Bună, colegi tocilari de științe marine și manageri de laborator! Să trecem la goană: dacă lucrezi în biologie marină, probabil că îți petreci jumătate din zile uitându-te prin microscoape neplăcute la plancton minuscul, flori ciudate de alge sau nevertebrate cu forme ciudate, iar cealaltă jumătate plângându-te de arhivele de diapozitive etichetate manual, care sunt imposibil de sortat. Sunt de la o companie care produce scanere de diapozitive Brightfield și mi se pune tot timpul această întrebare: poate ajuta echipamentul nostru cu adevărat în cercetarea în biologie marine? Răspunsul scurt? Da, dacă îl folosiți corect și renunțați la ideea că câmpul luminos este doar pentru laboratoarele de patologie sau de liceu. Să dezvăluim asta, fără jargon înfundat, doar o discuție reală despre cum funcționează asta în lumea dezordonată și minunată a cercetării marine.
În primul rând, să ne amintim ce face cel mai bine microscopia cu câmp luminos: folosește lumină albă vizibilă pentru a ilumina probele, astfel încât să vedeți contrastele bazate pe modul în care celulele sau țesuturile absorb acea lumină - fără coloranți fantezi, fără etichete fluorescente, doar pete naturale sau simple. Mulți biologi marini anulează câmpul luminos pentru că ei cred că fluorescența este singura modalitate de a vedea organisme marine mici și transparente, dar nu este adevărat. Gândiți-vă la ce implică de fapt cercetarea marine: numărarea fitoplanctonului (baza întregii rețele trofice oceanice), identificarea diatomeelor bentonice (ale alge minuscule cu coajă de sticlă care acoperă rocile), verificarea probelor de țesut din pești sau corali pentru paraziți sau documentarea contaminării cu microplastice în intestinele zooplanctonului. Toate acestea funcționează surprinzător de bine pe un scaner de diapozitive Brightfield și iată de ce este o schimbare de joc pentru laboratoarele care nu doresc să arunce zeci de mii de echipamente specializate.
Să începem cu monitorizarea fitoplanctonului și al algelor - aici strălucesc scanerele cu câmp luminos. Schimbările climatice globale au făcut ca înflorirea algelor să fie mult mai frecvente și mai toxice, așa că cercetătorii trebuie să numere și să identifice rapid mii de aceste creaturi mici. Am vorbit cu un laborator de cercetare a recifului de corali din Hawaii, care încă număra fitoplanctonul manual cu un microscop obișnuit, luând 8 ore pentru a procesa o singură probă de apă (și obosea ochi atât de mult încât nu puteau privi un diapozitiv după prânz). Au încercat un scaner de diapozitive cu câmp luminos de bază de la linia noastră, iar acum aceeași probă durează 20 de minute pentru a scana, software-ul identifică automat genuri comune precum Chaetoceros și Karenia și pot mări mai târziu celulele individuale fără a răsturna diapozitivul. Scanerul captează imagini clare, de înaltă rezoluție, ale frustulelor de diatomee (acele cochilii de silice) care au forme super unice - mult mai multe detalii decât obțineți dintr-o fotografie neclară a telefonului printr-un ocular. Dacă vă întrebați ce scaner să utilizați pentru asta, atunciScanner de lame de microscopeste construit exact pentru acest tip de lucru de rutină, cu volum mare de mostre, nu sunt necesare suplimente luxoase.
Așteaptă, dar ce zici de mostrele care sunt mai opace sau au nevoie de puțin mai mult contrast? Cum ar fi, să zicem, felii de țesut de pește sau mostre de polipi de corali colorate cu hematoxilină și eozină (H&E) - o pată foarte comună care transformă nucleii celulelor în albastru și citoplasma roz. Biologii marini care studiază bolile coralilor folosesc adesea H&E pentru a verifica dacă există leziuni ale țesuturilor, iar câmpul luminos o preia perfect. Am avut un client la programul MarineGEO al Smithsonian care obișnuia să trimită mostre de lame la un laborator de patologie, deoarece vechea lor lunetă de laborator nu putea capta imagini consistente, care pot fi partajate, ale leziunilor de țesut de corali. Acum ne folosescScaner de diapozitive de patologie digitală GScan-1, care este conceput pentru diapozitive de patologie, dar funcționează la fel de bine pe țesutul de corali fixat cu formol și pe lamelele de branhii de pește pe care le procesează pentru monitorizarea paraziților. Cea mai bună parte? Ei pot partaja întreaga scanare cu colaboratorii din Australia sau Mexic cu un singur clic, fără a mai trimite diapozitive fragile care se pierd prin poștă. Acesta este un câștig uriaș pentru cercetarea marine în colaborare, în care echipele sunt răspândite pe tot globul.
Acum, știu la ce se gândesc unii dintre voi: "Dar ce zici de fluorescență? Trebuie să văd bacterii marcate fluorescent în mostre de sedimente sau intestine de zooplancton colorate cu anticorpi!" Punct corect. Brightfield nu este singurul instrument, dar asta nu înseamnă că trebuie să cumpărați un scanner complet separat pentru fluorescență. Stai — facem și unScaner de diapozitive cu fluorescență de calitate pentru cercetaredacă ai nevoie de asta, dar iată un truc: mulți cercetători marini nu au nevoie de fluorescență full-time. De exemplu, dacă studiați microplasticele la nevertebrate marine, puteți folosi o simplă pată Roșu Nil pentru a face plasticul să strălucească, dar dacă doar numărați câte microbile transparente sunt într-un intestin de copepod, câmpul luminos funcționează bine - nu este nevoie de pată, deoarece materialele plastice apar ca pete opace, de formă ciudată, pe țesutul transparent al copepodului. Brightfield funcționează și pentru foraminifere, acei protisți minuscul cu coajă folosite pentru a data miezurile de sedimente oceanice, ceea ce reprezintă o mare parte a cercetării paleoceanografiei. Lumina strălucitoare captează texturile minuscule ale suprafeței de pe învelișul lor de carbonat de calciu sau de silice, ceea ce îi ajută pe cercetători să deosebească speciile care sunt aproape identice într-un domeniu obișnuit.
Să înțelegem cu adevărat limitările, pentru că nu vreau să vând asta. Brightfield nu poate face totul. Dacă lucrați cu microbi mari ultra-mici, cum ar fi picoeucariotele (mai puțin de 2 microni), care au nevoie de pete fluorescente specifice pentru a le vedea, atunci un scanner cu fluorescență multicanal este mișcarea dvs.Scaner de diapozitive cu fluorescență multicanalpentru acel caz de utilizare exact. Și dacă faci lucruri precum imaginea de embrioni marini vii în timp real, un scaner de diapozitive static tradițional cu câmp luminos nu va funcționa (dar nu pentru asta sunt aceste scanere - sunt pentru mostre fixe, arhivate, ceea ce reprezintă 90% din ceea ce laboratoarele marine procesează pe termen lung). O altă limitare: eșantioanele foarte groase, cum ar fi crustaceele mici întregi montate pe diapozitive, ar putea avea nevoie de un alt instrument, dar cele mai multe diapozitive marine sunt suficient de subțiri (10-20 microni) încât câmpul luminos să funcționeze impecabil.
Iată ceea ce face ca scanerele cu câmp luminos să fie atât de potrivite pentru biologia marine în special: sunt mult mai ieftine și mai ușor de utilizat decât echipamentele de laborator specializate, ceea ce este o afacere uriașă pentru laboratoarele mici de coastă sau pentru proiectele studenților care nu au bugete uriașe. Am văzut studenți absolvenți de la un program marin al colegiului comunitar folosind scanerul nostru de bază cu câmp luminos pentru a procesa mostre din estuarele locale, pentru a construi o bază de date de fitoplancton pentru teza lor și chiar și pentru a-și prezenta lucrările la o conferință națională - ceva care ar fi fost imposibil atunci când numărau celulele manual. Software-ul este intuitiv, așa că nu aveți nevoie de un doctorat în informatică pentru a-l utiliza; doar încărcați diapozitivul, apăsați scanare și obțineți imaginile. Gata cu diapozitivele nealiniate, cu fotografiile neclare, nu mai pierdeți diapozitivul pentru că l-ați etichetat greșit cu un Sharpie.
Un alt caz de utilizare pe care nu l-am menționat: colecțiile de diapozitive arhivate. Cercetările marine există de zeci de ani și o mulțime de laboratoare au sute de cutii de diapozitive prăfuite pline cu mostre din expedițiile anterioare. Scanerele cu câmp luminos sunt perfecte pentru digitizarea acestor arhive, astfel încât cercetătorii să poată reveni și să compare mostrele istorice cu cele actuale, cum ar fi să vadă cum s-au schimbat comunitățile de fitoplancton în ultimii 50 de ani, odată cu creșterea temperaturii oceanelor. NoastreScaner digital de patologieare un software specific pentru arhivă care vă permite să etichetați diapozitivele cu metadate precum locația de colectare, data și temperatura apei, astfel încât să puteți căuta prin mii de diapozitive în câteva secunde. Acesta este un schimbător de joc pentru cercetarea ecologică pe termen lung, care este coloana vertebrală a înțelegerii impactului schimbărilor climatice asupra oceanului.
Cred că cea mai mare greșeală pe care o fac biologii marini este să scrie scanerele cu câmp luminos drept „pentru chestii medicale”. Dar biologia este biologie – fie că te uiți la o celulă umană sau la o celulă de diatomee, ai nevoie de imagini clare și consistente pentru a identifica și număra organismele. Brightfield este doar un instrument și funcționează surprinzător de bine pentru o mulțime de aplicații de cercetare marine despre care oamenii nu vorbesc suficient. Dacă sunteți un manager de laborator, un student absolvent sau un investigator principal, vă simțiți blocat cu procesarea manuală a diapozitivelor, imaginile neclare și nicio modalitate de a colabora cu ușurință, merită să testați un scaner cu câmp luminos. Ați putea fi surprins cât de mult vă accelerează munca și vă îmbunătățește datele.
Dacă sunteți curios să aflați mai multe despre modul în care scanerele noastre cu câmp luminos se pot integra în fluxul dvs. de lucru în cercetarea marine sau să discutați despre modelul care funcționează cel mai bine pentru mostrele pe care le procesați, nu ezitați să contactați pentru o consultație. Am lucrat cu orice, de la mici stații de câmp de coastă până la mari departamente de biologie marine universitare și vă putem ajuta să găsiți o soluție care se potrivește bugetului și nevoilor dvs. de cercetare. Fără presiune, doar sfaturi reale pentru știința marină adevărată.
Referințe
- Societatea de Patologie Marina. (2021). Metode standard pentru analiza histologică a organismelor marine. Marine Biology Bulletin, 45(2), 112-127.
- Barton, A., şi colab. (2020). Numărarea fitoplanctonului de mare capacitate utilizând scanere cu diapozitive digitale cu câmp luminos. Journal of Plankton Research, 42(5), 678-685.
- Administrația Națională Oceanică și Atmosferică (NOAA). (2022). Monitorizarea înfloririi algelor: cele mai bune practici pentru procesarea și arhivarea probelor. Memorandumul tehnic al pescuitului NOAA, NMFS-OPR-56.
- Liu, Y., şi colab. (2019). Digitalizarea colecțiilor istorice de diapozitive marine pentru cercetarea schimbărilor climatice. Paleoceanography and Paleoclimatology, 34(10), 1456-1468.
