Method Article

التحديد الكمي للكائنات الحية الدقيقة في تركيزات منخفضة باستخدام المجهر المجسم الرقمي (DHM)

DOI:

10.3791/56343

⸱

November 1st, 2017

 ,  ,  ,  , 
1Department of Medical Engineering, California Institute of Technology, 2Department of Earth Sciences, University of Southern California, 3Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الميكروسكوب المجسم الرقمي (DHM) هو تقنية حجمي يسمح تصوير العينات X 50-100 أكثر سمكا من الفحص المجهري برايتفيلد في القرار قابلة للمقارنة، مع التركيز ما بعد المعالجة. هنا يستخدم اضعا لتحديد وفرز الأصوات، وتتبع الكائنات المجهرية في جداً منخفضة الكثافة والمقارنة مع قياسات الكثافة البصرية ولوحة العد والعد المباشر.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد كشف بدقة وفرز العينات البكتيرية متفرق العديد من التطبيقات في الأغذية والمشروبات، والصناعات الدوائية، في التشخيص الطبي، والكشف عن الحياة الروبوتية بعثات أخرى الكواكب وأقمار النظام الشمسي. حاليا، يتم حسابها العينات البكتيرية متفرق طريق الثقافة الطلاء أو ابيفلوريسسينسي المجهري. لوحات الثقافة تتطلب فترة طويلة حضانة مرات (أيام إلى أسابيع)، والفحص المجهري ابيفلوريسسينسي يتطلب تلطيخ مكثفة وتركيز العينة. هنا، نحن توضح كيفية استخدام الفحص المجهري خارج المحور الرقمي المجسم (DHM) لتعداد البكتيريا في الثقافات مخفف جداً (100-104 خلايا/مل). أولاً، هو مناقشة بناء اضعا مخصصة، جنبا إلى جنب مع تعليمات مفصلة حول بناء وسيلة منخفضة التكلفة. وتناقش مبادئ التجسيدي، ويتم استخدام نموذج إحصائي لتقدير كم من الوقت ينبغي أن أشرطة الفيديو للكشف عن الخلايا، استناداً إلى خصائص الأداء البصري للصك وتركز الحل البكتيرية (الجدول 2) . فيديو الكشف عن الخلايا في 105، 104، 103و 100 خلايا/مل يتجلى في الوقت الحقيقي باستخدام الصور المجسمة الأمم المتحدة أعيد بناؤها. ويتجلى الإعمار الصور السعة والمرحلة باستخدام حزمة برمجيات المصدر المفتوح.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تحديد دقة التهم البكتيرية في عينات مخفف جداً أمر حاسم في العديد من التطبيقات: هي أمثلة قليلة على الماء والغذاء نوعية التحليل1،2،3؛ الكشف عن العوامل الممرضة في الدم أو السائل الدماغي النخاعي البصاق4،5؛ إنتاج المستحضرات الصيدلانية، بما في ذلك الماء المعقم6؛ وتحليل المجتمع البيئي في البيئات oligotrophic مثل مفتوحة المحيط والرواسب7،،من89. هناك أيضا اهتمام متزايد في الكشف عن إمكانية الحياة الميكروبية قائما ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1-النمو وتعداد البكتيريا

ملاحظة: وهذا ينطبق على ما يقرب من أي سلالة بكتيرية نمت في المتوسط المناسبة 36. في المثال الخاص بنا، نحن نستخدم ثلاث سلالات: السراتية marcescens كسلالة مختبر شخصية مشتركة، من السهل؛ وسلالة بيئية أصغر حجماً ومتحركة عالية، السيد أونيدينسيس شيوانيلا-1. مقارنة كشف متحركة مقابل الخلايا غير متحركة، وغير متحركة متحولة شيوانيلا، Δ فلجم، يستخدم أيضا للمقارنة بين 37. وتزرع جميع سلالات في مرق ليسوجيني (رطل)-

  1. تحضير العقيمة رطل المتوسطة (لتر من الماء المقطر: تريبتوني بكتو ز 10، 5 غ بكتو الخميرة، 10 جرام كلوريد الصوديوم؛ أو عامل تصفية أو اﻷوتو....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وتبين النتائج أن القدرة على اكتشاف البكتيريا الحية والميتة عند مستويات منخفضة جداً من اضعا. ينبغي أن يكون العدد من البكتيريا عد يتسق مع النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام التهم الدائرة ولوحة العد بيتروف-هاوزر. الأساليب الإحصائية القياسية توفر معلومات حول الدقة أساليب الكشف عن مختلف في تركيزات البكتيرية المختلفة.

ويبين الشكل 1 قاعة العد بيتروف-هوسير المستخدمة فضلا عن المجهرية قاعة الفرز الذي يتم ا.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

إعادة البناء العددي من الهولوغرام: لتعمير الهولوغرام العددية، يتم استخدام الأسلوب الطيف الزاوي (ASM). ويشمل هذا الالتواء من الصورة الثلاثية الأبعاد مع الدالة الأخضر اضعا. يمكن حساب واجهة الموجه المعقدة للصورة في طائرة خاصة تنسيق باستخدام "نظرية فورييه الالتواء" كالتالي:

figure-discussion-1(1)

حيث figure-discussion-2 هو عامل "تحويل فورييه"،

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب تقر Gordon وبيتي مور مؤسسة المنح 4037 و 4038 إلى "معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا" لتمويل هذا العمل.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
خميرة باكتوBD Biosciences212750
باكتو تريبتونBD Biosciences211705
كلوريد الصوديومسيجما ألدريتش7710العديد من الخيارات للشراء
Bacto AgarBD Biosciences214010
أطباق بتري 10 سمVWR10053-704
15 مل أنابيب زراعةفالكون ( Corning Life Sciences)352002الغطاء الفضفاض
علوم المجهر الإلكتروني3920
10 مل محاقنBD Biosciences309604طرف Luer-Lok غير ضروري
ذكر لور إلى 1/16 "تركيب شائكMcMaster-Carr51525K291
قابل للتعقيم 1/16" معرف أنابيب PVC لتدفقNalgene8000-0004تباع حسب الطول ، وشراء وفقا لذلك
مضخة حقنةHarvard ApparatusPHD 2000
غرفة عينةمخصصةn / aانظر قسم المواد
المجهر المجسممخصصn / aانظر والاس وآخرون.
برنامج مفتوح المصدرمخصصhttps://github.com/bmorris3/shampoo
غرفة Petroff-Hauser ذات

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Akineden, O., Weirich, S., Abdulmawjood, A., Failing, K., Buelte, M. Application of a Fluorescence Microscopy Technique for Detecting Viable Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis Cells in Milk. Food Anal. Methods. 8, 499-506 (2015).
  2. Deibl, J., Paulsen, P., Bauer, F. Rapid enumeration of total aerobic microbial counts on meat and in meat products by means of the direct epifluorescence filter technique. Wien Tierarztl Monat. 85, 327-333 (1998).
  3. Huang, J., Li, Y., Slavik, M. F., Tao, Y., Huff, G. R.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Digital Holographic MicroscopyBacterial DetectionLow Concentration EnumerationHologram ReconstructionPetroff Hausser ChamberCFU PlatingSerial DilutionSyringe Pump FlowMedium Subtracted FilteringCell Density Calculation

Related Articles