Un nuevo flujo de trabajo para el muestreo y la digitalización de núcleos de incremento
27 de septiembre de 2024
Presentamos un protocolo para utilizar monturas impresas en 3D para fijar núcleos de incremento en el campo sin necesidad de desempaquetarlos y pegarlos en monturas de madera. El nuevo soporte GSC permite colocar los núcleos en un micrótomo central para cortar su superficie y transferirlos directamente a la captura de imagen digital.
Con el desarrollo de nuevos dispositivos, pretendemos ampliar los límites en la investigación de los anillos de los árboles. La aplicación de software de modelado 3D e impresoras 3D permite un desarrollo rápido y barato de nuevos dispositivos. Uno de ellos es el sistema de captura de imágenes, Skippy, que permite digitalizar la superficie del curso en alta resolución y en poco tiempo.
Por lo general, cuando se muestrean en dendroecología, dendrogeomorfología o dendroclimatología, muestreamos árboles en regiones remotas como regiones de latitudes muy altas y donde también las condiciones climáticas son duras. Así que ahorrar tiempo es muy importante y adoptando este protocolo ahorraremos tiempo, que es dinero. La aplicación de nuestro protocolo permitirá producir conjuntos de datos más grandes en menos tiempo.
Descripción general
Este artículo presenta un protocolo para utilizar soportes impresos en 3D que aseguran núcleos de incremento en el campo, agilizando el proceso de preparación de muestras para su análisis. El innovador portador GSC permite la transferencia directa a un microtomo de núcleos para imágenes de alta resolución.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Dendroecología
- Dendrogeomorfología
- Dendroclimatología
Antecedentes
- La investigación de los anillos de los árboles suele realizarse en entornos remotos y hostiles.
- Los métodos tradicionales requieren mucho tiempo y recursos para la preparación de muestras.
- La tecnología de impresión 3D ofrece una solución rentable para el desarrollo de nuevas herramientas de investigación.
- La obtención de imágenes de alta resolución es fundamental para un análisis dendrocronológico preciso.
Objetivo del estudio
- Mejorar la eficiencia en el muestreo y análisis de anillos de árboles.
- Desarrollar un método confiable para preparar testigos de incremento en condiciones de campo difíciles.
- Producir conjuntos de datos más grandes en períodos de tiempo más cortos.
Métodos Utilizados
- Modelado e impresión 3D de portanúcleos.
- Uso de un taladro inalámbrico para la extracción de núcleos.
- Inclusión de núcleos en parafina para su estabilización.
- Imagen de alta resolución mediante el sistema Skippy.
Resultados principales
- El nuevo diseño del soporte simplifica el proceso de preparación del testigo.
- Se lograron imágenes de alta resolución de las superficies del testigo, lo que permite un análisis detallado.
- El protocolo reduce significativamente el tiempo invertido en campo y en laboratorio.
- Las imágenes nítidas facilitaron la identificación precisa de los límites de los anillos.
Conclusiones
- El protocolo desarrollado mejora la eficiencia de la investigación en anillos de árboles.
- La tecnología de impresión 3D resulta beneficiosa para la creación de herramientas de investigación.
- La obtención de imágenes de alta resolución es esencial para avanzar en los estudios dendrocronológicos.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Los flujos de trabajo digitalizados de núcleos de incremento, que utilizan soportes impresas en 3D y sistemas de imagen de alta resolución, permiten un procesamiento rápido y reproducible de muestras para la generación de datos biológicos a gran escala. Este enfoque posibilita análisis cuantitativos de alta capacidad de características estructurales, facilitando pruebas de hipótesis robustas y la comparabilidad entre estudios. El flujo de trabajo está estratégicamente posicionado para mejorar la confianza predictiva y la eficiencia operativa en las etapas iniciales del descubrimiento y en las líneas de investigación traslacional.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite un muestreo y digitalización estandarizados para el análisis estructural cuantitativo.
- Apoya la interrogación basada en hipótesis de patrones de crecimiento biológico y respuestas.
- Facilita la generación de datos reproducibles para la reducción de riesgos mecanicistas y la validación de objetivos.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Prepara muestras digitales validadas y de alta resolución para flujos de trabajo de análisis basados en imágenes posteriores.
- Mejora la reproducibilidad y escalabilidad del ensayo mediante el manejo estandarizado de muestras y la adquisición de imágenes.
- Permite la medición cuantitativa confiable de características estructurales para aplicaciones de cribado.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Proporciona continuidad desde el muestreo de campo hasta el análisis de laboratorio, apoyando el descubrimiento traslacional de biomarcadores.
- Alinea las salidas digitales con los requisitos de modelos preclínicos para la integración entre estudios.
- Reduce cuellos de botella operativos, apoyando decisiones de avance ajustadas al riesgo.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
Este flujo de trabajo integra desde el muestreo de campo hasta la imagen digital, apoyando las etapas iniciales de descubrimiento, cribado e investigación traslacional.
- Biología del Descubrimiento: Permite pruebas cuantitativas de hipótesis y aclaración de vías mediante datos estructurales digitalizados.
- Selección: Proporciona imágenes reproducibles y de alta resolución adecuadas para análisis automatizado o manual.
- Análisis: Ofrece resultados cuantitativos para la comparación estadística de condiciones biológicas.
- Investigación Traducional: Apoya la continuidad y comparabilidad entre estudios preclínicos y traslacionales.
- Reutilización Empresarial: Establece un flujo de trabajo escalable y reutilizable para diversas necesidades de muestreo biológico.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista mediante datos estandarizados y cuantitativos.
- Valor operativo: Mejora la reproducibilidad, la escalabilidad y la eficiencia temporal en el procesamiento de muestras.
- Valor estratégico: Mejora la calidad de las decisiones de avance o interrupción del proyecto y la eficiencia del capital al permitir conjuntos de datos más amplios y confiables.
- Impacto en la cartera: Facilita la priorización y el avance ajustados al riesgo en programas de descubrimiento y traslación.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en modelado 3D, impresión y sistemas de imagen de alta resolución.
- Necesita acceso a microtomos compatibles, plataformas de imagen y software analítico.
- Exige estandarización entre equipos para el manejo de muestras y la gestión de datos.
- Adaptable a diversos tipos de muestras biológicas, considerando los requisitos específicos del modelo.
- Depende de infraestructura para almacenamiento digital de datos y análisis de imágenes.
Preguntas frecuentes sobre biofármacos
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
