Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Inżynierowie z California Institute of Technology (Caltech) skonstruowali inteligentną szalkę Petriego. Wbudowali w nią czujnik obrazu, taki sam jak w aparatach cyfrowych, kompletnie zmieniając sposób obrazowania i dokumentowania hodowli mikroorganizmów.

Artykuł na temat ePetri, jak Amerykanie nazwali swój wynalazek, ukazał się w piśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Do tej pory na dno szalki nakładano warstwę pożywki, a na nią krople roztworu z mikroorganizmami. Całość wstawiano do inkubatora, a potem, czasem wiele razy , naczynie wyjmowano, by obejrzeć pod mikroskopem postępy poczynione przez namnażające się bakterie czy grzyby. Przy wersji ePetri nie potrzeba mikroskopu, zmniejsza się nakład pracy człowieka, dodatkowo można poprawić jakość dokumentacji rozwoju hodowli.

Nasza szalka ePetri jest kompaktową, małą, bezsoczewkową platformą obrazowania mikroskopowego. Jesteśmy w stanie bezpośrednio śledzić kulturę wewnątrz inkubatora. Dzięki połączeniu kablowemu dane z szalki są automatycznie przekazywane do stojącego na zewnątrz laptopa - wyjaśnia Guoan Zheng, dodając, że oznacza to nie tylko mniej pracy dla człowieka, ale i mniejsze ryzyko skażenia hodowli.

Amerykanie zbudowali prototyp swojego urządzenia, wykorzystując smartfon Google'a, czujnik obrazu z telefonu komórkowego i... klocki LEGO. Hodowlę umieszcza się na czujniku. Wyświetlacz LED staje się skanującym źródłem światła. Naukowcy twierdzą, że ich technologia przydaje się zwłaszcza przy obrazowaniu zlewnych hodowli, które zajmują całe dno naczynia. Prof. Changhuei Yang wyjaśnia, że celem zespołu było uzyskanie systemu do szerokokątnego obrazowania mikroskopowego próbek zbitych komórek.

Akademicy z Caltechu podpowiadają, że platformę ePetri można także zastosować do detekcji toksycznych związków chemicznych czy narkotyków (zamiast zwykłego testu).

Biolog Michael Elowitz sprawdził skuteczność ePetri na embrionalnych komórkach macierzystych, które często zachowują się inaczej w poszczególnych rejonach szalki, bo przekształcają się w różne typy komórek. Zwykle pod mikroskopem naukowcy mogą obserwować w danym momencie tylko jeden ich rodzaj, tymczasem prototyp pozwolił na oglądanie całego dna naraz.

Amerykanie mogą obserwować żywe mikroorganizmy w szerokim zakresie skal: od poziomu subkomórkowego po makroskopowy. Obecnie trwają prace nad samowystarczalnym systemem z własnym inkubatorem.

Share this post


Link to post
Share on other sites

IMO dla mikrobiologów wynalazek fantastyczny. Można monitorować kolonie na bierząco, oszczędzając jej wielokrotnego szoku termicznego przy wyciąganiu z cieplarki/chłodziarki. Przy okazji unikając kontaminacji "śmieciami" przy obserwacji... Przekonać teraz UŚ do zakupu/konstrukcji...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W razie ataku nuklearnego bądź wypadku z udziałem materiałów rozszczepialnych, specjaliści mogą wykorzystać smartfony ofiar do określenia dawki promieniowania, jaką otrzymały.
      Jak dowiadujemy się z najnowszego numeru Radiation Measurements, ceramiczne izolatory, obecne w wielu urządzeniach elektronicznych, poddane działaniu wysokiej temperatury zaczynają emitować światło, które wskazuje na poziom promieniowania, jakiemu były w przeszłości poddane. Dzięki temu specjaliści mogą w ciągu kilku godzin określić dawkę promieniowania, jaką przyjęła osoba posiadająca przy sobie smartfon. Określenie jej z próbki krwi trwa kilka tygodni.
      Gdy ceramika w podzespołach elektronicznych zostanie poddana promieniowaniu jonizującemu, dochodzi do zmiany układu elektronów w miejscach niedoskonałości struktury krystalicznej. Po podgrzaniu takiej ceramiki do temperatury kilkuset stopni Celsjusza pojawia się promieniowanie, a długość emitowanej fali światła wskazuje na rozkład elektronów w materiale. Z tego rozkładu specjaliści mogą określić dawkę promieniowania.
      Autorzy najnowszej pracy, Robert Hayes, inżynier atomowy z North Carolina State University oraz jego kolega Ryan O'Mara, przetestowali swoją technikę określania dawki promieniowania poddając powierzchniowo montowane oporniki działaniu promieniowania o dawkach 0,005; 0,015; 0,03; 0,06; 0,125; 0,25 oraz 0,5 grejów. Testy wykazały, że nowa technika pozwala na tyle precyzyjnie określić dawkę pochłoniętą, iż można stwierdzić, czy osoba wymaga natychmiastowego leczenia. Takie leczenie jest potrzebne po wchłonięci co najmniej 1 greja. Pozwala też oszacować zwiększone ryzyko nowotworu, które rośnie po wchłonięciu dawki 0,2 grejów.
      Obecnie problem może stanowić fakt, że urządzenie do pomiaru luminescencji ceramiki kosztuje około 150 000 USD, zatem osoby, które mogły zostać napromieniowane, musiałyby wysyłać swoje urządzenia elektroniczne do wyspecjalizowanych odpowiednio wyposażonych laboratoriów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W laboratorium profesora Mikhaila Shapiro z Caltechu (California Institute of Technology), powstała metoda włączania i wyłączania poszczególnych obwodów mózgu bez potrzeby przeprowadzania interwencji chirurgicznej. W przyszłości technika ta może przydać się podczas leczenia chorób neurologicznych takich jak epilepsja czy choroba Parkinsona, związanych z nieprawidłowym działaniem szlaków sygnałowych w mózgu.
      Używając fal dźwiękowych i terapii genetycznych uzyskujemy, po raz pierwszy w historii, nieinwazyjną kontrolę nad konkretnymi obszarami mózgu i rodzajami komórek oraz uzyskujemy dostęp do informacji, kiedy neurony się włączają i wyłączają, mówi profesor Shapiro.
      Pomysł, by uzyskać wpływ na to, kiedy neurony są aktywne, a kiedy nie, nie jest nowy. Na przykład w rozwijającej się dopiero optogenetyce używa się światła do kontrolowania poszczególnych obszarów mózgu za pomocą wszczepionych światłowodów. Nowością w metodzie opracowanej przez zespół Shapiro jest wykorzystanie fal dźwiękowych. Były już one używane przez naukowców z Caltechu do obrazowania i kontroli funkcjonowania komórek wewnątrz ciała.
      Tym razem fale dźwiękowe są używane w połączeniu z małymi bąbelkami wprowadzanymi do krwi w celu czasowego otwarcia bariery krew–mózg. Gdy bąbelki są pobudzane przez fale dźwiękowe, zaczynają wibrować, a ich ruch na krótko otwiera barierę krew–mózg, wyjaśnia główny autor najnowszych badań doktor Jerzy Szablowski. Otwarcie bariery krew–mózg to pierwszy krok składającej się z 3 etapów techniki kontrolowania wybranych obszarów mózgu. Dzięki temu zespół może wykorzystać terapie genowe. Do krwi wprowadzany jest odpowiednio zmodyfikowany wirus, który przedostaje się przez barierę krew–mózg i dostarcza do wybranych komórek odpowiednie instrukcje. Instrukcje te kodują proteiny zwane chemoreceptorami, które w odpowiedni sposób reagują na leki przygotowane w laboratorium. Ostatnim etapem procesu jest podanie leków powodujących, że wybrane neurony się włączą lub wyłączą.
      Naukowcy zaprezentowali działanie swojej techniki na myszy, u której na cel wzięli neurony w hipokampie odpowiedzialne za tworzenie wspomnień. Gdy myszy podano leki wyłączające te neurony, nie była ona w stanie przez jakiś czas tworzyć nowych wspomnień.
      To odwracalna metoda, mówi Szablowski. Możesz podać leki wyłączające wybrane neurony, ale po jakimś czasie znowu się one włączą. Można też tak dobrać dawkę leku, by określić, na ile dany obszar mózgu ma zostać wyłączony, dodaje uczony.
      Nowa metoda zyskała nazwę akustycznie celowanej chemogenetyki (ATAC – acoustically targeted chemogenetics).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wkrótce możemy zatęsknić do czasów, gdy naszej prywatności zagrażały coraz bardziej rozpowszechnione systemy telewizji przemysłowej. Na University of Michigan powstało urządzenie, które pozwoli na umieszczenie urządzeń rejestrujących obrazy w niemal dowolnej lokalizacji. Co gorsza, urządzenia takie mogą być praktycznie niewidoczne.
      Czujniki obrazu w kamerach czy aparatach działają dzięki zamianie padającego nań światła na sygnał elektryczny. Podobnie działają ogniwa fotowoltaiczne, zamieniające światło słoneczne w elektryczność. Inżynierowie z University of Michigan połączyli właśnie oba urządzenia w jedno, tworząc czujnik obrazu zdolny do pracy z prędkością 15 klatek na sekundę, który jest zasilany padającym nań światłem.
      Specjaliści z Ann Arbor nie są pierwszymi, którzy próbowali tego dokonać. Dotychczas jednak podobne prace szły w dwóch kierunkach. Jeden z pomysłów polegał na wypełnieniu części czujnika obrazu elementami fotowoltaicznymi, co zmniejszało ilość światła, z którego można było rejestrować obraz. Drugi zaś wykorzystywał technologię przełączania się poszczególnych pikseli czujnika pomiędzy stanami, w których przetwarzały światło na obraz i na energię. Takie rozwiązanie jest złożone i zmniejsza tempo pracy rejestratora obrazu.
      Profesor Euisik Yoon i doktor Sung-Yun Park wpadli na zupełnie inny pomysł. Zauważyli, że olbrzymia liczba fotonów przelatuje przez diodę fotodetektora odpowiedzialną za tworzenie obrazu. Umieścili więc pod nią drugą diodę, tym taką, która działa jak ogniwo fotowoltaiczne. To nawet nie jest recykling. To jak zbieranie śmieci. Przechwytujemy darmową energię, mówi Yoon. Jako, że dioda do fotowoltaiki jest umieszczona poniżej, cały obszar czujnika jest dostępny dla modułu tworzącego obraz. Jednocześnie zaś zapewnia zasilanie dzięki fotonom, które nie trafiły do diody umieszczonej powyżej.
      Pomimo tego, że całe urządzenie zostało zbudowane za pomocą standardowych technik CMOS, to ma inną strukturę i inne właściwości elektryczne niż typowy układ do przechwytywania obrazu.
      Najbardziej oczywistą różnicą jest obecność drugiej diody. Ponadto, aby diody do tworzenia obrazu i do pozyskiwania energii mogły działać jednocześnie urządzenie zostało zaprojektowane tak, by korzystało z dziur elektronowych w krzemie. Tam, gdzie brakuje elektronu, taka dziura działa jak dodatni nośnik ładunku elektrycznego. Dziury poruszają się wolniej od elektronów, jednak na tyle szybko, że nie zakłócają procesu przechwytywania obrazu.
      Wynikiem prac zespołu Yoona jest układ scalony z pikselami o szerokości 5 mikrometrów, który w słoneczny dzień (60 000 luksów) zapewnia sobie wystarczającą ilość energii by pracować z prędkością 15 klatek na sekundę, natomiast standardowe światło dzienne wystarcza mu do pracy w tempie 7,5 klatki na sekundę.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Użytkownicy smartfonów, którym zależy na dłuższej pracy na pojedynczym ładowaniu baterii powinni zastanowić się nad częstszym używaniem... płatnych wersji oprogramowania. Abhinav Pathak i Charlie Hu z Purdue University oraz Ming Zhang z Microsoft Research odkryli, że bezpłatne aplikacje zużywają niezwykle dużo energii.
      Badacze stworzyli program Eprof, który bardzo szczegółowo opisuje zużycie energii przez urządzenie podczas używania różnych aplikacji. Następnie sprawdzili za jego pomocą smartfony z systemami Android i Windows Phone. Okazało się, że bezpłatne oprogramowanie, takie jak np. Angry Birds, Free Chess, Facebook i NYTimes na potrzeby swoich zasadniczych funkcji wykorzystuje jedynie 10-30 procent zużywanej energii. Na przykład Angry Birds używają tylko 20% wykorzystywanej energii na obsługę gry, a 45% jest zużywane na określenie lokalizacji użytkownika przez GPS oraz ładowanie odpowiednich reklam przez 3G. Łącze 3G pozostaje otwarte przez około 10 sekund po zakończeniu transmisji, co zużywa kolejne 28% energii.
      Eprof wykazał też, że takie marnotrawstwo energii jest związane z błędami niechlujnie napisanym kodem do zarabiania na bezpłatnych programach.
      Badacze udowodnili, że wilk może być syty i owca cała - poprawili kod w czterech programach, zmniejszając konsumpcję energii od 20 do 65 procent.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W wywiadzie dla fińskiego dziennika Aamulehti Jo Harlow z Nokii powiedziała, że smartfon z 41-megapikselowym aparatem cyfrowym, który niedawno wywołał poruszenie w mediach, trafi na rynek. Podczas pierwszej prezentacji urządzenie Nokia 808 PureView było wyposażone w system Symbian, jednak, jak stwierdzila Harlow, docelowo będzie ono korzystało z Windows Phone. Nie wiadomo jednak, kiedy klienci będą mogli kupić nowy smartfon. Pojawiły się pogłoski, jakoby miał on zadebiutować wówczas, gdy Microsoft przygotuje Windows Phone 8.
      Nokia przez pięć lat pracowała nad technologią umożliwiającą zainstalowanie 41-megapikselowego aparatu w telefonie komórkowym. Dlatego też zdecydowano się na zaprezentowanie prototypu z systemem Symbian. Fińska firma powoli odchodzi jednak od przestarzałego OS-u, zatem nie jest niespodzianką, że technologia będzie wykorzystywana z systemem Windows Phone.
×
×
  • Create New...