Zaawansowany przepływ pracy do pobierania wysokiej jakości rdzeni przyrostowych - nowe techniki i urządzenia
10 marca 2023
Tutaj prezentujemy protokół, jak uniknąć mikro pęknięć w rdzeniach przyrostowych poprzez zastosowanie wiertarki akumulatorowej z mnożnikiem momentu obrotowego, aby zminimalizować problemy podczas rdzeniowania drzew, a także jego wpływ na przygotowanie długich mikrosekcji. Protokół ten obejmuje również procedurę ostrzenia rdzeni w terenie.
Większość badań strumieniowych opiera się na próbkach rdzenia inkrementacyjnego, a szczególnie w przypadku analizy anatomicznej drewna polegamy na bardzo wysokiej jakości rdzeniach inkrementacyjnych. Rdzenie rdzeniowe pobierane przez wiertarkę akumulatorową są poddawane mniejszym obciążeniom mechanicznym, a tym samym mniej uszkodzone. Zacznij od zmontowania rdzenia przyrostowego i wybrania pozycji rdzenia na pniu drzewa, w zależności od pytania badawczego.
Po wybraniu pozycji rdzenia należy ustawić rdzeń pod kątem prostym w stosunku do kierunku wzrostu trzpienia i umieścić popychacz na tylnym końcu rdzenia, aby ustabilizować go podczas wiercenia. Osiągnij stabilną pozycję i oprzyj się o popychacz, aby wywrzeć nacisk na krawędź tnącą. Obróć uchwyt rdzenia obiema rękami, aż gwintowana część wiertła całkowicie zamieni się w trzpień.
Po zakończeniu zwolnij nacisk i wyjmij popychacz. Następnie zacznij obracać uchwyt rdzenia obiema rękami, aż rdzeń dotrze lub przewierci się przez rdzeń. Sprawdź to, trzymając ekstraktor na uchwycie z dala od trzpienia.
Weź ekstraktor otwartą stroną do góry i włóż go całkowicie do rdzenia. Obróć rdzeń do tyłu o jeden pełny obrót, aby oderwać rdzeń od trzpienia, i wyciągnij ekstraktor z rdzenia. Wyjmij rdzeń z ekstraktora i przechowuj go w papierowej słomce przed wyjęciem rdzenia z trzpienia i umieszczeniem go w uchwycie.
Do wiertarko-wkrętarki akumulatorowej wyposażonej we wzmacniacz momentu obrotowego należy dodać specjalny adapter do rdzenia przyrostowego opracowany w WSL. Po ustaleniu pozycji rdzenia umieść rdzeń pod kątem prostym w stosunku do kierunku wzrostu łodygi. Osiągnij stabilną pozycję, mocno przytrzymaj wiertarkę akumulatorową i dociśnij krawędź tnącą.
Uruchom wiertarkę akumulatorową, obracając powoli, aż gwintowana część wiertarki zostanie całkowicie osadzona w trzpieniu. Następnie zwiększ prędkość, aż rdzeń dotrze do rdzenia lub przewierci się przez niego. Po zakończeniu wyjmij wiertarkę akumulatorową z rdzenia, umieść na niej uchwyt i użyj ekstraktora, aby wyjąć rdzeń, jak wyjaśniono.
Przechowuj rdzeń inkrementacyjny w papierowej słomce. Zdejmij uchwyt i umieść wiertarkę akumulatorową na rdzeniu przed wyjęciem rdzenia z trzpienia. Aby skorzystać z podpórki do ostrzenia WSL, weź nowo zaprojektowany uchwyt i umieść go na ziemi.
Umieść wiertarko-wkrętarkę akumulatorową, wraz z rdzeniem przyrostowym, w wyznaczonych punktach podparcia i zamknij wspornik montażowy, aby zamocować wiertarko-wkrętarkę akumulatorową. Uruchom wiertarko-wkrętarkę akumulatorową, mocując blok teflonowy na przycisku rozrusznika i pozwól mu pracować. Weź stożkowy kamień szlifierski i przeszlifuj nim wewnętrzną stronę krawędzi tnącej.
Następnie weź prostokątny kamień szlifierski i zmiel zewnętrzną stronę krawędzi tnącej, aby usunąć zadziory. Wyjmij blok teflonowy z przycisku rozrusznika, aby zatrzymać wiercenie. Otwórz wspornik montażowy, aby zwolnić wiertarko-wkrętarkę akumulatorową i wyjmij urządzenie z uchwytu.
Aby sprawdzić ostrość krawędzi tnącej, wyjmij rdzeń zwiększający z adaptera wiertarko-wkrętarki akumulatorowej. Umieść arkusz papieru na drewnianej desce wspornika do ostrzenia i umieść krawędź tnącą rdzenia na papierze, trzymając rdzeń pionowo. Obróć rdzeń, trzymając go pionowo, bez wywierania nacisku na rdzeń.
Podnieś rdzeń, aby sprawdzić, czy wewnątrz krawędzi tnącej nie ma okrągłego kawałka papieru. Jeśli okrągły element jest obecny, rdzeń jest ostry. Jeśli nie, powtórz procedurę ostrzenia.
Jeśli zewnętrzna strona rdzenia nie jest gładka, powtórz całą procedurę. Umieść długie szklane szkiełko obok mikrotomu. Dodaj trochę wody na środku zjeżdżalni na całej jej długości.
Następnie umieść rdzeń w uchwycie na próbkę mikrotomu rdzeniowego. Podnieś uchwyt na próbkę, aż rdzeń prawie dotknie krawędzi ostrza, i przeciągnij ostrze nad rdzeniem, aby odciąć górę. Ponownie umieść nóż na początku rdzenia.
Podnieś próbkę na około 10 mikrometrów i powtórz procedurę cięcia, aby uzyskać płaską powierzchnię o szerokości co najmniej dwóch milimetrów. Następnie posmaruj powierzchnię cięcia roztworem skrobi kukurydzianej i usuń nadmiar roztworu z górnej części rdzenia za pomocą kawałka szmatki. Umieść jedną stronę taśmy rozpuszczalnej w wodzie na początku rdzenia z zakładką jednego centymetra, a początek rdzenia skieruj w stronę ostrza mikrotomu.
Przymocuj taśmę do powierzchni rdzenia, głaszcząc taśmę po powierzchni palcem. Następnie podnieś próbkę w mikrotomie na 15 do 20 mikrometrów za pomocą zachodzącego na siebie kawałka taśmy i umieść ostrze mikrotomu na krawędzi rdzenia. Po zakończeniu odetnij sekcję, trzymając koniec taśmy.
Weź cienki odcinek przyklejony do taśmy i umieść go na linii wody na przygotowanym wcześniej szkiełku szklanym nacięciem skierowanym w dół. Po około 10 sekundach zacznij usuwać taśmę z sekcji za pomocą pęsety, uważając, aby sekcja pozostała na szklanym szkiełku. Podczas wiercenia rdzeniowego za pomocą wiertarki akumulatorowej żadna z gilz nie uległa odkształceniu na skutek nacisku wywieranego na krawędź tnącą podczas pierwszej fazy wiercenia.
Rdzenie bez gładkiej powierzchni oraz rys i pęknięć wskazywały na konieczność naostrzenia krawędzi tnącej. Protokół zaoszczędził czas w laboratorium i poprawił jakość mikrosekcji. Nawet jeśli używasz wiertarko-wkrętarki akumulatorowej, chcesz regularnie ostrzyć rdzenie, aby zapewnić pobieranie próbek wysokiej jakości rdzeni.
Zmniejszenie naprężeń mechanicznych podczas rdzeniowania zmniejsza ryzyko powstania mikropęknięć w rdzeniach. W tym celu prace laboratoryjne związane z przygotowaniem mikrosekcji są ograniczone do minimum. Możliwość przygotowania mikroprzekrojów całych rdzeni inkrementacyjnych pozwala na uproszczoną analizę szeregów czasowych do analizy anatomicznej drewna.
Przegląd
W niniejszym artykule przedstawiono protokół minimalizacji mikropęknięć w rdzeniach przyrostowych podczas pobierania próbek z drzew z wykorzystaniem wiertarki akumulatorowej z mnożnikiem momentu obrotowego. Opisano również procedurę ostrzenia świdrów w terenie w celu poprawy jakości mikroprzekrojów.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Anatomia drewna
- Techniki pobierania rdzeni z drzew
- Przygotowanie mikroprzekrojów
Wstęp
- Wiercień przyrostowych są kluczowe dla analizy anatomicznej drewna.
- Wysoka jakość próbek jest niezbędna, aby uniknąć ich uszkodzenia podczas pobierania.
- Użycie wiertarki akumulatorowej zmniejsza obciążenie mechaniczne próbek.
- Ostrzenie świdrów jest konieczne w celu utrzymania wydajności cięcia.
Cel badania
- Zapewnienie niezawodnej metody pobierania rdzeni z drzew bez powodowania mikropęknięć.
- Udoskonalenie procesu przygotowywania długich mikrosekcji z rdzeni przyrostowych.
- Usprawnienie procesu ostrzenia świdrów w warunkach terenowych.
Zastosowane metody
- Montaż i pozycjonowanie świdra przyrostowego na pniu drzewa.
- Wykorzystanie wiertarki akumulatorowej z wzmacniaczem momentu obrotowego do pobierania rdzeni.
- Ostrzenie świdrów przy użyciu specjalnie zaprojektowanego uchwytu i kamieni szlifierskich.
- Przygotowanie mikroprzekrojów za pomocą mikrotomu do rdzeni.
Główne wyniki
- Protokół skutecznie ograniczył występowanie mikropęknięć w rdzeniach.
- Procedury ostrzenia poprawiły jakość krawędzi tnących.
- Zminimalizowano czas spędzony w laboratorium na przygotowaniu mikrosekcji.
- Wysoka jakość rdzeni ułatwiła dokładniejszą analizę anatomiczną drewna.
Wnioski
- Zmniejszenie naprężeń mechanicznych podczas pobierania rdzeni jest kluczowe dla zachowania ich integralności.
- Regularne ostrzenie świdrów jest niezbędne dla uzyskania optymalnych wyników.
- Opisane metody zwiększają efektywność badań nad anatomią drewna.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Prawidłowe pobieranie próbek o wysokiej integralności jest kluczowe dla ilościowych badań anatomicznych drewna, w których ciągłość mikrostrukturalna bezpośrednio wpływa na wiarygodność późniejszych analiz. Wprowadzenie zaawansowanych schematów pobierania rdzeni, obejmujących techniki wiercenia wiertarką akumulatorową oraz ostrzenie narzędzi w terenie, zmniejsza ryzyko powstania artefaktów i sprzyja generowaniu powtarzalnych, wysokiej jakości danych. Udoskonalenia te pozwalają na bardziej pewną interpretację serii czasowych oraz analiz strukturalnych, co zwiększa wartość prognostyczną badań dendroekologicznych w procesach badawczych istotnych dla sektora biofarmaceutycznego.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biopharmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia pobieranie nieuszkodzonych przyrostowych rdzeni, co pozwala na rzetelną weryfikację hipotez w badaniach nad anatomią drewna.
- Ogranicza powstawanie artefaktów mechanicznych, zwiększając wiarygodność analiz strukturalnych i chemicznych.
- Ułatwia funkcjonalną walidację cech słojów przyrostowych istotnych dla modelowania środowiskowego lub biologicznego.
Przesiewy i opracowanie testów
- Zapewnia zestandaryzowane, wysokiej jakości próbki rdzeniowe, co umożliwia powtarzalne późniejsze cięcie i analizę.
- Minimalizuje zmienność w przygotowaniu próbek, wspierając spójność testów oraz niezawodność wyników ilościowych.
- Poprawia przygotowanie do wysokoprzepustowego lub porównawczego przesiewania cech anatomicznych drewna.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wspiera generowanie ciągłych mikroprzekrojów do analizy podłużnej lub analizy szeregów czasowych.
- Umożliwia dopasowanie danych anatomicznych do chemicznych lub izotopowych biomarkerów, gdy jest to właściwe.
- Zmniejsza ryzyko wystąpienia artefaktów indukowanych przez próbkę, które mogłyby zakłócić interpretację translacyjną.
Integracja potoku i przepływu pracy
Niniejszy schemat pracy pozycjonuje wysokiej jakości pozyskiwanie rdzeni przyrostowych jako podstawowy etap – od wczesnych odkryć po przedkliniczne analizy anatomiczne i chemiczne drewna.
- Biologia odkryć: Wspiera rygorystyczne testowanie hipotez poprzez minimalizację uszkodzeń rdzenia i zachowanie cech anatomicznych.
- Screening: Dostarcza powtarzalne, wolne od artefaktów próbki do standaryzowanego cięcia i analiz ilościowych.
- Analityka: Umożliwia wiarygodny pomiar szerokości słoja oraz zmiennych chemicznych lub izotopowych w seriach czasowych.
- Badania translacyjne: Zachowuje integralność próbek dla porównywania biomarkerów w różnych badaniach lub w badaniach podłużnych.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Ustanawia skalowalny, możliwy do adaptacji w terenie protokół, zapewniający spójną jakość próbek w wielu projektach.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną poprzez redukcję mikropęknięć i artefaktów w próbkach.
- Wartość operacyjna: Usprawnia przygotowanie próbek i ogranicza konieczność powtarzania analiz laboratoryjnych.
- Wartość strategiczna: Poprawia jakość danych niezbędnych do podejmowania decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań w zakresie anatomii drewna i studiów pokrewnych.
- Wpływ na portfolio: Wspiera postęp dostosowany do ryzyka poprzez zapewnienie niezawodnych, wysokiej jakości danych wejściowych.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga biegłości technicznej w pobieraniu rdzeni polowych oraz w cięciu sekcji mikrotomem.
- Konieczny jest dostęp do wiertarek akumulatorowych, wzmacniaczy momentu obrotowego i specjalistycznego sprzętu do ostrzenia.
- Wymaga przestrzegania ustandaryzowanych protokołów w celu zapewnienia powtarzalności wyników między zespołami.
- Może wymagać dostosowania do różnych gatunków drzew lub gęstości drewna.
- Zależne od regularnej konserwacji i weryfikacji ostrości świdra w celu uzyskania optymalnych rezultatów.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji
Chapters in this video
0:05
Introduction
0:27
Manual Coring
1:53
Coring with a Cordless Drill
2:58
Sharpening the Cutting Edge of Increment Corers
4:34
Cutting Micro Sections of Entire Increment Cores Using a Water-Soluble Tape
6:25
Results: Preparation of Long Micro Sections and a Procedure to Sharpen Corers in the Field
6:56
Conclusion
