Name: Fabricación de la etapa del microscopio para la observación vertical con la función de control de temperatura (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-31T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 21 s
Description: Aprenda a fabricar una etapa de microscopio vertical con control de temperatura para observar dinámicas de muestras biológicas bajo gravedad. Este método permite estudiar comportamientos dependientes de temperatura en organismos como diatomeas.

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Los autores no tienen reconocimientos.

<ol><li>Drum, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron+Microscope+Observations+of+Diatos%5BTitle%5D)+AND+%22Osterreichische+Botanische+Zeitschrift%22%5BJournal%5D)">Electron Microscope Observations of Diatos.</a> Osterreichische Botanische Zeitschrift. 116, 321(1969).</li>
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<li>Edgar, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mucilage+Secretions+of+Moving+Diatoms%5BTitle%5D)+AND+%22Protoplasma%22%5BJournal%5D)">Mucilage Secretions of Moving Diatoms.</a> Protoplasma. 118, 44-48 (1983).</li>
<li>Edgar, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diatom+Locomotion%5BTitle%5D)+AND+%22Computer-Assisted+Analysis+of+Cine+Film+British+Phycological+Journal%22%5BJournal%5D)">Diatom Locomotion.</a> Computer-Assisted Analysis of Cine Film British Phycological Journal. 14, 83-101 (1979).</li>
<li>Iversen, M. H., Ploug, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature+effects+on+carbon-specific+respiration+rate+and+sinking+velocity+of+diatom+aggregates+-+potential+implications+for+deep+ocean+export+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeosciences%22%5BJournal%5D)">Temperature effects on carbon-specific respiration rate and sinking velocity of diatom aggregates - potential implications for deep ocean export processes.</a> Biogeosciences. 10, 4073-4085 (2013).</li>
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</ol>

Los autores no tienen conflictos que revelar.

El análisis de trayectoria de las células diatomeas móviles es un enfoque útil para evaluar la motilidad del diatomea. Sin embargo, mientras que un microscopio invertido normal observa muestras horizontalmente, no es adecuado para observaciones de la influencia de la gravedad o el movimiento flotante en la dirección vertical. Desarrollado y descrito aquí es una etapa vertical del microscopio con control de temperatura y unido a un microscopio invertido, que ha sido girado 90o. Esta etapa del microscopio con control de te...

La microscopía óptica es una técnica empleada para aumentar los detalles observables mediante el aumento de una muestra con lentes y luz visible. En la microscopía óptica, la luz se dirige a una muestra y luego se transmite, refleja o fluorescente, la luz se captura mediante lentes de aumento para la observación. Hay varios tipos de microscopio disponibles que difieren en el diseño para adaptarse a diferentes usos y métodos de observación. Los diferentes diseños incluyen un microscopio vertical, que está estructurado para iluminar una muestra desde abajo para la observación desde arriba, y un microscopio invertido, que ilumina la muestra desde arriba para la observación desde abajo. Los microscopios verticales son el diseño más común y ampliamente utilizado. Los microscopios invertidos se utilizan a menudo para observar muestras que no pueden permitir que una lente se cierre a distancia desde arriba, como células cultivadas adherentes a la parte inferior de un recipiente. Muchos grupos de investigación han reportado observaciones en una amplia gama de campos utilizando microscopios invertidos1,2,3,4,5,6,7. También se han desarrollado muchos dispositivos adicionales que aprovechan las características de los microscopios invertidos8,9,10,11,12,13 .
Actualmente, en todos los diseños de microscopio convencionales, la etapa del microscopio es horizontal y por lo tanto no es adecuada para la observación de muestras que producen movimiento en el plano vertical, (debido a la gravedad, flotabilidad, movimiento, etc.). Para que estas observaciones sean posibles, la etapa del microscopio y la trayectoria de la luz deben girarse a vertical. La etapa vertical es necesaria para montar verticalmente diapositivas de vidrio o recipientes de muestra como un platos Petri al escenario. Para hacer frente a esto, ya se ha ideado un microscopio invertido lateralmente inclinado en 90o. Sin embargo, la fijación de muestras con cinta u otros adhesivos no produce la necesaria inmovilidad a largo plazo. Aquí se describe un dispositivo que puede lograr la estabilidad necesaria. Este dispositivo permite la observación en el tiempo del movimiento de la muestra en el plano vertical. El montaje de un calentador de caucho de silicio también ha hecho posible observar la influencia de la variación de temperatura en el comportamiento de la muestra. Los datos de temperatura se transfieren a un servidor de Internet mediante Wi-Fi, y los ajustes de temperatura y la supervisión de registros se pueden controlar de forma remota desde un PC o smartphone. Según nuestro conocimiento, la etapa unida a un microscopio inclinado lateralmente 90o aún no se ha reportado en estudios anteriores.
La etapa del microscopio se compone de tres placas de aluminio. La placa de aluminio central está montada en la placa de aluminio inferior que se une al escenario. El caucho de silicona que contiene el sensor de temperatura se une entre las placas de aluminio medio y superior. Las bandas de goma se utilizan para fijar la muestra. Las garras se fijan en los cuatro puntos izquierdo y derecho de la placa superior de aluminio para asegurar las bandas de goma. El circuito de control del regulador de temperatura recibe una señal del sensor de temperatura integrado en caucho de silicona y modula la energía eléctrica mediante el método de modulación de ancho de pulso (PWM). La temperatura se puede aumentar gradualmente a 50 oC en incrementos de 1 oC. Este dispositivo es útil para aplicaciones en las que los movimientos de muestra verticales pueden depender de la temperatura.
Este informe proporciona ejemplos de efectos de temperatura en el fenómeno flotante de las diatomeas. Como ejemplos de estudios de observación de la diatomea, mediciones de la velocidad de sedimentación de los cúmulos celulares, análisis de movimiento, estudios de estructura ultrafina, etc. se han reportado14,15,16,17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23. La gravedad específica de las diatomeas que flotan en el agua con organismos fotosintéticos es ligeramente superior a la del agua, por lo que tienden a hundirse; sin embargo, se levantarán si incluso se está produciendo una ligera convección. Para estudiar este fenómeno, se fija un portaobjetos de vidrio verticalmente a una etapa del microscopio, y se observan los efectos del aumento de la temperatura en el movimiento vertical diatomea.

<table><tbody><tr><td>Adaptador de CA 12V2A</td><td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td><td>AD-D120P200</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>ADS1015 Sustrato</td><td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td><td>adafruit ID DE PRODUCTO: 1083</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>Placa de alminio (placa posterior)</td><td>Inoval Co., Ltd.</td><td>W 150 mm y veces; L 200?&veces; T 1.5mm</td><td>Gifu,</td></tr><tr><td>Japón Placa de Alminio (Placa Frontal)</td><td>Inoval Co., Ltd.</td><td>W 150 mm y veces; L 200?&veces; T 2mm</td><td>Gifu,</td></tr><tr><td>Japón Placa de Alminio (Placa Inferior Media)</td><td>Inoval Co., Ltd.</td><td>W 150 mm y veces; L 200?&veces; T 4mm</td><td>Gifu,</td></tr><tr><td>Japón Placa de Alminio (Placa Superior Media)</td><td>Inoval Co., Ltd.</td><td>W 150 mm y veces; L 200?&veces; T 5mm</td><td>Gifu,</td></tr><tr><td>Japón Pedestal de aluminio (placa inferior)</td><td>Inoval Co., Ltd.</td><td>D 100 mm y veces; T 3mm (30&Phi;)</td><td>Gifu, Japón</td></tr><tr><td>Pedestal de aluminio (placa superior)</td><td>Inoval Co., Ltd.</td><td>D 100 mm y veces; T 3mm (30&Phi;)</td><td>Gifu, Japón</td></tr><tr><td>Solución de nutrientes de agua dulce basal modificada en negrita</td><td>Sigma-Aldrich Co. LLC</td><td>B5282-500ML</td><td>St. Louis, EE. UU.</td></tr><tr><td>Caso del controlador</td><td>Marutsu Elec Co., Ltd.</td><td>pff-13-3-9</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>CPU</td><td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td><td>ESP-WROOM-02D</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>Microscopio invertido</td><td>Olympus Corporation</td><td>CKX 53</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>Adhesivo de resina epoxi de endurecimiento a baja temperatura</td><td>ThreeBond Co., Ltd.</td><td>TB2086M</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>Volumen semifijo multivuelta Tipo vertical 500 y Omega;</td><td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td><td>3296W-1-501LF</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>Módulo OLED</td><td>Akihabara Inc.</td><td>M096P4W</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>Corcho prensado (para electrodo de soporte)</td> <td>Tera Co., Ltd.</td><td>W 42 mm y veces; L 30?</td><td>Ishikawa, Japón</td></tr><tr><td>Corcho prensado (disco inferior)</td><td>Tera Co., Ltd.</td><td>D 100 mm y veces; T 0,5 mm (20 y phi;)</td><td>Ishikawa, Japón</td></tr><tr><td>Corcho prensado (disco superior)</td><td>Tera Co., Ltd.</td><td>D 100 mm y veces; T 2,5 mm (20 y phi;)</td><td>Ishikawa, Japón</td></tr><tr><td>Codificador rotativo con interruptor con LED de 2 colores</td><td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td><td>P-05772</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>Calentador de caucho de silicona</td><td>Three High Co., Ltd.</td><td>D 100 mm y veces; T 2,5 mm (20 y phi;)</td><td>Kanagawa, Japón</td></tr><tr><td>Sustrato</td><td>Seeed Technology Co., Ltd.</td><td>mh5.0</td><td>Shenzhen, China</td></tr><tr><td>Sensor de temperatura</td><td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td><td>NXFT15XH103FA2B050</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>Regulador de CC / CC de tres terminales 3.3 V</td><td>Marutsu Elec Co., Ltd.</td><td>BR301</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>Brazo flexible universal</td><td>Banggood Technology Co., Ltd.</td><td>YP-003-2</td><td>Hong Kong, China</td></tr><tr><td>Cable USB USB-A - MicroUSB</td><td>Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd.</td><td>CABLE USB A-MICROB</td><td>Tokio, Japón</td></tr><tr><td>Video Canera</td><td>Sony Corporation</td><td>HDR-CX590</td><td>Tokio, Japón</td></tr></tbody></table>

fabricación de la etapa del microscopio para la observación vertical con la función de control de temperatura

Fabrication of Microscope Stage for Vertical Observation with Temperature Control Function

Por lo general, las muestras se colocan en una etapa horizontal del microscopio para la observación microscópica. Sin embargo, para observar la influencia de la gravedad en una muestra o estudiar el comportamiento a flote, es necesario hacer que la etapa del microscopio sea vertical. Para lograrlo, se ha ideado un microscopio invertido lateralmente inclinado en 90o. Para observar muestras con este microscopio, los recipientes de muestra como platos Petri o toboganes de vidrio deben fijarse al escenario verticalmente. Se ha desarrollado un dispositivo que puede asegurar los contenedores de muestras en su lugar en una etapa vertical del microscopio, que se describe aquí. La fijación de este dispositivo a la etapa permite la observación de la dinámica de la muestra en el plano vertical. La capacidad de regular la temperatura utilizando un calentador de caucho de silicona también permite la observación de comportamientos de muestra dependientes de la temperatura. Además, los datos de temperatura se transfieren a un servidor de Internet. Los ajustes de temperatura y la supervisión del registro se pueden controlar de forma remota desde un PC o smartphone.

La Figura 2 muestra la distribución de la temperatura del calentador de caucho. La temperatura superficial del calentador de goma era uniforme a cada temperatura. La Figura 3 muestra la capacidad de respuesta de la temperatura medida para establecer los cambios de temperatura. La línea naranja muestra la temperatura establecida y la línea azul muestra el cambio de la temperatura de la muestra. El rebasamiento del valor medido al ...

Aquí se presenta un protocolo que utiliza una etapa de microscopio controlada por temperatura que permite montar un contenedor de muestras en un microscopio vertical.

Fabricación de la etapa del microscopio para la observación vertical con la función de control de temperatura

Samples are usually placed onto a horizontal microscope stage for microscopic observation. However, to observe the influence of gravity on a sample or ...

Este dispositivo se puede utilizar para fijar una muestra a una etapa de microscopio vertical para permitir la observación de la influencia de la gravedad y el trabajo en la muestra de interés. La fijación de este dispositivo a la etapa permite la observación de la dinámica de la muestra en el marco vertical y permite la observación de comportamientos de muestra dependientes de la temperatura. Para fabricar las placas de aluminio, utilice una máquina de procesamiento láser para cortar un agujero de 101 milímetros en el centro de una placa de aluminio de 150 por 200 por dos milímetros que se utilizará como placa de vanguardia.Haga garras en ocho puntos alrededor del exterior de la placa para permitir que dos bandas de goma se coloquen a lo largo de la longitud o la anchura de la placa. A continuación, cortar un agujero de 130 milímetros en el centro de una placa de aluminio de 150 por 200 por cinco milímetros para ser utilizado como la placa media-superior, y hacer ocho muescas para permitir la colocación de dos bandas de goma a lo largo de la longitud o anchura de la placa. A continuación, cortar un agujero de 130 milímetros en el centro de una placa de aluminio de 150 por 200 por cuatro milímetros para ser utilizado como la placa media-inferior, y cortar un agujero de 30 milímetros en el centro de una placa de aluminio de 150 por 200 por 1,5 milímetros para ser utilizado como placa base.Para fabricar los pedestales, corte un agujero de 30 milímetros en el centro de una placa de aluminio de 100 milímetros de diámetro y tres milímetros de espesor, y haga una muesca de 42 milímetros de ancho por 30 milímetros de profundidad en un lado de la placa. A continuación, corte un agujero de 30 milímetros en el centro de una placa de aluminio de 100 milímetros de diámetro y cuatro milímetros de espesor, y taladre tres agujeros de tres milímetros a 25 milímetros del centro de la placa y espaciados 120 grados entre sí. Para la fabricación de los discos de corcho prensado, utilice una máquina de corte por chorro de agua para cortar un agujero de 20 milímetros en el centro de un disco de corcho prensado de 100 milímetros de diámetro y dos milímetros de espesor, y haga una de 42 milímetros de ancho por 30 milímetros de profundidad y una muesca de cuatro milímetros de ancho por cinco milímetros de profundidad en cada lado del disco.A continuación, cortar un agujero de 20 milímetros en el centro de un disco de corcho prensado de 100 milímetros de diámetro, un milímetro de espesor, y hacer un 42 milímetros de ancho por 30 milímetros de profundidad y un cuatro milímetros de ancho por 40 milímetros de profundidad en cada lado del disco. A continuación, corte una placa de corcho prensado de 42 milímetros de ancho por 30 milímetros de profundidad de un disco de 100 milímetros de diámetro. Para fabricar un calentador de goma de silicona, corte un orificio de 20 milímetros en el centro de un disco de goma de silicona de 100 milímetros de diámetro y 2,5 milímetros de espesor con un cable nicromo incorporado.A continuación, apilar las piezas fabricadas como se ha demostrado, fijando las piezas apropiadas con tornillos o adhesivo según sea necesario. Utilice un cable dedicado para incorporar el calentador de goma y el calentador de la caja del controlador para conectar la etapa del microscopio al sistema, y utilice el controlador para equipar una señal Wi-Fi y controlar la corriente del calentador de goma. Después de construir el sistema, conecte el cable del termistor al terminal del sensor en la caja del controlador y reciba la señal de temperatura medida por el termistor.Utilice la perilla del mando para cambiar la temperatura ajustada. A continuación, transfiera la temperatura medida, ajuste la temperatura y la información de tiempo en la medición desde el controlador al servidor a través de Internet. Para analizar la muestra, coloque la muestra en la etapa del microscopio perpendicular a la superficie del suelo y utilice las cuatro garras longitudinales para asegurar la muestra con dos bandas de goma.Utilice el controlador para ajustar la temperatura a 40 grados centígrados y compruebe la temperatura en la pantalla. A continuación, pulse la perilla para iniciar el control de temperatura. El LED azul se iluminará, indicando el inicio del suministro de calor.En estas cifras, se muestran distribuciones de temperatura representativas del calentador de goma. La temperatura superficial del calentador de goma era uniforme a cada temperatura. Aquí, se muestra un ejemplo de la capacidad de respuesta de la temperatura medida para establecer los cambios de temperatura.La línea naranja indica la temperatura establecida, y la línea azul muestra el cambio de la temperatura de la muestra. Si el equipo se monta correctamente, el rebasamiento del valor medido al cambio de configuración suele ser pequeño y el seguimiento es rápido. En este experimento, se registró con éxito el movimiento vertical de las diatomeas dependientes de la temperatura, lo que permitió detectar el locus del movimiento vertical de las diatomeas.Los efectos de la convección térmica en el fenómeno flotante vertical de las células de diatomea podrían entonces visualizarse mediante observación directa. Cuando el sensor esté desconectado de la muestra, o si el microcontrolador no funciona correctamente, compruebe si la corriente del calentador se ha cortado del microcontrolador. Usando este método, se puede observar el efecto de los cambios de temperatura en el movimiento vertical de un organismo en el agua.Como la estructura de la parte de la etapa que se une al microscopio es complicada, estudios futuros abordarán la simplificación de esa estructura. Para enfriar las muestras a una temperatura inferior a la temperatura ambiente se requiere un dispositivo de refrigeración complicado que también está bajo consideración para el trabajo futuro.

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Investigación

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Ingeniería

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