Fabricación de la etapa del microscopio para la observación vertical con la función de control de temperatura
Summary
Aquí se presenta un protocolo que utiliza una etapa de microscopio controlada por temperatura que permite montar un contenedor de muestras en un microscopio vertical.
Abstract
Por lo general, las muestras se colocan en una etapa horizontal del microscopio para la observación microscópica. Sin embargo, para observar la influencia de la gravedad en una muestra o estudiar el comportamiento a flote, es necesario hacer que la etapa del microscopio sea vertical. Para lograrlo, se ha ideado un microscopio invertido lateralmente inclinado en 90o. Para observar muestras con este microscopio, los recipientes de muestra como platos Petri o toboganes de vidrio deben fijarse al escenario verticalmente. Se ha desarrollado un dispositivo que puede asegurar los contenedores de muestras en su lugar en una etapa vertical del microscopio, que se describe aquí. La fijación de este dispositivo a la etapa permite la observación de la dinámica de la muestra en el plano vertical. La capacidad de regular la temperatura utilizando un calentador de caucho de silicona también permite la observación de comportamientos de muestra dependientes de la temperatura. Además, los datos de temperatura se transfieren a un servidor de Internet. Los ajustes de temperatura y la supervisión del registro se pueden controlar de forma remota desde un PC o smartphone.
Introduction
La microscopía óptica es una técnica empleada para aumentar los detalles observables mediante el aumento de una muestra con lentes y luz visible. En la microscopía óptica, la luz se dirige a una muestra y luego se transmite, refleja o fluorescente, la luz se captura mediante lentes de aumento para la observación. Hay varios tipos de microscopio disponibles que difieren en el diseño para adaptarse a diferentes usos y métodos de observación. Los diferentes diseños incluyen un microscopio vertical, que está estructurado para iluminar una muestra desde abajo para la observación desde arriba, y un microscopio invertido, que ilumina la muestra desde arriba para la observación desde abajo. Los microscopios verticales son el diseño más común y ampliamente utilizado. Los microscopios invertidos se utilizan a menudo para observar muestras que no pueden permitir que una lente se cierre a distancia desde arriba, como células cultivadas adherentes a la parte inferior de un recipiente. Muchos grupos de investigación han reportado observaciones en una amplia gama de campos utilizando microscopios invertidos1,2,3,4,5,6,7. También se han desarrollado muchos dispositivos adicionales que aprovechan las características de los microscopios invertidos8,9,10,11,12,13 .
Actualmente, en todos los diseños de microscopio convencionales, la etapa del microscopio es horizontal y por lo tanto no es adecuada para la observación de muestras que producen movimiento en el plano vertical, (debido a la gravedad, flotabilidad, movimiento, etc.). Para que estas observaciones sean posibles, la etapa del microscopio y la trayectoria de la luz deben girarse a vertical. La etapa vertical es necesaria para montar verticalmente diapositivas de vidrio o recipientes de muestra como un platos Petri al escenario. Para hacer frente a esto, ya se ha ideado un microscopio invertido lateralmente inclinado en 90o. Sin embargo, la fijación de muestras con cinta u otros adhesivos no produce la necesaria inmovilidad a largo plazo. Aquí se describe un dispositivo que puede lograr la estabilidad necesaria. Este dispositivo permite la observación en el tiempo del movimiento de la muestra en el plano vertical. El montaje de un calentador de caucho de silicio también ha hecho posible observar la influencia de la variación de temperatura en el comportamiento de la muestra. Los datos de temperatura se transfieren a un servidor de Internet mediante Wi-Fi, y los ajustes de temperatura y la supervisión de registros se pueden controlar de forma remota desde un PC o smartphone. Según nuestro conocimiento, la etapa unida a un microscopio inclinado lateralmente 90o aún no se ha reportado en estudios anteriores.
La etapa del microscopio se compone de tres placas de aluminio. La placa de aluminio central está montada en la placa de aluminio inferior que se une al escenario. El caucho de silicona que contiene el sensor de temperatura se une entre las placas de aluminio medio y superior. Las bandas de goma se utilizan para fijar la muestra. Las garras se fijan en los cuatro puntos izquierdo y derecho de la placa superior de aluminio para asegurar las bandas de goma. El circuito de control del regulador de temperatura recibe una señal del sensor de temperatura integrado en caucho de silicona y modula la energía eléctrica mediante el método de modulación de ancho de pulso (PWM). La temperatura se puede aumentar gradualmente a 50 oC en incrementos de 1 oC. Este dispositivo es útil para aplicaciones en las que los movimientos de muestra verticales pueden depender de la temperatura.
Este informe proporciona ejemplos de efectos de temperatura en el fenómeno flotante de las diatomeas. Como ejemplos de estudios de observación de la diatomea, mediciones de la velocidad de sedimentación de los cúmulos celulares, análisis de movimiento, estudios de estructura ultrafina, etc. se han reportado14,15,16,17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23. La gravedad específica de las diatomeas que flotan en el agua con organismos fotosintéticos es ligeramente superior a la del agua, por lo que tienden a hundirse; sin embargo, se levantarán si incluso se está produciendo una ligera convección. Para estudiar este fenómeno, se fija un portaobjetos de vidrio verticalmente a una etapa del microscopio, y se observan los efectos del aumento de la temperatura en el movimiento vertical diatomea.
Protocol
Representative Results
Discussion
El análisis de trayectoria de las células diatomeas móviles es un enfoque útil para evaluar la motilidad del diatomea. Sin embargo, mientras que un microscopio invertido normal observa muestras horizontalmente, no es adecuado para observaciones de la influencia de la gravedad o el movimiento flotante en la dirección vertical. Desarrollado y descrito aquí es una etapa vertical del microscopio con control de temperatura y unido a un microscopio invertido, que ha sido girado 90o. Esta etapa del microscopio con control…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores no tienen reconocimientos.
Materials
| AC adapter 12V2A | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | AD-D120P200 | Tokyo, Japan |
| ADS1015 Substrate | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | adafruit PRODUCT ID: 1083 | Tokyo, Japan |
| Alminium Plate (Back Side Plate) | Inoval Co., Ltd. | W 150mm×L 200㎜×T 1.5mm | Gifu, Japan |
| Alminium Plate (Forefront Plate) | Inoval Co., Ltd. | W 150mm×L 200㎜×T 2mm | Gifu, Japan |
| Alminium Plate (Middle Lower Plate) | Inoval Co., Ltd. | W 150mm×L 200㎜×T 4mm | Gifu, Japan |
| Alminium Plate (Middle Upper Plate) | Inoval Co., Ltd. | W 150mm×L 200㎜×T 5mm | Gifu, Japan |
| Aluminum Pedestal (Lower Plate) | Inoval Co., Ltd. | D 100mm×T 3mm (30Φ) | Gifu, Japan |
| Aluminum Pedestal (Upper Plate) | Inoval Co., Ltd. | D 100mm×T 3mm (30Φ) | Gifu, Japan |
| Bold Modified Basal Freshwater Nutrient Solution | Sigma-Aldrich Co. LLC | B5282-500ML | St. Louis, USA |
| Controller Case | Marutsu Elec Co., Ltd. | pff-13-3-9 | Tokyo, Japan |
| CPU | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | ESP-WROOM-02D | Tokyo, Japan |
| Inverted microscope | Olympus Corporation | CKX 53 | Tokyo, Japan |
| Low temperature hardening epoxy resin adhesive | ThreeBond Co., Ltd. | TB2086M | Tokyo, Japan |
| Multi-turn semi-fixed volume Vertical type 500 Ω | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | 3296W-1-501LF | Tokyo, Japan |
| OLED module | Akihabara Inc. | M096P4W | Tokyo, Japan |
| Pressed Cork (For supporting electrode ) | Tera Co., Ltd. | W 42mm×L 30㎜ | Ishikawa, Japan |
| Pressed Cork (Lower Disk) | Tera Co., Ltd. | D 100mm×T 0.5mm (20Φ) | Ishikawa, Japan |
| Pressed Cork (Upper Disk) | Tera Co., Ltd. | D 100mm×T 2.5mm (20Φ) | Ishikawa, Japan |
| Rotary encoder with switch with 2 color LED | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | P-05772 | Tokyo, Japan |
| Silicone rubber heater | Three High Co., Ltd. | D 100mm×T 2.5mm (20Φ) | Kanagawa, Japan |
| Substrate | Seeed Technology Co., Ltd. | mh5.0 | Shenzhen, China |
| Temperature sensor | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | NXFT15XH103FA2B050 | Tokyo, Japan |
| Three-terminal DC / DC regulator 3.3 V | Marutsu Elec Co., Ltd. | BR301 | Tokyo, Japan |
| Universal Flexible Arm | Banggood Technology Co., Ltd. | YP-003-2 | Hong Kong, China |
| USB cable USB-A – MicroUSB | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | USB CABLE A-MICROB | Tokyo, Japan |
| Video Canera | Sony Corporation | HDR-CX590 | Tokyo, Japan |
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