הייצור של שלב מיקרוסקופ להתבוננות אנכית עם הפונקציה בקרת טמפרטורה
Summary
המוצג כאן הוא פרוטוקול באמצעות מיקרוסקופ טמפרטורה שבשליטת המצב המאפשר מכולה לדוגמה להיות רכוב על מיקרוסקופ אנכי.
Abstract
הדגימות ממוקמות בדרך כלל על מיקרוסקופ אופקי להתבוננות מיקרוסקופית. עם זאת, כדי להתבונן ההשפעה של הכבידה על מדגם או לחקור התנהגות הצפה, יש צורך להפוך את הבמה המיקרוסקופ אנכית. כדי להשיג זאת, מיקרוסקופ הפוכה הצידה מוטה על ידי 90 ° כבר המציאו. כדי להתבונן בדגימות במיקרוסקופ זה, יש לאבטח מכולות כגון מנות פטרי או מגלשות זכוכית לשלב האנכי. מכשיר שיכול לאבטח מכולות לדוגמה במקום על במת מיקרוסקופ אנכי פותחה והוא מתואר כאן. ההחזקה של התקן זה לבמה מאפשרת התבוננות של דינמיקה לדוגמה במישור האנכי. היכולת לווסת את הטמפרטורה באמצעות דוד גומי סיליקון גם מאפשר התבוננות של התנהגויות לדוגמה תלויי טמפרטורה. יתר על כן, נתוני הטמפרטורה מועברים לשרת אינטרנט. ניתן לשלוט בהגדרות הטמפרטורה ובניטור יומן הרישום מרחוק ממחשב או מטלפון חכם.
Introduction
מיקרוסקופ אופטי היא טכניקה המועסקים כדי להגדיל את הפרטים הנצפה באמצעות הגדלה של מדגם עם עדשות ואור גלוי. במיקרוסקופיה אופטית, אור מופנה למדגם, ולאחר מכן משודר, משתקף, או אור ניאון נתפס על ידי עדשות מגדלת להתבוננות. סוגים שונים של מיקרוסקופ זמינים שונים בעיצוב כדי להתאים שימושים שונים ושיטות התבוננות. העיצובים השונים כוללים מיקרוסקופ זקוף, הבנוי להאיר מדגם מלמטה להתבוננות מלמעלה, ומיקרוסקופ הפוך, המאיר את המדגם מלמעלה להתבוננות מלמטה. מיקרוסקופים זקופה הם העיצוב הנפוץ ביותר בשימוש נרחב. מיקרוסקופים הפוכים משמשים לעתים קרובות כדי להתבונן בדגימות שאינן יכולות לאפשר לעדשה להיסגר במרחק מלמעלה, כגון תאים מתורבתים העומדים בתחתית המיכל. קבוצות מחקר רבות דיווחו על תצפיות במגוון רחב של שדות באמצעות מיקרוסקופים הפוכה1,2,3,4,5,6,7. התקנים נוספים רבים פותחו גם כי לנצל את התכונות של מיקרוסקופים הפוכה8,9,10,11,12,13 .
כיום, בכל העיצובים המקובלים במיקרוסקופ, בשלב המיקרוסקופ הוא אופקי ולכן הוא לא מתאים להתבוננות של דגימות הפקת תנועה במישור האנכי, (בשל כוח הכבידה, ציפה, תנועה, וכו ‘). כדי לגרום לתצפיות אלה להיות אפשריות, יש לסובב את שלב המיקרוסקופ ואת הנתיב האור לאנכי. השלב האנכי נדרש להרכבה אנכית של שקופיות זכוכית או לדוגמה מכולות כגון מנות פטרי לבמה. כדי לענות על כך, מיקרוסקופ הפוכה הצידה מוטה על ידי 90 ° כבר המציאו. עם זאת, הצמדת דגימות באמצעות קלטת או דבקים אחרים אינה מהווה את היכולת הדרושה לניידות ארוכת טווח. המתואר כאן הוא מכשיר שיכול להשיג את היציבות הנדרשת. התקן זה מאפשר תצפית לאורך זמן של תנועה לדוגמה במישור האנכי. הרכבה של דוד גומי סיליקון גם עשה את זה ניתן לצפות את ההשפעה של וריאציה טמפרטורה על התנהגות מדגם. נתוני הטמפרטורה מועברים לשרת אינטרנט על-ידי Wi-Fi, והגדרות הטמפרטורה וניטור היומן ניתנים לשליטה מרחוק ממחשב או מטלפון חכם. לידיעתך, השלב המצורף למיקרוסקופ מוטה לצדדים, שוטה על ידי 90 °, עדיין לא דווח במחקרים קודמים.
בשלב המיקרוסקופ מורכב שלושה צלחות אלומיניום. לוחית האלומיניום האמצעית מותקן לצלחת האלומיניום התחתונה המתחבר לבמה. גומי הסיליקון המכיל את חיישן הטמפרטורה מחובר בין לוחיות האלומיניום האמצעיות באמצע ובחלק העליון. גומיות משמשות להצמיד את המדגם. טפרים הם מחוברים בשמאל ובימין ארבע נקודות של צלחת האלומיניום העליון כדי לאבטח את להקות גומי. מעגל הבקרה של וסת הטמפרטורה מקבל אות מחיישן הטמפרטורה מוטבע גומי סיליקון ומודולציה חשמל באמצעות אפנון רוחב הדופק (PWM) שיטה. ניתן להגדיל בהדרגה את הטמפרטורה ל-50 ° c בהפרשים של 1 ° c. התקן זה שימושי עבור יישומים שבהם תנועות לדוגמה אנכית עשויות להיות תלויות טמפרטורה.
דו ח זה מספק דוגמאות לאפקטי טמפרטורה על התופעה הצפה של דיטומים. כדוגמאות של צורניות לימודי תצפית, מדידות של מהירות משקעי מצברים של אשכולות תאים, ניתוח תנועה, לימודי מבנה ultrafine, וכו ‘ דווחו14,15,16,17 , מיכל בן 18 , מיכל בן 19 , מיכל בן 20 , מיכל בן 21 , מיכל בן 22 , 23. הכבידה הספציפית של דיאטומים הצפים במים עם אורגניזמים פוטוסינתטיים הוא מעט גבוה יותר מזה של מים, כך הם נוטים לשקוע; עם זאת, הם יעלו אם אפילו הסעה קלה מתרחשת. כדי ללמוד תופעה זו, שקופית זכוכית מודבקת אנכית לשלב המיקרוסקופ, ואת ההשפעות של הטמפרטורה הגוברת על התנועה האנכית צורניות הם נצפו.
Protocol
Representative Results
Discussion
ניתוח מסלול של תאים מתקדמים בתאי האטום הוא גישה שימושית להערכת הטיפול בדיאטום. עם זאת, בעוד מיקרוסקופ הפוכה נורמלי מתבונן דגימות אופקית, הוא אינו מתאים לתצפיות על השפעת הכבידה או תנועה צפה בכיוון האנכי. פיתח ותיאר כאן הוא שלב מיקרוסקופ אנכי עם בקרת טמפרטורה מוצמד מיקרוסקופ הפוך, אשר מסובב?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
. למחברים אין תודות
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).
