Tillverkning av Mikroskop fas för vertikal observation med temperaturkontroll funktion
Summary
Presenteras här är ett protokoll med hjälp av en temperaturkontrollerad Mikroskop skede som gör att en provbehållare som skall monteras på ett vertikalt Mikroskop.
Abstract
Proverna placeras vanligtvis på ett horisontellt Mikroskop Stadium för mikroskopisk observation. Men för att iaktta inverkan av gravitationen på ett prov eller studera flytande beteende, är det nödvändigt att göra mikroskopet skede vertikalt. För att åstadkomma detta, ett sidledes inverterat Mikroskop lutas av 90 ° har utarbetats. För att observera prover med detta Mikroskop, måste provbehållare som petriskålar eller glas diabilder säkras till scenen vertikalt. En anordning som kan säkra provbehållare på plats i ett vertikalt Mikroskop skede har utvecklats och beskrivs här. Fastsättning av denna enhet på scenen tillåter observation av provet dynamik i vertikalplanet. Förmågan att reglera temperaturen med en silikon gummi värmare tillåter också observation av temperaturberoende prov beteenden. Dessutom överförs temperaturdata till en Internet-Server. Temperaturinställningar och logg övervakning kan fjärrstyras från en dator eller smarttelefon.
Introduction
Optisk mikroskopi är en teknik som används för att öka observerbara Detaljer via förstoring av ett prov med linser och synligt ljus. I optisk mikroskopi, ljus riktas på ett prov, sedan sänds, reflekteras, eller fluorescerande ljus fångas av förstoringsglas för observation. Olika typer av Mikroskop finns tillgängliga som skiljer sig i design för att rymma olika användningsområden och observationsmetoder. De olika designerna inkluderar ett upprätt Mikroskop, som är uppbyggt för att belysa ett prov underifrån för observation ovanifrån, och ett inverterat Mikroskop, som belyser provet från ovan för observation underifrån. Upprätt Mikroskop är den vanligaste och mest använda designen. Inverterade Mikroskop används ofta för att observera prover som inte kan tillåta en lins nära i avstånd från ovan, såsom odlade celler anhängare till botten av en behållare. Många forskargrupper har rapporterat observationer inom ett brett spektrum av fält med inverterade Mikroskop1,2,3,4,5,6,7. Många ytterligare enheter har också utvecklats som utnyttjar funktionerna i inverterade Mikroskop8,9,10,11,12,13 .
För närvarande, i alla konventionella Mikroskop konstruktioner, mikroskopet scenen är horisontell och är därför olämpligt för observation av prover som producerar rörelse i vertikalplanet, (på grund av tyngdkraften, flytkraft, rörelse, etc.). För att göra dessa observationer möjliga, måste mikroskopet scenen och ljusbanan roteras till vertikal. Den vertikala etappen krävs för att vertikalt montera glas rutschbanor eller provbehållare såsom en petriskålar till scenen. För att ta itu med detta har en sidledes inverterad Mikroskop lutas av 90 ° redan utarbetats. Men att fästa prover med tejp eller andra lim ger inte den nödvändiga långsiktiga orörlighet. Beskrivs här är en enhet som kan uppnå den nödvändiga stabiliteten. Denna enhet tillåter observation över tiden för prov förflyttning i vertikalplanet. Montering av en kisel gummi värmare har också gjort det möjligt att observera påverkan av temperaturvariationer på prov beteende. Temperaturdata överförs till en Internet-Server via Wi-Fi, och temperaturinställningar och logg övervakning kan fjärrstyras från en dator eller smarttelefon. Till vår kännedom har det stadium som fästs på ett sidolutande Mikroskop lutas med 90 ° ännu inte rapporterats i tidigare studier.
Mikroskopet arrangerar består av tre Aluminum pläterar. Den mellersta aluminium plattan är monterad på den nedre aluminium plattan som fäster på scenen. Silikon gummit som innehåller temperaturgivaren är fäst mellan mellersta och övre aluminiumplåtar. Gummiband används för att anbringa provet. Klor är fästa i vänster och höger fyra punkter i den övre aluminium plattan för att säkra gummibanden. Temperatur regulatorns styrkrets får en signal från temperaturgivaren inbäddad i silikon gummi och modulerar elkraft med PWM-metoden (Pulse Width Modulation). Temperaturen kan gradvis ökas till 50 ° c i steg om 1 ° c. Den här enheten är användbar för tillämpningar där vertikala prov rörelser kan vara temperaturberoende.
Denna rapport ger exempel på temperatureffekter på det flytande fenomenet med kiselalger. Som exempel på diatomobservationsstudier har mätningar av sänkningshastighet av cell kluster, rörelse analyser, ultrafina strukturstudier, etc. rapporterats14,15,16,17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23. den specifika vikten av kiselalger som flyter i vatten med fotosyntetiska organismer är något högre än vatten, så de tenderar att sjunka. men de kommer att stiga om även liten konvektion sker. För att studera detta fenomen, en glasfiber är fäst vertikalt till ett Mikroskop skede, och effekterna av ökande temperatur på av kiselalger vertikal rörelse observeras.
Protocol
Representative Results
Discussion
Trajectory analys av rörliga diatomceller är en användbar metod för att utvärdera av kiselalger motilitet. Men medan ett normalt inverterat Mikroskop iakttar prover horisontellt, är det inte lämpligt för observationer av inverkan av gravitation eller flytande rörelse i vertikal riktning. Utvecklad och beskrivs här är ett vertikalt Mikroskop skede med temperaturkontroll och bifogas ett inverterat Mikroskop, som har roterats av 90 °. Detta Mikroskop skede med temperaturkontroll tillåter observation av temperat…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna har inga erkännanden.
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).
