微妙な変化が 細胞の発達や生理機能に 深い影響を与える生物の生存力温度調節に関する顕微鏡画像プラットフォームにおける技術的限界に直面してきた.低温の加熱/冷却率これらの課題は,生命科学の研究を進めるのに重大な障壁を生み出しています.

これらの持続的な課題に対処するために 新しい顕微鏡画像温度制御システムが開発されましたシステムでは,幅広い生理学的な範囲 (20°C~30°C) で正確な調節を実現し,サンプル内の温度グラデーションを大幅に減少させる.特にゼブラ魚の胚のような 大きなモデル生物では システムでは前例のない温度精度を 提供します発達生物学と生理学的研究における新しい研究を可能にすること熱度に依存する心臓リズム変化を測る能力が ゼブラ魚の胚に示されています身体活動に対する 深い温度効果を明らかにする.

温度制御システムは 精密工学と先端のペルティエ熱電気技術を統合し 2つの主要なコンポーネントで構成されています高精度試料ステージモジュールとインテグレートレンズ冷却/加熱モジュール二重K型熱対は,ペルティエ要素による動的調節により,両方のモジュールのリアルタイム温度モニタリングを提供します.システムには熱管理のための水冷蔵アルミヒートシンクが含まれ,サンプルエリアモニタリングを強化するための追加のNTC熱電偶があります.双チャンネルPID温度コントローラ (TEC-1122-SV) は,卓越した安定性と応答性を保証します.定番アダプターで,Zeiss Axiovert顕微鏡 XY ステージとシームレスな統合のために設計されています.

厳格な試験により,気温制御の精度が注目されるようになった. ±0.1°Cの精度と30°Cの精度が0.5°Cで,両指標も20°Cで0.1°Cに達した.システムでは20°Cから30°Cまでの速やかな10分間の移行を実現します. Thermal uniformity assessments using a third temperature probe revealed axial and planar temperature gradients below 1°C/mm in sample central regions when implementing objective cooling rings - a critical achievement for high-precision experiments.

このシステムの研究可能性は 斑馬魚の胚性心臓リズム研究で示されました 筋細胞のカルシウム敏感性は 温度依存性を示しています24 時間後受精 (hpf) と 48 時間後受精 (hpf) の胚は,温度上昇とともに心拍数が著しく増加した.異なるサンプルグループを必要とする以前の研究とは異なり,このシステムは温度変動に伴い個々の胚を継続的に追跡し,人口平均のアーティファクトを排除します.20°Cで 48hpf の胚の心拍数を測定した文献値と良好な一致を示した (それぞれ14%,1%および8%の相対誤差).

この携帯顕微鏡式温度制御システムは,生理学的な範囲 (20-30°C) で卓越した性能を達成し,特にサブ環境条件では熱グラデーションを最小限に抑えます.生物学的標本を温度段階的に研究できるようにする温度効果の調査を容易にする.現在の動作範囲は19°Cから37°Cまで広がる.熱量設計と材料選択を最適化することで,極端な温度での熱損失を減らすために拡張の可能性がある.

ステージシステム校正は,セブラフィッシュ胚の生理学的範囲内で,第三の熱対探査機を用いて行われました.ゼブラフィッシュの実験はすべてEU指令2010/63/EUとドイツの動物福祉法に準拠した.倫理委員会の承認を得て