ලේසර් රත් කරන ලද රන් නැනෝ අංශු සමඟ vitro නිරීක්ෂණය කරන ලද ඉහළ උෂ්ණත්වවල ජීවය

Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තුතියි. ඔබ භාවිතා කරන බ්‍රවුසර අනුවාදයට සීමිත CSS සහය ඇත. හොඳම අත්දැකීම සඳහා, ඔබ යාවත්කාලීන කළ බ්‍රවුසරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා ප්‍රකාරය අක්‍රිය කරන්න). මේ අතරතුර, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි විලාසිතා සහ JavaScript නොමැතිව වෙබ් අඩවිය ලබා දෙන්නෙමු.
Thermophiles යනු ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී වර්ධනය වන ක්ෂුද්ර ජීවීන් වේ. ඒවා අධ්‍යයනය කිරීමෙන් ජීවිතය ආන්තික තත්වයන්ට අනුවර්තනය වන ආකාරය පිළිබඳ වටිනා තොරතුරු සැපයිය හැකිය. කෙසේ වෙතත්, සාම්ප්‍රදායික දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂ සමඟ ඉහළ උෂ්ණත්ව තත්ත්වයන් ලබා ගැනීම දුෂ්කර ය. දේශීය ප්රතිරෝධක විද්යුත් උණුසුම මත පදනම්ව ගෙදර හැදූ විසඳුම් කිහිපයක් යෝජනා කර ඇත, නමුත් සරල වාණිජ විසඳුමක් නොමැත. මෙම ලිපියෙන්, පරිශීලකයාගේ පරිසරය මෘදු ලෙස තබා ගනිමින් තාපගතික අධ්‍යයනය සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්වයන් සැපයීම සඳහා අපි අන්වීක්ෂ දර්ශන ක්ෂේත්‍රය හරහා ක්ෂුද්‍ර පරිමාණ ලේසර් රත් කිරීමේ සංකල්පය හඳුන්වා දෙන්නෙමු. ජෛව අනුකූල සහ කාර්යක්ෂම ආලෝක අවශෝෂකයක් ලෙස රන් නැනෝ අංශු ආලේපිත උපස්ථරයක් භාවිතයෙන් මධ්‍යස්ථ ලේසර් තීව්‍රතාවයකින් ක්ෂුද්‍ර පරිමාණ උණුසුම ලබා ගත හැක. ක්ෂුද්‍ර පරිමාණ තරල සංවහනය, සෛල රඳවා තබා ගැනීම සහ කේන්ද්‍රාපසාරී තාපජ චලිතයේ ඇති විය හැකි බලපෑම් සාකච්ඡා කෙරේ. ක්‍රමය විශේෂ දෙකකින් ප්‍රදර්ශනය කර ඇත: (i) ක්ෂුද්‍ර පරිමාණ උණුසුම යටතේ ප්‍රරෝහණය, වර්ධනය සහ පිහිනීම අප විසින් නිරීක්ෂණය කරන ලද 65 ° C දී පමණ ප්‍රජනනය කරන ක්‍රියාකාරී තාපගතික බැක්ටීරියාවක් වන Geobacillus stearothermophilus; (ii) Thiobacillus sp., ප්‍රශස්ත ලෙස අධි තාපගතික ආකියා. 80 ° C දී. මෙම කාර්යය නවීන සහ දැරිය හැකි අන්වීක්ෂීය මෙවලම් භාවිතයෙන් තාපගතික ක්ෂුද්ර ජීවීන්ගේ සරල සහ ආරක්ෂිත නිරීක්ෂණ සඳහා මග පාදයි.
වසර බිලියන ගණනක් පුරා, පෘථිවියේ ජීවය පරිණාමය වී ඇත්තේ අපගේ මානව දෘෂ්ටිකෝණයෙන් සමහර විට අන්ත ලෙස සැලකෙන පුළුල් පරාසයක පාරිසරික තත්ත්වයන්ට අනුවර්තනය වීමටය. විශේෂයෙන්ම, thermophiles නමින් හැඳින්වෙන සමහර තාපගතික ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් (බැක්ටීරියා, පුරාවිද්‍යා, දිලීර) 45°C සිට 122°C1, 2, 3, 4 දක්වා උෂ්ණත්ව පරාසය තුළ වර්ධනය වේ. ගැඹුරු මුහුදේ ජල තාප විවරයන්, උණු දිය උල්පත් වැනි විවිධ පරිසර පද්ධතිවල තාපජයන් ජීවත් වේ. හෝ ගිනිකඳු ප්රදේශ. ඔවුන්ගේ පර්යේෂණ පසුගිය දශක කිහිපය තුළ අවම වශයෙන් හේතු දෙකක් නිසා විශාල උනන්දුවක් ඇති කර ඇත. පළමුව, අපට ඔවුන්ගෙන් ඉගෙන ගත හැකිය, උදාහරණයක් ලෙස, තාප කායික 5, 6, එන්සයිම 7, 8 සහ පටල 9 එවැනි ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ස්ථායී වන්නේ කෙසේද, නැතහොත් තාපදීප්ත විකිරණවලට අතිශයින් ඔරොත්තු දෙන ආකාරය10. දෙවනුව, ඒවා ඉන්ධන නිෂ්පාදනය13,14,15,16, රසායනික සංස්ලේෂණය (ඩයිහයිඩ්‍රෝ, ඇල්කොහොල්, මීතේන්, ඇමයිනෝ අම්ල, ආදිය) 17, ජෛව ඛනිජකරණය18 සහ තාප ස්ථායී ජෛව උත්ප්‍රේරක වැනි වැදගත් ජෛව තාක්‍ෂණික යෙදුම් 1,11,12 සඳහා පදනම වේ. 13. විශේෂයෙන්ම, දැනට ප්‍රකට පොලිමරේස් දාම ප්‍රතික්‍රියාව (PCR)19 සොයා ගන්නා ලද පළමු තාප කායික වලින් එකක් වන Thermophilic බැක්ටීරියාව Thermus aquaticus වෙතින් හුදකලා වූ එන්සයිමයක් (Taq polymerase) ඇතුළත් වේ.
කෙසේ වෙතත්, ටර්මෝෆයිල්ස් අධ්යයනය කිරීම පහසු කාර්යයක් නොවන අතර කිසිදු ජීව විද්යාත්මක රසායනාගාරයක් තුළ වැඩිදියුණු කළ නොහැකිය. විශේෂයෙන්ම, සාමාන්‍යයෙන් 40°C තරම් අඩු උෂ්ණත්වයන් සඳහා ශ්‍රේණිගත කර ඇති වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි තාපන කුටීර සමඟ වුවද, සජීවී තාපගතික කිසියම් සම්මත ආලෝක අන්වීක්ෂයකින් vitro තුළ නිරීක්ෂණය කළ නොහැක. 1990 ගණන්වල සිට, අධි-උෂ්ණත්ව අන්වීක්ෂ (HTM) පද්ධති හඳුන්වාදීම සඳහා කැපවී ඇත්තේ පර්යේෂණ කණ්ඩායම් කිහිපයක් පමණි. 1994 දී Glukh et al. නිර්වායු 20 පවත්වා ගැනීම සඳහා වසා ඇති සෘජුකෝණාස්රාකාර කේශනාලිකා වල උෂ්ණත්වය පාලනය කරන පෙල්ටියර් සෛලයක් භාවිතා කිරීම මත තාපන / සිසිලන කුටිය පිළිසිඳ ගන්නා ලදී. මෙම උපකරණය 2 °C/s ක වේගයකින් 100 °C දක්වා රත් කළ හැකි අතර, Thermotoga maritima21 නම් අධි තර්මොෆිලික් බැක්ටීරියාවේ චලනය අධ්‍යයනය කිරීමට කතුවරුන්ට ඉඩ සලසයි. 1999 දී Horn et al. සෛල බෙදීම/සම්බන්ධතාවය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා වාණිජ අන්වීක්ෂය සඳහා සුදුසු රත් වූ කේශනාලිකා භාවිතය මත තවමත් බොහෝ සමාන උපකරණයක් නිපදවා ඇත. දිගු කලක් සාපේක්ෂ අක්‍රියතාවයෙන් පසුව, 2012 දී ඵලදායි HTM සඳහා සෙවීම නැවත ආරම්භ කරන ලදී, විශේෂයෙන් Horn et al විසින් සොයා ගන්නා ලද උපකරණයක් භාවිතා කරන ලද Wirth සමූහයේ පත්‍රිකා මාලාවක් සම්බන්ධයෙන්. මීට වසර පහළොවකට පෙර, අධි තර්මෝෆයිල්ස් ඇතුළු පුරාවිද්‍යා විශාල සංඛ්‍යාවක චලනය රත් වූ කේශනාලිකා 23,24 භාවිතා කරමින් 100 ° C දක්වා උෂ්ණත්වවලදී අධ්‍යයනය කරන ලදී. වේගවත් උනුසුම් වීම (නිශ්චිත උෂ්ණත්වයට ළඟා වීමට මිනිත්තු 35 ක් වෙනුවට මිනිත්තු කිහිපයක්) සහ මාධ්‍යය හරහා සෙන්ටිමීටර 2 කට වඩා වැඩි රේඛීය උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමයක් ලබා ගැනීම සඳහා ඔවුන් මුල් අන්වීක්ෂය ද වෙනස් කරන ලදී. මෙම උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමය හැඩ ගැන්වීමේ උපකරණය (TGFD) ජීව විද්‍යාත්මකව අදාළ දුර 24, 25 හිදී උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමිකතා තුළ බොහෝ තාපගතිකවල සංචලනය අධ්‍යයනය කිරීමට භාවිතා කර ඇත.
සංවෘත කේශනාලිකා රත් කිරීම සජීවී තාප ස්ථායී නිරීක්ෂණය කිරීමට ඇති එකම මාර්ගය නොවේ. 2012 දී, Kuwabara et al. තාප ප්රතිරෝධක මැලියම් (සුපර් X2; සෙමෙඩින්, ජපානය) සමඟ මුද්රා තැබූ ගෙදර හැදූ ඉවත දැමිය හැකි පයිරෙක්ස් කුටි භාවිතා කරන ලදී. සාම්පල 110°C දක්වා රත් කළ හැකි වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි විනිවිද පෙනෙන තාපන තහඩුවක් (Micro Heat Plate, Kitazato Corporation, Japan) මත තබා ඇත, නමුත් මුලින් අදහස් කළේ bioimaging සඳහා නොවේ. කතුවරුන් 65 ° C දී නිර්වායු තාපගතික බැක්ටීරියා (Thermosipho globiformans, දෙගුණ කිරීමේ කාලය විනාඩි 24) කාර්යක්ෂම බෙදීම නිරීක්ෂණය කරන ලදී. 2020 දී, Pulshen et al. වාණිජ ලෝහ පිඟන් (AttofluorTM, Thermofisher) කාර්යක්ෂමව රත් කිරීම ගෙදර හැදූ තාපන මූලද්‍රව්‍ය දෙකක් භාවිතයෙන් නිරූපණය කරන ලදී: පියනක් සහ වේදිකාවක් (PCR යන්ත්‍ර ආශ්‍රිත වින්‍යාසය). මෙම සංගමයේ ප්රතිඵලයක් වශයෙන් ඒකාකාර ද්රව උෂ්ණත්වයක් ඇති අතර පියනේ පතුලේ වාෂ්පීකරණය හා ඝනීභවනය වළක්වයි. O-ring භාවිතය පරිසරය සමඟ ගෑස් හුවමාරුව වළක්වයි. 75°C27 දී Sulfolobus acidocaldarius රූපය සඳහා Sulfoscope ලෙස හඳුන්වන මෙම HTM භාවිතා කරන ලදී.
මෙම සියලු පද්ධතිවල පිළිගත් සීමාවක් වූයේ වායු අරමුණු භාවිතය සීමා කිරීම, එවැනි ඉහළ උෂ්ණත්වයකට සහ > 1-මිලිමීටර් ඝනකම විනිවිද පෙනෙන සාම්පල හරහා රූපගත කිරීම සඳහා තෙල් ගිල්වීම නුසුදුසු වීමයි. මෙම සියලු පද්ධතිවල පිළිගත් සීමාවක් වූයේ වායු අරමුණු භාවිතය සීමා කිරීම, එවැනි ඉහළ උෂ්ණත්වයකට සහ > 1-මිලිමීටර් ඝනකම විනිවිද පෙනෙන සාම්පල හරහා රූපගත කිරීම සඳහා තෙල් ගිල්වීම නුසුදුසු වීමයි. Общепризнанным недостатком всех этих систем было ограничение на использование воздушных объективов, поскольку любое иммерсионное погружение в масло не подходило для такой высокой температуры и для визуализации через прозрачные образцы толщиной > 1 мм. මෙම සියලු පද්ධතිවල හඳුනාගත් අඩුපාඩුවක් නම්, එවැනි ඉහළ උෂ්ණත්වයකට සහ විනිවිද පෙනෙන සාම්පල> 1 mm ඝනකම හරහා දෘශ්‍යකරණය සඳහා කිසිදු තෙල් ගිල්වීමක් සුදුසු නොවන බැවින්, වායු අරමුණු භාවිතය සීමා කිරීමයි.所有这些系统的一个公认限制是限制使用空气物镜，任何油浸都不适合蚿暿米厚的透明样品成像。 මෙම සියලු පද්ධතිවල හඳුනාගත් සීමාවක් වන්නේ වාතයට ඇතුල් කරන ලද කැඩපතක් භාවිතා කිරීමේ සීමාවයි, මන්ද එවැනි ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී විනිවිද පෙනෙන සාම්පල > 1 mm ඝනකම අනුරූප කිරීම සඳහා ඕනෑම තෙල් ගිල්වීමක් නුසුදුසුය. නවෝත්පාදන පද්ධතියක් погружение в масло непригодno для таких высоких температур и визуализации через прозрачление. මෙම සියලු පද්ධතිවල හඳුනාගත් පසුබෑමක් වන්නේ වායු කාච සීමිත භාවිතයයි, ඕනෑම තෙල් ගිල්වීමක් එවැනි ඉහළ උෂ්ණත්ව සඳහා නුසුදුසු වන අතර විනිවිද පෙනෙන සාම්පල හරහා 1 mm ඝනකමවඩාත් මෑතකදී, මෙම සීමාව චාල්ස්-ඔර්සාග් සහ වෙනත් අය විසින් ඉවත් කරන ලදී. 28, පොළී පද්ධතිය වටා තවදුරටත් තාපය ලබා නොදෙන, නමුත් ආවරණ වීදුරුව තුළම, ITO (ඉන්ඩියම්-ටින් ඔක්සයිඩ්) වලින් සාදන ලද ප්‍රතිරෝධක තුනී විනිවිද පෙනෙන තට්ටුවකින් ආවරණය කරන ලද උපකරණයක් නිපදවා ඇත. විනිවිද පෙනෙන ස්ථරය හරහා විදුලි ධාරාවක් ගමන් කිරීමෙන් පියන 75 ° C දක්වා රත් කළ හැක. කෙසේ වෙතත්, කර්තෘ විසින් කාචය පරමාර්ථයට රත් කළ යුතුය, නමුත් එය හානි නොවන පරිදි 65 ° C ට වඩා වැඩි නොවිය යුතුය.
මෙම කෘතීන් පෙන්නුම් කරන්නේ කාර්යක්ෂම අධි-උෂ්ණත්ව දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂය සංවර්ධනය කිරීම පුළුල් ලෙස සම්මත වී නොමැති බවත්, බොහෝ විට ගෙදර හැදූ උපකරණ අවශ්‍ය වන බවත්, බොහෝ විට අවකාශීය විභේදනයේ පිරිවැයෙන් සාක්ෂාත් කර ගන්නා බවත්, තාපගතික ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් කිහිප දෙනෙකුට වඩා විශාල නොවීම බරපතල අවාසියකි. මයික්රොමීටර. අඩු කරන ලද තාපන පරිමාව HTM හි ආවේණික ගැටළු තුනක් විසඳීම සඳහා යතුර වේ: දුර්වල අවකාශීය විභේදනය, පද්ධතිය රත් වූ විට ඉහළ තාප අවස්ථිති බව සහ අධික උෂ්ණත්වවලදී අවට මූලද්‍රව්‍ය (ගිල්වන තෙල්, වෛෂයික කාච... හෝ පරිශීලකයාගේ දෑත්) හානිකර ලෙස රත් කිරීම. )
මෙම ලිපියෙහි, අපි ප්රතිරෝධක උණුසුම මත පදනම් නොවන තාපගතික නිරීක්ෂණ සඳහා HTM හඳුන්වා දෙන්නෙමු. ඒ වෙනුවට, අපි ආලෝකය අවශෝෂණ උපස්ථරයක ලේසර් විකිරණය මගින් අන්වීක්ෂයේ දෘශ්‍ය ක්ෂේත්‍රයේ සීමිත කලාපයක් තුළ දේශීය උණුසුම ලබා ගත්තෙමු. ප්‍රමාණාත්මක අවධි අන්වීක්ෂය (QPM) භාවිතයෙන් උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තිය දර්ශනය විය. මෙම ක්‍රමයේ සඵලතාවය පෙන්නුම් කරන්නේ Geobacillus stearothermophilus නම් චලන තාපගතික බැක්ටීරියාව 65°C දී ප්‍රජනනය වන අතර කෙටි දෙගුණ කිරීමේ කාලයක් (විනාඩි 20ක් පමණ) ඇති අතර Sulfolobus shibatae, 80°C උෂ්ණත්වයේ දී ප්‍රශස්ත ලෙස වර්ධනය වන hyperthermophile වේ. නිදර්ශනය කිරීමට. උෂ්ණත්වයේ කාර්යයක් ලෙස සාමාන්‍ය ප්‍රතිනිර්මාණ අනුපාතය සහ පිහිනීම නිරීක්ෂණය කරන ලදී. මෙම ලේසර් HTM (LA-HTM) ආවරණ ඝනකම හෝ පරමාර්ථයේ ස්වභාවය (වාතය හෝ තෙල් ගිල්වීම) මගින් සීමා නොවේ. මෙය වෙළඳපොලේ ඇති ඕනෑම අධි විභේදන කාචයක් භාවිතා කිරීමට ඉඩ සලසයි. එය තාප අවස්ථිති භාවය හේතුවෙන් මන්දගාමී උනුසුම් වීමෙන් පීඩා විඳින්නේ නැත (මිලි තත්පර පරිමාණයෙන් ක්ෂණික උණුසුම ලබා ගනී) සහ වාණිජමය වශයෙන් පවතින සංරචක පමණක් භාවිතා කරයි. එකම නව ආරක්‍ෂාව සම්බන්ධ වන්නේ උපාංගය තුළ සහ සමහරවිට ඇස් හරහා ආරක්‍ෂක ඇස් කණ්ණාඩි අවශ්‍ය වන බලගතු ලේසර් කිරණ (සාමාන්‍යයෙන් මෙගාවොට් 100 දක්වා) පැවතීමයි.
LA-HTM හි මූලධර්මය වන්නේ අන්වීක්ෂයේ දෘෂ්ටි ක්ෂේත්රය තුළ දේශීයව නියැදිය උණුසුම් කිරීම සඳහා ලේසර් භාවිතා කිරීමයි (රූපය 1a). මෙය සිදු කිරීම සඳහා, නියැදිය ආලෝකය අවශෝෂණය කළ යුතුය. සාධාරණ ලේසර් බලයක් (mW 100 ට අඩු) භාවිතා කිරීම සඳහා, අපි ද්රව මාධ්යය මගින් ආලෝකය අවශෝෂණය කිරීම මත රඳා නොසිටිමු, නමුත් උපස්ථරය රන් නැනෝ අංශු වලින් ආලේප කිරීමෙන් නියැදියේ අවශෝෂණය කෘතිමව වැඩි කළෙමු (රූපය 1c). ජෛව වෛද්‍ය විද්‍යාව, නැනෝ රසායන විද්‍යාව හෝ සූර්යාලෝක අස්වැන්න 29,30,31 සඳහා අපේක්ෂිත යෙදුම් සමඟින් රත්‍රං නැනෝ අංශු ආලෝකය සමඟ රත් කිරීම තාප ප්ලාස්මොනික් ක්ෂේත්‍රයට මූලික වැදගත්කමක් දරයි. පසුගිය වසර කිහිපය තුළ, අපි භෞතික විද්‍යාව, රසායන විද්‍යාව සහ ජීව විද්‍යාවේ තාප ප්ලාස්මා යෙදුම් සම්බන්ධ අධ්‍යයන කිහිපයකදී මෙම LA-HTM භාවිතා කර ඇත. මෙම ක්‍රමයේ ඇති ප්‍රධාන දුෂ්කරතාවය වන්නේ අවසාන උෂ්ණත්ව පැතිකඩ පෙන්වීමයි, මන්ද උස් උෂ්ණත්වය නියැදිය තුළ ක්ෂුද්‍ර පරිමාණ කලාපයකට සීමා වේ. ද්විමාන විවර්තන දැලක (හරස් දැලක ලෙසද හැඳින්වේ) භාවිතය මත පදනම් වූ ප්‍රමාණාත්මක අවධි අන්වීක්ෂයේ සරල, අධි-විභේදන සහ ඉතා සංවේදී ක්‍රමයක් වන සිව්-තරංග ආයාම තීර්යක් ෂියර් ඉන්ටර්ෆෙරෝමීටරය සමඟ උෂ්ණත්ව සිතියම්කරණය සාක්ෂාත් කරගත හැකි බව අපි පෙන්වා දී ඇත්තෙමු. 33,34,35,36. ක්‍රොස්ඩ් ග්‍රේටින් තරංග ඉදිරිපස අන්වීක්ෂය (CGM) මත පදනම් වූ මෙම තාප අන්වීක්ෂ තාක්‍ෂණයේ විශ්වසනීයත්වය පසුගිය දශකය තුළ ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද පත්‍රිකා දුසිමකින් පෙන්නුම් කර ඇත37,38,39,40,41,42,43.
සමාන්තර ලේසර් උණුසුම, හැඩගැන්වීම සහ උෂ්ණත්ව අන්වීක්ෂය ස්ථාපනය කිරීමේ යෝජනා ක්රමය. b රන් නැනෝ අංශු වලින් ආවරණය කරන ලද ආවරණ සහිත AttofluorTM කුටියකින් සමන්විත නියැදි ජ්‍යාමිතිය. c නියැදිය දෙස හොඳින් බලන්න (පරිමාණයට නොවේ). d ඒකාකාර ලේසර් කදම්භ පැතිකඩ සහ (e) රන් නැනෝ අංශුවල නියැදි තලය මත අනුකරණය කරන ලද පසුකාලීන උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තිය නියෝජනය කරයි. f යනු (g) හි දක්වා ඇති උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තියේ අනුකරණයේ දැක්වෙන පරිදි ඒකාකාර උෂ්ණත්වයක් ජනනය කිරීම සඳහා සුදුසු වළයාකාර ලේසර් කදම්භ පැතිකඩකි. පරිමාණ තීරුව: 30 µm.
විශේෂයෙන්ම, අපි මෑතකදී LA-HTM සහ CGM සමඟ ක්ෂීරපායී සෛල උණුසුම් කිරීම සහ සෛලීය තාප කම්පන ප්‍රතිචාර 37-42 ° C පරාසයක නිරීක්ෂණය කළ අතර, මෙම තාක්ෂණය තනි ජීව සෛල රූපකරණයට අදාළ වන බව පෙන්නුම් කරයි. කෙසේ වෙතත්, ක්ෂීරපායී සෛල හා සසඳන විට වැඩි සැලකිල්ලක් අවශ්‍ය වන බැවින්, ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා LA-HTM යෙදීම නොපැහැදිලි නොවේ: පළමුව, මාධ්‍යයේ පතුල අංශක දහයකින් (අංශක කිහිපයකට වඩා) රත් කිරීම ඊයම් කරයි. ශක්තිමත් සිරස් උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමයකට. තරල සංවහනය නිර්මාණය කළ හැකිය 44, එය උපස්ථරයට තදින් සම්බන්ධ නොකළහොත්, බැක්ටීරියා අනවශ්‍ය චලනය හා මිශ්‍ර වීමට හේතු විය හැක. ද්රව ස්ථරයේ ඝනකම අඩු කිරීමෙන් මෙම සංවහනය ඉවත් කළ හැකිය. මෙම කාර්යය සඳහා, පහත ඉදිරිපත් කර ඇති සියලුම අත්හදා බැලීම් වලදී, ලෝහ කෝප්පයක් තුළ තබා ඇති ආසන්න වශයෙන් 15 µm ඝන ආවරණ දෙකක් අතර බැක්ටීරියා අත්හිටුවීම් තැන්පත් කරන ලදී (AttofluorTM, Thermofisher, Fig. 1b,c). මූලධර්මය අනුව, ද්රවයේ ඝණකම රත් කිරීමේ ලේසර් කදම්බ ප්රමාණයට වඩා කුඩා නම්, සංවහනය වළක්වා ගත හැකිය. දෙවනුව, එවැනි සීමිත ජ්යාමිතියක වැඩ කිරීමෙන් වායුගෝලීය ජීවීන් හුස්ම හිර කළ හැකිය (රූපය S2 බලන්න). ඔක්සිජන් (හෝ වෙනත් වැදගත් වායුවකට) පාරගම්ය වන උපස්ථරයක් භාවිතා කිරීමෙන්, ආවරණ ඇතුළත සිරවී ඇති වායු බුබුලු තැබීමෙන් හෝ ඉහළ කවරයේ සිදුරු විදීම මගින් මෙම ගැටළුව මග හැරිය හැක (රූපය S1 බලන්න) 45 . මෙම අධ්‍යයනයේ දී අපි අවසාන විසඳුම තෝරා ගත්තෙමු (රූපය 1b සහ S1). අවසාන වශයෙන්, ලේසර් උණුසුම ඒකාකාර උෂ්ණත්ව ව්යාප්තියක් ලබා නොදේ. ලේසර් කදම්භයේ එකම තීව්රතාවයේ දී පවා (රූපය 1d), උෂ්ණත්ව ව්යාප්තිය ඒකාකාරී නොවේ, නමුත් තාප විසරණය හේතුවෙන් Gaussian ව්යාප්තියට සමාන වේ (රූපය 1e). ජීව විද්‍යාත්මක පද්ධති අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා දෘශ්‍ය ක්ෂේත්‍රයේ නිශ්චිත උෂ්ණත්වයන් ස්ථාපිත කිරීම ඉලක්කය වන විට, අසමාන පැතිකඩයන් පරමාදර්ශී නොවන අතර උපස්ථරයට නොගැලපේ නම් බැක්ටීරියා තාපජ චලනයකට ද හේතු විය හැක (Fig. S3, S4)39 බලන්න. මේ සඳහා, දී ඇති ජ්‍යාමිතික ප්‍රදේශයක් තුළ පරිපූර්ණ ඒකාකාර උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තියක් ලබා ගැනීම සඳහා නියැදියේ තලයේ ඇති වළල්ලේ හැඩය (රූපය 1f) අනුව අධෝරක්ත ලේසර් කදම්භය හැඩගැන්වීම සඳහා අපි අවකාශීය ආලෝක මොඩියුලේටරයක් ​​(SLM) භාවිතා කළෙමු. තාප විසරණය තිබියදීත් (රූපය 1d) 39, 42, 46. මාධ්‍යයේ වාෂ්පීකරණය වළක්වා ගැනීම සඳහා ලෝහ පිඟානක් මත ඉහළ කවරයක් තබන්න (රූපය 1b) සහ අවම වශයෙන් දින කිහිපයක් නිරීක්ෂණය කරන්න. මෙම ඉහළ ආවරණ මුද්‍රා තබා නොමැති නිසා, අවශ්‍ය නම් ඕනෑම අවස්ථාවක අමතර මාධ්‍යයක් පහසුවෙන් එකතු කළ හැක.
LA-HTM ක්‍රියා කරන ආකාරය සහ තාපගතික පර්යේෂණ වලදී එහි අදාළත්වය ප්‍රදර්ශනය කිරීම සඳහා, අපි 60-65°C පමණ ප්‍රශස්ථ වර්ධන උෂ්ණත්වයක් ඇති Geobacillus stearothermophilus නම් වායුගෝලීය බැක්ටීරියාව අධ්‍යයනය කළෙමු. බැක්ටීරියාවට ෆ්ලැජෙල්ලා සහ පිහිනීමේ හැකියාව ද ඇත, සාමාන්ය සෛල ක්රියාකාරිත්වයේ තවත් දර්ශකයක් සපයයි.
සාම්පල (පය. 1b) පැයකට 60 ° C දී පූර්ව-ඉන්කියුබේෂන් කර පසුව LA-HTM නියැදි රඳවනයක තබා ඇත. මෙම පෙර-ඉන්කියුබේෂන් වෛකල්පිත නමුත් තවමත් ප්‍රයෝජනවත් වන්නේ හේතු දෙකක් නිසා ය: පළමුව, ලේසර් ක්‍රියාත්මක කළ විට, එය සෛල ක්ෂණිකව වර්ධනය වී බෙදීමට හේතු වේ (පරිපූරක ද්‍රව්‍යවල M1 චිත්‍රපටය බලන්න). පූර්ව ඉන්කියුබේෂන් නොමැතිව, නියැදිය මත නව නැරඹුම් ප්‍රදේශයක් රත් කරන සෑම අවස්ථාවකම බැක්ටීරියා වර්ධනය සාමාන්‍යයෙන් මිනිත්තු 40 කින් පමණ ප්‍රමාද වේ. දෙවනුව, පැය 1ක පුර්ව පුර්ව ලියාපදිංචි තක්සේරුව මගින් බැක්ටීරියාව ආවරණයට ඇලවීම ප්‍රවර්ධනය කරන ලද අතර, ලේසර් ක්‍රියාත්මක කළ විට ටර්මෝෆොරෙසිස් හේතුවෙන් සෛල දෘශ්‍ය ක්ෂේත්‍රයෙන් ඉවතට ගසාගෙන යාම වළක්වයි (අතිරේක ද්‍රව්‍යවල M2 චිත්‍රපටය බලන්න). Thermophoresis යනු සාමාන්‍යයෙන් උණුසුම් සිට සීතල දක්වා උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමයක් ඔස්සේ අංශු හෝ අණු චලනය වන අතර බැක්ටීරියා ද ව්‍යතිරේකයක් නොවේ43,47. මෙම අනවශ්‍ය බලපෑම ලබා දී ඇති ප්‍රදේශයක් හරහා SLM භාවිතයෙන් ලේසර් කදම්භයේ හැඩය සහ පැතලි උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තියක් ලබා ගැනීම මගින් ඉවත් කරනු ලැබේ.
අත්තික්කා මත. 2 රූපයේ දැක්වෙන්නේ වළයාකාර ලේසර් කදම්භයක් සහිත රන් නැනෝ අංශු ආලේපිත වීදුරු උපස්ථරයක් විකිරණය කිරීමෙන් ලබා ගන්නා ලද CGM මගින් මනිනු ලබන උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තියයි (රූපය 1f). ලේසර් කදම්භයෙන් ආවරණය වන මුළු ප්රදේශය පුරා පැතලි උෂ්ණත්ව ව්යාප්තියක් නිරීක්ෂණය කරන ලදී. මෙම කලාපය 65 ° C, ප්රශස්ත වර්ධන උෂ්ණත්වය ලෙස සකසා ඇත. මෙම කලාපයෙන් පිටත, උෂ්ණත්ව වක්‍රය ස්වභාවිකවම \(1/r\) දක්වා වැටේ (මෙහිදී \(r\) යනු රේඩියල් ඛණ්ඩාංකය වේ).
රවුම් ප්‍රදේශයක් පුරා පැතලි උෂ්ණත්ව පැතිකඩක් ලබා ගැනීම සඳහා රන් නැනෝ අංශු තට්ටුවක් විකිරණය කිරීම සඳහා වළයාකාර ලේසර් කදම්භයක් භාවිතා කිරීමෙන් ලබාගත් CGM මිනුම්වල උෂ්ණත්ව සිතියමක්. b උෂ්ණත්ව සිතියමේ සමෝෂ්ණකය (a). ලේසර් කදම්භයේ සමෝච්ඡය අළු තිත් සහිත කවයකින් නිරූපණය කෙරේ. අත්හදා බැලීම දෙවරක් පුනරාවර්තනය විය (පරිපූරක ද්‍රව්‍ය, රූපය S4 බලන්න).
LA-HTM භාවිතයෙන් පැය කිහිපයක් සඳහා බැක්ටීරියා සෛලවල ශක්යතාව නිරීක්ෂණය කරන ලදී. අත්තික්කා මත. 3 පැය 3 විනාඩි 20 චිත්‍රපටයකින් ලබාගත් පින්තූර හතරක් සඳහා කාල පරතරය පෙන්වයි (චිත්‍රපටය M3, අතිරේක තොරතුරු). උෂ්ණත්වය ප්‍රශස්ත ලෙස සෙල්සියස් අංශක 65ට ළඟා වන ලේසර් මඟින් නිර්වචනය කරන ලද වෘත්තාකාර ප්‍රදේශය තුළ බැක්ටීරියා ක්‍රියාකාරීව ව්‍යාප්ත වන බව නිරීක්ෂණය විය. ඊට වෙනස්ව, උෂ්ණත්වය තත්පර 10 ක් සඳහා 50 ° C ට වඩා අඩු වූ විට සෛල වර්ධනය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු විය.
විවිධ කාලවලදී ලේසර් රත් කිරීමෙන් පසු වර්ධනය වන G. stearothermophilus බැක්ටීරියාවෙහි දෘශ්‍ය ගැඹුර රූප, (a) t = 0 min, (b) 1 h 10 min, (c) 2 h 20 min, (d) 3 h 20 min, 200 අනුරූප උෂ්ණත්ව සිතියම මත අධිස්ථාපනය කරන ලද මිනිත්තු එකක චිත්‍රපටයකින් (M3 චිත්‍රපටය පරිපූරක තොරතුරු ලබා දී ඇත) උපුටා ගන්නා ලදී. \(t=0\) වේලාවේදී ලේසර් ක්‍රියාත්මක වේ. තීව්‍රතා ප්‍රතිබිම්බයට සම තාපය එකතු කර ඇත.
සෛල වර්ධනය සහ එහි උෂ්ණත්වය මත යැපීම තවදුරටත් ප්‍රමාණනය කිරීම සඳහා, අපි චිත්‍රපට M3 දර්ශන ක්ෂේත්‍රයේ මුලින් හුදකලා වූ බැක්ටීරියා වල විවිධ ජනපදවල ජෛව ස්කන්ධයේ වැඩිවීම මැන බැලුවෙමු (රූපය 4). කුඩා ජනපද පිහිටුවීමේ ඒකකය (mCFU) පිහිටුවීමේ ආරම්භයේ දී තෝරාගත් මව් බැක්ටීරියා රූප සටහන S6 හි පෙන්වා ඇත. උෂ්ණත්වය ව්‍යාප්තිය සිතියම්ගත කිරීම සඳහා භාවිතා කරන ලද CGM 48 කැමරාවකින් වියළි ස්කන්ධ මිනුම් ගන්නා ලදී. CGM හි වියළි බර සහ උෂ්ණත්වය මැනීමට ඇති හැකියාව LA-HTM හි ශක්තියයි. අපේක්ෂා කළ පරිදි, අධික උෂ්ණත්වය වේගවත් බැක්ටීරියා වර්ධනයක් ඇති කළේය (රූපය 4a). Fig. 4b හි අර්ධ-ලොග් කුමන්ත්‍රණයේ පෙන්වා ඇති පරිදි, සියලු උෂ්ණත්වවලදී වර්ධනය ඝාතීය වර්ධනයක් අනුගමනය කරයි, එහිදී දත්ත ඝාතීය ශ්‍රිතය භාවිතා කරයි \(m={m}_{0}^{t/\ tau }+ {{ \mbox{cst}}}\), එහිදී \(\tau {{{{{\rm{log }}}}}}2\) – උත්පාදන කාලය (හෝ දෙගුණ කිරීමේ කාලය), \( g =1/ \tau\) – වර්ධන වේගය (ඒකක කාලයකට බෙදීම් ගණන). අත්තික්කා මත. 4c උෂ්ණත්වයේ ශ්‍රිතයක් ලෙස අදාළ වර්ධන වේගය සහ උත්පාදන කාලය පෙන්වයි. වේගයෙන් වර්ධනය වන mCFUs පැය දෙකකට පසු වර්ධනයේ සංතෘප්තිය මගින් සංලක්ෂිත වේ, ඉහළ බැක්ටීරියා ඝනත්වය හේතුවෙන් අපේක්ෂිත හැසිරීම (සම්භාව්‍ය ද්‍රව සංස්කෘතීන්හි ස්ථාවර අවධියට සමාන). සාමාන්‍ය හැඩය \(g\left(T\right)\) (Fig. 4c) G. stearothermophilus සඳහා අපේක්ෂිත ද්වි-අදියර වක්‍රයට අනුරූප වන අතර එය 60-65 ° C පමණ ප්‍රශස්ත වර්ධන වේගයක් ඇත. \(\left({{G}_{0};\;T}}_{{\min }};{T}_{{opt}} මෙහි කාර්දිනල් ආකෘතියක් භාවිතයෙන් දත්ත ගළපන්න (රූපය S5)49 ;{T}_{{\max}}\දකුණ)\) = (0.70 ± 0.2; 40 ± 4; 65 ± 1.6; 67 ± 3) °C, එය සාහිත්‍යයේ දක්වා ඇති අනෙකුත් අගයන් සමඟ හොඳින් එකඟ වේ49. උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතින පරාමිතීන් ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කළ හැකි වුවද, උපරිම වර්ධන වේගය \({G}_{0}\) එක් අත්හදා බැලීමකින් තවත් අත්හදා බැලීමකට වෙනස් විය හැක (සංඛ්‍යා S7-S9 සහ චිත්‍රපටය M4 බලන්න). විශ්වීය විය යුතු උෂ්ණත්ව සවි කිරීමේ පරාමිතීන්ට ප්රතිවිරුද්ධව, උපරිම වර්ධන වේගය නිරීක්ෂණය කරන ලද ක්ෂුද්ර පරිමාණ ජ්යාමිතිය තුළ මාධ්යයේ ගුණ (පෝෂක ලබා ගැනීම, ඔක්සිජන් සාන්ද්රණය) මත රඳා පවතී.
විවිධ උෂ්ණත්වවලදී ක්ෂුද්ර ජීවීන් වර්ධනය වීම. mCFU: කුඩා ජනපද පිහිටුවීමේ ඒකක. උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමණයක (චිත්‍රපටය M3) වර්ධනය වන තනි බැක්ටීරියාවක වීඩියෝවකින් ලබාගත් දත්ත. b (a), අර්ධ ලඝුගණක පරිමාණයට සමාන වේ. c වර්ධන වේගය\(\tau\) සහ උත්පාදන කාලය\(g\) රේඛීය ප්‍රතිගමනයෙන් (b) ගණනය කෙරේ. තිරස් දෝෂ තීරු: mCFU වර්ධනය අතරතුර දර්ශණ ක්ෂේත්‍රයට විහිදෙන උෂ්ණත්ව පරාසය. සිරස් දෝෂ තීරු: රේඛීය ප්‍රතිගාමී සම්මත දෝෂය.
සාමාන්‍ය වර්ධනයට අමතරව, සමහර බැක්ටීරියා ලේසර් රත් කිරීමේදී සමහර විට පාවෙන අතර එය ෆ්ලැජෙල්ලා සහිත බැක්ටීරියා සඳහා අපේක්ෂිත හැසිරීමකි. අතිරේක තොරතුරු වල M5 චිත්රපටය එවැනි පිහිනුම් ක්රියාකාරකම් පෙන්වයි. මෙම අත්හදා බැලීමේ දී, රූප 1d, e සහ S3 හි පෙන්වා ඇති පරිදි උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමයක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා ඒකාකාර ලේසර් විකිරණ භාවිතා කරන ලදී. රූප සටහන 5 හි දැක්වෙන්නේ M5 චිත්‍රපටයෙන් තෝරාගත් රූප අනුපිළිවෙලවල් දෙකක් පෙන්නුම් කරන අතර එක් බැක්ටීරියාවක් දිශානුගත චලනයක් පෙන්වන අතර අනෙක් සියලුම බැක්ටීරියා චලනය නොවී පවතී.
කාල රාමු දෙක (a) සහ (b) තිත් කව වලින් සලකුණු කර ඇති විවිධ බැක්ටීරියා දෙකක පිහිනීම පෙන්නුම් කරයි. පින්තූර M5 චිත්‍රපටයෙන් උපුටා ගන්නා ලදී (පරිපූරක ද්‍රව්‍ය ලෙස සපයා ඇත).
G. stearothermophilus වලදී, බැක්ටීරියා වල ක්රියාකාරී චලනය (රූපය 5) ලේසර් කදම්බය සක්රිය කිරීමෙන් තත්පර කිහිපයකට පසුව ආරම්භ විය. Mora et al විසින් දැනටමත් නිරීක්ෂණය කර ඇති පරිදි, මෙම නිරීක්ෂණ මගින් උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම සඳහා මෙම තාපගතික ක්ෂුද්ර ජීවීන්ගේ තාවකාලික ප්රතිචාරය අවධාරණය කරයි. 24 LA-HTM භාවිතයෙන් බැක්ටීරියා චලිතය සහ තර්මොටැක්සිස් යන මාතෘකාව තවදුරටත් ගවේෂණය කළ හැක.
ක්ෂුද්‍රජීවී පිහිනීම වෙනත් ආකාරයේ භෞතික චලිතයන් සමඟ පටලවා නොගත යුතුය, එනම් (i) නිශ්චිත දිශාවකින් තොරව අවුල් සහගත චලිතයක් ලෙස පෙනෙන බ්‍රවුන් චලිතය, (ii) සංවහනය 50 සහ ටර්මෝෆොරෙසිස් 43, උෂ්ණත්වයක් දිගේ චලනය වන නිත්‍ය ප්ලාවිතයකින් සමන්විත වේ. අනුක්‍රමණය.
G. stearothermophilus ආරක්ෂාවක් ලෙස අහිතකර පාරිසරික තත්ත්වයන්ට නිරාවරණය වන විට ඉතා ප්‍රතිරෝධී බීජාණු (බීජාණු සෑදීම) නිෂ්පාදනය කිරීමේ හැකියාව සඳහා ප්‍රසිද්ධය. පාරිසරික තත්ත්වයන් නැවතත් වාසිදායක වන විට, බීජාණු ප්රරෝහණය වී, සජීවී සෛල සෑදීම සහ වර්ධනය නැවත ආරම්භ වේ. මෙම බීජානුගත වීමේ/ප්‍රරෝහණ ක්‍රියාවලිය හොඳින් දන්නා නමුත්, එය කිසි විටෙක තත්‍ය කාලීනව නිරීක්ෂණය වී නොමැත. LA-HTM භාවිතා කරමින්, G. stearothermophilus හි ප්‍රරෝහණ සිදුවීම් පිළිබඳ පළමු නිරීක්ෂණය අපි මෙහි වාර්තා කරමු.
අත්තික්කා මත. 6a බීජාණු 13 කින් යුත් CGM කට්ටලයක් භාවිතයෙන් ලබාගත් දෘශ්‍ය ගැඹුරේ (OT) කාලපරිච්ඡේද රූප පෙන්වයි. සම්පූර්ණ එකතු කිරීමේ කාලය සඳහා (පැ. 15 මිනි, \(t=0\) - ලේසර් රත් කිරීමේ ආරම්භය), බීජාණු 13න් 4ක් ප්‍රරෝහණය වී, අනුක්‍රමික කාල ලක්ෂ්‍යවලදී \(t=2\) h, \( 3\ ) h \(10 \)', \(9\) h \(40\)' සහ \(11\) h \(30\)'. මෙම සිදුවීම්වලින් එකක් පමණක් රූප සටහන 6 හි පෙන්වා ඇතත්, අතිරේක ද්රව්යයේ M6 චිත්රපටයේ ප්රරෝහන සිදුවීම් 4 ක් නිරීක්ෂණය කළ හැකිය. සිත්ගන්නා කරුණ නම්, ප්‍රරෝහණය අහඹු ලෙස පෙනේ: පාරිසරික තත්ත්වයන්හි එකම වෙනස්කම් තිබියදීත්, සියලුම බීජාණු ප්‍රරෝහණය නොවන අතර එකවර ප්‍රරෝහණය නොවේ.
OT රූප 8කින් (තෙල් ගිල්වීම, 60x, 1.25 NA අරමුණ) සහ (b) G. stearothermophilus සමූහවල ජෛව ස්කන්ධ පරිණාමය සමන්විත වූ කාලපරිච්ඡේදය. c (b) වර්ධන වේගයේ රේඛීයතාව (ඉරි රේඛාව) ඉස්මතු කිරීම සඳහා අර්ධ-ලොග් පරිමාණයකින් අඳින්න.
අත්තික්කා මත. 6b,c දත්ත රැස්කිරීමේ සමස්ත කාලසීමාව තුළ කාලයෙහි ශ්‍රිතයක් ලෙස දර්ශන ක්ෂේත්‍රයේ සෛල ජනගහනයේ ජෛව ස්කන්ධය පෙන්වයි. රූපයේ \(t=5\)h හි නිරීක්ෂණය කළ වියළි ස්කන්ධයේ වේගවත් ක්ෂය වීම. 6b, c, සමහර සෛල දර්ශන ක්ෂේත්‍රයෙන් පිටවීම හේතුවෙන්. මෙම සිදුවීම් හතරේ වර්ධන වේගය \(0.77\pm 0.1\) h-1 වේ. මෙම අගය සෛල සාමාන්යයෙන් වර්ධනය වන රූප සටහන 3. 3 සහ 4 සමඟ සම්බන්ධිත වර්ධන වේගයට වඩා වැඩි ය. බීජාණු වලින් G. stearothermophilus හි වර්ධන වේගය වැඩි වීමට හේතුව අපැහැදිලි ය, නමුත් මෙම මිනුම් LA-HTM හි උනන්දුව උද්දීපනය කරන අතර සෛල ජීවයේ ගතිකත්වය ගැන වැඩිදුර දැන ගැනීමට තනි සෛල මට්ටමින් (හෝ තනි mCFU මට්ටමින්) ක්‍රියා කරයි. .
LA-HTM හි බහුකාර්යතාව සහ ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී එහි ක්‍රියාකාරීත්වය තවදුරටත් ප්‍රදර්ශනය කිරීම සඳහා, අපි 80°C51 ක ප්‍රශස්ථ වර්ධන උෂ්ණත්වයක් සහිත අධි තර්මොෆිලික් ඇසිඩෝෆිලික් පුරාවිද්‍යාව වන Sulfolobus shibatae වර්ධනය පරීක්ෂා කළෙමු. G. stearothermophilus හා සසඳන විට, මෙම පුරාවිද්‍යා වලට ඉතා වෙනස් රූප විද්‍යාවක් ඇත, එය දිගටි දඬු (බැසිලි) වලට වඩා මයික්‍රෝන 1 ගෝල (කොක්සි) වලට සමාන වේ.
රූප සටහන 7a CGM භාවිතයෙන් ලබාගත් S. shibatae mCFU හි අනුක්‍රමික දෘශ්‍ය ගැඹුර රූප වලින් සමන්විත වේ (පරිපූරක ද්‍රව්‍යවල M7 විශේෂාංග චිත්‍රපටය බලන්න). මෙම mCFU 73 ° C පමණ වන අතර, 80 ° C ප්රශස්ථ උෂ්ණත්වයට වඩා අඩු, නමුත් ක්රියාකාරී වර්ධනය සඳහා උෂ්ණත්ව පරාසය තුළ වර්ධනය වේ. mCFUs පැය කිහිපයකට පසු පුරාවිද්‍යාවේ ක්ෂුද්‍ර ග්‍රේප් මෙන් පෙනෙන බහුවිධ විඛණ්ඩන සිදුවීම් අපි නිරීක්ෂණය කළෙමු. මෙම OT රූප වලින්, mCFU ජෛව ස්කන්ධය කාලයත් සමඟ මනිනු ලබන අතර රූප සටහන 7b හි ඉදිරිපත් කර ඇත. සිත්ගන්නා කරුණ නම්, S. shibatae mCFUs, G. stearothermophilus mCFUs සමඟින් දක්නට ලැබෙන ඝාතීය වර්ධනයට වඩා රේඛීය වර්ධනයක් පෙන්නුම් කළේය. සෛල වර්ධන අනුපාතවල ස්වභාවය පිළිබඳව දිගුකාලීන සාකච්ඡාවක් 52ක් පවතී: සමහර අධ්‍යයනයන් ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ගේ වර්ධන වේගයන් ඒවායේ ප්‍රමාණයට සමානුපාතික වන අතර (ඝාතීය වර්ධනය), අනෙක් ඒවා නියත අනුපාතයක් (රේඛීය හෝ ද්වි රේඛීය වර්ධනය) පෙන්නුම් කරයි. Tzur et al.53 විසින් පැහැදිලි කරන ලද පරිදි, ඝාතීය සහ (ද්වි) රේඛීය වර්ධනය අතර වෙනස හඳුනා ගැනීම සඳහා ජෛව ස්කන්ධ මිනුම්වල <6% ක නිරවද්‍යතාවයක් අවශ්‍ය වේ, එය බොහෝ QPM ශිල්පීය ක්‍රම සඳහා ප්‍රවේශ විය නොහැකි අතර, ඉන්ටර්ෆෙරෝමිතිය සම්බන්ධ වුවද. Tzur et al.53 විසින් පැහැදිලි කරන ලද පරිදි, ඝාතීය සහ (ද්වි) රේඛීය වර්ධනය අතර වෙනස හඳුනා ගැනීම සඳහා ජෛව ස්කන්ධ මිනුම්වල <6% ක නිරවද්‍යතාවයක් අවශ්‍ය වේ, එය බොහෝ QPM ශිල්පීය ක්‍රම සඳහා ප්‍රවේශ විය නොහැකි අතර, ඉන්ටර්ෆෙරෝමිතිය සම්බන්ධ වුවද. Как объяснили Цур и др.53, различение Мекспонциального и (би)линейного роста требует то6мости что недостижимо для большинства методо QPM, даже с использованием интерферометрии. Zur et al.53 විසින් පැහැදිලි කරන ලද පරිදි, ඝාතීය සහ (ද්වි) රේඛීය වර්ධනය අතර වෙනස හඳුනා ගැනීම සඳහා ජෛව ස්කන්ධ මිනුම්වල <6% නිරවද්‍යතාවයක් අවශ්‍ය වේ, එය බොහෝ QPM ක්‍රම සඳහා, ඉන්ටර්ෆෙරොමෙට්‍රි භාවිතයෙන් පවා ලබා ගත නොහැක.Zur et al විසින් පැහැදිලි කරන ලද පරිදි. 53, ඝාතීය සහ (ද්වි) රේඛීය වර්ධනය අතර වෙනස හඳුනා ගැනීම සඳහා ජෛව ස්කන්ධ මිනුම්වල 6% ට වඩා අඩු නිරවද්‍යතාවයක් අවශ්‍ය වේ, එය බොහෝ QPM ක්‍රම සඳහා, ඉන්ටර්ෆෙරොමෙට්‍රි භාවිතා කරන විට පවා ලබා ගත නොහැක. CGM ජෛව ස්කන්ධ මිනුම් 36,48 හි උප-pg නිරවද්‍යතාවයෙන් මෙම නිරවද්‍යතාවය ලබා ගනී.
OT රූප 6කින් (තෙල් ගිල්වීම, 60x, NA පරමාර්ථය 1.25) සහ (b) CGM සමඟ මනිනු ලබන ක්ෂුද්‍ර CFU ජෛව ස්කන්ධ පරිණාමයෙන් සමන්විත කාලපරාසයක්. වැඩි විස්තර සඳහා M7 චිත්‍රපටය බලන්න.
S. shibatae හි පරිපූර්ණ රේඛීය වර්ධනය අනපේක්ෂිත වූ අතර තවමත් වාර්තා වී නොමැත. කෙසේ වෙතත්, ඝාතීය වර්ධනයක් අපේක්ෂා කෙරේ, අවම වශයෙන් කාලයත් සමඟ, 2, 4, 8, 16 ... සෛල බහු බෙදීම් සිදුවිය යුතුය. සෛල ඝණත්වය අධික වූ විට සෛල වර්ධනය මන්දගාමී වී අවසානයේ අක්‍රිය තත්ත්වයට පත් වන්නා සේම, ඝන සෛල ඇසුරුම් හේතුවෙන් සෛල නිෂේධනය හේතුවෙන් රේඛීය වර්ධනයක් ඇති විය හැකි බව අපි උපකල්පනය කළෙමු.
පහත දැක්වෙන උනන්දුව ඇති කරුණු පහක් සාකච්ඡා කිරීමෙන් අපි නිගමනය කරමු: තාපන පරිමාව අඩු කිරීම, තාප අවස්ථිති බව අඩු කිරීම, රන් නැනෝ අංශු කෙරෙහි ඇති උනන්දුව, ප්‍රමාණාත්මක අවධි අන්වීක්ෂය සඳහා උනන්දුව සහ LA-HTM භාවිතා කළ හැකි උෂ්ණත්ව පරාසය.
ප්‍රතිරෝධක උණුසුම හා සසඳන විට, HTM සංවර්ධනය සඳහා භාවිතා කරන ලේසර් තාපනය වාසි කිහිපයක් ලබා දෙයි, එය අපි මෙම අධ්‍යයනයෙන් නිදර්ශනය කරමු. විශේෂයෙන්ම, අන්වීක්ෂයේ දෘෂ්ටි ක්ෂේත්රයේ ද්රව මාධ්ය තුළ, තාපන පරිමාව (10 μm) වෙළුම් 3 ක් තුළ තබා ඇත. මේ ආකාරයෙන්, නිරීක්ෂණය කරන ලද ක්ෂුද්ර ජීවීන් පමණක් ක්රියාකාරී වන අතර, අනෙකුත් බැක්ටීරියා නිද්රාශීලී වන අතර, නියැදිය තවදුරටත් අධ්යයනය කිරීම සඳහා භාවිතා කළ හැකිය - නව උෂ්ණත්වය පරීක්ෂා කිරීමට අවශ්ය සෑම අවස්ථාවකදීම නියැදිය වෙනස් කිරීමට අවශ්ය නොවේ. මීට අමතරව, ක්ෂුද්‍ර පරිමාණ උණුසුම මඟින් විශාල උෂ්ණත්ව පරාසයක් සෘජුව පරීක්ෂා කිරීමට ඉඩ ලබා දේ: Figure 4c ලබාගෙන ඇත්තේ පැය 3 ක චිත්‍රපටයකින් (M3 චිත්‍රපටය), සාමාන්‍යයෙන් සාම්පල කිහිපයක් සකස් කිරීම සහ පරීක්ෂා කිරීම අවශ්‍ය වේ - අධ්‍යයනයට ලක්ව ඇති එක් එක් සාම්පල සඳහා එකක්. y යනු අත්හදා බැලීමේ දින ගණන නියෝජනය කරන උෂ්ණත්වයයි. රත් වූ පරිමාව අඩු කිරීම මගින් මෙතෙක් ප්‍රජාව මුහුණ දුන් ප්‍රධාන ගැටලුවක් වූ අන්වීක්ෂයේ අවට ඇති සියලුම දෘශ්‍ය සංරචක, විශේෂයෙන් වෛෂයික කාච කාමර උෂ්ණත්වයේ තබා ගනී. LA-HTM තෙල් ගිල්වීමේ කාච ඇතුළුව ඕනෑම කාචයක් සමඟ භාවිතා කළ හැකි අතර, දර්ශන ක්ෂේත්‍රයේ අධික උෂ්ණත්වයන් සමඟ වුවද කාමර උෂ්ණත්වයේ පවතිනු ඇත. මෙම අධ්‍යයනයේ දී අප වාර්තා කරන ලේසර් රත් කිරීමේ ක්‍රමයේ ප්‍රධාන සීමාව වන්නේ නොගැලපෙන හෝ පාවෙන සෛල දර්ශන ක්ෂේත්‍රයෙන් දුරස් විය හැකි අතර අධ්‍යයනය කිරීමට අපහසු වීමයි. මයික්‍රෝන සිය ගණනකට වඩා විශාල උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමක් ලබා ගැනීම සඳහා අඩු විශාලන කාච භාවිතා කිරීම විසඳුමක් විය හැකිය. මෙම අවවාදය අවකාශීය විභේදනයේ අඩුවීමක් සමඟ ඇත, නමුත් ඉලක්කය වන්නේ ක්ෂුද්ර ජීවීන්ගේ චලනය අධ්යයනය කිරීම නම්, ඉහළ අවකාශීය විභේදනයක් අවශ්ය නොවේ.
පද්ධතිය \({{{{\rm{\tau }}}}}}}_{{{\mbox{D}}}}\) රත් කිරීම (සහ සිසිලනය) සඳහා වන කාල පරාසය එහි විශාලත්වය මත රඳා පවතී , නීතියට අනුව \({{{({\rm{\tau }}}}}}}_{{{\mbox{D}}}}={L}^{2}/D\), එහිදී \ (L\) යනු තාප ප්‍රභවයේ ලාක්ෂණික ප්‍රමාණයයි (අපගේ අධ්‍යයනයේ ලේසර් කදම්භයේ විෂ්කම්භය \(L\ 100\) μm වේ), \(D\) යනු පරිසරයේ තාප විසරණයයි (අපගේ සාමාන්‍යය නඩුව, වීදුරු සහ ජල විසරණ අනුපාතය\(D\ 2\ ගුණයකින් {10}^{-7}\) m2/s, එබැවින්, මෙම අධ්‍යයනයේ දී, 50 ms අනුපිළිවෙලෙහි කාල ප්‍රතිචාර, එනම්, අර්ධ-ක්ෂණික. උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම්, උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමේ මෙම ක්ෂණික ස්ථාපනය අත්හදා බැලීමේ කාලසීමාව කෙටි කරනවා පමණක් නොව, උෂ්ණත්ව බලපෑම් පිළිබඳ ඕනෑම ගතික අධ්‍යයනයක් සඳහා නිරවද්‍ය කාලය \(t=0\) කිරීමට ඉඩ සලසයි.
අපගේ යෝජිත ක්‍රමය ඕනෑම ආලෝක අවශෝෂණ උපස්ථරයකට අදාළ වේ (උදාහරණයක් ලෙස, ITO ආලේපනය සහිත වාණිජ සාම්පල). කෙසේ වෙතත්, රන් නැනෝ අංශුවලට අධෝරක්ත කිරණවල ඉහළ අවශෝෂණයක් සහ දෘශ්‍ය පරාසයේ අඩු අවශෝෂණයක් ලබා දීමට හැකි වන අතර, විශේෂයෙන් ප්‍රතිදීප්තතාව භාවිතා කරන විට දෘශ්‍ය පරාසය තුළ ඵලදායි දෘශ්‍ය නිරීක්ෂණ සඳහා උනන්දුවක් දක්වන අවසාන ලක්ෂණ. මීට අමතරව, රත්‍රන් ජෛව අනුකූල, රසායනිකව නිෂ්ක්‍රීය, දෘශ්‍ය ඝනත්වය 530 nm සිට ආසන්න අධෝරක්ත කිරණ දක්වා සකස් කළ හැකි අතර නියැදි සකස් කිරීම සරල හා ලාභදායී වේ.
තීර්‍ය ග්‍රේටින් තරංග පෙරමුනු අන්වීක්ෂය (CGM) ක්ෂුද්‍ර පරිමාණයේ උෂ්ණත්ව සිතියම්ගත කිරීම පමණක් නොව, ජෛව ස්කන්ධ අධීක්ෂණය ද ඉඩ සලසයි, එය LA-HTM සමඟ ඒකාබද්ධව විශේෂයෙන් ප්‍රයෝජනවත් (අවශ්‍ය නොවේ නම්) බවට පත් කරයි. පසුගිය දශකය තුළදී, විශේෂයෙන්ම ජෛව ප්‍රතිරූපණ ක්ෂේත්‍රයේ අනෙකුත් උෂ්ණත්ව අන්වීක්ෂ තාක්ෂණික ක්‍රම දියුණු කර ඇති අතර, ඒවායින් බොහොමයක් සඳහා උෂ්ණත්ව සංවේදී ප්‍රතිදීප්ත පරීක්ෂණ 54,55 භාවිතා කිරීම අවශ්‍ය වේ. කෙසේ වෙතත්, මෙම ක්‍රම විවේචනයට ලක්ව ඇති අතර සමහර වාර්තා මගින් සෛල තුළ යථාර්ථවාදී නොවන උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් මැන ඇත, සමහර විට ප්‍රතිදීප්තතාව උෂ්ණත්වය හැර වෙනත් බොහෝ සාධක මත රඳා පවතී. මීට අමතරව, බොහෝ ප්රතිදීප්ත පරීක්ෂණ ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී අස්ථායී වේ. එබැවින්, QPM සහ විශේෂයෙන්ම CGM ප්‍රකාශ අන්වීක්ෂය භාවිතයෙන් ඉහළ උෂ්ණත්වවල ජීවය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා කදිම උෂ්ණත්ව අන්වීක්ෂ තාක්ෂණයක් නියෝජනය කරයි.
80 ° C දී ප්‍රශස්ත ලෙස ජීවත් වන S. shibatae පිළිබඳ අධ්‍යයනයන් පෙන්නුම් කරන්නේ LA-HTM සරල තර්මෝෆයිල් පමණක් නොව, අධි තර්මෝෆයිල්ස් අධ්‍යයනය කිරීමට යෙදිය හැකි බවයි. ප්‍රතිපත්තිමය වශයෙන්, LA-HTM භාවිතයෙන් ළඟා විය හැකි උෂ්ණත්ව පරාසයට සීමාවක් නොමැති අතර, 100°C ට වැඩි උෂ්ණත්වයන් පවා තාපාංකයකින් තොරව වායුගෝලීය පීඩනයට ළඟා විය හැකි බව, වායුගෝලයේ ජල තාප රසායන විද්‍යාවේ යෙදීම් වලදී අපගේ 38 කණ්ඩායම විසින් පෙන්නුම් කරන ලදී. පීඩනය A. රත්‍රන් නැනෝ අංශු 40 රත් කිරීම සඳහා ලේසර් භාවිතා කරනු ලබන්නේ එලෙසම ය. මේ අනුව, සම්මත තත්ව යටතේ (එනම් පාරිසරික ආතතිය යටතේ) සම්මත අධි විභේදන දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂයක් සහිත පෙර නොවූ විරූ හයිපර්තර්මොෆිල් නිරීක්ෂණය කිරීමට LA-HTM හට හැකියාව ඇත.
Köhler illumination (LED, M625L3, Thorlabs, 700 mW සහිත), අතින් xy චලනය සහිත නිදර්ශක රඳවනය, අරමුණු (Olympus, 60x, 0.7 NA, air, LUCPlanFLN60X, NA 12560X, 600.60.600000) ඇතුළුව සියලුම අත්හදා බැලීම් සිදු කරන ලද්දේ ගෙදර හැදූ අන්වීක්ෂයක් භාවිතා කරමිනි. , UPLFLN60XOI), CGM කැමරාව (QLSI හරස් දැලක, 39 µm තණතීරුව, Andor Zyla කැමරා සංවේදකයෙන් 0.87 මි.මී.) තීව්‍රතාව සහ තරංග ඉදිරිපස රූප ලබා දීම සඳහා, සහ sCMOS කැමරාව (ORCA Flash 4.0 V3, 16-bit මාදිලිය , Hamamatsu වෙතින් පටිගත කිරීමට) රූප සටහන 5 හි පෙන්වා ඇති දත්ත (බැක්ටීරියා පිහිනීම). dichroic beam splitter යනු 749 nm BrightLine දාරයකි (Semrock, FF749-SDi01). කැමරාවේ ඉදිරිපස ඇති ෆිල්ටරය 694 කෙටි ගමන් පෙරහනකි (FF02-694/SP-25, Semrock). Titanium sapphire ලේසර් (Laser Verdi G10, 532 nm, 10 W, පොම්ප කරන ලද සුනාමි ලේසර් කුහරය, 2-5 රූපයේ වර්ණාවලි-භෞතික විද්‍යාව, තවදුරටත් Millenia laser, Spectraphysics 10 W, පොම්ප කරන ලද Mira laser cav, පොම්ප කරන ලද Mira laser cav, -5). 6 සහ 7) තරංග ආයාමයට සකසා ඇත \({{({\rm{\lambda }}}}}=800\) nm, එය රන් නැනෝ අංශු වල ප්ලාස්මොන් අනුනාද වර්ණාවලියට අනුරූප වේ. අවකාශීය ආලෝක මොඩියුලේටර් (1920 × 1152 පික්සල) Meadowlark Optics වෙතින් 39 විස්තර කර ඇති පරිදි Gerchberg-Saxton algorithm භාවිතා කර ගණනය කරන ලදී.
Cross grating wavefront Microscopy (CGM) යනු සාම්ප්‍රදායික කැමරාවක සංවේදකයකින් මිලිමීටරයක් ​​දුරින් ද්විමාන විවර්තන දැලක (හරස් දැලක ලෙසද හැඳින්වේ) ඒකාබද්ධ කිරීම මත පදනම් වූ දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂ තාක්‍ෂණයකි. මෙම අධ්‍යයනයේ දී අප භාවිතා කර ඇති CGM එකක වඩාත් පොදු උදාහරණය වන්නේ තරංග ආයාම හතරේ තීර්‍ය මාරු ඉන්ටර්ෆෙරෝමීටරයක් ​​(QLSI) ලෙස හැඳින්වේ, එහිදී හරස් දැලක තීව්‍රතා/අදියර පිරික්සුම් පුවරු රටාවකින් සමන්විත වේ Primot et al විසින් හඳුන්වා දී පේටන්ට් බලපත්‍ර ලබා ඇත. 200034 දී. සිරස් සහ තිරස් දැලක රේඛා සංවේදකය මත ජාලක වැනි සෙවනැලි නිර්මාණය කරයි, එහි විකෘතිය සිදුවීම් ආලෝකයේ දෘශ්‍ය තරංග ඉදිරිපස විකෘතිය (හෝ සමාන අදියර පැතිකඩ) ලබා ගැනීම සඳහා තත්‍ය කාලීනව සංඛ්‍යාත්මකව සැකසිය හැක. අන්වීක්ෂයක භාවිතා කරන විට, CGM කැමරාවකට නැනෝමීටර අනුපිළිවෙලෙහි සංවේදීතාවයක් සහිතව, දෘශ්‍ය ගැඹුර (OT) ලෙසද හැඳින්වෙන, රූපගත වස්තුවක දෘශ්‍ය මාර්ග වෙනස පෙන්විය හැක. ඕනෑම CGM මිනුමකදී, දෘෂ්‍ය සංරචකවල හෝ බාල්කවල කිසියම් දෝෂයක් ඉවත් කිරීම සඳහා, ප්‍රාථමික යොමු OT රූපයක් ගත යුතු අතර පසුව ලැබෙන ඕනෑම රූපයකින් අඩු කළ යුතුය.
යොමුවේ විස්තර කර ඇති පරිදි CGM කැමරාවක් භාවිතයෙන් උෂ්ණත්ව අන්වීක්ෂය සිදු කරන ලදී. 32. කෙටියෙන් කිවහොත්, ද්‍රවයක් රත් කිරීම එහි වර්තන දර්ශකය වෙනස් කරයි, තාප කාච ආචරණයක් නිර්මාණය වන අතර එමඟින් සිද්ධි කදම්භය විකෘති කරයි. මෙම තරංග ඉදිරිපස විකෘතිය CGM මගින් මනිනු ලබන අතර ද්‍රව මාධ්‍යයේ ත්‍රිමාණ උෂ්ණත්ව ව්‍යාප්තියක් ලබා ගැනීම සඳහා deconvolution ඇල්ගොරිතමයක් භාවිතයෙන් සකසනු ලැබේ. රන් නැනෝ අංශු නියැදිය පුරා ඒකාකාරව බෙදී ඇත්නම්, වඩා හොඳ රූප නිපදවීමට බැක්ටීරියා රහිත ප්‍රදේශවල උෂ්ණත්ව සිතියම්කරණය කළ හැකිය, එය අප සමහර විට සිදු කරයි. යොමු CGM රූපය රත් කිරීමකින් තොරව (ලේසර් ක්‍රියා විරහිත වීමත් සමඟ) ලබා ගත් අතර පසුව ලේසර් සක්‍රිය කර ඇති රූපයේ එම ස්ථානයේදීම ග්‍රහණය කර ඇත.
වියළි ස්කන්ධ මැනීම සිදු කරනු ලබන්නේ උෂ්ණත්ව රූප සඳහා භාවිතා කරන එකම CGM කැමරාව භාවිතා කරමිනි. බැක්ටීරියා පැවතීම හේතුවෙන් OT හි කිසියම් අසමානතාවයක් සාමාන්‍යකරණය කිරීමේ මාධ්‍යයක් ලෙස නිරාවරණය වන විට නියැදිය x සහ y වලින් වේගයෙන් චලනය කිරීමෙන් CGM යොමු රූප ලබා ගන්නා ලදී. බැක්ටීරියා වල OT රූප වලින්, Ref හි විස්තර කර ඇති ක්‍රියා පටිපාටිය අනුගමනය කරමින් Matlab හි ගෙදර හැදූ ඛණ්ඩන ඇල්ගොරිතම ("සංඛ්‍යාත්මක කේතය" උපවගන්තිය බලන්න) භාවිතා කර තෝරාගත් ප්‍රදේශ හරහා රූප සමූහයක් භාවිතයෙන් ඔවුන්ගේ ජෛව ස්කන්ධය ලබා ගන්නා ලදී. 48. කෙටියෙන් කිවහොත්, අපි භාවිතා කරන්නේ \(m={\alpha}^{-1}\iint {{\mbox{OT}}}\left(x,y\right){{\mbox{d}} } x{{\mbox{d}}}y\), මෙහි \({{\mbox{OT}}}\left(x,y\right)\) යනු දෘශ්‍ය ගැඹුර රූපය වේ, \(m\) වේ වියළි බර සහ \({{{{\rm{\alpha }}}}}}\) නියතයකි. අපි \({{{\rm{\alpha)))))=0.18\) µm3/pg තෝරා ගත්තෙමු, එය සජීවී සෛල සඳහා සාමාන්‍ය නියතයකි.
විෂ්කම්භය 25 mm සහ රන් නැනෝ අංශු වලින් 150 µm ඝනකමින් යුත් ආවරණ ස්ලිප් එකක් AttofluorTM කුටියකට (Thermofisher) රන් නැනෝ අංශු ඉහළට මුහුණලා තබා ඇත. Geobacillus stearothermophilus සෑම දිනකම අත්හදා බැලීම් වලට පෙර LB මාධ්‍යයේ (200 rpm, 60 ° C) එක රැයකින් පූර්ව වගා කරන ලදී. දෘෂ්‍ය ඝනත්වය (OD) 0.3 සිට 0.5 දක්වා වූ G. stearothermophilus හි අත්හිටුවීමක 5 µl පහත වැටීමක් රන් නැනෝ අංශු සහිත ආවරණ ස්ලිප් එකක් මත තබා ඇත. ඉන්පසුව, මධ්යයේ විෂ්කම්භය 5 mm සිදුරක් සහිත විෂ්කම්භය 18 mm වටකුරු ආවරණ ස්ලිප් පහතට වැටී ඇති අතර, එම දෘෂ්ය ඝනත්වය සහිත බැක්ටීරියා අත්හිටුවීම 5 μl නැවත නැවතත් කුහරයේ මැදට යොදන ලදී. ref හි විස්තර කර ඇති ක්රියා පටිපාටියට අනුකූලව ආවරණ මත ළිං සකස් කර ඇත. 45 (වැඩිදුර තොරතුරු සඳහා පරිපූරක තොරතුරු බලන්න). එවිට දියර ස්ථරය වියළීම වැළැක්වීම සඳහා ආවරණ සඳහා LB මාධ්යය 1 ml එකතු කරන්න. ඉන්කියුබේෂන් අතරතුර මාධ්‍යය වාෂ්ප වීම වැලැක්වීම සඳහා අවසාන ආවරණ පත්‍රය Attofluor™ කුටියේ සංවෘත පියන මත තබා ඇත. ප්රරෝහන අත්හදා බැලීම් සඳහා, අපි බීජාණු භාවිතා කළෙමු, සාම්ප්රදායික අත්හදා බැලීම් වලින් පසුව, සමහර විට ඉහළ ආවරණ ආවරණය කරයි. Sulfolobus shibatae ලබා ගැනීම සඳහා සමාන ක්රමයක් භාවිතා කරන ලදී. Thiobacillus serrata හි මූලික වගාව දින තුනක් (200 rpm, 75 ° C) මධ්යම 182 (DSMZ) හි සිදු කරන ලදී.
රන් නැනෝ අංශු සාම්පල මයිකල් බ්ලොක් කෝපොලිමර් ලිතෝග්‍රැෆි මගින් සකස් කරන ලදී. මෙම ක්රියාවලිය පරිච්ඡේදයේ විස්තරාත්මකව විස්තර කර ඇත. 60. කෙටියෙන් කිවහොත්, ටොලුයින් හි HAuCl4 සමඟ කොපොලිමර් මිශ්‍ර කිරීමෙන් රන් අයන කැටි කරන මයිසෙල් සංස්ලේෂණය කරන ලදී. පසුව පිරිසිදු කරන ලද ආවරණ ද්‍රාවණයේ ගිල්වා රන් බීජ ලබා ගැනීම සඳහා අඩු කිරීමේ කාරකයක් ඉදිරිපිට පාරජම්බුල කිරණ සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලදී. අවසාන වශයෙන්, රන් බීජ KAuCl4 සහ එතනොලමයින් වල ජලීය ද්‍රාවණයක් සමඟ මිනිත්තු 16ක් සම්බන්ධ කර ගැනීමෙන් රන් බීජ වගා කරන ලදී, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ආසන්න අධෝරක්ත කිරණවල ගෝලාකාර නොවන රන් නැනෝ අංශු අර්ධ-කාලීන හා ඉතා ඒකාකාර සැකැස්මක් ඇති විය.
ඉන්ටර්ෆෙරෝග්‍රෑම් OT රූප බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා, අපි සබැඳියේ විස්තර කර ඇති පරිදි ගෙදර හැදූ ඇල්ගොරිතමයක් භාවිතා කළෙමු. 33 සහ පහත පොදු ගබඩාවේ Matlab පැකේජයක් ලෙස ලබා ගත හැක: https://github.com/baffou/CGMprocess. පැකේජයට පටිගත කරන ලද ඉන්ටර්ෆෙරෝග්‍රෑම් (යොමු රූප ඇතුළුව) සහ කැමරා අරා දුර මත පදනම්ව තීව්‍රතාවය සහ OT රූප ගණනය කළ හැක.
ලබා දී ඇති උෂ්ණත්ව පැතිකඩක් ලබා ගැනීම සඳහා SLM වෙත යොදන ලද අදියර රටාව ගණනය කිරීම සඳහා, අපි පහත සඳහන් පොදු ගබඩාවේ ඇති කලින් සංවර්ධනය කරන ලද ගෙදර හැදූ ඇල්ගොරිතම 39,42 භාවිතා කළෙමු: https://github.com/baffou/SLM_temperatureShaping. ආදානය යනු ඩිජිටල් ලෙස හෝ ඒකවර්ණ bmp රූපයක් හරහා සැකසිය හැකි අපේක්ෂිත උෂ්ණත්ව ක්ෂේත්‍රය වේ.
සෛල කොටස් කිරීමට සහ ඒවායේ වියළි බර මැනීමට, අපි පහත පොදු ගබඩාවේ ප්‍රකාශිත අපගේ Matlab ඇල්ගොරිතම භාවිතා කළෙමු: https://github.com/baffou/CGM_magicWandSegmentation. එක් එක් රූපය මත, පරිශීලකයා උනන්දුවක් දක්වන බැක්ටීරියා හෝ mCFU මත ක්ලික් කළ යුතුය, යෂ්ටිය සංවේදීතාව සකස් කර, තේරීම තහවුරු කළ යුතුය.
අධ්‍යයන සැලසුම් පිළිබඳ වැඩි විස්තර සඳහා, මෙම ලිපියට සම්බන්ධ කර ඇති ස්වභාව පර්යේෂණ වාර්තාව සාරාංශය බලන්න.
මෙම අධ්‍යයනයේ ප්‍රතිඵලවලට සහාය දක්වන දත්ත සාධාරණ ඉල්ලීමක් මත අදාළ කතුවරුන්ගෙන් ලබා ගත හැකිය.
මෙම අධ්‍යයනයේ භාවිතා කරන ලද මූලාශ්‍ර කේතය ක්‍රම කොටසේ විස්තර කර ඇති අතර, පහත සඳහන් ගබඩාවල ඇති නිදොස් කිරීමේ අනුවාද https://github.com/baffou/ වෙතින් බාගත කළ හැක: SLM_temperatureShaping, CGMprocess, සහ CGM_magicWandSegmentation.
Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK Insight in thermophiles සහ ඒවායේ පුළුල් පරාසයක යෙදීම්. Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK Insight in thermophiles සහ ඒවායේ පුළුල් පරාසයක යෙදීම්.Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. and Sharma, AK thermofiles පිළිබඳ දළ විශ්ලේෂණය සහ ඒවායේ පුළුල් යෙදුම. Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK 深入了解嗜热菌及其广谱应用。 Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK.Mehta R., Singhal P., Singh H., Damle D. සහ Sharma AK thermophiles පිළිබඳ ගැඹුරු අවබෝධයක් සහ පුළුල් පරාසයක යෙදුම්.3 ජෛව තාක්ෂණය 6, 81 (2016).