तापमान नियंत्रण समारोह के साथ कार्यक्षेत्र अवलोकन के लिए माइक्रोस्कोप स्टेज का निर्माण
Summary
यहाँ प्रस्तुत एक तापमान नियंत्रित माइक्रोस्कोप चरण है कि एक नमूना कंटेनर एक ऊर्ध्वाधर माइक्रोस्कोप पर रखा जा करने की अनुमति देता है का उपयोग कर एक प्रोटोकॉल है.
Abstract
नमूने आमतौर पर सूक्ष्म अवलोकन के लिए एक क्षैतिज माइक्रोस्कोप चरण पर रखा जाता है. हालांकि, एक नमूना या अध्ययन बचाए व्यवहार पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का निरीक्षण करने के लिए, यह माइक्रोस्कोप चरण ऊर्ध्वाधर बनाने के लिए आवश्यक है। इसे पूरा करने के लिए, 90 डिग्री से झुका एक बग़ल में उल्टे माइक्रोस्कोप तैयार किया गया है। इस माइक्रोस्कोप के साथ नमूनों का निरीक्षण करने के लिए, पेट्री डिश या कांच स्लाइड जैसे नमूना कंटेनर को खड़ी चरण में सुरक्षित किया जाना चाहिए। एक उपकरण है कि एक ऊर्ध्वाधर माइक्रोस्कोप चरण पर जगह में नमूना कंटेनर सुरक्षित कर सकते हैं विकसित किया गया है और यहाँ वर्णित है. मंच के लिए इस डिवाइस के अनुलग्नक ऊर्ध्वाधर विमान में नमूना गतिशीलता के अवलोकन की अनुमति देता है. एक सिलिकॉन रबर हीटर का उपयोग कर तापमान को विनियमित करने की क्षमता भी तापमान पर निर्भर नमूना व्यवहार के अवलोकन की अनुमति देता है। इसके अलावा, तापमान डेटा एक इंटरनेट सर्वर को स्थानांतरित कर दिया है. तापमान सेटिंग्स और लॉग निगरानी एक पीसी या स्मार्टफोन से दूर से नियंत्रित किया जा सकता है।
Introduction
ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी लेंस और दृश्य प्रकाश के साथ एक नमूना के आवर्धन के माध्यम से प्रेक्षणीय विवरण को बढ़ाने के लिए नियोजित एक तकनीक है। प्रकाशीय माइक्रोस्कोपी में, प्रकाश को नमूने पर निर्देशित किया जाता है, फिर अभिसंचारित, परावर्तित, या फ्लोरोसेंट प्रकाश को प्रेक्षण के लिए लेंसों द्वारा अभिवर्तित किया जाता है। विभिन्न प्रकार के सूक्ष्मदर्शी उपलब्ध हैं जो विभिन्न उपयोगों और प्रेक्षण विधियों को समायोजित करने के लिए डिजाइन में भिन्न होते हैं। विभिन्न डिजाइनों में एक ईमानदार माइक्रोस्कोप शामिल है, जो ऊपर से अवलोकन के लिए नीचे से एक नमूना रोशन करने के लिए संरचित है, और एक उल्टे माइक्रोस्कोप, जो नीचे से अवलोकन के लिए ऊपर से नमूना illuminates. ईमानदार माइक्रोस्कोप सबसे आम और व्यापक रूप से इस्तेमाल किया डिजाइन कर रहे हैं। उल्टे माइक्रोस्कोप अक्सर नमूने है कि एक लेंस ऊपर से दूरी में बंद की अनुमति नहीं कर सकते हैं निरीक्षण करने के लिए उपयोग किया जाता है, इस तरह के एक कंटेनर के नीचे करने के लिए अनुयायी सुसंस्कृत कोशिकाओं के रूप में. अनेक अनुसंधान समूहों ने अनेक प्रकार के क्षेत्रों में प्रतिलोमित सूक्ष्मदर्शी1,2,3,4,5,6,7का प्रयोग करते हुए प्रेक्षणों की सूचना दी है . कई अतिरिक्त उपकरण भी विकसित किए गए हैं जो उल्टे माइक्रोस्कोप8,9,10,11,12,13 की विशेषताओं का लाभ उठाते हैं .
वर्तमान में, सभी पारंपरिक माइक्रोस्कोप डिजाइनों में, सूक्ष्मदर्शी चरण क्षैतिज है और इसलिए ऊर्ध्वाधर तल में आंदोलन का उत्पादन करने वाले नमूनों के अवलोकन के लिए अनुपयुक्त है, (गुरुत्वाकर्षण, उछाल, गति, आदि के कारण)। इन प्रेक्षणों को संभव बनाने के लिए सूक्ष्मदर्शी अवस्था एवं प्रकाश पथ को ऊर्ध्वाधर में घुमाया जाना चाहिए। ऊर्ध्वाधर चरण खड़ी कांच स्लाइड या इस तरह के मंच के लिए एक पेट्री व्यंजन के रूप में नमूना कंटेनर माउंट करने के लिए आवश्यक है। इसका समाधान करने के लिए 90 डिग्री की ओर झुका हुआ एक बग़ल में उल्टे सूक्ष्मदर्शी पहले ही तैयार किया जा चुका है। हालांकि, टेप या अन्य चिपकने के साथ नमूने संलग्न आवश्यक दीर्घकालिक गतिहीनता उपज नहीं है। यहाँ वर्णित एक युक्ति है कि आवश्यक स्थिरता प्राप्त कर सकते है. यह उपकरण ऊर्ध्वाधर तल में नमूना आंदोलन के समय अवलोकन की अनुमति देता है। एक सिलिकॉन रबर हीटर के बढ़ते भी नमूना व्यवहार पर तापमान भिन्नता के प्रभाव का निरीक्षण करने के लिए संभव बना दिया है। तापमान डेटा वाई-फाई द्वारा एक इंटरनेट सर्वर के लिए स्थानांतरित कर दिया है, और तापमान सेटिंग्स और लॉग निगरानी एक पीसी या स्मार्टफोन से दूर से नियंत्रित किया जा सकता है। हमारे ज्ञान के लिए, एक बग़ल में झुका माइक्रोस्कोप से जुड़ी अवस्था 90 डिग्री तक झुका हुआ है, पिछले अध्ययनों में अभी तक रिपोर्ट नहीं की गई है।
माइक्रोस्कोप चरण तीन एल्यूमीनियम प्लेटों से बना है. मध्य एल्यूमीनियम प्लेट कम एल्यूमीनियम प्लेट है कि मंच के लिए देता है के लिए मुहिम शुरू की है. सिलिकॉन रबर तापमान सेंसर युक्त मध्य और ऊपरी एल्यूमीनियम प्लेटों के बीच जुड़ा हुआ है. रबर बैंड नमूना चिपका करने के लिए उपयोग किया जाता है। पंजे रबर बैंड सुरक्षित करने के लिए ऊपरी एल्यूमीनियम प्लेट के बाएँ और दाएँ चार अंक में संलग्न हैं। तापमान नियामक के नियंत्रण सर्किट सिलिकॉन रबर में एम्बेडेड तापमान सेंसर से एक संकेत प्राप्त करता है और पल्स चौड़ाई मॉडुलन (PWM) विधि द्वारा बिजली की शक्ति modulates. तापमान को धीरे-धीरे 1 डिग्री सेल्सियस वृद्धि में 50 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाया जा सकता है। यह डिवाइस उन अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है जिनमें ऊर्ध्वाधर नमूना गति ताप-निर्भर हो सकती है।
यह रिपोर्ट डायटॉम्स की अस्थायी परिघटना पर ताप प्रभाव के उदाहरण प्रदान करती है। डायटम प्रेक्षण अध्ययनों के उदाहरण के रूप में सेल समूहों के अवसादन वेग की माप, गति विश्लेषण, अल्ट्राफिन संरचना अध्ययन आदि की सूचना दी गई है14,15,16,17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23.प्रकाश संश् लेषी जीवों के साथ जल में तैरते डायटों की विशिष्ट गुरुत्व जल से थोड़ी अधिक होती है, इसलिए वे डूब जाते हैं; हालांकि, वे वृद्धि होगी अगर भी मामूली संवहन हो रहा है. इस परिघटना का अध्ययन करने के लिए, कांच की स्लाइड को सूक्ष्मदर्शी अवस्था में लंबवत चिपका दिया जाता है, और डायटम ऊर्ध्वाधर गति पर बढ़ते तापमान के प्रभाव को देखा जाता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
डायटम कोशिकाओं को ले जाने का ट्रैकोसिस विश्लेषण डायटम गतिशीलता का मूल्यांकन करने के लिए एक उपयोगी दृष्टिकोण है। तथापि, जबकि एक सामान्य उल्टे सूक्ष्मदर्शी क्षैतिज रूप से नमूनों का निरीक्षण करता है, य?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों की कोई अभिस्वीकृति नहीं है।
Materials
| AC adapter 12V2A | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | AD-D120P200 | Tokyo, Japan |
| ADS1015 Substrate | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | adafruit PRODUCT ID: 1083 | Tokyo, Japan |
| Alminium Plate (Back Side Plate) | Inoval Co., Ltd. | W 150mm×L 200㎜×T 1.5mm | Gifu, Japan |
| Alminium Plate (Forefront Plate) | Inoval Co., Ltd. | W 150mm×L 200㎜×T 2mm | Gifu, Japan |
| Alminium Plate (Middle Lower Plate) | Inoval Co., Ltd. | W 150mm×L 200㎜×T 4mm | Gifu, Japan |
| Alminium Plate (Middle Upper Plate) | Inoval Co., Ltd. | W 150mm×L 200㎜×T 5mm | Gifu, Japan |
| Aluminum Pedestal (Lower Plate) | Inoval Co., Ltd. | D 100mm×T 3mm (30Φ) | Gifu, Japan |
| Aluminum Pedestal (Upper Plate) | Inoval Co., Ltd. | D 100mm×T 3mm (30Φ) | Gifu, Japan |
| Bold Modified Basal Freshwater Nutrient Solution | Sigma-Aldrich Co. LLC | B5282-500ML | St. Louis, USA |
| Controller Case | Marutsu Elec Co., Ltd. | pff-13-3-9 | Tokyo, Japan |
| CPU | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | ESP-WROOM-02D | Tokyo, Japan |
| Inverted microscope | Olympus Corporation | CKX 53 | Tokyo, Japan |
| Low temperature hardening epoxy resin adhesive | ThreeBond Co., Ltd. | TB2086M | Tokyo, Japan |
| Multi-turn semi-fixed volume Vertical type 500 Ω | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | 3296W-1-501LF | Tokyo, Japan |
| OLED module | Akihabara Inc. | M096P4W | Tokyo, Japan |
| Pressed Cork (For supporting electrode ) | Tera Co., Ltd. | W 42mm×L 30㎜ | Ishikawa, Japan |
| Pressed Cork (Lower Disk) | Tera Co., Ltd. | D 100mm×T 0.5mm (20Φ) | Ishikawa, Japan |
| Pressed Cork (Upper Disk) | Tera Co., Ltd. | D 100mm×T 2.5mm (20Φ) | Ishikawa, Japan |
| Rotary encoder with switch with 2 color LED | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | P-05772 | Tokyo, Japan |
| Silicone rubber heater | Three High Co., Ltd. | D 100mm×T 2.5mm (20Φ) | Kanagawa, Japan |
| Substrate | Seeed Technology Co., Ltd. | mh5.0 | Shenzhen, China |
| Temperature sensor | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | NXFT15XH103FA2B050 | Tokyo, Japan |
| Three-terminal DC / DC regulator 3.3 V | Marutsu Elec Co., Ltd. | BR301 | Tokyo, Japan |
| Universal Flexible Arm | Banggood Technology Co., Ltd. | YP-003-2 | Hong Kong, China |
| USB cable USB-A – MicroUSB | Akizuki Denshi Tsusho Co., Ltd. | USB CABLE A-MICROB | Tokyo, Japan |
| Video Canera | Sony Corporation | HDR-CX590 | Tokyo, Japan |
References
- Drum, R. W. Electron Microscope Observations of Diatos. Osterreichische Botanische Zeitschrift. 116, 321 (1969).
- McBride, T. P. Preparing Random Distributions of Datom Values on Microscope Slides. Limnology and Oceangraphy. 33, 1627-1629 (1988).
- Liu, X. Y., Lu, Z., Sun, Y. Orientation Control of Biological Cells Under Inverted Microscopy. IEEE-ASME Transactions on Mechatronics. 16, 918-924 (2011).
- Kahle, J., et al. Applications of a Compact, Easy-to-Use Inverted Fluorescence Microscope. American Laboratory. 43, 11-14 (2011).
- Prunet, N., Jack, T. P., Meyerowitz, E. M. Live confocal imaging of Arabidopsis flower buds. Developmental Biology. , 114-120 (2016).
- Nimchuk, Z. L., Perdue, T. D. Live Imaging of Shoot Meristems on an Inverted Confocal Microscope Using an Objective Lens Inverter Attachment. Frontiers in Plant Science. 8, 10 (2017).
- Hedde, P. N., Malacrida, L., Ahrar, S., Siryaporn, A., Gratton, E. sideSPIM – selective plane illumination based on a conventional inverted microscope. Biomedical Optics Express. 8, 3918-3937 (2017).
- Crowe, W. E., Wills, N. K. A simple Method for Monitoring Changes in Cell Height using Fluorescent Microbeads and an Ussing-type Chamber for the Inverted Microscope. Pflugers Archiv-Europian journal of Physiology. , 349-357 (1991).
- Bavister, B. D. A Minichamber Device for Maintaining a Constant Carbon-Dioxide in Air Atmosphere during Prolonged Culture of Cells on the Stage of an Inverted Microscope. In Vitro Cellular & Developmental Biology. 24, 759-763 (1988).
- Makler, A. A New version of the 10-MU-M Chamber and its use for Semen Analysis with Inverted Microscope. Archives of Andrology. 13, 195-197 (1984).
- Xu, Z., et al. Flexible microassembly methods for micro/nanofluidic chips with an inverted microscope. Microelectronic Engineering. 97, 1-7 (2012).
- Datyner, N. B., Gintant, G. A., Cohen, I. S. Versatile Temperature Controlled Tissue Bath for Studies of Isolated Cells using an Inverted Microscope. Pflugers Archive- Europian Journal of Physiology. 403, 318-323 (1985).
- Claudet, C., Bednar, J. Magneto-optical tweezers built around an inverted microscope. Applied Optics. 44, 3454-3457 (2005).
- Yamaoka, N., Suetomo, Y., Yoshihisa, T., Sonobe, S. Motion analysis and ultrastructural study of a colonial diatom, Bacillaria paxillifer. Microscopy. 65, 211-221 (2016).
- Apoya-Horton, M. D., Yin, L., Underwood, G. J. C., Gretz, M. R. Movement modalities and responses to environmental changes of the mudflat diatom Cylindrotheca closterium (Bacillariophyceae). Journal of Phycology. 42, 379-390 (2006).
- Bannon, C. C., Campbell, D. A. Sinking towards destiny: High throughput measurement of phytoplankton sinking rates through time-resolved fluorescence plate spectroscopy. PLoS One. 12, 16 (2017).
- Clarkson, N., Davies, M. S., Dixey, R. Diatom motility and low frequency electromagnetic fields – A new technique in the search for independent replication of results. Bioelectromagnetics. 20, 94-100 (1999).
- Iwasa, K., Shimizu, A. Motility of Diatom, Phaeodactylum-Tricornutum. Experimental Cell Research. 74, (1972).
- Edgar, L. A. Mucilage Secretions of Moving Diatoms. Protoplasma. 118, 44-48 (1983).
- Edgar, L. A. Diatom Locomotion. Computer-Assisted Analysis of Cine Film British Phycological Journal. 14, 83-101 (1979).
- Iversen, M. H., Ploug, H. Temperature effects on carbon-specific respiration rate and sinking velocity of diatom aggregates – potential implications for deep ocean export processes. Biogeosciences. 10, 4073-4085 (2013).
- Riebesell, U. Comparison of Sinking and Sedimentation-Rate Measurements in a Diatom Winter Spring Bloom. Marine Ecology Progress Series. 54, 109-119 (1989).
- Drum, R. W., Hopkins, J. T. Diatom Locomotion – An Explanation. Protoplasma. 62, (1966).
