Laboratory X-ray microphotography: a method of inner three-dimensional structure reconstruction of different nature objects

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A brief retrospective of the development of laboratory X-ray microtomography at the A. V. Shubnikov Institute of Crystallography of the Russian Academy of Sciences (IC RAS) is presented. The main methods and approaches that have increased the informativeness of microtomographic measurements are outlined, such as the use of monochromatic radiation, the application of phase-contrast method, and the method of diffraction tomography (topo-tomography). The designs of the instruments created and operating at IC RAS are described, and some experimental results obtained with them are presented.

Full Text

Restricted Access

About the authors

D. A. Zolotov

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: zolotovden@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

A. V. Buzmakov

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: zolotovden@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

I. G. Dyachkova

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: zolotovden@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

Yu. S. Krivonosov

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: zolotovden@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

Yu. I. Dudchik

A. N. Sevchenko Institute of Applied Physical Problems of Belarusian State University

Email: zolotovden@yandex.ru
Belarus, Minsk

V. E. Asadchikov

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: zolotovden@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Асадчиков В.Е., Бузмаков А.В., Золотов Д.А. и др. // Кристаллография. 2010. Т. 55. № 1. С. 167.
  2. Бузмаков А.В., Асадчиков В.Е., Золотов Д.А. и др. // Кристаллография. 2018. Т. 63. № 6. C. 1007. https://doi.org/10.1134/S0023476118060073
  3. Кривоносов Ю.С., Бузмаков А.В., Григорьев М.Ю. и др. // Кристаллография. 2023. Т. 68. № 1. С. 160. https://doi.org/10.31857/S0023476123010149
  4. Кривоносов Ю.С., Бузмаков А.В., Асадчиков В.Е., Федорова А.А. // Кристаллография. 2023. Т. 68. № 2. С. 189. https://doi.org/10.31857/S0023476123020108
  5. Van Aarle W., Palenstijn W.J., De Beenhouwer J. et al. // Ultramicroscopy. 2015. V. 157. P. 35. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2015.05.002
  6. Junemann O., Ivanova A.G., Bukreeva I. et al. // Cell Tissue Res. 2023. V. 393. P. 537. https://doi.org/10.1007/s00441-023-03800-7
  7. Асадчиков В.Е., Бузмаков А.В., Волошин А.Э. и др. // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2018. № 7. С. 118.
  8. Кривоносов Ю.С., Асадчиков В.Е., Бузмаков А.В. и др. // Кристаллография. 2019. Т. 64. № 6. С. 912. https://doi.org/10.1134/S0023476119060110
  9. Ерофеев В.Н., Никитенко В.И., Половинкина В.И. и др. // Кристаллография. 1971. Т. 16. № 1. С. 190.
  10. Золотов Д.А., Асадчиков В.Е., Бузмаков А.В. и др. // Автометрия. 2019. Т. 55. № 2. С. 28. https://doi.org/10.15372/AUT20190203
  11. Asadchikov V., Buzmakov A., Chukhovskii F. et al. // J. Appl. Cryst. 2018. V. 51. № 6. P. 1616. https://doi.org/10.1107/S160057671801419X
  12. Shiryaev A.A., Zolotov D.A., Suprun O.M. et al. // CrystEngComm. 2018. V. 20. P. 7700. https://doi.org/10.1039/C8CE01499J
  13. Анисимов Н.П., Золотов Д.А., Бузмаков А.В. и др. // Кристаллография. 2023. Т. 68. № 4. С. 507. https://doi.org/10.31857/S0023476123600192
  14. López-Muñoz F., Boya J., Marín F., Calvo J.L. // J. Pineal Res. 1996. V. 20. № 3. P. 115. https://doi.org/10.1111/j.1600-079x.1996.tb00247.x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Diagram of the THOMAS X–ray microtomograph: 1 - X–ray source (X–ray tube), 2 – monochromator unit, 3 – vacuum path (collimator), 4 – vacuum pump, 5 - the studied sample on the positioning system, 6 - X–ray detector, 7 - local radiation protection zone

Download (140KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Results of a microtomographic examination of a pineal gland sample. An enlarged fragment containing the studied concretions is shown on the right

Download (258KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Diagram of the DITOM–M diffractometer: 1 – X–ray tube, 2 - block with a monochromator crystal, 3 – tubular collimator, 4 – vacuum pump, 5 – a pair of mutually perpendicular slits, 6 – goniometric head with the crystal under study, 7 – eight–axis goniometer, 8 - goniometer control unit, 9 – two–dimensional X–ray detector XIMEA xiRAY11, 10 - laboratory power supply for the detector, 11 - personal computer

Download (155KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. The result of three–dimensional restoration of the reflectivity of a Si(111) crystal containing dislocation half–loops: a - the entire crystal, b - an enlarged fragment

Download (162KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. The result of three–dimensional reconstruction of the defective structure of a synthetic diamond containing cone-shaped defects: a, b - different angles of rotation of the sample

Download (248KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Diagram of the phase contrast experiment (a): 1 – wide–focus X–ray tube, 2 – slit aperture, 3 - test sample mounted on a goniometric device, 4 - CCD detector; R0 = 90, R1 = 1350, R2 = 250-600 mm. Image of a square grid (Au) with a thread thickness of 20 microns (b)

Download (116KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Phase-contrast normalized projections of a polyethylene capillary in vertical (a) and horizontal (b) positions and corresponding intensity profiles (c, d) plotted along dotted lines (R1 = 1350, R2 = 250 mm, accelerating voltage 45 kV)

Download (246KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Longitudinal sections of the reconstructed phase contrast (a) and absorption (b) tomographic images of an epiphysis sample embedded in paraffin and grayscale intensity profiles plotted along lines 1 and 2 (in the direction from left to right). Numerous calcifications are indicated by white arrows

Download (300KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».