Fabrikasjon av mikroskop Stage for vertikal observasjon med temperaturkontroll funksjon
Summary
Presentert her er en protokoll ved hjelp av en temperatur-kontrollerte mikroskop scenen som gjør at en prøve container skal monteres på et vertikalt mikroskop.
Abstract
Prøvene plasseres vanligvis på et horisontalt mikroskop trinn for mikroskopisk observasjon. Men for å observere påvirkning av tyngdekraften på en prøve eller studere flytende atferd, er det nødvendig å gjøre mikroskopet scenen vertikalt. For å oppnå dette, en sidelengs invertert mikroskop vippet av 90 ° er utarbeidet. For å observere prøver med dette mikroskopet, må prøvebeholdere som Petri retter eller glass lysbilder festes til scenen vertikalt. En enhet som kan sikre prøvebeholdere på plass på et vertikalt mikroskop-trinn, er utviklet og beskrevet her. Vedlegg av denne enheten til scenen kan observasjon av sample dynamikk i vertikalplanet. Evnen til å regulere temperaturen ved hjelp av en silikon gummi varmer tillater også observasjon av temperatur avhengig sample atferd. Videre er temperaturdata overført til en Internett-server. Temperaturinnstillinger og logg overvåking kan styres eksternt fra en PC eller smarttelefon.
Introduction
Optisk mikroskopi er en teknikk som brukes til å øke merkbare detaljer via forstørrelse av en prøve med linser og synlig lys. I optiske mikroskopi, er lyset rettet mot en prøve, deretter overføres, reflekteres, eller fluorescerende lys fanges opp av forstørrelsesglass for observasjon. Ulike typer mikroskop er tilgjengelig som varierer i design for å imøtekomme ulike bruksområder og observasjons metoder. De ulike design inkluderer en oppreist mikroskop, som er strukturert for å belyse en prøve fra nedenfor for observasjon ovenfra, og en omvendt mikroskop, som lyser prøven ovenfra for observasjon fra nedenfor. Oppreist mikroskop er den mest vanlige og mye brukt design. Invertert mikroskop brukes ofte til å observere prøver som ikke kan tillate en linse tett i avstand fra oven, for eksempel kulturperler celler tilhenger til bunnen av en container. Mange forskningsgrupper har rapportert observasjoner i et bredt spekter av felt ved hjelp av invertert mikroskop1,2,3,4,5,6,7. Mange ekstra enheter har også blitt utviklet som utnytter funksjonene i invertert mikroskop8,9,10,11,12,13 .
For tiden, i alle konvensjonelle mikroskop design, er mikroskopet scenen horisontalt og er derfor uegnet for observasjon av prøvene som produserer bevegelse i vertikalplanet, (på grunn av gravitasjon, oppdrift, bevegelse, etc.). For å gjøre disse observasjonene mulig, må mikroskopet scenen og lys banen roteres til vertikal. Den vertikale scenen er nødvendig for å vertikalt montere glass lysbilder eller prøvebeholdere som for eksempel en Petri retter til scenen. For å løse dette, en sidelengs invertert mikroskop vippet av 90 ° er allerede utarbeidet. Men å feste prøver med tape eller andre klebemidler ikke gir de nødvendige langsiktige immobilitet. Beskrevet her er en enhet som kan oppnå den nødvendige stabiliteten. Denne enheten tillater observasjon over tid av prøven bevegelse i vertikalplanet. Montering av en silisium gummi varmer har også gjort det mulig å observere påvirkning av temperaturvariasjon på sample atferd. Temperaturdata overføres til en Internett-server via Wi-Fi, og temperaturinnstillinger og logg overvåking kan styres eksternt fra en PC eller smarttelefon. Til vår kunnskap, scenen festet til en sidelengs skråstilt mikroskop vippet av 90 ° har ennå ikke blitt rapportert i tidligere studier.
Mikroskop fasen består av tre aluminiumsplater. Den midterste aluminiumsplaten er montert på den nedre aluminiumsplaten som festes til scenen. Silikon gummi som inneholder temperatursensoren er festet mellom den midtre og øvre aluminiumsplater. Gummibånd brukes til å feste prøven. Klør er festet i venstre og høyre fire punkter i den øvre aluminiumsplate for å sikre gummibåndene. Kontrollkretsen av temperatur regulatoren mottar et signal fra temperatursensoren som er innebygd i silikon gummi og modulerer elektrisk kraft av pulsbredde moduleringshjul (PWM) metoden. Temperaturen kan økes gradvis til 50 ° c i trinn på 1 ° c. Denne enheten er nyttig for applikasjoner der vertikale prøve bevegelser kan være temperatur avhengige.
Denne rapporten gir eksempler på temperatur effekter på flytende fenomenet kiselalger. Som eksempler på diatomeen observasjonsstudier, målinger av sedimentering hastighet av celle klynger, bevegelses analyser, ultrafine struktur studier, etc. har blitt rapportert14,15,16,17 , 18 av år , 19 andre priser , 20 priser og , 21 priser og , 22 av , 23. Den egenvekt av kiselalger flytende i vann med fotosyntetiske organismer er litt høyere enn vann, så de har en tendens til å synke; Men, vil de stige hvis selv svak konveksjon er forekommende. For å studere dette fenomenet, er et glass lysbilde festet vertikalt til et mikroskop Stadium, og effekten av økende temperatur på diatomeen vertikal bevegelse er observert.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bane analyse av bevegelige diatomeen celler er en nyttig tilnærming til å evaluere diatomeen motilitet. Men mens en vanlig invertert mikroskop observerer prøvene horisontalt, er det ikke egnet for observasjoner av påvirkning av tyngdekraften eller flytende bevegelse i vertikal retning. Utviklet og beskrevet her er en vertikal mikroskop scenen med temperaturkontroll og festet til en omvendt mikroskop, som har blitt rotert ved 90 °. Dette mikroskopet scenen med temperaturkontroll tillater observasjon av temperatur avh…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne har ingen bekreftelser.
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 |
References
- Drum, R. W. Electron Microscope Observations of Diatos. Osterreichische Botanische Zeitschrift. 116, 321 (1969).
- McBride, T. P. Preparing Random Distributions of Datom Values on Microscope Slides. Limnology and Oceangraphy. 33, 1627-1629 (1988).
- Liu, X. Y., Lu, Z., Sun, Y. Orientation Control of Biological Cells Under Inverted Microscopy. IEEE-ASME Transactions on Mechatronics. 16, 918-924 (2011).
- Kahle, J., et al. Applications of a Compact, Easy-to-Use Inverted Fluorescence Microscope. American Laboratory. 43, 11-14 (2011).
- Prunet, N., Jack, T. P., Meyerowitz, E. M. Live confocal imaging of Arabidopsis flower buds. Developmental Biology. , 114-120 (2016).
- Nimchuk, Z. L., Perdue, T. D. Live Imaging of Shoot Meristems on an Inverted Confocal Microscope Using an Objective Lens Inverter Attachment. Frontiers in Plant Science. 8, 10 (2017).
- Hedde, P. N., Malacrida, L., Ahrar, S., Siryaporn, A., Gratton, E. sideSPIM – selective plane illumination based on a conventional inverted microscope. Biomedical Optics Express. 8, 3918-3937 (2017).
- Crowe, W. E., Wills, N. K. A simple Method for Monitoring Changes in Cell Height using Fluorescent Microbeads and an Ussing-type Chamber for the Inverted Microscope. Pflugers Archiv-Europian journal of Physiology. , 349-357 (1991).
- Bavister, B. D. A Minichamber Device for Maintaining a Constant Carbon-Dioxide in Air Atmosphere during Prolonged Culture of Cells on the Stage of an Inverted Microscope. In Vitro Cellular & Developmental Biology. 24, 759-763 (1988).
- Makler, A. A New version of the 10-MU-M Chamber and its use for Semen Analysis with Inverted Microscope. Archives of Andrology. 13, 195-197 (1984).
- Xu, Z., et al. Flexible microassembly methods for micro/nanofluidic chips with an inverted microscope. Microelectronic Engineering. 97, 1-7 (2012).
- Datyner, N. B., Gintant, G. A., Cohen, I. S. Versatile Temperature Controlled Tissue Bath for Studies of Isolated Cells using an Inverted Microscope. Pflugers Archive- Europian Journal of Physiology. 403, 318-323 (1985).
- Claudet, C., Bednar, J. Magneto-optical tweezers built around an inverted microscope. Applied Optics. 44, 3454-3457 (2005).
- Yamaoka, N., Suetomo, Y., Yoshihisa, T., Sonobe, S. Motion analysis and ultrastructural study of a colonial diatom, Bacillaria paxillifer. Microscopy. 65, 211-221 (2016).
- Apoya-Horton, M. D., Yin, L., Underwood, G. J. C., Gretz, M. R. Movement modalities and responses to environmental changes of the mudflat diatom Cylindrotheca closterium (Bacillariophyceae). Journal of Phycology. 42, 379-390 (2006).
- Bannon, C. C., Campbell, D. A. Sinking towards destiny: High throughput measurement of phytoplankton sinking rates through time-resolved fluorescence plate spectroscopy. PLoS One. 12, 16 (2017).
- Clarkson, N., Davies, M. S., Dixey, R. Diatom motility and low frequency electromagnetic fields – A new technique in the search for independent replication of results. Bioelectromagnetics. 20, 94-100 (1999).
- Iwasa, K., Shimizu, A. Motility of Diatom, Phaeodactylum-Tricornutum. Experimental Cell Research. 74, (1972).
- Edgar, L. A. Mucilage Secretions of Moving Diatoms. Protoplasma. 118, 44-48 (1983).
- Edgar, L. A. Diatom Locomotion. Computer-Assisted Analysis of Cine Film British Phycological Journal. 14, 83-101 (1979).
- Iversen, M. H., Ploug, H. Temperature effects on carbon-specific respiration rate and sinking velocity of diatom aggregates – potential implications for deep ocean export processes. Biogeosciences. 10, 4073-4085 (2013).
- Riebesell, U. Comparison of Sinking and Sedimentation-Rate Measurements in a Diatom Winter Spring Bloom. Marine Ecology Progress Series. 54, 109-119 (1989).
- Drum, R. W., Hopkins, J. T. Diatom Locomotion – An Explanation. Protoplasma. 62, (1966).
