تم تطوير جهاز مجهري للصور البصرية في الموقع لمراقبه حجم الخلايا المفردة مباشره في تعليق الخلية. يتم اجراء القياس في الوقت الحقيقي عن طريق اقتران المسبار البصري القابل لتعقيم الصور بتحليل تلقائي للصور. تظهر التغيرات المورفولوجية مع الاعتماد علي حاله النمو والظروف الزراعية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
في الموقع المجهر لتحديد في الوقت الحقيقي من المورفولوجية خليه واحده في العمليات الحيوية
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
ويقتصر الرصد في الموقع في العمليات البيولوجية الميكروبية في الغالب علي الخواص الكيميائية والفيزيائية لهذه الوسيلة (مثلا، قيمه الأس الهيدروجيني وتركيز الأكسجين المذاب). ومع ذلك ، فان المورفولوجية من الخلايا يمكن ان يكون مؤشرا مناسبا للظروف المثلي ، لأنه يتغير مع الاعتماد علي حاله النمو ، وتراكم المنتجات والإجهاد الخلية. وعلاوة علي ذلك ، فان توزيع حجم الخلية الواحدة لا يوفر فقط معلومات عن ظروف الزراعة ، ولكن أيضا عن عدم تجانس السكان. وللحصول علي هذه المعلومات ، تمتطوير جهاز مجهري للصور البصرية في الموقع للتمكين من رصد توزيع حجم الخلية الواحدة مباشره في تعليق الخلية في المفاعلات الحيوية. ويقترن التحليل الألى للصور بالمجهر القائم علي نموذج الشبكة العصبية ، الذي يتم تدريبه باستخدام صور مشروحه من قبل المستخدم. وترتبط العديد من المعلمات ، والتي تكتسب من لقطات من المجهر ، لمعالجه الميزات ذات الصلة من الخلايا ، مثل نشاطهم الأيضي. حتى الآن ، تم تطبيق سلسله التحقيق المجهري المقدمة في الموقع لقياس حجم بيليه في تعليق الفطريات الخيطية. تم استخدامه لتمييز حجم الخلية الواحدة في زراعه الطحالب الدقيقة وربطها بتراكم الدهون. وكان شكل الجزيئات الخلوية المرتبطة في مهدها في ثقافات الخميرة. ويمكن تقسيم تحليل المجهر عموما إلى ثلاث خطوات: ' 1 ' اكتساب الصور ، ' 2 ' تحديد الجسيمات ، و ' 3 ' تحليل البيانات ، علي التوالي. ويتعين تكييف جميع الخطوات مع الكائن الحي ، التالي يلزم تقديم معلومات محدده مشروحه من أجل تحقيق نتائج موثوق بها. وتمكن القدرة علي رصد التغيرات في شكل الخلية مباشره في الخط أو علي الخط (بالمرور المباشر) القيم الانيه للرصد والمراقبة ، وفي تطوير العمليات وكذلك في نطاق الإنتاج. ان ال [أوت لين ] معطيات يرتبط مع ال [رل-تيم] معطيات, الحالية مملة من خط قياسات مع تاثيرات مجهوله علي الخلية حجم يصبح غنيه.
المقدمة
وغالبا ما ترتبط الخصائص المورفولوجية للخلايا بالحالة الفسيولوجية ، وهناك اتصال بين الشكل والوظيفة للعديد من التطبيقات. ويتاثر تشكل الخلية الواحدة بحاله النمو ، وعمر الخلية ، والإجهادات الخلوية المحتملة الأخرى أو تراكم المنتجات. وغالبا ما تكون التغيرات المورفولوجية للخلايا مقياسا لحيوية نمو الثقافة. توليف المنتجات داخل الخلايا, تراكم الدهون في الطحالب وإدماج تشكيل الجسم في البكتيريا, من بين أمور أخرى, ترتبط مع حجم الخلية وكذلك. خليه تكتل يستطيع كنت أخرى عامل ان يكون جديرة يتحرى بما ان يلخص مؤخرا2.
يمكن تحديد كميه التغاير السكانية استنادا إلى الخصائص المورفولوجية للخلايا الفردية. وأظهرت الدراسات ان عدم التجانس داخل الث....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
ملاحظه: الخطوات التالية ضرورية لتكييف المعلمات إلى الكائنات المجهرية والظروف الثقافية الخاصة. تعديل إعدادات المسبار يستمر حوالي 20 دقيقه لمستخدم من ذوي الخبرة. ويرد وصف مفصل للأدوات والخطوات في دليل التحقيق المقابل من SOPAT GmbH. بشكل عام ، هناك حاجه إلى الاداات التي يتم تقديمها في البروتوكول التالي: ' 1 ' المسبار المراقب لاجراء التعديلات والحصول علي الصور ؛ ' 2 ' فيجي (ImageJ) للاطلاع علي الشروح المتعلقة بالصور المكتسبة ؛ ' 3 ' دعم سوات للتدريب علي الشبكة العصبية الاصطناعية وإنشاء تدفق العمل ؛ ' 4 ' Batcher لمعالجه مجموعه البيانات باستخدام الصور المكتسبة بالفعل مع سير العمل ؛ ' 5 ' محلل النتائج لتصور النتائج وتقييمها علي ا....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تم بنجاح الكشف عن حجم الخلية في ثقافات الخميرة مع ISM والكشف الألى للصور للتمييز بين الخلايا الناشئة وغير الناشئة. كل من كثافة القوه الضاربة واختيار فجوه القياس لديها مجموعه من التسامح ، والتي لا يتاثر تعريف الجسيمات. علي سبيل المثال ، تم قياس الخلايا s. سيريفيسياي مع كثافة القوي المختلفة داخل نطاق التباين من 11 ٪ في تركيز الكتلة الحيوية الجافة من 4 ز L-1. وقد وفرت الصور المناظرة حدودا حاده للخلايا ، ولذلك كان تحديد الجسيمات ممكنا مع وجود اختلاف مقبول في حجم الخلية (1 .......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
وقد استخدمت ISM كما قدمت هنا مع نفس أو أجهزه مشابهه جدا لقياس ديناميات مورفولوجيك من الفطريات والطحالب المجهرية ، وخلايا الخميرة ، والتي مكنت تحديد نشاط النمو ، وفي حاله الطحالب ، تراكم المنتج داخل الخلايا. جهاز الاستشعار ليس لديه أجزاء المنقولة وقابله للتطبيق مباشره في اي معيار دبابة يحركها المفاعل الحيوي ، اما من خلال منفذ القياسية أو في التعقيم عن طريق تمرير. منذ الخميرة هو أصغر بكثير من الطحالب ، والحد من حجم الخلية المطلوبة بعض التكيفات الاجهزه الاخيره مثل دقه الكاميرا اعلي والاضاءه عن طريق الإرسال من أجل الحصول علي.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
وليس لدي أصحاب البلاغ ما يعلنونه.
شكر وتقدير
المؤلفات شاكره للدعم من الوزارة المانيه فيديرالية علم اقتصاد وطاقة ضمن الإطار [زيم-كووب], مشروع "ذكية عمليه تفتيش", هبه لا. ZF 4184201CR5.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مستشعر MM 2.1 - MFC | SOPAT GmbH ، ألمانيا | n.a.مسبار | مجهري أحادي العين مضمن الإصدار 2.1 مع إصدار Mirco Flow Cell |
| Sofware v1R.003.0092 | SOPAT GmbH ، ألمانيا | n.a.مقياس | |
| السماكة | n.n.يمكن | أن يكون أي مورد ، DIN 2275: 2014-03 | |
| الإيثانول 70٪ | n.n.يمكن | أن يكون أي مورد | |
| SOPAT النسخة اليدوية 2.0.5 | SOPAT GmbH ، ألمانيا | ||
| ورق العدسة البصرية | VWR | 470150-460 | |
| فيجي ، ImageJ | مفتوح المصدر | ||
| 50 مل أنابيب | أن يكون أي مورد |
المراجع
- Maaß, S., Rojahn, J., Hänsch, R., Kraume, M. Automated drop detection using image analysis for online particle size monitoring in multiphase systems. Computers & Chemical Engineering. 45, 27-37 (2012).
- Lemoine, A., Delvigne, F., Bockisch, A., Neubauer, P., Junne, S.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
