Studio Locomotion quantitativa di Liberamente Nuoto microorganismi Uso diffrazione laser

L'obiettivo generale di questa procedura è misurare le frequenze di battitura di organismi microscopici che nuotano liberamente. Ciò si ottiene preparando prima un campione di vermi microscopici. Successivamente, viene preparata la configurazione ottica.

Quindi viene registrato il modello di diffrazione introdotto dagli organismi vivi. Infine, i dati registrati vengono analizzati per determinare le frequenze di nuoto. In definitiva, l'analisi di diffrazione viene utilizzata per mostrare i cambiamenti nei modelli di locomozione dei vermi non vincolati.

Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti come la microscopia tradizionale, è che i modelli di nuoto possono essere osservati mentre la specie si muove liberamente in uno spazio tridimensionale. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sull'eleganza del mare che nuota liberamente, può essere applicato anche ad altri organismi trasparenti, piccoli e microscopici esposti a condizioni variabili. Per impostare C elegance per l'analisi video, iniziare utilizzando un plettro a filo di platino appiattito per spostare da 10 a 20 GR di nematodi adulti in NGM fresco.

Piastre di Petri riempite di agar contenenti piccole macchie circolari di e coli. Lasciare che i nematodi depongano le uova per tre o cinque ore, quindi rimuovere gli adulti. Stabilendo così una piccola coltura sincronizzata con lo sviluppo di 50-150 nematodi per far crescere i nematodi fino alla prima età adulta, incubare le piastre di Petri a 20 gradi Celsius per quattro o cinque giorni.

Il giorno dell'analisi video, utilizzare un millilitro di acqua distillata deionizzata per lavare una piastra di giovani nematodi adulti, raccogliendo così da 50 a 150 vermi dalla coltura sincronizzata. Utilizzare una microcentrifuga per far girare i vermi sul fondo del tubo o lasciarli depositare per gravità per circa 15 minuti. Rimuove la maggior parte dell'acqua dal tubo e la sostituisce con un millilitro di acqua distillata deionizzata per lavare i nematodi dai batteri aderenti.

Utilizzando una micropipetta, trasferire da cinque a 10 nematodi in acqua in un vete di quarzo. Assemblare la configurazione ottica come mostrato qui, utilizzando un laser al neon all'elio da 543 nanometri per il sovracampionamento di due specchi di alluminio sulla superficie frontale utilizzati per guidare il raggio laser attraverso il vete, un supporto per vete, uno schermo di proiezione e una telecamera ad alta velocità in grado di filmare a circa 240 fotogrammi al secondo. Quindi, usa un pezzo di paraforma per coprire la parte superiore del vete e capovolgilo per mescolare i nematodi nella colonna d'acqua.

Metti il veterinario in un porta veterinario in modo che i vermi siano inizialmente vicino alla parte superiore del vete. Usando gli specchi, guida il raggio laser attraverso il centro del veicolo. Poiché i nematodi sono più densi dell'acqua, cadranno lentamente sul fondo del vete mentre nuotano all'interno della colonna d'acqua sullo schermo di proiezione, colorare di nero il punto corrispondente al raggio laser trasmesso per ridurre la dispersione quando il raggio trasmesso incontra lo schermo di proiezione.

L'eliminazione o la riduzione della dispersione dal raggio trasmesso eviterà che l'array CCD della telecamera si saturi a causa del raggio trasmesso. Per acquisire una misura delle dimensioni del modello di diffrazione, tracciare una linea di circa cinque centimetri sullo schermo di proiezione accanto al punto del raggio laser trasmesso senza interferire con l'immagine di luce diffratta. Spegni la luce della stanza e registra le immagini di diffrazione sullo schermo mentre i vermi passano attraverso il raggio laser.

Per preparare i dati video, installare il seguente programma di analisi video e importare il video nel programma. Impostare l'origine in modo che coincida con il punto laser trasmesso utilizzando il software. Traccia lo spostamento angolare dell'immagine di diffrazione formata da ciascun nematode.

Copia e incolla i dati in un foglio di calcolo e aggiungi 180 gradi o PI per tutti gli angoli negativi. Per produrre un grafo continuo. Utilizzando la configurazione dell'analisi video, posizionare un fotodiodo con una piccola area decentrata nel modello di diffrazione direttamente davanti allo schermo di proiezione tramite una porta USB.

Collegare il fotodiodo all'oscilloscopio digitale che si collega al computer. Osservare gli schemi di battitura sullo schermo del computer. Salva i set di dati in formato ASCI o testo per analizzare i dati.

Usa il video o la foto per importare i dati in un programma di analisi dei dati in grado di adattarsi alle forme d'onda. Utilizzando la minimizzazione chiqua, si adatta una curva sinusoidale per determinare la frequenza di battitura. Calcolare la media delle frequenze di nuoto da vari campioni e determinare la varianza.

Per questo studio i dati sono stati analizzati statisticamente utilizzando un singolo fattore Inova, seguito dal Bon Ferran. Test di confronto multiplo Un valore P inferiore a 0,05 è considerato statisticamente significativo per modellare i modelli di diffrazione. Inizia usando un microscopio per scattare immagini per igienizzare un'immagine.

Trascinalo in Mathematica. Usa il comando occhi binari per convertirlo in bianco e nero. In alternativa, utilizzare il comando di rilevamento dei bordi per creare un'immagine in bianco e nero in cui i due numeri finali controllano la ruvidità dei bordi risultanti.

Successivamente, utilizzando il comando dei dati immagine, converti l'immagine in una matrice di zeri e uno. Utilizzare il comando forer per eseguire il forer, trasformare la matrice, quindi elevare al quadrato il valore assoluto della matrice e visualizzare l'immagine risultante, che è il modello di diffrazione corrispondente all'immagine originale. Inoltre, utilizzare la funzione log per ridimensionare il contrasto dell'immagine.

Infine, confrontare i modelli di diffrazione del modello con i modelli di diffrazione ottenuti da vermi che nuotano liberamente. In questo esempio, l'eleganza del mare è stata studiata in un quarzo Q vet, largo un centimetro, spesso cinque millimetri e alto quattro centimetri. Campionamento di un singolo worm utilizzando l'analisi video.

La frequenza media di nuoto ottenuta dall'analisi video in un veterinario di cinque millimetri di spessore era di circa 2,5 hertz. Allo stesso modo, il campionamento di un singolo verme utilizzando il metodo di acquisizione dati in tempo reale e un oscilloscopio digitale ha portato a una frequenza di nuoto di circa 2,7 hertz. Questa procedura può essere ripetuta per molti vermi.

Uno studio dettagliato dei vermi che nuotano liberamente ha rivelato una frequenza media di nuoto di 2,37 hertz in una vete di cinque millimetri. Come previsto, la frequenza di nuoto è superiore a quella di un verme strisciante. Utilizzando questo metodo di diffrazione, è stato riscontrato che le frequenze medie di nuoto di un'eleganza marina, che è confinata a un vetrino da microscopio, corrispondono al valore precedentemente pubblicato di due hertz.

Di seguito il video. La preparazione dei dati e la modellazione dei modelli di diffrazione illustrati in questo video consentono la modellazione dei modelli di diffrazione del nuoto. Con l'aiuto di immagini di vermi ottenute con un microscopio convenzionale, i modelli di diffrazione modellati vengono utilizzati per simulare un ciclo di nuoto dell'eleganza del mare.

Un modello di successo consiste nel successo fisicamente fattibile dei modelli di nuoto, che corrispondono alle frequenze di nuoto. Alla fine del ciclo di nuoto, il verme dovrebbe avere la stessa forma di quando lo era all'inizio di un ciclo di nuoto. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in meno di un minuto per ogni verme utilizzando la dieta fotografica veloce mentre si osservano i cicli di nuoto sullo schermo del computer.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come valutare i nematodi che nuotano liberamente.