Nature.com ကိုလာရောက်လည်ပတ်သည့်အတွက် ကျေးဇူးတင်ပါသည်။ သင်အသုံးပြုနေသောဘရောက်ဆာဗားရှင်းတွင် CSS ပံ့ပိုးမှုအကန့်အသတ်ရှိသည်။ အကောင်းဆုံးအတွေ့အကြုံအတွက်၊ အပ်ဒိတ်လုပ်ထားသောဘရောက်ဆာ (သို့မဟုတ် Internet Explorer တွင် လိုက်ဖက်ညီသောမုဒ်ကိုပိတ်ပါ) ကိုအသုံးပြုရန် ကျွန်ုပ်တို့အကြံပြုအပ်ပါသည်။ ဤအတောအတွင်း၊ ဆက်လက်ပံ့ပိုးမှုသေချာစေရန်၊ ပုံစံများနှင့် JavaScript မပါဘဲ ဝဘ်ဆိုက်ကို တင်ဆက်ပါမည်။
Thermophiles များသည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် ရှင်သန်နိုင်သော သေးငယ်သောဇီဝသက်ရှိများဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့ကို လေ့လာခြင်းဖြင့် ဘဝသည် အလွန်အမင်းအခြေအနေများနှင့် လိုက်လျောညီထွေဖြစ်စေမည့် အဖိုးတန်အချက်အလက်များကို ပေးနိုင်ပါသည်။ သို့သော် သမားရိုးကျ အလင်းအဏုကြည့်မှန်ဘီလူးများဖြင့် မြင့်မားသော အပူချိန်အခြေအနေများကို ရရှိရန် ခက်ခဲသည်။ ဒေသတွင်း ခံနိုင်ရည်ရှိသော လျှပ်စစ်အပူပေးခြင်းကို အခြေခံ၍ အိမ်လုပ်ဖြေရှင်းချက်အများအပြားကို အဆိုပြုထားသော်လည်း ရိုးရှင်းသော စီးပွားရေးဖြေရှင်းချက်မရှိပါ။ ဤစာတမ်းတွင်၊ သုံးစွဲသူ၏ပတ်ဝန်းကျင်ကို ပျော့ပျောင်းစေပြီး အပူချိန်မြင့်မားသော အပူချိန်ကို ပေးဆောင်ရန်အတွက် အဏုကြည့်စက်ကွင်းပေါ်တွင် မိုက်ခရိုစကေးလေဆာအပူပေးသည့် သဘောတရားကို မိတ်ဆက်ပေးပါသည်။ အလယ်အလတ်လေဆာပြင်းထန်မှုတွင် မိုက်ခရိုစကေးအပူပေးခြင်းကို ဇီဝလိုက်ဖက်ညီပြီး ထိရောက်သောအလင်းစုပ်ယူမှုအဖြစ် ရွှေရောင်နာနိုအမှုန်အမွှားဖြင့်အုပ်ထားသောအလွှာကို အသုံးပြု၍ ရရှိနိုင်သည်။ microscale fluid convection၊ cell retention နှင့် centrifugal thermophoretic လှုပ်ရှားမှုတို့၏ ဖြစ်နိုင်သောသက်ရောက်မှုများကို ဆွေးနွေးထားသည်။ နည်းလမ်းကို မျိုးစိတ်နှစ်မျိုးဖြင့် သရုပ်ပြထားသည်- (၁) အပူချိန် 65°C ခန့်တွင် မျိုးပွားနိုင်သော တက်ကြွသော သာမိုဖီလစ်ဘက်တီးရီးယားတစ်မျိုးဖြစ်သော Geobacillus stearothermophilus၊ (ii) Thiobacillus sp.၊ အကောင်းဆုံးသော အပူချိန်လွန်ကဲသော archaea။ 80°C တွင်။ ဤလုပ်ငန်းသည် ခေတ်မီပြီး တတ်နိုင်သော အဏုကြည့်ကိရိယာများကို အသုံးပြု၍ ရိုးရှင်းပြီး ဘေးကင်းလုံခြုံစွာ လေ့လာကြည့်ရှုနိုင်စေရန် လမ်းခင်းပေးပါသည်။
နှစ်ဘီလီယံပေါင်းများစွာကြာလာသည်နှင့်အမျှ၊ ကမ္ဘာမြေပေါ်ရှိ သက်ရှိများသည် တစ်ခါတစ်ရံ ကျွန်ုပ်တို့၏လူသားရှုထောင့်မှ လွန်ကဲသည်ဟု ယူဆသော ကျယ်ပြန့်သောပတ်ဝန်းကျင်အခြေအနေများနှင့် လိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင် ဆင့်ကဲပြောင်းလဲလာသည်။ အထူးသဖြင့်၊ အပူချိန် 45°C မှ 122°C1၊ 2၊ 3၊ 4 (ဘက်တီးရီးယား၊ archaea၊ မှို) များ (ဘက်တီးရီးယား၊ archaea၊ မှို) များသည် အပူချိန် 45°C မှ 122°C1၊ 2၊ 3၊ 4 တွင် ရှင်သန်ပေါက်ဖွားကြသည်။ Thermophiles များသည် ပင်လယ်ရေအောက်ရှိ ရေအားလျှပ်စစ်အပူပေါက်များ၊ ရေပူစမ်းများကဲ့သို့သော ဂေဟစနစ်အမျိုးမျိုးတွင် နေထိုင်ကြသည်။ သို့မဟုတ် မီးတောင်ဒေသများ။ ၎င်းတို့၏ သုတေသနပြုမှုသည် အနည်းဆုံးအကြောင်းရင်းနှစ်ခုကြောင့် လွန်ခဲ့သော ဆယ်စုနှစ်အနည်းငယ်အတွင်း စိတ်ဝင်စားမှုများစွာရရှိခဲ့သည်။ ပထမဦးစွာ၊ ဥပမာအားဖြင့်၊ thermophiles 5၊ 6၊ enzymes 7၊ 8 နှင့် membranes 9 တို့သည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် တည်ငြိမ်နေပုံ၊ သို့မဟုတ် သာမိုဖီးများသည် လွန်ကဲသောရောင်ခြည်အဆင့် ၁၀ ကို မည်သို့ခံနိုင်ရည်ရှိပုံတို့ကို လေ့လာနိုင်ပါသည်။ ဒုတိယ၊ ၎င်းတို့သည် လောင်စာထုတ်လုပ်မှု ၁၃၊၁၄၊၁၅၊၁၆၊ ဓာတုပေါင်းစပ်မှု (dihydro၊ အယ်လ်ကိုဟော၊ မီသိန်း၊ အမိုင်နိုအက်ဆစ်စသည်ဖြင့်) ၁၇၊ biomining18 နှင့် thermostable biocatalysts7 ၊၁၁၊ ၁၃။ အထူးသဖြင့်၊ လက်ရှိ နာမည်ကြီး ပေါ်လီမာရေးကွင်းဆက်တုံ့ပြန်မှု (PCR)19 တွင် ပထမဆုံးရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည့် သာမိုဖီလစ်ဘက်တီးရီးယားမှ ခွဲထုတ်ထားသော တာခပိုလီမာရစ် (Taq polymerase) ပါဝင်ပါသည်။
သို့သော်လည်း သာမိုဖီးများကို လေ့လာခြင်းသည် လွယ်ကူသောအလုပ်မဟုတ်သည့်အပြင် မည်သည့်ဇီဝဓာတ်ခွဲခန်းတွင်မဆို တီထွင်ဖန်တီး၍မရနိုင်ပါ။ အထူးသဖြင့်၊ စီးပွားဖြစ်ရရှိနိုင်သည့် အပူပေးခန်းများပါရှိသည့်တိုင် စံအလင်းအဏုကြည့်မှန်ဘီလူးဖြင့် သက်ရှိသာမိုဖီးများကို ဗီတိုအတွင်း ကြည့်ရှုနိုင်မည်မဟုတ်ပေ၊ အများအားဖြင့် အပူချိန် ၄၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်အထိ နိမ့်သည်။ 1990 ခုနှစ်များမှစ၍၊ သုတေသနအဖွဲ့အနည်းငယ်မျှသာ အပူချိန်မြင့်သော အဏုစကုပ် (HTM) စနစ်များကို မိတ်ဆက်ရန် ရည်စူးထားသည်။ 1994 ခုနှစ်တွင် Glukh et al ။ အပူပေးခြင်း/အအေးပေးခန်းကို စွန့်ထုတ်ခြင်း 20 ကို ထိန်းသိမ်းရန် စတုဂံဆံချည်မျှင်သွေးကြောများ၏ အပူချိန်ကို ထိန်းချုပ်သည့် Peltier ဆဲလ်အသုံးပြုမှုအပေါ် အခြေခံ၍ သန္ဓေတည်ခဲ့သည်။ ကိရိယာကို 2°C/s နှုန်းဖြင့် 100°C အထိ အပူပေးနိုင်ပြီး စာရေးသူများသည် Thermotoga maritima21 ၏ ရွေ့လျားမှုကို လေ့လာနိုင်စေပါသည်။ 1999 တွင် Horn et al. ဆဲလ်ခွဲဝေမှု/ချိတ်ဆက်မှုကို လေ့လာရန် စီးပွားရေးအဏုကြည့်မှန်ပြောင်းအတွက် သင့်လျော်သော အပူပေးထားသော သွေးကြောမျှင်များကို အသုံးပြုမှုအပေါ် အခြေခံ၍ အလွန်ဆင်တူသည့် ကိရိယာကို တီထွင်ထားပါသည်။ အချိန်အတော်ကြာ လှုပ်ရှားမှုမရှိသောအချိန်ပြီးနောက်၊ အထူးသဖြင့် Horn et al မှတီထွင်သောကိရိယာကိုအသုံးပြုသည့် Wirth အုပ်စု၏စာတမ်းများစွာနှင့်ဆက်စပ်၍ ထိရောက်သော HTM များရှာဖွေမှုကို 2012 ခုနှစ်တွင် ပြန်လည်စတင်ခဲ့သည်။ လွန်ခဲ့သော ဆယ့်ငါးနှစ်က၊ hyperthermophiles အပါအဝင် archaea အများအပြား၏ ရွေ့လျားမှုကို အပူပေးထားသော သွေးကြောမျှင်များ 23,24 ဖြင့် အပူချိန် 100°C အထိ လေ့လာခဲ့သည်။ ၎င်းတို့သည် ပိုမိုမြန်ဆန်သော အပူရရှိစေရန် မူလအဏုကြည့်မှန်ပြောင်း (သတ်မှတ်အပူချိန်သို့ရောက်ရန် 35 မိနစ်အစား မိနစ်များစွာ) နှင့် အလယ်အလတ်ကြားတွင် 2 စင်တီမီတာထက်ပိုသော မျဉ်းဖြောင့်အပူချိန် gradient ကိုရရှိစေရန်ကိုလည်း ပြုပြင်ထားပါသည်။ ဤအပူချိန် gradient ပုံသဏ္ဍာန်စက် (TGFD) ကို ဇီဝဗေဒအရ သက်ဆိုင်ရာ အကွာအဝေး 24, 25 အတွင်း အပူချိန် gradient များအတွင်း အပူချိန် gradients များအတွင်း သာမိုဖီးများ၏ ရွေ့လျားနိုင်မှုကို လေ့လာရန်အတွက် အသုံးပြုထားပါသည်။
ပိတ်ထားသော သွေးကြောမျှင်များကို အပူပေးခြင်းသည် သက်ရှိသာမိုဖီးများကို စောင့်ကြည့်ရန် တစ်ခုတည်းသောနည်းလမ်းမဟုတ်ပါ။ 2012 ခုနှစ်တွင်, Kuwabara et al. အိမ်လုပ် တစ်ခါသုံး Pyrex အခန်းများကို အပူဒဏ်ခံနိုင်သော ကော် (Super X2; Cemedine၊ Japan) ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ နမူနာများကို 110°C အထိ အပူပေးနိုင်သော စီးပွားဖြစ်ရရှိနိုင်သော ဖောက်ထွင်းမြင်ရသော အပူပြား (Micro Heat Plate၊ Kitazato Corporation၊ Japan) တွင် ထားရှိခဲ့သော်လည်း မူလက ဇီဝရုပ်ပုံရိုက်ကူးရန်အတွက် ရည်ရွယ်ခြင်းမဟုတ်ပါ။ စာရေးသူများသည် 65°C တွင် အပူချိန် 65°C တွင် Thermosipho globiformans (Thermosipho globiformans၊ နှစ်ဆတိုးလာသော အချိန် 24 မိနစ်) ကို ထိရောက်စွာ ခွဲဝေပေးသည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ 2020 ခုနှစ်တွင် Pulshen et al ။ လုပ်ငန်းသုံး သတ္တုပန်းကန်များ (AttofluorTM၊ Thermofisher) ၏ ထိရောက်သောအပူပေးခြင်းကို အိမ်လုပ်အပူပေးသည့်ဒြပ်စင်နှစ်ခုဖြစ်သည့် အဖုံးတစ်ခုနှင့် အဆင့်တစ်ခု (PCR စက်ဖြင့်မှုတ်သွင်းထားသော ဖွဲ့စည်းမှုပုံစံ) ကို အသုံးပြု၍ သရုပ်ပြခဲ့သည်။ ဤပေါင်းစပ်မှုသည် တူညီသောအရည်အပူချိန်ကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး အဖုံးအောက်ခြေတွင် ရေငွေ့ပျံခြင်းနှင့် ငွေ့ရည်ဖွဲ့ခြင်းကို ကာကွယ်ပေးသည်။ O-ring ကိုအသုံးပြုခြင်းသည် ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် ဓာတ်ငွေ့ဖလှယ်ခြင်းကို ရှောင်ရှားသည်။ Sulfoscope ဟုခေါ်သော ဤ HTM သည် Sulfolobus acidocaldarius ကို 75°C27 တွင် ပုံသွင်းရန် အသုံးပြုခဲ့သည်။
ဤစနစ်များအားလုံး၏ အသိအမှတ်ပြုကန့်သတ်ချက်မှာ လေ၀င်လေထွက်အသုံးပြုမှုကို ကန့်သတ်ထားခြင်းဖြစ်ပြီး၊ မြင့်မားသောအပူချိန်အတွက် ဆီနှစ်မြှုပ်ခြင်းနှင့် > 1-mm အထူ ဖောက်ထွင်းမြင်ရသည့်နမူနာများမှတဆင့် ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းအတွက် သင့်လျော်မှုမရှိသော ဆီနှစ်မြှုပ်ခြင်းဖြစ်ပါသည်။ ဤစနစ်များအားလုံး၏ အသိအမှတ်ပြုကန့်သတ်ချက်မှာ လေ၀င်လေထွက်အသုံးပြုမှုကို ကန့်သတ်ထားခြင်းဖြစ်ပြီး၊ မြင့်မားသောအပူချိန်အတွက် ဆီနှစ်မြှုပ်ခြင်းနှင့် > 1-mm အထူ ဖောက်ထွင်းမြင်ရသည့်နမူနာများမှတဆင့် ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းအတွက် သင့်လျော်မှုမရှိသော ဆီနှစ်မြှုပ်ခြင်းဖြစ်ပါသည်။ Общепризнанным недостатком всех этих систем было ограничение на использование воздушнынех объективов, поспользование погружение в масло не подходило для такой высокой температуры и для визуализации через прозратуры и для визуализации через прозрачны ဤစနစ်များအားလုံး၏ အသိအမှတ်ပြုထားသော ချို့ယွင်းချက်မှာ လေ၀င်လေထွက် ရည်ရွယ်ချက်များကို အသုံးပြုခြင်းအား ကန့်သတ်ထားခြင်းဖြစ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ဆီနှစ်မြှုပ်ခြင်းသည် မြင့်မားသောအပူချိန်အတွက်နှင့် ဖောက်ထွင်းမြင်နိုင်သော နမူနာများ > 1 မီလီမီတာ အထူမှ အမြင်အာရုံအတွက် မသင့်လျော်သောကြောင့် ဖြစ်သည်။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။ ဤစနစ်များအားလုံး၏ အသိအမှတ်ပြုကန့်သတ်ချက်မှာ လေဝင်လေထွက်မှန်ကို အသုံးပြုခြင်း၏ ကန့်သတ်ချက်ဖြစ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် မည်သည့်ဆီနှစ်မြှုပ်ခြင်းသည် ဖောက်ထွင်းမြင်သာသောနမူနာများကို ဓါတ်ပုံရိုက်ရန်အတွက် မသင့်လျော်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ Общепризнанным недостатком всех этих систем является ограниченное использование воздушных объекивоов, жение в масло непригодно для таких высоких температур и визуализации через прозрачные образий тол ဤစနစ်များအားလုံး၏ အသိအမှတ်ပြုခံထားရသောအားနည်းချက်မှာ လေမှန်ဘီလူးများကို အကန့်အသတ်ဖြင့်အသုံးပြုခြင်း၊ ဆီနှစ်မြှုပ်ခြင်းသည် မြင့်မားသောအပူချိန်နှင့် ဖောက်ထွင်းမြင်နိုင်သောနမူနာများ > 1 မီလီမီတာအထူမှ အမြင်အာရုံအတွက် မသင့်လျော်ပါ။မကြာသေးမီက၊ ဤကန့်သတ်ချက်ကို Charles-Orzag et al မှရုတ်သိမ်းခဲ့သည်။ 28၊ သူသည် စနစ်တဝိုက်တွင် အပူပေးစွမ်းနိုင်ခြင်းမရှိတော့ဘဲ အဖုံးမှန်အတွင်းတွင် ITO (indium-tin oxide) ဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော ခုခံအားပါးလွှာသောအကြည်လွှာဖြင့်ဖုံးအုပ်ထားသည့် ကိရိယာကိုတီထွင်ခဲ့သူဖြစ်သည်။ အဖုံးသည် ပွင့်လင်းမြင်သာသောအလွှာမှတဆင့် လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို ဖြတ်သန်းခြင်းဖြင့် 75°C အထိ အပူပေးနိုင်သည်။ သို့ရာတွင် စာရေးသူသည် မှန်ဘီလူးကို ပျက်စီးစေရန်အတွက် 65°C ထက် မပိုစေရပါ။
ဤအလုပ်များသည် အပူချိန်မြင့်မားသော အလင်းကြည့်အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်လက်ခံကျင့်သုံးခြင်းမရှိသေးဘဲ၊ မကြာခဏ အိမ်လုပ်ကိရိယာများ လိုအပ်ပြီး မကြာခဏဆိုသလို အပူချိန်မြင့်မားသော အဏုဇီဝရုပ်ကြွင်းများသည် အနည်းငယ်ထက်မပိုသောကြောင့် ကြီးမားသောအားနည်းချက်ဖြစ်သည့် spatial resolution ၏ကုန်ကျစရိတ်ဖြင့် ရရှိလေ့ရှိကြောင်း ဤအလုပ်များကဖော်ပြသည်။ မိုက်ခရိုမီတာ အပူပမာဏကို လျှော့ချခြင်းသည် HTM ၏ မွေးရာပါ ပြဿနာ သုံးခုကို ဖြေရှင်းရန် သော့ချက်ဖြစ်သည်- spatial resolution ညံ့ဖျင်းခြင်း၊ စနစ်ပူလာသောအခါ အပူလွန်ကဲမှု မြင့်မားခြင်းနှင့် အပူချိန်လွန်ကဲသော ပတ်ဝန်းကျင်ရှိ ဒြပ်စင်များ (ရေမြှုပ်ဆီ၊ ရည်ရွယ်ချက်မှန်ဘီလူး… သို့မဟုတ် အသုံးပြုသူ၏လက်) တို့ကို အန္တရာယ်ဖြစ်စေသော အပူပေးခြင်း။ )
ဤစာတမ်းတွင်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ခံနိုင်ရည်အားအပူပေးခြင်းအပေါ်အခြေခံခြင်းမရှိသော သာမိုဖီးလ်ကြည့်ရှုခြင်းအတွက် HTM တစ်ခုကို မိတ်ဆက်ပေးပါသည်။ ယင်းအစား၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် အလင်းစုပ်ယူနိုင်သော အလွှာ၏ လေဆာရောင်ခြည်ဖြင့် အဏုစကုပ်မြင်ကွင်း၏ ကန့်သတ်ဧရိယာအတွင်း ဒေသအလိုက် အပူပေးမှုကို ရရှိခဲ့ပါသည်။ အပူချိန်ဖြန့်ဝေမှုကို ပမာဏအဆင့် အဏုစကုပ် (QPM) ဖြင့် မြင်သာမြင်သာသည်။ ဤနည်းလမ်း၏ထိရောက်မှုကို Geobacillus stearothermophilus၊ 65°C ခန့်တွင် မျိုးပွားနိုင်သော ရွေ့လျားနိုင်သော သာမိုဖီလစ်ဘက်တီးရီးယား နှင့် တိုတောင်းသောအချိန် နှစ်ဆ (မိနစ် 20 ခန့်) နှင့် Sulfolobus shibatae၊ hyperthermophile သည် 80°C (archaea) တွင် ကောင်းမွန်စွာ ကြီးထွားနေပါသည်။ သရုပ်ဖော်ရန်။ ပုံမှန်ပုံတူပွားနှုန်းနှင့် ရေကူးခြင်းကို အပူချိန်၏ လုပ်ဆောင်မှုတစ်ခုအဖြစ် လေ့လာတွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဤလေဆာ HTM (LA-HTM) ကို ဖုံးစလစ်၏ အထူ သို့မဟုတ် ရည်ရွယ်ချက် (လေ သို့မဟုတ် ဆီနှစ်မြှုပ်ခြင်း) ၏ သဘောသဘာဝအရ ကန့်သတ်ထားခြင်းမရှိပါ။ ၎င်းသည် စျေးကွက်ရှိ မည်သည့် အရည်အသွေးမြင့် မှန်ဘီလူးကိုမဆို အသုံးပြုခွင့်ပေးသည်။ ၎င်းသည် အပူအားအင်မတန်ကြောင့် နှေးကွေးသောအပူပေးခြင်းကိုလည်း မခံစားရပါ (မီလီစက္ကန့်စကေးဖြင့် ချက်ချင်းအပူပေးခြင်း) နှင့် စီးပွားဖြစ်ရရှိနိုင်သောအစိတ်အပိုင်းများကိုသာ အသုံးပြုပါသည်။ တစ်ခုတည်းသော ဘေးကင်းရေး စိုးရိမ်မှုများသည် စက်အတွင်းတွင် အစွမ်းထက်သော လေဆာရောင်ခြည်များ (ပုံမှန်အားဖြင့် 100 mW အထိ) ရှိနေခြင်းနှင့် အကာအကွယ်မျက်မှန်များ လိုအပ်သည့် မျက်လုံးများမှတဆင့် ဖြစ်နိုင်သည်။
LA-HTM ၏နိယာမမှာ အဏုစကုပ်၏မြင်ကွင်းအတွင်း၌ နမူနာအား ဒေသအလိုက် အပူပေးရန်အတွက် လေဆာကိုအသုံးပြုခြင်းဖြစ်သည် (ပုံ 1a)။ ဒီလိုလုပ်ဖို့၊ နမူနာဟာ အလင်းစုပ်ယူမှု ရှိရပါမယ်။ ကျိုးကြောင်းဆီလျော်သော လေဆာပါဝါ (100 mW ထက်နည်းသော) ကို အသုံးပြုရန် ကျွန်ုပ်တို့သည် အရည်ကြားခံမှ အလင်းစုပ်ယူမှုကို အားမကိုးဘဲ၊ အောက်စထရိကို ရွှေရောင်နာနိုအမှုန်များဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားခြင်းဖြင့် နမူနာ၏ စုပ်ယူမှုကို အတုအယောင် တိုးမြင့်စေသည် (ပုံ 1c)။ ဇီဝဆေး၊ နာနိုဓာတုဗေဒ သို့မဟုတ် နေရောင်ခြည် ရိတ်သိမ်းခြင်း ၂၉၊ ၃၀၊ ၃၁ တွင် မျှော်လင့်ထားသော အသုံးချမှုများဖြင့် ရွှေရောင်နာနိုအမှုန်များကို အလင်းဖြင့် အပူပေးခြင်းသည် အပူပလာစမိုနစ်နယ်ပယ်အတွက် အခြေခံအရေးကြီးပါသည်။ လွန်ခဲ့သည့်နှစ်အနည်းငယ်အတွင်း၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ရူပဗေဒ၊ ဓာတုဗေဒနှင့် ဇီဝဗေဒတို့တွင် အပူပလာစမာအပလီကေးရှင်းများနှင့်ပတ်သက်သောလေ့လာမှုများစွာတွင် ဤ LA-HTM ကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ ဤနည်းလမ်း၏ အဓိကအခက်အခဲမှာ နောက်ဆုံးအပူချိန်ပရိုဖိုင်ကို ပြသခြင်းဖြစ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် မြင့်မားသောအပူချိန်သည် နမူနာအတွင်းရှိ မိုက်ခရိုစကေးဧရိယာတစ်ခုသာ ကန့်သတ်ထားသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ လှိုင်းအလျား လေးခု ဖြတ်ကျော် ဖြတ်တောက်ထားသော ကြားခံကိရိယာ ဖြင့် အပူချိန် မြေပုံဆွဲခြင်း ၊ ရိုးရှင်းသော၊ မြင့်မားသော နှင့် အလွန်အထိခိုက်မခံသော ပမာဏအဆင့် အဏုစကုပ်နည်းလမ်း (Cross gratings ဟုလည်း ခေါ်သည်) ဖြင့် ရရှိနိုင်ကြောင်း ပြသထားပါသည်။ ၃၃၊၃၄၊၃၅၊၃၆။ crossed grating wavefront microscopy (CGM) ကို အခြေခံ၍ ဤအပူအဏုကြည့်နည်းပညာ၏ ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို လွန်ခဲ့သည့်ဆယ်စုနှစ် 37,38,39,40,41,42,43 တွင်ထုတ်ဝေခဲ့သော စာတမ်းတစ်ဒါဇင်တွင် သရုပ်ပြခဲ့သည်။
အပြိုင်လေဆာအပူပေးခြင်း၊ ပုံသွင်းခြင်းနှင့် အပူချိန်အဏုစကုပ်များ တပ်ဆင်ခြင်းအစီအစဉ်။ b နမူနာဂျီသြမေတြီတွင် ရွှေနာနိုအမှုန်များဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသော အဖုံးစလစ်တစ်ခုပါရှိသော AttofluorTM အခန်းတစ်ခု ပါဝင်ပါသည်။ c နမူနာကို အနီးကပ်ကြည့်ရှုပါ (စကေးမသတ်မှတ်ပါ)။ d သည် ယူနီဖောင်းလေဆာရောင်ခြည်ပရိုဖိုင်ကိုကိုယ်စားပြုပြီး (င) ရွှေနာနိုအမှုန်များ၏နမူနာလေယာဉ်ပေါ်ရှိ အတုယူထားသော နောက်ဆက်တွဲအပူချိန်ဖြန့်ဖြူးမှုကို ကိုယ်စားပြုသည်။ f သည် (g) တွင်ပြသထားသည့် ထွက်ပေါ်လာသော အပူချိန်ဖြန့်ဝေမှု၏ သရုပ်ဖော်မှုတွင် ပြထားသည့်အတိုင်း တူညီသောအပူချိန်ကို ဖန်တီးရန်အတွက် သင့်လျော်သော အဝိုင်းပုံလေဆာရောင်ခြည်ပရိုဖိုင်တစ်ခုဖြစ်သည်။ စကေးဘား- 30 µm။
အထူးသဖြင့်၊ မကြာသေးမီက ကျွန်ုပ်တို့သည် LA-HTM နှင့် CGM ဖြင့် နို့တိုက်သတ္တဝါဆဲလ်များ၏ အပူပေးမှုကို ရရှိပြီး ဆဲလ်လူလာအပူရှိန်တုံ့ပြန်မှုများကို 37-42°C အကွာအဝေးတွင် ခြေရာခံပြီး သက်ရှိဆဲလ်တစ်ခုတည်းကို ပုံရိပ်ဖော်ရန်အတွက် ဤနည်းပညာ၏ အသုံးဝင်မှုကို သရုပ်ပြသည်။ သို့ရာတွင်၊ မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် သေးငယ်သောဇီဝရုပ်များကိုလေ့လာရန်အတွက် LA-HTM ကိုအသုံးပြုခြင်းသည် နို့တိုက်သတ္တဝါဆဲလ်များနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါကပိုမိုသတိထားရန်လိုအပ်သောကြောင့်၎င်းသည်ရှင်းလင်းပြတ်သားမှုမရှိပါ၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော်၎င်းသည်နို့တိုက်သတ္တဝါဆဲလ်များနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါကပထမဦးစွာ၊ အလတ်စားအောက်ခြေကိုဆယ်ဒီဂရီ (ဒီဂရီအနည်းငယ်ထက်) အပူပေးသည်။ ပြင်းထန်သောဒေါင်လိုက်အပူချိန် gradient သို့။ အရည် convection 44 ကို ဖန်တီးနိုင်ပြီး အလွှာနှင့် ခိုင်မြဲစွာ မတွဲပါက မလိုလားအပ်သော လှုပ်ရှားမှုနှင့် ဘက်တီးရီးယားများ ရောနှောခြင်းကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။ အရည်အလွှာ၏အထူကိုလျှော့ချခြင်းဖြင့်ဤ convection ကိုဖယ်ရှားနိုင်သည်။ ဤရည်ရွယ်ချက်အတွက်၊ အောက်တွင်ဖော်ပြထားသောစမ်းသပ်မှုအားလုံးတွင်၊ ခန့်မှန်းခြေ 15 µm အထူရှိသော သတ္တုခွက်တစ်ခု (AttofluorTM၊ Thermofisher၊ Fig. 1b,c) နှစ်ခုကြားတွင် ဘက်တီးရီးယားဆိုင်းထိန်းများကို ထားရှိခဲ့ပါသည်။ မူအရ၊ အရည်၏အထူသည် အပူပေးလေဆာ၏ အလင်းတန်းအရွယ်အစားထက် သေးငယ်ပါက convection ကို ရှောင်ရှားနိုင်သည်။ ဒုတိယအနေဖြင့်၊ ထိုသို့သောအကန့်အသတ်ရှိသောဂျီသြမေတြီတွင်အလုပ်လုပ်ခြင်းသည် အေရိုးဗစ်သက်ရှိများကိုအသက်ရှူနိုင်သည် (ပုံ။ S2 ကိုကြည့်ပါ)။ အောက်ဆီဂျင် (သို့မဟုတ် အခြားအရေးကြီးသော ဓာတ်ငွေ့များ) ကို အောက်ဆီဂျင်စိမ့်ဝင်နိုင်သော အလွှာကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ကာဗာစလစ်အတွင်း၌ ပိတ်မိနေသော လေပူဖောင်းများကို ချန်ထားခြင်းဖြင့် သို့မဟုတ် ထိပ်ဖုံးစလစ်ရှိ အပေါက်များကို တူးဖော်ခြင်းဖြင့် ရှောင်ရှားနိုင်သည် (ပုံ။ S1 ကိုကြည့်ပါ) 45။ ဤလေ့လာမှုတွင် ကျွန်ုပ်တို့သည် နောက်ဆုံးဖြေရှင်းချက် (ပုံ 1b နှင့် S1) ကို ရွေးချယ်ခဲ့သည်။ နောက်ဆုံးတွင်၊ လေဆာအပူပေးခြင်းသည် တူညီသောအပူချိန်ဖြန့်ဖြူးမှုကို မပေးပေ။ လေဆာရောင်ခြည်၏ တူညီသောပြင်းထန်မှု (ပုံ. 1d) တွင်ပင် အပူချိန်ဖြန့်ဝေမှုသည် တစ်ပြေးညီမဟုတ်သော်လည်း အပူပျံ့နှံ့မှုကြောင့် Gaussian ဖြန့်ဖြူးမှု (ပုံ 1e) နှင့် ဆင်တူသည်။ ရည်ရွယ်ချက်မှာ ဇီဝဗေဒစနစ်များကို လေ့လာရန်အတွက် မြင်ကွင်းနယ်ပယ်တွင် တိကျသောအပူချိန်များသတ်မှတ်ရန်ဖြစ်ပြီး၊ မညီညာသောပရိုဖိုင်များသည် စံပြမဟုတ်သည့်အပြင် ၎င်းတို့သည် အလွှာကိုမလိုက်နာပါက ဘက်တီးရီးယားများ၏ thermophoretic လှုပ်ရှားမှုကိုဖြစ်ပေါ်စေသည် (ပုံ။ S3၊ S4)39 ကိုကြည့်ပါ။ ဤအဆုံးသတ်ရန်အတွက်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် သတ်မှတ်ထားသော ဂျီဩမေတြီဧရိယာအတွင်း အပြည့်အ၀တူညီသော အပူချိန်ဖြန့်ဖြူးမှုရရှိရန်အတွက် နမူနာ၏လေယာဉ်ရှိ လက်စွပ်ပုံသဏ္ဍာန်အတိုင်း အနီအောက်ရောင်ခြည်လေဆာရောင်ခြည်ကို ပုံသွင်းရန် spatial light modulator (SLM) ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ အပူပျံ့နှံ့နေသော်လည်း (ပုံ. 1d) 39 ၊ 42၊ 46။ သတ္တုပန်းကန်ပေါ်တွင် ထိပ်ဖုံးစလစ်တစ်ခု (ပုံ 1b) သည် ကြားခံ၏အငွေ့ပျံခြင်းကို ရှောင်ရှားပြီး အနည်းဆုံး ရက်အနည်းငယ်ကြာအောင် စောင့်ထိန်းပါ။ ဤထိပ်တန်းကာဗာစလစ်ကို အလုံပိတ်မထားသောကြောင့် လိုအပ်ပါက အပိုပစ္စည်းကို အချိန်မရွေး အလွယ်တကူ ထည့်နိုင်သည်။
LA-HTM အလုပ်လုပ်ပုံနှင့် အပူချိန် သုတေသနတွင် ၎င်း၏အသုံးချပုံကို သရုပ်ပြရန်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် အကောင်းဆုံးကြီးထွားအပူချိန် 60-65°C ဝန်းကျင်ရှိသည့် အေရိုးဗစ်ဘက်တီးရီးယား Geobacillus stearothermophilus ကို လေ့လာခဲ့သည်။ ဘက်တီးရီးယားတွင် flagella နှင့် ကူးခတ်နိုင်သော စွမ်းရည်လည်း ပါရှိပြီး ပုံမှန်ဆဲလ်လူလာလုပ်ဆောင်မှု၏ အခြားညွှန်ပြချက်တစ်ခုကို ပေးဆောင်သည်။
နမူနာများ (ပုံ. 1b) ကို 60°C တွင် တစ်နာရီကြာ ကြိုတင် ပေါက်ဖွားပြီး LA-HTM နမူနာ ကိုင်ဆောင်ထားသော နေရာတွင် ထည့်ထားသည်။ ဤကြိုတင်ပေါက်ဖွားမှုသည် စိတ်ကြိုက်ရွေးချယ်နိုင်သော်လည်း အကြောင်းပြချက်နှစ်ခုအတွက် အသုံးဝင်ဆဲဖြစ်သည်- ပထမ၊ လေဆာကိုဖွင့်လိုက်သောအခါ၊ ၎င်းသည် ဆဲလ်များ ချက်ချင်းကြီးထွားလာပြီး ကွဲသွားသည် (နောက်ဆက်တွဲပစ္စည်းများတွင် ရုပ်ရှင် M1 ကိုကြည့်ပါ)။ ကြိုတင်မပေါက်ဖွားခြင်းမရှိဘဲ နမူနာပေါ်တွင် ကြည့်ရှုသည့်နေရာအသစ်ကို အပူပေးသည့်အခါတိုင်း ဘက်တီးရီးယားများ ကြီးထွားမှုကို ပုံမှန်အားဖြင့် မိနစ် ၄၀ ခန့် နှောင့်နှေးစေသည်။ ဒုတိယ၊ 1 နာရီကြိုတင်ပေါက်ဖွားခြင်းသည် လေဆာကိုဖွင့်သည့်အခါ အပူချိန်ကြောင့် ဆဲလ်များ ပြန့်ကျဲသွားခြင်းမှ ကာကွယ်ပေးပြီး ဘက်တီးရီးယားများကို အဖုံးစလစ်တွင် ကပ်ငြိလာစေသည်။ Thermophoresis သည် အပူချိန် gradient တစ်လျှောက် အမှုန်အမွှားများ သို့မဟုတ် မော်လီကျူးများ ရွေ့လျားမှုဖြစ်ပြီး များသောအားဖြင့် ပူမှအေးခြင်းဖြစ်ပြီး ဘက်တီးရီးယားများသည် ခြွင်းချက်မရှိ 43,47 ဖြစ်သည်။ လေဆာရောင်ခြည်ကို ပုံသွင်းကာ အပူချိန်ပြန့်ကားမှုရရှိစေရန် SLM ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် ဤမလိုလားအပ်သောအကျိုးသက်ရောက်မှုကို ဖယ်ရှားပေးပါသည်။
သဖန်းသီးပေါ်မှာ။ ပုံ 2 သည် အဝိုင်းသားလေဆာရောင်ခြည်ဖြင့် ရွှေရောင်နာနိုအမှုန်များဖြင့် ဖုံးလွှမ်းထားသော ဖန်အလွှာကို ဖြာထွက်ခြင်းဖြင့် ရရှိသော CGM မှ တိုင်းတာရရှိသော အပူချိန်ဖြန့်ဖြူးမှုကို ပြသည် (ပုံ 1f)။ လေဆာရောင်ခြည်ဖြင့် ဖုံးလွှမ်းထားသော ဧရိယာတစ်ခုလုံးကို ပြန့်ပြူးသော အပူချိန်ဖြန့်ဝေမှုကို သတိပြုမိသည်။ ဤဇုန်ကို ၆၅ ဒီဂရီ စင်တီဂရိတ်၊ အကောင်းဆုံး ကြီးထွားမှု အပူချိန်ဟု သတ်မှတ်ခဲ့သည်။ ဤဒေသအပြင်ဘက်တွင်၊ အပူချိန်မျဉ်းကွေးသည် သဘာဝအတိုင်း \(1/r\) ( \(r\) သည် radial coordinate ဖြစ်သည်)။
စက်ဝိုင်းဧရိယာတစ်ခုပေါ်ရှိ ပြန့်ပြူးသော အပူချိန်ပရိုဖိုင်ကိုရရှိရန် ရွှေရောင်နာနိုအမှုန်အလွှာများကို ဖြာထွက်ရန်အတွက် အဝိုင်းလေဆာရောင်ခြည်ကို အသုံးပြု၍ ရရှိသော CGM တိုင်းတာမှုဆိုင်ရာ အပူချိန်မြေပုံ။ b အပူချိန်မြေပုံ၏ Isotherm (က)။ လေဆာရောင်ခြည်၏ အသွင်အပြင်ကို မီးခိုးရောင် အစက်စက်ဖြင့် ကိုယ်စားပြုသည်။ စမ်းသပ်မှုကို နှစ်ကြိမ်ထပ်လုပ်ခဲ့သည် (နောက်ဆက်တွဲပစ္စည်းများ၊ ပုံ S4 ကိုကြည့်ပါ)။
LA-HTM သုံးပြီး ဘက်တီးရီးယားဆဲလ်များ၏ ရှင်သန်နိုင်စွမ်းကို နာရီပေါင်းများစွာ စောင့်ကြည့်ခဲ့သည်။ သဖန်းသီးပေါ်မှာ။ 3 သည် 3 နာရီ 20 မိနစ် ရုပ်ရှင်မှ ရိုက်ကူးထားသော ပုံလေးပုံအတွက် အချိန်ပိုင်းကို ပြသည် (Movie M3၊ နောက်ဆက်တွဲ အချက်အလက်)။ အပူချိန် ၆၅ ဒီဂရီ ဆဲလ်စီးယပ် အနီးသို့ လေဆာဖြင့် သတ်မှတ်ထားသော စက်ဝိုင်းဧရိယာအတွင်း ဘက်တီးရီးယားများ တက်ကြွစွာ ပေါက်ပွားလာသည်ကို တွေ့ရှိရသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ အပူချိန် 50°C အောက်တွင် 10 စက္ကန့်ကြာသောအခါ ဆဲလ်ကြီးထွားမှု သိသိသာသာ လျော့ကျသွားသည်။
လေဆာအပူပေးပြီးနောက် မတူညီသောအကြိမ်များတွင် ကြီးထွားလာသည့် G. stearothermophilus ဘက်တီးရီးယားများ၏ အလင်းအတိမ်အနက်ပုံများ၊ (က) t = 0 မိနစ်၊ (ခ) 1 နာရီ 10 မိနစ်၊ (ဂ) 2 နာရီ 20 မိနစ်၊ (ဃ) 3 နာရီ 20 မိနစ်၊ 200 သက်ဆိုင်ရာ အပူချိန်မြေပုံပေါ်တွင် တင်ထားသော တစ်မိနစ်စာ (နောက်ဆက်တွဲ အချက်အလက်တွင် ဖော်ပြထားသော M3 ဖလင်) မှ ထုတ်ယူသည်။ လေဆာသည် အချိန် \(t=0\) ပွင့်သည်။ Isotherms ကို ပြင်းထန်မှု ပုံတွင် ထည့်သွင်းထားသည်။
ဆဲလ်ကြီးထွားမှုနှင့် အပူချိန်အပေါ် မှီခိုမှုတို့ကို ထပ်လောင်းတွက်ချက်ရန်အတွက် Movie M3 မြင်ကွင်းရှိ Movie M3 မြင်ကွင်းတွင် ကနဦးအထီးကျန်ဘက်တီးရီးယားအမျိုးမျိုး၏ ဇီဝဒြပ်ထုတိုးလာမှုကို တိုင်းတာသည်။ အသေးစားကိုလိုနီဖွဲ့စည်းခြင်းယူနစ် (mCFU) ဖွဲ့စည်းမှုအစတွင် ရွေးချယ်ထားသော မိခင်ဘက်တီးရီးယားများကို ပုံ S6 တွင် ပြထားသည်။ အပူချိန် ဖြန့်ဖြူးမှုကို မြေပုံထုတ်ရန်အတွက် အသုံးပြုသည့် CGM 48 ကင်မရာဖြင့် ခြောက်သွေ့သောထုထည် တိုင်းတာမှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ခြောက်သွေ့သောအလေးချိန်နှင့် အပူချိန်ကို တိုင်းတာရန် CGM ၏ စွမ်းရည်သည် LA-HTM ၏ ခွန်အားဖြစ်သည်။ မျှော်လင့်ထားသည့်အတိုင်း မြင့်မားသောအပူချိန်သည် ဘက်တီးရီးယားများ ကြီးထွားမှုပိုမိုမြန်ဆန်စေသည် (ပုံ။ 4a)။ ပုံ 4b ရှိ semi-log plot တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း၊ ဒေတာသည် exponential function \(m={m}_{0}{10}^{t/\tau }+ {{ \mbox{cst}}}\), နေရာတွင် \(\tau {{{{{\rm{log }}}}}}2\) – မျိုးဆက်အချိန် (သို့မဟုတ် နှစ်ဆအချိန်), \( g =1/ \tau\) – တိုးတက်မှုနှုန်း (ယူနစ်အချိန်တစ်ခုလျှင် ပိုင်းခြားမှုအရေအတွက်)။ သဖန်းသီးပေါ်မှာ။ 4c သည် သက်ဆိုင်ရာ ကြီးထွားနှုန်းနှင့် မျိုးဆက်အချိန်ကို အပူချိန်၏ လုပ်ဆောင်မှုအဖြစ် ပြသည်။ လျင်မြန်စွာကြီးထွားလာသော mCFUs များသည် နှစ်နာရီအကြာတွင် ကြီးထွားမှု၏ ရွှဲရွှဲမှုဖြင့် လက္ခဏာရပ်ဖြစ်သည်၊ မြင့်မားသောဘက်တီးရီးယားသိပ်သည်းဆကြောင့် (ဂန္တဝင်အရည်ယဉ်ကျေးမှုများတွင် ငုတ်လျှိုးနေသောအဆင့်နှင့် ဆင်တူသည်) ကြောင့် မျှော်မှန်းထားသောအပြုအမူဖြစ်သည်။ ယေဘူယျပုံသဏ္ဍာန်သည် \(g\left(T\right)\) (ပုံ. 4c) သည် G. stearothermophilus အတွက် မျှော်မှန်းထားသော နှစ်ဆင့်မျဉ်းကွေးနှင့် 60-65°C ဝန်းကျင်တွင် အကောင်းဆုံးကြီးထွားနှုန်းနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ ကာဒီနယ်မော်ဒယ် (ပုံ S5)49 နေရာတွင် \(\left({{G}_{0}{;\;T}}_{{\min }};{T}_{{opt} } } } ;{T}_{{\max}}\right)\) = (0.70 ± 0.2; 40 ± 4; 65 ± 1.6; 67 ± 3) °C၊ စာပေတွင်ဖော်ပြထားသော အခြားတန်ဖိုးများနှင့် ကောင်းစွာသဘောတူသည့်49။ အပူချိန်ပေါ်မူတည်သော ကန့်သတ်ဘောင်များသည် မျိုးပွားနိုင်သော်လည်း \({G}_{0}\) ၏ အမြင့်ဆုံးတိုးတက်မှုနှုန်းသည် စမ်းသပ်မှုတစ်ခုမှ အခြားတစ်ခုသို့ ကွဲပြားနိုင်သည် (ရုပ်ပုံ S7-S9 နှင့် ရုပ်ရှင် M4 ကိုကြည့်ပါ)။ universal ဖြစ်သင့်သည့် အပူချိန် အံဝင်ခွင်ကျ ကန့်သတ်ချက်များ နှင့် ဆန့်ကျင်ဘက် အနေဖြင့် စောင့်ကြည့် လေ့လာထားသော မိုက်ခရိုစကေး ဂျီသြမေတြီ အတွင်း အလတ်စား ၏ ဂုဏ်သတ္တိများ (အာဟာရ ရရှိနိုင်မှု၊ အောက်ဆီဂျင် အာရုံစူးစိုက်မှု) ပေါ်တွင် မူတည်ပါသည်။
အပူချိန်အမျိုးမျိုးတွင် အဏုဇီဝကြီးထွားမှု။ mCFU- သေးငယ်သော ကိုလိုနီဖွဲ့စည်းခြင်း ယူနစ်များ။ အပူချိန် gradient (ရုပ်ရှင် M3) တွင် ပေါက်နေသော ဘက်တီးရီးယား တစ်ခုတည်း၏ ဗီဒီယိုမှ ရရှိသော ဒေတာ။ b (a)၊ semi-logarithmic scale နှင့် အတူတူပင်။ c ကြီးထွားနှုန်း\(\tau\) နှင့် မျိုးဆက်အချိန်\(g\) မျဉ်းကြောင်း ဆုတ်ယုတ်မှု (ခ) မှ တွက်ချက်သည်။ အလျားလိုက် အမှားအယွင်းဘားများ- mCFU များသည် တိုးတက်မှုအတွင်း မြင်ကွင်းနယ်ပယ်သို့ ချဲ့ထွင်ထားသည့် အပူချိန်အကွာအဝေး။ ဒေါင်လိုက်အမှားအယွင်းဘားများ- linear regression စံအမှား။
ပုံမှန်ကြီးထွားမှုအပြင်၊ အချို့သောဘက်တီးရီးယားများသည် တစ်ခါတစ်ရံတွင် ဖလေဆာအပူပေးနေစဉ်အတွင်း မြင်ကွင်းထဲသို့ မျောပါသွားတတ်သည်၊ ၎င်းသည် flagella ရှိသောဘက်တီးရီးယားများအတွက် မျှော်လင့်ထားသည့်အပြုအမူတစ်ခုဖြစ်သည်။ နောက်ထပ်အချက်အလက်များတွင် M5 ရုပ်ရှင်သည် ရေကူးလှုပ်ရှားမှုများကို ပြသထားသည်။ ဤစမ်းသပ်မှုတွင်၊ ပုံ 1d၊ e နှင့် S3 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း အပူချိန် gradient ဖန်တီးရန် တူညီသောလေဆာရောင်ခြည်ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ ပုံ 5 သည် M5 ရုပ်ရှင်မှ ရွေးချယ်ထားသည့် ပုံနှစ်ပုံအား ပြသထားသည့် ဘက်တီးရီးယားတစ်ခုသည် ဦးတည်ချက်အတိုင်း ရွေ့လျားမှုကို ပြသနေချိန်တွင် အခြားဘက်တီးရီးယားအားလုံး မလှုပ်မရှားဖြစ်နေကြောင်း ပြသသည်။
အချိန်ဘောင်နှစ်ခု (က) နှင့် (ခ) သည် အစက်ဝိုင်းများဖြင့် အမှတ်အသားပြုထားသော မတူညီသောဘက်တီးရီးယားနှစ်ခု၏ ကူးခတ်ခြင်းကို ပြသသည်။ ပုံများကို M5 ရုပ်ရှင်မှ ထုတ်နုတ်ထားသည် (ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းအဖြစ် ပံ့ပိုးပေးသည်)။
G. stearothermophilus ၏ဖြစ်ရပ်တွင်၊ လေဆာရောင်ခြည်ကိုဖွင့်ပြီးနောက် စက္ကန့်အနည်းငယ်အတွင်း ဘက်တီးရီးယားများ၏ တက်ကြွလှုပ်ရှားမှု (ပုံ။ 5) စတင်ခဲ့သည်။ ဤလေ့လာတွေ့ရှိချက်သည် Mora et al မှလေ့လာတွေ့ရှိထားပြီးဖြစ်သည့်အတိုင်း အပူချိန်တိုးလာစေရန် ဤ thermophilic microorganism ၏ ယာယီတုံ့ပြန်မှုကို အလေးပေးဖော်ပြသည်။ ၂၄။ ဘက်တီးရီးယား ရွေ့လျားမှုဆိုင်ရာ အကြောင်းအရာနှင့် အပူချိန်အထိန်းအညှိများပင်လျှင် LA-HTM ကို အသုံးပြု၍ ထပ်မံလေ့လာနိုင်ပါသည်။
ရောဂါပိုးမွှားရေကူးခြင်းသည် အခြားရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာလှုပ်ရှားမှုအမျိုးအစားများနှင့် မရောထွေးသင့်ပါ၊ အတိအကျပြောရလျှင် (၁) Brownian လှုပ်ရှားမှု၊ ဖရိုဖရဲဖြစ်ပုံပေါ်သော ရွေ့လျားမှု၊ (ii) convection 50 နှင့် thermophoresis 43၊ အပူချိန်တစ်လျှောက် ပုံမှန်ရွေ့လျားမှုတွင် ပါဝင်သော၊ gradient
G. stearothermophilus သည် ဆိုးရွားသောပတ်ဝန်းကျင်အခြေအနေများနှင့် ထိတွေ့သောအခါတွင် အလွန်ခံနိုင်ရည်ရှိသော ပိုးမွှားများထုတ်လုပ်နိုင်စွမ်းအတွက် လူသိများသည်။ ပတ်ဝန်းကျင်အခြေအနေများ ပြန်လည်ကောင်းမွန်လာသောအခါတွင် ပိုးမွှားများသည် အပင်ပေါက်လာပြီး သက်ရှိဆဲလ်များဖွဲ့စည်းကာ ပြန်လည်ကြီးထွားလာသည်။ ဤအပင်ပေါက်ခြင်း/အပင်ပေါက်ခြင်းဖြစ်စဉ်ကို ကောင်းစွာသိရှိထားသော်လည်း၊ အချိန်နှင့်တပြေးညီ သိရှိနိုင်ခြင်းမရှိပါ။ LA-HTM ကို အသုံးပြု၍ G. stearothermophilus တွင် အပင်ပေါက်ခြင်းဆိုင်ရာ အဖြစ်အပျက်များကို ဤနေရာတွင် အစီရင်ခံပါသည်။
သဖန်းသီးပေါ်မှာ။ 6a သည် CGM အစုအဝေး 13 ခုကို အသုံးပြု၍ ရရှိသော optical depth (OT) ၏ time-lapse ပုံများကို ပြသသည်။ စုဆောင်းမှုအချိန်တစ်ခုလုံးအတွက် (15 နာရီ 6 မိနစ်၊ \(t=0\) – လေဆာအပူပေးခြင်းအစ)၊ 13 မှ 4 မှစပိုးပေါက်များပေါက်လာပြီး၊ အချိန်အမှတ်ဆက်တိုက် \(t=2\) h၊ \( 3\ ) h \(10 \)'၊ \(9\) h \(40\)' နှင့် \(11\) h \(30\)'။ ဤဖြစ်ရပ်များထဲမှ တစ်ခုကို ပုံ 6 တွင် ပြသထားသော်လည်း ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းရှိ M6 ရုပ်ရှင်တွင် အပင်ပေါက်ခြင်း ဖြစ်ရပ် 4 ခုကို ကြည့်ရှုနိုင်ပါသည်။ စိတ်ဝင်စားစရာမှာ အပင်ပေါက်ခြင်းသည် ကျပန်းဖြစ်ပုံပေါ်သည်- ပတ်ဝန်းကျင်အခြေအနေတွင် တူညီသောပြောင်းလဲမှုများရှိနေသော်လည်း ပိုးမွှားအားလုံးသည် ပေါက်တတ်ပြီး တစ်ချိန်တည်းတွင် မပေါက်တတ်ပါ။
OT ပုံ 8 ပုံ (ဆီနှစ်မြှုပ်ခြင်း၊ 60x၊ 1.25 NA ရည်ရွယ်ချက်) နှင့် (ခ) G. stearothermophilus ၏ ဇီဝလောင်စာဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်များ ပါဝင်သော Time-lapse။ c (ခ) တိုးတက်မှုနှုန်း (dashed line) ၏ linearity ကို မီးမောင်းထိုးပြရန် semi-log စကေးပေါ်တွင် ရေးဆွဲထားသည်။
သဖန်းသီးပေါ်မှာ။ 6b,c သည် ဒေတာစုဆောင်းမှုကာလတစ်ခုလုံးအတွက် အချိန်၏လုပ်ဆောင်မှုတစ်ခုအဖြစ် အမြင်နယ်ပယ်ရှိ ဆဲလ်လူဦးရေ၏ ဇီဝဒြပ်ထုကို ပြသသည်။ သင်္ဘောသဖန်းသီးတွင် \(t=5\)h တွင် တွေ့ရှိရသော ခြောက်သွေ့သော ဒြပ်ထု၏ လျင်မြန်စွာ ယိုယွင်းမှု။ မြင်ကွင်းနယ်ပယ်မှ ဆဲလ်အချို့၏ ထွက်ပေါက်ကြောင့် 6b၊ c၊ ဤဖြစ်ရပ်လေးခု၏ တိုးတက်မှုနှုန်းမှာ \(0.77\pm 0.1\) h-1 ဖြစ်သည်။ ဤတန်ဖိုးသည် ပုံ 3 နှင့်ဆက်စပ်သောကြီးထွားနှုန်းထက်ပိုမိုမြင့်မားပါသည်။ ဆဲလ်များသည်ပုံမှန်အတိုင်းကြီးထွားလာပါသည်။ Spores မှ G. stearothermophilus ကြီးထွားနှုန်း တိုးလာရခြင်း၏ အကြောင်းရင်းကို ရှင်းလင်းစွာ မသိရသေးသော်လည်း ဤတိုင်းတာမှုများသည် LA-HTM ၏ အကျိုးစီးပွားကို မီးမောင်းထိုးပြပြီး ဆဲလ်သက်တမ်း (သို့မဟုတ် single mCFU အဆင့်) တွင် အလုပ်လုပ်သည် ။ .
LA-HTM ၏ ဘက်စုံစွမ်းဆောင်နိုင်မှုနှင့် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် ၎င်း၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပြသရန်အတွက်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် အကောင်းဆုံးကြီးထွားအပူချိန် 80°C51 ရှိသော hyperthermophilic acidophilic archaea ၏ ကြီးထွားမှုကို စစ်ဆေးခဲ့ပါသည်။ G. stearothermophilus နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ ဤ archaea သည် ရှည်လျားထားသော ချောင်းများ (bacilli) ထက် 1 micron စက်လုံး (cocci) နှင့် ဆင်တူသော အသွင်အပြင်လည်း ရှိသည်။
ပုံ 7a တွင် CGM ကို အသုံးပြု၍ ရရှိသော S. shibatae mCFU ၏ ဆက်တိုက် အလင်းအတိမ်အနက် ပုံရိပ်များ ပါဝင်သည်။ ဤ mCFU သည် အကောင်းဆုံးအပူချိန် 80°C အောက်တွင် 73°C ဝန်းကျင်တွင် ကြီးထွားသော်လည်း တက်ကြွစွာကြီးထွားမှုအတွက် အပူချိန်အကွာအဝေးအတွင်းဖြစ်သည်။ နာရီအနည်းငယ်အကြာတွင် mCFU များကို archaea ၏ micrograpes ကဲ့သို့အသွင်အပြင်ဖြစ်စေသော fission ဖြစ်ရပ်များစွာကို ကျွန်ုပ်တို့တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဤ OT ပုံများမှ၊ mCFU ဇီဝလောင်စာအား အချိန်နှင့်အမျှ တိုင်းတာပြီး ပုံ 7b တွင် ပြထားသည်။ စိတ်ဝင်စားစရာမှာ၊ S. shibatae mCFUs သည် G. stearothermophilus mCFUs ဖြင့်မြင်ရသော အစီအစဥ်ကြီးထွားမှုထက် တစ်ပြေးညီကြီးထွားမှုကို ပြသခဲ့သည်။ ဆဲလ်ကြီးထွားမှုနှုန်း၏ သဘောသဘာဝနှင့် ပတ်သက်၍ နှစ်ရှည်လများ ဆွေးနွေးမှု 52 ခုရှိပါသည်- အချို့သော လေ့လာမှုများက ၎င်းတို့၏ အရွယ်အစားနှင့် အချိုးကျသော အဏုဇီဝများ ကြီးထွားမှုနှုန်းကို အစီရင်ခံစဉ်တွင်၊ အချို့က ကိန်းသေနှုန်း ( linear သို့မဟုတ် bilinear ကြီးထွားမှု) ကို ပြသသည်။ Tzur et al.53 မှရှင်းပြထားသည့်အတိုင်း၊ exponential နှင့် (bi) linear တိုးတက်မှုကြား ပိုင်းခြားခြင်းသည် ဇီဝလောင်စာတိုင်းတာခြင်းများတွင် <6% တိကျမှုရှိရန် လိုအပ်သည်၊ ၎င်းသည် interferometry ပါ၀င်သည့် QPM နည်းပညာအများစုအတွက် လက်လှမ်းမမီနိုင်သော၊ ၎င်းသည် QPM နည်းပညာအများစုအတွက် လက်လှမ်းမမီနိုင်ပါ။ Tzur et al.53 မှရှင်းပြထားသည့်အတိုင်း၊ exponential နှင့် (bi) linear တိုးတက်မှုကြား ပိုင်းခြားခြင်းသည် ဇီဝလောင်စာတိုင်းတာခြင်းများတွင် <6% တိကျမှုရှိရန် လိုအပ်သည်၊ ၎င်းသည် interferometry ပါ၀င်သည့် QPM နည်းပညာအများစုအတွက် လက်လှမ်းမမီနိုင်သော၊ ၎င်းသည် QPM နည်းပညာအများစုအတွက် လက်လှမ်းမမီနိုင်ပါ။ Как объяснили Цур и др.53, различение экспоненциального и (би)линейного роста требует тохносвти <ясм точносвти <ясм недостижимо для большинства методов QPM, даже с использованием интерферометрии။ Zur et al.53 မှ ရှင်းပြထားသည့်အတိုင်း၊ exponential နှင့် (bi) linear growth အကြား ပိုင်းခြားခြင်းသည် ဇီဝလောင်စာတိုင်းတာခြင်းများတွင် တိကျမှု <6% လိုအပ်သည်၊ ၎င်းသည် interferometry ကိုအသုံးပြုသည့်တိုင် QPM နည်းလမ်းအများစုအတွက် မရနိုင်ပါ။Zur et al မှရှင်းပြသည်။ 53၊ interferometry ကိုအသုံးပြုသည့်တိုင် QPM နည်းလမ်းအများစုအတွက် မရရှိနိုင်သော ဇီဝလောင်စာတိုင်းတာမှုများတွင် exponential နှင့် (bi) linear တိုးတက်မှုကြား ပိုင်းခြားရန် လိုအပ်ပါသည်။ CGM သည် ဇီဝလောင်စာတိုင်းတာမှု ၃၆၊၄၈ တွင် sub-pg တိကျမှုဖြင့် ဤတိကျမှုကို ရရှိသည်။
OT ပုံ 6 ပုံ (ဆီနှစ်မြှုပ်ခြင်း၊ 60x၊ NA ရည်ရွယ်ချက် 1.25) နှင့် (ခ) CGM ဖြင့်တိုင်းတာသော micro-CFU ဇီဝလောင်စာဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်များ ပါဝင်သော Time-lapse။ နောက်ထပ်အချက်အလက်များအတွက် ရုပ်ရှင် M7 ကိုကြည့်ပါ။
S. shibatae ၏ လုံးဝဥဿုံ မျဉ်းဖြောင့် ကြီးထွားမှုသည် မမျှော်လင့်ဘဲ အစီရင်ခံခြင်း မရှိသေးပါ။ သို့ရာတွင်၊ အချိန်ကြာလာသည်နှင့်အမျှ၊ 2၊ 4၊ 8၊ 16 … ဆဲလ်များစွာ၏ ကွဲပြားမှုများ ဖြစ်ပေါ်လာရသောကြောင့် ကိန်းဂဏန်းကြီးထွားမှုကို မျှော်လင့်ထားသည်။ ဆဲလ်များ ကြီးထွားမှု နှေးကွေးပြီး ဆဲလ်သိပ်သည်းဆ မြင့်မားလွန်းသောအခါ ဆဲလ်သိပ်သည်းဆ မြင့်မားလာသောအခါတွင် ဆဲလ်များ ကြီးထွားမှု နှေးကွေးသွားသကဲ့သို့ မျဉ်းသားကြီးထွားမှုသည် ဆဲလ်များ ပိတ်ဆို့ခြင်းကြောင့် ဖြစ်နိုင်သည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ယူဆပါသည်။
အောက်ပါစိတ်ဝင်စားဖွယ်အချက်ငါးချက်ကို အလှည့်ကျဆွေးနွေးခြင်းဖြင့် ကျွန်ုပ်တို့ နိဂုံးချုပ်သည်- အပူထုထည်လျှော့ချခြင်း၊ အပူဓာတ်လျော့ချခြင်း၊ ရွှေနာနိုအမှုန်များကို စိတ်ဝင်စားခြင်း၊ ပမာဏအဆင့် အဏုစကိုရိုက်ခြင်း စိတ်ဝင်စားခြင်း နှင့် LA-HTM ကို အသုံးပြုနိုင်သည့် ဖြစ်နိုင်ခြေရှိသော အပူချိန်အတိုင်းအတာကို ဆွေးနွေးခြင်းဖြင့် ကျွန်ုပ်တို့ နိဂုံးချုပ်ပါသည်။
ခံနိုင်ရည်ရှိသော အပူပေးခြင်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက HTM ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် အသုံးပြုသော လေဆာအပူပေးခြင်းသည် ဤလေ့လာမှုတွင် ကျွန်ုပ်တို့ဖော်ပြထားသည့် အားသာချက်များစွာကို ပေးဆောင်ပါသည်။ အထူးသဖြင့်၊ အဏုကြည့်ခြင်းနယ်ပယ်ရှိ အရည်မီဒီယာတွင်၊ အပူပမာဏကို အနည်းငယ် (10 μm) 3 ထုထည်အတွင်း သိမ်းဆည်းထားသည်။ ဤနည်းအားဖြင့်၊ သတိပြုမိသော အဏုဇီဝများသာ တက်ကြွနေသော်လည်း အခြားသော ဘက်တီးရီးယားများသည် အမြုံဖြစ်ပြီး နမူနာကို ထပ်မံလေ့လာရန်အတွက် အသုံးပြုနိုင်သည် - အပူချိန်အသစ် စစ်ဆေးရန် လိုအပ်တိုင်း နမူနာကို ပြောင်းလဲရန် မလိုအပ်ပါ။ ထို့အပြင်၊ မိုက်ခရိုစကေးအပူပေးခြင်းဖြင့် အပူချိန်အများအပြားကို တိုက်ရိုက်စစ်ဆေးခွင့်ပြုသည်- ပုံ 4c ကို 3 နာရီကြာသည့်ရုပ်ရှင် (Movie M3) မှ ရယူထားသည် - ပုံမှန်အားဖြင့် နမူနာအများအပြား၏ ပြင်ဆင်မှုနှင့် စစ်ဆေးမှုများ လိုအပ်သည် - လေ့လာဆဲနမူနာတစ်ခုစီအတွက် တစ်ခု။ y သည် စမ်းသပ်မှုတွင် ရက်အရေအတွက်ကို ကိုယ်စားပြုသည့် အပူချိန်ဖြစ်သည်။ အပူရှိန်ပမာဏကို လျှော့ချခြင်းသည် အဏုကြည့်မှန်ဘီလူး၏ အနီးနားရှိ အလင်းအစိတ်အပိုင်းများအားလုံးကို အခန်းအပူချိန်တွင် ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သည်၊၊ LA-HTM ကို ဆီနှစ်မြှုပ်သည့် မှန်ဘီလူးများ အပါအဝင် မည်သည့်မှန်ဘီလူးနှင့်မဆို အသုံးပြုနိုင်ပြီး မြင်ကွင်းနယ်ပယ်တွင် အလွန်အမင်း အပူချိန်များပင်လျှင် အခန်းအပူချိန်တွင် ရှိနေမည်ဖြစ်သည်။ ဤလေ့လာမှုတွင် ကျွန်ုပ်တို့တင်ပြသော လေဆာအပူပေးနည်းလမ်း၏ အဓိကကန့်သတ်ချက်မှာ တွယ်ကပ်ခြင်း သို့မဟုတ် မျှောခြင်းမပြုသောဆဲလ်များသည် မြင်ကွင်းနှင့် ဝေးကွာပြီး လေ့လာရန်ခက်ခဲခြင်းတို့ဖြစ်နိုင်သည်။ ဖြေရှင်းနည်းတစ်ခုသည် မိုက်ခရိုနာရာဂဏန်းထက် ပိုကြီးသောအပူချိန်မြင့်တက်မှုရရှိရန် ချဲ့ထွင်မှုနည်းသော မှန်ဘီလူးများကို အသုံးပြုရန် ဖြစ်နိုင်သည်။ ဤသတိပေးချက်သည် spatial resolution ကျဆင်းခြင်းဖြင့် လိုက်ပါသွားသော်လည်း ရည်မှန်းချက်မှာ အဏုဇီဝသက်ရှိများ၏ ရွေ့လျားမှုကို လေ့လာရန်ဖြစ်ပါက မြင့်မားသော spatial resolution မလိုအပ်ပါ။
စနစ်၏ အပူပေးခြင်း (နှင့် အအေးပေးခြင်း) အတွက် အချိန်အတိုင်းအတာ \({{{{{\rm{\tau }}}}}}}}_{{{\mbox{D}}}}\) ၎င်း၏ အရွယ်အစားပေါ်တွင် မူတည်ပါသည်။ ဥပဒေနှင့်အညီ \({{{({\rm{\tau }}}}}}}_{{{\mbox{D}}}}={L}^{2}/D\) နေရာတွင် \ (L\) သည် အပူရင်းမြစ်၏ ဝိသေသအရွယ်အစားဖြစ်သည် (ကျွန်ုပ်တို့၏လေ့လာမှုတွင် လေဆာရောင်ခြည်၏ အချင်းသည် \(L\ 100\) μm)၊ \(D\) သည် ပတ်ဝန်းကျင်၏ အပူပျံ့ပျံ့ပွားမှု (ကျွန်ုပ်တို့၏ ပျမ်းမျှအားဖြင့်၊ case၊ glass နှင့် water Diffusion rate\(D\ about 2\fold {10}^{-7}\) m2/s) ထို့ကြောင့်၊ ဤလေ့လာမှုတွင်၊ 50 ms အစီအစဥ်၏ အချိန်တုံ့ပြန်မှုများ၊ ဆိုလိုသည်မှာ တမတ်သား ချက်ခြင်းဖြစ်သည်။ အပူချိန်ပြောင်းလဲမှု၊ ဤချက်ချင်း အပူချိန်မြင့်တက်လာခြင်းသည် စမ်းသပ်မှု၏ကြာချိန်ကို တိုစေရုံသာမက အပူချိန်သက်ရောက်မှုများ၏ တက်ကြွသောလေ့လာမှုအတွက် တိကျသောအချိန်ကို ခွင့်ပြုပေးပါသည်။
ကျွန်ုပ်တို့၏အဆိုပြုထားသောနည်းလမ်းသည် အလင်းစုပ်ယူနိုင်သော အလွှာတစ်ခုခု (ဥပမာ၊ ITO coating ဖြင့် စီးပွားဖြစ်နမူနာများ) နှင့် သက်ဆိုင်ပါသည်။ သို့ရာတွင်၊ ရွှေရောင်နာနိုအမှုန်များသည် မြင်နိုင်သောအကွာအဝေးအတွင်း အနီအောက်ရောင်ခြည်တွင် မြင့်မားသောစုပ်ယူမှုကို ပေးစွမ်းနိုင်သည်၊ အထူးသဖြင့် fluorescence ကိုအသုံးပြုသည့်အခါတွင် ထိရောက်သောအလင်းကြည့်ရှုမှုအတွက် စိတ်ဝင်စားဖွယ်ဖြစ်သော နောက်ဆုံးဝိသေသလက္ခဏာများဖြစ်သည်။ ထို့အပြင်၊ ရွှေသည် ဇီဝသဟဇာတဖြစ်သော၊ ဓာတုဗေဒနည်းအရ အားနည်းသည်၊ အလင်းသိပ်သည်းဆကို 530 nm မှ အနီအောက်ရောင်ခြည်အနီးသို့ ချိန်ညှိနိုင်ပြီး နမူနာပြင်ဆင်မှုသည် ရိုးရှင်းပြီး ချွေတာနိုင်သည်29။
Transverse grating wavefront microscopy (CGM) သည် မိုက်ခရိုစကေးတွင် အပူချိန်မြေပုံဆွဲခြင်းသာမက ဇီဝဒြပ်ထုကို စောင့်ကြည့်စစ်ဆေးခြင်းကိုလည်း LA-HTM နှင့် ပေါင်းစပ်ရာတွင် အထူးအသုံးဝင်သော (မလိုအပ်ပါက) ပြုလုပ်ပေးပါသည်။ လွန်ခဲ့သည့်ဆယ်စုနှစ်များအတွင်း၊ အထူးသဖြင့် ဇီဝရုပ်ပုံရိုက်ခြင်းနယ်ပယ်တွင် အခြားသော အပူချိန်အဏုကြည့်နည်းပညာများကို တီထွင်ခဲ့ပြီး အများစုမှာ အပူချိန်အာရုံခံနိုင်ခြေရှိသော fluorescent probes54,55 ကို အသုံးပြုရန်လိုအပ်ပါသည်။ သို့သော်၊ ဤနည်းလမ်းများကို ဝေဖန်ခဲ့ပြီး အချို့သော အစီရင်ခံစာများသည် ဆဲလ်များအတွင်း လက်တွေ့မကျသော အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုများကို တိုင်းတာခဲ့ကြသည်၊၊ fluorescence သည် အပူချိန်ထက် အခြားသောအချက်များစွာပေါ်တွင်မူတည်သောကြောင့် ဖြစ်နိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ ချောင်းကြည့်ကိရိယာအများစုသည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် မတည်ငြိမ်ပါ။ ထို့ကြောင့်၊ QPM နှင့် အထူးသဖြင့် CGM သည် optical microscopy ကိုအသုံးပြု၍ မြင့်မားသောအပူချိန်တွင်အသက်တာကိုလေ့လာရန်အတွက်စံပြအပူချိန်အဏုကြည့်နည်းပညာကိုကိုယ်စားပြုသည်။
80°C တွင် အကောင်းဆုံးနေထိုင်နိုင်သော S. shibatae ၏လေ့လာမှုများက LA-HTM ကို ရိုးရှင်းသောသာမိုဖီးများသာမက၊ ဟိုက်ပါမိုဖီးများလေ့လာရန် အသုံးချနိုင်ကြောင်းပြသသည်။ နိယာမအရ LA-HTM ကို အသုံးပြု၍ ရောက်ရှိနိုင်သော အပူချိန်အကွာအဝေးတွင် အကန့်အသတ်မရှိ၊ 100°C အထက် အပူချိန်များပင်လျှင် ဆူပွက်ခြင်းမရှိပဲ လေထုဖိအားသို့ ရောက်ရှိနိုင်သည်၊၊ ကျွန်ုပ်တို့၏ 38 အုပ်စုမှ လေထုအတွင်းရှိ hydrothermal chemistry applications များတွင် သရုပ်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ ဖိအား A. ရွှေရောင်နာနိုအမှုန် 40 ကို အပူပေးရန်အတွက် လေဆာကို အလားတူနည်းဖြင့် အသုံးပြုသည်။ ထို့ကြောင့်၊ LA-HTM သည် စံအခြေအနေများ (ဆိုလိုသည်မှာ ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ ဖိစီးမှုအောက်တွင်) စံမြင့်မားသော ရုပ်ထွက်အရည်အသွေးရှိသော optical microscopy ဖြင့် မကြုံစဖူး ဟိုက်ပါပူဖောင်းများကို ကြည့်ရှုရန် အလားအလာရှိသည်။
Köhler အလင်းရောင် (LED၊ M625L3၊ Thorlabs၊ 700 mW)၊ လက်စွဲ xy လှုပ်ရှားမှု၊ ရည်ရွယ်ချက်များ (Olympus၊ 60x၊ 0.7 NA၊ လေ၊ LUCPlanFLN60X သို့မဟုတ် 60x, 12. , UPLFLN60XOI), CGM ကင်မရာ (QLSI လက်ဝါးကပ်တိုင်ဆန်ခါ၊ 39 µm pitch, Andor Zyla ကင်မရာအာရုံခံကိရိယာမှ 0.87 မီလီမီတာ)၊ ပြင်းထန်မှုနှင့် လှိုင်းမျက်နှာစာပုံရိပ်ကို ပံ့ပိုးပေးရန်၊ နှင့် sCMOS ကင်မရာ (ORCA Flash 4.0 V3၊ 16-bit မုဒ်၊ Hamamatsu မှ)၊ ပုံ 5 တွင်ပြထားသည့်အချက်အလက်များ (ဘက်တီးရီးယားကူးခတ်ခြင်း)။ dichroic beam splitter သည် 749 nm BrightLine edge (Semrock, FF749-SDi01) ဖြစ်သည်။ ကင်မရာ၏အရှေ့ဘက်ရှိ filter သည် 694 short pass filter (FF02-694/SP-25, Semrock) ဖြစ်သည်။ တိုက်တေနီယမ် နီလာလေဆာ (Laser Verdi G10၊ 532 nm၊ 10 W၊ ဆူနာမီ လေဆာအပေါက်ကို စုပ်ယူထားသော၊ ပုံ 2-5 တွင် Spectra-Physics၊ နောက်ထပ် Millenia လေဆာဖြင့် အစားထိုးသည်၊ Spectraphysics 10 W၊ စုပ်ယူထားသော Mira လေဆာအပေါက်၊ အဆက်အစပ်၊ ပုံ ၂။ စာ-၅)။ 6 နှင့် 7) ကို လှိုင်းအလျား \({{{(\rm\lambda }}}}}}=800\) nm၊ ၎င်းသည် ရွှေနာနိုအမှုန်များ၏ ပလာစမွန်ပဲ့တင်ရိုက်ခတ်မှု spectrum နှင့် ကိုက်ညီသော အလင်းတန်းခွဲများ (1920 × 1152 pixels) ကို Meadowlark Optics မှ ဝယ်ယူခဲ့ပြီး holograms များကို လင့်ခ်တွင်ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း Gerchberg-Saxton algorithm ကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်ခဲ့ပါသည်။
Cross grating wavefront microscopy (CGM) သည် သမားရိုးကျ ကင်မရာ၏ အာရုံခံကိရိယာမှ တစ်မီလီမီတာ အကွာအဝေးတွင် နှစ်ဖက်မြင် diffraction grating (လက်ဝါးကပ်တိုင်ဆန်ခါဟုလည်း ခေါ်သည်) ကို ပေါင်းစပ်ထားသော အလင်းကြည့် အဏုကြည့်နည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤလေ့လာမှုတွင်ကျွန်ုပ်တို့အသုံးပြုခဲ့သော CGM ၏အသုံးအများဆုံးဥပမာကို Primot et al မှမိတ်ဆက်ပေးပြီး မူပိုင်ခွင့်တင်ထားသည့် လှိုင်းအလျားလေးခုအပြောင်းအရွှေ့အပြောင်းအရွှေ့အင်တာဖာရိုမီတာ (QLSI) ဟုခေါ်သည်။ 200034 ခုနှစ်တွင် ဒေါင်လိုက်နှင့် အလျားလိုက်ဆန်ခါလိုင်းများသည် အာရုံခံကိရိယာပေါ်တွင် ဂရစ်ပုံသဏ္ဌာန်တူသော အရိပ်များကို ဖန်တီးပေးသည်၊ ထိုအရာ၏ ပုံပျက်ခြင်းကို ကိန်းဂဏာန်းဖြင့် အချိန်နှင့်တပြေးညီ လုပ်ဆောင်နိုင်ပြီး အလင်း၏အလင်း၏အရှေ့လှိုင်းပုံပျက်ခြင်း (သို့မဟုတ် ညီမျှသောအဆင့်ပရိုဖိုင်) ကိုရရှိရန်။ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းကို အသုံးပြုသောအခါ၊ CGM ကင်မရာသည် optical depth (OT) ဟုလည်းသိကြသော အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ အလင်းလမ်းကြောင်းခြားနားချက်ကို နာနိုမီတာ ၃၆ အရ အာရုံခံနိုင်စွမ်းဖြင့် ပြသနိုင်သည်။ မည်သည့် CGM တိုင်းတာမှုတွင်မဆို optical အစိတ်အပိုင်းများ သို့မဟုတ် beams များတွင် ချို့ယွင်းချက်တစ်စုံတစ်ရာကို ဖယ်ရှားရန်အတွက် အခြေခံရည်ညွှန်း OT ပုံတစ်ပုံကို ယူ၍ မည်သည့်နောက်ဆက်တွဲပုံများမှ နုတ်ယူရပါမည်။
ကိုးကားချက်တွင်ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း CGM ကင်မရာကို အသုံးပြု၍ အပူချိန်အဏုကြည့်ခြင်းအား လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ 32. အတိုချုပ်အားဖြင့်၊ အရည်တစ်ခုအား အပူပေးခြင်းသည် ၎င်း၏အလင်းယပ်ညွှန်းကိန်းကို ပြောင်းလဲစေပြီး အလင်းတန်းကို ကွဲစေသော အပူမှန်ဘီလူးအကျိုးသက်ရောက်မှုကို ဖန်တီးသည်။ ဤလှိုင်းမျက်နှာစာပုံပျက်ခြင်းကို CGM မှတိုင်းတာပြီး အရည်ကြားခံတွင် သုံးဖက်မြင်အပူချိန်ဖြန့်ဖြူးမှုရရှိရန် deconvolution algorithm ကိုအသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်သည်။ ရွှေရောင်နာနိုအမှုန်များကို နမူနာတစ်လျှောက်လုံး အညီအမျှ ဖြန့်ဝေပါက၊ ဘက်တီးရီးယားကင်းစင်သော ဧရိယာများတွင် အပူချိန်မြေပုံဆွဲခြင်းကို လုပ်ဆောင်နိုင်သည်၊ ၎င်းသည် တစ်ခါတစ်ရံ ကျွန်ုပ်တို့လုပ်ဆောင်သည့်အရာဖြစ်သည်။ ရည်ညွှန်း CGM ပုံကို အပူမပေးဘဲ (လေဆာပိတ်ခြင်း) ဖြင့် ရယူခဲ့ပြီး နောက်ပိုင်းတွင် လေဆာဖြင့် ပုံရှိ တည်နေရာတစ်ခုတည်းတွင် ဖမ်းယူခဲ့သည်။
အပူချိန်ပုံရိပ်ဖော်ရန်အတွက် အသုံးပြုသည့် တူညီသော CGM ကင်မရာကို အသုံးပြု၍ ခြောက်သွေ့သောထုထည်တိုင်းတာမှုကို အောင်မြင်သည်။ CGM ရည်ညွှန်းပုံများကို ထိတွေ့မှုအတွင်း x နှင့် y တွင် လျင်မြန်စွာ ရွေ့လျားခြင်းဖြင့် OT တွင် ဘက်တီးရီးယားများ ရှိနေခြင်းကြောင့် တူညီမှု မရှိခြင်းကို ပျမ်းမျှအားဖြင့် ရရှိခဲ့သည်။ ဘက်တီးရီးယားများ၏ OT ရုပ်ပုံများမှ၊ ကိုးကားချက်တွင်ဖော်ပြထားသော လုပ်ထုံးလုပ်နည်းအတိုင်း Matlab ၏ အိမ်လုပ် အပိုင်းခွဲခြင်းဆိုင်ရာ အယ်လဂိုရီသမ်ကို အသုံးပြု၍ ရွေးချယ်ထားသော ဧရိယာများပေါ်ရှိ ပုံများအစုအဝေးကို အသုံးပြု၍ ၎င်းတို့၏ ဇီဝဒြပ်ထုကို ရရှိခဲ့ပါသည်။ 48. အတိုချုပ်အားဖြင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ဆက်စပ် \(m={alpha}^{-1}\iint {{\mbox{OT}}}\left(x,y\right){{\mbox{d}} } x{{\mbox{d}}}y\), နေရာတွင် \({{\mbox{OT}}}\left(x,y\right)\) သည် optical depth ပုံဖြစ်ပြီး \(m\) သည် ခြောက်သွေ့သောအလေးချိန်နှင့် \({{{{{{\rm{\alpha }}}}}}\)) သည် ကိန်းသေတစ်ခုဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် သက်ရှိဆဲလ်များအတွက် ပုံမှန်ကိန်းသေတစ်ခုဖြစ်သည့် \({{{{{\rm{\alpha))))))=0.18\) µm3/pg ကို ရွေးချယ်ခဲ့သည်။
အချင်း 25 မီလီမီတာ နှင့် 150 µm အထူရှိသော ရွှေနာနိုအမှုန်များ ဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသော စလစ်ကို ရွှေ nanoparticles များ မျက်နှာမူကာ AttofluorTM အခန်း (Thermofisher) ထဲသို့ ထည့်ထားသည်။ Geobacillus stearothermophilus ကို စမ်းသပ်မှုနေ့ရက်တိုင်းမပြုလုပ်မီ LB အလယ်အလတ် (200 rpm၊ 60°C) တွင် တစ်ညလုံးကြိုတင်ပြင်ဆင်ထားသည်။ 0.3 မှ 0.5 ထိရှိသော အလင်းသိပ်သည်းဆ (OD) ရှိသော G. stearothermophilus ဆိုင်းထိန်းမှုတစ်ခု၏ 5 µl တစ်စက်ကို ရွှေရောင်နာနိုအမှုန်များဖြင့် ကာဗာစလစ်ပေါ်တွင် ထားရှိခဲ့သည်။ ထို့နောက် အလယ်ဗဟိုရှိ အချင်း 5 မီလီမီတာရှိသည့် အပေါက် 18 မီလီမီတာ အချင်းရှိသော အဖုံးစလစ်ကို အပေါက်ပေါ်သို့ ကြဲချခဲ့ပြီး တူညီသောအလင်းသိပ်သည်းဆရှိသော ဘက်တီးရီးယား 5 μl ကို အပေါက်၏အလယ်ဗဟိုသို့ ထပ်ခါတလဲလဲ အသုံးချခဲ့သည်။ ခေါင်မိုးပေါ်ရှိ ရေတွင်းများကို ကိုးကားဖော်ပြထားသည့် လုပ်ထုံးလုပ်နည်းနှင့်အညီ ပြင်ဆင်ခဲ့ပါသည်။ 45 (အသေးစိတ်အချက်အလက်များအတွက် နောက်ဆက်တွဲအချက်အလက်များကို ကြည့်ပါ)။ ထို့နောက် အရည်အလွှာကို ခြောက်သွေ့ခြင်းမှ ကာကွယ်ရန် အဖုံးစလစ်ထဲသို့ LB medium 1 ml ကို ထည့်ပါ။ ပေါက်ဖွားစဉ်အတွင်း ကြားခံ၏အငွေ့ပျံခြင်းကိုကာကွယ်ရန် နောက်ဆုံးအဖုံးကို Attofluor™ အခန်း၏အဖုံးပေါ်တွင် ထားရှိသည်။ မျိုးစေ့စမ်းသပ်မှုများအတွက်၊ သမားရိုးကျစမ်းသပ်မှုများပြီးနောက် တစ်ခါတစ်ရံ ထိပ်ဖုံးစလစ်ကို ဖုံးအုပ်ထားသည့် spores ကိုအသုံးပြုသည်။ Sulfolobus shibatae ရရှိရန် အလားတူနည်းလမ်းကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ Thiobacillus serrata ကို အလယ်အလတ် 182 (DSMZ) တွင် သုံးရက် (200 rpm၊ 75°C) ပဏာမစိုက်ပျိုးခဲ့ပါသည်။
ရွှေနာနိုအမှုန်နမူနာများကို micellar block copolymer lithography ဖြင့် ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်ကို Chap တွင် အသေးစိတ်ဖော်ပြထားပါသည်။ 60. အတိုချုပ်အားဖြင့်၊ ရွှေအိုင်းယွန်းများကို ထုပ်ပိုးထားသည့် မိုက်ဆဲလ်များကို ကိုပိုလီမာအား HAuCl4 နှင့် တိုလူအီးတွင် ရောစပ်ခြင်းဖြင့် ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းထားပါသည်။ ထို့နောက် သန့်စင်ထားသော အဖုံးများကို ရွှေအစေ့များရရှိရန် ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ဓာတ်ရောင်ခြည်ဖြင့် ကုသပေးပါသည်။ နောက်ဆုံးတွင်၊ ရွှေအစေ့များကို KAuCl4 နှင့် ethanolamine ၏ ရေပျော်ရည်ဖြင့် ကာဗာစလစ်ကို 16 မိနစ်ကြာ ထိတွေ့ခြင်းဖြင့် ကြီးထွားလာခဲ့ရာ အနီးရှိ အနီအောက်ရောင်ခြည်အတွင်း တစ်ပိုင်းတစ်ပိုင်းနှင့် အလွန်တူညီသော ရွှေမဟုတ်သော အမှုန်အမွှားများ ဖွဲ့စည်းမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေခဲ့သည်။
Interferograms များကို OT ပုံများအဖြစ်သို့ ပြောင်းရန် လင့်ခ်တွင်အသေးစိတ်ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း အိမ်လုပ် algorithm ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ 33 နှင့် Matlab ပက်ကေ့ဂျ်ကို အောက်ပါ အများသူငှာ သိုလှောင်ရာနေရာအဖြစ် https://github.com/baffou/CGMprocess ။ အထုပ်သည် မှတ်တမ်းတင်ထားသော interferograms (ရည်ညွှန်းပုံများအပါအဝင်) နှင့် ကင်မရာခင်းကျင်းထားသော အကွာအဝေးများကို အခြေခံ၍ ပြင်းထန်မှုနှင့် OT ပုံများကို တွက်ချက်နိုင်သည်။
ပေးထားသော အပူချိန်ပရိုဖိုင်ကို ရယူရန် SLM တွင် အသုံးပြုသည့် အဆင့်ပုံစံကို တွက်ချက်ရန်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် အောက်ပါ အများသူငှာ သိုလှောင်ရာနေရာ၌ ရရှိနိုင်သော ယခင်က တီထွင်ထားသော အိမ်လုပ် algorithm39,42 ကို အသုံးပြုခဲ့သည်- https://github.com/baffou/SLM_temperatureShaping ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ ထည့်သွင်းမှုသည် အလိုရှိသော အပူချိန်အကွက်ဖြစ်ပြီး၊ ဒစ်ဂျစ်တယ်စနစ် သို့မဟုတ် မိုနိုခရုမ်း bmp ရုပ်ပုံမှတစ်ဆင့် သတ်မှတ်နိုင်သည်။
ဆဲလ်များကို အပိုင်းပိုင်းခွဲကာ ၎င်းတို့၏ ခြောက်သွေ့သော အလေးချိန်ကို တိုင်းတာရန်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် အောက်ပါ အများသူငှာ သိုလှောင်မှုတွင် ထုတ်ပြန်ထားသော ကျွန်ုပ်တို့၏ Matlab အယ်လဂိုရီသမ်ကို အသုံးပြုခဲ့သည်- https://github.com/baffou/CGM_magicWandSegmentation။ ပုံတစ်ပုံချင်းစီတွင်၊ အသုံးပြုသူသည် စိတ်ပါဝင်စားသော ဘက်တီးရီးယား သို့မဟုတ် mCFU ပေါ်တွင် ကလစ်နှိပ်ရမည်၊ wand sensitivity ကို ချိန်ညှိပြီး ရွေးချယ်မှုကို အတည်ပြုရပါမည်။
လေ့လာမှုဒီဇိုင်းဆိုင်ရာ နောက်ထပ်အချက်အလက်များအတွက်၊ ဤဆောင်းပါးနှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော Nature Research Report abstract ကို ကြည့်ပါ။
ကျိုးကြောင်းဆီလျော်စွာ တောင်းဆိုမှုအရ ဤလေ့လာမှု၏ရလဒ်များကို သက်ဆိုင်ရာစာရေးဆရာများမှ ရရှိနိုင်ပါသည်။
ဤလေ့လာမှုတွင် အသုံးပြုသည့် အရင်းအမြစ်ကုဒ်ကို နည်းလမ်းများကဏ္ဍတွင် အသေးစိတ်ဖော်ပြထားပြီး အမှားရှာပြင်ဗားရှင်းများကို အောက်ပါနေရာများတွင် https://github.com/baffou/ မှ ဒေါင်းလုဒ်လုပ်နိုင်သည်- SLM_temperatureShaping၊ CGMprocess နှင့် CGM_magicWandSegmentation။
Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK Insight to thermophiles နှင့် ၎င်းတို့၏ ကျယ်ပြန့်သော spectrum applications များ။ Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. & Sharma, AK Insight to thermophiles နှင့် ၎င်းတို့၏ ကျယ်ပြန့်သော spectrum applications များ။Mehta, R., Singhal, P., Singh, H., Damle, D. and Sharma, AK thermophiles ၏ ခြုံငုံသုံးသပ်ချက် နှင့် ၎င်းတို့၏ ကျယ်ပြန့်သော အသုံးချမှု။ 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. နှင့် Sharma AK သည် သာမိုဖီးများကို နက်ရှိုင်းစွာ နားလည်သဘောပေါက်ပြီး ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချပရိုဂရမ်များ။3 ဇီဝနည်းပညာ 6, 81 (2016)။
စာတိုက်အချိန်- စက်တင်ဘာ-၂၆-၂၀၂၂