Summary

Fabbricazione dello stadio del microscopio per l'osservazione verticale con funzione di controllo della temperatura

Published: July 31, 2019
doi:

Summary

Presentato qui è un protocollo che utilizza uno stadio di microscopio a temperatura controllata che consente di montare un contenitore campione su un microscopio verticale.

Abstract

I campioni sono di solito collocati su uno stadio al microscopio orizzontale per l’osservazione microscopica. Tuttavia, per osservare l’influenza della gravità su un campione o sul comportamento a galla, è necessario rendere verticale lo stadio del microscopio. Per raggiungere questo obiettivo, è stato ideato un microscopio invertito laterale inclinato di 90 gradi. Per osservare i campioni con questo microscopio, i contenitori campione come piatti Petri o vetrini di vetro devono essere fissati allo stadio verticalmente. È stato sviluppato ed è descritto qui un dispositivo in grado di proteggere i contenitori campione in posizione in uno stadio di microscopio verticale. L’attacco di questo dispositivo allo stadio consente l’osservazione della dinamica del campione nel piano verticale. La capacità di regolare la temperatura utilizzando un riscaldatore in gomma siliconica permette anche l’osservazione di comportamenti campione dipendenti dalla temperatura. Inoltre, i dati sulla temperatura vengono trasferiti a un server Internet. Le impostazioni di temperatura e il monitoraggio dei log possono essere controllati in remoto da un PC o uno smartphone.

Introduction

La microscopia ottica è una tecnica utilizzata per aumentare i dettagli osservabili attraverso l’ingrandimento di un campione con lenti e luce visibile. Nella microscopia ottica, la luce viene diretta su un campione, quindi la luce trasmessa, riflessa o fluorescente viene catturata dalle lenti di ingrandimento per l’osservazione. Sono disponibili vari tipi di microscopio che differiscono nella progettazione per ospitare diversi usi e metodi di osservazione. I diversi disegni includono un microscopio verticale, che è strutturato per illuminare un campione dal basso per l’osservazione dall’alto, e un microscopio invertito, che illumina il campione dall’alto per l’osservazione dal basso. I microscopi in posizione verticale sono il design più comune e ampiamente utilizzato. I microscopi invertiti sono spesso usati per osservare campioni che non possono consentire a una lente vicina in lontananza dall’alto, come le cellule coltivate aderenti al fondo di un contenitore. Molti gruppi di ricerca hanno riportato osservazioni in una vasta gamma di campi utilizzando microscopi invertiti1,2,3,4,5,6,7. Sono stati sviluppati anche molti dispositivi aggiuntivi che sfruttano le caratteristiche dei microscopi invertiti8,9,10,11,12,13 .

Attualmente, in tutti i progetti di microscopio convenzionali, lo stadio del microscopio è orizzontale ed è quindi inadatto per l’osservazione di campioni che producono movimento nel piano verticale, (a causa della gravità, della galleggiabilità, del movimento, ecc.). Per rendere possibili queste osservazioni, lo stadio del microscopio e il percorso della luce devono essere ruotati in verticale. Lo stadio verticale è necessario per montare verticalmente vetrini di vetro o contenitori campione come un piatto Petri sul palco. Per risolvere questo problema, è già stato ideato un microscopio invertito laterale inclinato di 90 gradi. Tuttavia, l’attaccamento di campioni con nastro adesivo o altri adesivi non produce la necessaria immobilità a lungo termine. Descritto qui è un dispositivo che può raggiungere la stabilità necessaria. Questo dispositivo consente l’osservazione nel tempo di movimento del campione nel piano verticale. Il montaggio di un riscaldatore in gomma in silicio ha anche permesso di osservare l’influenza della variazione di temperatura sul comportamento del campione. I dati di temperatura vengono trasferiti a un server Internet tramite Wi-Fi e le impostazioni di temperatura e il monitoraggio dei log possono essere controllati in remoto da un PC o uno smartphone. A nostra conoscenza, lo stadio collegato a un microscopio inclinato lateralmente inclinato di 90 gradi non è ancora stato riportato in studi precedenti.

Lo stadio del microscopio è composto da tre piastre di alluminio. La piastra di alluminio centrale è montata sulla piastra di alluminio inferiore che si attacca allo stage. La gomma in silicone contenente il sensore di temperatura è attaccata tra le piastre di alluminio medio e superiore. I elastici vengono utilizzati per apporre il campione. Gli artigli sono attaccati nei quattro punti sinistro e destro della piastra di alluminio superiore per fissare gli elastici. Il circuito di controllo del regolatore di temperatura riceve un segnale dal sensore di temperatura incorporato in gomma siliconica e modula la potenza elettrica con il metodo di modulazione della larghezza dell’impulso (PWM). La temperatura può essere gradualmente aumentata a 50 gradi centigradi in incrementi di 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Questo dispositivo è utile per le applicazioni in cui i movimenti del campione verticale possono essere dipendenti dalla temperatura.

La presente relazione fornisce esempi di effetti di temperatura sul fenomeno fluttuante delle diatomee. Come esempi di studi di osservazione delle diatomee, sono state riportate misurazioni della velocità di sedimentazione degli ammassi cellulari, delle analisi del movimento, degli studi di struttura ultrafine, ecc. , 18 mi lato , 19 del 12 , 20 anni , 21 Mieto , 22 Milia , 23.La gravità specifica delle diatomee che galleggiano nell’acqua con organismi fotosintetici è leggermente superiore a quella dell’acqua, quindi tendono ad affondare; tuttavia, si alzeranno se si verifica anche una leggera convezione. Per studiare questo fenomeno, un vetrino viene apposto verticalmente a uno stadio al microscopio e si osservano gli effetti dell’aumento della temperatura sul movimento verticale della diatoma.

Protocol

1. Progettazione Fabbricazione di piastre in alluminio Tagliare un foro di 101 mm al centro di una piastra di alluminio di dimensioni 150 mm x 200 mm x 2 mm da utilizzare come piastra all’avanguardia con una macchina di elaborazione laser. Claws macchina in otto punti per apporre due elastici attraverso la lunghezza, o due attraverso la larghezza di questa piastra (vedere Figura supplementare 1A e Figura supplementare 2A). Tagliare un foro di 130 mm al centro…

Representative Results

La figura 2 mostra la distribuzione della temperatura del riscaldatore di gomma. La temperatura superficiale del riscaldatore di gomma era uniforme ad ogni temperatura. La figura 3 mostra la reattività della temperatura misurata per impostare le variazioni di temperatura. La linea arancione indica la temperatura impostata e la linea blu indica il cambiamento della temperatura del campione. Il superamento del valore misurato per …

Discussion

L’analisi della traiettoria delle cellule diatomea mobili è un approccio utile per valutare la motilità delle diatomee. Tuttavia, mentre un normale microscopio invertito osserva i campioni orizzontalmente, non è adatto per osservazioni dell’influenza della gravità o del movimento fluttuante nella direzione verticale. Sviluppato e descritto qui è uno stadio di microscopio verticale con controllo della temperatura e collegato a un microscopio invertito, che è stato ruotato di 90 gradi. Questa fase del microscopio con…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gli autori non hanno riconoscimenti.

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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Cite This Article
Matsukawa, Y., Ide, Y., Umemura, K. Fabrication of Microscope Stage for Vertical Observation with Temperature Control Function. J. Vis. Exp. (149), e59799, doi:10.3791/59799 (2019).

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