Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз колдонуп жаткан серепчинин версиясы чектелген CSS колдоосуна ээ. Мыкты тажрыйба үчүн жаңыртылган браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerдеги Шайкештик режимин өчүрүү). Ал ортодо, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн биз сайтты стилсиз жана JavaScriptсиз көрсөтөбүз.
Термофилдер – жогорку температурада өсүүчү микроорганизмдер. Аларды изилдөө жашоонун экстремалдык шарттарга ыңгайлашуусу жөнүндө баалуу маалыматтарды бере алат. Бирок, кадимки оптикалык микроскоптор менен жогорку температура шарттарына жетишүү кыйын. Жергиликтүү каршылык электр жылытууга негизделген бир нече үйдө жасалган чечимдер сунушталган, бирок жөнөкөй коммерциялык чечим жок. Бул макалада биз колдонуучунун чөйрөсүн жумшак кармап, термофилдик изилдөөлөр үчүн жогорку температураларды камсыз кылуу үчүн микроскоптун көрүү талаасында микро масштабдуу лазердик жылытуу концепциясын киргизебиз. Орточо лазердик интенсивдүүлүктө микро масштабдуу жылытууга алтын нанобөлүкчөлөр менен капталган субстрат био шайкеш жана эффективдүү жарык жутуучу катары колдонсо болот. Микромасштабдуу суюктуктун конвекциясынын, клетканын кармалышынын жана борбордон четтөөчү термофоретикалык кыймылдын мүмкүн болуучу таасирлери талкууланат. Метод эки түрдө көрсөтүлдү: (i) Geobacillus stearothermophilus, активдүү термофилдүү бактерия, ал болжол менен 65°Cде көбөйөт, биз микро масштабдуу жылытууда өнүп, өсүп, сүзүп жатканын байкадык; (ii) Thiobacillus sp., оптималдуу гипертермофилдүү археа. 80°Cде. Бул иш заманбап жана жеткиликтүү микроскопиялык куралдарды колдонуу менен термофилдүү микроорганизмдерди жөнөкөй жана коопсуз байкоого жол ачат.
Миллиарддаган жылдар бою Жердеги жашоо биздин адамдык көз карашыбызда кээде экстремалдуу деп эсептелген экологиялык шарттардын кеңири спектрине ыңгайлашуу үчүн эволюцияланды. Атап айтканда, термофилдер деп аталган кээ бир термофилдүү микроорганизмдер (бактериялар, археялар, козу карындар) 45°Сден 122°Сге чейинки температура диапазондорунда өнүгөт1, 2, 3, 4. Термофилдер ар кандай экосистемаларда, мисалы, деңиздин терең гидротермалдык вентилдеринде, ысык булактарда жашашат. же вулкандык аймактар. Алардын изилдөөлөрү акыркы бир нече ондогон жылдар бою, жок эле дегенде, эки себептен улам көп кызыгуу жаратты. Биринчиден, биз алардан, мисалы, термофилдер 5, 6, ферменттер 7, 8 жана мембраналар 9 мынчалык жогорку температурада кандай туруктуу экенин, же термофилдер радиациянын өтө чоң деңгээлине кантип туруштук бере аларын биле алабыз10. Экинчиден, алар күйүүчү май өндүрүү13,14,15,16, химиялык синтез (дигидро, спирттер, метан, аминокислоталар ж. 13. Атап айтканда, азыркы кезде белгилүү болгон полимераздык чынжыр реакциясы (ПТР)19 биринчи ачылган термофилдердин бири болгон термофилдик Thermus aquaticus бактериясынан бөлүнүп алынган ферментти (Taq полимераза) камтыйт.
Бирок термофилдерди изилдөө оңой иш эмес жана аны эч кандай биологиялык лабораторияда импровизациялоо мүмкүн эмес. Атап айтканда, тирүү термофилдерди in vitro кандайдыр бир стандарттуу жарык микроскобу менен байкоого болбойт, атүгүл коммерциялык жактан жеткиликтүү жылытуу камералары менен, адатта 40°С төмөн температурага эсептелген. 1990-жылдардан бери, бир нече гана изилдөө топтору жогорку температуралуу микроскопия (HTM) системаларын киргизүүгө арналган. 1994-жылы Глух жана башкалар. Жылытуу/муздатуу камерасы анаэробдукту 20 сактоо үчүн жабык тик бурчтуу капиллярлардын температурасын көзөмөлдөгөн Peltier клеткасын колдонуунун негизинде иштелип чыккан. Аппаратты 2 °C/сек ылдамдыкта 100 °Cге чейин ысытууга болот, бул авторлорго Thermotoga maritima21 гипертермофилдик бактериясынын кыймылдуулугун изилдөөгө мүмкүндүк берет. 1999-жылы Horn et al. Клетканын бөлүнүшүн/байланыштарын изилдөө үчүн коммерциялык микроскопияга ылайыктуу ысытылган капиллярларды колдонууга негизделген абдан окшош аппарат иштелип чыккан. Салыштырмалуу аракетсиздиктин узак мезгилинен кийин, 2012-жылы эффективдүү HTMлерди издөө кайрадан жанданды, атап айтканда, Horn et al. Мындан 15 жыл мурун ысытылган капиллярлардын жардамы менен көп сандагы архейлердин, анын ичинде гипертермофилдердин кыймылдуулугу 100°Сге чейинки температурада изилденген. Алар ошондой эле оригиналдуу микроскопту тезирээк жылытууга (белгиленген температурага жетүү үчүн 35 мүнөттүн ордуна бир нече мүнөт) жетүү жана чөйрө боюнча 2 смден ашык сызыктуу температура градиентине жетишүү үчүн өзгөртүштү. Бул температура градиент калыптандыруу аппарат (TGFD) биологиялык тиешелүү аралыкта температура градиенттердин ичинде көптөгөн thermophiles мобилдүүлүгүн изилдөө үчүн колдонулган 24, 25 .
Жабык капиллярларды жылытуу жандуу термофилдерди байкоонун жалгыз жолу эмес. 2012-жылы, Kuwabara et al. Үйдө жасалган бир жолу колдонулуучу Pyrex камералары ысыкка чыдамдуу клей менен жабылган (Super X2; Cemedine, Япония) колдонулган. Үлгүлөр 110°Сге чейин ысытууга жөндөмдүү, бирок алгач биологиялык сүрөттөө үчүн арналбаган, коммерциялык жеткиликтүү тунук жылытуу плитасына (Micro Heat Plate, Kitazato Corporation, Япония) жайгаштырылды. Авторлор 65°С температурада анаэробдук термофилдүү бактериялардын (Thermosipho globiformans, эки эсе көбөйүү убактысы 24 мин) эффективдүү бөлүнүшүн байкашкан. 2020-жылы, Pulshen et al. Коммерциялык металл идиштерди (AttofluorTM, Thermofisher) эффективдүү жылытуу эки үйдө жасалган жылытуу элементтерин колдонуу менен көрсөтүлдү: капкак жана сахна (ПЦР машинасынан шыктанган конфигурация). Бул бирикме суюктуктун бирдей температурасына алып келет жана капкактын түбүндө бууланууну жана конденсацияны алдын алат. О-шакекти колдонуу айлана-чөйрө менен газ алмашууну болтурбайт. Сульфоскоп деп аталган бул HTM 75°C27 температурада Sulfolobus acidocaldarius сүрөтүн алуу үчүн колдонулган.
Бардык бул системалардын таанылган чектөөсү аба объектилерин колдонууга болгон чектөө болду, мындай жогорку температурага жана >1 мм калыңдыктагы тунук үлгүлөр аркылуу сүрөт тартууга жараксыз болгон ар кандай майга чөмүлүү. Бардык бул системалардын таанылган чектөөсү аба объектилерин колдонууга болгон чектөө болду, мындай жогорку температурага жана >1 мм калыңдыктагы тунук үлгүлөр аркылуу сүрөт тартууга жараксыз болгон ар кандай майга чөмүлүү. Общепризнанным недостатком бардык бардык этих системы было ограничение на воздушных объективов, поскольку любое иммерсионное погружение в масло не подходило үчүн такой высокой температура жана визуализации через прозрачные мм1 >. Бардык бул системалардын таанылган кемчилиги аба объектилерин колдонуунун чектелиши болгон, анткени майга чөмүлүү мынчалык жогорку температурага жана калыңдыгы > 1 мм болгон тунук үлгүлөр аркылуу визуализациялоого ылайыктуу эмес.所有这些系统的一个公认限制是限制使用空气物镜，任何油浸都不适油浸都不适合认限制是限制使用毫米厚的透明样品成像。 Бардык бул системалардын таанылган чектөөсү аба менен сыйрылган күзгүнү колдонуунун чектөөсү болуп саналат, анткени майга чөмүлүү мындай жогорку температурада калыңдыгы >1 мм тунук үлгүлөрдү сүрөттөө үчүн жараксыз. Общепризнанным недостатком всех этих системы ограниченное колдонууга мүмкүнчүлүк берет, любое иммерсионное погружение в масло непригодно үчүн таких жогорку температура жана визуализации через прозрачные образцы > мм1. Бардык бул системалардын таанылган кемчилиги аба линзаларынын чектелген колдонуусу болуп саналат, кандайдыр бир майга чөмүлүү мындай жогорку температуралар үчүн жараксыз жана калыңдыгы >1 мм тунук үлгүлөр аркылуу визуализацияланат.Жакында бул чектөө Чарльз-Орзаг жана башкалар тарабынан алынып салынган. 28, ким мындан ары кызыккан системанын айланасында жылуулукту бербейт, тескерисинче, ITO (индий-калай кычкылы) резисторунун жука тунук катмары менен капталган капкактын айнегинин ичинде болгон түзүлүштү иштеп чыккан. Капкакты тунук катмар аркылуу электр тогун өткөрүү менен 75°Сге чейин ысытууга болот. Бирок автор объективге зыян келтирбөө үчүн объективди 65 °Cден ашпашы керек.
Бул иштер эффективдүү жогорку температурадагы оптикалык микроскопияны иштеп чыгуу кеңири жайылтыла электигин, көбүнчө үйдө жасалган жабдууларды талап кылаарын жана көбүнчө мейкиндиктин резолюциясынын эсебинен жетишилет, бул термофилдүү микроорганизмдер бир нечеден чоң эмес экенин эске алганда олуттуу кемчилик. микрометрлер. Жылытуу көлөмүнүн азайышы HTMге мүнөздүү үч көйгөйдү чечүүнүн ачкычы болуп саналат: начар мейкиндикти чечүү, система ысып жатканда жогорку жылуулук инерция жана экстремалдык температурада курчап турган элементтердин зыяндуу жылышы (батырма май, объективдүү линза… же колдонуучунун колу). ).
Бул макалада биз резистивдүү жылытууга негизделбеген термофилдерди байкоо үчүн HTM киргизебиз. Анын ордуна, биз жарыкты сиңирүү субстраттын лазердик нурлануусу аркылуу микроскоптун көрүү талаасынын чектелген аймагында локалдуу жылытууга жетиштик. Температуранын бөлүштүрүлүшү сандык фазалык микроскопиянын (QPM) жардамы менен көрсөтүлгөн. Бул ыкманын натыйжалуулугун Geobacillus stearothermophilus, болжол менен 65°C температурада көбөйө турган кыймылдуу термофилдүү бактерия жана эки эсеге көбөйүү убактысы кыска (болжол менен 20 мүнөт) жана Sulfolobus shibatae, 80°C (archaea) оптималдуу өсүүчү гипертермофил көрсөткөн. иллюстрациялоо. Кадимки кайталануу ылдамдыгы жана сүзүү температуранын функциясы катары байкалган. Бул лазер HTM (LA-HTM) жабындын калыңдыгы же объективдүү мүнөзү (аба же майга чөмүлүү) менен чектелбейт. Бул рынокто каалаган жогорку чечим линзаларды колдонууга мүмкүндүк берет. Ал ошондой эле жылуулук инерциясынан (миллисекунддук масштабда заматта жылытууга жетишет) жай ысытуудан жабыркабайт жана коммерциялык жактан жеткиликтүү компоненттерди гана колдонот. Бир гана жаңы коопсуздук көйгөйлөрү аппараттын ичинде жана, балким, коргоочу көз айнекти талап кылган күчтүү лазер нурларынын (адатта 100 мВтка чейин) болушуна байланыштуу.
LA-HTM принциби лазердин жардамы менен үлгүнү микроскоптун көрүү талаасынын чегинде локалдуу жылытуу болуп саналат (1а-сүрөт). Бул үчүн үлгү жарыкты сиңирүүчү болушу керек. Акылга сыярлык лазер күчүн (100 мВттан аз) колдонуу үчүн, биз суюк чөйрө тарабынан жарыкты сиңирүүсүнө таянган жокпуз, бирок субстрат алтын нанобөлүкчөлөр менен каптоо менен үлгүнүн сиңүүсүн жасалма түрдө жогорулаттык (сүрөт 1c). Алтын нанобөлүкчөлөрүн жарык менен жылытуу биомедицинада, нанохимияда же күн нурун жыйноодо күтүлгөн колдонмолор менен термалдык плазмоника тармагында принципиалдуу мааниге ээ. Акыркы бир нече жыл ичинде биз бул LA-HTMди физика, химия жана биологиядагы жылуулук плазма колдонмолоруна байланыштуу бир нече изилдөөлөрдө колдондук. Бул ыкманын негизги кыйынчылыгы акыркы температура профилин көрсөтүүдө, анткени жогорулатылган температура үлгүдөгү микро масштабдуу аймак менен чектелет. Эки өлчөмдүү дифракциялык торлорду (кайчылаш торлор катары да белгилүү) колдонууга негизделген сандык фазалык микроскопиянын жөнөкөй, жогорку резолюциялуу жана өтө сезгич ыкмасы болгон төрт толкун узундуктагы туурасынан тайма интерферометр менен температура картасын түзүүгө болорун көрсөттүк. 33,34,35,36. Кайчылаш торлуу толкундуу микроскопияга (CGM) негизделген бул термикалык микроскопиялык техниканын ишенимдүүлүгү акыркы он жылдыкта жарыяланган ондогон эмгектерде көрсөтүлгөн37,38,39,40,41,42,43.
Параллель лазердик жылытуу, формалоо жана температуралык микроскопту орнотуу схемасы. b Алтын нанобөлүкчөлөрү менен капталган жабуучу катмарды камтыган AttofluorTM камерасынан турган үлгү геометриясы. c Үлгүгө кылдаттык менен караңыз (масштабда эмес). d бирдиктүү лазер нурунун профилин жана (e) алтын нанобөлүкчөлөрүнүн үлгүсүнүн тегиздигинде симуляцияланган кийинки температуранын бөлүштүрүлүшүн билдирет. f – (g) графасында көрсөтүлгөн натыйжада температуранын бөлүштүрүлүшүнүн моделдөөсүндө көрсөтүлгөндөй, бирдей температураны түзүүгө ылайыктуу шакекчелүү лазер нурунун профили. Масштаб тилкеси: 30 мкм.
Атап айтканда, биз жакында эле сүт эмүүчүлөрдүн клеткаларын LA-HTM жана CGM менен жылытууга жетиштик жана 37-42°C диапазонундагы уюлдук жылуулук шок жоопторуна көз салып, бул техниканын бир тирүү клетканын сүрөттөөсүнө колдонулушун көрсөттүк. Бирок, LA-HTM микроорганизмдерди жогорку температурада изилдөө үчүн колдонуу бир түшүнүктүү эмес, анткени ал сүт эмүүчүлөрдүн клеткаларына салыштырмалуу этияттыкты талап кылат: биринчиден, чөйрөнүн түбүн ондогон градуска (бир нече градуска эмес) жылытуу алып келет. күчтүү вертикалдуу температура градиентине. суюктук конвекциясын 44 түзө алат, ал субстратка бекем жабышпаса, бактериялардын жагымсыз кыймылына жана аралашуусуна алып келиши мүмкүн. Бул конвекцияны суюк катмардын калыңдыгын азайтуу жолу менен жок кылууга болот. Бул максатта, төмөндө келтирилген бардык эксперименттерде бактериялык суспензиялар металл чөйчөктүн ичине жайгаштырылган калыңдыгы болжол менен 15 мкм болгон эки жабышчаактын ортосуна жайгаштырылды (AttofluorTM, Thermofisher, 1b,c-сүрөт). Негизи, суюктуктун калыңдыгы жылытуучу лазердин нурунун өлчөмүнөн кичине болсо, конвекциядан качууга болот. Экинчиден, мындай чектелген геометрияда иштөө аэробдук организмдерди муунтуп жибериши мүмкүн (S2-сүрөттү караңыз). Бул көйгөйдү кычкылтекти (же башка маанилүү газды) өткөрүүчү субстратты колдонуу менен, капталган аба көбүкчөлөрүн жабуунун ичинде калтыруу же үстүнкү катмарда тешиктерди бургулоо аркылуу (S1-сүрөттү караңыз) 45 качууга болот. Бул изилдөөдө биз акыркы чечимди тандадык (сүрөт 1b жана S1). Акыр-аягы, лазердик жылытуу температуранын бирдей бөлүштүрүлүшүн камсыз кылбайт. Лазердик нурдун бирдей интенсивдүүлүгүндө да (1г-сүрөт) температуранын бөлүштүрүлүшү бир калыпта эмес, тескерисинче, жылуулук диффузиясынан улам Гаусс таралышын элестетет (1е-сүрөт). Максаты биологиялык системаларды изилдөө үчүн көрүү талаасында так температураларды орнотуу болгондо, тегиз эмес профилдер идеалдуу эмес жана алар субстратка жабышпаса, бактериялардын термофоретикалык кыймылына да алып келиши мүмкүн (S3, S4-сүрөттү караңыз)39. Бул максатта, биз берилген геометриялык аймакта кемчиликсиз бирдей температура бөлүштүрүүгө жетишүү үчүн үлгү тегиздигинде шакекче (сүрөт. 1f) жараша инфракызыл лазер нурун калыптандыруу үчүн мейкиндик жарык модулятору (SLM) колдонулган, жылуулук диффузиясына карабастан (1d-сүрөт) 39 , 42, 46. Металл табактын үстүнө үстүнкү жабышчаакты коюп (сүрөт 1b) чөйрөнүн бууланышын болтурбоо үчүн жана жок дегенде бир нече күн байкаңыз. Бул үстүнкү катмар жабылбагандыктан, зарыл болсо, кошумча чөйрөнү каалаган убакта оңой эле кошууга болот.
LA-HTM кантип иштээрин көрсөтүү жана анын термофилдик изилдөөдө колдонулушун көрсөтүү үчүн биз оптималдуу өсүү температурасы 60-65°C болгон Geobacillus stearothermophilus аэробдук бактерияларын изилдедик. Бактерия ошондой эле кадимки клетка активдүүлүгүнүн дагы бир көрсөткүчүн камсыз кылуучу флагелла жана сүзүү жөндөмүнө ээ.
Үлгүлөр (1б-сүрөт) бир саат бою 60°Cде алдын ала инкубацияланган жана андан кийин LA-HTM үлгү кармоочуга салынган. Бул алдын ала инкубация милдеттүү эмес, бирок эки себептен улам пайдалуу: Биринчиден, лазер күйгүзүлгөндө, ал клеткалардын дароо өсүп, бөлүнүшүнө алып келет (Кошумча материалдардагы M1 тасмасын караңыз). Алдын ала инкубациялоосуз, бактериянын өсүшү, адатта, үлгүдөгү жаңы көрүү аймагы ысытылган сайын болжол менен 40 мүнөткө кечигет. Экинчиден, 1 сааттык алдын ала инкубациялоо лазер күйгүзүлгөндө термофорездин натыйжасында клеткалардын көрүү талаасынан чыгып кетүүсүнө жол бербей, бактериялардын жабышчаак катмарга жабышып калышына өбөлгө түздү (Кошумча материалдарда M2 тасмасын караңыз). Термофорез – бул температура градиенти боюнча бөлүкчөлөрдүн же молекулалардын кыймылы, адатта ысыктан муздакка чейин, бактериялар да четте калбайт43,47. Бул жагымсыз эффект лазер нурун калыптандыруу жана тегиз температура бөлүштүрүүгө жетишүү үчүн SLMди колдонуу менен берилген аймакта жок кылынат.
fig боюнча. 2-сүрөттө алтын нанобөлүкчөлөр менен капталган айнек субстраттын шакекчелүү лазер нуру менен нурлануусунан алынган CGM менен өлчөнгөн температуранын бөлүштүрүлүшү көрсөтүлгөн (сүрөт 1f). Лазер нуру каптаган бардык аянтка тегиз температуранын бөлүштүрүлүшү байкалды. Бул аймак 65 ° C, оптималдуу өсүү температурасы орнотулган. Бул аймактын сыртында температуранын ийри сызыгы табигый түрдө \(1/r\) чейин түшөт (мында \(r\) - радиалдык координат).
тегерек аймакта жалпак температура профилин алуу үчүн алтын нанобөлүкчөлөрүнүн катмарын нурлантуу үчүн шакекчелүү лазер нурун колдонуу менен алынган CGM өлчөөлөрүнүн температуралык картасы. b Температура картасынын изотермасы (а). Лазердик нурдун контуру боз чекиттүү тегерекче менен берилген. Эксперимент эки жолу кайталанды (Кошумча материалдарды караңыз, S4 сүрөт).
Бактериялык клеткалардын жашоо жөндөмдүүлүгү LA-HTM аркылуу бир нече саат бою көзөмөлдөнгөн. fig боюнча. 3 3 саат 20 мүнөттүк тасмадан алынган төрт сүрөт үчүн убакыт аралыгын көрсөтөт (Movie M3, Кошумча маалымат). Температура оптималдуу болгон, 65°Сге жакындаган лазер менен аныкталган тегерек аймакта бактериялар активдүү көбөйүп жатканы байкалган. Температура 10 секундага 50°Cден төмөн түшкөндө, тескерисинче, клетканын өсүшү бир топ кыскарган.
Г. stearothermophilus бактерияларынын лазердик жылытуудан кийин ар кандай убакытта өсүп жаткан оптикалык тереңдик сүрөттөрү, (а) t = 0 мин, (б) 1 саат 10 мүнөт, (в) 2 саат 20 мүнөт, (г) 3 саат 20 мүнөт, 200 Тиешелүү температура картасына коюлган бир мүнөттүк тасмадан алынган (Кошумча маалыматта берилген M3 тасмасы). Лазер \(t=0\) убагында күйөт. Интенсивдүү сүрөткө изотермалар кошулду.
Клетканын өсүшүн жана анын температурадан көз карандылыгын андан ары сандык аныктоо үчүн, биз Movie M3 көрүү талаасында алгач обочолонгон бактериялардын ар кандай колонияларынын биомассасынын көбөйүшүн ченедик (сүрөт. 4). Мини колония түзүүчү бирдиктин (mCFU) пайда болушунун башталышында тандалган ата-энелик бактериялар S6-сүрөттө көрсөтүлгөн. Кургак массаны өлчөө температуранын бөлүштүрүлүшүн карта үчүн колдонулган CGM 48 камерасы менен алынган. CGMдин кургак салмакты жана температураны өлчөө жөндөмү LA-HTMнин күчү. Күтүлгөндөй, жогорку температура бактериялардын тез өсүшүн шарттады (сүр. 4а). 4b-сүрөттөгү жарым-логдук графикте көрсөтүлгөндөй, бардык температуралардагы өсүү экспоненциалдык өсүштүн артынан жүрөт, мында маалыматтар экспоненциалдык функцияны колдонот \(m={m}_{0}{10}^{t/\ tau }+ {{ \mbox{cst}}}\), мында \(\tau {{{{{\rm{log }}}}}}2\) – жаралуу убактысы (же эки эселенген убакыт), \( g =1/ \tau\) – өсүү темпи (убакыт бирдигиндеги бөлүмдөрдүн саны ). fig боюнча. 4c температуранын функциясы катары тиешелүү өсүү ылдамдыгын жана жаралуу убактысын көрсөтөт. Тез өскөн mCFUs эки сааттан кийин өсүштүн каныккандыгы менен мүнөздөлөт, бактериянын жогорку тыгыздыгынан күтүлгөн жүрүм-турум (классикалык суюк маданияттардагы стационардык фазага окшош). Жалпы формасы \(g\left(T\right)\) (4c-сүрөт) оптималдуу өсүү темпи 60-65°C болгон G. stearothermophilus үчүн күтүлгөн эки фазалуу ийри сызыгына туура келет. Кардиналдык моделдин жардамы менен берилиштерди дал келтириңиз (S5-сүрөт)49 мында \(\left({{G}_{0}{;\;T}}_{{\min }};{T}_{{opt} } ;{T}_{{\max}}\right)\) = (0,70 ± 0,2; 40 ± 4; 65 ± 1,6; 67 ± 3) °C, бул адабиятта келтирилген башка маанилерге туура келет49. Температурага көз каранды параметрлер кайталанса да, \({G}_{0}\) максималдуу өсүү ылдамдыгы бир эксперименттен экинчисине өзгөрүшү мүмкүн (S7-S9 сүрөттөрүн жана M4 тасмасын караңыз). Универсалдуу болушу керек болгон температурага ылайыкташтырылган параметрлерден айырмаланып, максималдуу өсүү темпи байкалган микрошкала геометриясынын чегинде чөйрөнүн касиеттеринен (азыгуучу заттардын болушу, кычкылтек концентрациясынан) көз каранды.
ар кандай температурада микробдордун өсүшү. mCFU: Миниатюралык колонияларды түзүүчү бирдиктер. Температура градиентинде өскөн бир бактериянын видеосунан алынган маалыматтар (М3 тасмасы). b Ошол эле (а), жарым логарифмдик шкала. c Сызыктуу регрессиядан (b) эсептелген өсүү темпи\(\tau\) жана жаралуу убактысы\(g\). Горизонталдык ката тилкелери: mCFU өсүү учурунда көрүү талаасына жайылган температура диапазону. Вертикалдык ката тилкелери: сызыктуу регрессия стандарттык катасы.
Кадимки өсүштөн тышкары, кээ бир бактериялар кээде лазердик жылытуу учурунда көзгө калкып чыгышат, бул флагеллалуу бактериялар үчүн күтүлгөн жүрүм-турум. Кошумча маалыматта M5 тасмасы мындай сүзүү иштерин көрсөтөт. Бул экспериментте 1d, e жана S3 сүрөттөрүндө көрсөтүлгөндөй, температура градиентин түзүү үчүн бирдей лазердик нурлануу колдонулган. 5-сүрөт M5 тасмасынан тандалган эки сүрөт ырааттуулугун көрсөтөт, анда бир бактерия багыттуу кыймылды көрсөтөт, ал эми калган бардык бактериялар кыймылсыз бойдон калат.
Эки убакыт алкагы (а) жана (б) чекиттүү тегерекчелер менен белгиленген эки башка бактериянын сүзүүсүн көрсөтөт. Сүрөттөр M5 тасмасынан алынган (кошумча материал катары берилген).
G. stearothermophilus учурунда бактериялардын активдүү кыймылы (5-сүрөт) лазер нуру күйгүзүлгөндөн кийин бир нече секунддан кийин башталган. Бул байкоо бул термофилдүү микроорганизмдин температуранын жогорулашына убактылуу реакциясын баса белгилейт, буга чейин Мора жана башкалар байкаган. 24 . Бактериялардын кыймылдуулугу жана ал тургай термотаксис темасын LA-HTM аркылуу изилдөөгө болот.
Микробдук сүзүүнү физикалык кыймылдын башка түрлөрү менен чаташтырбоо керек, атап айтканда (i) белгилүү бир багыты жок башаламан кыймыл сыяктуу көрүнгөн броун кыймылы, (ii) конвекция 50 жана термофорез 43, температура боюнча үзгүлтүксүз кыймылдан турат. градиент.
G. stearothermophilus коргонуу катары экологиялык жагымсыз шарттарга дуушар болгондо, өтө туруктуу спораларды (спора пайда кылуу) жаратуу жөндөмдүүлүгү менен белгилүү. Экологиялык шарттар кайрадан жагымдуу болгондо, споралар өнүп, тирүү клеткаларды пайда кылып, кайра өсө баштайт. Бул споралануу / өнүү процесси жакшы белгилүү болсо да, ал реалдуу убакытта эч качан байкалган эмес. LA-HTM колдонуу менен, биз бул жерде G. stearothermophilus өнүү окуялардын биринчи байкоо отчет.
fig боюнча. 6а 13 спорадан турган CGM топтомун колдонуу менен алынган оптикалык тереңдиктин (OT) убакыттын өтүшү менен сүрөттөрүн көрсөтөт. Бүтүндөй жыйноо убактысы үчүн (15 ч 6 мин, \(t=0\) – лазердик жылытуунун башталышы), 13 споранын 4ү өнүп чыккан, удаалаш убакыт чекиттеринде \(t=2\) ч, \( 3\ ) h \(10 \)', \(9\) h \(40\)' жана \(11\) h \(30\)'. Бул окуялардын бири гана 6-сүрөттө көрсөтүлгөнүнө карабастан, кошумча материалда M6 тасмасында 4 өнүү окуясын көрүүгө болот. Эң кызыгы, өнүп чыгуу кокусунан болуп көрүнөт: экологиялык шарттардын бирдей өзгөрүшүнө карабастан, бардык споралар өнбөйт жана бир эле учурда өнбөйт.
8 OT сүрөттөрдөн турган убакыт аралыгы (майга чөмүлүү, 60x, 1,25 НА объекти) жана (б) G. stearothermophilus агрегаттарынын биомассасынын эволюциясы. в (б) өсүү темпинин сызыктуулугун белгилөө үчүн жарым-логдук шкала боюнча тартылган (сызык сызык).
fig боюнча. 6b,c маалымат чогултуунун бүткүл мезгилинде убакыттын функциясы катары көрүү талаасындагы клетка популяцияларынын биомассасын көрсөтөт. Кургак массанын тез ажыроосу \(t=5\)h байкалган. 6б, в, кээ бир клеткалардын көрүү талаасынан чыгышына байланыштуу. Бул төрт окуянын өсүү темпи \(0,77\pm 0,1\) h-1. Бул көрсөткүч 3-сүрөттө көрсөтүлгөн өсүү темпинен жогору. 3 жана 4, бул жерде клеткалар кадимкидей өсөт. Споралардан G. stearothermophilus өсүү темпинин жогорулашынын себеби түшүнүксүз, бирок бул өлчөөлөр LA-HTM кызыгуусун көрсөтүп, клетканын жашоосунун динамикасы жөнүндө көбүрөөк билүү үчүн бир клетка деңгээлинде (же бир mCFU деңгээлинде) иштейт. .
LA-HTM ар тараптуулугун жана анын жогорку температурада иштөөсүн мындан ары көрсөтүү үчүн биз 80°C51 оптималдуу өсүү температурасы менен гипертермофилдүү ацидофилдүү архейдин Sulfolobus shibatae өсүшүн изилдедик. G. stearothermophilus менен салыштырганда, бул археялар да такыр башкача морфологияга ээ, алар узун таякчаларга (бацилла) эмес, 1 микрондук шарларга (кокктарга) окшош.
7а-сүрөт CGM аркылуу алынган S. shibatae mCFUнин ырааттуу оптикалык тереңдиктеги сүрөттөрүнөн турат (Кошумча материалдардагы M7 көркөм тасмасын караңыз). Бул mCFU болжол менен 73 ° C, 80 ° C оптималдуу температурадан төмөн, бирок активдүү өсүү үчүн температуранын чегинде өсөт. Биз бир нече сааттан кийин mCFUлерди археянын микрожүзүмүнө окшош кылган бир нече бөлүнүү окуяларын байкадык. Бул OT сүрөттөрдөн, mCFU биомассасы убакыттын өтүшү менен ченелип, 7b-сүрөттө берилген. Кызыктуусу, S. shibatae mCFUs G. stearothermophilus mCFUs менен байкалган экспоненциалдык өсүшкө караганда сызыктуу өсүштү көрсөттү. Клеткалардын өсүү темптеринин табияты жөнүндө көптөн бери талкуу болуп келе жатат 52: кээ бир изилдөөлөр микробдордун өсүү темптерин алардын өлчөмүнө пропорционалдуу (экспоненциалдуу өсүү) билдирсе, башкалары туруктуу ылдамдыкты (сызыктуу же билинардык өсүү) көрсөтөт. Tzur et al.53 түшүндүргөндөй, экспоненциалдык жана (би) сызыктуу өсүштү айырмалоо биомассаны өлчөөдө <6% тактыкты талап кылат, ал тургай интерферометрияны камтыган көпчүлүк QPM ыкмалары үчүн жеткиликсиз. Tzur et al.53 түшүндүргөндөй, экспоненциалдык жана (би) сызыктуу өсүштү айырмалоо биомассаны өлчөөдө <6% тактыкты талап кылат, ал тургай интерферометрияны камтыган көпчүлүк QPM ыкмалары үчүн жеткиликсиз. Как объяснили Цур и др.53, различение экспоненциального и (би)линейного роста требует точности <6% в измерениях биомасса, алар үчүн недостижимо үчүн большинства методов QPM, же с ползованием интерферометрия. Zur et al.53 түшүндүргөндөй, экспоненциалдык жана (би) сызыктуу өсүштү айырмалоо биомассаны өлчөөдө <6% тактыкты талап кылат, ал тургай интерферометрияны колдонуу менен көпчүлүк QPM ыкмалары үчүн жеткиликсиз.Zur жана башкалар түшүндүргөндөй. 53, экспоненциалдык жана (би) сызыктуу өсүштүн ортосундагы айырмачылык биомассаны өлчөөдө 6% дан азыраак тактыкты талап кылат, ал интерферометрия колдонулганда да QPM ыкмаларынын көбү үчүн мүмкүн эмес. CGM бул тактыкка биомассаны өлчөөдө суб-пг тактыгы менен жетет36,48.
6 OT сүрөттөрдөн турган убакыт аралыгы (майга чөмүлүү, 60x, NA максаты 1.25) жана (б) CGM менен өлчөнгөн микро-CFU биомассасынын эволюциясы. Көбүрөөк маалымат алуу үчүн M7 тасмасын караңыз.
S. shibataeнин кемчиликсиз сызыктуу өсүшү күтүүсүз болгон жана али кабарлана элек. Бирок, экспоненциалдык өсүш күтүлөт, анткени убакыттын өтүшү менен 2, 4, 8, 16... клеткалардын бир нече бөлүнүшү пайда болушу керек. Биз сызыктуу өсүү клетканын тыгыздыгы өтө жогору болгондо клетканын өсүшү басаңдап, акыры уктоочу абалга жеткендей, клетканын жыш таңгактыгынан улам клетканын бөгөт коюусунан болушу мүмкүн деп божомолдодук.
Биз өз кезегинде төмөнкү беш кызыкчылыкты талкуулоо менен жыйынтыктайбыз: жылытуу көлөмүн азайтуу, жылуулук инерциясынын азайышы, алтын нанобөлүкчөлөрүнө болгон кызыгуу, сандык фазалык микроскопияга кызыгуу жана LA-HTM колдонулушу мүмкүн болгон температура диапазону.
Резистивдүү жылытууга салыштырмалуу HTM иштеп чыгуу үчүн колдонулган лазердик жылытуу бир нече артыкчылыктарды сунуштайт, аларды биз бул изилдөөдө көрсөтөбүз. Атап айтканда, суюк чөйрөдө микроскоптун көрүү талаасында жылытуу көлөмү бир нече (10 мкм) 3 көлөмдө сакталат. Ушундай жол менен байкалган микробдор гана активдүү, ал эми башка бактериялар уктап турат жана үлгүнү андан ары изилдөө үчүн колдонулушу мүмкүн - жаңы температура текшерилиши керек болгон сайын үлгүнү өзгөртүүнүн кереги жок. Мындан тышкары, микро масштабдуу жылытуу температуранын чоң диапазонун түз текшерүүгө мүмкүндүк берет: 4c-сүрөт 3 сааттык тасмадан алынган (Movie M3), ал адатта бир нече үлгүлөрдү даярдоону жана изилдөөнү талап кылат – изилденип жаткан үлгүлөрдүн ар бири үчүн бирден. y - эксперименттеги күндөрдүн санын көрсөткөн температура. Ысытылган көлөмдү азайтуу микроскоптун бардык курчап турган оптикалык компоненттерин, өзгөчө объективдүү линзаны бөлмө температурасында сактайт, бул азырынча коомчулуктун негизги көйгөйү болуп келген. LA-HTM ар кандай линзалар менен, анын ичинде майга чөмүлүүчү линзалар менен колдонулушу мүмкүн жана көрүү талаасында өтө жогорку температурада да бөлмө температурасында кала берет. Бул изилдөөдө биз кабарлаган лазердик жылытуу ыкмасынын негизги чектөөсү, жабышпаган же калкып жүрбөгөн клеткалар көрүү талаасынан алыс жана изилдөө кыйын болушу мүмкүн. Температураны бир нече жүз микрондон ашкан чоңойтууга жетишүү үчүн төмөнкү чоңойтуу линзаларын колдонуу убактылуу чечим болушу мүмкүн. Бул этияттык мейкиндик чечүүнүн төмөндөшү менен коштолот, бирок микроорганизмдердин кыймылын изилдөө максаты болсо, мейкиндиктин жогорку резолюциясы талап кылынбайт.
Системаны жылытуу (жана муздатуу) үчүн убакыт шкаласы \({{{{{\rm{\tau }}}}}}}}_{{{\mbox{D}}}}\) анын өлчөмүнө жараша болот. мыйзамга ылайык \({{{({\rm{\tau }}}}}}}_{{{\mbox{D}}}}={L}^{2}/D\), мында \ (L\ ) - жылуулук булагынын мүнөздүү өлчөмү (биздин изилдөөбүздө лазер нурунун диаметри \(L\ болжол менен 100\) мкм), \(D\) - чөйрөнүн жылуулук диффузивдүүлүгү (биздин орточо корпус, айнек жана суу. Температуранын өзгөрүшүн күтүүгө болот, бул температуранын бир заматта көтөрүлүшү эксперименттин узактыгын кыскартбастан, ошондой эле температуралык эффекттерди динамикалык изилдөө үчүн так убакытты \(t=0\) түзөт.
Биздин сунуштаган ыкма жарыкты сиңирип алуучу бардык субстраттарга (мисалы, ITO капталган коммерциялык үлгүлөргө) тиешелүү. Бирок, алтын нанобөлүкчөлөрү инфракызыл түстө жогорку сиңирүүнү жана көрүнүүчү диапазондо аз сиңүүнү камсыз кыла алат, алардын акыркы мүнөздөмөлөрү көрүнөө диапазондо эффективдүү оптикалык байкоо жүргүзүү үчүн, өзгөчө флуоресценцияны колдонууда кызыгууну жаратат. Мындан тышкары, алтын био шайкеш келет, химиялык жактан инерттүү, оптикалык тыгыздык 530 нмден жакын инфракызылга чейин жөнгө салынышы мүмкүн жана үлгүлөрдү даярдоо жөнөкөй жана үнөмдүү29.
Кеңири торлуу толкундуу микроскопия (CGM) микрошкала боюнча температуранын картасын түзүүгө гана эмес, биомассаны көзөмөлдөөгө да мүмкүндүк берет, бул аны LA-HTM менен айкалышта өзгөчө пайдалуу (зарыл болбосо) кылат. Акыркы он жылдын ичинде температуралык микроскопиянын башка ыкмалары, өзгөчө биоискрипция тармагында иштелип чыккан жана алардын көбү температурага сезгич флуоресценттик зонддорду колдонууну талап кылат54,55. Бирок, бул ыкмалар сынга алынган жана кээ бир отчеттор, балким, флуоресценция температурадан башка көптөгөн факторлорго көз каранды болгондугуна байланыштуу, клеткалардын ичиндеги температуранын реалдуу эмес өзгөрүүлөрүн өлчөгөн. Мындан тышкары, көпчүлүк флуоресценттик зонддор жогорку температурада туруксуз. Ошондуктан, QPM жана өзгөчө CGM оптикалык микроскопиянын жардамы менен жогорку температурадагы жашоону изилдөө үчүн идеалдуу температуралык микроскопия ыкмасын билдирет.
80°С оптималдуу жашаган S. shibatae боюнча изилдөөлөр LA-HTM жөнөкөй термофилдерди эмес, гипертермофилдерди изилдөө үчүн колдонсо болорун көрсөттү. Негизи, LA-HTM жардамы менен жетүүгө мүмкүн болгон температура диапазонуна эч кандай чек жок, ал тургай 100°Cден жогору температурага атмосфералык басымда кайнабастан жетишүүгө болот, муну биздин 38 тобубуз көрсөткөндөй, атмосферада гидротермалдык химияны колдонууда. басым A. Ушундай эле жол менен 40 алтын нанобөлүкчөлөрүн жылытуу үчүн лазер колдонулат. Ошентип, LA-HTM стандарттык шарттарда (б.а. айлана-чөйрөнүн стрессинде) стандарттуу жогорку резолюциядагы оптикалык микроскопия менен болуп көрбөгөндөй гипертермофилдерди байкоо үчүн колдонуу мүмкүнчүлүгүнө ээ.
Бардык эксперименттер кол менен xy кыймылы менен үлгү ээси, максаттары (Olympus, 60x, 0,7 NA, аба, LUCPlanFLN60X же 60x, NA 1il менен) Köhler жарыктандыруу (LED, M625L3, Thorlabs, 700 mW) менен, анын ичинде үйдө жасалган микроскоп менен аткарылган. , UPLFLN60XOI), CGM камерасы (QLSI кайчылаш тор, 39 мкм кадам, Андор Зыла камера сенсорунан 0,87 мм) интенсивдүүлүктү жана толкундун алдыңкы сүрөтүн камсыз кылуу үчүн жана sCMOS камерасы (ORCA Flash 4.0 V3, 16 бит режими, Хамамацудан) жаздыруу үчүн 5-сүрөттө көрсөтүлгөн маалыматтар (бактериалдык сүзүү). Дихроикалык нур бөлгүч 749 нм BrightLine кыры (Semrock, FF749-SDi01). Камеранын алдыңкы жагындагы чыпка 694 кыска өтүү чыпкасы (FF02-694/SP-25, Semrock). Титан сапфир лазери (Laser Verdi G10, 532 нм, 10 Вт, сордурулган цунами лазеринин көңдөйү, 2-5-сүрөттө Spectra-Physics, андан ары Millenia лазери менен алмаштырылган, Spectraphysics 10 W, сордурулган Мира лазер көңдөйү, Когерент 2 үчүн, -5). 6 жана 7) толкун узундугуна коюлган \({{{({\rm{\lambda }}}}}}=800\) nm, бул алтын нанобөлүкчөлөрдүн плазмондук-резонанстык спектрине туура келет. Мейкиндик жарык модуляторлору (1920 × 1152 пиксель) Meadowlark Optics компаниясынан сатылып алынган.
Кайчылаш торлуу толкундуу микроскопия (CGM) - кадимки камеранын сенсорунан бир миллиметр аралыкта эки өлчөмдүү дифракциялык торду (кайчылаш тор деп да белгилүү) бириктирүүгө негизделген оптикалык микроскопиянын ыкмасы. Бул изилдөөдө биз колдонгон CGMдин эң кеңири таралган мисалы төрт толкун узундуктагы туурасынан өтүүчү интерферометр (QLSI) деп аталат, мында кайчылаш тор Примот жана башкалар тарабынан киргизилген жана патенттелген интенсивдүүлүк/фазалык шахмат үлгүсүнөн турат. 200034. Вертикалдуу жана горизонталдуу торчо сызыктар сенсордо тор сымал көлөкөлөрдү түзөт, алардын бурмаланышы түшкөн жарыктын оптикалык толкун фронтунун бурмаланышын (же эквиваленттүү фазалык профилин) алуу үчүн реалдуу убакытта сандык түрдө иштетилиши мүмкүн. Микроскопто колдонулганда, CGM камерасы оптикалык тереңдик (OT) деп да белгилүү болгон сүрөттөлгөн объекттин оптикалык жолунун айырмасын нанометрлер тартибинде сезгичтик менен көрсөтө алат36. Кандайдыр бир CGM өлчөөсүндө, оптикалык компоненттердеги же нурлардагы кандайдыр бир кемчиликтерди жоюу үчүн, баштапкы шилтеме OT сүрөтү алынып, ар кандай кийинки сүрөттөрдөн алынып салынышы керек.
Температуралык микроскопия шилтемеде сүрөттөлгөндөй CGM камерасын колдонуу менен аткарылган. 32. Кыскасы, суюктукту ысытуу анын сынуу көрсөткүчүн өзгөртүп, түшкөн нурду бурмалаган жылуулук линза эффектин жаратат. Бул толкундук бурмалоо CGM менен өлчөнөт жана суюк чөйрөдө үч өлчөмдүү температура бөлүштүрүүнү алуу үчүн деконволюция алгоритмин колдонуу менен иштетилет. Эгерде алтын нанобөлүкчөлөрү үлгү боюнча бирдей бөлүштүрүлсө, температуранын картасын бактериясыз аймактарда жакшыраак сүрөттөрдү чыгаруу үчүн жасаса болот, муну биз кээде жасайбыз. Маалымдама CGM сүрөтү ысытуусуз (лазер өчүп турганда) алынган жана андан кийин лазер күйгүзүлгөн сүрөттүн ошол эле жеринде тартылган.
Кургак массаны өлчөө температураны сүрөттөө үчүн колдонулган ошол эле CGM камерасын колдонуу менен ишке ашат. CGM маалымдама сүрөттөрү бактериялардын болушуна байланыштуу ОТто кандайдыр бир тексиздикти орточо эсепке алуу каражаты катары экспозиция учурунда үлгүнү х жана у боюнча тез жылдыруу жолу менен алынган. Бактериялардын OT сүрөттөрүнөн, алардын биомассасы Matlabдын үй сегментациялоо алгоритми ("Сандык код" бөлүмчөсүн караңыз) аркылуу тандалган аймактардагы сүрөттөр ансамблинин жардамы менен алынган. 48. Кыскача айтканда, биз \(m={\alpha}^{-1}\iint {{\mbox{OT}}}\left(x,y\right){{\mbox{d}} катышын колдонобуз. } x{{\mbox{d}}}y\), мында \({{\mbox{OT}}}\left(x,y\right)\) оптикалык тереңдиктин сүрөтү, \(m\) кургак салмак жана \({{{{{\rm{\alpha}}}}}}}\) туруктуу. Биз \({{{\rm{\alpha))))))=0,18\) µm3/pg тандадык, бул тирүү клеткалар үчүн типтүү константа.
Диаметри 25 мм жана калыңдыгы 150 мкм болгон алтын нанобөлүкчөлөрү менен капталган капкакты алтын нанобөлүкчөлөрү өйдө каратып AttofluorTM камерасына (Thermofisher) жайгаштырылды. Geobacillus stearothermophilus эксперименттердин ар бир күнүнүн алдында LB чөйрөсүндө (200 айн/мин, 60°C) түн ичинде алдын ала өстүрүлгөн. Оптикалык тыгыздыгы (OD) 0,3төн 0,5ке чейинки G. stearothermophilus суспензиясынын 5 мкл тамчысы алтын нанобөлүкчөлөрү бар жабынга коюлган. Андан кийин, диаметри 18 мм болгон тегерек капкак слиптин ортосуна диаметри 5 мм болгон тешикче түшүрүлүп, тешиктин ортосуна бирдей оптикалык тыгыздыктагы 5 мкл бактериялык суспензия кайра-кайра чачылган. Жашылчалардагы скважиналар реф. 45 (Көбүрөөк маалымат үчүн Кошумча маалыматты караңыз). Андан кийин суюк катмар кургап калбаш үчүн жабынга 1 мл LB чөйрөсүн кошуңуз. Инкубация учурунда чөйрөнүн бууланышына жол бербөө үчүн акыркы капкак Attofluor™ камерасынын жабык капкагынын үстүнө коюлат. Өнүп өстүрүү эксперименттери үчүн биз кадимки эксперименттерден кийин кээде үстүнкү катмарды жаап турган спораларды колдондук. Ушундай эле ыкма Sulfolobus shibatae алуу үчүн колдонулган. Үч күн (200 айн/мин, 75°C) Thiobacillus serrata алдын ала өстүрүү 182 (DSMZ) чөйрөсүндө жүргүзүлгөн.
Алтын нанобөлүкчөлөрүнүн үлгүлөрү мицеллярдык блок-сополимердик литография аркылуу даярдалган. Бул процесс бөлүмдө кеңири сүрөттөлөт. 60. Кыскача айтканда, алтын иондорун капсулдаган мицеллалар толуолдогу HAuCl4 менен сополимерди аралаштыруу жолу менен синтезделди. Андан кийин тазаланган капталдар эритмеге чөмүлдүрүлүп, алтын уруктарын алуу үчүн редукциялоочу агенттин катышуусунда УК нурлануу менен иштетилди. Акыр-аягы, алтын уруктары KAuCl4 жана этаноламиндин суудагы эритмеси менен жабуучу катмарга 16 мүнөт тийүү жолу менен өстүрүлдү, натыйжада алтындын сфералык эмес нанобөлүкчөлөрүнүн жакынкы инфракызылда квази-мезгилдүү жана абдан бирдей жайгашуусу пайда болду.
Интерферограммаларды OT сүрөттөрүнө айландыруу үчүн биз шилтемеде кеңири айтылгандай, үйдө жасалган алгоритмди колдондук. 33 жана Matlab пакети катары төмөнкү коомдук репозиторийде жеткиликтүү: https://github.com/baffou/CGMprocess. Пакет жазылган интерферограммалардын (анын ичинде маалымдама сүрөттөрүнүн) жана камера массивинин аралыктарынын негизинде интенсивдүүлүктү жана OT сүрөттөрүн эсептей алат.
Берилген температура профилин алуу үчүн SLMге колдонулган фаза үлгүсүн эсептөө үчүн, биз мурда иштелип чыккан үй алгоритмин 39,42 колдондук, ал төмөнкү коомдук репозиторийде жеткиликтүү: https://github.com/baffou/SLM_temperatureShaping. Киргизүү - бул каалаган температура талаасы, аны санарип же монохромдуу bmp сүрөтү аркылуу коюуга болот.
Клеткаларды бөлүү жана алардын кургак салмагын өлчөө үчүн биз төмөнкү коомдук репозиторийде жарыяланган Matlab алгоритмибизди колдондук: https://github.com/baffou/CGM_magicWandSegmentation. Ар бир сүрөттө колдонуучу кызыктырган бактерияны же mCFUди басып, таякчанын сезгичтигин тууралап, тандоону ырасташы керек.
Изилдөө дизайны боюнча көбүрөөк маалымат алуу үчүн, бул макалага шилтемеленген Табиятты изилдөө отчетунун абстракттуулугун караңыз.
Бул изилдөөнүн натыйжаларын тастыктаган маалыматтар негиздүү өтүнүч боюнча тиешелүү авторлордон жеткиликтүү.
Бул изилдөөдө колдонулган баштапкы код Методдор бөлүмүндө кеңири берилген жана мүчүлүштүктөрдү оңдоо версияларын https://github.com/baffou/ дарегинен төмөнкү репозиторийлерден жүктөп алса болот: SLM_temperatureShaping, CGMprocess жана CGM_magicWandSegmentation.
Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK Insight into thermophiles жана алардын кеңири спектрдеги колдонмолору. Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK Insight into thermophiles жана алардын кеңири спектрдеги колдонмолору.Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. and Sharma, AK Thermophiles жана алардын кеңири колдонулушуна сереп салуу. Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK 深入了解嗜热菌及其广谱应用。 Мехта, Р., Сингхал, П., Сингх, Х., Дамл, Д. & Шарма, АК.Мехта Р., Сингхал П., Сингх Х., Дамл Д. жана Шарма АК. Термофилдерди терең түшүнүү жана колдонуунун кеңири спектри.3 Биотехнология 6, 81 (2016).
Посттун убактысы: 2022-жылдын 26-сентябрына чейин