Asante kwa kutembelea Nature.com. Toleo la kivinjari unachotumia lina uwezo mdogo wa kutumia CSS. Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie kivinjari kilichosasishwa (au uzime Hali ya Upatanifu katika Internet Explorer). Wakati huo huo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tutatoa tovuti bila mitindo na JavaScript.
Thermophiles ni microorganisms zinazoendelea kwa joto la juu. Kuzisoma kunaweza kutoa habari muhimu kuhusu jinsi maisha yanavyobadilika kulingana na hali mbaya. Hata hivyo, ni vigumu kufikia hali ya joto ya juu na microscopes ya kawaida ya macho. Suluhisho kadhaa za nyumbani kulingana na kupokanzwa kwa umeme wa ndani zimependekezwa, lakini hakuna suluhisho rahisi la kibiashara. Katika karatasi hii, tunatanguliza dhana ya upashaji joto wa leza ndogo kwenye eneo la mtazamo wa hadubini ili kutoa halijoto ya juu kwa masomo ya halijoto huku mazingira ya mtumiaji yakipunguza. Kupokanzwa kwa kiwango kidogo kwa kiwango cha wastani cha leza kunaweza kupatikana kwa kutumia substrate ya dhahabu iliyopakwa nanoparticle kama kifyonza mwanga kinachoendana na ufanisi. Athari zinazowezekana za upitishaji wa kiowevu kidogo, uhifadhi wa seli, na mwendo wa thermophoretic wa katikati hujadiliwa. Mbinu hii imeonyeshwa katika spishi mbili: (i) Geobacillus stearothermophilus, bakteria hai ya thermophilic ambayo huzaa karibu 65 ° C, ambayo tumeona kuota, kukua na kuogelea chini ya joto la microscale; (ii) Thiobacillus sp., archaea yenye hali ya juu sana ya joto. kwa 80°C. Kazi hii inafungua njia ya uchunguzi rahisi na salama wa microorganisms thermophilic kwa kutumia zana za kisasa na za bei nafuu za microscopy.
Kwa mabilioni ya miaka, maisha Duniani yamebadilika ili kukabiliana na anuwai ya hali ya mazingira ambayo wakati mwingine huchukuliwa kuwa mbaya kutoka kwa mtazamo wetu wa kibinadamu. Hasa, baadhi ya vijidudu vya thermophilic (bakteria, archaea, kuvu) wanaoitwa thermophiles hustawi katika kiwango cha joto kutoka 45 ° C hadi 122 ° C1, 2, 3, 4. Thermophiles huishi katika mazingira mbalimbali, kama vile matundu ya maji ya bahari ya kina, chemchemi ya moto. au maeneo ya volkeno. Utafiti wao umezua shauku kubwa katika miongo michache iliyopita kwa angalau sababu mbili. Kwanza, tunaweza kujifunza kutoka kwao, kwa mfano, jinsi thermophiles 5, 6, enzymes 7, 8 na membrane 9 ni imara katika joto la juu kama hilo, au jinsi thermophiles inaweza kuhimili viwango vya juu vya mionzi10. Pili, ndio msingi wa matumizi mengi muhimu ya kibayoteknolojia1,11,12 kama vile uzalishaji wa mafuta13,14,15,16, usanisi wa kemikali (dihydro, alkoholi, methane, amino asidi, n.k.)17, biomining18 na biocatalysts thermostable7 ,11, 13. Hasa, mmenyuko wa mnyororo wa polimerasi (PCR)19 unaojulikana kwa sasa unahusisha kimeng'enya (Taq polymerase) kilichotengwa na bakteria ya thermophilic Thermus aquaticus, mojawapo ya thermophiles za kwanza kugunduliwa.
Hata hivyo, utafiti wa thermophiles sio kazi rahisi na hauwezi kuboreshwa katika maabara yoyote ya kibiolojia. Hasa, vidhibiti hai vya halijoto haviwezi kuangaliwa kwa kutumia darubini yoyote ya kawaida ya mwanga, hata kwa vyumba vya kupasha joto vinavyopatikana kibiashara, kwa kawaida hukadiriwa kwa halijoto ya chini kama 40°C. Tangu miaka ya 1990, ni vikundi vichache tu vya utafiti vimejitolea kuanzishwa kwa mifumo ya hadubini ya halijoto ya juu (HTM). Mnamo 1994 Glukh et al. Chumba cha kupasha joto/kupoeza kilibuniwa kwa msingi wa matumizi ya seli ya Peltier ambayo inadhibiti halijoto ya kapilari za mstatili zilizofungwa ili kudumisha anaerobicity 20 . Kifaa kinaweza kuwashwa hadi 100 ° C kwa kiwango cha 2 ° C / s, kuruhusu waandishi kujifunza motility ya bakteria ya hyperthermophilic Thermotoga maritima21. Mnamo 1999 Horn et al. Kifaa kinachofanana sana kimetengenezwa, bado kwa kuzingatia matumizi ya kapilari zenye joto zinazofaa kwa hadubini ya kibiashara ili kusoma mgawanyiko/muunganisho wa seli. Baada ya muda mrefu wa kutofanya kazi, utaftaji wa HTM bora ulianza tena mnamo 2012, haswa kuhusiana na safu ya karatasi na kikundi cha Wirth ambacho kilitumia kifaa kilichovumbuliwa na Horn et al. Miaka kumi na tano iliyopita, motility ya idadi kubwa ya archaea, ikiwa ni pamoja na hyperthermophiles, ilijifunza kwa joto hadi 100 ° C kwa kutumia capillaries ya joto23,24. Pia walirekebisha darubini asili ili kupata joto haraka (dakika kadhaa badala ya dakika 35 ili kufikia halijoto iliyowekwa) na kufikia kiwango cha juu cha joto cha mstari cha zaidi ya cm 2 kote kati. Kifaa hiki cha kutengeneza gradient ya halijoto (TGFD) kimetumika kuchunguza uhamaji wa thermofili nyingi ndani ya gradient za halijoto katika umbali unaohusika kibiolojia 24, 25 .
Inapokanzwa capillaries iliyofungwa sio njia pekee ya kuchunguza thermophiles hai. Mnamo 2012, Kuwabara et al. Vyumba vya Pyrex vilivyotengenezwa nyumbani vilivyofungwa kwa gundi inayostahimili joto (Super X2; Cemedine, Japan) vilitumiwa. Sampuli hizo ziliwekwa kwenye sahani ya kupasha joto yenye uwazi inayopatikana kibiashara (Micro Heat Plate, Kitazato Corporation, Japani) yenye uwezo wa kupasha joto hadi 110°C, lakini haikukusudiwa kwa ajili ya upimaji wa kibayolojia. Waandishi waliona mgawanyiko mzuri wa bakteria ya anaerobic thermophilic (Thermosipho globiformans, muda wa mara mbili dakika 24) katika 65°C. Mnamo 2020, Pulshen et al. Kupokanzwa kwa ufanisi kwa sahani za chuma za kibiashara (Attofluor TM, Thermofisher) ilionyeshwa kwa kutumia vipengele viwili vya kupokanzwa vya nyumbani: kifuniko na hatua (usanidi unaoongozwa na mashine ya PCR). Uhusiano huu husababisha joto la kioevu sare na huzuia uvukizi na condensation chini ya kifuniko. Matumizi ya pete ya O huepuka kubadilishana gesi na mazingira. HTM hii, inayoitwa Sulfoscope, ilitumiwa kupiga picha ya Sulfolobus acidocaldarius katika 75°C27.
Kizuizi kinachotambulika cha mifumo hii yote kilikuwa kizuizi cha matumizi ya malengo ya hewa, kuzamishwa kwa mafuta yoyote kutofaa kwa halijoto hiyo ya juu na kwa kupiga picha kupitia > sampuli za uwazi za milimita 1. Kizuizi kinachotambulika cha mifumo hii yote kilikuwa kizuizi cha matumizi ya malengo ya hewa, kuzamishwa kwa mafuta yoyote kutofaa kwa halijoto hiyo ya juu na kwa kupiga picha kupitia > sampuli za uwazi za milimita 1. Maelezo juu ya jinsi ya kupata maelezo ya ziada juu ya jinsi ya kufanya hivyo. для такой высокой температуры и для визуализации через прозрачные образцы толщиной > 1 мм. Upungufu uliotambuliwa wa mifumo hii yote ulikuwa kizuizi cha matumizi ya malengo ya hewa, kwani kuzamishwa kwa mafuta yoyote hakukufaa kwa halijoto hiyo ya juu na kwa taswira kupitia sampuli za uwazi> unene wa 1 mm.所有这些系统的一个公认限制是限制使用空气物镜 ， 任何油浸都不适合这样的高温和通过> 1 毫米厚的透明样品成像。 Kizuizi kinachotambulika cha mifumo hii yote ni kizuizi cha kutumia kioo kilichoimarishwa hewani, kwa kuwa uzamishaji wowote wa mafuta haufai kwa kupiga picha sampuli zenye uwazi > unene wa mm 1 kwenye joto la juu kama hilo. Maelezo ya hali ya juu ya mfumo wa uendeshaji wa mfumo wa uendeshaji таких высоких температур и визуализации через прозрачные образцы толщиной >1 мм. Upungufu unaotambulika wa mifumo hii yote ni matumizi machache ya lenzi za hewa, kuzamishwa kwa mafuta yoyote haifai kwa joto la juu na taswira kupitia sampuli za uwazi> unene wa mm 1.Hivi majuzi, kizuizi hiki kiliondolewa na Charles-Orzag et al. 28, ambaye alitengeneza kifaa ambacho haitoi tena joto karibu na mfumo wa riba, lakini badala yake ndani ya glasi ya kifuniko yenyewe, iliyofunikwa na safu nyembamba ya uwazi ya kupinga iliyofanywa na ITO (indium-tin oxide). Kifuniko kinaweza kuwashwa hadi 75 ° C kwa kupitisha mkondo wa umeme kupitia safu ya uwazi. Hata hivyo, mwandishi lazima pia joto la lens kwa lengo, lakini si zaidi ya 65 ° C, ili asiiharibu.
Kazi hizi zinaonyesha kwamba maendeleo ya hadubini yenye ufanisi ya hali ya juu ya joto haijapitishwa sana, mara nyingi inahitaji vifaa vya nyumbani, na mara nyingi hupatikana kwa gharama ya azimio la anga, ambayo ni hasara kubwa kutokana na kwamba microorganisms thermophilic si kubwa kuliko chache. mikromita. Kupungua kwa kiasi cha joto ni ufunguo wa kutatua matatizo matatu asilia ya HTM: utatuzi duni wa anga, hali ya hewa ya juu ya joto wakati mfumo unapopata joto, na upashaji joto hatari wa vipengele vinavyozunguka (mafuta ya kuzamishwa, lenzi inayolenga… au mikono ya mtumiaji) kwenye joto kali. )
Katika karatasi hii, tunatanguliza HTM kwa uchunguzi wa thermophile ambao haujaegemea kwenye joto linalokinza. Badala yake, tulipata upashaji joto uliojanibishwa ndani ya eneo finyu la uga wa taswira ya hadubini kwa miale ya leza ya substrate inayofyonza mwanga. Usambazaji wa halijoto ulionyeshwa kwa kutumia hadubini ya awamu ya upimaji (QPM). Ufanisi wa njia hii unaonyeshwa na Geobacillus stearothermophilus, bakteria ya motile thermophilic ambayo huzaa karibu 65 ° C na ina muda mfupi wa kuongezeka mara mbili (kama dakika 20), na Sulfolobus shibatae, hyperthermophile ambayo hukua kikamilifu kwa 80 ° C (archaea). kueleza. Kiwango cha kawaida cha replication na kuogelea vilizingatiwa kama kazi ya joto. Laser HTM hii (LA-HTM) haizuiliwi na unene wa kifuniko au kwa asili ya lengo (kuzamishwa kwa hewa au mafuta). Hii inaruhusu lenzi yoyote ya ubora wa juu kwenye soko kutumika. Pia haisumbui kupokanzwa polepole kwa sababu ya hali ya hewa ya joto (hufikia joto la papo hapo kwa kipimo cha millisecond) na hutumia vipengee vinavyopatikana kibiashara pekee. Maswala mapya pekee ya usalama yanahusiana na kuwepo kwa mihimili ya leza yenye nguvu (kawaida hadi 100 mW) ndani ya kifaa na ikiwezekana kupitia macho, ambayo yanahitaji miwani ya kinga.
Kanuni ya LA-HTM ni kutumia laser ili joto sampuli ndani ya uwanja wa mtazamo wa darubini (Mchoro 1a). Ili kufanya hivyo, sampuli lazima iwe nyepesi. Ili kutumia nguvu ya busara ya laser (chini ya 100 mW), hatukutegemea kunyonya kwa mwanga kwa njia ya kioevu, lakini kwa njia ya bandia iliongeza ngozi ya sampuli kwa kufunika substrate na nanoparticles za dhahabu (Mchoro 1c). Kupasha joto chembechembe za dhahabu kwa mwanga ni muhimu sana kwa uga wa plasmonics ya joto, kwa matumizi yanayotarajiwa katika biomedicine, nanochemistry au uvunaji wa jua29,30,31. Katika miaka michache iliyopita, tumetumia LA-HTM hii katika tafiti kadhaa zinazohusiana na matumizi ya plasma ya joto katika fizikia, kemia na biolojia. Ugumu kuu wa njia hii ni katika kuonyesha wasifu wa mwisho wa hali ya joto, kwani halijoto ya juu ni mdogo kwa eneo ndogo ndani ya sampuli. Tumeonyesha kuwa ramani ya halijoto inaweza kuafikiwa kwa kutumia kipenyo cha kung'aa chenye urefu wa mawimbi manne, njia rahisi, ya azimio la juu na nyeti sana ya hadubini ya awamu ya upimaji kulingana na utumizi wa vipandio vya dimensional mbili (pia hujulikana kama gratings mtambuka) 33,34,35,36. Kuegemea kwa mbinu hii ya hadubini ya joto, kwa msingi wa hadubini ya mbele ya wavu (CGM), imeonyeshwa katika karatasi kadhaa zilizochapishwa katika muongo uliopita37,38,39,40,41,42,43.
Mpango wa ufungaji wa inapokanzwa laser sambamba, kuchagiza na darubini ya joto. b Sampuli ya jiometri inayojumuisha chumba cha AttofluorTM kilicho na kifuniko kilichopakwa nanoparticles za dhahabu. c Angalia kwa karibu sampuli (sio kwa kiwango). d inawakilisha wasifu sare wa boriti ya leza na (e) uigaji wa usambazaji wa halijoto unaofuata kwenye sampuli ya ndege ya nanoparticles za dhahabu. f ni wasifu wa miale ya laser ya annular unaofaa kwa kuzalisha halijoto sawa kama inavyoonyeshwa katika uigaji wa usambazaji wa halijoto unaoonyeshwa katika (g). Upau wa kipimo: 30 µm.
Hasa, hivi majuzi tulipata upashaji joto wa seli za mamalia kwa LA-HTM na CGM na kufuatilia miitikio ya mshtuko wa joto ya seli katika safu ya 37-42°C, na kuonyesha ufaafu wa mbinu hii kwa taswira ya seli moja hai. Walakini, utumiaji wa LA-HTM kwa masomo ya vijidudu kwenye joto la juu sio wazi, kwani inahitaji tahadhari zaidi ikilinganishwa na seli za mamalia: kwanza, inapokanzwa chini ya kati kwa makumi ya digrii (badala ya digrii chache) inaongoza. kwa upinde rangi yenye nguvu wima. inaweza kuunda convection ya maji 44 ambayo, ikiwa haijaunganishwa kwa nguvu kwenye substrate, inaweza kusababisha harakati zisizohitajika na kuchanganya bakteria. Convection hii inaweza kuondolewa kwa kupunguza unene wa safu ya kioevu. Kwa kusudi hili, katika majaribio yote yaliyowasilishwa hapa chini, kusimamishwa kwa bakteria kuliwekwa kati ya vifuniko viwili takriban 15 µm nene iliyowekwa ndani ya kikombe cha chuma (Attofluor TM, Thermofisher, Mtini. 1b, c). Kimsingi, convection inaweza kuepukwa ikiwa unene wa kioevu ni mdogo kuliko saizi ya boriti ya laser inapokanzwa. Pili, kufanya kazi katika jiometri ndogo kama hiyo kunaweza kutosheleza viumbe vya aerobic (tazama Mchoro S2). Tatizo hili linaweza kuepukwa kwa kutumia substrate ambayo inapitisha oksijeni (au gesi nyingine yoyote muhimu), kwa kuacha viputo vya hewa vilivyonaswa ndani ya kifuniko, au kwa kuchimba mashimo kwenye kifuniko cha juu (ona Mchoro S1) 45 . Katika utafiti huu, tulichagua suluhisho la mwisho (Takwimu 1b na S1). Hatimaye, inapokanzwa laser haitoi usambazaji wa joto sare. Hata kwa kiwango sawa cha boriti ya laser (Mchoro 1d), usambazaji wa joto sio sawa, lakini unafanana na usambazaji wa Gaussian kutokana na kuenea kwa joto (Mchoro 1e). Wakati lengo ni kuanzisha joto sahihi katika uwanja wa mtazamo wa kujifunza mifumo ya kibiolojia, wasifu usio na usawa sio bora na unaweza pia kusababisha harakati ya thermophoretic ya bakteria ikiwa hawazingatii substrate (angalia Mchoro S3, S4)39. Ili kufikia mwisho huu, tulitumia moduli ya mwanga wa anga (SLM) kuunda boriti ya laser ya infrared kulingana na sura ya pete (Mchoro 1f) katika ndege ya sampuli ili kufikia usambazaji wa joto sawa kabisa ndani ya eneo fulani la kijiometri, licha ya kuenea kwa joto (Mchoro 1d) 39, 42, 46. Weka kifuniko cha juu juu ya sahani ya chuma (Mchoro 1b) ili kuepuka uvukizi wa kati na uangalie kwa angalau siku chache. Kwa sababu kifuniko hiki cha juu hakijafungwa, kati ya ziada inaweza kuongezwa kwa urahisi wakati wowote ikiwa ni lazima.
Ili kuonyesha jinsi LA-HTM inavyofanya kazi na kuonyesha utumikaji wake katika utafiti wa hali ya hewa, tulichunguza bakteria ya aerobic Geobacillus stearothermophilus, ambayo ina halijoto bora ya ukuaji wa karibu 60-65°C. Bakteria pia ina flagella na uwezo wa kuogelea, kutoa kiashiria kingine cha shughuli za kawaida za seli.
Sampuli (Mchoro 1b) ziliwekwa awali kwa 60 ° C kwa saa moja na kisha kuwekwa kwenye kishikilia sampuli cha LA-HTM. Ualikaji huu wa awali ni wa hiari, lakini bado ni muhimu, kwa sababu mbili: Kwanza, wakati leza imewashwa, husababisha seli kukua mara moja na kugawanyika (angalia filamu M1 katika Nyenzo za ziada). Bila kuangukiwa mapema, ukuaji wa bakteria kwa kawaida hucheleweshwa kwa takriban dakika 40 kila wakati eneo jipya la kutazama linapochomwa kwenye sampuli. Pili, saa 1 kabla ya incubation ilikuza mshikamano wa bakteria kwenye kifuniko, kuzuia seli kutoka nje ya uwanja wa kutazamwa kutokana na thermophoresis wakati leza iliwashwa (tazama filamu M2 katika Nyenzo za Ziada). Thermophoresis ni mwendo wa chembe au molekuli pamoja na gradient ya joto, kwa kawaida kutoka moto hadi baridi, na bakteria sio ubaguzi43,47. Athari hii isiyofaa huondolewa juu ya eneo fulani kwa kutumia SLM kuunda boriti ya laser na kufikia usambazaji wa joto la gorofa.
Kwenye mtini. Kielelezo cha 2 kinaonyesha usambazaji wa halijoto iliyopimwa na CGM iliyopatikana kwa kuwasha sehemu ndogo ya glasi iliyopakwa nanoparticles za dhahabu na boriti ya laser ya annular (Mchoro 1f). Usambazaji wa joto la gorofa ulizingatiwa juu ya eneo lote lililofunikwa na boriti ya laser. Ukanda huu uliwekwa hadi 65°C, halijoto bora ya ukuaji. Nje ya eneo hili, curve ya halijoto kawaida huanguka hadi \(1/r\) (ambapo \(r\) ni kiratibu cha radial).
ramani ya halijoto ya vipimo vya CGM iliyopatikana kwa kutumia boriti ya leza ya annular ili kuangazia safu ya nanoparticles za dhahabu ili kupata wasifu bapa wa halijoto kwenye eneo la duara. b Isotherm ya ramani ya halijoto (a). Contour ya boriti ya laser inawakilishwa na mduara wa rangi ya kijivu. Jaribio lilirudiwa mara mbili (tazama Nyenzo za Ziada, Kielelezo S4).
Ufanisi wa seli za bakteria ulifuatiliwa kwa saa kadhaa kwa kutumia LA-HTM. Kwenye mtini. 3 inaonyesha muda wa muda wa picha nne zilizopigwa kutoka kwa filamu ya saa 3 na dakika 20 (Filamu M3, Taarifa za Ziada). Bakteria zilizingatiwa kuenea kikamilifu ndani ya eneo la duara lililofafanuliwa na leza ambapo halijoto ilikuwa bora zaidi, ikikaribia 65°C. Kinyume chake, ukuaji wa seli ulipunguzwa kwa kiasi kikubwa wakati joto lilipungua chini ya 50 ° C kwa 10 s.
Picha za kina cha macho za bakteria ya G. stearothermophilus inayokua baada ya kupashwa kwa leza kwa nyakati tofauti, (a) t = dak 0, (b) 1 h 10 dakika, (c) 2 h 20 dakika, (d) 3 h 20 dakika, nje ya 200 Imetolewa kutoka kwa filamu ya dakika moja (filamu ya M3 iliyotolewa katika Maelezo ya Ziada) iliyowekwa juu kwenye ramani inayolingana ya halijoto. Laser huwashwa kwa wakati \(t=0\). Isothermus zimeongezwa kwenye picha ya ukubwa.
Ili kuhesabu zaidi ukuaji wa seli na utegemezi wake kwa halijoto, tulipima ongezeko la biomasi ya koloni mbalimbali za bakteria zilizotengwa hapo awali kwenye uwanja wa maoni wa Kisasa M3 (Mchoro 4). Bakteria wazazi waliochaguliwa mwanzoni mwa uundaji wa kitengo cha koloni ndogo (mCFU) wameonyeshwa kwenye Mchoro S6. Vipimo vya misa kavu vilichukuliwa kwa kamera ya CGM 48 ambayo ilitumiwa kuweka ramani ya usambazaji wa halijoto. Uwezo wa CGM kupima uzito kavu na joto ni nguvu ya LA-HTM. Kama ilivyotarajiwa, joto la juu lilisababisha ukuaji wa haraka wa bakteria (Mchoro 4a). Kama inavyoonyeshwa katika mpangilio wa nusu-logi kwenye Kielelezo 4b, ukuaji katika viwango vyote vya joto hufuata ukuaji wa kielelezo, ambapo data hutumia chaguo za kukokotoa \(m={m}_{0}{10}^{t/\ tau }+) {{ \mbox{cst}}}}\), ambapo \(\tau {{{{\rm{logi }}}}}}2\) - wakati wa kizazi (au muda wa kurudia mara mbili), \( g =1/ \tau\) - kiwango cha ukuaji (idadi ya mgawanyiko kwa wakati wa kitengo). Kwenye mtini. 4c inaonyesha kiwango cha ukuaji na muda wa uzalishaji kama kipengele cha halijoto. MCFU zinazokua kwa haraka zina sifa ya kueneza kwa ukuaji baada ya saa mbili, tabia inayotarajiwa kutokana na msongamano mkubwa wa bakteria (sawa na awamu ya kusimama katika tamaduni za kimiminika za classical). Umbo la jumla \(g\kushoto(T\kulia)\) (Mchoro 4c) unalingana na mkunjo wa awamu mbili unaotarajiwa kwa G. stearothermophilus yenye kiwango cha ukuaji bora karibu 60-65°C. Linganisha data kwa kutumia kielelezo cha kadinali (Kielelezo S5)49 ambapo \(\ kushoto({{G}_{0}{;\;T}}_{{\ min }};{T}_{{opt} } } ;{T}_{{\max}}\kulia)\) = (0.70 ± 0.2; 40 ± 4; 65 ± 1.6; 67 ± 3) °C, ambayo inakubaliana vyema na maadili mengine yaliyotajwa katika fasihi49. Ingawa vigezo vinavyotegemea halijoto vinaweza kuzaliana tena, kiwango cha juu cha ukuaji cha \({G}_{0}\) kinaweza kutofautiana kutoka jaribio moja hadi jingine (angalia takwimu S7-S9 na filamu M4). Tofauti na vigezo vya kufaa kwa hali ya joto, ambayo inapaswa kuwa ya ulimwengu wote, kiwango cha juu cha ukuaji kinategemea mali ya kati (upatikanaji wa virutubisho, mkusanyiko wa oksijeni) ndani ya jiometri ya microscale iliyozingatiwa.
ukuaji wa Microbial kwa viwango tofauti vya joto. mCFU: Vitengo vya Uundaji wa Ukoloni Ndogo. Data iliyopatikana kutoka kwa video ya bakteria moja inayokua katika kiwango cha joto (sinema M3). b Sawa na (a), mizani ya nusu-logarithmic. c Kiwango cha ukuaji\(\tau\) na muda wa uzalishaji\(g\) unaokokotolewa kutoka urejeshaji wa mstari (b). Pau za hitilafu za mlalo: safu ya halijoto ambayo mCFUs zilipanuka hadi kwenye uga wa mwonekano wakati wa ukuaji. Pau za makosa ya wima: hitilafu ya kawaida ya urejeshaji wa mstari.
Mbali na ukuaji wa kawaida, baadhi ya bakteria wakati mwingine huelea kwenye mwonekano wakati wa joto la laser, ambayo ni tabia inayotarajiwa kwa bakteria walio na flagella. Filamu ya M5 katika maelezo ya ziada inaonyesha shughuli kama hizo za kuogelea. Katika jaribio hili, mionzi ya leza sare ilitumiwa kuunda kipenyo cha joto, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1d, e na S3. Kielelezo cha 5 kinaonyesha msururu wa picha mbili zilizochaguliwa kutoka kwa filamu ya M5 inayoonyesha kwamba bakteria moja huonyesha mwendo wa mwelekeo huku bakteria wengine wote wakibaki bila kusonga.
Viunzi viwili vya muda (a) na (b) vinaonyesha kuogelea kwa bakteria mbili tofauti zilizo na miduara yenye vitone. Picha zilitolewa kutoka kwa filamu ya M5 (iliyotolewa kama nyenzo za ziada).
Katika kesi ya G. stearothermophilus, harakati ya kazi ya bakteria (Mchoro 5) ilianza sekunde chache baada ya boriti ya laser kugeuka. Uchunguzi huu unasisitiza mwitikio wa muda wa microorganism hii ya thermophilic kwa ongezeko la joto, kama ilivyoonekana tayari na Mora et al. 24 . Mada ya motility ya bakteria na hata thermotaxis inaweza kuchunguzwa zaidi kwa kutumia LA-HTM.
Kuogelea kwa vijidudu haipaswi kuchanganyikiwa na aina nyingine za mwendo wa kimwili, yaani (i) Mwendo wa Brownian, ambao unaonekana kuwa mwendo wa machafuko usio na mwelekeo dhahiri, (ii) upitishaji 50 na thermophoresis 43, unaojumuisha mwendo wa kawaida wa joto. upinde rangi.
G. stearothermophilus inajulikana kwa uwezo wake wa kutoa spora sugu sana (uundaji wa spore) inapokabiliwa na hali mbaya ya mazingira kama kinga. Wakati hali ya mazingira inakuwa nzuri tena, spores huota, na kutengeneza chembe hai na kuanza tena ukuaji. Ingawa mchakato huu wa kuota/kuota unajulikana sana, haujawahi kuzingatiwa kwa wakati halisi. Kwa kutumia LA-HTM, tunaripoti hapa uchunguzi wa kwanza wa matukio ya uotaji katika G. stearothermophilus.
Kwenye mtini. 6a inaonyesha picha za muda wa kina wa macho (OT) zilizopatikana kwa kutumia seti ya CGM ya spora 13. Kwa muda wote wa mkusanyiko (saa 15 na dakika 6, \(t=0\) - mwanzo wa kupokanzwa kwa laser), spores 4 kati ya 13 ziliota, kwa wakati uliofuatana \(t=2\) h, \( 3\ ) h \(10 \)', \(9\) h \(40\)' na \(11\) h \(30\)'. Ingawa ni moja tu ya matukio haya yameonyeshwa katika Mchoro 6, matukio 4 ya kuota yanaweza kuzingatiwa katika filamu ya M6 katika nyenzo za ziada. Inashangaza, kuota kunaonekana kuwa nasibu: sio spores zote zinazoota na hazioti kwa wakati mmoja, licha ya mabadiliko sawa katika hali ya mazingira.
Muda wa kupita unaojumuisha picha 8 za OT (kuzamishwa kwa mafuta, 60x, 1.25 NA lengo) na (b) mabadiliko ya biomasi ya G. stearothermophilus aggregates. c (b) Imechorwa kwa mizani ya nusu-logi ili kuangazia usawa wa kasi ya ukuaji (mstari uliosindikwa).
Kwenye mtini. 6b,c inaonyesha biomasi ya idadi ya seli katika uwanja wa mtazamo kama chaguo la wakati katika kipindi chote cha ukusanyaji wa data. Uozo wa haraka wa wingi kavu unaozingatiwa kwa \(t=5\)h kwenye mtini. 6b, c, kwa sababu ya kutoka kwa seli zingine kutoka kwa uwanja wa mtazamo. Kasi ya ukuaji wa matukio haya manne ni \(0.77\pm 0.1\) h-1. Thamani hii ni ya juu kuliko kiwango cha ukuaji kinachohusishwa na Mchoro 3. 3 na 4, ambapo seli hukua kawaida. Sababu ya kuongezeka kwa kasi ya ukuaji wa G. stearothermophilus kutoka kwa spora haijulikani, lakini vipimo hivi vinaangazia hamu ya LA-HTM na kufanya kazi katika kiwango cha seli moja (au katika kiwango cha mCFU moja) ili kujifunza zaidi kuhusu mienendo ya maisha ya seli. .
Ili kuonyesha zaidi uwezo mwingi wa LA-HTM na utendakazi wake katika viwango vya juu vya joto, tulichunguza ukuaji wa Sulfolobus shibatae, archaea ya acidophilic hyperthermophilic yenye kiwango cha juu cha ukuaji cha 80°C51. Ikilinganishwa na G. stearothermophilus, archaea hizi pia zina mofolojia tofauti sana, zinazofanana na tufe 1 za micron (cocci) badala ya vijiti vidogo (bacilli).
Kielelezo 7a kina picha za kina za macho zinazofuatana za S. shibatae mCFU zilizopatikana kwa kutumia CGM (angalia filamu ya kipengele cha M7 katika Nyenzo za Ziada). MCFU hii hukua karibu 73°C, chini ya halijoto bora zaidi ya 80°C, lakini ndani ya kiwango cha joto kwa ukuaji amilifu. Tuliona matukio mengi ya mgawanyiko ambayo yalifanya mCFUs kuonekana kama mizabibu ya archaea baada ya saa chache. Kutoka kwa picha hizi za OT, biomasi ya mCFU ilipimwa kwa muda na kuwasilishwa katika Mchoro 7b. Inafurahisha, S. shibatae mCFUs zilionyesha ukuaji wa mstari badala ya ukuaji mkubwa unaoonekana na G. stearothermophilus mCFUs. Kumekuwa na mjadala wa muda mrefu 52 kuhusu asili ya viwango vya ukuaji wa seli: wakati tafiti zingine huripoti viwango vya ukuaji wa vijiumbe ambavyo vinalingana na saizi yao (ukuaji wa kielelezo), zingine zinaonyesha kiwango kisichobadilika (ukuaji wa mstari au wa pande mbili). Kama ilivyoelezwa na Tzur et al.53, kutofautisha kati ya ukuaji wa kasi na (bi) mstari unahitaji usahihi wa <6% katika vipimo vya biomass, ambayo haipatikani kwa mbinu nyingi za QPM, hata kuhusisha interferometry. Kama ilivyoelezwa na Tzur et al.53, kutofautisha kati ya ukuaji wa kasi na (bi) mstari unahitaji usahihi wa <6% katika vipimo vya biomass, ambayo haipatikani kwa mbinu nyingi za QPM, hata kuhusisha interferometry. Как объяснили Цур и др.53, различение экспоненциального и (би)линейного роста требует точности <6% взмерениях биомасссы, песни, песни kwa QPM, даже с использованием интерферометрии. Kama ilivyoelezwa na Zur et al.53, kutofautisha kati ya ukuaji wa kipeo na (bi) wa mstari kunahitaji usahihi wa <6% katika vipimo vya biomasi, ambayo haipatikani kwa mbinu nyingi za QPM, hata kwa kutumia interferometry.Kama ilivyoelezwa na Zur et al. 53, kutofautisha kati ya ukuaji wa kasi na (bi) mstari unahitaji usahihi wa chini ya 6% katika vipimo vya biomasi, ambayo haiwezi kufikiwa kwa mbinu nyingi za QPM, hata wakati interferometry inatumiwa. CGM inafanikisha usahihi huu kwa usahihi wa sub-pg katika vipimo vya biomasi36,48.
Muda wa kupita unaojumuisha picha 6 za OT (kuzamishwa kwa mafuta, 60x, lengo la NA 1.25) na (b) mabadiliko ya biomasi ya CFU ndogo inayopimwa kwa CGM. Tazama filamu ya M7 kwa habari zaidi.
Ukuaji wa mstari kamili wa S. shibatae haukutarajiwa na bado haujaripotiwa. Hata hivyo, ukuaji wa kielelezo unatarajiwa, angalau kwa sababu baada ya muda, mgawanyiko mbalimbali wa 2, 4, 8, 16 ... seli lazima kutokea. Tulibashiri kuwa ukuaji wa mstari unaweza kuwa kutokana na kizuizi cha seli kutokana na upakiaji wa seli nzito, kama vile ukuaji wa seli unavyopungua na hatimaye kufikia hali tulivu wakati msongamano wa seli ni mkubwa sana.
Tunahitimisha kwa kujadili pointi tano zifuatazo za maslahi kwa upande wake: kupunguza kiasi cha joto, kupunguza hali ya joto, maslahi ya nanoparticles ya dhahabu, maslahi ya microscopy ya awamu ya kiasi, na kiwango cha joto kinachowezekana ambacho LA-HTM inaweza kutumika.
Ikilinganishwa na inapokanzwa sugu, inapokanzwa laser inayotumika kwa ukuzaji wa HTM inatoa faida kadhaa, ambazo tunazionyesha katika utafiti huu. Hasa, katika vyombo vya habari vya kioevu katika uwanja wa mtazamo wa darubini, kiasi cha joto huhifadhiwa ndani ya wachache (10 μm) 3 kiasi. Kwa njia hii, ni vijiumbe vidogo vilivyoonekana tu vinavyofanya kazi, wakati bakteria wengine wamelala na wanaweza kutumika kujifunza zaidi sampuli - hakuna haja ya kubadilisha sampuli kila wakati hali ya joto mpya inahitaji kuchunguzwa. Kwa kuongeza, inapokanzwa kwa microscale inaruhusu uchunguzi wa moja kwa moja wa aina kubwa ya joto: Kielelezo 4c kilipatikana kutoka kwa filamu ya saa 3 (Movie M3), ambayo kwa kawaida inahitaji maandalizi na uchunguzi wa sampuli kadhaa - moja kwa kila sampuli chini ya utafiti. y ni halijoto inayowakilisha idadi ya siku katika jaribio. Kupunguza kiasi cha joto pia huweka vipengele vyote vya macho vinavyozunguka vya darubini, hasa lenzi ya lengo, kwenye joto la kawaida, ambalo limekuwa tatizo kubwa linalokabiliwa na jumuiya hadi sasa. LA-HTM inaweza kutumika pamoja na lenzi yoyote, ikiwa ni pamoja na lenzi za kuzamishwa kwa mafuta, na itakaa kwenye joto la kawaida hata ikiwa na halijoto kali katika uwanja wa kutazama. Kizuizi kikuu cha njia ya kupokanzwa laser ambayo tunaripoti katika utafiti huu ni kwamba seli ambazo hazizingatii au kuelea zinaweza kuwa mbali na uwanja wa maoni na ni ngumu kusoma. Suluhu inaweza kuwa kutumia lenzi za ukuzaji wa chini ili kufikia ongezeko kubwa la joto linalozidi maikroni mia chache. Tahadhari hii inaambatana na kupungua kwa azimio la anga, lakini ikiwa lengo ni kujifunza harakati za microorganisms, azimio la juu la anga halihitajiki.
Kipimo cha muda cha kupokanzwa (na kupoeza) mfumo \({{{{\rm{\tau }}}}}}}_{{{\mbox{D}}}}\) inategemea saizi yake , kwa mujibu wa sheria \({{({\rm{\tau }}}}}}}_{{{\mbox{D}}}}}={L}^{2}/D\), wapi \ (L\ ) ni saizi ya tabia ya chanzo cha joto (kipenyo cha boriti ya laser katika somo letu ni \(L\ kuhusu 100\) μm), \(D\) ni mtawanyiko wa joto wa mazingira (wastani katika yetu. kesi, kioo na maji Kiwango cha usambazaji\(D\ kuhusu 2\fold {10}^{-7}\) m2/s Kwa hiyo, katika utafiti huu, majibu ya muda wa utaratibu wa 50 ms, yaani, quasi-instantaneous). mabadiliko ya halijoto, yanaweza kutarajiwa. Uanzishaji huu wa papo hapo wa ongezeko la joto sio tu kwamba unafupisha muda wa jaribio, lakini pia inaruhusu muda sahihi \(t=0\) kwa utafiti wowote unaobadilika wa athari za halijoto.
Mbinu yetu inayopendekezwa inatumika kwa substrate yoyote inayofyonza mwanga (kwa mfano, sampuli za kibiashara zilizo na mipako ya ITO). Hata hivyo, nanoparticles za dhahabu zinaweza kutoa ngozi ya juu katika infrared na ngozi ya chini katika safu inayoonekana, sifa za mwisho ambazo ni za manufaa kwa uchunguzi wa macho unaofaa katika safu inayoonekana, hasa wakati wa kutumia fluorescence. Kwa kuongeza, dhahabu inaweza kutumika kwa biocompatible, ajizi ya kemikali, msongamano wa macho unaweza kubadilishwa kutoka 530 nm hadi karibu infrared, na maandalizi ya sampuli ni rahisi na ya kiuchumi29.
Transverse grating wavefront microscopy (CGM) hairuhusu tu uchoraji wa ramani ya halijoto katika kiwango kidogo, lakini pia ufuatiliaji wa biomass, kuifanya kuwa muhimu hasa (ikiwa si lazima) pamoja na LA-HTM. Katika kipindi cha muongo mmoja uliopita, mbinu nyingine za hadubini ya halijoto zimetengenezwa, hasa katika uwanja wa picha za kibayolojia, na nyingi kati yao zinahitaji matumizi ya vichunguzi vya fluorescent vinavyohimili halijoto54,55. Hata hivyo, mbinu hizi zimeshutumiwa na baadhi ya ripoti zimepima mabadiliko ya halijoto yasiyo halisi ndani ya seli, pengine kutokana na ukweli kwamba mwanga wa umeme hutegemea mambo mengi zaidi ya halijoto. Kwa kuongeza, probes nyingi za fluorescent hazina msimamo kwa joto la juu. Kwa hivyo, QPM na haswa CGM zinawakilisha mbinu bora ya hadubini ya halijoto ya kusoma maisha katika halijoto ya juu kwa kutumia hadubini ya macho.
Uchunguzi wa S. shibatae, ambao wanaishi kikamilifu katika 80°C, unaonyesha kuwa LA-HTM inaweza kutumika kujifunza vidhibiti joto vya juu zaidi, si tu thermofili rahisi. Kimsingi, hakuna kikomo kwa anuwai ya halijoto inayoweza kufikiwa kwa kutumia LA-HTM, na hata halijoto inayozidi 100°C inaweza kufikiwa kwa shinikizo la angahewa bila kuchemsha, kama inavyoonyeshwa na kundi letu la 38 katika matumizi ya kemia ya hidrothermal katika angahewa. shinikizo A. Laser hutumiwa kupokanzwa nanoparticles za dhahabu 40 kwa njia sawa. Kwa hivyo, LA-HTM ina uwezo wa kutumika kuchunguza hyperthermophiles isiyokuwa ya kawaida na hadubini ya macho ya kawaida ya azimio la juu chini ya hali ya kawaida (yaani chini ya mkazo wa mazingira).
Majaribio yote yalifanywa kwa kutumia darubini ya kujitengenezea nyumbani, ikijumuisha uangazaji wa Köhler (yenye LED, M625L3, Thorlabs, 700 mW), kishikilia vielelezo kilicho na mwendo wa mwongozo wa xy, malengo (Olympus, 60x, 0.7 NA, hewa, LUCPlanFLN60X au 60x NA, O125). , UPLFLN60XOI), kamera ya CGM (wavu wa kuvuka wa QLSI, lami 39 µm, 0.87 mm kutoka kwa kihisi cha kamera cha Andor Zyla) ili kutoa picha ya ukubwa na ya mbele ya wimbi, na kamera ya sCMOS (ORCA Flash 4.0 V3, hali ya 16-bit , kutoka Hamamatsu) ili kurekodi data iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 5 (kuogelea kwa bakteria). Kigawanyiko cha boriti ya dichroic ni makali ya 749 nm BrightLine (Semrock, FF749-SDi01). Kichujio kilicho mbele ya kamera ni kichujio cha pasi fupi 694 (FF02-694/SP-25, Semrock). Titanium yakuti laser (Laser Verdi G10, 532 nm, 10 W, pumped tsunami laser cavity, Spectra-Fizikia katika Mtini. 2-5, zaidi kubadilishwa na Millenia laser, Spectraphysics 10 W, pumped Mira laser cavity, Coherent, kwa Mtini. 2 -5). 6 na 7) zimewekwa kwa urefu wa mawimbi \({{({\rm{\lambda }}}}}}}=800\) nm, ambayo inalingana na wigo wa plasmon wa nanoparticles za dhahabu. Vidhibiti vya mwanga vya anga (1920 × Pikseli 1152) zilinunuliwa kutoka kwa Meadowlark Optics Hologramu zilikokotolewa kwa kutumia algoriti ya Gerchberg-Saxton kama ilivyoelezwa kwenye kiungo.
Microscopy ya mawimbi ya mbele ya wavu (CGM) ni mbinu ya hadubini ya macho kulingana na kuchanganya wavu wa dimensional wa pande mbili (pia unajulikana kama upakuaji mtambuka) kwa umbali wa milimita moja kutoka kwa kihisi cha kawaida cha kamera. Mfano wa kawaida wa CGM ambao tumetumia katika utafiti huu unaitwa interferometer ya mabadiliko ya mawimbi manne ya wavelength (QLSI), ambapo upakuaji mtambuka una muundo wa ubao wa kukagua ukubwa/awamu ulioanzishwa na kupewa hati miliki na Primot et al. mnamo 200034. Mistari ya wima na ya usawa huunda vivuli vinavyofanana na gridi ya taifa kwenye kitambuzi, upotoshaji wake ambao unaweza kuchakatwa kwa nambari kwa wakati halisi ili kupata upotoshaji wa mawimbi ya macho (au wasifu wa awamu sawa) wa mwanga wa tukio. Inapotumiwa kwenye darubini, kamera ya CGM inaweza kuonyesha tofauti ya njia ya macho ya kitu chenye picha, kinachojulikana pia kama kina cha macho (OT), chenye hisia kwenye mpangilio wa nanomita36. Katika kipimo chochote cha CGM, ili kuondoa kasoro zozote katika vipengele vya macho au mihimili, ni lazima picha ya msingi ya marejeleo ya OT ichukuliwe na kupunguzwa kutoka kwa picha zozote zinazofuata.
Hadubini ya halijoto ilifanywa kwa kutumia kamera ya CGM kama ilivyoelezwa kwenye rejeleo. 32. Kwa kifupi, inapokanzwa kioevu hubadilisha index yake ya refractive, na kuunda athari ya lens ya joto ambayo inapotosha boriti ya tukio. Upotoshaji huu wa mawimbi hupimwa na CGM na kuchakatwa kwa kutumia algoriti ya kugeuza ili kupata usambazaji wa halijoto wa pande tatu katika njia ya kioevu. Ikiwa chembechembe za dhahabu zitasambazwa sawasawa katika sampuli nzima, uchoraji ramani wa halijoto unaweza kufanywa katika maeneo yasiyo na bakteria ili kutoa picha bora zaidi, ambayo ndiyo tunafanya wakati mwingine. Picha ya marejeleo ya CGM ilipatikana bila kupashwa joto (leza ikiwa imezimwa) na baadaye ilinaswa katika eneo moja kwenye picha na leza ikiwa imewashwa.
Kipimo cha wingi wa ukavu hupatikana kwa kutumia kamera sawa ya CGM inayotumika kwa picha ya halijoto. Picha za marejeleo za CGM zilipatikana kwa kusogeza kwa haraka sampuli katika x na y wakati wa kufichuliwa kama njia ya kupima wastani wa utofauti wowote katika Agano la Kale kutokana na kuwepo kwa bakteria. Kutoka kwa picha za OT za bakteria, biomasi yao ilipatikana kwa kutumia mkusanyo wa picha kwenye maeneo yaliyochaguliwa kwa kutumia kanuni za utengaji wa sehemu za nyumbani za Matlab (angalia kifungu kidogo cha "Msimbo wa Nambari"), kufuatia utaratibu uliofafanuliwa kwenye rejeleo. 48. Kwa kifupi, tunatumia uhusiano \(m={\alpha}^{-1}\iint {{\mbox{OT}}}\left(x,y\right){{\mbox{d}} } x{{\mbox{d}}}}y\), ambapo \({{\mbox{OT}}}\kushoto(x,y\kulia)\) ni picha ya kina cha macho, \(m\) ni uzani mkavu na \({{{{\rm{\alpha }}}}}}\) ni thabiti. Tulichagua \({{{{\rm{\alpha)))))))=0.18\) µm3/pg, ambayo ni kawaida kwa seli hai.
Kipande cha kufunika chenye kipenyo cha mm 25 na unene wa 150 µm kilichopakwa nanoparticles za dhahabu kiliwekwa kwenye chemba ya AttofluorTM (Thermofisher) na chembechembe za dhahabu zikitazama juu. Geobacillus stearothermophilus ilipandwa usiku mmoja katika LB medium (200 rpm, 60°C) kabla ya kila siku ya majaribio. Tone la 5 µl la kusimamishwa kwa G. stearothermophilus yenye msongamano wa macho (OD) wa 0.3 hadi 0.5 iliwekwa kwenye karatasi ya kufunika yenye nanoparticles za dhahabu. Kisha, kifuniko cha pande zote cha kipenyo cha mm 18 na shimo la kipenyo cha mm 5 katikati kilishuka kwenye tone, na 5 μl ya kusimamishwa kwa bakteria yenye wiani sawa wa macho ilitumiwa mara kwa mara katikati ya shimo. Visima kwenye vifuniko vilitayarishwa kwa mujibu wa utaratibu ulioelezwa katika rejea. 45 (tazama Taarifa ya Ziada kwa taarifa zaidi). Kisha ongeza 1 ml ya LB kati kwenye kifuniko ili kuzuia safu ya kioevu kutoka kukauka. Kifuniko cha mwisho kinawekwa juu ya kifuniko kilichofungwa cha chemba ya Attofluor ili kuzuia uvukizi wa nyenzo wakati wa incubation. Kwa majaribio ya kuota, tulitumia spores, ambayo, baada ya majaribio ya kawaida, wakati mwingine ilifunika kifuniko cha juu. Njia sawa ilitumiwa kupata Sulfolobus shibatae. Siku tatu (200 rpm, 75°C) za upanzi wa awali wa Thiobacillus serrata ulifanyika kati ya 182 (DSMZ).
Sampuli za nanoparticles za dhahabu zilitayarishwa na lithography ya micellar block copolymer. Utaratibu huu umeelezewa kwa kina katika Sura. 60. Kwa ufupi, micelles iliyofunika ayoni za dhahabu ziliunganishwa kwa kuchanganya copolymer na HAuCl4 katika toluini. Vifuniko vilivyosafishwa viliwekwa ndani ya suluhisho na kutibiwa na mionzi ya UV mbele ya wakala wa kupunguza ili kupata mbegu za dhahabu. Hatimaye, mbegu za dhahabu zilikuzwa kwa kuwasiliana na kifuniko chenye mmumunyo wa maji wa KAuCl4 na ethanolamine kwa muda wa dakika 16, ambayo ilisababisha mpangilio wa nusu-periodic na sare sana wa nanoparticles za dhahabu zisizo na spherical katika karibu infrared.
Ili kubadilisha viingilizi kuwa picha za OT, tulitumia algoriti ya kujitengenezea nyumbani, kama ilivyoelezwa kwenye kiungo. 33 na inapatikana kama kifurushi cha Matlab kwenye hazina ifuatayo ya umma: https://github.com/baffou/CGMprocess. Kifurushi kinaweza kukokotoa ukubwa na picha za OT kulingana na viingilio vilivyorekodiwa (pamoja na picha za marejeleo) na umbali wa safu ya kamera.
Ili kukokotoa muundo wa awamu unaotumika kwa SLM ili kupata wasifu fulani wa halijoto, tulitumia algoriti39,42 iliyotengenezwa nyumbani iliyotengenezwa awali ambayo inapatikana katika hazina ifuatayo ya umma: https://github.com/baffou/SLM_temperatureShaping. Pembejeo ni uwanja wa joto unaohitajika, ambao unaweza kuweka digital au kupitia picha ya monochrome bmp.
Ili kugawanya seli na kupima uzani wao mkavu, tulitumia algoriti yetu ya Matlab iliyochapishwa katika hazina ifuatayo ya umma: https://github.com/baffou/CGM_magicWandSegmentation. Kwenye kila picha, mtumiaji lazima abonyeze bakteria au mCFU ya riba, kurekebisha unyeti wa wand, na kuthibitisha uteuzi.
Kwa habari zaidi juu ya muundo wa utafiti, angalia muhtasari wa Ripoti ya Utafiti wa Mazingira iliyounganishwa na nakala hii.
Data inayounga mkono matokeo ya utafiti huu inapatikana kutoka kwa waandishi husika kwa ombi linalofaa.
Msimbo wa chanzo uliotumika katika utafiti huu umefafanuliwa katika sehemu ya Mbinu, na matoleo ya utatuzi yanaweza kupakuliwa kutoka https://github.com/baffou/ katika hazina zifuatazo: SLM_temperatureShaping, CGMprocess, na CGM_magicWandSegmentation.
Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK Insight katika thermophiles na matumizi yao ya wigo mpana. Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK Insight katika thermophiles na matumizi yao ya wigo mpana.Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. na Sharma, Muhtasari wa AK wa thermophiles na matumizi yao mapana. 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. na Sharma AK Uelewa wa kina wa thermophiles na anuwai ya matumizi.3 Bioteknolojia 6, 81 (2016).
Muda wa kutuma: Sep-26-2022