Покадровая микроскопия
Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено из Микрокинематографии )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Покадровый микроскоп
Конфокальный микроскоп Olympus FluoView FV1000 - NCMIR.jpg
Покадровый микроскоп. Прозрачный клеточный инкубатор необходим для поддержания жизни клеток во время наблюдения.
Другие имена(Интервальная) микрокиносъемка, (Временная съемка) видеомикроскоп, Цейтраферная киномикрофотография
ИспользованиеНаблюдение за медленными микроскопическими процессами
изобретательЖан Командон и другие современники
Похожие материалыИнтервальная съемка , визуализация живых клеток

Покадровая микроскопия — это покадровая фотография , применяемая к микроскопии . Последовательности изображений микроскопа записываются, а затем просматриваются с большей скоростью, чтобы дать ускоренное представление о микроскопическом процессе.

До появления видеомагнитофонов в 1960-х годах записи для покадровой микроскопии делались на фотопленку . В этот период цейтраферную микроскопию называли микрокинематографией . С ростом использования видеомагнитофонов термин « цейтраферная видеомикроскопия » постепенно стал применяться. Сегодня от термина « видео » все чаще отказываются, поскольку для записи отдельных кадров изображения вместо видеомагнитофона используется цифровая фотокамера .

Приложения

Деление клеток более 42 часов. Замедленная съемка была создана с помощью фазового микроскопа .
Жан Командон , пионер микрокинематографии, записал этот цейтраферный фильм в ок. 1910, с помощью ультрамикроскопа . В фильме показаны живые спиралевидные бактерии сифилиса , перемещающиеся среди эритроцитов лягушки. Обратите внимание на возвратно-поступательное движение, характеризующее болезнетворную форму.

Покадровую микроскопию можно использовать для наблюдения за любым микроскопическим объектом во времени. Однако в основном его используют в клеточной биологии для наблюдения за искусственно культивируемыми клетками . В зависимости от клеточной культуры можно применять различные методы микроскопии для улучшения характеристик клеток, поскольку большинство клеток прозрачны. [1]

Поэтому для дальнейшего улучшения наблюдений клетки традиционно окрашивали перед наблюдением. К сожалению, процесс окрашивания убивает клетки. Развитие менее деструктивных методов окрашивания и методов наблюдения за неокрашенными клетками привело к тому, что клеточные биологи все чаще наблюдают за живыми клетками. Это известно как визуализация живых клеток . Было разработано несколько инструментов для идентификации и анализа отдельных клеток во время визуализации живых клеток. [2] [3] [4]

Покадровая микроскопия — это метод, который расширяет возможности визуализации живых клеток от единичного наблюдения во времени до наблюдения за клеточной динамикой в ​​течение длительных периодов времени. [5] [6] Цейтраферная микроскопия в основном используется в исследованиях, но и клинически используется в клиниках ЭКО , поскольку исследования показали, что она увеличивает частоту наступления беременности, снижает частоту абортов и предсказывает анеуплоидию [7] [8]

Современные подходы еще больше расширяют возможности покадровой микроскопии, выходящие за рамки создания фильмов о клеточной динамике. Традиционно клетки наблюдали в микроскоп и измеряли в цитометре . Эта граница все больше стирается, поскольку цитометрические методы интегрируются с методами визуализации для мониторинга и измерения динамической активности клеток и субклеточных структур. [5]

История

Один из микрокинематографов, использовавшихся в институте Марей в конце 19 века.

«Сырные клещи » Мартина Дункана 1903 года - один из первых микрокинематографических фильмов. [9] Тем не менее, раннее развитие научной микрокинематографии произошло в Париже. Первый зарегистрированный покадровый микроскоп был собран в конце 1890-х годов в Институте Маре, основанном пионеромхронофотографии Этьеном -Жюлем Маре . [10] [11] [12] Однако именно Жан Командон сделал первый значительный научный вклад примерно в 1910 году. [13] [14]

Командон был обученным микробиологом, специализирующимся на исследованиях сифилиса . Вдохновленный микрокинематографической работой Виктора Анри о броуновском движении , [15] [16] [17] он использовал недавно изобретенный ультрамикроскоп для изучения движений бактерий сифилиса . [18]В то время ультрамикроскоп был единственным микроскопом, в котором можно было увидеть тонкие спиралевидные бактерии. Используя огромную кинокамеру, прикрепленную болтами к хрупкому микроскопу, он наглядно продемонстрировал, что движение болезнетворных бактерий однозначно отличается от движения не вызывающих болезней форм. Фильмы Командона оказались полезными для обучения врачей тому, как различать две формы. [19] [20]

Обширная новаторская работа Командона вдохновила других на использование микрокинематографии. Хениц Розенбергер строит микрокинематограф в середине 1920-х годов. В сотрудничестве с Алексис Каррел они использовали устройство для дальнейшего развития методов культивирования клеток Карреля . [21] Аналогичная работа была проведена Уорреном Льюисом. [22]

Во время Второй мировой войны компания Carl Zeiss AG выпустила на рынок первый фазово-контрастный микроскоп . С помощью этого нового микроскопа впервые можно было наблюдать клеточные детали без использования летальных красителей. [1] Поставив в 1953 году один из первых покадровых экспериментов с куриными фибробластами и фазово-контрастным микроскопом, Майкл Аберкромби описал основу нашего нынешнего понимания клеточной миграции . [23] [24]

С широким внедрением цифровых камер в начале этого века цейтраферная микроскопия стала значительно более доступной и в настоящее время переживает непредставленный рост в научных публикациях. [5]

Смотрите также

  • Визуализация живых клеток
  • цитометрия
  • Интервальная съемка
  • Живая одноклеточная визуализация

использованная литература

  1. ^ a b "Фазово-контрастный микроскоп" . Нобель Медиа АБ.
  2. ^ Стилианиду, Стелла; Бреннан, Коннор; Ниссен, Сайлас Б.; Кувада, Натан Дж.; Виггинс, Пол А. (29 августа 2016 г.). «SuperSegger: надежная сегментация изображений, анализ и отслеживание происхождения бактериальных клеток» (PDF) . Молекулярная микробиология . 102 (4): 690–700. doi : 10.1111/mmi.13486 . PMID 27569113 . S2CID 10684951 .   
  3. ^ Янг, Джонатан В .; Локк, Джеймс CW; Алтынок, Альфан; Розенфельд, Ницан; Бакарян, Тигран; Суэйн, Питер С .; Мьолснесс, Эрик; Эловиц, Майкл Б. (15 декабря 2011 г.). «Измерение динамики экспрессии генов одиночных клеток в бактериях с помощью покадровой флуоресцентной микроскопии» . Протоколы природы . 7 (1): 80–88. doi : 10.1038/nprot.2011.432 . ПВК 4161363 . PMID 22179594 .  
  4. ^ Меруан, Амин; Рей-Вильямизар, Николя; Лу, Янбин; Ляди, Иван; Ромен, Габриэль; Лу, Дженнифер; Сингх, Харджит; Купер, Лоуренс Дж. Н.; Варадараджан, Навин; Ройсам, Бадринатх (01.10.2015). «Автоматизированное профилирование индивидуальных межклеточных взаимодействий с помощью высокопроизводительной покадровой микроскопии изображений в сетках нанолунок (TIMING)» . Биоинформатика . 31 (19): 3189–3197. doi : 10.1093/биоинформатика/btv355 . ISSN 1367-4803 . ПМК 4693004 . PMID 26059718 .   
  5. ^ a b c Coutu, DL; Шредер, Т. (2013). «Исследование клеточных процессов с помощью долговременной визуализации в реальном времени - исторические проблемы и текущие решения» . Журнал клеточной науки . 126 (часть 17): 3805–15. doi : 10.1242/jcs.118349 . PMID 23943879 . 
  6. ^ Ландекер, Х. (2009). «Видение вещей: от микрокинематографии до визуализации живых клеток». Природные методы . 6 (10): 707–709. doi : 10.1038/nmeth1009-707 . PMID 19953685 . S2CID 6521488 .  
  7. ^ Месегер, М .; Рубио, И.; Круз, М .; Базиль, Н .; Маркос, Дж.; Рекена, А. (2012). «Инкубация и отбор эмбрионов в системе замедленного мониторинга улучшают исход беременности по сравнению со стандартным инкубатором: ретроспективное когортное исследование». Фертильность и бесплодие . 98 (6): 1481–1489.e10. doi : 10.1016/j.fertnstert.2012.08.016 . PMID 22975113 . 
  8. ^ Кэмпбелл, А .; Фишел, С.; Боуман, Н.; Даффи, С.; Седлер, М.; Хикман, CFL (2013). «Моделирование классификации риска анеуплоидии у эмбрионов человека с использованием неинвазивной морфокинетики» . Репродуктивная биомедицина онлайн . 26 (5): 477–485. doi : 10.1016/j.rbmo.2013.02.006 . PMID 23518033 . 
  9. ^ Рорер, Финло. «Сырные клещи и прочие чудеса» . Журнал новостей Би-би-си . Проверено 24 апреля 2011 г. .
  10. ^ Талбот, Фредерик А. (1913). Практическая кинематография и ее приложения . В. Хайнеманн. ОЛ 7220960М . 
  11. ^ "Le cinéma au service de la science" . Национальный институт аудиовизуальных материалов . Проверено 9 января 2013 г. .
  12. ^ Ландекер, Ханна (2006). «Микрокинематография и история науки и кино». Исида . 97 : 121–132. дои : 10.1086/501105 . S2CID 144554305 . 
  13. ^ "Жан Командон (1877-1970)" . Институт Пастера. Архивировано из оригинала 05.12.2014.
  14. Ссылки _ _ Нью-Йорк Таймс . 31 октября 1909 года.
  15. ^ Бигг, Шарлотта (2011). «Глава 6: Визуальная история кривых броуновского движения Жана Перрена» (PDF) . В Дастоне, Лотарингия; Лунбек, Элизабет (ред.). Истории научного наблюдения . Издательство Чикагского университета. [ постоянная мертвая ссылка ]
  16. ^ Бигг, Шарлотта (2008). «Очевидные атомы: визуальность в исследовании броуновского движения Жана Перрена» (PDF) . Исследования по истории и философии науки Часть A . 39 (3): 312–322. doi : 10.1016/j.shpsa.2008.06.003 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  17. ^ Анри, Виктор (1908). «Кинематографический этюд движений брауни». Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences (146): 1024–1026.
  18. ^ Ландекер, Ханна (2005). «Клеточные особенности: микрокинематография и теория кино». Критический запрос . 31 (4): 903–937. дои : 10.1086/444519 . S2CID 162894152 . 
  19. ^ Бейли, HW (1910). «Демонстрация с помощью ультрамикроскопа живых бледных трепонем и различных спирохет» . Труды Королевского медицинского общества . 3 (клиническая секция): 3–6. дои : 10.1177/003591571000300202 . ЧВК 1961544 . PMID 19974144 .  
  20. ^ Ру, П.; Мюнтер, С.; Фришкнехт, Ф.; Хербомель, П.; Шорт, С.Л. (2004). «Сосредоточение света на инфекции в четырех измерениях» . Клеточная микробиология . 6 (4): 333–343. doi : 10.1111/j.1462-5822.2004.00374.x . PMID 15009025 . S2CID 12228598 .  
  21. ^ Розенбергер, Хайнц (1929). «Микрокинематография в медицинских исследованиях». Джей Дент Рез . 9 (3): 343–352. дои : 10.1177/00220345290090030501 . S2CID 71952151 . 
  22. ^ "Документы Уоррена Х. (Уоррена Хармона) Льюиса, ок. 1913-1964" . Американское философское общество . Проверено 24 апреля 2011 г. .
  23. ^ Хойос-Флайт, Моника. «Веха 2: Вехи природы в цитоскелете» . Издательская группа «Природа».
  24. ^ Аберкромби, М .; Хейсман, Дж. Э. (1953). «Наблюдения за социальным поведением клеток в культуре тканей. I. Скорость движения фибробластов куриного сердца по отношению к их взаимным контактам». Экспериментальные исследования клеток . 5 (1): 111–131. doi : 10.1016/0014-4827(53)90098-6 . PMID 13083622 . 

внешняя ссылка

  • Введение в методы визуализации живых клеток Университета штата Флорида

Исторические фильмы для покадровой микроскопии

  • 1903 — « Сырные клещи » Мартина Дункана
  • 1909 г. — « Бледная спирохета сифилиса » Жана Командона.
  • 1939 — Нормальные и аномальные лейкоциты в тканевых культурах Уоррена Льюиса.
  • 1943 - Ранняя стадия клеточного деления сперматозоидов кузнечика показана с помощью фазово-контрастной покадровой микроскопии Куртом Мишелем, Carl Zeiss AG.
Получено с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Time-lapse_microscopy&oldid=1022400232 .
Contribute a better translation