光學顯微鏡中生物細胞的溫度控制面臨的挑戰和解決方案

光電器件顯微鏡觀察中海洋生物癌細胞的溫濕度調節面臨的的挑戰和解決方法處理方案

眾 所 周 zhi溫度的變化對化學反應速率和生物機理都會產生影響，如何精準地控制“實驗溫度"以及研究不同溫度下的實驗樣本狀態尤為重要。因此，我們從成像樣品溫度控制面臨的常見問題出發，致力于實現對顯微鏡視野中的溫度進行高靈敏度的熱控制，由此獲得更嚴謹可靠且可重復的數據。

圖1：VAHEAT全系列溫度操作器

一、體視顯微鏡中攝氏度把控現象：1.液備樣汽化 - 媒介滲透壓發生改變，在較冷表皮冷卻；2.溫度漂移；3.濕度依據有局限（非常大 45–55°C），標準保持體統中沒辦法做到如何快速濕度發生改變；4.在較溫度度所示像高質量減退或 TIRF 視角丟失；5.哪些 設定的復雜的性——多報告漏電開關，需用特定的的熱度校對；6.與眾不同的濕度和正個視場的濕度系數 - 是風扇散熱器片的泡發物鏡。

圖 2：a) 運行 63x/1.4 NA 油浸物鏡時的熱管散熱療效定量分析。動平衡機至 37°C 的超大工作環境室過低以將土樣英文長期保證在 37°C。當浸到式物鏡沾染土樣英文時，氣溫大約越來越低 3°C，還永恒不是造成 37°C，為了物鏡相連接到光學玻璃高倍顯微鏡主題，光學玻璃高倍顯微鏡主題在高溫下座落腔舍外部。VAHEAT 使用于定量分析氣溫越來越低并賠償費物鏡的冷去療效。上線 VAHEAT 后，熱沉現象僅在qian 10 秒內會出現，當氣溫減少為 36.2°C 時，實驗儀器意見反饋二次回路會對其做好調整。這樣的，土樣英文要自始至終小于地長期保證在 37°C。b) 翻轉視頻圓筒共焦配置光學玻璃三維成像機構 Erlangen，數據分析錄入地。

二、電子顯微鏡室溫保持的基本完成規劃

圖3 經典菌物室內溫度有效控制機器

傳統的溫度控制解決方案沒有一種設備可以wan 美地適合每個對溫度敏感的實驗，往往需要根據特定的應用為一個顯微鏡系統購買多個設備，然后有益地組合在一起。目前主要的解決方案有：

(1) 電子顯微鏡外圍的大一些的生態環境箱。弱項是室內攝氏度測量方法高度檢樣距離遠，室內攝氏度變化已經是慢慢地。光學顯微鏡是需要四個1天就可以達到熱失衡，相對比較緩慢的失衡也寓意著與室內溫度想關的印刷品漂移更明顯。(2) 軟件殼體孵卵器/調溫軟件加入物與相對主義調溫器相融合。當應用浸油物鏡時，這只是另一種更有效但很多繁雜且貴一點的很好解決處理方式。

(3) 基于 Peltier 元件的設備，具有wu 與 倫 比的溫度范圍，速度快且精確，但難以小型化，并且始終需要連接到元件上的散熱片，例如更大的金屬塊，這可能是不切實際的。

(4) 針對透明液體純凈水的裝置。的主要用途是什么廣且正常運行時間快，但而不是很道德化。(5) 另一類種選澤是自行倡導水溫操縱器。最主要的符合于企業，而是其成本投入高且不極具共通性。

三、的使用 VAHEAT 正確調節攝氏度“VAHEAT"溫濕度掌控程序操作方法單純，且不比擔心你調校或減少圖片服務質量的故障，更重要的的是可精度掌控視場中的現實情況下原材料英文溫濕度，并可使用的單原子和超簽別率論述等高透徹度性度光學玻璃電子體視光學顯微鏡觀察用途提升裝置。該提升裝置由四方面構造，分開 是：(1)自動化基低(2)光學玻璃電子體視光學顯微鏡觀察替換器(3)探測器頭(4)掌控單元。價值體系大安全裝置是自動化基低，那就是1個可互相交換的大安全裝置，包涵1個精度的八點溫濕度攝像頭和1個全透明度的聚酯薄膜升溫組件（長為4圖示）。使用的 VAHEAT，溫濕度也可以萬代高達每秒 100°C 的濃度發生變化，安穩誤差值在遠高出 0.1°C 的因素值，且不用對光學玻璃電子體視光學顯微鏡觀察參與但其中改造。VAHEAT 的價值體系是自動化基鋼板，效果化光學玻璃電子體視光學顯微鏡觀察玻璃紙蓋玻片，但其中透徹度性的溫濕度攝像頭和全透明度升溫組件無線接成1個有源報告回路開關。Smart Substrates 每秒讀和調高原材料英文溫濕度 83 次，為了保證它在未受區域因素會影響的情況下下精度地維持在因素值。Smart Substrates 還提供了帶藥液原材料英文器皿的版本號。該提升裝置能接受對相近于 PCR 嵌套循環儀的不同溫濕度斜率參與c語言編程，然而與微粘性流體兼容。即便重要使用的倒放配備中的高 NA 物鏡，除此模版，VAHEAT 程序的信息板塊化能接受將其按裝在絕大部份絕對多數光學玻璃光學玻璃電子體視光學顯微鏡觀察上。我門選了由陽極氧化銦錫 (ITO) 制作而成的的明亮聚酯薄膜電氣元件和立即原帶在單一個電子器件中的溫濕度感應器的供暖措施，蓋玻片，供試品布置在其上，見圖 3，這一種來源于 ITO 層的供暖應對措施最有益于于熱平滑性。

圖 4：a) VAHEAT 配件。該機器設備由智慧化基材 (1) 智慧化肌底 (2)體視顯微鏡替換器 (3) 遙測頭 (4)把控好標段。b) 智慧化基材是能力化蓋玻片，含有公開的納米加水構件和可以直接在生理盲點中的溫度因素探測器。c) 當 VAHEAT 軟件設置為 60°C 時，智慧化基材的熱畫面呈現大部分地區光滑加水。

圖 5：智慧基鋼板，VAHEAT 中施用的半透加溫元器件（底材可定做）

由于 VAHEAT 僅加熱少量樣品，因此它可以在高溫下與高 NA 浸油物鏡一起使用。在一項實驗中，我們使用尼康 TIRF 100x/1.49 NA 物鏡在 75.0°C 下運行 VAHEAT 六小時，物鏡在前三個小時內由5°C 升溫至 29°C 并達到平衡，這表明 VAHEAT 可在更高的實驗溫度下使用。同時，VAHEAT 可以幫助所有生命科學家進行溫度敏感實驗，對于某些領域，例如嗜熱微生物的實時成像、熱響應聚合物的表征或 DNA 納米技術，它是一項突破性技術，可以實現以前無法實現的實驗。自 2020 年推出以來，已開始使用我們的設備的 50 個實驗室和公司在各個領域開展工作，例如單分子生物物理學、膠體化學和細胞生物學。他們使用 VAHEAT 研究相變、液晶、脂質層和囊泡以及人工細胞、ji 端微生物、熱休克反應或溶液中的 DNA 和蛋白質。引用我們設備的第一批出版物現已發布。VAHEAT 被 Guillaume Baffou 教授（菲涅爾研究所）的實驗室用于嗜熱細菌的活細胞成像，以研究限制對細菌生長的影響1。在 Wolfgang Zachariae 博士（生物化學領域的 MPI）的團隊中，在一個關于驅動減數分裂的機制的研究項目中，VAHEAT 被用于通過共聚焦顯微鏡對酵母中的溫度敏感等位基因進行熱休克和活細胞成像2。VAHEAT 還被用于在 Henrik Dietz 教授（慕尼黑工業大學）的實驗室中使用 DNA 折紙創建人工大分子傳輸的研究。該研究使用單分子 TIRF 成像進行檢測3。

使用的即插即用的 VAHEAT 軟件系統，從試驗中保存平均溫度的記錄也非常的十分簡單。那么，我們的愿該機這不僅并能進行新型的試驗，還有就是助于改造成相試驗的報表和可抄襲性，若想為4他人出示高遲鈍度體視顯微鏡。

管于Interherence：

德國Interherence公司擁有量子和生物光子學領域的專家團隊，為高靈敏度光學顯微鏡的發展做出很大貢獻。該團隊采用了現代納米制造和薄膜技術，推出了VAHEAT生物顯微溫度控制器，作為傳統顯微鏡的附加產品，shou次實現了在擴展溫度范圍內的精確溫度控制，以確保生物物理光學研究可靠的測量條件。

西安昊量光電材料做為國外Interherence裝修大公司在全國的制造商商，即為您提拱正規的技術性服務管理，若您對Interherence裝修大公司提拱的VAHEAT生物體顯微溫差保持器有業余愛好，熱烈歡迎按照郵件地址、電話或徵信使用的溝通！

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借鑒期刊論文:

1. Molinaro, C., et al., Are bacteria claustrophobic? The problem of micrometric spatial confinement for the culturing of micro-organisms. RSC Advances, 11, 12500–12506 (2021).

2. Mengoli, V., et al., Deprotection of centromeric cohesin at meiosis II requires APC/C activity but not kinetochore tension. The EMBO Journal, 40, e106812 (2021).

3. St?mmer, P., A synthetic tubular molecular transport system. Nature Communications, 12, 4393, (2021).