Sıcaklık kontrol fonksiyonlu dikey gözlem için mikroskop aşamasının imalatı
Summary
Burada sunulan bir örnek konteyner dikey mikroskop üzerine monte edilmesini sağlayan bir sıcaklık kontrollü mikroskop aşaması kullanarak bir protokoldür.
Abstract
Numuneler genellikle mikroskobik gözlem için yatay bir mikroskop aşamasına yerleştirilir. Ancak, bir örnek ya da çalışma ayakta davranışında yerçekimi etkisini gözlemlemek için, dikey mikroskop sahne yapmak için gereklidir. Bunu başarmak için, 90 ° tarafından eğilmiş bir yan ters mikroskop geliştirdi. Bu mikroskop ile numuneleri gözlemlemek için, Petri yemekleri veya cam slaytlar gibi numune konteynerleri dikey olarak sahneye sabitlenmelidir. Bir dikey mikroskop aşamasında yerinde örnek konteynerleri güvenli bir cihaz geliştirilmiştir ve burada açıklanmıştır. Bu cihazın aşamasına bağlanma, dikey düzlemde örnek dinamiklerin gözlemlenmesi sağlar. Bir silikon kauçuk ısıtıcı kullanarak sıcaklık düzenleyen yeteneği de sıcaklık bağımlı örnek davranışları gözlem izin verir. Ayrıca, sıcaklık verileri bir internet sunucusuna aktarılır. Sıcaklık ayarları ve günlük izleme, bir PC veya akıllı telefondan uzaktan kontrol edilebilir.
Introduction
Optik microskopi lensler ve görünür ışık ile bir örnek büyütme yoluyla gözlemlenebilir detayları artırmak için kullanılan bir tekniktir. Optik mikroskobik olarak, ışık bir numune üzerine yönlendirilir, sonra iletilen, yansıtılan, veya floresan ışık gözlem için lensler Büyüteç tarafından yakalanan. Farklı kullanımlar ve gözlem yöntemlerini karşılayacak tasarıma farklı olan çeşitli mikroskop türleri mevcuttur. Farklı tasarımlar yukarıdan gözlem için aşağıdan bir numune aydınlatmak için yapılandırılmış bir dik mikroskop, ve aşağıdan gözlem için yukarıdakinden örnek aydınlatır ters bir mikroskop içerir. Dik mikroskoplar en yaygın ve yaygın olarak kullanılan tasarımtır. Ters mikroskoplar genellikle bir merceğin alt kısmına yapışmış olan kültürlü hücreler gibi, yukarıdakinden uzakta bir lensin kapanmasına izin veremiyor örnekleri gözlemlemek için kullanılır. Birçok araştırma grubu, ters mikroskoplar1,2,3,4,5,6,7kullanarak çok çeşitli alanlarda gözlemler bildirdi. Ters mikroskopların özelliklerinden yararlanan birçok ek cihaz da geliştirilmiştir8,9,10,11,12,13 .
Şu anda, tüm konvansiyonel mikroskop tasarımları, mikroskop sahne yatay ve bu nedenle dikey düzlemde hareket üreten numunelerin gözlem için uygun değildir, (nedeniyle yerçekimi, buoyancy, hareket, vb.). Bu gözlemleri mümkün kılmak için mikroskop aşaması ve ışık yolu dikey olarak döndürülmelidir. Dikey aşama, cam slaytları veya Petri yemekleri gibi örnek konteynerleri sahneye dikey olarak takmak için gereklidir. Bu adrese, 90 ° tarafından eğilmiş bir yan ters mikroskop zaten geliştirildi. Ancak, teyp veya diğer yapıştırıcılar ile örnekleri ekleme gerekli uzun vadeli hareketsizlik vermez. Burada açıklanan gerekli istikrar elde edebilirsiniz bir cihazdır. Bu cihaz, dikey düzlemde örnek hareketin zaman içinde gözlem izin verir. Silikon kauçuk ısıtıcı montajı aynı zamanda örnek davranıştaki sıcaklık varyasyonunun etkisini gözlemlemek için de mümkün hale gelmiştir. Sıcaklık verileri Wi-Fi ile bir internet sunucusuna aktarılır ve sıcaklık ayarları ve günlük izleme, bir PC veya akıllı telefondan uzaktan kontrol edilebilir. Bizim bilgimize göre, 90 ° tarafından eğilmiş bir yan eğimli mikroskop bağlı sahne henüz önceki çalışmalarda rapor edilmedi.
Mikroskop sahne üç alüminyum plaka oluşur. Orta alüminyum plaka, sahneye takılan alt alüminyum plakaya monte edilmiştir. Sıcaklık sensörünü içeren silikon kauçuk orta ve üst alüminyum plakalar arasında takılır. Kauçuk Bantlar numuneyi yapıştırabilir. Pençeleri, kauçuk bantların güvenliğini sağlamak için üst alüminyum plakanın sol ve sağ dört noktaya eklenir. Sıcaklık regülatörünün kontrol devresi, silikon kauçuktan gömülü sıcaklık sensöründen bir sinyal alır ve darbe genişliği modülasyonu (PWM) yöntemiyle elektrik gücünü modüle eder. Sıcaklık 1 °C artışlarla kademeli olarak 50 °C ‘ ye yükseltilebilir. Bu cihaz, dikey örnek hareketleri sıcaklığa bağlı olabilir uygulamalar için yararlıdır.
Bu raporda diatomların yüzen fenomen üzerinde sıcaklık etkileri örnekleri sağlar. Diatom gözlem çalışmaları örnekleri, hücre kümeleri sedimentasyon hızı ölçümleri, hareket analizleri, Ultrafine yapı çalışmaları, vb bildirilmiştir14,15,16,17 , 18 , 19 , 20 tane , 21 , 22 , 23. fotosentetik organizmalar ile suda yüzen diatomların spesifik yerçekimi su daha biraz daha yüksektir, bu yüzden lavabo eğilimindedir; Ancak, hatta hafif konveksiyon meydana ise yükselecektir. Bu fenomeni incelemek için, bir cam slayt mikroskop aşamasına dikey olarak yapıştırılmıştır ve artan sıcaklığın diatom dikey hareketine etkileri gözlenmektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Diatom hücrelerinin hareketli yörünge Analizi diatom motilitesi değerlendirmek için yararlı bir yaklaşımdır. Ancak normal olarak ters çevrilmiş bir mikroskop, numuneleri yatay olarak gözlemlerken, yerçekimi veya yüzen hareketin dikey yönde etkisini gözlemler için uygun değildir. Burada geliştirilen ve açıklanan sıcaklık kontrolü ile dikey bir mikroskop sahne ve 90 ° tarafından döndürülmüş bir ters mikroskop, bağlı. Sıcaklık kontrolü ile bu mikroskop sahne diatom hücrelerinin sıcaklı…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarların hiçbir onayı yok.
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).
