Покадровая микроскопия
Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Покадровый микроскоп
Конфокальный микроскоп Olympus FluoView FV1000 - NCMIR.jpg
Покадровый микроскоп. Прозрачный инкубатор для клеток необходим для сохранения жизни клеток во время наблюдения.
Другие имена(Покадровой) микрокинематограф, (покадровый) видеомикроскоп, покадровая киномикрофотография
ИспользуетНаблюдение за медленными микроскопическими процессами
ИзобретательЖан Командон и другие современники
Похожие материалыПокадровая съемка , визуализация живых клеток

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

До появления видеомагнитофона в 1960-х годах записи с помощью покадровой микроскопии делались на фотопленку . В то время покадровая микроскопия называлась микрокинематографией . С ростом использования видеомагнитофонов термин " покадровая видеомикроскопия" стал постепенно использоваться. Сегодня от термина видео все чаще отказываются, поскольку для записи отдельных кадров изображения используется цифровая фотокамера , а не видеомагнитофон.

Приложения

Деление клеток более 42 часов. Цейтраферный фильм был создан с помощью фазового микроскопа .
Жан Командон , пионер микрокинематографии, записал этот покадровой фильм в ок. 1910 г., используя ультрамикроскоп . В фильме показаны живые спиралевидные бактерии сифилиса, перемещающиеся среди эритроцитов лягушки. Обратите внимание на движение вперед-назад, характеризующее форму, вызывающую болезнь.

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

Поэтому для дальнейшего улучшения наблюдений клетки перед наблюдением традиционно окрашивали . К сожалению, процесс окрашивания убивает клетки. Разработка менее деструктивных методов окрашивания и методов для наблюдения за неокрашенными клетками привела к тому, что клеточные биологи все чаще наблюдают за живыми клетками. Это называется визуализацией 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] Покадровая микроскопия в основном используется в исследованиях, но клинически используется в клиниках ЭКО, поскольку исследования доказали, что она увеличивает частоту наступления беременности, снижает частоту абортов и предсказывает анеуплоидию [7] [8]

Современные подходы расширяют возможности наблюдений с помощью покадровой микроскопии за пределы фильмов о клеточной динамике. Традиционно клетки наблюдали под микроскопом и измеряли с помощью цитометра . Эта граница становится все более размытой, 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 самых ранних микрокинематографических фильмов. [9] Однако раннее развитие научной микрокинематографии произошло в Париже. Первый сообщил покадровой микроскоп был собран в конце 1890х годов в Марей институт, основанный пионер хронофотография , Этьенн-Жюль Марей . [10] [11] [12] Однако именно Жан Командон внес первый значительный научный вклад примерно в 1910 году. [13] [14]

Командон был обученным микробиологом, специализирующимся на исследованиях сифилиса . Вдохновленный Виктор Анри microcinematic работы по броуновскому движению , [15] [16] [17] он использовал недавно изобретенный ультрамикроскоп для изучения движений бактерий сифилиса . [18]В то время ультрамикроскоп был единственным микроскопом, в котором были видны тонкие спиралевидные бактерии. Используя огромную кинокамеру, прикрепленную к хрупкому микроскопу, он наглядно продемонстрировал, что движение болезнетворных бактерий однозначно отличается от не вызывающих болезней форм. Фильмы Командона оказались полезными в обучении врачей различать эти две формы. [19] [20]

Обширная новаторская работа Командона вдохновила других на использование микрокинематографии. Хениз Розенбергер создает микрокинематограф в середине 1920-х годов. В сотрудничестве с Алексисом Каррелом они использовали устройство для дальнейшей разработки методов культивирования клеток Карреля . [21] Аналогичную работу провел Уоррен Льюис. [22]

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

С появлением цифровых фотоаппаратов в начале этого столетия, покадровая микроскопия стала значительно более доступной, и в настоящее время ее количество в научных публикациях не наблюдается. [5]

Смотрите также

  • Визуализация живых клеток
  • Цитометрия
  • Покадровая съемка
  • Живое изображение одной клетки

использованная литература

  1. ^ а б «Фазово-контрастный микроскоп» . Nobel Media AB.
  2. ^ Стилианиду, Стелла; Бреннан, Коннор; Nissen, Silas B .; Kuwada, Nathan J .; 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 К.В.; Алтынок, Алфан; Розенфельд, Ницан; Бакарян, Тигран; Свейн, Питер С .; Мьолснесс, Эрик; Эловиц, Майкл Б. (15 декабря 2011 г.). «Измерение динамики экспрессии генов одной клетки в бактериях с помощью покадровой флуоресцентной микроскопии» . Протоколы природы . 7 (1): 80–88. DOI : 10.1038 / nprot.2011.432 . PMC 4161363 . PMID 22179594 .  
  4. ^ Меруан, Амин; Рей-Вилламисар, Николас; Лу, Янбинь; Ляди, Иван; Ромен, Габриель; Лу, Дженнифер; Сингх, Харджит; Купер, Лоуренс Дж. Н.; Варадараджан, Навин; Ройзам, Бадринатх (01.10.2015). «Автоматизированное профилирование индивидуальных межклеточных взаимодействий с помощью высокопроизводительной покадровой микроскопии изображений в решетках с нанолунками (TIMING)» . Биоинформатика . 31 (19): 3189–3197. DOI : 10.1093 / биоинформатики / btv355 . ISSN 1367-4803 . PMC 4693004 . PMID 26059718 .   
  5. ^ а б в Coutu, DL; Шредер, Т. (2013). «Исследование клеточных процессов с помощью долговременных изображений в реальном времени - исторические проблемы и текущие решения» . Журнал клеточной науки . 126 (Pt 17): 3805–15. DOI : 10,1242 / jcs.118349 . PMID 23943879 . 
  6. ^ Ландекер, H. (2009). «Увидеть вещи: от микрокинематографии до визуализации живых клеток». Природные методы . 6 (10): 707–709. DOI : 10.1038 / nmeth1009-707 . PMID 19953685 . S2CID 6521488 .  
  7. ^ Meseguer, M .; Rubio, I .; Cruz, M .; Basile, N .; Marcos, J .; Рекена, А. (2012). «Инкубация и отбор эмбрионов в системе покадрового мониторинга улучшает 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 .; Fishel, S .; Bowman, N .; Даффи, S .; Седлер, М .; Хикман, CFL (2013). «Моделирование классификации риска анеуплоидии в человеческих эмбрионах 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 BBC News . Проверено 24 апреля 2011 .
  10. ^ Talbot, Фредерик А. (1913). Практическая кинематография и ее приложения . В. Хайнеманн. ПР 7220960М . 
  11. ^ "Le cinéma au service de la science" . Institut national de l'audiovisuel . Проверено 9 января 2013 .
  12. ^ Ландекер, Ханна (2006). «Микрокинематография и история науки и кино». Исида . 97 : 121–132. DOI : 10.1086 / 501105 . S2CID 144554305 . 
  13. ^ "Жан Командон (1877-1970)" . Institut Pasteur. Архивировано из оригинала на 2014-12-05.
  14. ^ «МИКРОБЫ, ЗАХВАТЫВАЕМЫЕ В ДЕЙСТВИИ; Движущиеся их изображения - большая помощь в медицинских исследованиях» . Нью-Йорк Таймс . 31 октября 1909 г.
  15. ^ Бигг, Шарлотта (2011). «Глава 6: Визуальная история кривых броуновского движения Жана Перрина» (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 в области истории и философии науки Часть А . 39 (3): 312–322. DOI : 10.1016 / j.shpsa.2008.06.003 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  17. ^ Анри, Виктор (1908). «Этюд кинематографического движения браунов». Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences (146): 1024–1026.
  18. ^ Ландекер, Ханна (2005). «Клеточные особенности: микрокинематография и теория кино». Критическое расследование . 31 (4): 903–937. DOI : 10.1086 / 444519 . S2CID 162894152 . 
  19. ^ Бэйли, HW (1910). «Демонстрация под ультрамикроскопом живых Treponema pallidum и различных спирохет» . Труды Королевского медицинского общества . 3 (Clin Sect): 3–6. DOI : 10.1177 / 003591571000300202 . PMC 1961544 . PMID 19974144 .  
  20. ^ Roux, P .; Münter, S .; Frischknecht, F .; Herbomel, P .; Шорте, SL (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». J Dent Res . 9 (3): 343–352. DOI : 10.1177 / 00220345290090030501 . S2CID 71952151 . 
  22. ^ "Документы Уоррена Х. (Уоррена Хармона) Льюиса, ок. 1913-1964" . Американское философское общество . Проверено 24 апреля 2011 .
  23. ↑ Hoyos-Flight, Моника. «Веха 2: вехи природы в цитоскелете» . Издательская группа "Природа".
  24. ^ Abercrombie, M .; Heaysman, JE (1953). «Наблюдения за социальным поведением клеток в культуре тканей. I. Скорость движения фибробластов сердца цыплят относительно их взаимных контактов». Экспериментальные исследования клеток . 5 (1): 111–131. DOI : 10.1016 / 0014-4827 (53) 90098-6 . PMID 13083622 . 

внешние ссылки

  • Введение в методы визуализации живых клеток , Университет штата Флорида

Исторические пленки для покадровой микроскопии

  • 1903 - Сырные клещи Мартина Дункана
  • 1909 - Сифилис spirochaeta pallida , Жан Командон
  • 1939 - Нормальные и аномальные лейкоциты в тканевых культурах Уоррена Льюиса
  • 1943 - Ранняя стадия деления сперматозоидов кузнечика, показанная Куртом Мишелем, Carl Zeiss AG, с помощью фазово-контрастной покадровой микроскопии.
Источник « https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Time-lapse_microscopy&oldid=1022400232 »
Contribute a better translation