Sıcaklık, biyolojik süreçleri etkileyen en temel fiziksel faktörlerden biri olarak duruyor. Minik değişiklikler hücresel gelişim, fizyolojik fonksiyonlar,ve organizmanın canlılığıBununla birlikte, araştırmacılar uzun süredir sıcaklık düzenlemesi konusunda mikroskobik görüntüleme platformlarında teknik sınırlamalarla karşı karşıyadılar - örneğin eşit olmayan örnekleme sıcaklık dağılımı,Yavaş ısıtma/soğutma oranları, sık dalgalanmalar ve çevre altındaki sıcaklığın kesin bir şekilde kontrol edilmemesi.Bu zorluklar yaşam bilimleri araştırmalarının ilerlemesinde önemli engeller yarattı.

Bu devam eden zorlukları çözmek için yeni bir mikroskobik görüntüleme sıcaklık kontrol sistemi geliştirildi.Sistem, geniş bir fizyolojik aralıkta (20 °C'den 30 °C'ye kadar) hassas bir düzenleme sağlayarak numunelerdeki sıcaklık dalgalanmalarını önemli ölçüde azaltırÖzellikle zebra balığı embriyoları gibi daha büyük model organizmalar için, sistem daha önce görülmemiş bir sıcaklık hassasiyeti sağlar.Gelişme biyolojisi ve fizyolojik çalışmalarda yeni araştırma yolları açmakİlk uygulamalar, sebra balığı embriyolarında sıcaklığa bağlı kalp ritmi değişikliklerini ölçme sisteminin yeteneğini başarıyla gösterdi.Fizyolojik aktivite üzerinde derin sıcaklık etkilerini ortaya çıkaran.

Sıcaklık kontrol sistemi, gelişmiş Peltier termoelektrik teknolojisini hassas mühendislikle birleştirir ve iki ana bileşenden oluşur:Yüksek hassaslıklı numune aşaması modülü ve entegre objektif lens soğutma/sıcaklama modülüÇift K tipi termokopüler, Peltier elemanları aracılığıyla dinamik düzenleyici ile her iki modülün gerçek zamanlı sıcaklık izlemesini sağlar.Sistem, termal yönetim için su soğutmalı alüminyum ısı alıcıları içerir ve daha iyi örnek alanı izleme için ek bir NTC termokopyeli bulunur.Çift kanallı bir PID sıcaklık kontrolörü (TEC-1122-SV), olağanüstü bir istikrar ve tepki sağlar.Zeiss Axiovert mikroskobunun XY aşamalarıyla sorunsuz bir şekilde entegrasyon için tasarlanmış özel adaptörlerle.

Sıkı testler dikkat çekici bir sıcaklık kontrol doğruluğu gösterdi: ± 0,1 ° C doğruluğu ve 30 ° C'de 0,5 ° C doğruluğu, her iki ölçüm de 20 ° C'de 0,1 ° C'ye ulaştı.Sistem, 20°C ile 30°C arasında hızlı 10 dakikalık geçişler gerçekleştirir.. 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.

Sistemin araştırma potansiyeli, miyokard hücrelerinin kalsiyum duyarlılığının bilinen sıcaklık bağımlılığını gösterdiği zebrabalığı embriyo kalp ritmi çalışmaları ile gösterildi.Hem 24 saatlik döllenme sonrası (hpf) hem de 48 saatlik döllenme sonrası embriyolar, sıcaklık artışı ile birlikte kalp atış hızında önemli artışlar gösterdi.Ayrı numune grupları gerektiren önceki çalışmaların aksine, bu sistem, sıcaklık değişimlerinde bireysel embriyoların sürekli izlenmesini sağlar ve popülasyon ortalaması eserlerini ortadan kaldırır.20°C'de ölçülen 48 atlık embriyo kalp atış hızı, 25°C ve 30°C, literatür değerleriyle mükemmel bir uyum gösterdi (sırasıyla% 14 ve% 8 göreceli hatalar).

Bu taşınabilir mikroskobik sıcaklık kontrol sistemi, özellikle alt ortam koşullarında termal gradiyantları en aza indirerek fizyolojik aralıklarda (20-30 ° C) olağanüstü performans elde eder.Temel avantajı, bireysel biyolojik numunelerin sıcaklık aşamasında çalışılmasına olanak sağlamaktır., kişiselleştirilmiş sıcaklık etkilerini araştırmayı kolaylaştırır.aşırı sıcaklıklarda ısı kaybını azaltmak için optimize edilmiş termal tasarım ve malzeme seçimi yoluyla genişleme potansiyeli olan.

Aşama sistemi kalibrasyonu, üçüncü bir termokopül probu kullanarak zebrabalığı embriyo fizyolojik aralıkları içinde gerçekleştirildi.Tüm zebra balığı deneyleri AB Direktifi 2010/63/AB'ye ve Alman Hayvan Refah Yasasına uydu, uygun etik komitesinin onayıyla.