Ein neuer Workflow für die Probenahme und Digitalisierung von inkrementellen Kernen
September 27th, 2024
Wir stellen ein Protokoll vor, um 3D-gedruckte Halterungen zu verwenden, um inkrementelle Kerne im Feld zu fixieren, ohne dass sie ausgepackt und auf Holzhalterungen geklebt werden müssen. Der neue GSC-Halter ermöglicht es, die Kerne in ein Kernmikrotom zu legen, um ihre Oberfläche zu schneiden und sie direkt in die digitale Bildaufnahme zu übertragen.
Mit der Entwicklung neuer Geräte wollen wir die Grenzen der Jahrringforschung verschieben. Der Einsatz von 3D-Modellierungssoftware und 3D-Druckern ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Entwicklung neuer Geräte. Eines davon ist das Bilderfassungssystem Skippy, das es ermöglicht, die Oberfläche des inkrementellen Kurses in hoher Auflösung und kurzer Zeit zu digitalisieren.
Normalerweise beproben wir bei der Probenahme in Dendroökologie, Dendrogeomorphologie oder Dendroklimatologie Bäume in abgelegenen Regionen wie Regionen mit sehr hohen Breiten, in denen auch die klimatischen Bedingungen rau sind. Es ist also sehr wichtig, Zeit zu sparen, und wenn wir dieses Protokoll anwenden, sparen wir Zeit, die Geld ist. Die Anwendung unseres Protokolls wird es ermöglichen, größere Datensätze in kürzerer Zeit zu produzieren.
Übersicht
Dieser Artikel präsentiert ein Protokoll zur Verwendung von 3D-gedruckten Halterungen zur Sicherung von Zuwachskernen im Feld und vereinfacht den Prozess der Probenvorbereitung für die Analyse. Der innovative GSC-Halter ermöglicht die direkte Übertragung auf ein Kernmikrotom für hochauflösende Bildgebung.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Dendroökologie
- Dendrogeomorphologie
- Dendroklimatologie
Hintergrund
- Baumringforschung findet oft in abgelegenen und rauen Umgebungen statt.
- Traditionelle Methoden erfordern viel Zeit und Ressourcen für die Probenvorbereitung.
- 3D-Drucktechnologie bietet eine kostengünstige Lösung für die Entwicklung neuer Forschungswerkzeuge.
- Hochauflösende Bildgebung ist entscheidend für genaue dendrochronologische Analysen.
Zweck der Studie
- Zur Verbesserung der Effizienz bei der Probenahme und Analyse von Baumringen.
- Zur Entwicklung einer zuverlässigen Methode zur Vorbereitung von Zuwachskernen unter schwierigen Feldbedingungen.
- Zur Erzeugung größerer Datensätze in kürzeren Zeiträumen.
Verwendete Methoden
- 3D-Modellierung und Druck von Kernhaltern.
- Verwendung eines Akku-Bohrers für die Kernextraktion.
- Einbettung von Kernen in Paraffin zur Stabilisierung.
- Hochauflösende Bildgebung mit dem Skippy-System.
Hauptergebnisse
- Das neue Halterdesign vereinfacht den Kernvorbereitungsprozess.
- Hochauflösende Bilder von Kernoberflächen wurden erzielt, was eine detaillierte Analyse ermöglicht.
- Das Protokoll reduziert den Zeitaufwand im Feld und Labor erheblich.
- Klare Bilder erleichterten die präzise Identifizierung von Ringgrenzen.
Schlussfolgerungen
- Das entwickelte Protokoll verbessert die Effizienz der Baumringforschung.
- 3D-Drucktechnologie erweist sich als vorteilhaft für die Erstellung von Forschungswerkzeugen.
- Hochauflösende Bildgebung ist wesentlich für den Fortschritt dendrochronologischer Studien.
Häufig gestellte Fragen
Executive Industry Relevance
Digitized increment core workflows using 3D-printed holders and high-resolution imaging systems enable rapid, reproducible sample processing for large-scale biological data generation. This approach supports high-throughput, quantitative analysis of structural features, facilitating robust hypothesis testing and cross-study comparability. The workflow is strategically positioned to enhance predictive confidence and operational efficiency in early discovery and translational research pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables standardized sampling and digitization for quantitative structural analysis.
- Supports hypothesis-driven interrogation of biological growth patterns and responses.
- Facilitates reproducible data generation for mechanistic de-risking and target validation.
Screening & Assay Development
- Prepares validated, high-resolution digital samples for downstream image-based analysis workflows.
- Improves assay reproducibility and scalability through standardized sample handling and imaging.
- Enables reliable, quantitative measurement of structural features for screening applications.
Translational & Preclinical Research
- Provides continuity from field sampling to laboratory analysis, supporting translational biomarker discovery.
- Aligns digital outputs with preclinical model requirements for cross-study integration.
- Reduces operational bottlenecks, supporting risk-adjusted advancement decisions.
Pipeline & Workflow Integration
This workflow integrates from field sampling through digital imaging, supporting early discovery, screening, and translational research stages.
- Discovery Biology: Enables quantitative hypothesis testing and pathway clarification via digitized structural data.
- Screening: Delivers reproducible, high-resolution images suitable for automated or manual analysis.
- Analytics: Provides quantitative outputs for statistical comparison of biological conditions.
- Translational Research: Supports continuity and comparability across preclinical and translational studies.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, reusable workflow for diverse biological sampling needs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity through standardized, quantitative data.
- Operational Value: Enhances reproducibility, scalability, and time efficiency in sample processing.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and capital efficiency by enabling larger, more reliable datasets.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement across discovery and translational programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in 3D modeling, printing, and high-resolution imaging systems.
- Needs access to compatible microtomes, imaging platforms, and analytical software.
- Demands cross-team standardization for sample handling and data management.
- Adaptable to various biological sample types with consideration for model-specific requirements.
- Dependent on infrastructure for digital data storage and image analysis.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:13
Creating the GSC‐Holder Using 3D Modeling Software
1:58
Extracting, Stabilizing, and Transporting Increment Cores in the Field
3:26
Preparing the Mounted Cores in the Lab for Digitizing the Cores
5:06
Digitizing the Core Surfaces for Analysis and Storage of Cores
