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

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Długa ekspozycja na niebieskie światło, takie jak emitowane przez ekrany smartfonów i komputerów, może negatywnie wpływać na długość życia. Naukowcy z Oregon State University zauważyli, że niebieskie długości fali emitowane przez LED niszczą komórki w mózgu i siatkówce muszki owocówki.
      W artykule, opublikowanym na łamach Nature Aging and Mechanisms of Disease, czytamy, że muszki, które codziennie przez 12 godzin przebywały w niebieskim świetle i 12 godzin w ciemności, żyły znacznie krócej niż muszki, które były stale utrzymywane w ciemności lub stale w białym świetle z zablokowanym pasmem niebieskim. Ekspozycja dorosłych muszek na 12 godzin światła niebieskiego dziennie prowadziła do przyspieszenia starzenia się, powodując uszkodzenie komórek siatkówki, degenerację mózgu oraz upośledzała zdolności ruchowe. Uszkodzenie mózgu oraz funkcji motorycznych nie było związane z degeneracją siatkówki, gdyż zjawiska te obserwowano również u muszek, które genetycznie zmodyfikowano tak, by nie wykształcały się u nich oczy. Niebieskie światło prowadziło też do ekspresji genów stresu u starszych muszek, ale nie u młodych. To sugeruje, że zbiorcza ekspozycja na niebieskie światło działa jak czynnik stresowy w miarę starzenia się. Muszki owocówki to ważny organizm modelowy, gdyż wiele występujących u nich mechanizmów komórkowych i rozwojowych jest takich samych, jak u ludzi i innych zwierząt.
      Badania prowadził zespół pracujący pod kierunkiem profesor Jagi Giebultowicz, która specjalizuje się w badaniu zegara biologicznego. Zaskoczył nas fakt, że światło przyspiesza starzenie się muszek. Zbadaliśmy ekspresję niektórych genów u starych muszek i stwierdziliśmy, że gdy muszki są poddawane działaniu światła, to dochodzi do ekspresji genów odpowiedzialnych za ochronę organizmu. Wysunęliśmy hipotezę, że światło im szkodzi i postanowiliśmy znaleźć tego przyczynę. Okazało się, że o ile światło pozbawione pasma niebieskiego w niewielkim stopniu skraca życie, to niebieskie światło skraca je w sposób dramatyczny, mówi Giebultowicz.
      Wiadomo, że naturalne światło jest bardzo ważnym czynnikiem regulującym rytm dobowy i związane z nim procesy fizjologiczne jak aktywność fal mózgowych, produkcję hormonów, regenerację komórek. Istnieją też dowody sugerujące, że zwiększona ekspozycja na sztuczne światło jest czynnikiem zaburzającym sen i rytm całodobowy. Coraz większa obecność oświetlenia LED i ekranów powoduje, że w coraz większym stopniu jesteśmy narażeni na oddziaływanie światła niebieskiego, gdyż to właśnie spektrum jest w dużej mierze emitowane przez LED-y. Dotychczas jednak zjawiska tego nie zauważono, gdyż nawet w krajach rozwiniętych oświetlenie LED nie jest używane do wystarczająco długiego czasu, by skutki jego negatywnego oddziaływania były już widoczne w badaniach epidemiologicznych.
      Okazuje się, że muszki owocówki są mądrzejsze od ludzi. Gdy tylko mogą, unikają niebieskiego światła. Giebultowicz chce teraz sprawdzić, czy za unikanie niebieskiego światła jest odpowiedzialny ten sam szlak sygnałowy, który jest zaangażowany w długość życia owadów.

      « powrót do artykułu
    • 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.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...