Name: Enkele golflengte Shadow beeldvorming van Caenorhabditis elegans Locomotion Inclusief Force Schattingen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-04-18T19:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: Leer schaduwbeeldvorming met coherente monochromatische straling om de verticale snelheid en krachten van vrij zwemmende Caenorhabditis elegans te meten. Deze kosteneffectieve methode analyseert bewegingen zonder dure microscopie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wij zijn dankbaar voor de steun van het Vassar College Undergraduate Research Summer Institute (URSI), de Lucy Maynard Research Fund Zalm, NASA award No NX09AU90A, National Science Foundation Center for Research Excellence in Science and Technology (NSF-CREST) ​​award No 0630388 en de NSF award nummer 1058385.

1. C. elegans Voorbereiding <ol><li> Bereid petri platen van jonge volwassen C. elegans zoals in eerdere experimenten met opschorting van C. elegans in een vloeistof gevulde cuvette 11. </li><li> Op de dag van de video-analyse, pick levend jong volwassen aaltjes direct in een cuvet gevuld met gedeïoniseerd, gedestilleerd water met behulp van een platina pick zoals beschreven in stap 2. </li><li> Bereid dood C. elegans met blootstelling chloroform. Ga door de beschreven voor het plukken levende nematoden in stap 2 beschreven procedure. </li></ol> 2. Optische Setup voor de Video Analysis <ol><li> Monteer de experimentele opstelling om schaduwbeelden te creëren zoals getoond in Figuur 1. De camera kan op een willekeurige afstand van het scherm zolang het in staat is een vooraanzicht van het scherm vast te leggen. Een goede plaats is naast de cuvet voor het scherm. <ol><li> Ten minste twee spiegelssturen de afstembare Helium-Neon laser-uitgang in een Galileeër bundelexpander dat de balk wordt uitgebreid met een diameter van 12 mm. </li><li> Plaats een of twee gaatjes in de bundel pad, zodat de bundel gaat door de gaatjes zonder te worden belemmerd. Gebruik de gaatjes om ervoor te zorgen de uitlijning wordt gehandhaafd. </li><li> Richt de uitgebreide bundel op een gemonteerde kwartscuvet dat is 10 mm breed, 10 mm diep en 4 cm hoog. </li><li> Vergroot de straal met een plano-convexe lens met een positieve brandpuntsafstand van 75 mm. </li><li> Plaats een projectiescherm ongeveer 120 cm van de lens. Afstanden groter dan dit zal een sterkere vergroting van het beeld de schaduw opleveren. Echter, de beeldkwaliteit afneemt met een lagere lichtintensiteit en een verhoogde merkbaarheidsvereiste van diffractie interferentie. </li><li> Plaats een high-speed camera, die in staat is om ten minste 60 fps, direct naast de cuvette voor het scherm. </li></ol></li><li> Plaats een dissectiemicroscoop buurt van de optische setvoor snelle overdracht van nematoden in de cuvet. </li><li> Tijdelijk verzekeren van een transparante liniaal met mm afdelingen naar het centrum van de cuvettehouder loodrecht op de geëxpandeerde bundel zodat de laserbundel projecteert een vergroot beeld van de liniaal op het scherm. Stel de lengte-schaal voor video-analyse. <ol><li> Op het projectiescherm, markeer de schaal afstand met behulp van een transparante liniaal uit het midden van het geprojecteerde beeld om te voorkomen dat interferentie met de projectie. <a href="Video_1_633nm.MOV" target="_blank">Klik hier voor de video.</a> </li><li> Noteer deze afbeelding en meet de vergroting. Verwijder de heerser van de setup. Herhaal deze stap voor andere golflengten als de hoek van breking van licht voor elke golflengte door de lens zal variëren als gevolg van chromatische aberraties. </li></ol></li><li> Vervang de cuvet en vul het tot op 1 mm van de velg met gedestilleerd water. </li><li> Begin met opnemen terwijl de kamer licht is, zodat de schaal afstand is opgenomen in dezelfdebeelden als het geprojecteerde beeld. Doe het licht uit. </li><li> Met behulp van een dunne, platte platinadraad pick, verplaatsen individuele jonge volwassen C. elegans een voor een uit de agarplaat in de cuvet door op de oogst op het oppervlak van het water. De nematode zal zichtbaar worden in de waterkolom wanneer het in de bundel als gevolg van strooilicht. <a href="Video_2_CB678_633nm.mov" target="_blank">Klik hier voor de video.</a> </li><li> Film de geprojecteerde beelden van de wormen als ze door de geëxpandeerde laserbundel. Het is belangrijk op te merken dat het geprojecteerde beeld wordt omgekeerd en de wormen zullen lijken te bewegen in de tegenovergestelde richting van de werkelijke beweging. Wormen die zijn aflopende met de zwaartekracht zal verschijnen om naar boven op het scherm (figuur 2). </li></ol> 3. Video gegevens Voorbereiding <ol><li> De video te importeren in de video-analyse programma. </li><li> Zet de schaal met de vergrotingsfactor eerder bepaald. </li><li> Track de lineaire verplaatsing van het hoofd van de schaduw nematode met ten minste 10 meetpunten over het gehele weg genomen. </li><li> Vind de snelheid in de verticale richting door middel derivaat (&quot;Y&quot;, &quot;Time&quot;) en verdeel deze waarde met de vergrotingsfactor bepaald in stap 2.2. </li></ol> 4. Data Analysis <ol><li> Analyseer de lineaire afdaling van een C. elegans: <ol><li> Controleer of de gegevenspunten in de verticale positie tijdgrafiek algemeen een rechte lijn. Sommige afwijkingen kunnen worden genegeerd door de hoofdbeweging van de nematode. Als de gegevens punten vormen in het algemeen een rechte lijn, verder met stap 4.1.2, anders wordt de afdaling is niet-lineaire en de analyse moet worden voortgezet met behulp van stap 5.1 in dit protocol. </li><li> Maak een lineaire regressielijn door het aanbrengen van een rechte lijn 12 om de gegevens van het menu Analyse. De helling van deze lijn is dan de verticale snelheid van de C.elegans. De helling is de verandering in positie gedeeld door de verandering in de tijd op een bepaald interval. Bepaal de daalsnelheid van de levende en dode wormen op deze wijze (figuur 3). </li><li> Het gemiddelde van de verticale zwemmen snelheden van de nematoden. Een steekproef van ongeveer 50 wormen is voldoende. Vergelijk zwemmen snelheden in levende wormen met drift snelheden in dode wormen. </li></ol></li></ol> 5. Analyseer lineaire beweging van C. elegans <ol><li> Uit hoofdstuk 3, selecteer een geanalyseerd videobestand, die een niet-lineaire afdaling in de waterkolom (figuur 4) toont. Een niet-lineaire afdaling kan worden geïdentificeerd met behulp van stap 4.1.1 in dit protocol. </li><li> Selecteer &#39;Curve Fit&#39; in het menu &#39;Analyse&#39; in de video analyse software. Selecteer een tweede orde (kwadratisch) polynoom. De ronding. </li><li> Voor een regio van belang, passen de pasvorm op de grafiek door te schuiven de beugels aan beide zijden of de pasvorm in de grafiek totdat de kromme vlakbij de gegevenspunten binnen de pasvorm en / of ruim binnen de foutbalken. De fitting programma geeft een wiskundige uitdrukking voor de gemonteerde curve, die is verticale positie tegen de tijd. Denk aan de ingebouwde curve fouten gegeven door het programma in verband met de fysische eigenschappen. Een relatieve fout van 15% of minder is meestal aanvaardbaar. </li><li> Voeg meer curve past om extra delen van gegevens te dekken. Spline 13 de functies voor optimale dekking: zorg ervoor dat de curve past overlap en probeer aangrenzende bochten af te stemmen, zodat de hellingen wedstrijd in de overlappende gebieden. </li><li> Het verkrijgen van de snelheid voor een regio van belang door het nemen van de afgeleide van de ingebouwde curve met behulp van de wiskundige uitdrukking verkregen in stap 5.1.3. Snelheden kunnen variëren in de tijd. Merk op dat het derivaat de helling van een functie. Het derivaat kan mathematisch of grafisch worden verkregen. In dit geval is het praktisch om de opgegeven wiskundige expr gebruikensessieschijven. </li><li> Neem de tweede afgeleide van de gemonteerde bochten om de versnelling te krijgen. De versnelling kan variëren in de tijd. </li><li> Vermenigvuldig de versnelling door de worm massa om de stuwkracht, die de worm uitoefent berekenen. Een redelijke geschatte massa is 3 pg veronderstelling dat de worm bestaat grotendeels uit water. </li></ol>

<ol><li>Ward, A., Lie, J., Feng, Z., Xu, Z. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-sensitive+neurons+and+channels+mediate+phototaxis+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Light-sensitive neurons and channels mediate phototaxis in C. elegans.</a> Nature Neurosci. 11, 916-922 (2008).</li>
<li>Pierce-Shimomura, J. T., Chen, B. L., Mun, J. J., Ho, R., Sarkis, R., McIntire, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+analysis+of+crawling+and+swimming+locomotory+patterns+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+USA%22%5BJournal%5D)">Genetic analysis of crawling and swimming locomotory patterns in C. elegans.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. , 105-20987 (2008).</li>
<li>Vidal-Gadea, A. G., Davis, S., Becker, L., Pierce-Shimomura, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coordination+of+behavioral+hierarchies+during+environmental+transitions+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Worm%22%5BJournal%5D)">Coordination of behavioral hierarchies during environmental transitions in Caenorhabditis elegans.</a> Worm. 1, 5-11 (2012).</li>
<li>Berri, S., Boyle, J. H., Tassieri, M., Hope, I. A., Cohen, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Forward+locomotion+of+the+nematode+C.+elegans+is+achieved+through+modulation+of+a+single+gait%5BTitle%5D)+AND+%22HFSP+Journal%22%5BJournal%5D)">Forward locomotion of the nematode C. elegans is achieved through modulation of a single gait.</a> HFSP Journal. 3, 186-193 (2009).</li>
<li>Pawley, J. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKeller%2C+HE+%22Objective+Lenses+for+Confocal+Microscopy.+Handbook+of+Biological+Confocal+Microscopy%22">Objective Lenses for Confocal Microscopy. Handbook of Biological Confocal Microscopy</a>. , 3rd Edition, Springer. New York. (2006).</li>
<li>Conrad, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Depth+of+Field+in+Depth%5BTitle%5D)+AND+%22Large+Format+Page+Retrieved%22%5BJournal%5D)">Depth of Field in Depth.</a> Large Format Page Retrieved. , Available from:
 
 <a target="_blank" href="http://www.largeformatphotography.info/articles/DoFinDepth.pdf">http://www.largeformatphotography.info/articles/DoFinDepth.pdf</a> (2011).</li>
<li>Demtröder, W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDemtr%C3%B6der%2C+W+%22Laser+Spectroscopy+Basic+Concepts+and+Instrumentation%22">Laser Spectroscopy Basic Concepts and Instrumentation</a>. , Springer 3rd Ed. New York. (2003).</li>
<li>Magnes, J., Raley-Susman, K., Melikechi, N., Sampson, A., Eells, R., Bello, A., Lueckheide, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+Freely+Swimming+C.+elegans+Using+Laser+Diffraction%5BTitle%5D)+AND+%22Open+J.+Biophys%22%5BJournal%5D)">Analysis of Freely Swimming C. elegans Using Laser Diffraction.</a> Open J. Biophys. 2 (3), 101-107 (2012).</li>
<li>Mood, A., Graybill, F., Boes, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMood%2C+A+%22Introduction+to+the+Theory+of+Statistics%22">Introduction to the Theory of Statistics</a>. , 3rd edition, McGraw-Hill. (1974).</li>
<li>Taylor, J. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTaylor%2C+JR+%22Classical+Mechanics%22">Classical Mechanics</a>. , University Science Books. (2005).</li>
<li>Magnes, J., Susman, K., Eells, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Locomotion+Study+of+Freely+Swimming+Micro-organisms+Using+Laser+Diffraction%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Quantitative Locomotion Study of Freely Swimming Micro-organisms Using Laser Diffraction.</a> J. Vis. Exp. (68), (2012).</li>
<li>Bevington, P. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBevington%2C+PR+%22Data+Reduction+and+Error+Analysis+for+the+Physical+Sciences%22">Data Reduction and Error Analysis for the Physical Sciences</a>. , McGraw-Hill Book Company. New York. (1969).</li>
<li>Lyche, T., Schumaker, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+spline+approximation+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Approximation+Theory%22%5BJournal%5D)">Local spline approximation methods.</a> Journal of Approximation Theory. 15 (4), 294-325 (1975).</li>
<li>Kim, N., Dempsey, C. M., Kuan, C. -J., Zoval, J. V., O'Rourke, E., Ruvkun, G., Madou, M. J., Sze, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gravity+Force+Transduced+by+the+MEC-4%2FMEC-10+DEG%2FENaC+Channel+Modulates+DAF-16%2FFoxO+Activity+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">Gravity Force Transduced by the MEC-4/MEC-10 DEG/ENaC Channel Modulates DAF-16/FoxO Activity in Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 177, 835-845 (2007).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De SWSI techniek biedt een extra manier om de motorische mogelijkheden van microscopische organismen zoals vrijlevende aaltjes begrijpen. Met deze techniek hebben we onderscheid gemaakt tussen actieve motoriek (zwemmen) en passieve drift door de zwaartekracht die op dode nematoden. Bovendien, als vrij zwemmende aaltjes richting veranderen gedurende beweging in het water, zijn we in staat om de drag krachten en hoekige krachten, die actief zijn op de nematoden en uitgeoefend door de nematoden te meten. Nematoden tegenkomen verschillende milieu-omstandigheden in de bodem. Er zijn waterzakken in bodem, en vaste deeltjes en biologische materialen van verschillende vormen en structuren. Bovendien nematoden aanwezig in een zwaartekracht milieu die reageren 14. Verder nematoden nabij het oppervlak van de bodem worden blootgesteld aan verschillende golflengten van licht, veranderingen in temperatuur en vochtigheid, evenals biologischvariabelen zoals bacteriën, schimmels en andere roofzuchtige bodemorganismen. Nematoden moeten reageren op al deze verschillende variabelen, zwemmen en kruipen in verschillende media, draaien en veranderen van navigatie strategieën. Al deze complexe berekeningen worden uitgevoerd door slechts 302 neuronen, een subset van die betrokken zijn bij de voortbeweging en 95 lichaamswand spiercellen uitgevoerd. Metingen van de door SWSI techniek soort bieden belangrijke inzicht in hoe nematoden dit te bereiken navigatie complexiteit. Voor het eerste deel hebben we de algemene dalende koers van wild-type C. gemeten elegans in 633 nm licht. Met behulp van deze metingen, kunnen we schatten de wrijvingskracht een worm ontmoetingen. Voor de case study van een versnellende nematode, die betrokken zijn de krachten veranderen voortdurend omdat de wrijvingskracht verandert met de snelheid. Er zijn een aantal uitspraken die we in staat zijn om over de krachten die op de worm. Als de worm vertraagt ​​en probeert swim boven de verticale component van de wrijvingskracht af totdat deze nul bereikt op het laagste punt van de baan van de nematode. Op dit punt moet de worm een ​​opwaartse kracht moeten zwemmen. Deze werkwijze kan worden gemodificeerd op verschillende manieren. Elke microscopische soorten die navigeert in een heldere vloeistof kan worden gevolgd met behulp van SWSI. Onderzoeken kunnen worden uitgevoerd met elke golflengte die toegankelijk zijn voor digitale camera&#39;s. Digitale camera&#39;s zal doorgaans halen golflengtes variërend van de UV tot nabije IR. Bovendien kan horizontaal studies worden uitgevoerd door het richten van de laser verticaal omhoog. De soort kan vervolgens op een horizontale transparante oppervlak worden geplaatst, zoals een microscoop dia. Het aanpassen van de lichtbundel expander of het vergrootglas na de bundel uitbreiding kan verscherpen onscherpe beelden. De gebruiker moet er zeker van om alle onderdelen te bevestigen aan de tafel om consistente en makkelijk koplampen zorgen. Deze methode wordt beperkt door de beschikbare laser wavelengths en resolutie. In wezen de voordelen van deze methode ten opzichte van bestaande microscopen, die de flexibiliteit richtingen en golflengten zijn ook zwakke aangezien de installatie is eenvoudig. De onbedorven optica en spikkels van de laser beperken de resolutie. Sommige van deze nadelen kan zeker worden verbeterd in de toekomst door het opnemen ruimtelijk filter en het beeld projecteren direct op een CCD-camera. De meest kritische stappen in het protocol kan gemakkelijk worden geleerd als het experiment wordt uitgevoerd voor de eerste keer. Het plaatsen van de nematode in de cuvette zonder dat er turbulentie is kritisch. Ook kan de installatie trillingen verstoren en het gedrag van de wormen veranderen. Zorg ervoor dat de stroom, die wordt gebruikt afbeelding om schaduw te beperken. 2 mW een laserbundel die 1 mm in diameter moeten de maximale verwarming effecten voorkomen. De setup moeten worden getest op verstrooiingseffecten bij het gebruik van andere dan gedestilleerd water vloeistoffen. Momenteel worden de meeste microscopes werken op een horizontaal vlak met behulp van wit licht of kleurfilters, die nog steeds zeer breed in het golflengtegebied. Microscopen die echt gebruik maken van enkele golflengtes en flexibiliteit hebben in het bekijken van scenario, dwz horizontale plaatsing, zijn meestal beperkt tot een voordeel of het ander. Ook deze soorten microscopen zijn meestal erg duur en nog steeds beperkt tot beeldvlakken tegenstelling tot onze methode. De instelling kan gemakkelijk worden gebouwd met een extreem laag budget. Deze methode is klaar om te worden gebruikt door scholen, milieu-bedrijven en andere entiteiten die werken met weinig geld. In de toekomst kan deze methode worden gebruikt in een zeer geavanceerde setup realtime effecten op motoriek en mechanosensation microscopische soorten. Deze methode maakt enkele golflengte studie aan een breed scala aan invalshoeken en bekijken diepten gemakkelijk beschikbaar zijn.

Caenorhabditis elegans is een vrijlevende gunstig bodemnematode dat is een krachtige modelorganisme voor het bestuderen van de mechanismen van genregulatie, ontwikkeling en meer recent voor het begrijpen van zintuiglijke biologie en gedrag. Ondanks het feit dat slechts 302 neuronen, C. elegans kunnen complexe motorische patronen, reproductieve gedrag, navigatie, chemotaxis en vele andere gedragingen. C. elegans bezitten mechanoreceptoren, chemoreceptors en zelfs blauwe golflengten van het licht (Ward et al.., 2008) 1 op te sporen. Hoewel veel bekend is over de neurale circuits van sensomotorische functie en algemene motorische patronen in C. elegans, minder bekend over de reacties op meerdere, gelijktijdige stimuli of meer complexe omgevingsomstandigheden dan kan worden gemodelleerd onder een microscoop. Een aantal studies hebben meer complexe motorische patronen die sterk plastic 2,3,4 onthuld. Onze methodologische aanpak zal studies van nem staatatodes in oplossing in real time waar we gemakkelijk kunnen bieden meerdere omgevingsfactoren tegelijk. Deze vraag is moeilijk aan te pakken met behulp van conventionele-microscoop gebaseerde beeldvormende technieken. We hebben een beeldvormende techniek die ons toelaat om nematoden te plaatsen binnen een kolom water om motorische gedrag te onderzoeken, evenals het bepalen van de mogelijkheden van nematoden tot voortbeweging veranderen als reactie op verschillende milieu-omstandigheden ontwikkeld. Enkele golflengte Shadow Imaging (SWSI) wordt in dit document voor de eerste keer om de tekortkomingen van de traditionele microscopen pakken. Traditionele microscopen zijn beperkt tot soorten observeren in een horizontale focal plane enkele microns in de diepte 5,6. Ten aanzien van enkele golflengte studies, de meeste traditionele microscopen gebruiken kleurfilters om wit licht zeer breed, meestal, 50-100 nm filteren. Met behulp van een laser voor SWSI vernauwt de golflengtekeuze minder dan 1 nm behoud tekenificant lichtintensiteit 7. Zo hebben enkele golflengten gebruikt om te zwemmen frequenties van C. meten elegans in real time 8. Voor de eerste demonstratie van onze werkwijze controleren we de horizontale positie, x, en de verticale positie, y, van een vrij zwemmende C. elegans in een waterkolom, over een afstand van ongeveer een centimeter. In het bijzonder zijn we geïnteresseerd in de verticale beweging sinds de zwaartekracht werkt ook verticaal. De helling van een lineaire aanpassing van de verticale positie geeft de verticale snelheid, v y, van de nematode die uitkomt in de waterkolom: <img alt="Formule" fo:content-width="0.5in" src="/files/ftp_upload/51424/51424eq1.jpg" width="50" /> (1) Het kwadratisch gemiddelde van de fout (RMSE) 9 geeft de kwaliteit van de pasvorm en geeft aan of de daalsnelheid is over het algemeen constant. De verticale snelheden worden dan gemiddeld voor each soorten en dode wormen. Met deze resultaten, de weerstand, die de wormen ervaring kan worden geschat. Voor de tweede demonstratie van onze methode, we C. geselecteerd elegans die niet dalen met een constante snelheid in tegenstelling tot de meerderheid van de waargenomen wormen. De geselecteerde wormen ofwel draaide zich om en zwom naar boven of zweefde een tijdje voordat u verder de afdaling. Fysiek, deze case studie toont aan dat de strekking van een zwembad op het micro-organisme kan worden berekend. Wetten van Newton dicteren dat een lichaam dat richting verandert versnelt, hetgeen een netto kracht inhoudt, <img alt="Formule 1" fo:content-width="0.3in" src="/files/ftp_upload/51424/51424eq.jpg" width="25" /> , Is die op dat lichaam 10: <img alt="Formule 2" fo:content-width="0.7in" src="/files/ftp_upload/51424/51424eq2.jpg" width="70" /> (2) waar <img alt="p" fo:content-width="0.1in" src="/files/ftp_upload/51424/51424p.jpg" width="10" /> isde impuls en t de tijd. De versnelling van de worm is recht evenredig met de kracht die op de worm aangezien de massa van de worm constant blijft. Dientengevolge, de verticale netto kracht is: <img alt="Formule 3" fo:content-width=".8in" src="/files/ftp_upload/51424/51424eq3.jpg" width="70" /> (3) waarbij m de massa van een worm en y de verticale versnelling. De netto kracht in verticale richting vertegenwoordigt dan de worm stuwkracht in dezelfde richting. De totale stuwkracht wordt berekend door de horizontale component rekening.

<table><tbody><tr><td>Afstelbare Helium-Neon laser&nbsp;</td><td>Research Electro-Optics</td><td>30602</td><td>Vier golflengtes kunnen worden geselecteerd tussen 543 nm en 633 nm.</td></tr><tr><td>2 Front Surface Aluminium Spiegels</td><td>Thorlabs</td><td>PF10-03-F01</td><td></td></tr><tr><td>High Speed Exilim Camera</td><td>Casio</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kwarts Cuvet</td><td>Starna Cells</td><td>21/G/5</td><td></td></tr><tr><td>LoggerPro (Software)</td><td>Vernier</td><td></td><td>http://www.vernier.com/products/software/lp/</td></tr><tr><td>Mathematica 8</td><td>Wolfram</td><td></td><td>http://www.wolfram.com/</td></tr><tr><td>5x-10x variabele zoom Galilean straalvergroter</td><td>Thorlabs</td><td>BE05-10-A</td><td></td></tr><tr><td>Plano-convexe lens met een positieve brandpuntsafstand van 75 mm</td><td>Thorlabs</td><td>LA1257</td><td></td></tr></tbody></table>

enkele golflengte shadow beeldvorming van<em&gt; caenorhabditis elegans</em&gt; locomotion inclusief force schattingen

Single Wavelength Shadow Imaging of Caenorhabditis elegans Locomotion Including Force Estimates

Deze studie toont een goedkope en eenvoudige techniek die de meting van fysische eigenschappen zoals positie, snelheid, versnelling en die betrokken bij het motorisch gedrag van nematoden gesuspendeerd in een kolom water in reactie op enkele golflengten van het licht mogelijk maakt. We laten zien hoe je de motoriek van een microscopisch organisme met behulp Een golflengte Shadow Imaging (SWSI) met behulp van twee verschillende voorbeelden te evalueren. Het eerste voorbeeld is een systematisch en statistisch levensvatbare studie van de gemiddelde afdaling van C. elegans in een kolom van water. Voor deze studie gebruikten we levende en dode wild-type C. elegans. Als we vergeleken de snelheid en richting van nematoden actieve beweging met de passieve afdaling van dode wormen in het gravitatieveld Deze studie toonde geen verschil in afkomst maal. De gemiddelde daling was 1,5 mm / sec ± 0,1 mm / sec voor zowel de levende en dode wormen gebruik 633 nm coherentlicht. Het tweede voorbeeld is een case study van geselecteerde individuele C. elegans van richting te veranderen tijdens de afdaling in een verticale waterkolom. Versnelling en kracht geanalyseerd in dit voorbeeld. Deze case studie toont de werkingssfeer van andere fysische eigenschappen die kunnen worden geëvalueerd met behulp van SWSI terwijl de evaluatie van het gedrag met behulp van enkele golflengten in een omgeving die niet toegankelijk is met de traditionele microscopen. Met deze analyse schatten we individuele nematode kan duwen met een kracht van meer dan 28 nN. Onze bevindingen wijzen erop dat vrijlevende aaltjes uitoefenen 28 nN bij het draaien of bewegen tegen het zwaartekrachtveld. De bevindingen suggereren verder dat nematoden passief afdalen in een kolom van water, maar kan actief verzetten tegen de zwaartekracht in de eerste plaats door richting te draaien.

Steady Descent Het eerste onderzoek blijkt geen verschil te onderscheiden in de dalende tarieven van de C. elegans tijdens SWSI behulp van 633 nm. De dalende prijzen bleken constant te zijn op 1,5 mm / sec ± 0,1 mm / sec voor zowel de live als de doden C. elegans. Een steekproef van 50 wormen genereerde een redelijk verschil van 7% voor zowel levende als dode wormen. Er is geen versnelling die op de wormen aangezien de daalsnelheid constant is, zodat de wrijvingskracht gelijk aan de zwaartekracht minus de opwaartse kracht. Dit betekent dat de dichtheid van de worm is iets groter dan die van water; Voor de schattingen daaronder nog praktisch te veronderstellen dat de dichtheid van een nematode is ongeveer die van water. Veranderen van richting Het tweede onderzoek, een case study, toont aan dat nematoden zijn in staat om van richting te veranderen en kan naar boven zwemmen tegenzwaartekracht. Twee curven werden gemonteerd op de verticale verplaatsing van de nematode, zodat de tweede afgeleide van deze krommen kunnen worden splined versnelling tegen de tijd (Figuur 5) plotten. &#160; Het is raadzaam de orde polynoom zo laag mogelijk te houden terwijl er een goede pasvorm. Een lagere polynoom de volgorde geeft minder variatie in de versnelling in de tijd. De hogere orde polynoom termen verwaarloosbaar en dus niet nodig zijn als de graad van de polynoom te hoog. Deze worm vertraagt ​​met een constante snelheid van 0.110 mm / sec 2 ± 0.002 mm / sec 2, draait zich om en versnelt tegen hetzelfde tarief 0,110 mm / sec 2 ± 0.002 mm / sec 2 tot kort na het omkeerpunt. De C. elegans blijft omhoog bewegen met een afnemende versnelling van 1,252-,00708 t mm / sec 2 tot versnelling daalt tot nul. Met in het achterhoofd Eq. 3, en een geschatte worm massa van 3 &amp; #956, g, de worm ondergaat een verticale netto kracht, F Ny, van 0,33 pN tot kort na het omkeerpunt. Descent: Er zijn drie soorten krachten die op de worm tot de worm de ommekeer punt bereikt: de zwaartekracht, drag, drijfvermogen en stuwkracht (figuur 6a). De netto kracht is gelijk aan de vector som van alle drie krachten. Hier beschouwen we alleen de verticale componenten: F Ny = F Dy + F Ty-F g + F B (4) waar F B is de opwaartse kracht. F g gelijk in grootte maar tegengesteld in richting van de opwaartse kracht aangenomen dat de dichtheid van de worm is die van water. Eq. 4 kan dan worden geschreven op de volgende manier: F Ny = F Dy + F Ty (5) F Ny constant blijft tijdens de afdaling. Dit betekent datF Dy + F Ty blijft constant totdat de nematode de ommekeer punt bereikt. F Dy is grootst bij de top, die het begin van het pad, en geleidelijk vermindert tot nul totdat de snelheid nul is op het omkeerpunt terwijl F Ty moet toenemen tot F Ny constant te houden. Turnaround: Er is geen wrijving in de verticale richting op het omslag punt, aangezien de verticale snelheid gelijk aan nul op dat punt. De enige krachten die in verticale richting zijn zwaartekracht, - F g, drijfvermogen, F B en verticale worm stuwkracht F Ty, zoals afgebeeld in figuur 6b. Op dit punt, de strekking van de C. elegans kan worden bepaald: F Ty = F Ny (6) De stuwkracht onderin het traject is dan ongeveer gelijk aan 0,33 pN, ongeveer 0,001% van het gewicht van de worm. Rekening houdendacht de geschatte gewicht, F g van een C. elegans is 28 nN, Stijgen: Ook tijdens de opstijging, drag toeneemt, maar is naar beneden gericht (Figuur 6c): F Ny =-F Dy + F Ty (7) De door de worm stuwkracht moet nu nog groter zijn en gelijk aan de som van de wrijvingskracht en het gewicht. De worm vertraagt ​​na beginnen te zwemmen. Om omhoog te zwemmen in hetzelfde tempo als de worm afstammen, zou de worm moeten een opwaartse stuwkracht van ten minste tweemaal zijn gewicht uit te oefenen. Zweven Een voorbeeld van een worm die zijn afdaling ongeveer 3 seconden vertraagt ​​wordt getoond in Figuur 7. &#160; Een 3e polynoom is een redelijk geschikt voor de algemene weg. De fouten in de versnelling en de snelheid van deze fit minder dan 15%. De worm begint met een aanzienlijke upward stuwkracht, vertraagt ​​en begint rond in 68 sec draaien; De opwaartse versnelling continu afneemt (fig. 8) &#160; totdat de netto versnelling gelijk aan nul rond 68,5 sec. Dit leidt uiteindelijk tot een netto versnelling in neerwaartse richting gevolgd door een nulpunt in de snelheid (figuur 9) &#160; en de nematode weer begint te dalen op 69 sec. Het is interessant dat de maximale waargenomen verticale versnelling in dit geval 2,7 mm / sec 2. De versnelling van de keerpunten zijn 0.455 mm / sec 2 en - 0,455 mm / sec respectievelijk 2; ongeveer vier keer groter dan bij de nematode die rond draait en zwemt. Met Eq. 6, kan worden geschat dat de opwaartse kracht is ongeveer 1.32 pN bij het eerste keerpunt. Bij het tweede keerpunt, de netto versnelling negatief is, zodat de opwaartse kracht is 1.32 pN. o: keep-together.within-page = &quot;altijd&quot;&gt; <img alt="Figuur 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51424/51424fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51424/51424fig1.jpg" /> Figuur 1. Experimentele opstelling. De laser, beam expander, de lens en het scherm zijn essentieel voor de experimentele opstelling. De besturing spiegels en gaatjes kunnen worden weggelaten, maar zal de optische uitlijning minder stabiel maken. <img alt="Figuur 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51424/51424fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51424/51424fig2.jpg" /> Figuur 2. Een golflengte Shadow Afbeelding (SWSI). Met behulp van 2 mW 543 nm laserlicht de schaduw van een worm wordt geprojecteerd op een scherm. Het beeld wordt omgekeerd zodat de nematode lijkt omhoog vallen. 424/51424fig3highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/51424/51424fig3.jpg &quot;/&gt; Figuur 3. Verticale afdaling van een wild-type C. elegans in een waterkolom. Deze nematode werd overschaduwd door 633 nm coherent licht. De helling van de lineaire fit geeft een neerwaartse snelheid van 1,09 mm / sec ± 0,01 mm / sec. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51424/51424fig3highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.</a> <img alt="Figuur 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51424/51424fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51424/51424fig4.jpg" /> Figuur 4. Verplaatsing grafiek van een opwaartse zwemmen wild-type C. elegans. Twee gegroefde past traceren van de algemene pad van de nematode. De tweede afgeleide van de passing onthult de versnelling. De maximale versnelling kan eenvoudig bepaald worden uit de eerste aanpassing: 0.110 mm<html> / Sec 2 ± 0.002 mm / sec 2. Slechts enkele fout bars zijn getoond, zodat de datapunten en de pasvorm zichtbaar blijven. Deze nematode werd overschaduwd door 633 nm coherent licht. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51424/51424fig4highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.</a> <img alt="Figuur 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51424/51424fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51424/51424fig5.jpg" /> Figuur. Versnelling 5 grafiek van een wild-type C. elegans. Dit aaltje zorgt voor een constante opwaartse versnelling van 0.110 mm / sec 2 ± 0.002 mm / sec 2 waardoor het vertragen en dan naar boven te bewegen. Kort na het omkeerpunt de versnelling vermindert gestaag en de netto versnelling afneemt tot nul.<html> g &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Klik hier voor een grotere versie van deze afbeelding te bekijken. <img alt="Figuur 6" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51424/51424fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51424/51424fig6.jpg" /> Figuur 6. Force diagrammen voor afdaling, punt en beklimming. Drijfvermogen en de zwaartekracht draaien zijn gelijk in grootte en tegengestelde richting zodat het effect van deze krachten elkaar opheffen. Ze worden dan ook niet weergegeven in deze diagrammen. (A) De worm is dalende met drag en duw naar boven. (B) De worm is op het laagste punt van het traject zonder slepen. Stuwkracht omhoog wijst. (C) De worm is oplopend met drag naar beneden terwijl de stuwkracht omhoog wijst. &quot;Src =&quot; / files/ftp_upload/51424/51424fig7.jpg &quot;/&gt; Figuur 7. Verplaatsing grafiek van enkele zweven nematode. De worm vertraagt ​​en begint rond op ongeveer 68 sec draaien maar begint aflopend ongeveer 69 sec. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51424/51424fig7highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.</a> <img alt="Figuur 8" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51424/51424fig8highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51424/51424fig8.jpg" /> .. Figuur 8 Versnelling grafiek van een enkele zwevende nematode worm Dit begint met een opwaartse versnelling van 2,7 mm / sec 2, afneemt tot nul en heeft uiteindelijk een neerwaartse versnelling van -. 2.6 mm / sec 2 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51424/51424fig8highres.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere vers bekijken</a>ion van dit cijfer. <img alt="Figuur 9" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51424/51424fig9highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51424/51424fig9.jpg" /> Figuur 9. Velocity grafiek van een enkele zwevende nematode. Deze worm komt tot stilstand op 68 sec en begint te boven het hoofd, vertraagt ​​en snelheid nul in de verticale richting op 69 seconden gevolgd door een afdaling bereikt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51424/51424fig9highres.jpg" target="_blank">Klik hier om te bekijken grotere versie van deze figuur.</a> <img alt="Tabel 1" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/51424/51424table1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51424/51424table1.jpg" width="400" /> Tabel 1. Gemiddeld afdaling snelheden van N2 C. elegans. 50 levende en 50 dode nematoden zijn tracked tijdens hun afdaling. De gemiddelde snelheid van de afdalingen is hetzelfde voor de live en de dode wormen: 1,5 mm / sec ± 0,1 mm / sec.

De hier gepresenteerde techniek meet de weg van vrij zwemmen microscopische soorten enkelvoudige belichtingsgolflengte. C. elegans worden gebruikt om schaduw beeldvorming te tonen als een goedkoop alternatief voor dure microscopen. Deze techniek kan worden aangepast aan verschillende richtingen, omgevingen en soorten tegemoet richting, snelheid, versnelling en krachten meten.

Enkele golflengte Shadow beeldvorming van<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; Locomotion Inclusief Force Schattingen

This study demonstrates an inexpensive and straightforward technique that allows the measurement of physical properties such as position, velocity, ...

Het algemene doel van deze procedure is om de verticale baansnelheid en de uitgeoefende krachten van een vrij zwemmende nematode te meten en te evalueren met behulp van coherente monochromatische straling. Dit wordt bereikt door eerst een coherent monochromatisch schaduwexperiment op te zetten voor vrij zwemmende C. elegans. Vervolgens wordt een individuele volwassen C. elegans in de observatiekamer van het schaduwexperiment geplaatst, wat een vet is.De schaduw van de worm terwijl deze door de laserstraal daalt, wordt als film opgenomen, en deze film wordt gebruikt om de beweging van het dier te analyseren. Hierdoor worden het pad van een vrij zwemmende nematode en de daarmee gepaard gaande gegenereerde krachten bepaald. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals traditionele microscopie in een horizontaal vlak, is dat de beweging van vrij zwemmende micro-organismen kan worden onderzocht met een breed scala aan monochromatisch licht tegen lage kosten.Deze methode kan belangrijke vragen beantwoorden over krachten die worden gegenereerd door, of waarnaar wordt gereageerd door nematoden in een vloeibare omgeving. We kregen het eerste idee voor deze methode toen we begonnen met het onderzoeken van verticale beweging bij microscopische soorten. Een visuele demonstratie van deze methode is essentieel, aangezien de procedurele stappen moeilijk aan te leren zijn omdat het enige oefening vergt om de laseruitlijning correct te krijgen.Daarnaast is enige tijd in het biologisch laboratorium nodig om te leren hoe de wormen moeten worden geprepareerd. Stel de experimentele opstelling samen om schaduwbeelden te creëren. Gebruik twee of meer spiegels om de helium-neonlaser naar de Galileïsche straaluitbreider te sturen, waar de straal moet worden vergroot tot 12 millimeters. Plaats één of twee pinholes in het straalpad om de uitlijning vanaf de uitbreider te waarborgen.Richt de straal op een gemonteerde kwarts-Q-cel. Nadat de straal is gepasseerd, vergroot de Q-cel deze met behulp van een plano-convexe lens met een positieve brandpuntsafstand van 75 millimeter. Plaats vervolgens een scherm op ongeveer 120 centimeter van de lens, wat de optimale resolutieafstand is.Plaats een hogesnelheidscamera op een positie waar deze het scherm kan filmen, bijvoorbeeld naast de Q vet. Een dissectiemicroscoop voor het selecteren van wormen moet zich ook in de buurt van de qve bevinden. Bevestig tijdelijk een transparante liniaal met millimeterverdelingen in het midden van de QVAD-houder op het scherm, vlakbij de rand van het gezichtsveld van de camera.Gebruik de lijnen van de liniaal om de schaalafstand voor één millimeter te markeren. Doe dit voor elke gebruikte golflengte, aangezien de breking zal variëren door chromatische aberraties in de QV en veranderingen in de vergroting zoals eerder beschreven. Zorg er in JoVE voor dat jonge volwassen nematoden klaarstaan voor de qve.Zorg er ook voor dat er nematoden aanwezig zijn die zijn gedood door blootstelling aan chloroform. Begin met het vullen van de Q Vet met gedestilleerd water tot één millimeter onder de rand. Start een opname met de kamerverlichting aan, zodat de lijn op het scherm aanvankelijk zichtbaar is, en doe vervolgens de kamerverlichting uit.Verzamel vervolgens een nematode met een platinaprikker. Het is belangrijk om de wormen in het vet te plaatsen door de prikker lichtjes tegen het wateroppervlak te plaatsen zonder het medium te verstoren. Het geprojecteerde beeld van de worm en de waterkolom is omgekeerd.Wormen die door de zwaartekracht afdalen, zullen op het scherm naar boven lijken te bewegen. Neem voor elke worm ongeveer 20 seconden op en registreer ongeveer 50 wormen per conditie. Importeer vervolgens de video in het programma voor videoanalyse.Stel de schaal in met behulp van de lengtemarkeringen in de video om de vergroatingsfactor te bepalen. Begin vervolgens met het volgen van de lineaire verplaatsing van de kop van de geschaduwde nematode. Selecteer ten minste 10 datapunten over het afgelegde pad, ongeveer om de 0,3 seconden.De verticale snelheid wordt vervolgens berekend uit de afgeleide gedeeld door de vergrootingsfactor. Het is essentieel om afzonderlijke curven te maken voor de horizontale en de verticale verplaatsing, aangezien de zwaartekracht alleen in verticale richting werkt.Als de datapunten over het algemeen een rechte lijn vormen, is het pad lineair. Enkele afwijkingen door hoofdbewegingen kunnen worden genegeerd. Maak vervolgens via het analysemenu een lineaire regressielijn door een rechte lijn op de gegevens aan te passen.De helling van de lijn is de verticale snelheid van de worm. Als een worm zich niet-lineair voortbeweegt, selecteer dan curve fit uit het analysemenu. Pas de curve van daaruit aan op een tweede of derde orde.Gebruik een polynoom voor elke curve in het pad om een curve op de gegevens aan te passen. Door de haakjes aan weerszijden van de grafiek te verschuiven, wordt de wiskundige expressie van de curve weergegeven. Een relatieve fout van maximaal 15% is hier acceptabel.Voeg naar behoefte extra curven toe om de datapunten te dekken en probeer de functies met een spline-methode te verbinden. De curve-fits moeten dezelfde helling hebben op de punten waar ze overlappen. De eerste en tweede afgeleiden van de curve geven respectievelijk de snelheid en de versnelling weer.De stuwkracht wordt berekend waarbij drie microgram als massa van de worm wordt gehanteerd tijdens het drijven; er was geen onderscheidend verschil in de daalsnelheden van levende en dode C. elegans. De snelheid van de neerwaartse drift was voor beide 1,5 millimeter per seconde. Levende nematoden zijn echter in staat om van richting te veranderen en tegen de zwaartekracht in te zwemmen; er worden curves gefit op de verticale verplaatsing van de nematode en de versnelling wordt berekend uit de tweede afgeleiden hiervan.De krachten die op de worm inwerken totdat de worm het keerpunt bereikt, zijn de zwaartekracht, luchtweerstand, opwaartse kracht en stuwkracht. De nettokraaft is gelijk aan hun vectorsum. Beschouw de verticale krachtcomponenten.De zwaartekracht is in grootte gelijk aan de opwaartse kracht, ervan uitgaande dat de worm ongeveer dezelfde dichtheid heeft als water, waardoor de vergelijking tot aan het omkeerpunt vereenvoudigd kan worden. De sleepweerstand plus de stuwkracht zijn constant. De sleepweerstand is aanvankelijk groter, maar neemt geleidelijk af tot nul, terwijl de stuwkracht toeneemt bij het omkeerpunt; er is geen verticale sleepweerstand en de stuwkracht is naar boven gericht tijdens de beweging van de worm.De sleepweerstand bij verticale stijging neemt toe in neerwaartse richting, waardoor de stuwkracht groter moet zijn dan de som van de sleepweerstand en het gewicht. Het niet-lineaire pad van deze worm werd geanalyseerd. De worm veranderde van richting.Kijkend naar de verplaatsing, vertraagde het en begon het om te keren bij 68 seconden. De opwaartse versnelling nam echter continu af tot de nettoversnelling nul bereikte bij 68,5 seconden. Vervolgens begon het in de negatieve richting te versnellen om opnieuw af te dalen.Wanneer de snelheid nul was, had de worm dus een aanzienlijke opwaartse stuwkracht die werd berekend op 1,32 Pico newton. Zodra de methode onder de knie is, kunnen de gegevens binnen 10 minuten worden verzameld, mits de wormen klaar zijn om van de boor te worden gehaald. Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat de opnamesnelheid van de camera constant moet blijven voor alle verzamelde gegevens, omdat de framerate in het videoanalyseprogramma na deze procedure moet worden aangepast. Andere studies kunnen worden uitgevoerd, zoals studies met een enkele golflengte, om vragen te beantwoorden over welke krachten er in diverse richtingen, zowel verticaal als horizontaal, worden uitgeoefend.Bijvoorbeeld, deze optische techniek zou kunnen worden gebruikt door andere biologen die geïnteresseerd zijn in de voortbewegingseigenschappen van kleine organismen zoals Protista of andere aquatische fauna. Na het bekijken van deze video zou u een goed beeld moeten hebben van hoe u de beweging van vrij zwemmende micro-organismen kunt analyseren met behulp van de vergroting van schaduwbeelden en vervolgens een programma voor videoanalyse.

single-wavelength-shadow-imaging-caenorhabditis-elegans-locomotion

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

We hebben een video-rate volgen microscoop systeem dat kan opnemen en te...

C. elegans Tracking en Behavioral Measurement

Microscopische organismen zoals de vrij-zwemmen...

Kwantitatieve Locomotion Studie van Vrij Zwemmen micro-organismen met behulp van laser diffractie

Deze video beschrijft het gebruik van video- en trackingsoftware om wormbewegingen in een arena op te nemen.  Het voorbeeldprotocol meet het effect van blootstelling aan ethanol op de voortbeweging van wormen.

C. elegans Bewegingstracking: een methode om voortbeweging in wormen te beoordelen

Een semi-automatische micro-electro-fluidisch methode om on-demand motoriek induceren...

Microfluïdische-based Electrotaxis voor On-demand Kwantitatieve analyse van<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; &#39;Locomotion

FIM is een nieuwe, voordelige beeldvormingssysteem om kleine bewegende objecten zoals C. bijhouden elegans, planaria of Drosophila larven. De begeleidende FIMTrack programma is ontworpen om snelle en efficiënte data-analyse te leveren. Samen vormen deze tools kunnen high-throughput analyse van gedragskenmerken.

FIM Imaging en FIMtrack: Twee nieuwe instrumenten die High-throughput en Rendabele Locomotion Analyse

Dit manuscript wordt beschreven hoe onderscheiden verschillende nematoden ver-veld diffractie handtekeningen gebruiken. We vergelijken de motoriek van 139 wild type en 108 "Roller" C. elegans door gemiddeld frequenties de temporele Fraunhofer diffractie handtekening op een enkele plaats met behulp van een continu wave laser is gekoppeld.

Fourier-Based diffractie analyse van levende Caenorhabditis elegans

Dit protocol beschrijft het gebruik van genetisch gecodeerde Ca2 + verslaggevers om recordwijzigingen in neurale activiteit in gedragen Caenorhabditis elegans wormen.

Ratiometric Calcium beeldvorming van individuele neuronen in gedragen Caenorhabditis Elegans

Hier gerapporteerd is een systeem voor calciumbeeldvorming bij vrij gedragende Caenorhabditis elegans met goed gecontroleerde, niet-gelokaliseerde trillingen. Dit systeem stelt onderzoekers in staat om niet-gelokaliseerde trillingen op te roepen met goed gecontroleerde eigenschappen op nanoschaalverplaatsing en om calciumstromen te kwantificeren tijdens reacties van C. elegans op de trillingen.

Calciumbeeldvorming bij vrij gedragen caenorhabditis elegans met goed gecontroleerde, niet-gelokaliseerde trillingen

Deze studie presenteert protocollen voor twee semi-geautomatiseerde locomotorische activiteitsanalysebenaderingen in C. elegans complex I ziekte gas-1(fc21) wormen, namelijk ZebraLab (een medium-throughput assay) en WormScan (een high-throughput assay) en biedt vergelijkende analyse tussen een breed scala aan onderzoeksmethoden om het gedrag van nematoden en de geïntegreerde neuromusculaire functie te kwantificeren.

Vergelijkende analyse van experimentele methoden om dierlijke activiteit in Caenorhabditis elegans-modellen van mitochondriale ziekte te kwantificeren

Dit protocol beschrijft op microfluïdische wijze gebaseerde C. elegans time-lapse-beeldvorming gedurende de gehele post-embryonale ontwikkeling.

Beeldvorming van C. elegans met hoge resolutie in alle larvale stadia

Deze studie onderzoekt het effect van leeftijd op de voortbeweging in C. elegans door de grootste Lyapunov-exponent (LLE) te meten. Naarmate ze ouder worden, vertonen C. elegans een toename en daaropvolgende afname van de motorische controle. De resultaten laten een piek LLE zien na vijf dagen, gevolgd door een afname naarmate de wormen ouder worden.

Leeftijdsafhankelijke dynamiek van voortbeweging in Caenorhabditis elegans: een Lyapunov-exponentanalyse

Leer schaduwbeeldvorming met coherente monochromatische straling om de verticale snelheid en krachten van vrij zwemmende Caenorhabditis elegans te meten. Deze kosteneffectieve methode analyseert bewegingen zonder dure microscopie.

Enkele golflengte Shadow beeldvorming van

Meer video's verkennen