សូមអរគុណសម្រាប់ការទស្សនា Nature.com ។ កំណែកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលអ្នកកំពុងប្រើមានកម្រិតគាំទ្រ CSS ។ សម្រាប់បទពិសោធន៍ដ៏ល្អបំផុត យើងសូមណែនាំឱ្យអ្នកប្រើកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលបានអាប់ដេត (ឬបិទមុខងារភាពឆបគ្នានៅក្នុង Internet Explorer)។ ក្នុងពេលនេះ ដើម្បីធានាបាននូវការគាំទ្របន្ត យើងនឹងបង្ហាញគេហទំព័រដោយគ្មានរចនាប័ទ្ម និង JavaScript។
Thermophiles គឺជាមីក្រូសរីរាង្គដែលលូតលាស់នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ការសិក្សាពួកគេអាចផ្តល់នូវព័ត៌មានដ៏មានតម្លៃអំពីរបៀបដែលជីវិតសម្របខ្លួនទៅនឹងលក្ខខណ្ឌធ្ងន់ធ្ងរ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាពិបាកក្នុងការសម្រេចបាននូវលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាមួយនឹងមីក្រូទស្សន៍អុបទិកធម្មតា។ ដំណោះស្រាយជាច្រើនដែលផលិតនៅផ្ទះដោយផ្អែកលើកំដៅអគ្គិសនីដែលធន់ទ្រាំនឹងមូលដ្ឋានត្រូវបានស្នើឡើង ប៉ុន្តែមិនមានដំណោះស្រាយពាណិជ្ជកម្មសាមញ្ញទេ។ នៅក្នុងអត្ថបទនេះ យើងណែនាំអំពីគំនិតនៃកំដៅឡាស៊ែរខ្នាតតូចនៅលើវាលមីក្រូទស្សន៍ដើម្បីផ្តល់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់សម្រាប់ការសិក្សាអំពីទែរម៉ូហ្វីល ខណៈពេលដែលរក្សាបរិយាកាសរបស់អ្នកប្រើប្រាស់ឱ្យស្រាល។ កំដៅខ្នាតតូចនៅអាំងតង់ស៊ីតេឡាស៊ែរកម្រិតមធ្យមអាចសម្រេចបានដោយប្រើស្រទាប់ខាងក្រោមដែលស្រោបដោយសារធាតុណាណូពណ៌មាស ដែលជាឧបករណ៍ស្រូបយកពន្លឺដែលមានលក្ខណៈជីវសាស្រ្ត និងមានប្រសិទ្ធភាព។ ផលប៉ះពាល់ដែលអាចកើតមាននៃការបញ្ចោញសារធាតុរាវមីក្រូមាត្រ ការរក្សាកោសិកា និងចលនា centrifugal thermophoretic ត្រូវបានពិភាក្សា។ វិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានបង្ហាញជាពីរប្រភេទ៖ (i) Geobacillus stearothermophilus ដែលជាបាក់តេរី thermophilic សកម្មដែលបន្តពូជនៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល 65°C ដែលយើងសង្កេតឃើញថាវាដុះលូតលាស់ និងហែលក្រោមកំដៅមីក្រូមាត្រ។ (ii) Thiobacillus sp., ជា hyperthermophilic archaea ល្អបំផុត។ នៅ 80 ° C ។ ការងារនេះត្រួសត្រាយផ្លូវសម្រាប់ការសង្កេតសាមញ្ញ និងសុវត្ថិភាពនៃមីក្រូសរីរាង្គ thermophilic ដោយប្រើឧបករណ៍មីក្រូទស្សន៍ទំនើប និងតម្លៃសមរម្យ។
ជាងរាប់ពាន់លានឆ្នាំ ជីវិតនៅលើផែនដីបានវិវឌ្ឍដើម្បីសម្របខ្លួនទៅនឹងលក្ខខណ្ឌបរិស្ថានដ៏ធំទូលាយ ដែលជួនកាលត្រូវបានចាត់ទុកថាធ្ងន់ធ្ងរបំផុតតាមទស្សនៈរបស់មនុស្សយើង។ ជាពិសេស អតិសុខុមប្រាណ thermophilic មួយចំនួន (bacteria, archaea, fungi) ហៅថា thermophiles លូតលាស់ក្នុងចន្លោះសីតុណ្ហភាពពី 45°C ដល់ 122°C1, 2, 3, 4។ Thermophiles រស់នៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីផ្សេងៗ ដូចជា រន្ធ hydrothermal សមុទ្រជ្រៅ កន្លែងទឹកក្តៅ។ ឬតំបន់ភ្នំភ្លើង។ ការស្រាវជ្រាវរបស់ពួកគេបានបង្កើតការចាប់អារម្មណ៍ជាច្រើនក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានទសវត្សរ៍កន្លងមកនេះ ដោយហេតុផលយ៉ាងហោចណាស់ពីរ។ ជាដំបូង យើងអាចរៀនពីពួកវា ជាឧទាហរណ៍ របៀបដែល thermophiles 5, 6, enzymes 7, 8 និង membranes 9 មានស្ថេរភាពនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់បែបនេះ ឬរបៀបដែល thermophiles អាចទប់ទល់នឹងកម្រិតវិទ្យុសកម្មខ្លាំងបំផុត 10 ។ ទីពីរ ពួកវាជាមូលដ្ឋានសម្រាប់កម្មវិធីជីវបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់ៗជាច្រើន 1,11,12 ដូចជាការផលិតឥន្ធនៈ13,14,15,16, ការសំយោគគីមី (ឌីអ៊ីដ្រូ, អាល់កុល, មេតាន, អាស៊ីតអាមីណូ។ ១៣. ជាពិសេស ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ polymerase ដ៏ល្បី (PCR)19 ពាក់ព័ន្ធនឹងអង់ស៊ីម (Taq polymerase) ដាច់ដោយឡែកពីបាក់តេរី thermophilic Thermus aquaticus ដែលជា thermophiles ដំបូងគេដែលត្រូវបានរកឃើញ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសិក្សាអំពីទែរម៉ូហ្វីលមិនមែនជាកិច្ចការងាយស្រួលទេ ហើយមិនអាចបង្កើតបាននៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ជីវសាស្ត្រណាមួយឡើយ។ ជាពិសេស ទែម៉ូហ្វីលដែលមានជីវិតមិនអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុង vitro ជាមួយនឹងមីក្រូទស្សន៍ពន្លឺស្តង់ដារណាមួយឡើយ សូម្បីតែបន្ទប់កំដៅដែលមានលក់ក្នុងពាណិជ្ជកម្ម ដែលជាធម្មតាត្រូវបានគេវាយតម្លៃសម្រាប់សីតុណ្ហភាពទាបរហូតដល់ 40°C។ ចាប់តាំងពីទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 មក មានតែក្រុមស្រាវជ្រាវមួយចំនួនប៉ុណ្ណោះដែលបានឧទ្ទិសខ្លួនឯងចំពោះការណែនាំនៃប្រព័ន្ធមីក្រូទស្សន៍សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (HTM) ។ នៅឆ្នាំ 1994 Glukh et al ។ អង្គជំនុំជម្រះកំដៅ / ត្រជាក់ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយផ្អែកលើការប្រើប្រាស់កោសិកា Peltier ដែលគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពនៃ capillaries រាងចតុកោណដែលបិទដើម្បីរក្សា anaerobicity 20 ។ ឧបករណ៍នេះអាចត្រូវបានកំដៅរហូតដល់ 100 °C ក្នុងអត្រា 2 ° C/s ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកនិពន្ធសិក្សាពីចលនារបស់បាក់តេរី hyperthermophilic Thermotoga maritima21 ។ នៅឆ្នាំ 1999 Horn et al ។ ឧបករណ៍ស្រដៀងគ្នានេះត្រូវបានបង្កើតឡើង នៅតែផ្អែកលើការប្រើប្រាស់ capillaries ដែលគេឱ្យឈ្មោះថា សមរម្យសម្រាប់មីក្រូទស្សន៍ពាណិជ្ជកម្ម ដើម្បីសិក្សាពីការបែងចែក/ការតភ្ជាប់កោសិកា។ បន្ទាប់ពីរយៈពេលដ៏យូរនៃភាពអសកម្មដែលទាក់ទង ការស្វែងរក HTMs ដែលមានប្រសិទ្ធភាពបានបន្តនៅឆ្នាំ 2012 ជាពិសេសទាក់ទងនឹងឯកសារជាច្រើនដោយក្រុម Wirth ដែលបានប្រើឧបករណ៍ដែលបង្កើតឡើងដោយ Horn et al ។ ដប់ប្រាំឆ្នាំមុន ចលនានៃ archaea មួយចំនួនធំ រួមទាំង hyperthermophiles ត្រូវបានសិក្សានៅសីតុណ្ហភាពរហូតដល់ 100 ° C ដោយប្រើកំដៅ capillaries 23,24 ។ ពួកគេក៏បានកែប្រែមីក្រូទស្សន៍ដើមដើម្បីទទួលបានកំដៅលឿនជាងមុន (ច្រើននាទីជំនួសឱ្យ 35 នាទីដើម្បីឈានដល់សីតុណ្ហភាពដែលបានកំណត់) និងសម្រេចបាននូវជម្រាលសីតុណ្ហភាពលីនេអ៊ែរលើសពី 2 សង់ទីម៉ែត្រនៅទូទាំងឧបករណ៍ផ្ទុក។ ឧបករណ៍កំណត់ជម្រាលសីតុណ្ហភាពនេះ (TGFD) ត្រូវបានប្រើដើម្បីសិក្សាពីភាពចល័តនៃទែរម៉ូហ្វីលជាច្រើននៅក្នុងជម្រាលសីតុណ្ហភាពនៅចម្ងាយដែលពាក់ព័ន្ធជីវសាស្រ្ត 24, 25 ។
កំដៅ capillaries បិទមិនមែនជាមធ្យោបាយតែមួយគត់ដើម្បីសង្កេតមើល thermophiles ផ្ទាល់។ ក្នុងឆ្នាំ 2012 Kuwabara et al ។ បន្ទប់ Pyrex ដែលអាចចោលបាននៅផ្ទះដែលបិទជិតដោយសារធាតុស្អិតដែលធន់នឹងកំដៅ (Super X2; Cemedine, Japan) ត្រូវបានគេប្រើ។ សំណាកគំរូត្រូវបានដាក់នៅលើចានកំដៅដែលមានតម្លាភាពដែលអាចរកទិញបាន (Micro Heat Plate, Kitazato Corporation, Japan) ដែលមានសមត្ថភាពកំដៅរហូតដល់ 110°C ប៉ុន្តែមិនមានគោលបំណងដំបូងសម្រាប់ជីវរូបភាពទេ។ អ្នកនិពន្ធបានសង្កេតឃើញការបែងចែកយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពនៃបាក់តេរី thermophilic anaerobic (Thermosipho globiformans, ពេលវេលាទ្វេដង 24 នាទី) នៅ 65 ° C ។ នៅឆ្នាំ 2020 Pulshen et al ។ កំដៅប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃចានដែកពាណិជ្ជកម្ម (AttofluorTM, Thermofisher) ត្រូវបានបង្ហាញដោយប្រើធាតុកំដៅដែលផលិតនៅផ្ទះពីរ: គម្របមួយនិងដំណាក់កាលមួយ (ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធដោយម៉ាស៊ីន PCR) ។ ការផ្សារភ្ជាប់គ្នានេះបណ្តាលឱ្យមានសីតុណ្ហភាពរាវឯកសណ្ឋាន និងការពារការហួត និង condensation នៅផ្នែកខាងក្រោមនៃគម្រប។ ការប្រើប្រាស់ O-ring ជៀសវាងការផ្លាស់ប្តូរឧស្ម័នជាមួយបរិស្ថាន។ HTM នេះហៅថាស៊ុលហ្វូស្កូប ត្រូវបានប្រើដើម្បីដាក់រូបភាព Sulfolobus acidocaldarius នៅសីតុណ្ហភាព 75°C27។
ការកំណត់ដែលបានទទួលស្គាល់នៃប្រព័ន្ធទាំងអស់នេះគឺការដាក់កម្រិតលើការប្រើប្រាស់គោលបំណងខ្យល់ ការពន្លិចប្រេងណាមួយដែលមិនស័ក្តិសមសម្រាប់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់បែបនេះ និងសម្រាប់ការថតរូបភាពតាមរយៈសំណាកថ្លាក្រាស់> 1 មីលីម៉ែត្រ។ ការកំណត់ដែលបានទទួលស្គាល់នៃប្រព័ន្ធទាំងអស់នេះគឺការដាក់កម្រិតលើការប្រើប្រាស់គោលបំណងខ្យល់ ការពន្លិចប្រេងណាមួយដែលមិនស័ក្តិសមសម្រាប់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់បែបនេះ និងសម្រាប់ការថតរូបភាពតាមរយៈសំណាកថ្លាក្រាស់> 1 មីលីម៉ែត្រ។ Общепризнанным недостатком всех этих систем было ограничение на использование воздушнынех объективов, поспользование погружение в масло не подходило для такой высокой температуры និង для визуализации через прозратуры и для визуализации через прозрачны ភាពខ្វះខាតដែលត្រូវបានទទួលស្គាល់នៃប្រព័ន្ធទាំងអស់នេះគឺជាការកំណត់ចំពោះការប្រើប្រាស់គោលបំណងខ្យល់ ចាប់តាំងពីការពន្លិចប្រេងណាមួយមិនសមរម្យសម្រាប់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់បែបនេះ និងសម្រាប់ការមើលឃើញតាមរយៈសំណាកថ្លា> កម្រាស់ 1 មីលីម៉ែត្រ។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咫>透明样品成像។ ការកំណត់ដែលបានទទួលស្គាល់នៃប្រព័ន្ធទាំងអស់នេះគឺជាការកំណត់នៃការប្រើប្រាស់កញ្ចក់ដែលមានខ្យល់ចូល ព្រោះការពន្លិចប្រេងណាមួយមិនស័ក្តិសមសម្រាប់ការថតសំណាកថ្លា > 1 mm នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់បែបនេះ។ Общепризнанным недостатком всех этих систем является ограниченное использование воздушных объекиовонов, жение в масло непригодно для таких высоких температур и визуализации через прозрачные образцы тол គុណវិបត្តិដែលត្រូវបានទទួលស្គាល់នៃប្រព័ន្ធទាំងនេះគឺការប្រើប្រាស់កែវថតខ្យល់មានកំណត់ ការពន្លិចប្រេងណាមួយគឺមិនស័ក្តិសមសម្រាប់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងការមើលឃើញតាមរយៈសំណាកថ្លា > 1 ម.ម.ថ្មីៗនេះ ដែនកំណត់នេះត្រូវបានដកចេញដោយ Charles-Orzag et al ។ 28 ដែលបានបង្កើតឧបករណ៍ដែលលែងផ្តល់កំដៅជុំវិញប្រព័ន្ធនៃការចាប់អារម្មណ៍ ប៉ុន្តែនៅខាងក្នុងកញ្ចក់គម្របខ្លួនវាគ្របដណ្តប់ដោយស្រទាប់ថ្លាស្តើងនៃរេស៊ីស្តង់ដែលធ្វើពី ITO (indium-tin oxide)។ គម្របអាចត្រូវបានកំដៅរហូតដល់ 75 ° C ដោយឆ្លងកាត់ចរន្តអគ្គិសនីតាមរយៈស្រទាប់ថ្លា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អ្នកនិពន្ធក៏ត្រូវកំដៅកញ្ចក់ទៅវត្ថុបំណងដែរ ប៉ុន្តែមិនត្រូវលើសពី 65 °C ដើម្បីកុំឱ្យវាខូច។
ការងារទាំងនេះបង្ហាញថាការអភិវឌ្ឍន៍មីក្រូទស្សន៍អុបទិកដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់មិនត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយទេ ជាញឹកញាប់ត្រូវការឧបករណ៍ផលិតនៅផ្ទះ ហើយជារឿយៗត្រូវបានសម្រេចដោយតម្លៃនៃដំណោះស្រាយទំហំ ដែលជាគុណវិបត្តិដ៏ធ្ងន់ធ្ងរមួយដោយសារមីក្រូសរីរាង្គ thermophilic មិនមានទំហំធំជាងពីរបី។ មីក្រូម៉ែត្រ។ ការកាត់បន្ថយបរិមាណកំដៅគឺជាគន្លឹះក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាបីយ៉ាងរបស់ HTM៖ ការដោះស្រាយលំហមិនល្អ និចលភាពកម្ដៅខ្ពស់នៅពេលប្រព័ន្ធកម្តៅឡើង និងកំដៅដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់នៃធាតុជុំវិញ (ប្រេងពន្លិច កញ្ចក់វត្ថុបំណង… ឬដៃរបស់អ្នកប្រើប្រាស់) នៅសីតុណ្ហភាពខ្លាំង។ )
នៅក្នុងក្រដាសនេះ យើងណែនាំ HTM សម្រាប់ការសង្កេតមើល thermophile ដែលមិនផ្អែកលើការឡើងកំដៅ។ ផ្ទុយទៅវិញ យើងសម្រេចបាននូវកំដៅដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មនៅក្នុងតំបន់ដែលមានកំណត់នៃទិដ្ឋភាពរបស់មីក្រូទស្សន៍ដោយការ irradiation ឡាស៊ែរនៃស្រទាប់ខាងក្រោមស្រូបយកពន្លឺ។ ការចែកចាយសីតុណ្ហភាពត្រូវបានគេមើលឃើញដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍ដំណាក់កាលបរិមាណ (QPM) ។ ប្រសិទ្ធភាពនៃវិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានបង្ហាញដោយ Geobacillus stearothermophilus ដែលជាបាក់តេរី thermophilic ដែលអាចបន្តពូជបាននៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល 65°C និងមានរយៈពេលខ្លីទ្វេដង (ប្រហែល 20 នាទី) និង Sulfolobus shibatae ដែលជា hyperthermophile ដែលលូតលាស់ល្អបំផុតនៅ 80°C (archaea)។ ដើម្បីបង្ហាញ។ អត្រាចម្លងធម្មតានិងការហែលទឹកត្រូវបានគេសង្កេតឃើញជាមុខងារនៃសីតុណ្ហភាព។ ឡាស៊ែរ HTM (LA-HTM) នេះមិនត្រូវបានកំណត់ដោយកម្រាស់នៃគម្រប ឬដោយធម្មជាតិនៃគោលបំណង (ការពន្លិចខ្យល់ ឬប្រេង)។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យប្រើកញ្ចក់ដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់នៅលើទីផ្សារ។ វាក៏មិនទទួលរងពីការឡើងកំដៅយឺតដោយសារតែនិចលភាពកម្ដៅ (ទទួលបានកំដៅភ្លាមៗនៅលើមាត្រដ្ឋានមិល្លីវិនាទី) ហើយប្រើតែសមាសធាតុដែលមានពាណិជ្ជកម្មប៉ុណ្ណោះ។ កង្វល់សុវត្ថិភាពថ្មីតែមួយគត់គឺទាក់ទងទៅនឹងវត្តមានរបស់កាំរស្មីឡាស៊ែរដ៏មានឥទ្ធិពល (ជាធម្មតារហូតដល់ 100 mW) នៅខាងក្នុងឧបករណ៍ និងអាចតាមរយៈភ្នែក ដែលតម្រូវឱ្យមានវ៉ែនតាការពារ។
គោលការណ៍នៃ LA-HTM គឺត្រូវប្រើឡាស៊ែរដើម្បីកំដៅគំរូនៅក្នុងមូលដ្ឋាននៅក្នុងផ្នែកនៃទិដ្ឋភាពនៃមីក្រូទស្សន៍ (រូបភាព 1a) ។ ដើម្បីធ្វើដូច្នេះ គំរូត្រូវតែស្រូបពន្លឺ។ ដើម្បីប្រើថាមពលឡាស៊ែរដែលសមហេតុផល (តិចជាង 100 mW) យើងមិនពឹងផ្អែកលើការស្រូបយកពន្លឺដោយឧបករណ៍ផ្ទុករាវនោះទេ ប៉ុន្តែបានបង្កើនការស្រូបយកគំរូដោយសិប្បនិម្មិតដោយការស្រោបស្រទាប់ខាងក្រោមដោយសារធាតុណាណូមាស (រូបភាពទី 1 គ)។ កំដៅ nanoparticles មាសជាមួយនឹងពន្លឺគឺមានសារៈសំខាន់ជាមូលដ្ឋានសម្រាប់វាលនៃ plasmonics កម្ដៅជាមួយនឹងកម្មវិធីរំពឹងទុកនៅក្នុង biomedicine, nanochemistry ឬការប្រមូលផលពន្លឺព្រះអាទិត្យ29,30,31។ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំកន្លងមកនេះ យើងបានប្រើប្រាស់ LA-HTM នេះក្នុងការសិក្សាជាច្រើនទាក់ទងនឹងកម្មវិធីប្លាស្មាកម្ដៅក្នុងរូបវិទ្យា គីមីវិទ្យា និងជីវវិទ្យា។ ការលំបាកចម្បងជាមួយវិធីសាស្រ្តនេះគឺក្នុងការបង្ហាញទម្រង់សីតុណ្ហភាពចុងក្រោយ ចាប់តាំងពីសីតុណ្ហភាពកើនឡើងត្រូវបានកំណត់ត្រឹមតំបន់មីក្រូមាត្រនៅក្នុងគំរូ។ យើងបានបង្ហាញថាការគូសផែនទីសីតុណ្ហភាពអាចសម្រេចបានដោយប្រើឧបករណ៍វាស់ស្ទង់អន្តរកាលកាត់រលកបួន ដែលជាវិធីសាស្ត្រសាមញ្ញ គុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ និងរសើបបំផុតនៃមីក្រូទស្សន៍ដំណាក់កាលបរិមាណដោយផ្អែកលើការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍វាស់ស្ទង់កម្រិតពីរវិមាត្រ (គេស្គាល់ផងដែរថាជាក្រឡាចត្រង្គ) ៣៣,៣៤,៣៥,៣៦។ ភាពជឿជាក់នៃបច្ចេកទេសមីក្រូទស្សន៍កម្ដៅនេះ ដោយផ្អែកលើមីក្រូទស្សន៍ផ្ទៃរលកឆ្លងកាត់ (CGM) ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងឯកសារជាច្រើនដែលបានបោះពុម្ពក្នុងរយៈពេលមួយទសវត្សរ៍កន្លងមកនេះ 37,38,39,40,41,42,43។
គ្រោងការណ៍នៃការដំឡើងកំដៅឡាស៊ែរប៉ារ៉ាឡែលរូបរាងនិងមីក្រូទស្សន៍សីតុណ្ហភាព។ b ធរណីមាត្រគំរូដែលមានអង្គជំនុំជម្រះ AttofluorTM ដែលមានគម្របគ្របដណ្តប់ដោយភាគល្អិតណាណូមាស។ គ មើលយ៉ាងដិតដល់នូវគំរូ (មិនធ្វើមាត្រដ្ឋាន)។ d តំណាងឱ្យទម្រង់កាំរស្មីឡាស៊ែរឯកសណ្ឋាន និង (e) ការក្លែងធ្វើការបែងចែកសីតុណ្ហភាពជាបន្តបន្ទាប់នៅលើយន្តហោះគំរូនៃភាគល្អិតណាណូមាស។ f គឺជាទម្រង់ធ្នឹមឡាស៊ែរ annular ដែលសមរម្យសម្រាប់ការបង្កើតសីតុណ្ហភាពឯកសណ្ឋានដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងការក្លែងធ្វើនៃការចែកចាយសីតុណ្ហភាពលទ្ធផលដែលបង្ហាញក្នុង (g)។ របារមាត្រដ្ឋាន: 30µm ។
ជាពិសេស ថ្មីៗនេះ យើងសម្រេចបានកំដៅកោសិកាថនិកសត្វដោយប្រើ LA-HTM និង CGM និងតាមដានការឆ្លើយតបកំដៅកោសិកាក្នុងចន្លោះ 37-42°C ដោយបង្ហាញពីការអនុវត្តនៃបច្ចេកទេសនេះចំពោះការថតរូបភាពកោសិកាមានជីវិតតែមួយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការអនុវត្ត LA-HTM ក្នុងការសិក្សាអំពីអតិសុខុមប្រាណនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់មិនមានភាពច្បាស់លាស់ទេព្រោះវាតម្រូវឱ្យមានការប្រុងប្រយ័ត្នបន្ថែមទៀតបើប្រៀបធៀបទៅនឹងកោសិកាថនិកសត្វ: ដំបូងការកំដៅបាតនៃឧបករណ៍ផ្ទុកដោយដប់ដឺក្រេ (ជាជាងពីរបីដឺក្រេ) នាំឱ្យ ទៅជម្រាលសីតុណ្ហភាពបញ្ឈរខ្លាំង។ អាចបង្កើតសារធាតុរាវ convection 44 ដែលប្រសិនបើមិនបានភ្ជាប់យ៉ាងរឹងមាំទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោមអាចបណ្តាលឱ្យមានចលនាដែលមិនចង់បាន និងការលាយបញ្ចូលគ្នានៃបាក់តេរី។ convection នេះអាចត្រូវបានលុបចោលដោយកាត់បន្ថយកម្រាស់នៃស្រទាប់រាវ។ ចំពោះគោលបំណងនេះ នៅក្នុងការពិសោធន៍ទាំងអស់ដែលបានបង្ហាញខាងក្រោម ការព្យួរបាក់តេរីត្រូវបានដាក់នៅចន្លោះគម្របពីរដែលមានកម្រាស់ប្រហែល 15 µm ដាក់នៅខាងក្នុងពែងដែក (AttofluorTM, Thermofisher, រូប 1b,c)។ ជាគោលការណ៍ convection អាចត្រូវបានជៀសវាងប្រសិនបើកម្រាស់នៃអង្គធាតុរាវគឺតូចជាងទំហំធ្នឹមនៃឡាស៊ែរកំដៅ។ ទីពីរ ការធ្វើការនៅក្នុងធរណីមាត្រដែលមានកម្រិតបែបនេះអាចធ្វើអោយសារពាង្គកាយ aerobic ថប់ដង្ហើម (សូមមើលរូប។ ស.២)។ បញ្ហានេះអាចត្រូវបានជៀសវាងដោយប្រើស្រទាប់ខាងក្រោមដែលអាចជ្រាបចូលអុកស៊ីសែន (ឬឧស្ម័នសំខាន់ៗផ្សេងទៀត) ដោយទុកពពុះខ្យល់ដែលជាប់នៅខាងក្នុងគម្រប ឬដោយការខួងរន្ធនៅក្នុងគម្របគម្របខាងលើ (សូមមើលរូបភាព S1) 45 ។ នៅក្នុងការសិក្សានេះ យើងបានជ្រើសរើសដំណោះស្រាយចុងក្រោយ (រូបភាព 1b និង S1)។ ទីបំផុតកំដៅឡាស៊ែរមិនផ្តល់ការចែកចាយសីតុណ្ហភាពឯកសណ្ឋានទេ។ សូម្បីតែនៅអាំងតង់ស៊ីតេដូចគ្នានៃកាំរស្មីឡាស៊ែរ (រូបភាពទី 1 ឃ) ការចែកចាយសីតុណ្ហភាពមិនមានលក្ខណៈឯកសណ្ឋានទេប៉ុន្តែវាប្រហាក់ប្រហែលនឹងការចែកចាយ Gaussian ដោយសារតែការសាយភាយកម្ដៅ (រូបភាពទី 1 អ៊ី) ។ នៅពេលដែលគោលដៅគឺដើម្បីបង្កើតសីតុណ្ហភាពច្បាស់លាស់នៅក្នុងវិស័យនៃទិដ្ឋភាពសម្រាប់ការសិក្សាប្រព័ន្ធជីវសាស្រ្ត ទម្រង់មិនស្មើគ្នាគឺមិនល្អទេ ហើយក៏អាចនាំឱ្យមានចលនា thermophoretic នៃបាក់តេរី ប្រសិនបើពួកគេមិនប្រកាន់ខ្ជាប់នូវស្រទាប់ខាងក្រោម (សូមមើលរូបភព។ S3, S4)39 ។ ដល់ទីបញ្ចប់នេះ យើងបានប្រើឧបករណ៍កែប្រែពន្លឺតាមលំហ (SLM) ដើម្បីធ្វើទ្រង់ទ្រាយធ្នឹមឡាស៊ែរអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ស្របតាមរូបរាងនៃរង្វង់ (រូបភាព 1f) នៅក្នុងយន្តហោះនៃគំរូ ដើម្បីសម្រេចបាននូវការចែកចាយសីតុណ្ហភាពឯកសណ្ឋានឥតខ្ចោះនៅក្នុងតំបន់ធរណីមាត្រដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ទោះបីជាមានការសាយភាយកម្ដៅក៏ដោយ (រូបភាពទី 1 ឃ) 39 , 42, 46 ។ ដាក់គម្របខាងលើលើចានដែក (រូបភាពទី 1 ខ) ដើម្បីជៀសវាងការហួតរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុក ហើយសង្កេតយ៉ាងហោចណាស់ពីរបីថ្ងៃ។ ដោយសារតែគម្របខាងលើមិនត្រូវបានផ្សាភ្ជាប់ ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ថែមអាចត្រូវបានបន្ថែមយ៉ាងងាយស្រួលគ្រប់ពេលប្រសិនបើចាំបាច់។
ដើម្បីបង្ហាញពីរបៀបដែល LA-HTM ដំណើរការ និងបង្ហាញពីការអនុវត្តរបស់វានៅក្នុងការស្រាវជ្រាវ thermophilic យើងបានសិក្សាពីបាក់តេរី aerobic Geobacillus stearothermophilus ដែលមានសីតុណ្ហភាពលូតលាស់ល្អបំផុតប្រហែល 60-65°C។ បាក់តេរីក៏មាន flagella និងសមត្ថភាពក្នុងការហែលផងដែរដោយផ្តល់នូវសូចនាករមួយផ្សេងទៀតនៃសកម្មភាពកោសិកាធម្មតា។
គំរូ (រូបទី 1b) ត្រូវបាន incubated ជាមុននៅ 60 ° C សម្រាប់រយៈពេលមួយម៉ោងហើយបន្ទាប់មកដាក់នៅក្នុងអ្នកកាន់គំរូ LA-HTM ។ ការបង្កកំណើតមុននេះគឺស្រេចចិត្ត ប៉ុន្តែនៅតែមានប្រយោជន៍សម្រាប់ហេតុផលពីរយ៉ាង៖ ទីមួយ នៅពេលដែលឡាស៊ែរត្រូវបានបើក វាបណ្តាលឱ្យកោសិកាលូតលាស់ និងបែងចែកភ្លាមៗ (សូមមើលភាពយន្ត M1 នៅក្នុងសម្ភារៈបន្ថែម)។ បើគ្មានការបង្កកំណើតជាមុនទេ ការលូតលាស់របស់បាក់តេរីជាធម្មតាត្រូវបានពន្យារពេលប្រហែល 40 នាទីរាល់ពេលដែលកន្លែងមើលថ្មីត្រូវបានកំដៅលើគំរូ។ ទីពីរ ការភ្ញាស់មុនរយៈពេល 1 ម៉ោង បានលើកកម្ពស់ការស្អិតរបស់បាក់តេរីទៅនឹងគម្រប ការពារកោសិកាមិនឱ្យរសាត់ចេញពីទិដ្ឋភាពដោយសារកម្ដៅនៅពេលឡាស៊ែរត្រូវបានបើក (សូមមើលខ្សែភាពយន្ត M2 នៅក្នុងសម្ភារៈបន្ថែម) ។ Thermophoresis គឺជាចលនានៃភាគល្អិត ឬម៉ូលេគុលតាមជម្រាលសីតុណ្ហភាព ជាធម្មតាពីក្តៅទៅត្រជាក់ ហើយបាក់តេរីមិនមានករណីលើកលែងនោះទេ 43,47 ។ ឥទ្ធិពលដែលមិនចង់បាននេះត្រូវបានលុបចោលលើផ្ទៃដែលបានផ្តល់ឱ្យដោយប្រើ SLM ដើម្បីកំណត់ទម្រង់កាំរស្មីឡាស៊ែរ និងសម្រេចបាននូវការចែកចាយសីតុណ្ហភាពរាបស្មើ។
នៅលើរូបភព។ រូបភាពទី 2 បង្ហាញពីការចែកចាយសីតុណ្ហភាពដែលវាស់ដោយ CGM ដែលទទួលបានដោយការ irradiating ស្រទាប់ខាងក្រោមកញ្ចក់ដែលស្រោបដោយសារធាតុ nanoparticles មាសជាមួយនឹងកាំរស្មីឡាស៊ែរ annular (រូបភាព 1f) ។ ការចែកចាយសីតុណ្ហភាពរាបស្មើត្រូវបានគេសង្កេតឃើញលើផ្ទៃទាំងមូលដែលគ្របដណ្តប់ដោយកាំរស្មីឡាស៊ែរ។ តំបន់នេះត្រូវបានកំណត់ទៅ 65 ° C ដែលជាសីតុណ្ហភាពលូតលាស់ល្អបំផុត។ នៅខាងក្រៅតំបន់នេះ ខ្សែកោងសីតុណ្ហភាពធ្លាក់ពីធម្មជាតិទៅ \(1/r\) (ដែល \(r\) គឺជាកូអរដោណេ)។
ផែនទីសីតុណ្ហភាពនៃការវាស់វែង CGM ដែលទទួលបានដោយប្រើកាំរស្មីឡាស៊ែរ annular ដើម្បី irradiate ស្រទាប់នៃ nanoparticles មាសដើម្បីទទួលបានទម្រង់សីតុណ្ហភាពរាបស្មើនៅលើតំបន់រង្វង់មួយ។ b Isotherm នៃផែនទីសីតុណ្ហភាព (a) ។ វណ្ឌវង្កនៃកាំរស្មីឡាស៊ែរត្រូវបានតំណាងដោយរង្វង់ចំនុចពណ៌ប្រផេះ។ ការពិសោធន៍ត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតពីរដង (សូមមើល សម្ភារៈបន្ថែម រូបភាព S4) ។
លទ្ធភាពជោគជ័យនៃកោសិកាបាក់តេរីត្រូវបានត្រួតពិនិត្យរយៈពេលជាច្រើនម៉ោងដោយប្រើ LA-HTM ។ នៅលើរូបភព។ 3 បង្ហាញចន្លោះពេលសម្រាប់រូបភាពចំនួន 4 ដែលថតចេញពីភាពយន្ត 3 ម៉ោង 20 នាទី (ភាពយន្ត M3 ពត៌មានបន្ថែម)។ បាក់តេរីត្រូវបានគេសង្កេតឃើញរីកសាយយ៉ាងសកម្មនៅក្នុងតំបន់រាងជារង្វង់ដែលកំណត់ដោយឡាស៊ែរដែលសីតុណ្ហភាពល្អប្រសើរឡើងដល់ ៦៥ អង្សារសេ។ ផ្ទុយទៅវិញ ការលូតលាស់កោសិកាត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពធ្លាក់ចុះក្រោម 50°C រយៈពេល 10 វិនាទី។
រូបភាពជម្រៅអុបទិកនៃបាក់តេរី G. stearothermophilus រីកលូតលាស់បន្ទាប់ពីកំដៅឡាស៊ែរនៅពេលវេលាផ្សេងៗគ្នា (a) t = 0 នាទី, (b) 1 ម៉ោង 10 នាទី, (c) 2 ម៉ោង 20 នាទី, (ឃ) 3 ម៉ោង 20 នាទី ចេញពី 200 ដកស្រង់ចេញពីខ្សែភាពយន្តរយៈពេលមួយនាទី (ខ្សែភាពយន្ត M3 ដែលផ្តល់នៅក្នុងព័ត៌មានបន្ថែម) ដាក់លើផែនទីសីតុណ្ហភាពដែលត្រូវគ្នា។ ឡាស៊ែរបើកនៅពេល \(t=0\) ។ Isotherms ត្រូវបានបន្ថែមទៅរូបភាពអាំងតង់ស៊ីតេ។
ដើម្បីកំណត់បរិមាណបន្ថែមនៃការលូតលាស់កោសិកា និងការពឹងផ្អែករបស់វាទៅលើសីតុណ្ហភាព យើងបានវាស់ស្ទង់ការកើនឡើងនៃជីវម៉ាស់នៃអាណានិគមផ្សេងៗនៃបាក់តេរីដែលដាច់ដោយឡែកពីដំបូងនៅក្នុងទិដ្ឋភាព Movie M3 (រូបភាពទី 4)។ បាក់តេរីមេដែលបានជ្រើសរើសនៅពេលចាប់ផ្តើមនៃការបង្កើតអាណានិគមខ្នាតតូច (mCFU) ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព S6 ។ ការវាស់វែងម៉ាស់ស្ងួតត្រូវបានថតជាមួយនឹងកាមេរ៉ា CGM 48 ដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីគូសផែនទីការបែងចែកសីតុណ្ហភាព។ សមត្ថភាពរបស់ CGM ដើម្បីវាស់ទម្ងន់ស្ងួត និងសីតុណ្ហភាពគឺជាកម្លាំងរបស់ LA-HTM ។ ដូចដែលបានរំពឹងទុក សីតុណ្ហភាពខ្ពស់បណ្តាលឱ្យមានការលូតលាស់បាក់តេរីលឿនជាងមុន (រូបភាព 4a)។ ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងផែនការពាក់កណ្តាលកំណត់ហេតុក្នុងរូបទី 4b កំណើននៅសីតុណ្ហភាពទាំងអស់ធ្វើតាមកំណើនអិចស្ប៉ូណង់ស្យែល ដែលទិន្នន័យប្រើប្រាស់អនុគមន៍អិចស្ប៉ូណង់ស្យែល \(m={m}_{0}{10}^{t/\tau }+ {{ \mbox{cst}}}\), ដែល \(\tau {{{{{\rm{log }}}}}}2\) – ពេលវេលាបង្កើត (ឬពេលវេលាទ្វេដង), \( g =1/ \tau\) - អត្រាកំណើន (ចំនួននៃការបែងចែកក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា)។ នៅលើរូបភព។ 4c បង្ហាញពីអត្រាកំណើនរៀងៗខ្លួន និងពេលវេលាបង្កើតជាមុខងារនៃសីតុណ្ហភាព។ mCFUs ដែលកំពុងលូតលាស់លឿនត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយការតិត្ថិភាពនៃការលូតលាស់បន្ទាប់ពីពីរម៉ោងដែលជាអាកប្បកិរិយារំពឹងទុកដោយសារតែដង់ស៊ីតេបាក់តេរីខ្ពស់ (ស្រដៀងទៅនឹងដំណាក់កាលស្ថានីនៅក្នុងវប្បធម៌រាវបុរាណ)។ រូបរាងទូទៅ \(g\left(T\right)\) (រូបភាព 4c) ត្រូវគ្នាទៅនឹងខ្សែកោងពីរដំណាក់កាលដែលរំពឹងទុកសម្រាប់ G. stearothermophilus ជាមួយនឹងអត្រាកំណើនដ៏ល្អប្រសើរនៅជុំវិញ 60-65°C។ ផ្គូផ្គងទិន្នន័យដោយប្រើគំរូខា (រូបភាព S5)49 ដែល \(\left({{G}_{0}{;\;T}}_{{\min }};{T}_{{opt}} } ;{T}_{{\max}}\right)\) = (0.70 ± 0.2; 40 ± 4; 65 ± 1.6; 67 ± 3) °C ដែលយល់ស្របនឹងតម្លៃផ្សេងទៀតដែលបានលើកឡើងក្នុងអក្សរសិល្ប៍49។ ទោះបីជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពអាចផលិតឡើងវិញបានក៏ដោយ អត្រាកំណើនអតិបរមានៃ \({G}_{0}\) អាចប្រែប្រួលពីការពិសោធន៍មួយទៅការពិសោធន៍មួយផ្សេងទៀត (សូមមើលរូបភាព S7-S9 និងភាពយន្ត M4)។ ផ្ទុយទៅនឹងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសមល្មមនឹងសីតុណ្ហភាព ដែលគួរតែជាសកល អត្រាកំណើនអតិបរមាអាស្រ័យលើលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុក (ភាពអាចរកបាននៃសារធាតុចិញ្ចឹម កំហាប់អុកស៊ីសែន) នៅក្នុងធរណីមាត្រមីក្រូមាត្រដែលបានសង្កេត។
ការលូតលាស់អតិសុខុមប្រាណនៅសីតុណ្ហភាពផ្សេងៗ។ mCFU៖ អង្គភាពបង្កើតអាណានិគមខ្នាតតូច។ ទិន្នន័យដែលទទួលបានពីវីដេអូនៃបាក់តេរីតែមួយដែលកំពុងលូតលាស់នៅក្នុងជម្រាលសីតុណ្ហភាព (ភាពយន្ត M3)។ b ដូចគ្នានឹង (a) មាត្រដ្ឋានពាក់កណ្តាលលោការីត។ c អត្រាកំណើន\(\tau\) និងពេលវេលាបង្កើត\(g\) គណនាពីតំរែតំរង់លីនេអ៊ែរ (ខ)។ របារកំហុសផ្តេក៖ ជួរសីតុណ្ហភាពដែល mCFUs ពង្រីកទៅក្នុងវាលនៃទិដ្ឋភាពកំឡុងពេលលូតលាស់។ របារកំហុសបញ្ឈរ៖ កំហុសស្តង់ដារតំរែតំរង់លីនេអ៊ែរ។
បន្ថែមពីលើការលូតលាស់ធម្មតា ជួនកាលបាក់តេរីខ្លះអណ្តែតចូលទៅក្នុងទិដ្ឋភាពអំឡុងពេលកំដៅឡាស៊ែរ ដែលជាអាកប្បកិរិយារំពឹងទុកសម្រាប់បាក់តេរីដែលមាន flagella ។ ខ្សែភាពយន្ត M5 នៅក្នុងព័ត៌មានបន្ថែមបង្ហាញពីសកម្មភាពហែលទឹកបែបនេះ។ នៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ កាំរស្មីឡាស៊ែរឯកសណ្ឋានត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតជម្រាលសីតុណ្ហភាព ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព 1d, e និង S3 ។ រូបភាពទី 5 បង្ហាញពីលំដាប់រូបភាពពីរដែលបានជ្រើសរើសពីខ្សែភាពយន្ត M5 ដែលបង្ហាញថា បាក់តេរីមួយបង្ហាញចលនាទិសដៅ ខណៈពេលដែលបាក់តេរីផ្សេងទៀតទាំងអស់នៅតែមិនមានចលនា។
ស៊ុមពេលវេលាពីរ (a) និង (b) បង្ហាញពីការហែលទឹកនៃបាក់តេរីពីរផ្សេងគ្នាដែលសម្គាល់ដោយរង្វង់ចំនុច។ រូបភាពត្រូវបានដកស្រង់ចេញពីខ្សែភាពយន្ត M5 (ផ្តល់ជាសម្ភារៈបន្ថែម)។
ក្នុងករណី G. stearothermophilus ចលនាសកម្មនៃបាក់តេរី (រូបភាពទី 5) បានចាប់ផ្តើមពីរបីវិនាទីបន្ទាប់ពីពន្លឺឡាស៊ែរត្រូវបានបើក។ ការសង្កេតនេះសង្កត់ធ្ងន់លើការឆ្លើយតបជាបណ្ដោះអាសន្ននៃអតិសុខុមប្រាណ thermophilic នេះទៅនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព ដូចដែលបានសង្កេតរួចហើយដោយ Mora et al ។ ២៤. ប្រធានបទនៃចលនារបស់បាក់តេរី និងសូម្បីតែ thermotaxis អាចត្រូវបានរុករកបន្ថែមទៀតដោយប្រើ LA-HTM ។
ការហែលទឹកអតិសុខុមប្រាណមិនគួរត្រូវបានច្រឡំជាមួយនឹងប្រភេទផ្សេងទៀតនៃចលនារាងកាយដូចជា (i) ចលនា Brownian ដែលហាក់ដូចជាចលនាច្របូកច្របល់ដោយគ្មានទិសដៅច្បាស់លាស់ (ii) convection 50 និង thermophoresis 43 ដែលមាននៅក្នុងចលនាធម្មតាតាមសីតុណ្ហភាព។ ជម្រាល។
G. stearothermophilus ត្រូវបានគេស្គាល់ថាសម្រាប់សមត្ថភាពផលិត spores ធន់ទ្រាំខ្ពស់ (ការបង្កើត spore) នៅពេលដែលប៉ះពាល់នឹងលក្ខខណ្ឌបរិស្ថានអវិជ្ជមានជាការការពារមួយ។ នៅពេលដែលលក្ខខណ្ឌបរិស្ថានមានភាពអំណោយផលម្តងទៀត spores លូតលាស់ បង្កើតកោសិការស់ និងបន្តលូតលាស់ឡើងវិញ។ ទោះបីជាដំណើរការ sporulation/germination នេះត្រូវបានគេស្គាល់យ៉ាងច្បាស់ក៏ដោយ វាមិនដែលត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែងនោះទេ។ ដោយប្រើ LA-HTM យើងរាយការណ៍នៅទីនេះអំពីការសង្កេតដំបូងនៃព្រឹត្តិការណ៍ដំណុះនៅក្នុង G. stearothermophilus។
នៅលើរូបភព។ 6a បង្ហាញរូបភាព time-lapse នៃជម្រៅអុបទិក (OT) ដែលទទួលបានដោយប្រើ CGM នៃ 13 spores ។ សម្រាប់រយៈពេលនៃការប្រមូលទាំងមូល (15 ម៉ោង 6 នាទី, \(t=0\) - ការចាប់ផ្តើមនៃកំដៅឡាស៊ែរ) 4 ក្នុងចំណោម 13 spores បានដុះពន្លកនៅពេលវេលាបន្តបន្ទាប់គ្នា \(t = 2\) h, \( 3\ ) h \(10 \)', \(9\) h \(40\)' និង \(11\) h \(30\)' ។ ទោះបីជាមានតែព្រឹត្តិការណ៍មួយក្នុងចំណោមព្រឹត្តិការណ៍ទាំងនេះត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពទី 6 ក៏ដោយក៏ព្រឹត្តិការណ៍ដំណុះចំនួន 4 អាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងខ្សែភាពយន្ត M6 នៅក្នុងសម្ភារៈបន្ថែម។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍, ដំណុះហាក់ដូចជាចៃដន្យ: មិនមែន spores ទាំងអស់ពន្លកនិងមិនដុះក្នុងពេលតែមួយ, ទោះបីជាមានការផ្លាស់ប្តូរដូចគ្នានៅក្នុងលក្ខខណ្ឌបរិស្ថាន។
Time-lapse ដែលមានរូបភាព OT ចំនួន 8 (ការពន្លិចប្រេង, 60x, 1.25 NA objective) និង (b) ការវិវត្តនៃជីវម៉ាស់របស់ G. stearothermophilus aggregates។ c (b) គូរនៅលើមាត្រដ្ឋានពាក់កណ្តាលកំណត់ហេតុ ដើម្បីរំលេចនូវលីនេអ៊ែរនៃអត្រាកំណើន (បន្ទាត់ដាច់ៗ)។
នៅលើរូបភព។ 6b,c បង្ហាញជីវម៉ាសនៃចំនួនកោសិកាក្នុងទិដ្ឋភាពជាមុខងារនៃពេលវេលាក្នុងរយៈពេលទាំងមូលនៃការប្រមូលទិន្នន័យ។ ការពុកផុយយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃម៉ាស់ស្ងួតត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅ \(t=5\)h ក្នុងរូបភព។ 6b, c, ដោយសារតែការចេញនៃក្រឡាមួយចំនួនពីវាលនៃទិដ្ឋភាព។ អត្រាកំណើននៃព្រឹត្តិការណ៍ទាំងបួននេះគឺ \(0.77\pm 0.1\) h-1 ។ តម្លៃនេះគឺខ្ពស់ជាងអត្រាកំណើនដែលទាក់ទងនឹងរូបភាពទី 3. 3 និង 4 ដែលកោសិកាលូតលាស់ជាធម្មតា។ ហេតុផលសម្រាប់ការកើនឡើងអត្រាកំណើននៃ G. stearothermophilus ពី spores គឺមិនច្បាស់លាស់ ប៉ុន្តែការវាស់វែងទាំងនេះបង្ហាញពីចំណាប់អារម្មណ៍របស់ LA-HTM និងធ្វើការនៅកម្រិតកោសិកាតែមួយ (ឬនៅកម្រិត mCFU តែមួយ) ដើម្បីស្វែងយល់បន្ថែមអំពីសក្ដានុពលនៃជីវិតកោសិកា។ .
ដើម្បីបង្ហាញបន្ថែមទៀតនូវភាពបត់បែនរបស់ LA-HTM និងដំណើរការរបស់វានៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ យើងបានពិនិត្យមើលការលូតលាស់របស់ Sulfolobus shibatae ដែលជា hyperthermophilic acidophilic archaea ដែលមានសីតុណ្ហភាពលូតលាស់ល្អបំផុត 80°C51។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹង G. stearothermophilus, archaea ទាំងនេះក៏មាន morphology ខុសគ្នាខ្លាំងផងដែរ ដែលស្រដៀងទៅនឹង 1 micron spheres (cocci) ជាជាង rops elongated (bacilli)។
រូបភាពទី 7a មានរូបភាពជម្រៅអុបទិកជាបន្តបន្ទាប់នៃ S. shibatae mCFU ដែលទទួលបានដោយប្រើ CGM (សូមមើលខ្សែភាពយន្តលក្ខណៈ M7 នៅក្នុងសម្ភារៈបន្ថែម)។ mCFU នេះលូតលាស់នៅប្រហែល 73°C ក្រោមសីតុណ្ហភាពល្អបំផុត 80°C ប៉ុន្តែនៅក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពសម្រាប់ការលូតលាស់សកម្ម។ យើងបានសង្កេតឃើញព្រឹត្តិការណ៍ប្រេះស្រាំជាច្រើនដែលធ្វើឱ្យ mCFUs មើលទៅដូចជា micrograpes នៃ archaea បន្ទាប់ពីពីរបីម៉ោង។ ពីរូបភាព OT ទាំងនេះ ជីវម៉ាស់ mCFU ត្រូវបានវាស់វែងតាមពេលវេលា និងបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 7 ខ។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ S. shibatae mCFUs បានបង្ហាញពីកំណើនលីនេអ៊ែរជាជាងកំណើនអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលដែលឃើញជាមួយ G. stearothermophilus mCFUs ។ មានការពិភាក្សាជាយូរយារណាស់មកហើយ 52 អំពីលក្ខណៈនៃអត្រាកំណើនកោសិកា៖ ខណៈពេលដែលការសិក្សាខ្លះរាយការណ៍ពីអត្រាកំណើននៃអតិសុខុមប្រាណដែលសមាមាត្រទៅនឹងទំហំរបស់វា (ការលូតលាស់អិចស្ប៉ូណង់ស្យែល) ខ្លះទៀតបង្ហាញពីអត្រាថេរ (ការលូតលាស់លីនេអ៊ែរ ឬទ្វេ)។ ដូចដែលបានពន្យល់ដោយ Tzur et al.53 ការបែងចែករវាងកំណើនអិចស្ប៉ូណង់ស្យែល និង (ប៊ី) លីនេអ៊ែរ តម្រូវឱ្យមានភាពជាក់លាក់ <6% ក្នុងការវាស់វែងជីវម៉ាស់ ដែលវាហួសពីលទ្ធភាពសម្រាប់បច្ចេកទេស QPM ភាគច្រើន សូម្បីតែពាក់ព័ន្ធនឹង interferometry ក៏ដោយ។ ដូចដែលបានពន្យល់ដោយ Tzur et al.53 ការបែងចែករវាងកំណើនអិចស្ប៉ូណង់ស្យែល និង (ប៊ី) លីនេអ៊ែរ តម្រូវឱ្យមានភាពជាក់លាក់ <6% ក្នុងការវាស់វែងជីវម៉ាស់ ដែលវាហួសពីលទ្ធភាពសម្រាប់បច្ចេកទេស QPM ភាគច្រើន សូម្បីតែពាក់ព័ន្ធនឹង interferometry ក៏ដោយ។ Как объяснили Цур и др.53, различение экспоненциального и (би)линейного роста требует точохносвти < 6% недостижимо для большинства методов QPM, даже с использованием интерферометрии ។ ដូចដែលបានពន្យល់ដោយ Zur et al.53 ការបែងចែករវាងកំណើនអិចស្ប៉ូណង់ស្យែល និង (ប៊ី) លីនេអ៊ែរ តម្រូវឱ្យមានភាពត្រឹមត្រូវ <6% ក្នុងការវាស់វែងជីវម៉ាស់ ដែលមិនអាចទទួលបានសម្រាប់វិធីសាស្ត្រ QPM ភាគច្រើន សូម្បីតែការប្រើ interferometry ក៏ដោយ។ដូចដែលបានពន្យល់ដោយ Zur et al ។ 53, ការបែងចែករវាងការកើនឡើងអិចស្ប៉ូណង់ស្យែល និង (ប៊ី) លីនេអ៊ែរ តម្រូវឱ្យមានភាពត្រឹមត្រូវតិចជាង 6% ក្នុងការវាស់វែងជីវម៉ាស់ ដែលមិនអាចទទួលបានសម្រាប់វិធីសាស្ត្រ QPM ភាគច្រើន សូម្បីតែនៅពេលប្រើ interferometry ក៏ដោយ។ CGM សម្រេចបាននូវភាពត្រឹមត្រូវនេះជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវនៃ sub-pg ក្នុងការវាស់វែងជីវម៉ាស់36,48។
Time-lapse មានរូបភាព OT ចំនួន 6 (ការពន្លិចប្រេង, 60x, NA objective 1.25) និង (b) micro-CFU biomass evolution បានវាស់ដោយ CGM ។ មើលភាពយន្ត M7 សម្រាប់ព័ត៌មានបន្ថែម។
ការលូតលាស់លីនេអ៊ែរយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះរបស់ S. shibatae មិននឹកស្មានដល់ ហើយមិនទាន់ត្រូវបានគេរាយការណ៍នៅឡើយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការលូតលាស់អិចស្ប៉ូណង់ស្យែលត្រូវបានរំពឹងទុក យ៉ាងហោចណាស់ដោយសារតែយូរៗទៅ ការបែងចែកច្រើននៃ 2, 4, 8, 16 … ត្រូវតែកើតឡើង។ យើងបានសន្មត់ថា ការលូតលាស់លីនេអ៊ែរអាចបណ្តាលមកពីការរារាំងកោសិកា ដោយសារតែការវេចខ្ចប់កោសិកាក្រាស់ ដូចជាការលូតលាស់កោសិកាថយចុះ ហើយនៅទីបំផុតឈានដល់ស្ថានភាពស្ងប់ស្ងាត់នៅពេលដែលដង់ស៊ីតេកោសិកាខ្ពស់ពេក។
យើងបញ្ចប់ដោយការពិភាក្សាលើចំណុចចាប់អារម្មណ៍ចំនួនប្រាំដូចខាងក្រោម៖ ការកាត់បន្ថយបរិមាណកំដៅ ការកាត់បន្ថយនិចលភាពកម្ដៅ ការចាប់អារម្មណ៍លើភាគល្អិតណាណូមាស ការចាប់អារម្មណ៍លើមីក្រូទស្សន៍ដំណាក់កាលបរិមាណ និងជួរសីតុណ្ហភាពដែលអាចធ្វើទៅបានដែល LA-HTM អាចត្រូវបានប្រើ។
បើប្រៀបធៀបទៅនឹងកំដៅធន់ទ្រាំ កំដៅឡាស៊ែរដែលប្រើសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍ HTM ផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិជាច្រើន ដែលយើងបង្ហាញនៅក្នុងការសិក្សានេះ។ ជាពិសេសនៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយរាវនៅក្នុងទិដ្ឋភាពនៃមីក្រូទស្សន៍បរិមាណកំដៅត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងបរិមាណមួយចំនួន (10 μm) 3 ។ តាមរបៀបនេះ មានតែអតិសុខុមប្រាណដែលបានសង្កេតឃើញប៉ុណ្ណោះដែលសកម្ម ខណៈពេលដែលបាក់តេរីផ្សេងទៀតនៅស្ងៀម ហើយអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីសិក្សាបន្ថែមទៀតនូវគំរូ - វាមិនចាំបាច់ផ្លាស់ប្តូរគំរូរាល់ពេលដែលត្រូវការការត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពថ្មី។ លើសពីនេះ កំដៅមីក្រូមាត្រអនុញ្ញាតឱ្យពិនិត្យដោយផ្ទាល់នូវជួរដ៏ធំនៃសីតុណ្ហភាព៖ រូបភាពទី 4c ត្រូវបានទទួលពីភាពយន្តរយៈពេល 3 ម៉ោង (Movie M3) ដែលជាធម្មតាតម្រូវឱ្យមានការរៀបចំ និងការពិនិត្យលើគំរូជាច្រើន – មួយសម្រាប់គំរូនីមួយៗដែលកំពុងសិក្សា។ y គឺជាសីតុណ្ហភាពតំណាងឱ្យចំនួនថ្ងៃនៅក្នុងការពិសោធន៍។ ការកាត់បន្ថយបរិមាណកំដៅក៏រក្សាសមាសធាតុអុបទិកជុំវិញទាំងអស់នៃមីក្រូទស្សន៍ ជាពិសេសកញ្ចក់វត្ថុបំណងនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ដែលជាបញ្ហាចម្បងដែលសហគមន៍ប្រឈមមុខរហូតមកដល់ពេលនេះ។ LA-HTM អាចប្រើបានជាមួយកែវថតណាមួយ រួមទាំងកញ្ចក់ដាក់បញ្ចូលប្រេង ហើយនឹងនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ទោះបីជាមានសីតុណ្ហភាពខ្លាំងនៅក្នុងទិដ្ឋភាពក៏ដោយ។ ការកំណត់សំខាន់នៃវិធីសាស្ត្រកំដៅឡាស៊ែរដែលយើងរាយការណ៍នៅក្នុងការសិក្សានេះគឺកោសិកាដែលមិនជាប់ ឬអណ្តែតអាចនៅឆ្ងាយពីទិដ្ឋភាព និងពិបាកសិក្សា។ ដំណោះស្រាយអាចប្រើកែវពង្រីកទាប ដើម្បីសម្រេចបាននូវការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពធំជាងពីរបីរយមីក្រូ។ ការប្រុងប្រយ័ត្ននេះត្រូវបានអមដោយការថយចុះនៃដំណោះស្រាយទំហំ ប៉ុន្តែប្រសិនបើគោលដៅគឺដើម្បីសិក្សាពីចលនារបស់អតិសុខុមប្រាណនោះ ដំណោះស្រាយទំហំខ្ពស់មិនត្រូវបានទាមទារទេ។
មាត្រដ្ឋានពេលវេលាសម្រាប់កំដៅ (និងត្រជាក់) ប្រព័ន្ធ \({{{{{\rm{\tau }}}}}}}_{{{\mbox{D}}}}\) អាស្រ័យលើទំហំរបស់វា , យោងតាមច្បាប់ \({{{({\rm{\tau }}}}}}}_{{{\mbox{D}}}}}={L}^{2}/D\) ដែល \ (L\) គឺជាទំហំលក្ខណៈនៃប្រភពកំដៅ (អង្កត់ផ្ចិតនៃកាំរស្មីឡាស៊ែរនៅក្នុងការសិក្សារបស់យើងគឺ \(L\ ប្រហែល 100\) μm), \(D\) គឺជាភាពសាយភាយកម្ដៅនៃបរិស្ថាន (ជាមធ្យមនៅក្នុងរបស់យើង ករណី កញ្ចក់ និងទឹក អត្រាសាយភាយ\(D\ប្រហែល 2\ ដង {10}^{-7}\) m2/s) ដូច្នេះ ក្នុងការសិក្សានេះ ពេលវេលាឆ្លើយតបនៃលំដាប់ 50 ms ពោលគឺ quasi-instantaneous។ ការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពអាចត្រូវបានរំពឹងទុក ការបង្កើតការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពភ្លាមៗនេះមិនត្រឹមតែធ្វើឱ្យរយៈពេលនៃការពិសោធន៍ខ្លីប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងអនុញ្ញាតឱ្យកំណត់ពេលវេលាច្បាស់លាស់ \(t=0\) សម្រាប់ការសិក្សាថាមវន្តនៃឥទ្ធិពលសីតុណ្ហភាពណាមួយ។
វិធីសាស្រ្តដែលបានស្នើឡើងរបស់យើងគឺអាចអនុវត្តបានចំពោះស្រទាប់ខាងក្រោមដែលស្រូបយកពន្លឺណាមួយ (ឧទាហរណ៍ គំរូពាណិជ្ជកម្មជាមួយថ្នាំកូត ITO)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាគល្អិតណាណូមាសអាចផ្តល់នូវការស្រូបយកខ្ពស់នៅក្នុងអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ និងការស្រូបចូលទាបក្នុងជួរដែលអាចមើលឃើញ ដែលជាលក្ខណៈចុងក្រោយដែលចាប់អារម្មណ៍សម្រាប់ការសង្កេតអុបទិកប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពក្នុងជួរដែលអាចមើលឃើញ ជាពិសេសនៅពេលប្រើហ្វ្លុយអូរីស។ លើសពីនេះ មាសមានភាពឆបគ្នានឹងជីវគីមី ដង់ស៊ីតេអុបទិកអាចលៃតម្រូវបានពី 530 nm ទៅជិតអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ហើយការរៀបចំគំរូគឺសាមញ្ញ និងសន្សំសំចៃ29។
មីក្រូទស្សន៍រលកឆ្លងកាត់ (CGM) អនុញ្ញាតឱ្យមិនត្រឹមតែការធ្វើផែនទីសីតុណ្ហភាពនៅមីក្រូមាត្រប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏មានការត្រួតពិនិត្យជីវម៉ាស់ផងដែរ ដែលធ្វើឱ្យវាមានប្រយោជន៍ជាពិសេស (ប្រសិនបើមិនចាំបាច់) រួមផ្សំជាមួយ LA-HTM ។ ក្នុងរយៈពេលមួយទស្សវត្សកន្លងមកនេះ បច្ចេកទេសមីក្រូទស្សន៍សីតុណ្ហភាពផ្សេងទៀតត្រូវបានបង្កើតឡើង ជាពិសេសក្នុងវិស័យជីវរូបភាព ហើយភាគច្រើននៃពួកគេតម្រូវឱ្យប្រើប្រាស់ឧបករណ៍វាស់សីតុណ្ហភាព fluorescent ដែលងាយនឹងប្រតិកម្ម54,55។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្រ្តទាំងនេះត្រូវបានគេរិះគន់ ហើយរបាយការណ៍មួយចំនួនបានវាស់ស្ទង់ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពមិនប្រាកដប្រជានៅក្នុងកោសិកា ប្រហែលជាដោយសារតែ fluorescence អាស្រ័យលើកត្តាជាច្រើនក្រៅពីសីតុណ្ហភាព។ លើសពីនេះទៀតការស៊ើបអង្កេត fluorescent ភាគច្រើនមិនស្ថិតស្ថេរនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ដូច្នេះ QPM និងជាពិសេស CGM តំណាងឱ្យបច្ចេកទេសមីក្រូទស្សន៍សីតុណ្ហភាពដ៏ល្អសម្រាប់សិក្សាជីវិតនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍អុបទិក។
ការសិក្សារបស់ S. shibatae ដែលរស់នៅបានល្អបំផុតនៅសីតុណ្ហភាព 80°C បង្ហាញថា LA-HTM អាចត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីសិក្សា hyperthermophiles មិនត្រឹមតែ thermophiles ធម្មតាប៉ុណ្ណោះទេ។ ជាគោលការណ៍ គ្មានដែនកំណត់ចំពោះជួរសីតុណ្ហភាពដែលអាចឈានដល់ដោយប្រើ LA-HTM ហើយសូម្បីតែសីតុណ្ហភាពលើសពី 100°C ក៏អាចឈានដល់សម្ពាធបរិយាកាសដោយមិនឆ្អិន ដូចដែលបានបង្ហាញដោយក្រុម 38 របស់យើងនៅក្នុងកម្មវិធីគីមីវិទ្យា hydrothermal នៅបរិយាកាស។ សម្ពាធ A. ឡាស៊ែរមួយត្រូវបានប្រើសម្រាប់កំដៅភាគល្អិតណាណូមាស 40 តាមរបៀបដូចគ្នា។ ដូច្នេះ LA-HTM មានសក្តានុពលក្នុងការប្រើដើម្បីសង្កេតមើល hyperthermophiles ដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនមកជាមួយនឹងមីក្រូទស្សន៍អុបទិកដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារ (ពោលគឺស្ថិតនៅក្រោមភាពតានតឹងផ្នែកបរិស្ថាន)។
ការពិសោធន៍ទាំងអស់ត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍ដែលផលិតនៅផ្ទះ រួមទាំងការបំភ្លឺKöhler (ជាមួយ LED, M625L3, Thorlabs, 700 mW) ប្រដាប់ដាក់គំរូជាមួយនឹងចលនា xy ដោយដៃ គោលបំណង (Olympus, 60x, 0.7 NA, air, LUCPlanFLN60X ឬ 60x, 1.2) ។ , UPLFLN60XOI), កាមេរ៉ា CGM (QLSI cross grating, 39 µm pitch, 0.87 mm from Andor Zyla camera sensor) ដើម្បីផ្តល់នូវអាំងតង់ស៊ីតេ និងរូបភាពរលកខាងមុខ និងកាមេរ៉ា sCMOS (ORCA Flash 4.0 V3, របៀប 16-bit, ពី Hamamatsu) ដើម្បីថត ទិន្នន័យបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 5 (ការហែលទឹកបាក់តេរី)។ ឧបករណ៍បំបែកធ្នឹម dichroic គឺជាគែម BrightLine 749 nm (Semrock, FF749-SDi01) ។ តម្រងនៅខាងមុខកាមេរ៉ាគឺ 694 short pass filter (FF02-694/SP-25, Semrock)។ ឡាស៊ែរត្បូងកណ្តៀងទីតាញ៉ូម (Laser Verdi G10, 532 nm, 10 W, បូមធូលីឡាស៊ែរ រលកយក្សស៊ូណាមិ, Spectra-Physics នៅក្នុងរូបភាពទី 2-5, ជំនួសដោយ Millenia laser, Spectraphysics 10 W, បូមបែហោងធ្មែញឡាស៊ែរ Mira, Coherent, សម្រាប់រូបទី 2 -៥). 6 និង 7) ត្រូវបានកំណត់ទៅជារលកពន្លឺ \({{(\rm{\lambda }}}}}}=800\) nm ដែលត្រូវគ្នានឹងវិសាលគមប្លាស្មារ៉េសូណង់នៃភាគល្អិតណាណូមាស។ ម៉ូឌុលពន្លឺតាមលំហ (1920 × 1152 ភីកសែល) ត្រូវបានទិញពី Meadowlark Optics ហូឡូក្រាមត្រូវបានគណនាដោយប្រើក្បួនដោះស្រាយ Gerchberg-Saxton ដូចដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងតំណ 39 ។
Cross grating wavefront microscopy (CGM) គឺជាបច្ចេកទេសមីក្រូទស្សន៍អុបទិកដែលផ្អែកលើការបញ្ចូលគ្នានូវ grating diffraction grating ពីរវិមាត្រ (ដែលគេស្គាល់ថាជា cross grating) នៅចម្ងាយមួយមិល្លីម៉ែត្រពី sensor របស់កាមេរ៉ាធម្មតា។ ឧទាហរណ៏ទូទៅបំផុតនៃ CGM ដែលយើងបានប្រើក្នុងការសិក្សានេះត្រូវបានគេហៅថា 4-wavelength transverse shift interferometer (QLSI) ដែល cross-grating រួមមាន intensity/phase checkerboard pattern ដែលណែនាំ និងប៉ាតង់ដោយ Primot et al ។ ក្នុងឆ្នាំ 200034. បន្ទាត់ក្រឡាចត្រង្គបញ្ឈរ និងផ្ដេកបង្កើតស្រមោលដូចក្រឡាចត្រង្គនៅលើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយដែលអាចត្រូវបានដំណើរការជាលេខក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែងដើម្បីទទួលបានការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយរលកអុបទិក (ឬទម្រង់ដំណាក់កាលសមមូល) នៃពន្លឺឧបទ្ទវហេតុ។ នៅពេលប្រើលើមីក្រូទស្សន៍ កាមេរ៉ា CGM អាចបង្ហាញភាពខុសគ្នានៃផ្លូវអុបទិកនៃវត្ថុរូបភាព ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាជម្រៅអុបទិក (OT) ជាមួយនឹងភាពប្រែប្រួលតាមលំដាប់នៃ nanometers36 ។ នៅក្នុងការវាស់វែង CGM ណាមួយ ដើម្បីលុបបំបាត់ពិការភាពណាមួយនៅក្នុងសមាសធាតុអុបទិក ឬធ្នឹម រូបភាព OT យោងបឋមត្រូវតែត្រូវបានយក និងដកចេញពីរូបភាពបន្តបន្ទាប់ណាមួយ។
មីក្រូទស្សន៍សីតុណ្ហភាពត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើកាមេរ៉ា CGM ដូចដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងឯកសារយោង។ 32. សរុបមក កំដៅអង្គធាតុរាវផ្លាស់ប្តូរសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែររបស់វា បង្កើតឥទ្ធិពលកញ្ចក់កម្ដៅ ដែលបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយធ្នឹមឧប្បត្តិហេតុ។ ការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយរលកនេះត្រូវបានវាស់ដោយ CGM និងដំណើរការដោយប្រើក្បួនដោះស្រាយ deconvolution ដើម្បីទទួលបានការចែកចាយសីតុណ្ហភាពបីវិមាត្រនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុករាវ។ ប្រសិនបើភាគល្អិតណាណូមាសត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នានៅទូទាំងគំរូនោះ ការគូសផែនទីសីតុណ្ហភាពអាចត្រូវបានធ្វើនៅក្នុងតំបន់ដែលគ្មានបាក់តេរី ដើម្បីបង្កើតរូបភាពកាន់តែប្រសើរ ដែលជាអ្វីដែលពេលខ្លះយើងធ្វើ។ រូបភាព CGM យោងត្រូវបានទទួលដោយគ្មានកំដៅ (ដោយឡាស៊ែរបិទ) ហើយត្រូវបានថតជាបន្តបន្ទាប់នៅទីតាំងដូចគ្នាក្នុងរូបភាពដោយប្រើឡាស៊ែរ។
ការវាស់វែងម៉ាស់ស្ងួតត្រូវបានសម្រេចដោយប្រើកាមេរ៉ា CGM ដូចគ្នាដែលប្រើសម្រាប់រូបភាពសីតុណ្ហភាព។ រូបភាពយោង CGM ត្រូវបានទទួលដោយការផ្លាស់ប្តូរគំរូយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុង x និង y កំឡុងពេលការប៉ះពាល់ជាមធ្យោបាយនៃមធ្យមភាពមិនដូចគ្នានៅក្នុង OT ដោយសារតែវត្តមានរបស់បាក់តេរី។ ពីរូបភាព OT នៃបាក់តេរី ជីវម៉ាសរបស់ពួកវាត្រូវបានទទួលដោយប្រើបណ្តុំនៃរូបភាពនៅលើតំបន់ដែលបានជ្រើសរើសដោយប្រើក្បួនដោះស្រាយការបែងចែកដែលផលិតដោយ Matlab (សូមមើលផ្នែករង "លេខកូដលេខ") តាមនីតិវិធីដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងឯកសារយោង។ 48. សរុបមក យើងប្រើទំនាក់ទំនង \(m={\alpha}^{-1}\iint {{\mbox{OT}}}\left(x,y\right){{\mbox{d}} } x{{\mbox{d}}}y\) ដែល \({{\mbox{OT}}}\left(x,y\right)\) ជារូបភាពជំរៅអុបទិក \(m\) គឺ ទំងន់ស្ងួត និង \({{{{{\rm{\alpha }}}}}}\) គឺជាថេរ។ យើងបានជ្រើសរើស \({{{{\rm{\alpha))))))=0.18\) µm3/pg ដែលជាចំនួនថេរធម្មតាសម្រាប់កោសិការស់នៅ។
គម្របរអិលដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 25 មីលីម៉ែត្រ និងកម្រាស់ 150 µm ស្រោបដោយសារធាតុណាណូមាសត្រូវបានដាក់ចូលទៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះ AttofluorTM (Thermofisher) ដែលមានភាគល្អិតណាណូមាសប្រឈមមុខ។ Geobacillus stearothermophilus ត្រូវបានគេចិញ្ចឹមទុកជាមុនពេញមួយយប់ក្នុងកម្រិតមធ្យម LB (200 rpm, 60°C) មុនពេលថ្ងៃនៃការពិសោធន៍នីមួយៗ។ ការធ្លាក់ចុះនៃ 5 µl នៃការព្យួរ G. stearothermophilus ដែលមានដង់ស៊ីតេអុបទិក (OD) ពី 0.3 ទៅ 0.5 ត្រូវបានដាក់នៅលើគម្របរអិលជាមួយនឹងភាគល្អិតណាណូមាស។ បន្ទាប់មកគម្របមូលមួយរអិល 18 មីលីម៉ែត្រដែលមានរន្ធ 5 មីលីម៉ែត្រនៅចំកណ្តាលត្រូវបានទម្លាក់ទៅលើដំណក់ ហើយការព្យួរបាក់តេរី 5 μlដែលមានដង់ស៊ីតេអុបទិកដូចគ្នាត្រូវបានអនុវត្តម្តងហើយម្តងទៀតទៅកណ្តាលរន្ធ។ អណ្តូងនៅលើគម្របត្រូវបានរៀបចំដោយអនុលោមតាមនីតិវិធីដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងឯកសារយោង។ 45 (សូមមើលពត៌មានបន្ថែមសម្រាប់ព័ត៌មានបន្ថែម)។ បន្ទាប់មកបន្ថែម 1 មីលីលីត្រនៃ LB មធ្យមទៅគម្របដើម្បីការពារស្រទាប់រាវមិនឱ្យស្ងួត។ គម្របចុងក្រោយត្រូវបានដាក់នៅលើគម្របបិទជិតនៃអង្គជំនុំជម្រះ Attofluor™ ដើម្បីការពារការហួតរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុកអំឡុងពេលភ្ញាស់។ សម្រាប់ការពិសោធន៍ដំណុះ យើងបានប្រើស្ព័រ ដែលបន្ទាប់ពីការពិសោធន៍ធម្មតា ជួនកាលគ្របលើគម្របកំពូល។ វិធីសាស្រ្តស្រដៀងគ្នានេះត្រូវបានគេប្រើដើម្បីទទួលបាន Sulfolobus shibatae ។ បីថ្ងៃ (200 rpm, 75 ° C) នៃការដាំដុះបឋមនៃ Thiobacillus serrata ត្រូវបានអនុវត្តក្នុងកម្រិតមធ្យម 182 (DSMZ) ។
គំរូនៃភាគល្អិតណាណូមាសត្រូវបានរៀបចំដោយ micellar block copolymer lithography ។ ដំណើរការនេះត្រូវបានពិពណ៌នាលម្អិតនៅក្នុងជំពូក។ 60. និយាយដោយសង្ខេប មីសែលដែលរុំព័ទ្ធដោយអ៊ីយ៉ុងមាសត្រូវបានសំយោគដោយការលាយកូប៉ូលីម័រជាមួយ HAuCl4 ក្នុងតូលូអ៊ីន។ បន្ទាប់មកគម្របដែលបានសម្អាតត្រូវបានជ្រមុជក្នុងសូលុយស្យុង និងព្យាបាលដោយការវិទ្យុសកម្មកាំរស្មី UV ក្នុងវត្តមានភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយដើម្បីទទួលបានគ្រាប់មាស។ ទីបំផុតគ្រាប់ពូជមាសត្រូវបានដាំដុះដោយការទាក់ទងគម្របជាមួយនឹងដំណោះស្រាយ aqueous នៃ KAuCl4 និង ethanolamine រយៈពេល 16 នាទី ដែលបណ្តាលឱ្យមានការរៀបចំមិនទៀងទាត់ និងឯកសណ្ឋាននៃភាគល្អិតណាណូមាសដែលមិនមែនជាស្វ៊ែរនៅក្នុងអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិត។
ដើម្បីបំប្លែង interferograms ទៅជារូបភាព OT យើងបានប្រើក្បួនដោះស្រាយ homemade ដូចដែលបានរៀបរាប់លម្អិតនៅក្នុងតំណភ្ជាប់។ 33 និងអាចរកបានជាកញ្ចប់ Matlab នៅក្នុងឃ្លាំងសាធារណៈខាងក្រោម៖ https://github.com/baffou/CGMprocess ។ កញ្ចប់អាចគណនាអាំងតង់ស៊ីតេ និងរូបភាព OT ដោយផ្អែកលើ interferograms ដែលបានកត់ត្រា (រួមទាំងរូបភាពយោង) និងចម្ងាយអារេកាមេរ៉ា។
ដើម្បីគណនាលំនាំដំណាក់កាលដែលបានអនុវត្តចំពោះ SLM ដើម្បីទទួលបានទម្រង់សីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យ យើងបានប្រើក្បួនដោះស្រាយដែលបានបង្កើតឡើងពីមុន 39,42 ដែលមាននៅក្នុងឃ្លាំងសាធារណៈខាងក្រោម៖ https://github.com/baffou/SLM_temperatureShaping ។ ការបញ្ចូលគឺជាវាលសីតុណ្ហភាពដែលចង់បាន ដែលអាចកំណត់ជាឌីជីថល ឬតាមរយៈរូបភាព monochrome bmp ។
ដើម្បីបែងចែកកោសិកា និងវាស់ទម្ងន់ស្ងួតរបស់វា យើងបានប្រើក្បួនដោះស្រាយ Matlab របស់យើងដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុងឃ្លាំងសាធារណៈខាងក្រោម៖ https://github.com/baffou/CGM_magicWandSegmentation ។ នៅលើរូបភាពនីមួយៗ អ្នកប្រើប្រាស់ត្រូវតែចុចលើបាក់តេរី ឬ mCFU ដែលចាប់អារម្មណ៍ កែតម្រូវភាពប្រែប្រួលនៃ wand និងបញ្ជាក់ការជ្រើសរើស។
សម្រាប់ព័ត៌មានបន្ថែមអំពីការរចនាការសិក្សា សូមមើលរបាយការណ៍ស្រាវជ្រាវធម្មជាតិអរូបីដែលភ្ជាប់ទៅអត្ថបទនេះ។
ទិន្នន័យគាំទ្រលទ្ធផលនៃការសិក្សានេះគឺអាចរកបានពីអ្នកនិពន្ធរៀងៗខ្លួនតាមការស្នើសុំសមហេតុផល។
កូដប្រភពដែលប្រើក្នុងការសិក្សានេះត្រូវបានរៀបរាប់លម្អិតនៅក្នុងផ្នែក Methods ហើយកំណែបំបាត់កំហុសអាចទាញយកបានពី https://github.com/baffou/ នៅក្នុងឃ្លាំងខាងក្រោម៖ SLM_temperatureShaping, CGMprocess, និង CGM_magicWandSegmentation។
Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK Insight into the thermophiles and their wide-spectrum applications. Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK Insight into the thermophiles and their wide-spectrum applications.Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. and Sharma, AK ទិដ្ឋភាពទូទៅនៃ thermophiles និងកម្មវិធីធំទូលាយរបស់ពួកគេ។ 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. និង Sharma AK ការយល់ដឹងយ៉ាងស៊ីជម្រៅអំពី thermophiles និងកម្មវិធីដ៏ធំទូលាយមួយ។3 ជីវបច្ចេកវិទ្យា 6, 81 (2016) ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី 26-09-2022