Name: Bir Rapid Lazer Yöntemi Yaprak Termal Özelliklerinin non-invazif ve İletişim serbest Tayini kolaylaştırır Probing (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-07T17:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: Öğrenin yaprak termal özelliklerinin temassız ve hızlı lazer ölçüm yöntemiyle Nicotiana türlerinde belirlenmesini. Bu teknik bitki sağlığı izleme ve moleküler tarımda otomasyon için güvenilir bir araç sunar.

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

Yazarlar, bu çalışmada kullanılan bitkileri yetiştirdikleri için Dr. Thomas Rademacher ve Ibrahim Al Amedi'ye minnettardır. Makalenin düzenlenmesindeki yardımları için Dr. Richard M. Twyman'a teşekkür ederiz. Bu çalışma kısmen Avrupa Araştırma Konseyi İleri Hibe "Future-Pharma", 269110 teklif numarası, Fraunhofer Zukunftsstiftung (Gelecek Vakfı), Fraunhofer-Gesellschaft İç Programları tarafından Hibe No'lu olarak finanse edilmiştir. 125-600164 çekin.

1. Bitki Yetiştirme ve Numune Hazırlama <ol><li> 1-2 L deiyonize su ve daha sonra,% 0.1 ile 1 L [m / h] gübre çözeltisi her maden yünü blok yıkayın. Bir tütün (Nicotiana tabacum veya N. benthamiana) her blokta tohum ve tohum yıkayarak olmadan gübre çözeltisi 0.25 L nazikçe yıkayın yerleştirin. </li><li> % 70 nispi neme sahip bir sera veya fitotranda 7 hafta boyunca bitkiler yetiştirmek, 16 saatlik ışık periyodu (180 umol S - 1 M - 2, 400-700 nm λ =) ve 25/22 ° C açık / koyu sıcaklığı rejim. </li><li> Ölçüm cihazının bitkiler hareket ettirin. bitkiler, termal özelliklerinin ölçümü için hareketsiz, hasat tek yaprakları ise. </li></ol> 2. Yaprak Kalınlığı ve Yoğunluk belirleme <ol><li> yaprak kalınlığını belirlemek <ol><li> fosfat tamponlu tuzlu su içinde% 2 [m / hacim] agaroz çözeltisi hazırlayın (PBS)Bunu otoklav. Çözelti -40 ° C'ye soğutulmuş ve bir Petri tabağına yerleştirilir yaprak örneği gömmek olsun. 30 dakika süre ile 4 ° C'de bir buzdolabı içinde Petri kabı yerleştirerek agaroz katılaşmaya. </li><li> 15 ° traş bıçağı kesme açısına sahip bir vibratome kullanarak 200 mikron dilimler halinde agaroz blok kesin. 1,0 mm s kesme hızı 1 ve 0,5 mm arasında bir genliğe kullanın. </li><li> Dağı sabitleştirici olarak siyanoakrilat kullanarak bir bardak slayt beş çapraz yaprak bölümleri. üreticinin talimatlarına göre mikroskop yazılımı yerleşik ölçüm aletleri kullanılarak, bir 20 × objektif ile mikroskop ve 10 × büyütme ile mercek altında yaprak kalınlığı belirleyin. </li><li> damarlar olmadan örnek alanlarda yaprak kalınlığı belirleyin. </li><li> Alternatif olarak, yaprak bıçak bir damar içermeyen alanda bir çevirmeli ölçer ile yaprak kalınlığını belirler. Çevirmeli gösterge yaprak bıçak düzlemine dik tutulur emin olun. CAUTION: japon yapıştırıcısı bir cilt tahriş edici ve dikkatle ele değilse de birbirine değdirerek tutkal olabilir. </li></ol></li><li> yaprak yoğunluğu belirleme <ol><li> Kuru Piknometre boş KÜTLE (m 0) belirlemek, daha sonra su ile doldurun ve tekrar (m 1) Kütle belirler. Tamamen pisnometre kurutun içinde bir yaprak yerleştirin ve kitle (m 2) bir kez daha belirlemek. Iç yaprağı ile dikkatlice suyla pisnometre doldurmak ve kitle (m 3) belirler. </li><li> Denklem 1 kullanılarak yaprak yoğunluğu (Ps) hesaplayın. Denklem 1: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq1.jpg"></li></ol></li></ol> 3. Yaprakların spektral İletim ve Yansıma belirleme <ol><li> Numune tutma kelepçeleri arasında sabitlemek bir UV / VIS spektrofotometre numune odasında bir yaprak yerleştirin. iletim ölçümleri için, det önünde yaprak yerleştirin ector. yansıması için ölçümler algılama odasının arka yaprağı koyun. </li><li> spektrofotometre kontrol yazılımı başlatın. 1600 nm 900 nm bir spektrum seçin. Yeni bir tarama başlatın ve spektral eğri dayalı değerleri iletimi için (μ T) ve UV / VIS spektrofotometre yazılım tarafından görüntülenen yansıma (μ R), kaydedin. </li><li> En az üç biyolojik çoğaltır tüm ölçümler yapmak. Yani beş veya heterojen bir örnek kalite beklenebilir eğer daha fazla, biyolojik çoğaltır sayısını artırın, yaprak yüzey morfolojisi ve kalınlığı değişimi. </li><li> Denklem 2 ve 3'e göre ölçülen lazer gücü P Lazer ile ölçülen μ T veya μ R değerleri çarpılarak iletim (P T) ve yansıma (P R) için gücünü hesaplamak. Denklem 2:ftp_upload / 54835 / 54835eq2.jpg "/&gt; Denklem 3: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq3.jpg"> NOT: şanzıman da ölçüm sırasında bir fotodiyot sensörü (6.3'e bakınız) ile tespit edilebilir. </li></ol> 4. Ölçüm Aparatı kurma <ol><li> Bir paslanmaz çelik tutucu bir 25.4 mm çaplı konisine fiber bağlanmış tek çubuğu NIR diyot lazer (dalga boyu = 1.550 nm) monte edin. 4-6 W'a NIR lazerin çıkış gücü (P Lazer) ayarlamak için bir denetleyici bağlayın </li><li> 13 mm ışın genişliğini ayarlamak için koni sonunda 25.4 mm odak uzunluğuna sahip bir iki dışbükey lens yerleştirin. </li><li> Bir fotodiyot güç sensörü lensin altına altına 354 mm yerleştirin. Daha sonra 1.0 bir optik yoğunluğa ve sensör üzerinde bir 22 mm seramik tabakası ile nötr yoğunluklu bir filtre yerleştirilerek fotodiyot hafifletir. </li><li> koaksiyel kablo kullanarak bir osiloskop fotodiyot güç sensörünü bağlayın. </li><li> bağlamakobjektif altında 308 mm (Şekil 1) bir yükseklikte ölçüm kurulum iskelesi ile 6 × 6 cm numune poz alanına sahip bir 10 × 10 cm kare. 10 × 10 cm çerçeve içine monte edilerek uzayda yaprak konumunu düzeltmek. </li><li> Bir evrensel seri veri yolu (USB) kablosu kullanarak bir kişisel bilgisayara bir NIR dedektör bağlayın ve dedektör için arayüz yazılımı yükleyin. </li><li> 135 mm seramik katman üzerinde lazer ışınına 45 ° açıyla dedektör yerleştirin. Maksimum sıcaklık sinyali görülmektedir kadar sensör konumunu ve açısını değiştirerek örnek üzerinde lazer nokta dedektör ölçüm alanını aynı hizaya getirin. </li><li> 5 W çıkış lazer gücü ve 0,5 saniye lazer darbesinin süresini ayarlamak için lazer kontrol arayüzü yazılımı kullanın. lazer gücünün grafiksel gösterimi aşağıda kontrol seçenekleri penceresinde "Akım kontrolü" komutunu seçin ve &amp; # içine "5" yazarak lazer gücünü ayarlamak34; Güç [W] Zaman [s] "alanına" içine "0.5". Alan yazarak lazer darbe süresi ayarlayın ". </li><li> Deneylerin her set için mutlak lazer gücünü belirlemek için, deneyler her set sonunda termal yüzey emici güç sensörü ile fotodiyot güç sensörünü değiştirin ve bir örnek olmadan 20 saniye lazer çıkış gücü ölçer. </li></ol> 5. Yaprak Örnekleri hazırlayın <ol><li> ölçümler için sağlam ve hasarsız yaprakları kullanın. </li><li> soruşturma hakkında ise, açık alev veya 2-3 saniye süreyle lazer ışını, için yaprak açığa veya diğer taklit etmek diğer teknikleri kullanmak, lateks eldiven arasındaki yaprak ovuşturarak, bir neşter ile yaprak delerek tipik yaprak hasar türlerini taklit hasar türleri. </li><li> Dikkatli ama hızlı bir şekilde örnek tutma kelepçeleri arasında yaprak örneği monte edin. </li></ol> Sıcaklık Ölçümleri alın 6. <ol><li> yaprak ve seramik arasındaki doğrudan temastan kaçınınfotodiyot sensörü üzerine yerleştirilen zayıflatıcı c p, s ve l hesaplanması müdahale yapay ısı transferini engellemek için (bölüm 9). </li><li> NIR detektörü ile 60 saniye arasında, toplam yaprak örneğinin sıcaklık profilini toplamak için sıcaklık ölçme yazılımı kullanarak. Birincisi, 10 sn için sıcaklık taban çizgisini kaydetmek sonra 0.5 saniye boyunca lazer etkinleştirmek ve 49.5 saniye için veri toplama devam ediyor. <ol><li> "Ölçüm" ve ardından "Yeni Ölçümü" tıklayarak bir ölçüm başlayın. Daha sonra termal profilin grafiksel gösterimi üstündeki yeşil oku tıklatın. profilin grafiksel gösterimi yukarıdaki "Kaydet" ikonuna tıklayarak sıcaklık profilini (stilize bir disk) kaydedin. </li></ol></li><li> ve bağlı bir osiloskop kullanarak bir yaprak numunesi olmadan ölçümler için sinyal farkını hesaplayarak fotodiyot güç sensörü kullanılarak iletilen lazer gücünü onaylamakBir koaksiyel kablo ile fotodiyot güç sensörü (Şekil 2). <ol><li> Iki kanat yüksekliğini belirlemek (1 f, S ve f 2, S) osiloskop ile elde edilen gerilim profilinde. </li><li> (1,0 ve f 2,0 f) referans olarak yaprak numunesi olmadan ölçümü tekrarlayın. Denklem 4 (ayrıca Şekil 2 bakınız) göre bu ölçümlerin oranı olarak iletimini μ T hesaplayın. Denklem 4: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq4.jpg"></li></ol></li></ol><img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/54835/54835fig2.jpg"> Şekil 2: fotodiyot güç sensörü kullanılarak yaprak iletim ölçülmesi. Bir. Bir yaprak numunesi olmadan bir referans deney için tipik gerilim profili bir osiloskop kullanılarak görüntülendi. B. gerilim profilicihaz içine monte yaprak numunesi ile. Her iki durumda da, iletilen lazer gücü iki kanat her orantılıdır. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54835/54835fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> 7. Yaprak Numune Özgül Isı Kapasitesi hesaplayın <ol><li> Maksimum yaprak sıcaklığı T ma x [K] (Denklem 5) dan oda sıcaklığı T 0 [K] çıkarılarak lazer darbesi sırasında maksimum sıcaklık farkını DT [K] hesaplayın. Denklem 5: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq5.jpg"></li><li> P T [W] iletilen lazer P R [W] yansıyan lazer gücü ve efektif lazer gücü ve lazer darbe süresi (Denklem 6) dayalı bir yaprak tarafından emilen enerji (E S [J]) hesaplayın güç. equation 6: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq6.jpg"></li><li> D S [m]) 2.1 göre yaprak kalınlığı ısıtılan yaprak alanının kitle (m S [kg]) kullanılarak Denklem 7, hesaplamak, r Lazer [m] lazer nokta yarıçapı, V S [olduğunu m 3] ısıtılmış yaprak hacmi ve ρ S [m -3 kg] yaprak yoğunluğu) 2.2 göre olduğunu. Denklem 7: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq7.jpg"></li><li> CP hesaplayın kullanıcının [J kg-1 K -1] ısıtılmış yaprak alanı Kitle m S ve maksimum sıcaklık farkı ürünü tarafından emilen enerji E S bölerek Denklem 8'e göre yöntem. Denklem 8: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq8.jpg"></li></ol> 8. Therm için Sıcaklık Profili Verileri hazırlayınal İletkenlik Hesaplamalar <ol><li> Bir tablo işlemci dosyayı bir * .dat dosyası olarak zaman ve sıcaklık ham veri ihracat ve açmak için NIR sensörü kontrol yazılımı "İhracat" komutunu kullanın. </li><li> 1 uygula: Bir kullanarak, örneğin 100 veri azaltma, "IF (MOD (değer; 100) = 0;" x ";" 0 ")" komutu, 0,1 saniye başına bir veri noktası veri yoğunluğu elde edilir. </li><li> Lazer hala kapalı olduğu sırasında ölçüm, ilk 10 saniye boyunca her sıcaklık profili için [° C] ortalama bazal sıcaklık T B hesaplayın. Sonra, T B ve gerçek ortam sıcaklığı T 0 [° C] arasındaki farkı hesaplar. </li><li> Bireysel T 0 (örn y-normalleştirme), doğru kayması T B ise her profil normalleştirmek için bu farkı kullanın - T 0 = 2.0 K, daha sonra pr sıcaklık her sıcaklık değerinden 2.0 K çıkarmaOFile (Şekil 3A). </li><li> Maksimum örnekleme sıcaklığı önce (T max) her veri noktası silerek zaman, her sıcaklık profili (x-normalleştirme) koordinatı normalleştirmek ve T max (Şekil 3B) için t = 0 ile başlayan yeni zaman değerlerini atayın. </li><li> Ekran ani sıcaklık vardiya, üç katından fazla onlar eserler ölçümden karşılık çünkü ≈ 1,0 K. (veri kümesinden bu bölgeleri Kaldır genellikle Şekil 3C 3 × 0.31 K bazal gürültü seviyesi vardır, yani sıcaklık farkları için her profil ). </li><li> T t [K] t [s] olarak monte yaprak numune sıcaklığı olan bir tablo işlemci kullanarak verilere üstel bozunma fonksiyonu (Denklem 9) Fit, T 0 ortam sıcaklığı, A [K] genlik olduğunu ve t 1 [s] bozunma sabiti (Şekil3D). Denklem 9: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq9.jpg"></li><li> Lazer darbesinin ardından 0-80 s yaprak numunesi sıcaklık düşüşü hesaplamak için takılan işlevini kullanın. </li><li> Her sıcaklık veri noktasına (Şekil 3E) için 273,15 değerini ekleyerek [K] ölçeğine [° C] ölçülen sıcaklık verileri dönüştürmek. </li></ol><img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/54835/54835fig3.jpg"> Şekil 3: l hesaplanması için veri işleme şeması. Bir. veri azaltma sonra sıcaklık profilleri çevre sıcaklığına normalleştirilir. B. Sonraki, maksimum örnekleme sıcaklık (T max) önce tüm veri noktaları kaldırılır. Cı. Ölçüm eserler ( "tutarsız" veri setinde gösterilir) sıcaklığına göre belirlenirler inci daha büyük vardiyaree kez taban gürültü ve üstel fonksiyonu montajdan önce veri kümesi kaldırıldı. D. Santigrat sıcaklık ölçeği Kelvin ölçeği dönüştürülür. Her bir zaman aralığı için, E., λ sıcaklık profiline göre hesaplanır. F. 20 s bir pencere, bir uygun sıcaklık değişimi gözlenebildiği tanımlanmıştır. G. Seçilen zaman penceresi dayanarak, ortalama ve standart sapma l için hesaplanır. H. İki farklı N. tabacum yaprak numuneleri için Örnek sonuçlanır. Turuncu oklar ve çizgiler sunulan verilere karşılık gelen işlem adımında etkisini göstermektedir. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54835/54835fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Yaprak Numunenin Termal İletkenlik 9. hesaplanması <ol><li> Sıcaklık differe hesaplayınYaprak numune ve DT x [K] sıcaklık farkı olan, Denklem 10, uygun olarak, her 0.1-s aralığında ortam arasında nce, t t [° C] donatılmış yaprak örneği sıcaklığı ve T, 0 [C] ortam sıcaklığı (Şekil 3E). Denklem 10: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq10.jpg"></li><li> sıcaklık düşüşü konvektif ısı transferi, ısı radyasyonu ve ısı iletimi kombine etkisine bağlı olduğu varsayılmaktadır. AE Sıcaklık [J], iki ardışık zaman noktalarında numunenin termal enerji farkıdır N- hesaplanması için bir temel olarak karşılık gelen enerji dengesi (Denklem 11) kullanarak, AE rad [J] nedeniyle enerji farkı termal radyasyona, AE dönüşüm [J] nedeniyle konvektif ısı transferi enerji farkı ve Δ; E koşul [J] nedeniyle termal iletim enerji farkıdır. Denklem 11: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq11.jpg"></li><li> DT t [K] monte yaprak örneği sıcaklık farkı Denklem 12, unitless ışıma ε, σ [kg s -3 K -4] Stefan verimli gerçek fiziksel özelliklere sahip enerji dengesinde genel terimleri yerine -Boltzmann sabiti, A rad [m 2] termal radyasyon alanı, h [J s -1 m -2 K -1] konvektif ısı transfer katsayısı, A dönüşüm [m 2] konvektif ısı transferi alanı, bir koşul [m 2] termal iletim ve l [m] karakteristik uzunluk alanı. Denklem 12: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq12.jpg"></li><li> chara hesaplayınkorelasyon dayalı cteristic uzunluğu l: l = V / A. </li><li> Bir [m2] hesaplamak için ısıtıldı örnek hacmi V S ve yaprak örneğinin enine kesit alanına kullanın. Kesit yaprak alanı bir koşul iletim R Lazer nokta yarıçapı d yaprağı kalınlığı oluşur alan denklem 13, uygun bir koşul karşılık gelir. Denklem 13: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq13.jpg"></li><li> Lazer lazer noktası alanıdır Denklem 14, uygun bir rad ve A dönüşümler hesaplayın. Denklem 14: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq14.jpg"></li><li> Yedek denklemler 9, 12 ve Denklem 11 içine 13 ve t Lazer t Denklem 15 verimli l için ikincisi, çözümlemekO lazer darbe süresi [s]. Denklem 15: <img alt="denklem" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq15.jpg"></li><li> Ε için 0.94 değerini varsayalım ve sıcaklık profilinin ilk 20 saniye boyunca her 0.1-s zaman aralığı için l hesaplayın. Bu şekilde elde edilen l 200 değerlerin ortalamasını ve standart sapma (Şekil 3F - H) hesaplayın. </li></ol>

<ol><li>Wilhelm, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWilhelm%2C+E+%22Heat+Capacities%3A+Liquids%2C+Solutions+and+Vapours%22">Heat Capacities: Liquids, Solutions and Vapours</a>. , Royal Society of Chemistry. 516(2010).</li>
<li>Costa, J. M., Grant, O. M., Chaves, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermography+to+explore+plant-environment+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">Thermography to explore plant-environment interactions.</a> J. Exp. Bot. 64, 3937-3949 (2013).</li>
<li>Jayalakshmy, M. S., Philip, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermophysical+Properties+of+Plant+Leaves+and+Their+Influence+on+the+Environment+Temperature%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Thermophysics%22%5BJournal%5D)">Thermophysical Properties of Plant Leaves and Their Influence on the Environment Temperature.</a> International Journal of Thermophysics. 31, 2295-2304 (2010).</li>
<li>Buyel, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Process+development+strategies+in+plant+molecular+farming%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Pharm.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Process development strategies in plant molecular farming.</a> Curr. Pharm. Biotechnol. 16, 966-982 (2015).</li>
<li>Schuster, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effectiveness+of+cuticular+transpiration+barriers+in+a+desert+plant+at+controlling+water+loss+at+high+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22AoB+PLANTS%22%5BJournal%5D)">Effectiveness of cuticular transpiration barriers in a desert plant at controlling water loss at high temperatures.</a> AoB PLANTS. 8, (2016).</li>
<li>Parker, W. J., Jenkins, R. J., Abbott, G. L., Butler, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flash+Method+of+Determining+Thermal+Diffusivity%2C+Heat+Capacity%2C+and+Thermal+Conductivity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Flash Method of Determining Thermal Diffusivity, Heat Capacity, and Thermal Conductivity.</a> J Appl Phys. 32, 1679-1684 (1961).</li>
<li>Hays, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+thermal+conductivity+of+leaves%5BTitle%5D)+AND+%22Planta%22%5BJournal%5D)">The thermal conductivity of leaves.</a> Planta. 125, 281-287 (1975).</li>
<li>Menzel, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+blanching+reduces+the+host+cell+protein+content+and+substantially+enhances+the+recovery+and+stability+of+two+plant+derived+malaria+vaccine+candidates%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Plant+Sci%22%5BJournal%5D)">Optimized blanching reduces the host cell protein content and substantially enhances the recovery and stability of two plant derived malaria vaccine candidates.</a> Front. Plant Sci. , (2015).</li>
<li>Buyel, J. F., Hubbuch, J., Fischer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blanching+intact+leaves+or+heat+precipitation+in+an+agitated+vessel+or+heat+exchanger+removes+host+cell+proteins+from+tobacco+extracts%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Blanching intact leaves or heat precipitation in an agitated vessel or heat exchanger removes host cell proteins from tobacco extracts.</a> J. Vis. Exp. , Under review (2015).</li>
<li>Beiss, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat-precipitation+allows+the+efficient+purification+of+a+functional+plant-derived+malaria+transmission-blocking+vaccine+candidate+fusion+protein%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Heat-precipitation allows the efficient purification of a functional plant-derived malaria transmission-blocking vaccine candidate fusion protein.</a> Biotechnol. Bioeng. 112, 1297-1305 (2015).</li>
<li>Buyel, J. F., Gruchow, H. M., Tödter, N., Wehner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+the+thermal+properties+of+leaves+by+non-invasive+contact+free+laser+probing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Determination of the thermal properties of leaves by non-invasive contact free laser probing.</a> J. Biotechnol. 217, 100-108 (2016).</li>
<li>Buyel, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Numeric+simulation+can+be+used+to+predict+heat+transfer+during+the+blanching+of+leaves+and+intact%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+Eng.+J%22%5BJournal%5D)">Numeric simulation can be used to predict heat transfer during the blanching of leaves and intact.</a> Biochem. Eng. J. , (2015).</li>
<li>Hedlund, H., Johansson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat+capacity+of+birch+determined+by+calorimetry%3A+implications+for+the+state+of+water+in+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Thermochim+Acta%22%5BJournal%5D)">Heat capacity of birch determined by calorimetry: implications for the state of water in plants.</a> Thermochim Acta. 349, 79-88 (2000).</li>
<li>Chandrakanthi, M., Mehrotra, A. K., Hettiaratchi, J. P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+conductivity+of+leaf+compost+used+in+biofilters%3A+An+experimental+and+theoretical+investigation%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Pollut%22%5BJournal%5D)">Thermal conductivity of leaf compost used in biofilters: An experimental and theoretical investigation.</a> Environ. Pollut. 136, 167-174 (2005).</li>
<li>Larcher, W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLarcher%2C+W+%22Physiological+Plant+Ecology%3A+Ecophysiology+and+Stress+Physiology+of+Functional+Groups%22">Physiological Plant Ecology: Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Groups</a>. , Springer Science & Business Media. (2003).</li>
<li>Cowen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+gamma-ray+burst%27s+enduring+fireball%5BTitle%5D)+AND+%22Science+News%22%5BJournal%5D)">A gamma-ray burst's enduring fireball.</a> Science News. 152, 197(1997).</li>
<li>Jones, H. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+infrared+imaging+of+crop+canopies+for+the+remote+diagnosis+and+quantification+of+plant+responses+to+water+stress+in+the+field%5BTitle%5D)+AND+%22Funct.+Plant+Biol%22%5BJournal%5D)">Thermal infrared imaging of crop canopies for the remote diagnosis and quantification of plant responses to water stress in the field.</a> Funct. Plant Biol. 36, 978-989 (2009).</li>
<li>Defraeye, T., Verboven, P., Ho, Q. T., Nicolai, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convective+heat+and+mass+exchange+predictions+at+leaf+surfaces%3A+Applications%2C+methods+and+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Comput.+Electron.+Agric%22%5BJournal%5D)">Convective heat and mass exchange predictions at leaf surfaces: Applications, methods and perspectives.</a> Comput. Electron. Agric. 96, 180-201 (2013).</li>
<li>Arndt, S. K., Irawan, A., Sanders, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Apoplastic+water+fraction+and+rehydration+techniques+introduce+significant+errors+in+measurements+of+relative+water+content+and+osmotic+potential+in+plant+leaves%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Plant%22%5BJournal%5D)">Apoplastic water fraction and rehydration techniques introduce significant errors in measurements of relative water content and osmotic potential in plant leaves.</a> Physiol. Plant. 155, 355-368 (2015).</li>
<li>Jones, H. G., Schofield, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+and+other+remote+sensing+of+plant+stress%5BTitle%5D)+AND+%22General+and+Applied+Plant+Physiology%22%5BJournal%5D)">Thermal and other remote sensing of plant stress.</a> General and Applied Plant Physiology. 34, 19-32 (2008).</li>
<li>Jones, H. G., Archer, N., Rotenberg, E., Casa, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiation+measurement+for+plant+ecophysiology%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Bot%22%5BJournal%5D)">Radiation measurement for plant ecophysiology.</a> J. Exp. Bot. 54, 879-889 (2003).</li>
<li>Dupont, C., Chiriac, R., Gauthier, G., Toche, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat+capacity+measurements+of+various+biomass+types+and+pyrolysis+residues%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel%22%5BJournal%5D)">Heat capacity measurements of various biomass types and pyrolysis residues.</a> Fuel. 115, 644-651 (2014).</li>
<li>Chaerle, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-sensor+plant+imaging%3A+Towards+the+development+of+a+stress-catalogue%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+J%22%5BJournal%5D)">Multi-sensor plant imaging: Towards the development of a stress-catalogue.</a> Biotechnol. J. 4, 1152-1167 (2009).</li>
<li>Hackl, H., Baresel, J. P., Mistele, B., Hu, Y., Schmidhalter, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Comparison+of+Plant+Temperatures+as+Measured+by+Thermal+Imaging+and+Infrared+Thermometry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agron.+Crop.+Sci%22%5BJournal%5D)">A Comparison of Plant Temperatures as Measured by Thermal Imaging and Infrared Thermometry.</a> J. Agron. Crop. Sci. , 415-429 (2012).</li>
<li>Yuan, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectral+analysis+of+winter+wheat+leaves+for+detection+and+differentiation+of+diseases+and+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Field+Crops+Res%22%5BJournal%5D)">Spectral analysis of winter wheat leaves for detection and differentiation of diseases and insects.</a> Field Crops Res. 156, 199-207 (2014).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Yukarıda açıklanan temas gerektirmeyen, yıkıcı olmayan, ölçüm yöntemi bir eş zamanlı ve tekrarlanabilir bir şekilde Cı P, S ve ʎ belirlemek için kullanılabilir. Özellikle ʎ hesaplanması hatalarına hassas olan çeşitli parametrelere bağlıdır. Bununla birlikte, bu hataların etkisi doğrusal ya da alt orantılıdır ve tüm parametreler için varyasyon katsayısı için, 10% &#39;den daha az olduğu tespit edilmiştir oldu. Dolayısıyla bu yöntem, sağlam olarak kabul edilebilir olsa da, bazı teknik iyileştirmeler ha...

Biyolojik materyalin büyük ölçekli işlemler genellikle pastörizasyon gibi ısı işlemi adımları gerektirir. Biyolojik materyalin termal özellikleri, iyi karakterize edilmiştir bu tür işlemler için donatım özgül ısı kapasitesi (CP, s) ve ısı iletkenliği (λ) de dahil olmak üzere, daha kesin olarak tasarlanabilir. Bu parametreler kalorimetrisi 1 ile sıvılar, süspansiyonlar ve homojenatlar kolayca belirlenebilir. Bununla birlikte, katı numunelerde ölçüm gibi parametreler emek yoğun olabilir ve genellikle numune ya da imha 2 ile doğrudan temas gerektirir. Örneğin, fototermal teknikleri Numune ve dedektör 3 arasında doğrudan teması gerektirmektedir. Bu tür sınırlamalar gıda işlenmesi sırasında kabul edilebilir, ancak bu tür iyi imalat uygulamaları 4 bağlamında bitkilerde biyofarmasötik proteinlerin üretimi gibi son derece ile düzenlenen süreçler ile uyumlu değildir. benn böyle bir bağlam, termal özelliklerinin tekrarlanan (örneğin, haftalık) izleme kalite kontrol aracı olarak bireysel bitkiler için yedi haftalık büyüme döneminde gerekli olabilir. Böyle bir izleme gerektirir ve her ölçüm için bir yaprak tüketmek istiyorsanız, hasat zamanında işlemek için sol hiçbir biyokütle olmazdı. Ayrıca, bitki yaralama sebep ve tekrar işlem verimi azalan, nekroz ya da patojen enfeksiyon riskini artıracak yerine tek yaprak parçalarını kullanarak. örnek doğrudan temas için bir yöntem kullanılacak olması halinde, patojen enfeksiyonu olasılığı da bitkilerin bütün parti kirlenmiş bir sensör cihazı ile temas yoluyla enfekte olabilir riskini uyarılması, artabilir. Benzer yönleri bitkinin izlenmesi bir ecophysiological bağlamda, örneğin kuraklık gibi vurgular için dikkate alınmalıdır. Örneğin su kaybı sıklıkla invazif tre gerektiren yeni biyokütle bir değişimi ile izlenirBir yaprak diseksiyon gibi soruşturma 5, altında bitkilerin, ait kısmi. Bunun yerine, tarif edildiği üzere non-invazif şekilde, bir numunenin su içeriğine bağlıdır özgül ısı kapasitesi, belirleyici, bitki hidrasyon durumu için bir vekil bir parametre olarak kullanılabilir. Onlar deneysel verileri bozabilir olarak iki senaryo (ilaç üretim ve ekofizyoloji) ise, yıkıcı veya invaziv ölçüm teknikleri ile oluşturulan yapay stresler zararlı olacaktır. Bunlar ya örnek doğrudan temas gerektiren veya tahrip edici nedenle, daha önce rapor flaş yöntemleri 6 ya da gümüş plakalar 7 arasında örneklerin yerleştirilmesi bu işlemler ve deneyler için uygun değildir. Parametreler c p, s ve λ üretim maliyetlerini 8-10 azaltmak ve böylece ürün arınma basitleştirmek ve bir beyazlaşma adım için proses ekipmanları tasarlamak amacıyla tespit edilmelidir. Her iki CıP, S ve λ hemen hızlı bir şekilde tutarlı ve tekrarlanabilir bir şekilde 11 tarama temassız tahribatsız yakın kızıl ötesi (NIR) lazer ile tespit edilebilir ve bu yeni yöntem, aşağıda daha ayrıntılı olarak açıklanacaktır. Tütün uygun işlem ekipman tasarımı ve haşlama sıcaklığı gibi parametrelerin uygun seçimi izin 12 bırakır, bu yöntem ile elde edilen sonuçlar başarılı ısı transferini simüle etmek için kullanıldı. Yöntem (Şekil 1) kurmak kolaydır ve iki büyük adımlardan oluşur, her biri iki faz, ölçüm ve analiz sahiptir. Ölçüm aşamasında, yaprak numunesi önce yerel kısa lazer darbesi tarafından ısıtılır ve maksimum numune sıcaklık kaydedilir. Numunenin sıcaklığı profili daha sonra 50 sn'lik bir süre için kaydedilmektedir. Analiz aşamasında, yoğunluk gibi yaprak özellikleri (kolayca ve doğru Piknometrik measurem tarafından belirlenirENT), S CP hesaplamak için maksimum örnekleme sıcaklığı ile birleştirilir. İkinci aşamada, yaprak sıcaklık profili l hesaplamak için, dikkate iletim, konveksiyon ve radyasyon alarak, bir enerji dengesi denklemi için girdi olarak kullanılır. Detaylı adım adım talimatlar beraberindeki video içeriğine genişleyen, protokol bölümünde verilmiştir. Tipik ölçümler daha sonra sonuçlar bölümünde gösterilmiştir. Son olarak, yöntemin yararları ve sınırlılıkları potansiyel iyileştirmeler ve ileri uygulamaları ile birlikte tartışma bölümünde vurgulanır. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54835/54835fig1.jpg"> Şekil 1: yaprak termal özelliklerini belirlemek için kullanılan aparat. Bir. Ölçüm cihazının Fotoğraf özgül ısı kapasitesi ve le ısı iletkenliğini belirlemek için kullanılıraves. çevresel cihazlar (bilgisayarlar, osiloskop) gösterilmemiştir. B. Ölçüm cihazının şematik temsili. Lazer ve bağlı ekipmanları kırmızı vurgulanır, sıcaklık ölçümü için NUR dedektör mor gösterilir, yaprak örneği yeşil ve fotodiyot güç sensörü mavidir. Cı. B. aynı renk kodu ile ölçüm kurulum elemanlarının çizimi boyutu çubuğu 0.1 m gösterir. D. Ekran, lazer kontrol yazılımı tipik öğeleri gösteren. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54835/54835fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

<table><tbody><tr><td>1" tüp</td><td>Thorlabs</td><td>SM1L10E</td><td>Fiber tutucu için tüp</td></tr><tr><td>Agarose</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A0701</td><td>Agarose</td></tr><tr><td>Bi-Dışbükey lens f=25.4</td><td>Thorlabs</td><td>LB1761</td><td>Lens</td></tr><tr><td>Dijital El Optik&nbsp; Güç ve Enerji Ölçer Konsolu</td><td>Thorlabs</td><td>PM100D</td><td>Termal yüzey emici sensör için</td></tr><tr><td>Konsol Dijital Fosfor Osiloskopu&nbsp;</td><td>Tektronix</td><td>DPO7104</td><td>Osiloskop</td></tr><tr><td>DMR ışık mikroskobu</td><td>Leica</td><td>n.a.Light</td> <td>mikroskobu</td></tr><tr><td>Falcon 50 mL Konik Santrifüj Tüpleri</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-432-2</td><td>Piknometre</td></tr><tr><td>Ferty 2 Mega</td><td>Kammlott</td><td>5.220072</td><td>Gübre</td></tr><tr><td>Elyaf tutucu</td><td>Thorlabs</td><td></td><td>Elyaf tutucu</td></tr><tr><td>Forma -86 & # 176; C ULT dondurucu</td><td>ThermoFisher</td><td>88400</td><td>Dondurucu</td></tr><tr><td>Sera</td> n.a.n.a.Bitki <td></td><td></td><td>yetiştiriciliği için</td></tr><tr><td>Grodan Taşyünü Küpleri 10 x 10 cm</td><td>Grodan</td><td>102446</td><td>Taşyünü blok</td></tr><tr><td>Kızılötesi Dedektör Optris CT</td><td>Optris OPTCTLT15</td><td></td><td>Kızılötesi dedektör</td></tr><tr><td>Kızılötesi dedektör Yazılımı Kompakt Connect</td><td>Optris</td><td>n.a.Control</td> <td>yazılımı kızılötesi dedektör için</td></tr><tr><td>Lambda 1050 UV/Vis spektrofotometresi</td><td>PerkinElmer</td><td>L1050</td><td>UV/VIS Spektrofotometresi</td></tr><tr><td>Lazer 400 &mu; m, 1.550&nbsp; nm İletim Soğutmalı Tek Bar Fiber Bağlantılı Modül</td><td>DILAS</td><td>M1F-SS2.1</td><td>Lazer</td></tr><tr><td>Lazer kapak</td><td>Amtron</td><td>LM200</td><td>Lazer Kapak</td></tr><tr><td>Lazer Sürücüsü&nbsp;</td><td>Amtron</td><td>CS 408</td><td>Lazer Sürücü</td></tr><tr><td>Osram soğuk beyaz 36 W</td><td>Osram</td><td>4930440</td><td>Işık kaynağı</td></tr><tr><td>Fotodiyot sensörü&nbsp;</td><td>Thorlabs</td><td>PDA20H-EC</td><td>Şanzıman ölçümleri için güç sensörü</td></tr><tr><td>Hassas ağırlık Ohaus Analytical Plus</td><td>Ohaus</td><td>80251552</td><td>Hassas ağırlık</td></tr><tr><td>Numune çerçevesi</td><td>Fraunhofer ILT</td><td>n.a.Yaprak</td> <td>numunesinin sabitlenmesi</td></tr><tr><td>Yazılım Pyro Control</td><td>Amtron</td><td>n.a.Lazer</td> <td>Güç Kontrol Yazılımı</td></tr><tr><td>Paslanmaz çelik tutucu</td><td>n.a.n.a</td><td>.</td><td>Ölçüm kurulumu için tutucu</td></tr><tr><td>Teflon plakalar 2 cm</td><td>Fraunhofer ILT</td><td>n.a.Teflon</td> <td>zayıflama</td></tr><tr><td>Termal yüzey emici Güç sensörü</td><td>Thorlabs</td><td>S314C</td><td>Lazer güç ölçümleri için sensör</td></tr><tr><td>Vibratom</td><td>Leica</td><td>1491200S001</td><td>Vibratom</td></tr><tr><td>Zoc/Pro 6.51&nbsp;</td><td>EmTec Yenilikçi Yazılım</td><td>n.a.Lazer</td> <td>Kontrol Yazılımı&nbsp;</td></tr></tbody></table>

bir rapid lazer yöntemi yaprak termal Özelliklerinin non-invazif ve İletişim serbest tayini kolaylaştırır probing

A Rapid Laser Probing Method Facilitates the Non-invasive and Contact-free Determination of Leaf Thermal Properties

Bitkiler gibi sekonder metabolitler ve rekombinant proteinler gibi değerli maddeler üretebilir. Bitki biyokütleden ikinci arıtma ısıl işlem (beyazlaşma) tarafından modernize edilebilir. Yaprakları termal özellikleri detaylı örneğin, özgül ısı kapasitesi ve ısı iletkenlik bilinen durumunda bir beyazlatma cihazı daha kesin tasarlanabilir. Bu özelliklerin ölçümü, zaman alıcı ve emek yoğundur ve genellikle doğrudan numune ile temas yöntemlere gerek duyar. Bu ürün verimini azaltabilir ve iyi imalat uygulamaları çerçevesinde, örneğin çevreleme gereksinimleri ile uyumsuz olabilir. Bu sorunları gidermek için, bir non-invaziv, temassız yöntem yaklaşık bir dakika içinde özgül ısı kapasitesi ve sağlam bir bitki yaprağının ısı iletkenliği belirler geliştirildi. yöntem, küçük bir alanda tanımlanmış uzunluğu ve bir yoğunluk kısa lazer palsının uygulanmasını içeriryakın kızılötesi sensör kullanılarak ölçüldüğü bir sıcaklık artışına neden yaprak örneği. Sıcaklık artışı, belirli bir ısı kapasitesini belirlemek için, bilinen yaprak özellikleri (kalınlık ve yoğunluğu) ile birleştirilir. ısıl iletkenlik sonra termal radyasyon ve dikkate konvektif ısı transferini alarak, daha sonraki sıcaklık düşüş profiline göre hesaplanır. ilişkili hesaplamalar ve numune işleme kritik yönleri tartışılmıştır.

Yaprak Özelliklerinin Ölçülmesi Yukarıdaki mikroskobik yöntem, 0,22-0,29 × 10 bir yaprak kalınlığı kullanarak - ve N. benthamiana (0.26 ± 0.02 × 10 - 3 m, hem N. tabacum (3 m, n = 33 0.25 ± 0.04 × 10) için tespit edilmiştir - Daha önce çeşitli bitki türlerinin 3 yaprakları için rapor 3 m aralığında - 0,20-...

Yaprak dokusunun özgül ısı kapasitesini ve termal iletkenliğini, numune başına 1 dakikadan daha az süre gerektiren, non-invaziv, temassız yakın kızılötesi lazer sondalama ile belirlemek için bir yöntem geliştirilmiştir.

Bir Rapid Lazer Yöntemi Yaprak Termal Özelliklerinin non-invazif ve İletişim serbest Tayini kolaylaştırır Probing

Plants can produce valuable substances such as secondary metabolites and recombinant proteins. The purification of the latter from plant biomass can be ...

Bu prosedürün genel amacı, yaprakların termal özelliklerini temassız bir şekilde belirlemektir. Bu yöntem, moleküler tarım alanında bitki büyümesi ve sağlığının süreç içi kontrolü ile ilgili temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin başlıca avantajları temassız, hızlı olması ve numuneye zarar vermemesidir.Bu tekniğin etkileri, bitki bazında besleme ve beslenmeyi tanımlamak için plantasyonların mobil bir dedektörle otomatik olarak denetlenmesine kadar uzanır. Bitki yetiştiriciliğine başlamak için, mineral yün bloklarını her biri bir ila iki litre deiyonize su ile yıkayın, ardından her bloğu bir litre %0.1'lik gübre çözeltisi ile yıkayın. Her bloğa bir tütün tohumu koyun ve 250 mililitre gübre çözeltisi ile yıkayın, tohumun yıkanmamasını sağlayın.Bitkileri yedi hafta boyunca bir serada veya fitotronda yetiştirin. Bitkiler büyüdükten sonra, bitki karakterizasyonu için sağlam, hasarsız tek yaprakları hasat edin veya bozulmamış bitkiler kullanın. Yaprak kalınlığı belirlemeye başlamak için, otoklavda hacimce %2 kütlece 50 mililitre agaroz çözeltisi ve fosfat tamponlu tuzlu su hazırlayın.Çözeltinin 40 santigrat dereceye kadar soğumasını bekleyin ve ardından çözeltiyi tek bir yaprak örneği içeren bir Petri kabına ekleyin. Agarozu katılaştırmak ve yaprağı gömmek için numuneyi 30 dakika boyunca dört santigrat derecede soğutun. Daha sonra agaroz bloğunu 200 mikrometrelik dilimler halinde kesmek için bir vibratom kullanın.Beş enine kanat bölümünü siyanoakrilat içeren bir cam slayt üzerine monte edin. Yaprak örneğinin damarsız alanlarının kalınlığını belirlemek için bir mikroskop veya kadranlı ölçer kullanın. Bir piknometre ile yaprak yoğunluğunu belirlemek için suda başka bir tek yaprak örneği kullanın.Ardından, dedektörün önüne bir UV vis spektrofotometre numune haznesine başka bir tek kanat sıkıştırın. Spektrofotometre yazılımında, 900 ila 1.600 nanometre arasında bir spektrum seçin. Taramayı gerçekleştirin ve spektral eğriye göre iletim değerini kaydedin.Ardından, kanadı dedektörün arkasına sıkıştırın ve taramayı tekrarlayın. Spektral eğriden yansıma değerini belirleyin. En az üç yaprak örneğinden iletim ve yansıma ölçümleri elde edin.Başlamak için, koniye 1.550 nanometre fiber bağlantılı tek çubuklu IR diyot lazeri monte edin. Ardından, koninin ucuna 25,4 milimetre odak uzaklığına sahip bikonveks bir lens sabitleyin. 25,4 milimetre çapında bir koniyi paslanmaz çelik tutuculu bir laboratuvar standına sıkıştırın.Lazer ışınını zayıflatmak için sansürleyicinin üzerine 22 milimetre kalınlığında bir seramik plakaya optik yoğunluğu 1,0 olan bir nötr yoğunluk filtresi yerleştirin. Lensin alt kısmının 354 milimetre altına bir foto diyot güç sensörü monte edin. Foto diyot güç sensörünü bir osiloskopa bağlayın.10 santimetreye 10 santimetrelik bir çerçeveyi, lensin 308 milimetre altına altı santimetreye altı santimetrelik bir örnek pozlama alanı ile yapıştırın. Dedektörü seramik zayıflatıcının 135 milimetre üzerine monte edin. Bir bilgisayara yakın bir IR dedektörü bağlayın ve yazılımı hazırlayın.Yaprağın üzerine bir emici plaka yerleştirin ve lazeri açın. Dedektör açısını lazer ışınına göre 45 dereceye ayarlayın. Maksimum sıcaklık okuması gözlemlenene kadar dedektör açısını ve yüksekliğini ayarlamaya devam edin.Lazer kontrol yazılımında güç kontrolünü seçin. Çıkış lazer gücünü beş watt'a ve darbe süresini 0,5 saniyeye ayarlayın. Ölçümlere başlamak için ya bütün bir bitkiyi ölçüm aparatına getirin ya da bütün, zarar görmemiş tek yaprakları hasat edin.Yaprağa zarar vermemeye dikkat ederek yaprak numunesini hemen çerçeveye monte edin. Yaprağın seramik zayıflatıcıya temas etmesine izin vermeyin. Yakın IR yazılımında, 60 saniyelik yeni bir ölçüm başlatın.10 saniyelik tek bir lazer darbesini etkinleştirmeden önce temel sıcaklık profilini 0.5 saniye boyunca kaydedin. Kalan 49,5 saniye boyunca veri kaydetmeye devam edin. Ölçüm tamamlandığında, termal profilin üzerindeki durdur düğmesine tıklayın ve ardından profili kaydedin.Daha fazla analiz için ham zaman ve sıcaklık verilerini bir nokta dat dosyası olarak dışa aktarın. Daha sonra osiloskop yazılımında, lazer darbesi sırasında otomatik olarak toplanan voltaj profilindeki yan yükseklikleri belirleyin. Sıcaklık profili ölçümünü her numune için 0,5 saniyelik tek bir lazer darbesi ile tekrarlayın.Ardından, referans olarak bir yaprak örneği olmadan lazer sinyali ölçümünü tekrarlayın. Bu voltaj profilinden kanat yüksekliklerini belirleyin ve her numune için iletim değerlerini hesaplayın. Numunelerin özgül ısı kapasitesini ve termal iletkenliğini hesaplamak ve grafiğini çıkarmak için elektronik tablo yazılımını kullanın.Tütün olarak bilinen bitki türü Nicotiana tabacum ve Nicotiana benthamiana'ya ait tek yapraklı örnekler bu yöntemle analiz edilmiştir. Her iki tür de lazer darbesine yanıt olarak bir saniyeden daha kısa sürede maksimum sıcaklığa hızlı bir artış gösterdi, ardından ortam sıcaklığında üstel bir düşüş gösterdi. Bitkinin alt, orta ve üst kısımlarında toplanan yapraklardan her iki tür için özgül ısı kapasitesi ve ısıl iletkenlik değerleri hesaplanmıştır.Her iki tür için de bitkinin daha yukarısındaki yapraklar için ısıl iletkenlikte bir artış gözlendi, ancak Nicotiana tabacum özgül ısı kapasitesinde ters bir eğilim gösterdi. Nicotiana tabacum'da yetiştirme süresi ile termal iletkenlik arasında bir ilişki gözlenmemiştir. Ayrıca, Nicotiana benthamiana'da yetiştirme koşulları ile termal özellikler arasında bir ilişki gözlenmemiştir.Bireysel değişkenlerin özgül ısı kapasitesi ve termal iletkenlik üzerindeki etkisi incelenmiştir. Nicotiana benthamiana'nın termal iletkenliği, ortam sıcaklığına karşı oldukça hassastı. Özgül ısı kapasitesi, hesaplanmasında yer alan parametrelerin hiçbirine önemli ölçüde duyarlı değildi.Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik düzgün bir şekilde gerçekleştirilirse numune başına birkaç dakika içinde yapılabilir. Bu prosedürü denerken, yüksek kaliteli ölçümler ve tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için kanadı verilen hassasiyette doğru şekilde monte etmeyi unutmamak önemlidir. Bu prosedürü takiben, rekombinant protein ekspresyonu gibi ek soruları yanıtlamak için floresan ölçümleri gibi diğer yöntemler de gerçekleştirilebilir.Geliştirilmesinden sonra bu teknik, bitki biyoteknolojisi alanındaki araştırmacıların Nicotiana türlerinde bitki büyümesini keşfetmelerinin yolunu açtı. Bu videoyu izledikten sonra, yaprakların özgül ısı kapasitesini ve ısıl iletkenliğini temassız ve tahribatsız bir şekilde nasıl belirleyeceğinizi iyi anlamış olmalısınız. Lazerlerle çalışmanın gözleriniz için tehlikeli olabileceğini ve bu işlemi gerçekleştirirken her zaman uygun koruyucu gözlük takmak gibi önlemlerin alınması gerektiğini unutmayın.

a-rapid-laser-probing-method-facilitates-non-invasive-contact-free

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Biyokimya

Biz yaprak hidrolik iletkenlik eş zamanlı ölçümü için (nispeten hızlı (30 dakika) ve gerçekçi bir yöntem...

Evaporatif Akı Yöntemi (EFM) kullanarak Işınım ve Dehidrasyon için Yaprak Hidrolik İletkenlik ve Stoma İletkenlik ve Yanıtları Ölçümü

In vivo protein komplekslerinin oluşumu bimoleküler floresan tamamlanmasıyla görselleştirilebilir. Etkileşim ortakları floresan etiketler tamamlayıcı bölümlerine bağlı ve geçici olarak tütün yaprakları olarak ifade edilen iki protein arasında yakın üzerine yeniden flüoresan sinyal elde edilir.

Tütün protoplastlarında ve Yapraklar Bimoleküler Floresan tamamlama tarafından Visualized protein-protein etkileşimleri

Öropiyum thenoyltrifluoroacetonate (EuTFC) aktivasyon verimliliği sıcaklığı ile büyük ölçüde azalır azalmaz 612 nm'de bir optik lüminesans hattı vardır. Bu materyalin ince bir film ile kaplanmış bir örnek mikro görüntüsü ise, 612 nm ışık yayan yanıt yoğunluğu, numune yüzey sıcaklığının doğrudan harita haline dönüştürülebilirler.

Öropiyum Şelat Lüminesans Kaplamaları Kullanma yüksek çözünürlüklü Termal Mikro görüntüleme

1.94 μm sürekli dalga lazer radyasyonunu kullanarak bir kültür çanağındaki hücreleri ısıtmak için orijinal bir deney düzeneği burada tanıtıldı. Bu yöntemi kullanarak, farklı termal pozlamalardan sonra retina pigment epitel (RPE) hücrelerinin biyolojik cevapları araştırılabilir.

Hücresel Termal Etkileri İncelemek İçin Kültür Hücrelerini Isıtma İçin Sürekli Dalga Tribün Lazeri

Bu yöntem dikey yüzey altı kusurların bulunmasını amaçlamaktadır. Burada, bir lazeri bir alansal ışık modülatörüyle birleştirip, iki aşamalı modüle edilmiş çizgi ile deterministik olarak bir örnek yüzeyini ısıtmak için video girdisini tetikleyip çok çözünen termal görüntüler elde ediyoruz. Arıza konumu, termal dalga girişim minimum değerinin değerlendirilmesinden alınır.

Lazerle Projeksiyonlu Fototermal Termografi Kullanılarak Yapısal Isıtma Yöntemiyle Alt Yüzey Kusurlu Lokalizasyonu

Yaprak sprey kütle spektrometresi numune hazırlama en aza indirir ve küçük moleküller bitki doku üzerinden hızlı tespiti için izin kromatografi, ortadan kaldırır bir doğrudan kimyasal analiz tekniğidir.

Yaprak sprey kütle spektrometresi: Doğrudan metabolitleri bitki doku üzerinden değerlendirmek için bir hızlı ortam iyonlaşma tekniği

Yaprak alan indeksi (LAI) doğru bir tahmin bitki ekosistemleri içinde malzeme ve enerji akıları birçok model için ve bir ekosistem ve atmosferik sınır tabakası arasında çok önemlidir. Bu nedenle, sunulan protokolde hassas LAI ölçümleri almak için üç yöntem (çöp tuzakları, iğne tekniği ve PCA) yer aldı.

Saf Yaprak Döken Standlarda Üç Farklı Yöntem Kullanılarak Yaprak Alan İndeksi Tahmini

Kriyosferdeki karbon akıları henüz pek değerlendirilmese de iklim değişikliği açısından çok önemlidir. Burada, yüksek spektral ve mekansal çözünürlük verileri sunan lazer kaynaklı floresan emisyon (L.I.F.E.) teknolojisine dayalı supraglacial ortamlarda fototrofik potansiyeli yakalayan yeni bir prototip cihaz gösteriyoruz.

Kriosferik Habitatlarda Biyobelirteçlerin Yerinde Ölçümleri için Yeni Non-Invaziv Araç Olarak Lazer Kaynaklı Floresan Emisyon (L.I.F.E.)

Karasal ekosistemlerde hızlı ve hassas yaprak alanı indeksi (LAI) tahmini, çok çeşitli ekolojik çalışmalar ve uzaktan algılama ürünlerinin kalibre edilmesi için çok önemlidir. Burada sunulan, zemin tabanlı yerinde LAI ölçümleri almak için yeni LP 110 optik cihazını kullanma protokolüdür.

Bitki Örtüsü Gölgeliğinde Optik Cihaz Kullanılarak Etkili Yaprak Alanı İndeksinin Alan Ölçümü

Bu makale, yerel yıkıcı olmayan termal karakterizasyon ve görüntüleme için Frekans Alanı Termorefleksiyon (FDTR) tekniğini sunmaktadır.

Termal Özellik Ölçümleri İçin Frekans Alanı Termoyansıması Tekniği

Öğrenin yaprak termal özelliklerinin temassız ve hızlı lazer ölçüm yöntemiyle Nicotiana türlerinde belirlenmesini. Bu teknik bitki sağlığı izleme ve moleküler tarımda otomasyon için güvenilir bir araç sunar.

Bir Rapid Lazer Yöntemi Yaprak Termal Özelliklerinin non-invazif ve İletişim serbest Tayini kolaylaştırır Probing

Daha fazla video keşfet