &eacute;tat quasi native. SXT est &eacute;galement une technique d&#39;imagerie de haut d&eacute;bit. Au Centre National pour la tomographie aux rayons x (NCXT), pr&eacute;paration des &eacute;chantillons et la collection d&#39;images de reconstruction tomographique d&#39;une cellule enti&egrave;re n&eacute;cessitent quelques minutes. Alignement et reconstruire les donn&eacute;es, cependant, prendre significativement plus de temps. Nous d&eacute;crivons ici une nouvelle composante du pipeline calcul haut d&eacute;bit utilis&eacute; pour le traitement des donn&eacute;es &agrave; la NCXT. Nous avons d&eacute;velopp&eacute; une nouvelle m&eacute;thode d&#39;alignement automatique des images de projection qui ne n&eacute;cessite pas de marqueurs fiducial ou interaction manuelle avec le logiciel. Cette m&eacute;thode a &eacute;t&eacute; optimis&eacute;e pour les ensembles de donn&eacute;es SXT, qui impliquent r&eacute;guli&egrave;rement une rotation compl&egrave;te de l&#39;&eacute;chantillon. Ce logiciel donne utilisateurs de l&#39;instrument NCXT SXT une nouvelle capacit&eacute; - pratiquement en temps r&eacute;el les r&eacute;sultats initiaux de 3D au cours d&#39;une exp&eacute;rience d&#39;imagerie, qui peut plus tard &ecirc;tre encore affin&eacute;e. Le nouveau code, Reconstruction automatique 3D (AREC3D), est aussi rapide, fiable et robuste. L&#39;architecture fondamentale du code est aussi adaptable aux traitements de GPU haute performance, qui permet des am&eacute;liorations significatives dans la vitesse et de la fid&eacute;lit&eacute;.

Alignement automatique et reconstruction d&#39;images de tomographie &agrave; rayons x mou.

Soft x-ray tomography (SXT) &egrave; una potente tecnica di imaging che genera immagini 3D quantitative dell&#39;organizzazione strutturale delle cellule tutta in uno stato quasi native. SXT &egrave; anche una tecnica di imaging ad alta velocit&agrave;. Presso il centro nazionale per la tomografia computerizzata a raggi x (NCXT), preparazione dei campioni e raccolta di immagini per la ricostruzione tomografica di una cella intera richiede pochi minuti. Allineamento e ricostruire i dati, tuttavia, prendere significativamente pi&ugrave; lungo. Qui descriviamo un nuovo componente della pipeline computazionale elevato throughput utilizzata per l&#39;elaborazione dati presso il NCXT. Abbiamo sviluppato un nuovo metodo per l&#39;allineamento automatico delle immagini di proiezione che non richiedono fiducial marker o interazione manuale con il software. Questo metodo &egrave; stato ottimizzato per i set di dati SXT, che ordinariamente comportano rotazione completa del campione. Questo software d&agrave; agli utenti dello strumento NCXT SXT una nuova funzionalit&agrave; - praticamente in tempo reale i risultati iniziali 3D durante un esperimento di imaging, che possono poi essere ulteriormente raffinato. Il nuovo codice, ricostruzione automatica 3D (AREC3D), &egrave; anche veloce, affidabile e robusto. L&#39;architettura fondamentale del codice &egrave; inoltre adattabile a elaborazione GPU ad alte prestazioni, che consente notevoli miglioramenti nella velocit&agrave; e fedelt&agrave;.

Allineamento automatico e la ricostruzione delle immagini per tomografia a raggi x molle.

Microscopia a raggi x molle &egrave; ideale per visualizzare e quantificare le cellule biologiche. Esemplari, tra cui le cellule eucariotiche, sono ripresi intatto, senza macchia e completamente idratata e quindi visualizzati in uno stato quasi native. Il contrasto in morbido raggi x microscopia &egrave; generata dall&#39;attenuazione differenziale di raggi x da molecole nel campione-acqua &egrave; relativamente trasmissivo a questo tipo di illuminazione rispetto al carbonio e azoto. L&#39;attenuazione dei raggi x di legge segue il birra-Lambert campione e quindi sia lineare e una misura quantitativa di spessore e chimico specie presenti in ogni punto della cella. In questo capitolo, descriveremo le procedure e i metodi computazionali che ricostruzioni tomografiche piombo a 50 nm (o meglio) di celle utilizzando dati di microscopio a raggi x molli e la successiva segmentazione e l&#39;analisi di queste ricostruzioni volumetriche. Oltre ad essere una modalit&agrave; di imaging ad alta fedelt&agrave;, tomografia computerizzata a raggi x molle sono relativamente alto-rendimento; un set completo di dati tomografici possono essere raccolti in una manciata di minuti. Questa nuova modalit&agrave; viene applicata all&#39;imaging delle cellule che vanno da piccoli procarioti per arginare le cellule ottenute da tessuti di mammiferi.

Nanoimaging cellule mediante tomografia a raggi x molle.

Soft X-ray microscopy is ideally suited to visualizing and quantifying biological cells. Specimens, including eukaryotic cells, are imaged intact, unstained and fully hydrated, and therefore visualized in a near-native state. The contrast in soft X-ray microscopy is generated by the differential attenuation of X-rays by the molecules in the specimen-water is relatively transmissive to this type of illumination compared to carbon and nitrogen. The attenuation of X-rays by the specimen follows the Beer-Lambert law, and therefore both linear and a quantitative measure of thickness and chemical species present at each point in the cell. In this chapter, we will describe the procedures and computational methods that lead to 50 nm (or better) tomographic reconstructions of cells using soft X-ray microscope data, and the subsequent segmentation and analysis of these volumetric reconstructions. In addition to being a high-fidelity imaging modality, soft X-ray tomography is relatively high-throughput; a complete tomographic data set can be collected in a matter of minutes. This new modality is being applied to imaging cells that range from small prokaryotes to stem cells obtained from mammalian tissues.

Nanoimaging cells using soft X-ray tomography.

Microscopie de rayons x mou est id&eacute;al pour visualiser et quantifier les cellules biologiques. Sp&eacute;cimens, y compris les cellules eucaryotes, sont imag&eacute;s intact, non color&eacute;es et enti&egrave;rement hydrat&eacute;e et donc visualis&eacute;e dans un &eacute;tat quasi native. Le contraste dans les doux rayons x, microscopie est g&eacute;n&eacute;r&eacute;e par l&#39;att&eacute;nuation diff&eacute;rentielle des rayons x par les mol&eacute;cules dans l&#39;eau de l&#39;&eacute;chantillon sont relativement transmissif &agrave; ce type d&#39;&eacute;clairage par rapport au carbone et d&#39;azote. L&#39;att&eacute;nuation des rayons x, la loi suit la Beer-Lambert de sp&eacute;cimen, et, par cons&eacute;quent, les deux lin&eacute;aires et une mesure quantitative de l&#39;&eacute;paisseur et chimique des esp&egrave;ces pr&eacute;sentes &agrave; chaque point dans la cellule. Dans ce chapitre, nous allons d&eacute;crire les proc&eacute;dures et les m&eacute;thodes de calculs que reconstitutions tomographiques de plomb &agrave; 50 nm (ou mieux) des cellules &agrave; l&#39;aide des donn&eacute;es du microscope de rayons x mous et la segmentation ult&eacute;rieure et l&#39;analyse de ces reconstructions volum&eacute;triques. En plus d&#39;&ecirc;tre une modalit&eacute; d&#39;imagerie de haute fid&eacute;lit&eacute;, tomographie &agrave; rayons x mou est relativement haut d&eacute;bit ; un ensemble complet de donn&eacute;es tomographique peuvent &ecirc;tre collect&eacute; dans une affaire de minutes. Cette nouvelle modalit&eacute; est appliqu&eacute;e &agrave; l&#39;imagerie de cellules qui vont de petits procaryotes &agrave; endiguer les cellules provenant de tissus de mammif&egrave;res.

Nanoimaging des cellules &agrave; l&#39;aide de la tomographie &agrave; rayons x mou.

Ceramic matrix composites are the emerging material of choice for structures that will see temperatures above ~1,500â€‰Â°C in hostile environments, as for example in next-generation gas turbines and hypersonic-flight applications. The safe operation of applications depends on how small cracks forming inside the material are restrained by its microstructure. As with natural tissue such as bone and seashells, the tailored microstructural complexity of ceramic matrix composites imparts them with mechanical toughness, which is essential to avoiding failure. Yet gathering three-dimensional observations of damage evolution in extreme environments has been a challenge. Using synchrotron X-ray computed microtomography, we have fully resolved sequences of microcrack damage as cracks grow under load at temperatures up to 1,750â€‰Â°C. Our observations are key ingredients for the high-fidelity simulations used to compute failure risks under extreme operating conditions.

Real-time quantitative imaging of failure events in materials under load at temperatures above 1,600â€‰Â°C.

Composites &agrave; matrice c&eacute;ramique sont des mat&eacute;riaux &eacute;mergent de choix pour les structures qui verra des temp&eacute;ratures sup&eacute;rieures &agrave; ~ 1 500 &deg; C dans des environnements hostiles, comme par exemple dans les turbines &agrave; gaz nouvelle g&eacute;n&eacute;ration et les applications de vol hypersonique. L&#39;exploitation s&ucirc;re des applications d&eacute;pend de comment de petites fissures &agrave; l&#39;int&eacute;rieur de la mati&egrave;re sont retenus par sa microstructure. Comme avec les tissus naturels tels que des os et de coquillages, la complexit&eacute; sur mesure microstructurale des composites &agrave; matrice c&eacute;ramique leur donne avec la r&eacute;sistance m&eacute;canique, ce qui est indispensable pour &eacute;viter l&#39;&eacute;chec. Encore recueillir des observations en trois dimensions de l&#39;&eacute;volution des dommages dans les environnements extr&ecirc;mes a &eacute;t&eacute; un d&eacute;fi. &Agrave; l&#39;aide de MICROTOMOGRAPHIE aux rayons x calcul&eacute;e de rayonnement synchrotron, nous avons r&eacute;solu compl&egrave;tement s&eacute;quences de microfissure dommages mesure fissures grandissent sous charge &agrave; des temp&eacute;ratures jusqu&#39;&agrave; 1 750 &deg; C. Nos observations sont des ingr&eacute;dients cl&eacute;s pour les simulations de haute fid&eacute;lit&eacute; permet de calculer les risques de d&eacute;faillance dans les conditions de fonctionnement extr&ecirc;mes.

Imagerie quantitative en temps r&eacute;el des &eacute;v&eacute;nements de d&eacute;faillance de mat&eacute;riaux sous charge &agrave; des temp&eacute;ratures sup&eacute;rieures &agrave; 1 600 &deg; C.

Compositi a matrice ceramica sono il materiale emergente di scelta per le strutture che vedr&agrave; temperature sopra ~ 1.500 &deg; C in ambienti ostili, come per esempio in applicazioni di volo ipersonico e turbine a gas di nuova generazione. Il funzionamento di applicazioni dipende da come piccole crepe che si formano all&#39;interno del materiale sono trattenuti dalla sua microstruttura. Come con tessuti naturali come le ossa e conchiglie, la complessit&agrave; microstrutturale su misura dei compositi a matrice ceramica conferisce loro con durezza meccanica, che &egrave; essenziale per evitare il fallimento. Ancora raccogliendo osservazioni tridimensionali di evoluzione di danni in ambienti estremi &egrave; stata una sfida. Utilizzando synchrotron x-ray computata microtomography, noi abbiamo completamente risolto sequenze di microfratture danno come crepe crescono sotto carico a temperature fino a 1.750 &deg; C. Le nostre osservazioni sono gli ingredienti chiavi per le simulazioni ad alta fedelt&agrave;, utilizzate per calcolare i rischi di insuccesso in condizioni operative estreme.

Imaging quantitativo in tempo reale degli eventi di errore nei materiali sotto carico a temperature superiori a 1.600 &deg; C.

Synchrotron radiation X-ray tomographic microscopy (SRXTM) was used to characterize the three-dimensional microstructure, geometry and distribution of different phases in two shale samples obtained from the North Sea (sample N1) and the Upper Barnett Formation in Texas (sample B1). Shale is a challenging material because of its multiphase composition, small grain size, low but significant amount of porosity, as well as strong shape- and lattice-preferred orientation. The goals of this round-robin project were to (i) characterize microstructures and porosity on the micrometer scale, (ii) compare results measured at three synchrotron facilities, and (iii) identify optimal experimental conditions of high-resolution SRXTM for fine-grained materials. SRXTM data of these shales were acquired under similar conditions at the Advanced Light Source (ALS) of Lawrence Berkeley National Laboratory, USA, the Advanced Photon Source (APS) of Argonne National Laboratory, USA, and the Swiss Light Source (SLS) of the Paul Scherrer Institut, Switzerland. The data reconstruction of all datasets was handled under the same procedures in order to compare the data quality and determine phase proportions and microstructures. With a 10Ã— objective lens the spatial resolution is approximately 2â€…Âµm. The sharpness of phase boundaries in the reconstructed data collected from the APS and SLS was comparable and slightly more refined than in the data obtained from the ALS. Important internal features, such as pyrite (high-absorbing), and low-density features, including pores, fractures and organic matter or kerogen (low-absorbing), were adequately segmented on the same basis. The average volume fractions of low-density features for sample N1 and B1 were estimated at 6.3â€…(6)% and 4.5â€…(4)%, while those of pyrite were calculated to be 5.6â€…(6)% and 2.0â€…(3)%, respectively. The discrepancy of data quality and volume fractions were mainly due to different types of optical instruments and varying technical set-ups at the ALS, APS and SLS.

A comparative study of X-ray tomographic microscopyÂ on shales at different synchrotron facilities: ALS, APS and SLS.

Rayonnement synchrotron microscopie tomographique de rayon x (SRXTM) a &eacute;t&eacute; utilis&eacute;e pour caract&eacute;riser la microstructure en trois dimensions, la g&eacute;om&eacute;trie et la r&eacute;partition des diff&eacute;rentes phases dans deux &eacute;chantillons de schiste provenant de la mer du Nord (&eacute;chantillon N1) et de la Formation sup&eacute;rieure de Barnett au Texas (&eacute;chantillon B1). Schiste est un mat&eacute;riau difficile &agrave; cause de sa composition polyphasique, la petite granulom&eacute;trie, la quantit&eacute; faible mais significative de porosit&eacute;, ainsi que l&#39;orientation forte forme - et treillis-pr&eacute;f&eacute;r&eacute;. Les objectifs de ce projet de round-robin devaient caract&eacute;riser les microstructures et porosit&eacute; sur l&#39;&eacute;chelle du microm&egrave;tre (i), (ii) comparer les r&eacute;sultats mesur&eacute;s dans trois installations de rayonnement synchrotron et (iii) identifier des conditions exp&eacute;rimentales optimales de SRXTM haute r&eacute;solution pour mat&eacute;riaux &agrave; grains fins. Donn&eacute;es SRXTM de ces schistes ont &eacute;t&eacute; acquises dans des conditions similaires &agrave; l&#39;Advanced Light Source (ALS) de Lawrence Berkeley National Laboratory, USA, l&#39;Advanced Photon Source (APS) de l&#39;Argonne National Laboratory, USA et le Swiss Light Source (SLS) du Paul Scherrer Institut, Suisse. La reconstruction de donn&eacute;es de tous les ensembles de donn&eacute;es a &eacute;t&eacute; trait&eacute;e selon les m&ecirc;mes proc&eacute;dures pour comparer la qualit&eacute; des donn&eacute;es et de d&eacute;terminer des microstructures et des proportions de phase. Avec un objectif de 10 &times; la r&eacute;solution spatiale est environ de 2 &micro;m. La nettet&eacute; des limites de phase dans les donn&eacute;es reconstruites rassembl&eacute;es par l&#39;APS et le SLS &eacute;tait comparable et un peu plus raffin&eacute; que dans les donn&eacute;es obtenues de l&#39;ALS. Caract&eacute;ristiques internes importantes, comme la pyrite (haute absorption), et caract&eacute;ristiques de faible densit&eacute;s, y compris les pores, de fractures et de mati&egrave;re organique ou de k&eacute;rog&egrave;ne (faible absorption), ont &eacute;t&eacute; ad&eacute;quatement segment&eacute;es sur la m&ecirc;me base. Les fractions de volume moyen des caract&eacute;ristiques de faible densit&eacute;s pour &eacute;chantillonner N1 et B1 ont &eacute;t&eacute; estim&eacute;s &agrave; 6,3 6 % et 4,5 % 4, tandis que ceux de la pyrite ont &eacute;t&eacute; calcul&eacute;s &agrave; 5,6 6 % et 2,0 % 3, respectivement. La divergence des fractions de qualit&eacute; et de volume de donn&eacute;es &eacute;taient principalement en raison de diff&eacute;rents types d&#39;instruments d&#39;optique et de diverses configurations techniques &agrave; l&#39;ALS, l&#39;APS et la SLS.

Une &eacute;tude comparative de la microscopie tomographique des rayons x sur schistes &agrave; installations synchrotron diff&eacute;rents: ALS, APS et SLS.

Microscopia tomografica dei raggi x di radiazione di sincrotrone (SRXTM) &egrave; stata usata per caratterizzare la microstruttura tridimensionale, la geometria e la distribuzione delle diverse fasi in due campioni di shale ottenuti dal mare del Nord (campione N1) e la formazione superiore di Barnett in Texas (campione B1). Shale &egrave; un materiale impegnativo a causa della sua composizione multifase, grana piccola, bassa, ma significativa quantit&agrave; di porosit&agrave;, nonch&eacute; preferito di forma e reticolo forte orientamento. Gli obiettivi di questo progetto di round robin sono stati (i) caratterizzano microstrutture e porosit&agrave; su scala micrometrica, (ii) confrontare i risultati misurati presso le tre strutture di sincrotrone, e (iii) identificare condizioni sperimentali ottimali di SRXTM ad alta risoluzione per materiali specifici. Dati SRXTM di questi scisti sono stati acquisiti in condizioni simili a Advanced Light Source (ALS) del Lawrence Berkeley National Laboratory, USA, Advanced Photon fonte (APS) dell&#39;Argonne National Laboratory, USA e la Swiss Light Source (SLS) del Paul Scherrer Institut, Svizzera. La ricostruzione dei dati di tutti i set di dati &egrave; stata gestita sotto le stesse procedure al fine di confrontare la qualit&agrave; dei dati e determinare microstrutture e proporzioni di fase. Con un obiettivo di 10 &times; la risoluzione spaziale &egrave; di circa 2 &micro;m. La nitidezza dei contorni di fase nella ricostruzione dei dati raccolti dall&#39;APS e SLS &egrave; stato leggermente pi&ugrave; raffinato rispetto ai dati ottenuti da ALS e comparabili. Importanti caratteristiche interne, come la pirite (alto assorbimento), e caratteristiche a bassa densit&agrave;, tra cui i pori, fratture e materia organica o kerogen (basso assorbimento), sono stati adeguatamente segmentati sulla stessa base. Le frazioni di volume medio delle caratteristiche a bassa densit&agrave; per esempio N1 e B1 sono stati stimati a 6,3 6% e il 4,5% di 4, mentre quelli di pirite sono stati calcolati al 5,6% 6 e 2.0 3%, rispettivamente. La discrepanza delle frazioni di qualit&agrave; e volume di dati sono stati principalmente a causa di diversi tipi di strumenti ottici e di vari allestimenti tecnici all&#39;ALS, APS e SLS.

Uno studio comparativo di microscopia tomografica dei raggi x su scisti presso strutture diverse sincrotrone: ALS, APS e SLS.

Correlative microscopy techniques interrogate biological systems more thoroughly than is possible using a single modality. This is particularly true if disparate data types can be acquired from the same specimen. Recently, there has been significant progress towards combining the structural information obtained from soft X-ray tomography (SXT) with molecular localization data. Here we will compare methods for determining the position of molecules in a cell viewed by SXT, including direct visualization using electron dense labels, and by indirect methods, such as fluorescence microscopy and high numerical aperture cryo-light microscopy. We will also discuss available options for preserving the in vivo structure and organization of the specimen during multi-modal data collection, and how some simple specimen mounting concepts can ensure maximal data completeness in correlative imaging experiments.

Correlative microscopy methods that maximize specimen fidelity and data completeness, and improve molecular localization capabilities.

Techniques de microscopie corr&eacute;lative interrogent les syst&egrave;mes biologiques plus soigneusement que ce qui est possible en utilisant une seule modalit&eacute;. Cela est particuli&egrave;rement vrai si les types de donn&eacute;es disparates peuvent &ecirc;tre acquises du m&ecirc;me sp&eacute;cimen. R&eacute;cemment, il y a eu avancement en combinant les informations structurelles obtenues par tomographie &agrave; rayons x douce (SXT) avec les donn&eacute;es de localisation mol&eacute;culaire. Ici nous allons comparer les m&eacute;thodes de d&eacute;termination de la position des mol&eacute;cules dans une cellule lus par SXT, y compris la visualisation directe &agrave; l&#39;aide d&#39;&eacute;tiquettes dense de l&#39;&eacute;lectron et par des m&eacute;thodes indirectes, telles que la microscopie par fluorescence et microscopie de cryo-lumi&egrave;re de forte ouverture num&eacute;rique. Nous allons aussi discuter des options disponibles pour pr&eacute;server la structure in vivo et l&#39;organisation de l&#39;&eacute;chantillon pendant la collecte de donn&eacute;es multimodales, et comment certains sp&eacute;cimen de simple notions de montage peut assurer l&#39;exhaustivit&eacute; des donn&eacute;es maximale dans des exp&eacute;riences d&#39;imagerie corr&eacute;latives.

M&eacute;thodes de microscopie corr&eacute;lative qui maximisent l&#39;int&eacute;gralit&eacute; de sp&eacute;cimen, fid&eacute;lit&eacute; et donn&eacute;es et am&eacute;liorer les capacit&eacute;s de localisation mol&eacute;culaire.

Tecniche di microscopia correlativa interrogano sistemi biologici pi&ugrave; accuratamente rispetto &egrave; possibile utilizzando una modalit&agrave; singola. Questo &egrave; particolarmente vero se i tipi di dati eterogenei possono essere acquisiti dallo stesso campione. Recentemente, &egrave; stata progressi significativi verso combinando le informazioni strutturali ottenute da soft x-ray tomography (SXT) con i dati di localizzazione molecolare. Qui confronteremo metodi per determinare la posizione delle molecole in una cellula hanno guardata da SXT, compresa la visualizzazione diretta utilizzando etichette denso di elettroni e da metodi indiretti, come la microscopia di fluorescenza e microscopia crio-luce alta apertura numerica. Si discuter&agrave; anche le opzioni disponibili per preservare la struttura in vivo e l&#39;organizzazione del campione durante la raccolta di dati multi-modale, e come alcuni esemplari semplici concetti di montaggio possono garantire la completezza di dati massimo in esperimenti di imaging correlativi.

Metodi di microscopia correlativo che massimizzare la completezza di dati e fedelt&agrave; esemplare e migliorare le capacit&agrave; di localizzazione molecolare.

ArticleTotal : 3	Year
Publication title	2013
Publication title	2015
Publication title	2016

Article	Year
Two-dimensional optical spectroscopy: two-color photon echoes of electronically coupled phthalocyanine dimers. The Journal of chemical physics\| PubMed ID: 15268397	2004
Fourier transform infrared studies of heterogeneity, photodegradation, and lignin/hemicellulose ratios within hardwoods and softwoods. Applied spectroscopy\| PubMed ID: 15606929	2004
Probing correlated spectral motion: two-color photon echo study of Nile blue. The Journal of chemical physics\| PubMed ID: 16108677	2005
Anti-correlated spectral motion in bisphthalocyanines: evidence for vibrational modulation of electronic mixing. The journal of physical chemistry. A\| PubMed ID: 16331930	2005
Measuring electronic coupling in the reaction center of purple photosynthetic bacteria by two-color, three-pulse photon echo peak shift spectroscopy. The journal of physical chemistry. B\| PubMed ID: 17530796	2007
Quantitative 3-D imaging of eukaryotic cells using soft X-ray tomography. Journal of structural biology\| PubMed ID: 18387313	2008
Automatic alignment and reconstruction of images for soft X-ray tomography. Journal of structural biology\| PubMed ID: 22155289	2012
Nanoimaging cells using soft X-ray tomography. Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)\| PubMed ID: 23086890	2013
Real-time quantitative imaging of failure events in materials under load at temperatures above 1,600â€‰Â°C. Nature materials\| PubMed ID: 23223124	2013
A comparative study of X-ray tomographic microscopyÂ on shales at different synchrotron facilities: ALS, APS and SLS. Journal of synchrotron radiation\| PubMed ID: 23254671	2013
Correlative microscopy methods that maximize specimen fidelity and data completeness, and improve molecular localization capabilities. Journal of structural biology\| PubMed ID: 23531637	2013

Dilworth Y. Parkinson

Biography

JoVE Journal Publications

Other Publications