Summary

Fabricación de la etapa del microscopio para la observación vertical con la función de control de temperatura

Published: July 31, 2019
doi:

Summary

Aquí se presenta un protocolo que utiliza una etapa de microscopio controlada por temperatura que permite montar un contenedor de muestras en un microscopio vertical.

Abstract

Por lo general, las muestras se colocan en una etapa horizontal del microscopio para la observación microscópica. Sin embargo, para observar la influencia de la gravedad en una muestra o estudiar el comportamiento a flote, es necesario hacer que la etapa del microscopio sea vertical. Para lograrlo, se ha ideado un microscopio invertido lateralmente inclinado en 90o. Para observar muestras con este microscopio, los recipientes de muestra como platos Petri o toboganes de vidrio deben fijarse al escenario verticalmente. Se ha desarrollado un dispositivo que puede asegurar los contenedores de muestras en su lugar en una etapa vertical del microscopio, que se describe aquí. La fijación de este dispositivo a la etapa permite la observación de la dinámica de la muestra en el plano vertical. La capacidad de regular la temperatura utilizando un calentador de caucho de silicona también permite la observación de comportamientos de muestra dependientes de la temperatura. Además, los datos de temperatura se transfieren a un servidor de Internet. Los ajustes de temperatura y la supervisión del registro se pueden controlar de forma remota desde un PC o smartphone.

Introduction

La microscopía óptica es una técnica empleada para aumentar los detalles observables mediante el aumento de una muestra con lentes y luz visible. En la microscopía óptica, la luz se dirige a una muestra y luego se transmite, refleja o fluorescente, la luz se captura mediante lentes de aumento para la observación. Hay varios tipos de microscopio disponibles que difieren en el diseño para adaptarse a diferentes usos y métodos de observación. Los diferentes diseños incluyen un microscopio vertical, que está estructurado para iluminar una muestra desde abajo para la observación desde arriba, y un microscopio invertido, que ilumina la muestra desde arriba para la observación desde abajo. Los microscopios verticales son el diseño más común y ampliamente utilizado. Los microscopios invertidos se utilizan a menudo para observar muestras que no pueden permitir que una lente se cierre a distancia desde arriba, como células cultivadas adherentes a la parte inferior de un recipiente. Muchos grupos de investigación han reportado observaciones en una amplia gama de campos utilizando microscopios invertidos1,2,3,4,5,6,7. También se han desarrollado muchos dispositivos adicionales que aprovechan las características de los microscopios invertidos8,9,10,11,12,13 .

Actualmente, en todos los diseños de microscopio convencionales, la etapa del microscopio es horizontal y por lo tanto no es adecuada para la observación de muestras que producen movimiento en el plano vertical, (debido a la gravedad, flotabilidad, movimiento, etc.). Para que estas observaciones sean posibles, la etapa del microscopio y la trayectoria de la luz deben girarse a vertical. La etapa vertical es necesaria para montar verticalmente diapositivas de vidrio o recipientes de muestra como un platos Petri al escenario. Para hacer frente a esto, ya se ha ideado un microscopio invertido lateralmente inclinado en 90o. Sin embargo, la fijación de muestras con cinta u otros adhesivos no produce la necesaria inmovilidad a largo plazo. Aquí se describe un dispositivo que puede lograr la estabilidad necesaria. Este dispositivo permite la observación en el tiempo del movimiento de la muestra en el plano vertical. El montaje de un calentador de caucho de silicio también ha hecho posible observar la influencia de la variación de temperatura en el comportamiento de la muestra. Los datos de temperatura se transfieren a un servidor de Internet mediante Wi-Fi, y los ajustes de temperatura y la supervisión de registros se pueden controlar de forma remota desde un PC o smartphone. Según nuestro conocimiento, la etapa unida a un microscopio inclinado lateralmente 90o aún no se ha reportado en estudios anteriores.

La etapa del microscopio se compone de tres placas de aluminio. La placa de aluminio central está montada en la placa de aluminio inferior que se une al escenario. El caucho de silicona que contiene el sensor de temperatura se une entre las placas de aluminio medio y superior. Las bandas de goma se utilizan para fijar la muestra. Las garras se fijan en los cuatro puntos izquierdo y derecho de la placa superior de aluminio para asegurar las bandas de goma. El circuito de control del regulador de temperatura recibe una señal del sensor de temperatura integrado en caucho de silicona y modula la energía eléctrica mediante el método de modulación de ancho de pulso (PWM). La temperatura se puede aumentar gradualmente a 50 oC en incrementos de 1 oC. Este dispositivo es útil para aplicaciones en las que los movimientos de muestra verticales pueden depender de la temperatura.

Este informe proporciona ejemplos de efectos de temperatura en el fenómeno flotante de las diatomeas. Como ejemplos de estudios de observación de la diatomea, mediciones de la velocidad de sedimentación de los cúmulos celulares, análisis de movimiento, estudios de estructura ultrafina, etc. se han reportado14,15,16,17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23. La gravedad específica de las diatomeas que flotan en el agua con organismos fotosintéticos es ligeramente superior a la del agua, por lo que tienden a hundirse; sin embargo, se levantarán si incluso se está produciendo una ligera convección. Para estudiar este fenómeno, se fija un portaobjetos de vidrio verticalmente a una etapa del microscopio, y se observan los efectos del aumento de la temperatura en el movimiento vertical diatomea.

Protocol

1. Diseño Fabricación de placas de aluminio Corte un orificio de 101 mm en el centro de una placa de aluminio de dimensiones 150 mm x 200 mm x 2 mm para ser utilizado como placa de vanguardia con una máquina de procesamiento láser. Garras de la máquina en ocho puntos para fijar dos bandas de goma a lo largo de la longitud, o dos a lo largo de la anchura de esta placa (ver Figura Suplementaria 1A y Figura Suplementaria 2A). Corte un orificio de 130 mm en …

Representative Results

La Figura 2 muestra la distribución de la temperatura del calentador de caucho. La temperatura superficial del calentador de goma era uniforme a cada temperatura. La Figura 3 muestra la capacidad de respuesta de la temperatura medida para establecer los cambios de temperatura. La línea naranja muestra la temperatura establecida y la línea azul muestra el cambio de la temperatura de la muestra. El rebasamiento del valor medido …

Discussion

El análisis de trayectoria de las células diatomeas móviles es un enfoque útil para evaluar la motilidad del diatomea. Sin embargo, mientras que un microscopio invertido normal observa muestras horizontalmente, no es adecuado para observaciones de la influencia de la gravedad o el movimiento flotante en la dirección vertical. Desarrollado y descrito aquí es una etapa vertical del microscopio con control de temperatura y unido a un microscopio invertido, que ha sido girado 90o. Esta etapa del microscopio con control…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores no tienen reconocimientos.

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

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Cite This Article
Matsukawa, Y., Ide, Y., Umemura, K. Fabrication of Microscope Stage for Vertical Observation with Temperature Control Function. J. Vis. Exp. (149), e59799, doi:10.3791/59799 (2019).

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