Name: measuring the shape and size of activated sludge particles immobilized in agar with an open source software pipeline
Uploaded: 2019-01-30T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measuring the Shape and Size of Activated Sludge Particles Immobilized in Agar with an Open Source Software Pipeline at JoVE.com

وأيد هذا العمل بمنحه من 1336544 كبة مؤسسة العلوم الوطنية.
وتستخدم الشعارات فيجي، والبحث والتطوير، وبايثون مع وفقا للسياسات العلامات التالية: بيثون: <a href="https://www.python.org/psf/trademarks/">https://www.python.org/psf/trademarks/</a> ص: <a href="https://www.r-project.org/logo/">https://www.r-project.org/Logo/</a> ، وفقا للرخصة 4.0 نسخة من SA المسرودة في: <a href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">https://creativecommons.org/Licenses/by-sa/4.0/</a> فيجي: <a href="https://imagej.net/Licensing">https://imagej.net/Licensing</a>

1-جمع عينات لتحليل الجسيمات
<ol><li>تحديد حجم العينة للمفاعلات المحددة التي سوف تنتج جسيمات كافية للتحليل الإحصائي10 (> 500) مع تجنب تداخل الجسيمات.<ol>
<li>تفترض أن طائفة من 0.5 إلى 2 مل كل عينة الخمور المختلطة غير كافية لعينات للحماه مع الخمور مختلطة تعليق المواد صلبة (مهنيين) بين 250 و 5,00...

<ol>
	<li>Show, K. Y., Lee, D. J., Tay, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerobic+granulation:+Advances+and+challenges.">Aerobic granulation: Advances and challenges.</a> Applied Biochemistry and Biotechnology. 167 (6), 1622-1640 (2012).</li><li>Adav, S. S., Lee, D. -. J., Show, K. -. Y., Tay, J. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerobic+granular+sludge:+Recent+advances.">Aerobic granular sludge: Recent advances.</a> Biotechnology Advances. 26 (5), 411-423 (2008).</li><li>Initial Investigations of Aerobic Granulation in an Annular Gap Bioreactor. North Carolina State University Available from: <a target="_blank" href="https://repository.lib.ncsu.edu/handle/1840.16/2162">https://repository.lib.ncsu.edu/handle/1840.16/2162</a> (2004)</li><li>. Effect of Hydrodynamics on Aerobic Granulation Available from: <a target="_blank" href="https://repository.lib.ncsu.edu/handle/1840.16/8761">https://repository.lib.ncsu.edu/handle/1840.16/8761</a> (2012)</li><li>Tay, J. H., Liu, Q. S., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscopic+observation+of+aerobic+granulation+in+sequential+aerobic+sludge+blanket+reactor.">Microscopic observation of aerobic granulation in sequential aerobic sludge blanket reactor.</a> Journal of Applied Microbiology. 91 (1), 168-175 (2001).</li><li>Kelly, R. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphical+Comparison+of+Image+Analysis+and+Laser+Diffraction+Particle+Size+Analysis+Data+Obtained+From+the+Measurements+of+Nonspherical+Particle+Systems.">Graphical Comparison of Image Analysis and Laser Diffraction Particle Size Analysis Data Obtained From the Measurements of Nonspherical Particle Systems.</a> AAPS Pharm SciTech. 7 (3), E1-E14 (2006).</li><li>Walisko, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Taming+of+the+Shrew+-Controlling+the+Morphology+of+Filamentous+Eukaryotic+and+Prokaryotic+Microorganisms.">The Taming of the Shrew -Controlling the Morphology of Filamentous Eukaryotic and Prokaryotic Microorganisms.</a> Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 149, 1-27 (2015).</li><li>Campbell, R. A. A., Eifert, R. W., Turner, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Openstage:+A+Low-Cost+Motorized+Microscope+Stage+with+Sub-Micron+Positioning+Accuracy.">Openstage: A Low-Cost Motorized Microscope Stage with Sub-Micron Positioning Accuracy.</a> PLoS ONE. 9 (2), e88977 (2014).</li><li>Dias, P. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+processing+for+identification+and+quantification+of+filamentous+bacteria+in+in+situ+acquired+images.">Image processing for identification and quantification of filamentous bacteria in in situ acquired images.</a> BioMedical Engineering OnLine. 15 (1), 64 (2016).</li><li>Liao, J., Lou, I., de los Reyes, F. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+of+Species-Specific+Filament+Levels+to+Filamentous+Bulking+in+Activated+Sludge.">Relationship of Species-Specific Filament Levels to Filamentous Bulking in Activated Sludge.</a> Applied and Environmental Microbiology. 70 (4), 2420-2428 (2004).</li><li>Cromey, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Avoiding+twisted+pixels:+ethical+guidelines+for+the+appropriate+use+and+manipulation+of+scientific+digital+images.">Avoiding twisted pixels: ethical guidelines for the appropriate use and manipulation of scientific digital images.</a> Science and Engineering Ethics. 16 (4), 639-667 (2010).</li><li>Wickham, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tidy+Data.">Tidy Data.</a> Journal of Statistical Software. 59 (10), (2014).</li><li>van Rossum, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Python tutorial. , (1995).</li><li>Schindelin, J., Arganda-Carreras, I., Frise, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FIJI:+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">FIJI: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li><li>. SParMorIA: Sludge Particle Morphological ImageAnalysis Available from: <a target="_blank" href="https://github.com/joeweaver/SParMorIA-Sludge-Particle-Morphological-Image-Analysis">https://github.com/joeweaver/SParMorIA-Sludge-Particle-Morphological-Image-Analysis</a> (2018)</li><li>Ferreira, T., Rasband, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ImageJ User Guide: IJ 1.42 r. , (2012).</li><li>Sezgin, M., Sankur, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survey+over+image+thresholding+techniques+and+quantitative+performance+evaluation.">Survey over image thresholding techniques and quantitative performance evaluation.</a> Journal of Electronic Imaging. 13 (1), 146-166 (2004).</li><li>Kr&#246;ner, S., Dom&#233;nech Carb&#243;, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+minimum+pixel+resolution+for+shape+analysis:+Proposal+of+a+new+data+validation+method+for+computerized+images.">Determination of minimum pixel resolution for shape analysis: Proposal of a new data validation method for computerized images.</a> Powder Technology. 245, 297-313 (2013).</li><li>McKinney, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Data+Structures+for+Statistical+Computing+in+Python.">Data Structures for Statistical Computing in Python.</a> Proceedings of the 9th Python in Science Conference. , 51-56 (2010).</li><li>Waskom, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> seaborn: v0.5.0 (November 2014). , (2014).</li><li>. dplyr: A Grammar of Data Manipulation Available from: <a target="_blank" href="https://cran.r-project.org/web/packages/dplyr/index.html">https://cran.r-project.org/web/packages/dplyr/index.html</a> (2016)</li><li>Riley, R. S., Ben-Ezra, J. M., Massey, D., Slyter, R. L., Romagnoli, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+Photography:+A+Primer+for+Pathologists.">Digital Photography: A Primer for Pathologists.</a> Journal of Clinical Laboratory Analysis. 18 (2), 91-128 (2004).</li><li>Singh, S., Bray, M. A., Jones, T. R., Carpenter, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pipeline+for+illumination+correction+of+images+for+high-throughput+microscopy.">Pipeline for illumination correction of images for high-throughput microscopy.</a> Journal of Microscopy. 256 (3), 231-236 (2014).</li><li>Eastwood, B. S., Childs, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+Alignment+for+Multiple+Camera+High+Dynamic+Range+Microscopy.">Image Alignment for Multiple Camera High Dynamic Range Microscopy.</a> Proceedings. IEEE Workshop on Applications of Computer Vision. , 225-232 (2012).</li><li>High Dynamic Range Microscopy for Cytopathological Cancer Diagnosis. IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing (Special Issue on: Digital Image Processing Techniques for Oncology) Available from: <a target="_blank" href="https://www.lfb.rwth-aachen.de/en/">https://www.lfb.rwth-aachen.de/en/</a> (2009)</li><li>Jain, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supervised+Learning+of+Image+Restoration+with+Convolutional+Networks.">Supervised Learning of Image Restoration with Convolutional Networks.</a> 2007 IEEE 11th International Conference on Computer Vision. , 1-8 (2007).</li></ol>

على الرغم من أن نظام تحليل صورة قوية إلى حد ما وتتخذ خطوات مراقبة الجودة لضمان إزالة صور الفقراء، الاهتمام المناسب لقضايا محددة في أخذ العينات، وإعداد لوحة، والحصول على الصور يمكن تحسين كل من دقة البيانات ونسبة صور تمرير QC.
تركيز العينات افتراض قد أخذت عينة تمثيل...

والغرض من هذا الأسلوب لتوفير أسلوب محددة جيدا وقابلة للتكرار، ومؤتمته جزئيا لتحديد حجم وشكل توزيعات الجسيمات في المفاعلات الحيوية، لا سيما تلك التي تحتوي على فلكس للحماه وحبيبات الهوائي1 , 2-الأساس المنطقي وراء هذا الأسلوب زيادة في القدرة على تحمل التكاليف، والبساطة، والإنتاجية، والتكرار لدينا القائمة بروتوكولات داخلية3،4، سهولة قياس الجسيمات للآخرين، وتيسير تبادل و مقارنة البيانات.
وهناك فئتين عريضتين من التحليل قياس الجسيمات-أساليب التصوير مباشرة واستنتاجي باستخدام مثل هذه الصفات تشتت الضوء5. على الرغم من أن أساليب استنتاجي يمكن أن يكون آليا وإنتاجية كبيرة، المعدات مكلفة. وباﻹضافة إلى ذلك، بينما يمكن تحديد أساليب استنتاجي بدقة ما يعادل حجم الجسيمات6، أنها لا توفر معلومات مفصلة الشكل7.
بسبب الحاجة إلى بيانات الشكل، ونحن قد أسلوبنا على أساس التصوير مباشرة. على الرغم من وجود بعض أساليب التصوير الفائق، أنها عادة تتطلب الأجهزة التجارية باهظة الثمن أو الحلول التي بنيت8،9. وقد وضعت أسلوبنا لتوظيف الأجهزة المشتركة بأسعار معقولة والبرامج التي، على الرغم من أن الذين يعانون من انخفاض في الإنتاجية، وتنتج الصور الجسيمات أكثر بكثير من الحد الأدنى المطلوب للعديد من التحليلات10.
قد لا تحدد البروتوكولات القائمة أهمية أخذ العينات وخطوات الحصول على الصورة. بروتوكولات أخرى قد تحدد الخطوات اليدوية إدخال تحيز شخصي (مثل مستوى العتبة المخصصة11). سيتم تعزيز أسلوب المعالم التي تحدد خطوات الحصول على العينات، والتثبيت وصورة جنبا إلى جنب مع برامج التحليل متاحة بحرية داخل مختبر تحليل الصور والمقارنات بين مختبرات. أحد الأهداف رئيسية من هذا البروتوكول هو توفير سير عمل والأدوات التي ينبغي أن تؤدي إلى النتائج استنساخه من مختبرات مختلفة لنفس العينة.
وبصرف النظر عن تطبيع عملية تحليل الصورة، البيانات التي تنتجها هذه الأنابيب يتم تسجيلها في ملف محددة تحديداً جيدا ومنسقة جيدا12 مناسبة للاستخدام بشعبية بيانات تحليل الحزم13،14، تخفيف التجربة تحليلات محددة (مثل توليد الرقم المخصص) وتيسير تبادل بين مختبرات البيانات.
ويقترح هذا البروتوكول وبخاصة للباحثين الذين تتطلب بيانات الشكل الجسيمات، ولا يستطيعون الوصول إلى أساليب استنتاجي، لا ترغب في وضع خط أنابيب تحليل الصور الخاصة بهم، وترغب في تبادل البيانات بسهولة مع الآخرين

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>10% Bleach solution</td>
			<td>Chlorox</td>
			<td>31009</td>
			<td>For workspace disinfection.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL centrifuge tube with cap</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430790</td>
			<td>Per sample.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL Erlenmeyer flask</td>
			<td>Corning</td>
			<td>4980-50</td>
			<td>Other vessels are suitable so long as they can contain &#62; 40 mL of sample and allow mixing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>500 mL Kimax Bottle</td>
			<td>Kimble-Chase</td>
			<td>14395-50</td>
			<td>Or otherwise sufficient for agar handling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar</td>
			<td>BD</td>
			<td>214010</td>
			<td>Solid, to prepare 7.5% gel. 7 mL per sample.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data analysis software</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>R or Python are suggested</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deionized water</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Sufficient to prepare stain and agar. If unavailable, tap should be fine.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desktop computer</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Image analysis is not CPU intensive, any &#39;ordinary&#39; desktop computer circa 2017 should be sufficient.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>External hard drive</td>
			<td>Seagate</td>
			<td>STEB5000100</td>
			<td>Not fully required, but extremely useful given the number an size of images. 2 or more TB of storage suggested.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FIJI</td>
			<td>NIH</td>
			<td>version 1.51d</td>
			<td>Version is ImageJ core. Plugins are updated as of writing. Available at: https://imagej.net/Fiji/Downloads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GIT</td>
			<td>Open Source</td>
			<td>version 2.19.1 or later</td>
			<td>Available at: https://git-scm.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image capture software</td>
			<td>ToupView</td>
			<td>version 3.7.5177</td>
			<td>Any compatible with camera, may come with camera. Should allow saving TIFF images with spatial calibration data.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mechanical (X/Y) Stage</td>
			<td>OMAX</td>
			<td>A512</td>
			<td>Not fully required, but greatly aids image acquisition.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylene blue</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>M291-100</td>
			<td>Solid, to prepare 1% w/v solution. 5 uL solution per sample.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope camera</td>
			<td>OMAX</td>
			<td>A35140U</td>
			<td>Any digitial camera compatible with microscope. Resolution providing at least 5 um per pixel at 10x magnification and a dynamic range of at least 8 bits per pixel per color channel is suggested.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical Stage Micrometer</td>
			<td>OMAX</td>
			<td>A36CALM1</td>
			<td>Or otherwise sufficient for spatial calibration.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish, 100 mm</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>FB0875712</td>
			<td>1 per sample.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PPE</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Standard lab coat, gloves, and eyewear.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sparmoria macro</td>
			<td>NCSU</td>
			<td>version 0.2.1</td>
			<td>Available at github repository : https://github.com/joeweaver/SParMorIA-Sludge-Particle-Morphological-Image-Analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo/dissecting microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>SMZ-2T</td>
			<td>Should provide 10 to 20x magnficiation and allow digital photos either with a buit-in camera or profide a mounting point for a CCD.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring the shape and size of activated sludge particles immobilized in agar with an open source software pipeline

المفاعلات الحيوية التجريبية، مثل تلك معالجة المياه المستعملة، وتحتوي على جزيئات الشكل والحجم الذي يتم المعالم الهامة. على سبيل المثال، حجم وشكل من فلكس للحماه يمكن الإشارة إلى الظروف السائدة في عبارة، وتؤثر أيضا بصورة مباشرة جيدا كيف يستقر الحمأة في انارات.
حجم الجسيمات والشكل قياسات شكل مضلل 'بسيطة' على حد سواء. العديد من القضايا الدقيقة، كثيرا ما لا تعالج في البروتوكولات غير رسمية، يمكن أن تنشأ عند أخذ العينات، والتصوير، وتحليل الجزيئات. طرق أخذ العينات قد تكون متحيزة أو لا توفر ما يكفي من القوة الإحصائية. قد يتم حفظ سيئة العينات أنفسهم أو الخضوع للتعديل أثناء التثبيت. قد لا تكون الصور ذات جودة كافية؛ تداخل الجسيمات، عمق الميدان ومستوى التكبير، والضوضاء المختلفة يمكن أن جميع نتائج الفقراء. يمكن إدخال التحليل المحدد سيئة التحيز، مثل تلك التي تنتجها العتبة صورة اليدوي وتجزئة.
ومن المستصوب جنبا إلى جنب مع إمكانية تكرار نتائج القدرة على تحمل التكاليف والإنتاجية. طريقة إنتاجية عالية بأسعار معقولة، ويمكن قياس الجسيمات أكثر تواترا، إنتاج العديد من الصور التي تحتوي على الآلاف من الجسيمات. يسمح أسلوب يستخدم الكواشف غير مكلفة ومجهر تشريح المشتركة وبرمجيات المصدر المفتوح متاحة بحرية لتحليل النتائج التجريبية قابلة للتكرار وموجودا واستنساخه، ومؤتمته جزئيا. علاوة على ذلك، يمكن أن تكون نتاج لمثل هذا الأسلوب مهيأ جيدا ومحددة تحديداً جيدا وفهمها بسهولة من قبل برامج تحليل البيانات، تخفيف داخل مختبر التحليلات والبيانات تبادل بين مختبرات.
هذا بروتوكول بالتفصيل الخطوات اللازمة لإنتاج هذه منتجات، بما في ذلك: أخذ العينات، وعينه من الإعداد والتثبيت في أجار، والحصول على الصور الرقمية، وتحليل الصور الرقمية، وأمثلة لتوليد الشكل الخاصة بالتجربة من نتائج التحليل. كما أدرجنا أنبوب تحليل بيانات المصدر المفتوح لدعم هذا البروتوكول.

الملفات التي تم إنشاؤها عملية هو موضح في الشكل 1 سوف ينتج ملفين كل صورة تم تحليلها. الملف الأول هو فاصلة فصل ملف نص القيمة (CSV) حيث كل صف يناظر جسيمات فردية والأعمدة وصف مختلف المقاييس الجسيمات مثل منطقة، والتدوير، والصلابة، والمحددة في دليل إيما...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring the Shape and Size of Activated Sludge Particles Immobilized in Agar with an Open Source Software Pipeline at JoVE.com

Measuring the Shape and Size of Activated Sludge Particles Immobilized in Agar with an Open Source Software Pipeline

حجم وشكل جزيئات في للحماه هي المعالم الهامة التي يتم قياسها باستخدام أساليب مختلفة. تنشأ أخطاء من العينات غير ممثلة، والصور دون المستوى الأمثل، والمعلمات تحليل ذاتي. لتقليل هذه الأخطاء وسهولة قياس، نقدم بروتوكول تحديد كل خطوة من خطوات، بما في ذلك أنبوب لبرمجيات مصدر مفتوح.

قياس شكل وحجم الجسيمات للحماه معطلة في أجار مع أنبوب لبرمجيات مصدر المفتوح

Experimental bioreactors, such as those treating wastewater, contain particles whose size and shape are important parameters. For example, the size and ...

حجم وشكل جزيئات الحمأة المنشطة أمر بالغ الأهمية لكفاءة معالجة مياه الصرف الصحي. ومع ذلك فإن قياسها غالباً ما يكون مخصصاً. يوفر هذا البروتوكول قياس قابل للتكرار، ومحددة جيدا، وشبه تلقائية لقياسها.والميزة الرئيسية لهذا البروتوكول هي أنه يمكن قياس مجموعة كبيرة من الجسيمات على مدى مجموعة واسعة من morphologies مع الحد من التحيز الذاتي والمنهجي. في حين أن هذه التقنية تركز على الحمأة المنشطة ، يمكن قياس أي شيء من الناحية الفنية يحتوي على نفس مورفولوجيا الجسيمات مثل microplastics باستخدام هذه الطريقة. عند محاولة هذه التقنية للمرة الأولى ، حاول صنع لوحة واحدة في كل مرة وممارسة الحركات المادية لصنع ذلك لوحة واحدة.أيضا، تأخذ وقتك مع المجهر. إصدار الفيديو من هذه المقالة مهم لأن أخذ العينات وإعداد لوحة تتطلب الكثير من التقنيات الصغيرة التي يتم توصيلها بشكل أفضل بصريا. أيضا، عرض ورؤية صور جيدة من لوحات مهمة لضمان إعادة التكاثر.إظهار هذا البروتوكول اليوم هو جوزيف ويفر، مرشح دكتوراه في مختبري. للبدء، الحصول على عينة تمثيلية من جزء مختلط جيدا من المفاعل. اخلط العينة بلطف ثم صب على الفور حجم العينة المحدد في أنبوب طرد مركزي 15 ملليلتر.التالي إضافة خمسة ميكروليتر من واحد في المئة الميثيلين الأزرق لكل عينة. اِكِلَ العينة وخلطها عن طريق قلب الأنبوب برفق ثلاث مرات على الأقل. السماح للعينات لطخة لمدة لا تقل عن خمسة ولكن لا أكثر من 30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.بمجرد أن تلطخ، نقل كمية كافية من 7.5 في المئة أجار والمياه ديون إلى أنبوب الطرد المركزي من أجل جعل حجم الأنبوب الإجمالي إلى ما بين 6.5 و 9 ملليلتر. ثم استخرج خلاصة أنابيب الطرد المركزي وعكسها بلطف ثلاث مرات على الأقل لخلط العينة في أجار. بينما يشير الغطاء بعيدا عن نفسه، فتح الغطاء.صب محتويات أنبوب كل أنبوب في طبق بتري البلاستيكية 100 ملليلتر الخاصة بهم في حين هزاز بلطف الطبق لتحقيق كامل، وطلاء سلس وتوزيع موحد بصريا من الجسيمات. السماح للألواح لتبرد في درجة حرارة الغرفة لمدة 5 دقائق على الأقل، حتى يقوي أغار. ضع لوحة مكشوفة الوجه حتى على مرحلة المجهر من المجهر ستيريو التي هي قادرة على 10 إلى 20 مرات التكبير.تضيء العينة من الأسفل مع الضوء المنتشر حتى، وذلك باستخدام معدات مثل حامل ضوئي LED أو لوحة ضوء. افتح برنامج التقاط الصور وتأكد من تعيين مسار ضوء المجهر على الصورة. ثم حدد الكاميرا المناسبة من قائمة الكاميرا.اضبط المجهر بحيث تظهر جسيمات متعددة في المستوى البؤري مع حواف كبيرة ومحددة جيداً. استخدام التكبير من 10 إلى 20 مرة لقياس الجسيمات مع الحفاظ على مستوى بؤري عميق نسبيا. إزالة مؤقتا لوحة أجار ووضع ميكرومتر على خشبة المسرح.ضبط التركيز غرامة حتى تظهر التخريجات على ميكرومتر تركيزا حادا في برنامج التقاط الصور. ومعايرة نسبة بكسل إلى ميكرون. بعد ذلك، قم بتعيين التكبير إلى 100 في المائة بالنقر على العرض وتحديد الحجم الفعلي.ثم حدد الخيارات والذهاب إلى معايرة. هنا، قم بمحاذاة شريط المعايرة الأحمر في منفذ العرض الرئيسي على طول المحور الطويل للميكرومتر. مع الحانات العمودية تركزت على الصفر و 200 ميكرون التخرج.في مربع حوار المعايرة، أدخل مستوى التكبير الحالي والطول الفعلي لـ 200 ميكرون. إذا تم معايرته بالفعل، حدد التكبير من شريط القوائم ثم حدد مستوى التكبير الحالي لتأكيد المعايرة. في قائمة القياسات، انتقل إلى الخط وحدد خطًا عشوائيًا.انقر على تقاطع الصفر التخرج والمحور الطويل من ميكرومتر. ثم انقر مرة أخرى على تقاطع في خط 200 ميكرون والمحور الطويل. وينبغي أن تظهر المعايرة الصحيحة على أنها 200 ميكرون تقريبا.احذف السطر بالنقر على زر تحديد الكائن، والنقر على الخط، والضغط على الحذف، والضغط على نعم في مربع التأكيد. بعد ذلك، استبدل لوحة agar وضبط التركيز الدقيق لتحقيق أقصى قدر من التفاصيل في برنامج التصوير. لتحقيق ذلك، قم أولاً بزيادة عمق البتة من القيمة القصوى المسموح بها عن طريق تحديد زر الاختيار في لوحة عمق بت من الشريط الجانبي للكاميرا.أيضا، تعيين البرنامج للحصول على الصور الرمادية عن طريق تحديد زر الاختيار المناسب في لوحة الصف اللون من الشريط الجانبي الكاميرا. الآن، قم بطي أي لوحات الشريط الجانبي المفتوحة بين التعرض والدرج التكراري. تقليل الربح إلى واحد وزيادة التعرض حتى تظهر صورة واضحة في منفذ العرض وحتى يظهر الرسم البياني كتوزيع غير مقصوص بأي من طرفي مربع المدرج التكراري.اضبط الرسم البياني لتجنب التعرض. في لوحة المدرج التكراري للشريط الجانبي للكاميرا، قم بزلاقة الحدود اليسرى للم مدرج التكراري إلى خارج القيم الأدنى فقط والحدود اليمنى إلى خارج القيم العليا. حفظ الصورة كملف TIF غير مضغوط.قم بتضمين معلومات التكبير في بيانات تعريف الصورة عن طريق التحقق من مربع الحفظ مع معلومات المعايرة عند الحفظ. حدد منطقة أخرى لا تتداخل مع الصور السابقة باتباع مسار الذي يتناوب بين اليسار إلى اليمين واليسار بينما يتحرك المرء لأسفل اللوحة. التقاط ما لا يقل عن 500 الجسيمات المقدرة بصريا للتحليل.الحصول على رمز تحليل الجسيمات عن طريق استنساخ مستودع GIT. في سطر الأوامر، استرداد أحدث إصدار من التعليمات البرمجية عن طريق كتابة في الأمر المعروض هنا. تثبيت رمز التحليل بعد الإرشادات الموجودة في ملف نصي قراءة لي وجدت في دليل المستوى الأعلى من مستودع المستنسخة.بعد ذلك، قم بتحرير ملف نصي يسرد الدلائل التي ستتم معالجتها مع معلمات اختيارية. راجع الأمثلة و الدليل الفرعي للتحليل لقائمة من المعلمات والأمثلة. الآن، قم بتشغيل التحليل على سطر الأوامر بكتابة الأمر الموضح هنا.مسار فيجي هو الدليل الذي imageJ-win64. exe موجود. و paramsfile موقع الملف النصي الذي يصف إعداد التحليل.قد يختلف اسم الملف التنفيذي حسب نظام التشغيل الذي تم تثبيت فيجي عليه. سيتم تشغيل التحليل تلقائيًا وسيستغرق بضع دقائق إلى بضع ساعات اعتمادًا على حجم وعدد الصور. بعد ذلك، تفحص ملفات التحكم في الجودة الموجودة في دليل فرعي تراكب من دليل الإخراج المحدد.لاحظ الصور ذات الضباب الزائف أو الجسيمات التي تم التقاطها بشكل سيئ ، وكلها واضحة كالخطوط العريضة المظللة التي لم تتطابق مع الخلفية. هذا هو. البيانات جاهزة الآن لتحليل محدد للتجربة وتوليد الرقم.على الرغم من عدم وجود طريقة عتبة الجسيمات هو الكمال، وهنا مثال على النتائج المقبولة. عند تقييم صور مراقبة الجودة، هناك ثلاثة أخطاء شائعة تم العثور عليها. عدم التوافق بدقة مع حدود الجسيمات ، وعدم تحديد الجسيمات ، وإدراج القطع الأثرية.هنا، يتم عرض توزيع الجسيمات بين مفاعلين تجريبيين مع مرور الوقت وجنبا إلى جنب مع البيانات الوصفية النوعية التي لاحظها الباحث. ويبين هذا الرسم البياني أن المفاعلات في هذه الحالة كانت لها توزيعات متماثلة عموما لحجم الجسيمات التي كانت تميل نحو متوسط أكبر وانتشار أوسع مع تقدم الزمن. عند تنفيذ هذا الإجراء ، من المهم أن تغلف اللوحة بالتساوي بطبقة رقيقة من الأجار تحتوي على جزيئات موزعة بشكل موحد.تأكد من ممارسة وتأخذ وقتك. بعد هذا الإجراء، يمكن استئصال الجسيمات المثيرة للاهتمام من الأجار ودراستها. من حيث البيانات ، والملفات الناتجة من هذا البروتوكول هي محددة جيدا والسماء هو الحد التحليلي.مهدت هذه التقنية الطريق إلى تقديم رؤى جديدة في الحمأة الحبيبية الهوائية. انها مورفولوجيا مهم جدا وسمح لنا لقياس ذلك بطريقة قياسية. مياه الصرف الصحي نشطة بيولوجيا.يتم تشجيع مستوى السلامة الحيوية الممارسات الأولى. أيضا، كيف يمكن أن أجار فقاعة أكثر من عندما الميكروويف ويمكن رش قطرات الساخنة عند فتح أنبوب الطرد المركزي.

Research

JoVE Journal

Environment

Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

قياس تدفقاتها من المغذيات المعدنية والمواد السامة في النباتات مع المشعة الراسمات

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor

تطوير المولدة للكبريتيد الحمأة من الرواسب البحرية والحد من Trichloroethylene في غطاء المفاعل Upflow اللاهوائية الحمأة

The importance of microbial sulfate reduction relies on the various applications that it offers in environmental biotechnology. Engineered sulfate ...

Measuring Rates of Herbicide Metabolism in Dicot Weeds with an Excised Leaf Assay

قياس معدلات المبيدات الأيض في Dicot الأعشاب مع الفحص رفعه ليف

In order to isolate and accurately determine rates of herbicide metabolism in an obligate-outcrossing dicot weed, waterhemp (Amaranthus tuberculatus), we ...

Spotting Cheetahs: Identifying Individuals by Their Footprints

اكتشاف الفهود: الأفراد تحديد من آثارهم

The cheetah (Acinonyx jubatus) is Africa's most endangered large felid and listed as Vulnerable with a declining population trend by the IUCN1. It ranges ...

Extraction of Structural Extracellular Polymeric Substances from Aerobic Granular Sludge

استخراج المواد الإنشائية خارج الخلية البوليمرية من هوائية حبيبي الحمأة

To evaluate and develop methodologies for the extraction of gel-forming extracellular polymeric substances (EPS), EPS from aerobic granular sludge (AGS) ...

An Ultra-clean Multilayer Apparatus for Collecting Size Fractionated Marine Plankton and Suspended Particles

جهاز متعدد الطبقات نظيفة جداً لجمع العوالق البحرية الحجم مجزأ والجسيمات المعلقة

The distributions of many trace elements in the ocean are strongly associated with the growth, death, and re-mineralization of marine plankton and those ...

Experimental Study of the Relationship Between Particle Size and Methane Sorption Capacity in Shale

دراسة تجريبية للعلاقة بين حجم الجسيمات، والقدرة على امتصاص غاز الميثان في الصخري

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard ...

Measuring Hypopharyngeal Gland Acinus Size in Honey Bee (Apis mellifera) Workers

Measuring Hypopharyngeal Gland Acinus Size in Honey Bee Apis mellifera Workers

قياس "حجم أسينوس الغدة هيبوفارينجيل" في العمال "نحلة العسل" (Apis mellifera)

The nurse hypopharyngeal glands produce the protein fraction of the worker and royal jelly that is fed to developing larvae and queens. These paired ...

Combining Eye-tracking Data with an Analysis of Video Content from Free-viewing a Video of a Walk in an Urban Park Environment

الجمع بين بيانات تتبع العين مع تحليل محتوي الفيديو من مجانا-مشاهده فيديو للمشي في بيئة الحديقة الحضرية

As individuals increasingly live in cities, methods to study their everyday movements and the data that can be collected becomes important and valuable. ...

BtM, a Low-cost Open-source Datalogger to Estimate the Water Content of Nonvascular Cryptogams

BtM، Datalogger المفتوحة المصدر منخفضة التكلفة لتقدير محتوى الماء من كريبتوجامس نونفاسكولار

Communities of nonvascular cryptogams, such as mosses or lichens, are an important part of the Earth's biodiversity, contributing to the regulation of the ...