په لوړه تودوخه کې ژوند په ویټرو کې د لیزر ګرم شوي سرو زرو نانو ذراتو سره لیدل کیږي

د Nature.com لیدلو لپاره مننه. د براوزر نسخه چې تاسو یې کاروئ محدود CSS ملاتړ لري. د غوره تجربې لپاره، موږ وړاندیز کوو چې تاسو یو تازه شوی براوزر وکاروئ (یا په انټرنیټ اکسپلورر کې د مطابقت حالت غیر فعال کړئ). په ورته وخت کې، د دوامداره ملاتړ ډاډ ترلاسه کولو لپاره، موږ به سایټ پرته له سټایلونو او جاواسکریپټ وړاندې کړو.
ترموفیلس هغه مایکرو ارګانیزمونه دي چې په لوړه تودوخه کې وده کوي. د دوی مطالعه کولی شي ارزښتناکه معلومات چمتو کړي چې ژوند څنګه د سختو شرایطو سره سمون لري. په هرصورت، دا ستونزمنه ده چې د دودیزو نظری مایکروسکوپونو سره د تودوخې لوړ شرایط ترلاسه کړئ. د محلي مقاومت لرونکي بریښنا تودوخې پراساس ډیری کور جوړ شوي حلونه وړاندیز شوي ، مګر هیڅ ساده سوداګریز حل شتون نلري. پدې مقاله کې ، موږ د مایکروسکوپ ساحې لید کې د مایکرو اسکیل لیزر تودوخې مفهوم معرفي کوو ترڅو د تودوخې مطالعې لپاره لوړه تودوخه چمتو کړي پداسې حال کې چې د کارونکي چاپیریال نرم ساتي. د معتدل لیزر شدت کې د مایکرو پیمانه تودوخه د سرو زرو نانو پارټیکل لیپت شوي سبسټریټ په کارولو سره د بایو مطابقت وړ او موثر ر lightا جذبونکي په توګه ترلاسه کیدی شي. د مایکرو سکیل مایع حرکت احتمالي اغیزې، د حجرو ساتل، او سینټرفیوګل ترموفورټیک حرکت بحث کیږي. دا طریقه په دوه ډولونو کې ښودل شوې: (i) جیوباسیلس سټیروترموفیلس، یو فعال ترموفیلیک باکتریا چې شاوخوا 65 درجې سانتي ګراد کې بیا تولیدوي، کوم چې موږ د مایکرو پیمانه تودوخې لاندې د ټوکیدنې، ودې او لامبو لیدل لیدلي؛ (ii) Thiobacillus sp.، په غوره توګه د هایپرترموفیلیک لرغونی آثار. په 80 درجو کې دا کار د عصري او ارزانه مایکروسکوپي وسیلو په کارولو سره د ترموفیلیک مایکروجنیزمونو ساده او خوندي مشاهدې لپاره لاره هواره کوي.
په ملیاردونو کلونو کې، په ځمکه کې ژوند د چاپیریال د پراخو شرایطو سره د تطبیق لپاره وده کړې چې ځینې وختونه زموږ د انساني لید څخه خورا سخت ګڼل کیږي. په ځانګړې توګه، ځینې ترموفیلیک مایکرو ارګانیزمونه (باکتریا، ارچیا، فنګسي) چې د تودوخې په نوم یادیږي د تودوخې درجه له 45 درجو څخه تر 122 درجو C1، 2، 3، 4 پورې وده کوي. ترموفیلونه په مختلفو ایکوسیستمونو کې ژوند کوي، لکه د ژور سمندر د هایدروترمل وینډوز، تودوخې جریان. یا آتش فشاني سیمې. د دوی څیړنې په تیرو څو لسیزو کې د لږترلږه دوه دلیلونو لپاره خورا لیوالتیا رامینځته کړې. لومړی، موږ کولی شو له دوی څخه زده کړو، د بیلګې په توګه، څنګه ترموفیلس 5، 6، انزایم 7، 8 او 9 جھلی په دومره لوړه تودوخه کې ثبات لري، یا څنګه ترماموفیل کولی شي د وړانګو د لوړې کچې سره مقاومت وکړي. دوهم، دوی د ډیرو مهمو بایو ټیکنالوژیکي غوښتنلیکونو اساس دي لکه د سونګ تولید 13,14,15,16، کیمیاوي ترکیب (ډایهایډرو، الکولي، میتان، امینو اسیدونه، او نور) 17، بایومینینګ 18 او د تودوخې وړ بایوکاټالیسټس7،11، 13. په ځانګړې توګه، اوس مهال پیژندل شوی پولیمیریز چین عکس العمل (PCR)19 یو انزایم (Taq پولیمیریز) لري چې د ترموفیلیک باکتریوم Thermus aquaticus څخه جلا شوی، یو له لومړنیو ترموفیلونو څخه دی چې کشف شوی.
په هرصورت، د ترموفیلز مطالعه اسانه کار نه دی او په هیڅ بیولوژیکي لابراتوار کې نشي اصلاح کیدی. په ځانګړې توګه، ژوندی ترموفیلونه د معیاري رڼا مایکروسکوپ سره په ویټرو کې نه لیدل کیږي، حتی په سوداګریزه توګه د تودوخې خونو سره چې معمولا د تودوخې درجه د 40 درجو څخه ټیټ وي. د 1990 لسیزې راهیسې، یوازې یو څو څیړونکو ډلو ځانونه د لوړ تودوخې مایکروسکوپي (HTM) سیسټمونو معرفي کولو ته وقف کړي دي. په 1994 کې Glukh et al. د تودوخې / یخ کولو خونه د پیلټیر حجرې کارولو پراساس رامینځته شوې چې د انیروبیکیت 20 ساتلو لپاره تړل شوي مستطیل کیپلیرونو تودوخې کنټرولوي. وسیله تر 100 ° C پورې د 2 ° C/s په کچه تودوخه کیدی شي، لیکوالانو ته اجازه ورکوي چې د هایپرترموفیلیک باکتریا ترموتوګا ماریټیما 21 حرکت مطالعه کړي. په 1999 کې Horn et al. یو ډیر ورته وسیله رامینځته شوې ، چې لاهم د تودوخې کیپلیرونو کارولو پراساس ده چې د سوداګریز مایکروسکوپي لپاره مناسبه ده ترڅو د حجرو ویش / پیوستون مطالعه کړي. د اوږدې مودې نسبي غیر فعالیت وروسته، د اغیزمن HTMs لټون په 2012 کې بیا پیل شو، په ځانګړې توګه د ویرت ګروپ لخوا د یو لړ کاغذونو په تړاو چې د هارن او ال لخوا اختراع شوي وسیله کارولې. پنځلس کاله وړاندې، د هایپرترموفیلس په ګډون د ډیری لرغونو آثارو حرکت، د تودوخې 23,24 په کارولو سره تر 100 درجو پورې د تودوخې درجه کې مطالعه شوې. دوی اصلي مایکروسکوپ هم بدل کړی ترڅو ګړندی تودوخه ترلاسه کړي (د ټاکل شوي تودوخې ته د رسیدو لپاره د 35 دقیقو پرځای څو دقیقې) او په مینځ کې د 2 سانتي مترو څخه ډیر د تودوخې لینر درجه ترلاسه کړي. دا د تودوخې تدریجي شکل ورکولو وسیله (TGFD) د بیولوژیکي پلوه اړونده فاصلو کې د تودوخې درجې کې د ډیری ترموفیلونو خوځښت مطالعه کولو لپاره کارول شوې 24, 25.
د تړل شوي کیپلیرونو تودوخه د ژوندی ترموفیلونو د لیدلو یوازینۍ لار نه ده. په 2012 کې، Kuwabara et al. د کور جوړ شوي ډیسپوزایبل پیریکس چیمبرونه د تودوخې مقاومت لرونکي چپکونکي سره مهر شوي (سوپر ایکس 2؛ سیمیډین ، جاپان) کارول شوي. نمونې په سوداګریز ډول شتون لرونکي شفاف تودوخې پلیټ کې ځای په ځای شوي (د مایکرو هیټ پلیټ ، کیتازاټو کارپوریشن ، جاپان) چې تر 110 درجو پورې د تودوخې وړتیا لري ، مګر په اصل کې د بایو امیج کولو لپاره ندي. لیکوالانو په 65 درجې سانتي ګراد کې د انیروبیک ترموفیلیک باکتریا (Thermosipho globiformans، دوه چنده وخت 24 دقیقې) اغیزمن ویش لیدلی. په 2020 کې، پلشین او نور. د سوداګریزو فلزي لوښو مؤثره تودوخه (AttofluorTM، Thermofisher) د کور د تودوخې دوه عناصرو په کارولو سره ښودل شوي: یو پوښ او مرحله (PCR ماشین الهام شوی ترتیب). دا اتحادیه د یونیفورم مایع تودوخې پایله کوي او د پوښ په ښکته کې د تبخیر او تودوخې مخه نیسي. د O-ring کارول د چاپیریال سره د ګازو تبادلې څخه مخنیوی کوي. دا HTM، چې د سلفوسکوپ په نوم یادیږي، د سلفولوبس اسیدوکلډیریوس په 75 درجې C27 کې د انځور کولو لپاره کارول شوی.
د دې ټولو سیسټمونو یو پیژندل شوی محدودیت د هوا اهدافو کارولو محدودیت و ، د تیلو هر ډول ډوبیدل د دومره لوړې تودوخې لپاره او د 1-mm ضخامت شفاف نمونو له لارې د عکس اخیستنې لپاره مناسب ندي. د دې ټولو سیسټمونو یو پیژندل شوی محدودیت د هوا اهدافو کارولو محدودیت و ، د تیلو هر ډول ډوبیدل د دومره لوړې تودوخې لپاره او د 1-mm ضخامت شفاف نمونو له لارې د عکس اخیستنې لپاره مناسب ندي. Общепризнанным недостатком всех этих систем было ограничение на использование воздушных объективов, поскольбективов, посех этих систем в масло не подходило для такой высокой температуры и для визуализации через прозрачные образцы толщиной > 1 د دې ټولو سیسټمونو یوه پیژندل شوې نیمګړتیا د هوا اهدافو کارولو محدودیت و ، ځکه چې د تیلو هیڅ ډوبول د دومره لوړې تودوخې لپاره او د شفاف نمونو له لارې د لید لپاره مناسب نه و> 1 ملی متره ضخامت.د厚的透明样品成像. د دې ټولو سیسټمونو یو پیژندل شوی محدودیت د هوا دننه شوي شیشې کارولو محدودیت دی ، ځکه چې د تیلو هر ډول ډوبول د شفاف نمونو عکس اخیستو لپاره مناسب نه دی> 1 ملی میتر ضخامت په دومره لوړه تودوخه کې. Общепризнанным недостатком всех этих систем является ограниченное использование воздушных объективов, любовективов сло непригодно для таких высоких температур и визуализации через прозрачные образцы толщиной >1 мм. د دې ټولو سیسټمونو یوه پیژندل شوې نیمګړتیا د هوا لینزونو محدود کارول دي، د تیلو هر ډول ډوبول د داسې لوړې تودوخې لپاره مناسب ندي او د شفاف نمونو له لارې لیدل کیږي> 1 ملي متره ضخامت.په دې وروستیو کې، دا محدودیت د Charles-Orzag et al لخوا پورته شوی. 28، چا داسې وسیله جوړه کړه چې نور د ګټو سیسټم شاوخوا تودوخه نه ورکوي، بلکه پخپله د پوښ ګلاس دننه، د ITO (انډیم-ټین آکسایډ) څخه جوړ شوي مقاومت لرونکي پتلي شفاف پرت پوښلي. پوښ د شفاف پرت له لارې د بریښنایی جریان په تیریدو سره تر 75 ° C پورې ګرم کیدی شي. په هرصورت، لیکوال باید لینز د هدف لپاره تودوخه کړي، مګر د 65 درجو څخه زیات نه وي، ترڅو زیان ونه رسوي.
دا کارونه ښیي چې د لوړ تودوخې موثر نظری مایکروسکوپي پراختیا په پراخه کچه نه ده منل شوې، ډیری وختونه د کور تجهیزاتو ته اړتیا لري، او ډیری وختونه د ځایي حل په لګښت ترلاسه کیږي، کوم چې یو جدي زیان دی چې د ترموفیلیک مایکروجنیزمونو څخه لوی نه وي. مایکرومیټر د حرارتي حجم کمول د HTM د دریو اصلي ستونزو د حل کولو کلیدي ده: ضعیف ځایي ریزولوشن ، لوړ حرارتي غیرت کله چې سیسټم تودوخه کوي ، او په خورا تودوخې کې د شاوخوا عناصرو زیانمن تودوخه (د ډوبیدو تیل ، هدف لینز… یا د کارونکي لاسونه). ).
پدې مقاله کې ، موږ د ترموفیل مشاهدې لپاره HTM معرفي کوو چې د مقاومت تودوخې پراساس ندي. پرځای یې، موږ د رڼا جذبونکي سبسټریټ لیزر شعاع په واسطه د مایکروسکوپ د لید ساحې محدوده سیمه کې ځایی تودوخه ترلاسه کړه. د تودوخې ویش د کمیتي پړاو مایکروسکوپي (QPM) په کارولو سره لیدل شوی. د دې طریقې اغیزمنتوب د جیوباسیلس سټیروترموفیلس لخوا ښودل شوی، یو حرکت لرونکی ترموفیلیک باکتریا چې په 65 درجې سانتي ګراد کې بیا تولیدوي او د دوه چنده کولو لنډ وخت لري (شاوخوا 20 دقیقې)، او سلفولوبس شیباټی، یو هایپرترموفیل چې په ښه توګه وده کوي (80 درجې سانتي ګراد) روښانه کول. د نورمال نقل اندازه او لامبو وهل د تودوخې د فعالیت په توګه لیدل شوي. دا لیزر HTM (LA-HTM) د پوښښ ضخامت یا د هدف نوعیت (هوا یا د تیلو ډوبیدو) پورې محدود ندي. دا اجازه ورکوي چې په بازار کې هر ډول لوړ ریزولوشن لینز وکارول شي. دا د تودوخې انارشیا له امله د ورو تودوخې سره هم مخ نه دی (په ملی ثانیه پیمانه سمدستي تودوخه ترلاسه کوي) او یوازې په سوداګریزه توګه موجود اجزا کاروي. د خوندیتوب یوازینۍ نوې اندیښنې د وسیلې دننه د ځواکمن لیزر بیمونو شتون پورې اړه لري (معمولا تر 100 میګاواټه پورې) او ممکن د سترګو له لارې ، کوم چې محافظتي چشمو ته اړتیا لري.
د LA-HTM اصول دا دی چې د لیزر څخه کار واخلئ ترڅو نمونه په سیمه ایز ډول د مایکروسکوپ د لید په ساحه کې تودوخه کړي (انځور 1a). د دې کولو لپاره، نمونه باید د رڼا جذب وي. د مناسب لیزر بریښنا کارولو لپاره (له 100 میګاواټه څخه کم)، موږ د مایع په واسطه د رڼا جذبولو باندې تکیه نه کوله، مګر په مصنوعي توګه د نمونې جذب د سرو زرو نانو ذراتو (Fig. 1c) سره د سبسټریټ پوښلو سره زیات کړ. د رڼا سره د سرو زرو نانو ذراتو تودوخه د تودوخې پلازمونیک ساحې لپاره بنسټیز اهمیت لري، د بایو میډیسن، نانو کیمیا یا د لمر د رڼا راټولولو کې د متوقع غوښتنلیکونو سره 29,30,31. په تیرو څو کلونو کې، موږ دا LA-HTM په فزیک، کیمیا او بیولوژي کې د حرارتي پلازما غوښتنلیکونو پورې اړوند څو مطالعاتو کې کارولی دی. د دې میتود اصلي ستونزه د وروستي تودوخې پروفایل ښودلو کې ده ، ځکه چې د تودوخې لوړه کچه د نمونې دننه د مایکرو سکیل سیمې پورې محدوده ده. موږ وښودله چې د تودوخې نقشه کول د څلور طول موج ټرانسورس شییر انټرفیرومیټر سره ترلاسه کیدی شي ، د دوه اړخیز توپیر ګریټس (د کراس ګریټس په نوم هم پیژندل کیږي) د کارولو پراساس د مقداري مرحلې مایکروسکوپي ساده ، لوړ ریزولوشن او خورا حساس میتود. 33,34,35,36. د دې تودوخې مایکروسکوپي تخنیک اعتبار ، د کراس شوي ګریټینګ ویو فرنټ مایکروسکوپي (CGM) پراساس ، په تیرو 37,38,39,40,41,42,43 لسیزو کې په لسګونو کاغذونو کې ښودل شوي.
د موازي لیزر تودوخې، شکل ورکولو او د تودوخې مایکروسکوپ نصبولو سکیم. b نمونه جیومیټری چې د AttofluorTM چیمبر لري چې د سرو زرو نانو ذراتو سره پوښل شوی پوښ لري. c نمونې ته نږدې وګورئ (نه اندازه کول). d د یونیفورم لیزر بیم پروفایل استازیتوب کوي او (e) د سرو زرو نانو پارټیکل نمونه الوتکه کې د تودوخې تعقیبي توزیع. f د یونیفورم لیزر بیم پروفایل دی چې د یونیفورم تودوخې تولید لپاره مناسب دی لکه څنګه چې په (g) کې ښودل شوي د تودوخې د تودوخې په پایله کې ښودل شوي. د پیمانه بار: 30 µm.
په ځانګړې توګه، موږ په دې وروستیو کې د LA-HTM او CGM سره د تی لرونکو حجرو تودوخه ترلاسه کړه او د 37-42 ° C په رینج کې د سیلولر تودوخې شاک غبرګونونه تعقیب کړل، د واحد ژوندي حجرو عکس العمل ته د دې تخنیک پلي کول ښیې. په هرصورت، په لوړه تودوخه کې د مایکرو ارګانیزمونو مطالعې لپاره د LA-HTM کارول غیر واضح ندي، ځکه چې دا د تی لرونکو حجرو په پرتله ډیر احتیاط ته اړتیا لري: لومړی، د منځنۍ درجې لاندې د لسګونو درجو (د څو درجو په پرتله) تودوخه کوي. د قوي عمودی تودوخې درجې ته. کولی شي د مایع کنفیکشن 44 رامینځته کړي کوم چې که په کلکه سره د سبسټریټ سره وصل نه وي ، د ناغوښتل شوي حرکت او د باکتریا ترکیب لامل کیدی شي. دا حرکت د مایع پرت ضخامت کمولو سره له مینځه وړل کیدی شي. د دې هدف لپاره، په ټولو تجربو کې چې لاندې وړاندې شوي، د باکتریایي تعلیق د دوو پوښونو ترمنځ نږدې 15 µm ضخامت په فلزي کپ کې ځای پرځای شوي (AttofluorTM, Thermofisher, Fig. 1b,c). په اصولو کې، د کنفیکشن مخنیوی کیدی شي که چیرې د مایع ضخامت د تودوخې لیزر د بیم اندازې څخه کوچنی وي. دوهم، په داسې محدود جیومیټري کې کار کول کولی شي د ایروبیک ارګانیزمونو ساه بنده کړي (انځور S2 وګورئ). دا ستونزه د هغه سبسټریټ په کارولو سره چې اکسیجن (یا کوم بل حیاتي ګاز) ته د ننوتلو وړ وي په کارولو سره مخنیوی کیدی شي ، په پوښلیپ کې دننه د هوا بلبلونو پریښودلو سره ، یا په پورتنۍ پوښلیپ کې د سوراخونو سوراخ کولو سره (وګورئ انځور. S1) 45. پدې څیړنه کې، موږ وروستی حل غوره کړ (شکل 1b او S1). په نهایت کې ، د لیزر تودوخې د تودوخې یونیفورم توزیع نه کوي. حتی د لیزر بیم په ورته شدت (Fig. 1d) کې، د تودوخې ویش یوشان نه دی، بلکه د تودوخې خپریدو له امله د ګاسیان ویش سره ورته دی (انځور 1e). کله چې هدف د بیولوژیکي سیسټمونو مطالعې لپاره د لید په ساحه کې دقیق تودوخې رامینځته کول وي ، غیر مساوي پروفایلونه مثالی ندي او د باکتریا ترموفوریتیک حرکت هم رامینځته کولی شي که چیرې دوی فرعي سټاټ ته غاړه نه ږدي (انځور S3 ، S4 وګورئ) 39. د دې لپاره، موږ د نمونې په الوتکه کې د حلقوي شکل (Fig. 1f) د شکل سره سم د انفراریډ لیزر بیم د شکل لپاره د ځایی رڼا ماډلیټر (SLM) څخه کار واخیست ترڅو په ورکړل شوي جیومیټریک ساحه کې د تودوخې یو بشپړ یوشان توزیع ترلاسه کړي، د حرارتي خپریدو سره سره (Fig. 1d) 39, 42, 46. په یوه فلزي لوښي (شکل 1b) کې د پورتنۍ پوښښ ځای ونیسئ ترڅو د منځني تبخیر مخه ونیول شي او لږترلږه د څو ورځو لپاره مشاهده کړئ. ځکه چې دا پورتنۍ پوښښ مهر نه دی شوی، اضافي منځنی په اسانۍ سره په هر وخت کې د اړتیا په صورت کې اضافه کیدی شي.
د روښانه کولو لپاره چې LA-HTM څنګه کار کوي او په ترموفیلیک څیړنه کې د هغې د تطبیق وړتیا څرګندوي، موږ د ایروبیک باکتریا جیوباکیلس سټیروترموفیلس مطالعه کړې، چې د 60-65 درجو په شاوخوا کې د ودې مطلوب تودوخه لري. باکتریا هم فلجیلا او د لامبو وړتیا لري، د نورمال سیلولر فعالیت بل شاخص چمتو کوي.
نمونې (انځور 1b) د یو ساعت لپاره په 60 درجې سانتي ګراد کې مخکې له مینځه وړل شوي او بیا د LA-HTM نمونې لرونکی کې کیښودل شوي. دا پری انکیوبیشن اختیاري دی، مګر بیا هم ګټور دی، د دوو دلیلونو لپاره: لومړی، کله چې لیزر فعال شي، دا د حجرو د سمدستي وده او ویش لامل کیږي (په اضافي موادو کې فلم M1 وګورئ). د پری انکیوبیشن پرته، د باکتریا وده معمولا د 40 دقیقو لخوا ځنډول کیږي هرکله چې په نمونه کې د لید نوې ساحه ګرمه شي. دوهم، د 1 ساعت دمخه انکیوبیشن د باکتریا پوښښ ته وده ورکړه، د حجرو د لید څخه مخنیوی کوي د لید ساحې څخه بهر د ترموفورسیس له امله کله چې لیزر فعال شو (په اضافي موادو کې فلم M2 وګورئ). Thermophoresis د تودوخې د درجې په اوږدو کې د ذراتو یا مالیکولونو حرکت دی، معمولا له ګرم څخه تر سړې پورې، او باکتریا هیڅ استثنا نه ده 43,47. دا ناغوښتل شوی تاثیر د SLM په کارولو سره د لیزر بیم شکل ورکولو او د تودوخې فلیټ توزیع ترلاسه کولو لپاره په ورکړل شوي ساحه کې له مینځه وړل کیږي.
په انځر. شکل 2 د تودوخې توزیع ښیي چې د CGM لخوا اندازه شوي د شیشې سبسټریټ د شعاع په واسطه ترلاسه کیږي چې د سرو زرو نانو ذراتو سره پوښل شوي د کنډول لیزر بیم سره (انځور 1f). د لیزر بیم لخوا پوښل شوې ټوله سیمه کې د تودوخې تودوخې توزیع لیدل شوې. دا زون 65 ° C ته ټاکل شوی و، د ودې غوره تودوخه. د دې سیمې څخه بهر، د تودوخې وکر په طبیعي ډول \(1/r\) ته راښکته کیږي (چیرې چې \(r\) د ریډیل همغږي ده).
د CGM اندازه کولو د تودوخې نقشه د کنډول لیزر بیم په کارولو سره ترلاسه شوې ترڅو د سرو زرو نانو ذراتو یو پرت روښانه کړي ترڅو په ګردي ساحه کې د تودوخې فلیټ پروفایل ترلاسه کړي. ب د تودوخې نقشه اسوترم (a). د لیزر بیم کنټور د خړ رنګه دایرې لخوا نمایش کیږي. تجربه دوه ځله تکرار شوه (اضافی توکي، شکل S4 وګورئ).
د باکتریایی حجرو وړتیا د LA-HTM په کارولو سره د څو ساعتونو لپاره څارل شوې. په انځر. 3 د 3 ساعتونو 20 دقیقو فلم څخه اخیستل شوي څلور عکسونو لپاره د وخت وقفه ښیې (د فلم M3، اضافي معلومات). باکتریا لیدل شوي چې په فعاله توګه د لیزر لخوا تعریف شوي د سرکلر ساحه کې وده کوي چیرې چې تودوخه غوره وه، 65 درجې ته نږدې. په مقابل کې، د حجرو وده د پام وړ کمه شوه کله چې د تودوخې درجه د 10 s لپاره د 50 درجو څخه ښکته شوه.
د G. سټیروترموفیلس باکتریا د نظری ژورتیا انځورونه چې په مختلفو وختونو کې د لیزر تودوخې وروسته وده کوي، (a) t = 0 دقیقې، (b) 1 h 10 دقیقې، (c) 2 h 20 دقیقې، (d) 3 h 20 دقیقې، 200 د یو دقیقو فلم څخه استخراج شوی (M3 فلم په اضافي معلوماتو کې چمتو شوی) د تودوخې په اړونده نقشه کې سپر شوی. لیزر په وخت بدلیږي \(t=0\). Isotherms د شدت عکس کې اضافه شوي.
د دې لپاره چې د حجرو وده او د تودوخې په اړه د هغې انحصار نور هم اندازه کړي، موږ د فلم M3 د لید ساحه کې د ابتدايي جلا شوي باکتریا د مختلفو کالونیو د بایوماس زیاتوالی اندازه کړ (4 شکل). اصلي باکتریا د مینی کالونی جوړونې واحد (mCFU) جوړیدو په پیل کې غوره شوي په S6 شکل کې ښودل شوي. وچ ډله ایز اندازه د CGM 48 کیمرې سره اخیستل شوې چې د تودوخې توزیع نقشه کولو لپاره کارول کیده. د وچ وزن او تودوخې اندازه کولو لپاره د CGM وړتیا د LA-HTM ځواک دی. لکه څنګه چې تمه کیده، د تودوخې لوړه تودوخه د بکتیریا د چټکې ودې لامل کیږي (انځور 4a). لکه څنګه چې په 4b شکل کې د سیمی لوګ پلاټ کې ښودل شوي، په ټولو تودوخې کې وده د کفایتي ودې تعقیبوي، چیرې چې ډاټا د اضافې فعالیت کاروي \(m={m}_{0}{10}^{t/\ tau}+ {{ \mbox{cst}}}، چیرته چې \(\tau {{{{\rm{log }}}}}}2\) – د نسل وخت (یا دوه برابره وخت)، \( g =1/ \ tau\) - د ودې کچه (په هر واحد وخت کې د ویشونو شمیر). په انځر. 4c د تودوخې د فعالیت په توګه د اړونده ودې کچه او د تولید وخت ښیي. ګړندی وده کونکی mCFUs د دوه ساعتونو وروسته د ودې سنتریت لخوا مشخص کیږي ، د لوړ باکتریایی کثافت له امله متوقع چلند (په کلاسیک مایع کلتورونو کې د سټینري مرحلې سره ورته). عمومي شکل \(g\left(T\right)\) (Fig. 4c) د G. stearothermophilus لپاره د اټکل شوي دوه مرحلې وکر سره مطابقت لري چې د 60-65 درجو په شاوخوا کې د غوره ودې کچه لري. د اصلي ماډل (شکل S5) 49 په کارولو سره ډاټا سره سمون کړئ چیرې چې \(\left({{G}_{0}{;\;T}}_{{\min }};{T}_{{opt}} ؛{T}_{{\max}}\right)\) = (0.70 ± 0.2؛ 40 ± 4؛ 65 ± 1.6؛ 67 ± 3) °C، چې په ادبياتو کې د نورو ارزښتونو سره په ښه توګه موافق دي. که څه هم د تودوخې پورې تړلي پیرامیټونه د بیا تولید وړ دي، د \({G}_{0}\) اعظمي ودې کچه ممکن له یوې تجربې څخه بلې ته توپیر ولري (د S7-S9 او فلم M4 ارقام وګورئ). د تودوخې د تنظیم کولو پیرامیټونو په مقابل کې، کوم چې باید نړیوال وي، د ودې اعظمي کچه د مایکرو سکیل جیومیټري کې د منځنۍ کچې (د غذايي موادو شتون، د اکسیجن غلظت) پورې اړه لري.
په مختلفو تودوخې کې د مایکروبیل وده. mCFU: د کوچنیو کالونیو جوړولو واحدونه. معلومات د یو واحد باکتریا د ویډیو څخه ترلاسه شوي چې د تودوخې په درجه کې وده کوي (M3 فلم). b ورته (a)، نیمه لوګاریتمیک پیمانه. c د ودې کچه\(\tau\) او د تولید وخت\(g\) له خطي انقباض (b) څخه محاسبه کیږي. افقي خطا بارونه: د تودوخې سلسله په کوم کې چې mCFUs د ودې په جریان کې د لید ساحې ته پراخ شوي. عمودی خطا بارونه: خطي ریګریشن معیاري تېروتنه.
د نورمال ودې سربیره، ځینې باکتریا ځینې وختونه د لیزر تودوخې په جریان کې لیدل کیږي، کوم چې د فلجیلا سره د باکتریا لپاره متوقع چلند دی. فلم M5 په اضافي معلوماتو کې دا ډول لامبو فعالیتونه ښیې. په دې تجربه کې، یونیفورم لیزر وړانګې د تودوخې د درجې جوړولو لپاره کارول شوي، لکه څنګه چې په 1d، e او S3 کې ښودل شوي. شکل 5 د M5 فلم څخه غوره شوي دوه عکس ترتیبونه ښیې چې یو باکتریا د سمت حرکت څرګندوي پداسې حال کې چې نور ټول باکتریا بې حرکته پاتې کیږي.
دوه وخت چوکاټونه (a) او (b) د دوه مختلف باکتریا لامبو ښیي چې د نقطو حلقو سره نښه شوي. انځورونه د M5 فلم څخه اخیستل شوي (د اضافي موادو په توګه چمتو شوي).
د G. stearothermophilus په حالت کې، د باکتریا فعاله حرکت (Fig. 5) د لیزر بیم له فعالیدو څو ثانیې وروسته پیل شو. دا مشاهده د تودوخې د زیاتوالي لپاره د دې ترموفیلیک مایکرو ارګانیزم لنډمهاله غبرګون ټینګار کوي، لکه څنګه چې مخکې د مورا او ال لخوا لیدل شوي. 24 . د باکتریا د حرکت موضوع او حتی ترموټیکس د LA-HTM په کارولو سره نور هم وپلټل کیدی شي.
د مایکروبیل لامبو وهل باید د فزیکي حرکت له نورو ډولونو سره مغشوش نه شي، یعنې (i) براونین حرکت، چې داسې ښکاري چې ګډوډ حرکت وي پرته له کوم مشخص لوري، (ii) کنویکشن 50 او ترموفورسیس 43، چې د تودوخې په اوږدو کې د حرکت په منظم ډول حرکت کوي. تدریجي
G. stearothermophilus د دې وړتیا لپاره پیژندل کیږي چې د لوړ مقاومت لرونکي تخمونو تولید کړي (د تخمونو جوړښت) کله چې د محافظت په توګه د منفي چاپیریال شرایطو سره مخ کیږي. کله چې د چاپیریال شرایط یو ځل بیا مناسب شي، تخمونه ټوکیږي، ژوندي حجرې جوړوي او وده بیا پیلوي. که څه هم دا د سپورولیشن / ټوکیدو پروسه ښه پیژندل شوې ده، دا هیڅکله په ریښتیني وخت کې نه ده لیدل شوې. د LA-HTM په کارولو سره، موږ دلته د G. stearothermophilus کې د ټوکیدنې پیښو لومړنۍ مشاهده راپور ورکوو.
په انځر. 6a د 13 spores د CGM سیټ په کارولو سره ترلاسه شوي د نظری ژوروالی (OT) د وخت تیریدو عکسونه ښیې. د راټولولو د ټول وخت لپاره (15 ساعته 6 دقیقې، \(t=0\) – د لیزر تودوخې پیل)، له 13 څخه 4 تخمونه ټوکیدلي، په پرله پسې وختونو کې \(t=2\) h، \(3\ )h \(10\)'، \(9\) h \(40\)' او \(11\) h \(30\)'. که څه هم د دغو پیښو څخه یوازې یوه په 6 شکل کې ښودل شوي، د 4 ټوکیدنې پیښې د M6 په فلم کې په اضافي موادو کې لیدل کیدی شي. په زړه پورې خبره دا ده چې ټوکیدنه تصادفي ښکاري: د چاپیریال شرایطو کې د ورته بدلونونو سره سره ټول تخمونه نه ټوکیږي او په ورته وخت کې نه ټوکیږي.
د وخت تیریدل چې د 8 OT عکسونو څخه مشتمل وي (د تیلو ډوبولو، 60x، 1.25 NA هدف) او (b) د جی سټیروترموفیلس مجموعو د بایوماس ارتقاء. c (b) په نیمه لوګو پیمانه رسم شوی ترڅو د ودې د اندازې خطاطي روښانه کړي (ډش شوي کرښه).
په انځر. 6b،c د معلوماتو راټولولو په ټوله دوره کې د وخت د فعالیت په توګه د لید په ساحه کې د حجرو نفوس بایوماس ښیې. په انځر کې په \(t=5\) ساعت کې د وچې ډله ګړندۍ تخریب لیدل کیږي. 6b، c، د لید له ساحې څخه د ځینو حجرو د وتلو له امله. د دې څلورو پیښو د ودې کچه \(0.77\pm 0.1\) h-1 ده. دا ارزښت د ودې د اندازې څخه لوړ دی چې د 3. 3 او 4 شکل سره تړاو لري، چیرې چې حجرې په نورمال ډول وده کوي. د سپورو څخه د G. stearothermophilus د زیاتوالي لامل روښانه نه دی، مګر دا اندازه کول د LA-HTM دلچسپي په ګوته کوي او د واحد حجرې په کچه (یا د واحد mCFU په کچه) کار کوي ترڅو د حجرو د ژوند متحرکاتو په اړه نور معلومات زده کړي. .
د دې لپاره چې د LA-HTM استقامت او په لوړه تودوخه کې د هغې فعالیت نور هم وښودل شي، موږ د سلفولوبس شیباټا وده معاینه کړه، یو هایپرترموفیلیک اسیدوفیلیک لرغونی اثار د 80 درجې C51 د غوره ودې تودوخې سره. د G. stearothermophilus په پرتله، دا لرغونتیا هم یو ډیر مختلف مورفولوژي لري، د 1 مایکرون ساحې (cocci) سره ورته والی لري نه د اوږد شوي ریښو (bacilli).
شکل 7a د S. shibatae mCFU د ترتیب شوي نظري ژورو انځورونو څخه جوړه ده چې د CGM په کارولو سره ترلاسه شوي (په اضافي موادو کې د M7 فیچر فلم وګورئ). دا mCFU د 73 درجو په شاوخوا کې وده کوي، د مطلوب تودوخې 80 درجې څخه ښکته، مګر د فعالې ودې لپاره د حرارت درجه کې دننه. موږ د انحراف ډیری پیښې ولیدلې چې mCFUs د څو ساعتونو وروسته د لرغونو مایکروګرافونو په څیر ښکاري. د دې OT انځورونو څخه، mCFU بایوماس د وخت په تیریدو سره اندازه شوی او په 7b شکل کې وړاندې شوی. په زړه پورې خبره دا ده چې S. shibatae mCFUs خطي وده ښودلې نه د اضطراري ودې په پرتله چې د G. stearothermophilus mCFUs سره لیدل کیږي. د حجرو د ودې د اندازې د نوعیت په اړه د اوږدې مودې بحث شتون لري: په داسې حال کې چې ځینې مطالعې د مایکروبونو د ودې کچه راپور ورکوي چې د دوی د اندازې سره متناسب وي (تعدیل وده)، نور یې ثابت نرخ ښیي (لینیر یا دوه اړخیزه وده). لکه څنګه چې د Tzur et al.53 لخوا تشریح شوي، د اضافې او (bi) خطي ودې ترمنځ توپیر د بایوماس اندازه کولو کې <6٪ دقیقیت ته اړتیا لري، کوم چې د ډیری QPM تخنیکونو لپاره د لاسرسي څخه بهر دی، حتی د مداخلې په شمول. لکه څنګه چې د Tzur et al.53 لخوا تشریح شوي، د اضافې او (bi) خطي ودې ترمنځ توپیر د بایوماس اندازه کولو کې <6٪ دقیقیت ته اړتیا لري، کوم چې د ډیری QPM تخنیکونو لپاره د لاسرسي څخه بهر دی، حتی د مداخلې په شمول. Как объяснили Цур и др.53، различение экспоненциального и (би)линейного роста требует точности <6% в измерениях бысмерениях бысодях бисмерениях, др льшинства методов QPM، даже с использованием интерферометрии. لکه څنګه چې د Zur et al.53 لخوا تشریح شوي، د اضافې او (bi) خطي ودې ترمنځ توپیر د بایوماس اندازه کولو کې <6٪ دقت ته اړتیا لري، کوم چې د ډیری QPM میتودونو لپاره ناشونی دی، حتی د انټرفیرومیټری په کارولو سره.لکه څنګه چې د Zur et al لخوا تشریح شوی. 53، د اضافې او (bi) خطي ودې ترمنځ توپیر د بایوماس اندازه کولو کې د 6٪ څخه کم دقت ته اړتیا لري، کوم چې د ډیری QPM میتودونو لپاره ناشونی دی، حتی کله چې انټرفیرومیټري کارول کیږي. CGM دا دقت د بایوماس اندازه 36,48 کې د فرعي pg دقت سره ترلاسه کوي.
د وخت تیریدل چې د 6 OT عکسونو څخه مشتمل وي (د تیلو ډوبولو، 60x، NA هدف 1.25) او (b) د مایکرو-CFU بایوماس ارتقاء د CGM سره اندازه شوې. د نورو معلوماتو لپاره فلم M7 وګورئ.
د S. shibatae په بشپړه توګه خطي وده غیر متوقع وه او تر اوسه راپور نه دی ورکړل شوی. په هرصورت، احتمالي وده تمه کیږي، لږترلږه ځکه چې د وخت په تیریدو سره، د 2، 4، 8، 16 … حجرو ډیری ویشونه باید واقع شي. موږ داسې انګیرله چې خطي وده ممکن د حجرو د بندیدو له امله وي چې د حجرو د کثافت له امله وي، لکه څنګه چې د حجرو وده ورو کیږي او بالاخره غیر فعال حالت ته رسیږي کله چې د حجرو کثافت خورا لوړ وي.
موږ په پایله کې د لاندې پنځو ګټو په اړه بحث کولو سره پای ته ورسیږو: د تودوخې حجم کمول، د تودوخې انارشیا کمول، د سرو زرو نانو ذراتو کې دلچسپي، د کمیتي مرحلې مایکروسکوپي کې دلچسپي، او د تودوخې احتمالي حد چې LA-HTM کارول کیدی شي.
د مقاومتي تودوخې په پرتله، د HTM پراختیا لپاره کارول شوي لیزر حرارت ډیری ګټې وړاندې کوي، کوم چې موږ پدې څیړنه کې تشریح کوو. په ځانګړې توګه، د مایکروسکوپ د لید په ساحه کې د مایع میډیا کې، د تودوخې حجم د څو (10 μm) 3 حجمونو کې ساتل کیږي. په دې توګه، یوازې لیدل شوي میکروبونه فعال دي، پداسې حال کې چې نور باکتریا غیر فعال دي او د نمونې د لا مطالعې لپاره کارول کیدی شي - هرکله چې د نوي تودوخې معاینه کولو ته اړتیا وي د نمونې بدلولو ته اړتیا نشته. برسېره پردې، د مایکرو سکیل تودوخې د تودوخې لوی سلسله مستقیم ازموینې ته اجازه ورکوي: شکل 4c د 3-ساعت فلم (M3 فلم) څخه ترلاسه شوی، کوم چې معمولا د څو نمونو چمتو کولو او ازموینې ته اړتیا لري - د مطالعې لاندې هرې نمونې لپاره یو. y د تودوخې درجه ده چې په تجربه کې د ورځو شمیر استازیتوب کوي. د تودوخې حجم کمول د مایکروسکوپ شاوخوا شاوخوا نظري اجزاوې په ځانګړي توګه د هدف لینز د خونې په تودوخې کې ساتي ، چې تر دې دمه د ټولنې لخوا ورسره مخ شوې لویه ستونزه وه. LA-HTM د تیلو ډوبولو لینزونو په ګډون د هر لینز سره کارول کیدی شي، او د خونې په حرارت کې به پاتې شي حتی د لید په ساحه کې د خورا تودوخې سره. د لیزر تودوخې میتود اصلي محدودیت چې موږ یې پدې څیړنه کې راپور ورکوو دا دی چې هغه حجرې چې پیروي نه کوي یا تیریږي ممکن د لید ساحې څخه لرې وي او مطالعه یې ستونزمن وي. یو حل دا کیدی شي چې د ټیټ میګنیفیکیشن لینزونو څخه کار واخیستل شي ترڅو د څو سوو مایکرون څخه ډیر د تودوخې لوی لوړوالی ترلاسه کړي. دا احتیاط د ځایی ریزولوشن د کمښت سره مل دی، مګر که هدف د مایکروجنیزمونو حرکت مطالعه وي، لوړ ځایی حل ته اړتیا نشته.
د سیسټم د تودوخې (او یخولو) لپاره د وخت پیمانه \({{{{\rm{\tau }}}}}}}}}}}} __{{{\mbox{D}}}}\) د هغې په اندازې پورې اړه لري، د قانون له مخې \({{{({\rm{\tau}}}}}}__{{{\mbox{D}}}}={L}^{2}/D\)، چیرته \ (L\) د تودوخې د سرچینې ځانګړتیا اندازه ده (زموږ په مطالعې کې د لیزر بیم قطر \(L\ شاوخوا 100\) μm دی)، \(D\) د چاپیریال تودوخې توپیر دی (په اوسط ډول زموږ قضیه، د شیشې او اوبو د خپریدو کچه\(D\ په اړه 2\fold {10}^{-7}\) m2/s). د تودوخې بدلون، تمه کیدی شي د تودوخې لوړوالی دا سمدستي تاسیس نه یوازې د تجربې موده لنډوي، بلکې د تودوخې اغیزې د هر ډول متحرک مطالعې لپاره دقیق وخت ته اجازه ورکوي.
زموږ وړاندیز شوی میتود د هر ډول ر lightا جذب کونکي سبسټریټ لپاره پلي کیږي (د مثال په توګه ، د ITO کوټینګ سره سوداګریزې نمونې). په هرصورت، د سرو زرو نانو ذرات د دې وړتیا لري چې په انفراریډ کې لوړ جذب چمتو کړي او په لید رینج کې ټیټ جذب چمتو کړي، وروستی ځانګړتیاوې چې د لید رینج کې د اغیزمن نظری نظارت لپاره د ګټو وړ دي، په ځانګړې توګه کله چې د فلوروسینس کارول. برسېره پردې، سره زر بایو مطابقت لري، په کیمیاوي توګه غیر فعال، نظری کثافت د 530 nm څخه نږدې انفراریډ ته تنظیم کیدی شي، او د نمونې چمتو کول ساده او اقتصادي دي29.
Transverse grating wavefront microscopy (CGM) نه یوازې په مایکرو سکیل کې د تودوخې نقشه کولو ته اجازه ورکوي، بلکې د بایوماس څارنه هم کوي، دا په ځانګړې توګه ګټور کوي (که اړتیا نه وي) د LA-HTM سره په ترکیب کې. په تیره لسیزه کې، د تودوخې نور مایکروسکوپي تخنیکونه رامینځته شوي، په ځانګړې توګه د بایومیجینګ په ساحه کې، او ډیری یې د تودوخې حساس فلوروسینټ پروبونو54,55 کارولو ته اړتیا لري. په هرصورت، په دې میتودونو نیوکه شوې او ځینې راپورونو په حجرو کې د تودوخې غیر واقعي بدلونونه اندازه کړي، ممکن د دې حقیقت له امله وي چې فلوروسینس د تودوخې پرته په ډیری فکتورونو پورې اړه لري. سربیره پردې، ډیری فلوروسینټ تحقیقات په لوړه تودوخه کې بې ثباته دي. نو ځکه، QPM او په ځانګړې توګه CGM د نظری مایکروسکوپي په کارولو سره په لوړه تودوخې کې د ژوند مطالعې لپاره د تودوخې مایکروسکوپي غوره تخنیک استازیتوب کوي.
د S. shibatae مطالعې، چې په 80 درجې سانتي ګراد کې په غوره توګه ژوند کوي، ښیي چې LA-HTM د هایپرترموفیلونو مطالعې لپاره کارول کیدی شي، نه یوازې ساده ترماموفیل. په اصولو کې، د تودوخې سلسلې ته هیڅ محدودیت شتون نلري چې د LA-HTM په کارولو سره رسیدلی شي، او حتی د 100 درجو څخه پورته تودوخه د اتوموسفیر فشار ته پرته له جوش څخه رسیدلی شي، لکه څنګه چې زموږ د 38 ګروپ لخوا په اتموسفیر کې د هایدروترمل کیمیا غوښتنلیکونو کې ښودل شوي. فشار A. لیزر په ورته ډول د سرو زرو نانو ذراتو 40 ګرمولو لپاره کارول کیږي. په دې توګه، LA-HTM د معیاري شرایطو لاندې (لکه د چاپیریال فشار لاندې) د معیاري لوړ ریزولوشن نظری مایکروسکوپي سره د بې ساري هایپرترموفیلونو لیدو لپاره د کارولو احتمال لري.
ټولې تجربې د کور جوړ شوي مایکروسکوپ په کارولو سره ترسره شوې، پشمول د Köhler روښانتیا (د LED، M625L3، Thorlabs، 700 mW سره)، د لاسي xy حرکت سره د نمونې لرونکی، موخې (اولمپس، 60x، 0.7 NA، هوا، LUCPlanFLN60X، ONA 60X، ONAIL 60X یا 150x. , UPLFLN60XOI)، CGM کیمره (QLSI کراس ګرېټینګ، 39 µm پچ، 0.87 mm د اندور زیلا کیمرې سینسر څخه) د شدت او ویو فرنټ امیجنگ چمتو کولو لپاره، او د sCMOS کیمره (ORCA Flash 4.0 V3، 16-bit موډ، له هاماماتسو څخه ریکارډ) ډاټا په 5 شکل کې ښودل شوي (د باکتریا لامبو وهل). د ډیکرویک بیم سپلیټر د 749 nm روښانه لاین څنډه ده (سیمروک، FF749-SDi01). د کیمرې په مخ کې فلټر د 694 لنډ پاس فلټر دی (FF02-694/SP-25، Semrock). د ټایټانیوم سیفایر لیزر (لیزر ورډي G10، 532 nm، 10 W، پمپ شوی سونامي لیزر غار، سپیکٹرا فزیک په شکل 2-5 کې، نور د ملینیا لیزر لخوا ځای پر ځای شوی، سپیکټرافیزیک 10 W، پمپ شوی میرا لیزر غار، د F.2 لپاره همغږي، -5). 6 او 7) د طول اوږدوالی \({{{({\rm{\lambda }}}}}}=800\) nm ته ټاکل شوي، کوم چې د سرو زرو نانو ذراتو د پلازمون ریزونانس طیف سره مطابقت لري. 1152 پکسلز) د Meadowlark Optics څخه اخیستل شوي، د ګیرچبرګ-سیکسټن الګوریتم په کارولو سره حساب شوي لکه څنګه چې په 39 کې تشریح شوي.
Cross grating wavefront microscopy (CGM) یو نظری مایکروسکوپي تخنیک دی چې د دودیز کیمرې سینسر څخه د یو ملی مترو په فاصله کې د دوه اړخیزه تفاوت ګیرینګ (د کراس ګریټینګ په نوم هم پیژندل کیږي) د یوځای کولو پراساس دی. د CGM تر ټولو عام مثال چې موږ په دې څیړنه کې کارولی دی د څلور طول موج ټرانسورس شفټ انټرفیرومیټر (QLSI) په نوم یادیږي، چیرې چې کراس ګریټینګ د شدت/فز چکبورډ نمونه لري چې د Primot et al لخوا معرفي شوی او پیټ شوی. په 200034 کې. عمودي او افقي د ګریټینګ لینونه په سینسر کې د ګریډ په څیر سیوري رامینځته کوي، چې د هغې تحریف په ریښتیني وخت کې د شمیرې سره پروسس کیدی شي ترڅو د پیښې ر lightا د نظری څپې تحریف (یا مساوي مرحله پروفایل) ترلاسه کړي. کله چې په مایکروسکوپ کې کارول کیږي، د CGM کیمره کولی شي د انځور شوي څیز د نظری لارې توپیر ښکاره کړي، چې د نظری ژوروالی (OT) په نوم هم پیژندل کیږي، د نانومیټر 36 په ترتیب سره حساسیت سره. په هر ډول CGM اندازه کولو کې، په نظري برخو یا بیمونو کې د هر ډول نیمګړتیاو د له منځه وړلو لپاره، د لومړنیو حوالې OT عکس باید واخیستل شي او د راتلونکو عکسونو څخه کم شي.
د تودوخې مایکروسکوپي د CGM کیمرې په کارولو سره ترسره شوې لکه څنګه چې په حواله کې تشریح شوي. 32. په لنډه توګه، د مایع تودوخه د خپل انعکاس شاخص بدلوي، د حرارتي لینز اغیز رامینځته کوي چې د پیښې بیم خرابوي. دا د څپې فرنټ تحریف د CGM لخوا اندازه کیږي او د مایع میډیا کې د تودوخې درې اړخیزه توزیع ترلاسه کولو لپاره د ډیکنولوشن الګوریتم په کارولو سره پروسس کیږي. که د سرو زرو نانو ذرات په ټوله نمونه کې په مساوي ډول توزیع شي ، د تودوخې نقشه کول د باکتریا څخه پاک سیمو کې ترسره کیدی شي ترڅو غوره عکسونه تولید کړي ، کوم چې موږ ځینې وختونه ترسره کوو. د حوالې CGM عکس پرته له تودوخې ترلاسه شوی (د لیزر بند سره) او وروسته په عکس کې په ورته ځای کې د لیزر آن سره اخیستل شوی.
وچ ډله ایز اندازه کول د ورته CGM کیمرې په کارولو سره ترلاسه کیږي چې د تودوخې عکس اخیستنې لپاره کارول کیږي. د CGM حوالې عکسونه د ایکس او y کې د نمونې په چټکۍ سره د ایکسپوژر په جریان کې د بکتیریا شتون له امله په OT کې د هر ډول غیر همغږي اوسط کولو وسیلې په توګه ترلاسه شوي. د باکتریا د OT انځورونو څخه، د دوی بایوماس د انځورونو د یوې مجموعې په کارولو سره د Matlab د کور جوړ شوي قطع کولو الګوریتم په کارولو سره غوره شوي (د "شمیري کوډ" فرعي برخه وګورئ)، په ریف کې تشریح شوي پروسیجر تعقیب. 48. په لنډه توګه، موږ اړیکه کاروو \(m={\alpha}^{-1}\iint {{\mbox{OT}}}\left(x,y\right){{\mbox{d}} } x{{\mbox{d}}y\)، چیرته چې \({{\mbox{OT}}}\left(x,y\right)\) د نظری ژور انځور دی، \(m\) دی وچ وزن او \({{{{\rm{\alpha}}}}}\) یو ثابت دی. موږ \({{{{\rm{\alpha)))))) = 0.18\) µm3/pg غوره کړ، کوم چې د ژوندیو حجرو لپاره یو عادي ثابت دی.
د پوښ سلیپ 25 ملي میتر قطر او 150 µm ضخامت د سرو زرو نانو ذرات سره پوښل شوی و په AttofluorTM چیمبر (Thermofisher) کې د سرو زرو نانو ذرات سره مخ شوي. Geobacillus stearothermophilus هره ورځ د تجربو څخه دمخه په LB متوسطه (200 rpm، 60 ° C) کې د شپې په اوږدو کې پریکول شوی و. د 0.3 څخه تر 0.5 پورې د نظری کثافت (OD) سره د G. stearothermophilus تعلیق 5 µl یو څاڅکی د سرو زرو نانو ذراتو سره د پوښ په سلیپ کې کیښودل شو. بیا، یو ګردي پوښ سلیپ 18 ملی متره قطر په مرکز کې د سوري 5 ملي میتر قطر سره په ډراپ کې غورځول شوی و او د ورته نظری کثافت سره 5 μl باکتریا تعلیق په مکرر ډول د سوري په مرکز کې پلي شوی و. په پوښونو کې څاه ګانې په ریف کې تشریح شوي طرزالعمل سره سم چمتو شوي. 45 (د نورو معلوماتو لپاره اضافي معلومات وګورئ). بیا په پوښلیپ کې 1 ملی لیتر LB میډیم اضافه کړئ ترڅو د مایع طبقې د وچیدو مخه ونیسي. وروستی پوښلیپ د Attofluor™ چیمبر په تړل شوي پوښ کې ایښودل شوی ترڅو د انکیوبیشن پرمهال د منځني تبخیر مخه ونیسي. د ټوکیدنې تجربو لپاره، موږ تخمونه کارولي، کوم چې د دودیزو تجربو وروسته، ځینې وختونه د پورتنۍ پوښ پوښ پوښي. ورته طریقه د سلفولوبوس شیباټای ترلاسه کولو لپاره کارول کیده. د Thiobacillus serrata لومړني کښت درې ورځې (200 rpm، 75 ° C) په منځني 182 (DSMZ) کې ترسره شوي.
د سرو زرو نانو ذراتو نمونې د مایکلر بلاک کاپولیمر لیتوګرافي لخوا چمتو شوي. دا پروسه په تفصیل سره په فصل کې تشریح شوې. 60. په لنډه توګه، د سرو زرو ایونونو پوښل شوي مایکلونه په تولیون کې د HAuCl4 سره د کاپولیمر په مخلوطولو سره ترکیب شوي. بیا پاک شوي پوښونه په محلول کې ډوب شوي او د سرو زرو تخمونو ترلاسه کولو لپاره د کمولو اجنټ په شتون کې د UV وړانګو سره درملنه کیږي. په نهایت کې، د سرو زرو تخمونه د KAuCl4 او ایتانولامین د 16 دقیقو لپاره د یو پوښل شوي محلول سره په تماس کې کرل شوي، چې پایله یې په نږدې انفراریډ کې د غیر کروي سرو زرو نانو ذراتو نیمه دوره او خورا یوشان ترتیب پایله وه.
د انټرفیروګرامونو د OT عکسونو ته د بدلولو لپاره، موږ د کور جوړ شوي الګوریتم کارولی، لکه څنګه چې په لینک کې توضیح شوي. 33 او په لاندې عامه ذخیره کې د Matlab کڅوړې په توګه شتون لري: https://github.com/baffou/CGMprocess. کڅوړه کولی شي شدت او OT عکسونه د ثبت شوي انٹرفیروگرامونو (د حوالې عکسونو په شمول) او د کیمرې سرې فاصلو پراساس محاسبه کړي.
د ورکړل شوي تودوخې پروفایل ترلاسه کولو لپاره SLM کې پلي شوي مرحلې نمونې محاسبه کولو لپاره ، موږ دمخه رامینځته شوی کور جوړ شوی الګوریتم 39,42 کارولی کوم چې په لاندې عامه ذخیره کې شتون لري: https://github.com/baffou/SLM_temperatureShaping. ان پټ د مطلوب تودوخې ساحه ده، کوم چې په ډیجیټل یا د مونوکروم bmp عکس له لارې تنظیم کیدی شي.
د حجرو طبقه کولو او د دوی وچ وزن اندازه کولو لپاره، موږ خپل Matlab الګوریتم کارولی چې په لاندې عامه ذخیره کې خپور شوی: https://github.com/baffou/CGM_magicWandSegmentation. په هر عکس کې، کاروونکي باید د ګټو باکتریا یا mCFU باندې کلیک وکړي، د وینډ حساسیت تنظیم کړي، او انتخاب تایید کړي.
د مطالعې ډیزاین په اړه د لا زیاتو معلوماتو لپاره، د دې مقالې سره تړلی د طبیعت څیړنې راپور لنډیز وګورئ.
د دې مطالعې د پایلو مالتړ معلومات د اړوندو لیکوالانو لخوا د معقول غوښتنې په اساس شتون لري.
په دې څیړنه کې کارول شوي سرچینې کوډ د میتودونو برخه کې توضیح شوي، او د ډیبګ نسخې د https://github.com/baffou/ څخه په لاندې زیرمو کې ډاونلوډ کیدی شي: SLM_temperatureShaping، CGMprocess، او CGM_magicWandSegmentation.
مهتا، آر، سنګال، پی، سینګ، ایچ، ډیملي، ډي او شرما، AK انسایټ ان ترموفیلز او د دوی پراخه سپیکٹرم غوښتنلیکونه. مهتا، آر، سنګال، پی، سینګ، ایچ، ډیملي، ډي او شرما، AK انسایټ ان ترموفیلز او د دوی پراخه سپیکٹرم غوښتنلیکونه.مهتا، آر، سنګال، پی، سینګ، ایچ، ډملي، ډي او شرما، AK د ترموفیلونو عمومي کتنه او د دوی پراخه غوښتنلیک. مهتا، آر، سنګال، پی، سینګ، ایچ، ډملي، ډي او شرما، AK 深入了解嗜热菌及其广谱应用. مهتا، آر، سنګال، پی، سنګ، ایچ، ډملي، ډي او شرما، AK.مهتا آر، سنګال پي، سینګ ایچ، ډیملي ډي او شرما AK د ترموفیلز ژوره پوهه او د غوښتنلیکونو پراخه لړۍ.3 بایو ټیکنالوژي 6، 81 (2016).