Name: quantifying x-ray fluorescence data using maps
Uploaded: 2018-02-17T12:30:00.000+00:00
Duration: 14 min 58 s
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우리는 드 EE0005948의 계약에 따라 미국 에너지 부 로부터 자금을 인정 합니다. 나노 재료와 고급 광자 소스, 모두 과학 사용자 시설, 센터의 사용을 미국 에너지 부, 과학의 사무실, 사무실의 기본적인 에너지 과학, 계약 번호에서 지원 했다 드-AC02-06CH11357입니다. 이 자료는 국립 과학 재단 (NSF)과 부의 에너지 (DOE) NSF CA 번호 아래에 의해 부분적으로 지원 작업 기반 EEC-1041895입니다. 비디오 편집 VISLAB 애리조나 주립 대학에 의해 수행 되었다. 어떤 의견, 연구 결과 및 결론 또는 권고가이 자료에서 표현 그 저자 이며 반드시 NSF 또는 DOE의 그들을 반영 하지 않습니다. T.N. 국립 과학 재단 (수상 1144616) IGERT-일요일 친교에 의해 지원 됩니다.

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저자는 공개 없다.

그림 피팅이 절차를 사용 하 여 데이터의 중요성을 보여 줍니다. 그림 1 (오른쪽)과 2 (아래) 에서 적절 한 피팅 발생 해야 하는 대표적인 결과 표시 합니다. 경우에 부족 한 적합, 통합 스펙트럼 이미지에서 눈에 띄게 보이는 것입니다 그리고 결과 정량된 데이터 해야한다 오류, 비록 이러한 대부분의 경우에서 감지 하기 어려울 것입니다. 특정 샘플 유형에는 표준 아니다 대표 샘플에서...

싱크 로트 론 기반 XRF는 많은 십 년간 동안 여러 분야에 걸쳐 사용 되었다. 예, 그것은 Geraki 그 외 여러분, 있는 그들은 암과 비 암 유 방 조직 1내 금속 농도의 미 량 정량에 의해 수행 하는 등 연구에 생물학에서 사용 되었습니다. 더 일반적으로, 양적 XRF에 적용 된 다양 한 세포와 조직, 금속 농도 관련된 생물학 연구 Paunesku 그 외 여러분 에 의해 설명 된 대로 2. 마찬가지로, 해양 원생 성분 3,4 에 대 한 공부를 했다 하 고 심지어 마이크로-와 다량 영양소 배포판 식물 세포 5내에서 관찰 되었다. Kemner 그 외 여러분 에 의해 작동 6, 형태학에서 뚜렷한 차이 단일 박테리아 세포에 원소 구성 식별, 또한 양적 XRF 분석을 통해 가능 하 게 했다. 또한, 그리고 구체적으로 예를 관련 공개 본 재료 과학자 들은 태양 전지 장치를 공부 하 고 실리콘 반도체 7 서브 마이크론 금속 불순물의 존재에 대 한 연구에 대 한 고해상도 XRF의 사용 하 여 만든 , 8, 상호 어떻게 원소 분포에 대 한 작업에 영향을 미칠 태양 장치 9,10, 전기적 성능 및 CIGS의 식별 깊이 종속 그라디언트 얇은 부각 엑스레이 방목을 통해 태양 전지 형광 (GIXRF) 11.
이러한 연구의 대부분 확인 숫자 결론에 대 한 공간 분포를 연구 싱크 로트 론 x-선 형광의 고해상도 기능 뿐만 아니라 정보의 정량화의 뿐만 아니라 사용. 많은 연구에서 그것은 앞서 언급 한 공간 분포와 관련 된 원소 농도 알고 중요입니다. Geraki 외작품에서 예를 들어,. 연구 철, 구리, 아연, 그리고 암에 칼륨의 농도 차이 측정 하는 데 필요한, 더 나은 비 암 유 방 조직, 어떤 농도에 유해한 이해 인간의 조직 1. 마찬가지로, 루 오 외에 의해 작동 합니다. 적은 양의 페로 태양 전지 모두와 함께 염소를 포함 하는 선구자 12없이 합성 하는 때에 염소를 식별 하기 위해 계량된 XRF의 사용 했다. 따라서, 특정 연구는 요소 농도 필요, 적절 한 정량화 필요 하 고 중요 한 단계입니다.
X 선 형광 (XRF) 측정에서 원소 농도 측정 하는 과정 형광 강도 건의 대량 농도 (예: µ g/c m2)로 변환 합니다. 원시 스펙트럼 에너지의 기능으로 에너지 분산 형광 검출기에 의해 수집 된 광자의 수를 제시. 스펙트럼은 처음 맞는 고 정량된 데이터를 계산 하는 표준 측정에 비해. 특히, 피팅 형광 스펙트럼의 첫 번째 단계가 요소의 질적 분석에도 중요 합니다. 이것은 유사한 형광 전환 두 요소 샘플에 포함 되어 문제가 되는 그들의 에너지에 피팅, 이전 조사는 범주화 하기 때문에 기반. 이 상황에서 카운트는 제대로 범주화 하지 고 따라서 잘못 된 요소와 연결 된 될 수 있습니다.
그것은 또한 종종 상대적 양의 샘플에서 요소에 정확 하 게 추론 하기 위하여 x 선 형광 스펙트럼을 계량 하는 데 필요한입니다. 적절 한 정량화 없이 무거운 요소와 라이터 요소의 비교 직접 캡처 크로스 섹션, 흡수 및 형광 확률, 형광 광자의 감쇠와의 거리 차이 무시 하는 영향을 미치는 모든 광자 검출기를 삼진의 수 입사 에너지에서 요소의 흡수 가장자리. 따라서, 각 지도 대 한 스펙트럼 및 둘 다 다음 절차에서 수행, 표준, 피크 농도 비교 하는 과정은 각 원소 농도의 정확한 정량화 중요 합니다.
처음 피팅 필수적인 스펙트럼에 의해 형광 광자의 안됨 (µ g/c m2) 평방 센티미터 당 마이크로 그램의 단위를 변환 하는 방법을 보여 줍니다 또는 모든 개별 스펙트럼의 총계 스펙트럼 각 측정 지점 또는 픽셀에서 생산 2D 지도. 이 스펙트럼은 샘플에 포함 된 다른 요소의 상대 강도 보여줍니다. 특정 요소의 흡수 가장자리는 입사 빔 에너지에서 거리 영향 그들의 형광 봉우리의 농도. 일반적으로 가까이 두 에너지는, 비록이 아닙니다 항상 경우 그 요소에 대 한 생산 보다 강도. Ref 13 그림 4 대부분 요소는 methylammonium 리드 요오드 화 페로 태양 전지에 대 한 결과 강도에 관한 직접 x 선 광자의 흡수 길이의 의존을 보여준다. 이 에너지 관련 요소의 형광 응답을 보여 줍니다 그리고 쇼 사건 에너지만, 오히려 그것에서 거리 증가 함께 응답에서 지속적인 감소 아니다 그것은 또한 요소 자체에 의존.
이 관계의 결과 그 요소의 진정한 수량 여기 다른 요소 낮은 경우에 원시 원소 농도 여기 에너지 가까이 입사 에너지와 요소 채널에 대 한 높은 나타날 수 있습니다. 사건에서 에너지입니다. 따라서, 강도, 형광 항복 변형, 다른 흡수 가장자리, 검출기 감도 및 측정 배경, 등, 다른 요소와의 에너지 의존 때문에 피팅 데이터 그리기 전에 매우 중요 한 관찰 된 원소 수량에 대 한 결론 우리는 다음 정수 스펙트럼, 요소 및 매개 변수를 통해 텍스트 문서에 맞게 사용자 정의 하는 어디에 피팅 알고리즘을 적용.
Vogt 외에 의해 만들어진 알고리즘입니다. 14, 지역 관심 (ROI) 필터링, 특정 요소 피크 지역 및 원리 구성 요소 분석 (PCA) 통합을 사용. 첫째, PCA 식별 요소와 아주 강하게 명백한 봉우리만 이루어집니다. 사실 신호에서 잡음의 분리에 대 한 수 있습니다. 다음, 같은 여기 에너지와 다른 요소 봉우리를 deconvoluting, 예를 들어 Au Mα 와 P Kα를 중복에 대 한 중요 한 구성 요소 식별을 계량 숫자는 원리. 마지막으로, 투자 수익 필터링 적용할 수 있습니다 숫자 데이터에 지정 된 영역에 통합 함으로써.
원소 농도 조사와 관련, 잘 정량 기준 ("표준" 라고도 함)은 동일한 측정 조건, 형상 및 에너지, 연구 샘플으로 측정 됩니다. 이 표준은 드레스덴 AXO 또는 기준과 기술 (NIST)의 국립 연구소에서 자주입니다. 그들은 다양 한 다른 요소를 커버 하 고 방향 벡터 원소 분포와 서. 동일한 측정 조건 하에서 표준의 관심의 샘플의 측정 된 수의 정규화의 샘플에 대 한 원소 정량화에 대 한 기초를 제공합니다.
좀 더 구체적으로, 지도 요소와 식별 표준의 그들의 농도 (마찬가지로 AXO 및 NIST 표준에 대 한) 표준 정보 프로그램에 의해 알려진 사실에 의해 또는 별도 파일에 데이터를 입력 (의 경우에 다른 표준 사용 되 고)입니다. 이 정보를 프로그램의 지도에 포함 된 예상된 농도를 측정 설정 표준 요소 측정된 농도 관한. 그것은 다음 오프셋에 대 한 조정 하려면 배율 인수 만들고 표준에 포함 되지 않은 모든 나머지 요소에이 배율 인수를 외삽합니다. 배율 인수는 다음 측정 설정 및 영역 밀도 µ g/c m2에서 원시의 선형 변환에 대 한 지도에서 제공 하는 정보에서 오프셋을 포함 합니다.
여기, 확인 하는 방법을 보여 줍니다 박사 S. Vogt, Argonne 국립 연구소 (ANL) 14에 형광 가능 beamlines에서 수집한 데이터를 계량에 의해 개발 된 지도, 프로그램의 사용. 데모에 사용 되는 데이터 분야 2-ID-D 10의 그림 1에 표시 된 측정 설정을 사용 하 여 ANL의에 인수 되었다. 그러나 피팅 절차 또한 다른 beamlines,, ANL beamlines의 특정 특성은 프로그램에 포함 되어 있으며 업데이트 될 필요가 있을 것 이다에서 가져온 데이터에 적용할 수 있습니다.

quantifying x-ray fluorescence data using maps

X 선 형광 (XRF) 현미경 지도 알려진 표준 원시 스펙트럼을 피팅 하 여 정량화 평가 화학 성분 및 원소 분포는 재료 내에서 결정적 이다. 싱크 로트 론 기반 XRF는 다양 한 연구 주제, 특히 그것의 비 파괴적인 성격 및 그것의 높은 감도 때문에 대 한 통합 특성화 기술 되었다. 오늘, synchrotrons는 공간 해상도 미크론, 구성 변화는 나노 스케일에서의 평가 대 한 허용 아래에서 형광 데이터를 수집할 수 있습니다. 적절 한 정량화를 통해 그것은 다음 원소 분리, 화학 량 론 관계 및 클러스터링 동작의 깊이, 고해상도 이해를 얻을 수 있습니다.
이 문서에는 전체 2 차원 XRF 지도의 정량화에 대 한 아르곤 국립 연구소에 의해 개발 된 소프트웨어를 피팅 하는 지도 사용 하는 방법을 설명 합니다. Cu에서 결과 예 사용 (In, Ga) Se2 태양 전지, 광자 소스 고급 beamline 2-ID-D 아르곤 국립 연구소에서 찍은. 우리 피팅 원시 데이터에 대 한 표준 절차를 표시는 적합의 품질을 평가 하 고는 프로그램에 의해 생성 된 일반적인 출력을 제시 하는 방법을 보여 줍니다. 또한,이 원고를 특정 소프트웨어 제한 및 숫자로 정확 하 고의 대표 공간 추가 데이터를 수정 하는 방법에 대 한 제공 제안 해결, 원소 농도에 대해 다루겠습니다.

적절 한 피팅 결과의 예는 다음 그림에서 볼 수 있습니다. 그림 1 직접 비교는 가난한 사이 표시 됩니다 첫째, 적합 하 고 좋은 통합 스펙트럼에 대 한 맞는. 나쁜 맞는 돌이킬 수 없는 요소가 누락, 예를 들면 구리는 분명 피크 그림 1(왼쪽) 하지만 맞는에 포함 되지 보장 하 고 정확성을 개선 하기 위해 L과 K 라인의 분기 비율 조?...

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Quantifying X-Ray Fluorescence Data Using MAPS

여기, 우리가 보여줍니다 x 선 형광 피팅 소프트웨어의 사용 지도, 형광 현미경 검사 법 데이터의 정량화에 대 한 아르곤 국립 연구소에 의해 만들어진. 그 결과 정량된 데이터 원소 분포와 관심의 샘플 내에서 화학 량 론 비율을 이해 하는 데 유용 합니다.

지도 사용 하 여 x 선 형광 데이터 측정

The quantification of X-ray fluorescence (XRF) microscopy maps by fitting the raw spectra to a known standard is crucial for evaluating chemical ...

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Research

JoVE Journal

Chemistry

10.6K 조회수.  Arizona State University. 여기, 우리가 보여줍니다 x 선 형광 피팅 소프트웨어의 사용 지도, 형광 현미경 검사 법 데이터의 정량화에 대 한 아르곤 국립 연구소에 의해 만들어진. 그 결과 정량된 데이터 원소 분포와 관심의 샘플 내에서 화학 량 론 비율을 이해 하는 데 유용 합니다.

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Preparing Adherent Cells for X-ray Fluorescence Imaging by Chemical Fixation

X-ray fluorescence imaging allows us to non-destructively measure the spatial distribution and concentration of multiple elements simultaneously over large or small sample areas. It has been applied in many areas of science, including materials science, geoscience, studying works of cultural heritage, and in chemical biology. In the case of chemical biology, for example, visualizing the metal distributions within cells allows us to study both naturally-occurring metal ions in the cells, as well as exogenously-introduced metals such as drugs and nanoparticles. Due to the fully hydrated nature of nearly all biological samples, cryo-fixation followed by imaging under cryogenic temperature represents the ideal imaging modality currently available. However, under the circumstances that such a combination is not easily accessible or practical, aldehyde based chemical fixation remains useful and sometimes inevitable. This article describes in as much detail as possible in the preparation of adherent mammalian cells by chemical fixation for X-ray fluorescent imaging.

Here, we present a protocol on how to determine the quantity and distribution of metals in a sample using synchrotron X-ray fluorescence. We focus on adherent cells, and describe the chemical fixation method to prepare this sample. We then describe how to mount and image the sample using synchrotron X-rays.

화학 고정하여 X-ray 형광 이미징 부착 세포를 준비

X-ray fluorescence imaging allows us to non-destructively measure the spatial distribution and concentration of multiple elements simultaneously over ...

연구

화학

Energy Dispersive X-ray Tomography for 3D Elemental Mapping of Individual Nanoparticles

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial resolution, and is even capable of providing atomically resolved elemental maps. In this technique, a highly focused electron beam is incident upon a thin sample and the energy of emitted X-rays is measured in order to determine the atomic species of material within the beam path. This elementally sensitive spectroscopy technique can be extended to three dimensional tomographic imaging by acquiring multiple spectrum images with the sample tilted along an axis perpendicular to the electron beam direction.
Elemental distributions within single nanoparticles are often important for determining their optical, catalytic and magnetic properties. Techniques such as X-ray tomography and slice and view energy dispersive X-ray mapping in the scanning electron microscope provide elementally sensitive three dimensional imaging but are typically limited to spatial resolutions of &gt; 20 nm. Atom probe tomography provides near atomic resolution but preparing nanoparticle samples for atom probe analysis is often challenging. Thus, elementally sensitive techniques applied within the scanning transmission electron microscope are uniquely placed to study elemental distributions within nanoparticles of dimensions 10-100 nm.
Here, energy dispersive X-ray (EDX) spectroscopy within the STEM is applied to investigate the distribution of elements in single AgAu nanoparticles. The surface segregation of both Ag and Au, at different nanoparticle compositions, has been observed.

The use of energy dispersive X-ray tomography in the scanning transmission electron microscope to characterize elemental distributions within single nanoparticles in three dimensions is described.

개별 나노 입자의 3D 원소 매핑에 대한 에너지 분산 X 선 단층 촬영

Energy dispersive X-ray spectroscopy within the scanning transmission electron microscope (STEM) provides accurate elemental analysis with high spatial ...

공학

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. They offer new possibilities for the characterization of living systems and are particularly appropriate for detecting, localizing and quantifying the presence of metal oxide nanoparticles both in biological specimens and the environment. Indeed, these techniques all meet relevant requirements in terms of (i) sensitivity (from 1 up to 10 &#181;g.g-1 of dry mass), (ii) micrometer range spatial resolution, and (iii) multi-element detection. Given these characteristics, microbeam chemical element imaging can powerfully complement routine imaging techniques such as optical and fluorescence microscopy. This protocol describes how to perform a nuclear microprobe analysis on cultured cells (U2OS) exposed to titanium dioxide nanoparticles. Cells must grow on and be exposed directly in a specially designed sample holder used on the optical microscope and in the nuclear microprobe analysis stages. Plunge-freeze cryogenic fixation of the samples preserves both the cellular organization and the chemical element distribution. Simultaneous nuclear microprobe analysis (scanning transmission ion microscopy, Rutherford backscattering spectrometry and particle induced X-ray emission) performed on the sample provides information about the cellular density, the local distribution of the chemical elements, as well as the cellular content of nanoparticles. There is a growing need for such analytical tools within biology, especially in the emerging context of Nanotoxicology and Nanomedicine for which our comprehension of the interactions between nanoparticles and biological samples must be deepened. In particular, as nuclear microprobe analysis does not require nanoparticles to be labelled, nanoparticle abundances are quantifiable down to the individual cell level in a cell population, independently of their surface state.

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

We describe a procedure for the detection of chemical elements present in situ in human cells as well as their in vitro quantification. The method is well-suited to any cell type and is particularly useful for quantitative chemical analyses in single cells following in vitro metal oxide nanoparticles exposure.

제자리에서 검색 및 핵 현미경 분석을 사용 하 여 금속 산화물 나노 입자의 단일 셀 정량화

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. ...

Obtaining 3D Chemical Maps by Energy Filtered Transmission Electron Microscopy Tomography

Energy filtered transmission electron microscopy tomography (EFTEM tomography) can provide three-dimensional (3D) chemical maps of materials at a nanometric scale. EFTEM tomography can separate chemical elements that are very difficult to distinguish using other imaging techniques. The experimental protocol described here shows how to create 3D chemical maps to understand the chemical distribution and morphology of a material. Sample preparation steps for data segmentation are presented. This protocol permits the 3D distribution analysis of chemical elements in a nanometric sample. However, it should be noted that currently, the 3D chemical maps can only be generated for samples that are not beam sensitive, since the recording of filtered images requires long exposure times to an intense electron beam. The protocol was applied to quantify the chemical distribution of the components of two different heterogeneous catalyst supports. In the first study, the chemical distribution of aluminum and titanium in titania-alumina supports was analyzed. The samples were prepared using the swing-pH method. In the second, the chemical distribution of aluminum and silicon in silica-alumina supports that were prepared using the sol-powder and mechanical mixture methods was examined.

This paper describes a protocol to achieve 3D chemical maps combining energy filtered imaging and electron tomography. The chemical distribution of two catalyst supports formed by elements that are difficult to distinguish by other imaging techniques was studied. Each application consists of mapping overlapped chemical elements - respectively spaced-ionization edges.

전송 전자 현미경 검사 법 단층 필터링 에너지에 의해 3D 화학 지도 얻기

Energy filtered transmission electron microscopy tomography (EFTEM tomography) can provide three-dimensional (3D) chemical maps of materials at a ...

Elemental-sensitive Detection of the Chemistry in Batteries through Soft X-ray Absorption Spectroscopy and Resonant Inelastic X-ray Scattering

Energy storage has become more and more a limiting factor of today's sustainable energy applications, including electric vehicles and green electric grid based on volatile solar and wind sources. The pressing demand of developing high-performance electrochemical energy storage solutions, i.e., batteries, relies on both fundamental understanding and practical developments from both the academy and industry. The formidable challenge of developing successful battery technology stems from the different requirements for different energy-storage applications. Energy density, power, stability, safety, and cost parameters all have to be balanced in batteries to meet the requirements of different applications. Therefore, multiple battery technologies based on different materials and mechanisms need to be developed and optimized. Incisive tools that could directly probe the chemical reactions in various battery materials are becoming critical to advance the field beyond its conventional trial-and-error approach. Here, we present detailed protocols for soft X-ray absorption spectroscopy (sXAS), soft X-ray emission spectroscopy (sXES), and resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) experiments, which are inherently elemental-sensitive probes of the transition-metal 3d and anion 2p states in battery compounds. We provide the details on the experimental techniques and demonstrations revealing the key chemical states in battery materials through these soft X-ray spectroscopy techniques.

Here, we present a protocol for typical experiments of soft X-ray absorption spectroscopy (sXAS) and resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) with applications in battery material studies.

소프트 x 선 흡수 분광학 및 공명 탄력 x 선 산란을 통해 배터리에 화학의 원소 구분 검색

Energy storage has become more and more a limiting factor of today's sustainable energy applications, including electric vehicles and green electric grid ...

Synchrotron X-ray Microdiffraction and Fluorescence Imaging of Mineral and Rock Samples

In this report, we describe a detailed procedure for acquiring and processing&#160;x-ray microfluorescence (&#956;XRF), and Laue and powder microdiffraction two-dimensional (2D) maps at beamline 12.3.2 of the Advanced Light Source (ALS), Lawrence Berkeley National Laboratory. Measurements can be performed on any sample that is less than 10 cm x 10 cm x 5 cm, with a flat exposed surface. The experimental geometry is calibrated using standard materials (elemental standards for XRF, and crystalline samples such as Si, quartz, or Al2O3 for diffraction). Samples are aligned to the focal point of the x-ray microbeam, and raster scans are performed, where each pixel of a map corresponds to one measurement, e.g., one XRF spectrum or one diffraction pattern. The data are then processed using the in-house developed software XMAS, which outputs text files, where each row corresponds to a pixel position. Representative data from moissanite and an olive snail shell are presented to demonstrate data quality, collection, and analysis strategies.

We describe a beamline setup meant to carry out rapid two-dimensional x-ray fluorescence and x-ray microdiffraction mapping of single crystal or powder samples using either Laue (polychromatic radiation) or powder (monochromatic radiation) diffraction. The resulting maps give information about strain, orientation, phase distribution, and plastic deformation.

싱크 로트 론 엑스레이 Microdiffraction 및 광물 및 암석 샘플의 형광 이미징

In this report, we describe a detailed procedure for acquiring and processing&#160;x-ray microfluorescence (&#956;XRF), and Laue and powder ...

Expression of Cementitious Pore Solution and the Analysis of Its Chemical Composition and Resistivity Using X-ray Fluorescence

The goal of this method is to determine the chemical composition and electrical resistivity of cementitious pore solution expressed from a fresh paste sample. The pore solution is expressed from a fresh paste sample using a pressurized nitrogen gas system. The pore solution is then immediately transferred to a syringe to minimize evaporation and carbonation. After that, assembled testing containers are used for the X-ray fluorescence (XRF) measurement. These containers consist of two concentric plastic cylinders and a polypropylene film which seals one of the two open sides. The pore solution is added into the container immediately prior to the XRF measurement. The XRF is calibrated to detect the main ionic species in the pore solution, in particular, sodium (Na+), potassium (K+), calcium (Ca2+), and sulfide (S2-), to calculate sulfate (SO42-) using stoichiometry. The hydroxides (OH-) can be calculated from a charge balance. To calculate the electrical resistivity of the solution, the concentrations of the main ionic species and a model by Snyder et al. are used. The electrical resistivity of the pore solution can be used, along with the electrical resistivity of concrete, to determine the formation factor of concrete. XRF is a potential alternative to current methods to determine the composition of pore solution, which can provide benefits in terms of reduction in time and costs.

This protocol describes the procedure to express fresh pore solution from cementitious systems and the measurement of its ionic composition using X-ray fluorescence. The ionic composition can be used to calculate pore solution electrical resistivity, which can be used, together with concrete electrical resistivity, to determine the formation factor.

The goal of this method is to determine the chemical composition and electrical resistivity of cementitious pore solution expressed from a fresh paste ...

Murine Model for Non-invasive Imaging to Detect and Monitor Ovarian Cancer Recurrence

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of care consisting of surgical debulking and combination chemotherapy consisting of platinum and taxane compounds, almost 90% of patients recur within a few years. In these patients the development of chemoresistant disease limits the efficacy of currently available chemotherapy agents and therefore contributes to the high mortality. To discover novel therapy options that can target recurrent disease, appropriate animal models that closely mimic the clinical profile of patients with recurrent ovarian cancer are required. The challenge in monitoring intra-peritoneal (i.p.) disease limits the use of i.p. models and thus most xenografts are established subcutaneously. We have developed a sensitive optical imaging platform that allows the detection and anatomical location of i.p. tumor mass. The platform includes the use of optical reporters that extend from the visible light range to near infrared, which in combination with 2-dimensional X-ray co-registration can provide anatomical location of molecular signals. Detection is significantly improved by the use of a rotation system that drives the animal to multiple angular positions for 360 degree imaging, allowing the identification of tumors that are not visible in single orientation. This platform provides a unique model to non-invasively monitor tumor growth and evaluate the efficacy of new therapies for the prevention or treatment of recurrent ovarian cancer.

We describe a non-invasive animal imaging platform that allows the detection, quantification, and monitoring of ovarian cancer growth and recurrence. This intra-peritoneal xenograft model mimics the clinical profile of patients with ovarian cancer.

비 침습적 영상에 대한 생쥐 모델 검색 및 모니터 난소 암 재발

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of ...

의학

High Spatial Resolution Chemical Imaging of Implant-Associated Infections with X-ray Excited Luminescence Chemical Imaging Through Tissue

Microbial infections associated with implantable medical devices are a major concern in fracture fixation failure. Early diagnosis of such infection will allow successful eradication with antibiotics without an extra cost for a second surgery. Herein, we describe XELCI as a technique with high X-ray resolution, implant specificity, and chemical sensitivity to noninvasively image chemical concentrations near the surface of implanted medical devices. The devices are coated with chemically reporting surfaces. This chemically responsive surface consists of two layers coated on an implantable medical device; a pH-sensitive layer (bromothymol blue or bromocresol green incorporated hydrogel) which is coated over a red-light emitting scintillator (Gd2O2S: Eu) layer for monitoring. A focused X-ray beam irradiates a spot on the implant, and the red light generated by the scintillator (with 620 nm and 700 nm peaks) is transmitted through the sensing layer which alters the spectral ratio depending on the pH. An image is generated by scanning the X-ray beam across the implant and measuring the spectral ratio of light passing through the tissue point-by-point. We used this imaging technique for monitoring implant-associated infections previously on the bone surface of the femur with a modified implantable plate sensor. Now we are studying pH changes that occur from tibial intramedullary rod infections. Two different types of intramedullary rod designs are used in pre-pilot rabbit studies, and we learned that the XELCI technique could be used to monitor any chemical changes that occur not only on the bone surface but also inside the bone. Thus, this enables noninvasive, high spatial resolution, low background local pH imaging to study implant-associated infection biochemistry.

Here, we present a protocol for high-resolution optical detection of chemical information around implanted medical devices with X-ray excited luminescence chemical imaging (XELCI). This novel imaging technique is developed in our lab which enables studying implant-associated infection biochemistry.

조직을 통한 X선 여기 발광 화학 이미징을 통한 임플란트 관련 감염의 높은 공간 분해능 화학 이미징

Microbial infections associated with implantable medical devices are a major concern in fracture fixation failure. Early diagnosis of such infection will ...

X-ray Fluorescence (XRF)

Source: Laboratory of Dr. Lydia Finney &#8212; Argonne National Laboratory
X-ray fluorescence is an induced, emitted radiation that can be used to generate spectroscopic information. X-ray fluorescence microscopy is a non-destructive imaging technique that uses the induced fluorescence emission of metals to identify and quantify their spatial distribution.