Hüceyrələrin və mikroorqanizmlərin mürəkkəb hərəkətlilik nümunələrinin öyrənilməsi onların davranışlarını və biomexanikasını başa düşmək üçün açardır. Bununla belə, bir çox adi mikroskoplar sabit linzalar və əl müdaxiləsi olmadan uzun müddət ərzində orqanizmləri izləmək qabiliyyətinin olmaması ilə məhdudlaşır.

Lakin Corciya Texnologiya İnstitutunun tədqiqatçıları ucuz, yığılması asan, modul, avtonom izləmə mikroskopunun inkişafı ilə bu məhdudiyyətləri aradan qaldırdılar.

DIY montaj təlimatları ilə hissələrdə 400 dollar dəyərində olan Trackoscope, orta məktəb laboratoriyalarından tutmuş resurslarla məhdudlaşan tədqiqat mühitlərinə qədər geniş istifadəçilər üçün əlçatan olan qənaətcil elmi yenilikdir.

Georgia Tech-in Kimya və Biomolekulyar Mühəndislik Məktəbinin (ChBE) dosenti Saad Bhamlanın laboratoriyasında hazırlanmış Trackoscope PLOS ONE jurnalında dərc olunan yeni məqalədə təsvir edilmişdir.

Məqalənin aparıcı müəllifi Bhamla Laboratoriyasında çalışan bakalavr tədqiqatçısı, maşınqayırma ixtisası üzrə mütəxəssis Priya Sonejidir. İndi Corciya Texniki Universitetində təhsil alır, o, ilk dəfə 2019-cu ildə Atlanta yaxınlığındakı Milton Liseyində tələbə olarkən Trackoscope ideyasına sahib idi.

“Mikroskop altında orqanizmləri görmək üçün slaydın ətrafında hərəkət etməyə davam etməli olduğum üçün məyus oldum və üçüncü sinifdən bəri robototexnika ilə işlədiyim üçün bunu avtomatlaşdırmağın bir yolunun ola biləcəyini düşündüm” dedi Soneji.

Sonra, o, Bhamla Laboratoriyasından çıxan qənaətcil elm yeniliklərinin geniş spektrini öyrəndi, buna görə də orta məktəbi bitirərkən layihəyə başlamaq üçün əlini uzatdı. “Mən ona layihəni təklif etdim və o, dərhal gəmidə idi.”

Bhamla ilə yanaşı, Soneji-nin tədqiqat mentorları arasında hazırda Harvard Universitetində doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı olan sənədin həmmüəllifi Elio Challita (Biomühəndislik üzrə fəlsəfə doktoru 2023) var.

https://www.youtube.com/embed/JnxAR4bniVM?color=whiteKredit: Corciya Texnologiya İnstitutu

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1723664880&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-tracking-microscope-democratize-microorganism.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy4xMDAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTAwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTAwIl1dLDBd&dt=1723663991141&bpp=1&bdt=190&idt=290&shv=r20240812&mjsv=m202408070101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1723664709%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1723664709%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=2510005823303&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2524&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759842%2C44795921%2C95334529%2C95334829%2C95337869%2C95340227%2C95339860%2C95339233%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=440839885771778&tmod=1526461742&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2F12h%2Fpage6.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Müxtəlif davranışların ələ keçirilməsi

^{Soneji-nin orijinal konsepsiyası 325 sm 2} geniş izləmə sahəsində 0,1 µm/s ilə 2 mm/s arasında dəyişən sürətlərdə orqanizmləri izləyə bilən çox yönlü mikroskop halına gəldi . Bu geniş görünüş orqanizmlərin konteyner divarları ilə toqquşması riskini minimuma endirir, onların təbii davranışlarını qoruyur və yırtıcı-ov dinamikasını əhatə edən təcrübələrə imkan verir.

“Trakkoskopdan istifadə edərək, biz amöbanın hava-su üzgüçülük hərəkətindən tutmuş aktinosferiumda bakterial ov dinamikasına, tardiqrada yeriş yerişinə və hərəkətli blefarizmada ikili parçalanmaya qədər müxtəlif davranışlar əldə etdik” dedi.

“Trackoscope ilə istənilən alim mikrob dünyası haqqında yeni anlayışlar əldə edə biləcək”.

Qənaətcil elmi həll

400 dollarlıq Trackoscope ilə müqayisədə, mövcud izləmə həllərinin qiyməti 1000 dollardan 5000 dollara qədər ola bilər ki, bu da onları resurs məhdud mühitlərdə tədqiqatçıların əli çatmaz edir.

Trackoscope-un modul dizaynı fərdiləşdirməni və xüsusi tədqiqat ehtiyaclarına uyğunlaşmağı asanlaşdırır. Onun konstruksiyası ağac və ya akril kimi materiallardan, həmçinin lazerlə kəsilmiş və 3D çap edilmiş komponentlərdən istifadə etməklə sadə montajı əhatə edir.

“Biz laboratoriyaların bunu asanlıqla qura bilməsini və istifadə etməsini istəyirik” dedi Soneji.

Trackoscope-un optik moduluna 12,3 MP Sony IMX477 sensoru və akromatik dublet lensi olan Raspberry Pi Yüksək Keyfiyyətli Kamera kimi əsas komponentlər daxildir. Bu quraşdırma 20X-dən 200X-ə qədər çox yönlü böyütmə diapazonuna imkan verir və müxtəlif sürətlərdə mikroorqanizmləri dəqiq müşahidə etməyə imkan verir.

Trackoscope motorlu XY mərhələ idarəetmələrindən istifadə edir, lakin tədqiqatçılar motorlaşdırılmış Z oxu tənzimləmələri kimi təkmilləşdirilmiş idarəetmə mexanizmləri olan prototiplər hazırlayıblar.

“Bu yeniliklər Trackoscope-un uyğunlaşma qabiliyyətini və mikroorqanizmlərin tədqiqatında və STEM təhsilində gələcək təkmilləşdirmə potensialını vurğulayır” dedi Bhamla.

Ətraflı məlumat: Priya Soneji et al, Trackoscope: Mikromiqyaslı orqanizmlərin uzunmüddətli müşahidələri üçün ucuz, açıq, avtonom izləmə mikroskopu, PLOS ONE (2024). DOI: 10.1371/journal.pone.0306700

Jurnal məlumatı: PLoS ONE 

Corciya Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir