PCO FLIM技术助力生命科学研究四：pco.flim相机用于细菌耗氧检测
2026-06-12 来源:本站 点击次数:29
Oxygen consumption of individual cable bacteria
单个电缆细菌的耗氧量
Stefano Scilipoti, Klaus Koren, Nils Risgaard-Petersen, Andreas Schramm, Lars Peter Nielsen
DOI: 10.1126/sciadv.abe1870
Science Advances 7.7 (2021): eabe1870.
First published: 10 February 2021
【摘要翻译】
图文节选（1）
pco.flim相机系统是第一种采用Two-Tap CMOS成像芯片的荧光寿命成像相机。相机的像素和激发光间的同步使100皮秒至100微秒间的荧光衰减时间的分析成为可能。在1008×1008像素分辨率上，pco.flim最多可以读取45个双帧/秒，且可支持5 kHz – 40 MHz频率范围的调制。
基本参数：
【关于埃赛力达科技Excelitas Technologies Corp.】
埃赛力达是一家技术经验丰富供应商，致力于提供先进的、改善生活的革新技术，为生命科学、先进工业、新一代半导体、航空航天等各终端市场的全世界企业提供服务。公司总部位于美国宾夕法尼亚州匹兹堡。埃赛力达是光子技术设计、开发和制造领域的重要合作伙伴，为全世界客户提供传感、检测、成像、光学和特种光源方面的前沿创新技术。
广州市元奥仪器有限公司作为埃赛力达在国内的核心代理商，根据用户的不同需求提供具备高性能、高质量的产品，为客户提供专业的方案与报价，欢迎咨询！
【关于元奥仪器】
广州市元奥仪器有限公司从事引进欧美高端光电相关领域的仪器设备与提供系统集成的服务商。
本公司是一家有一定工程技术根基的高质素专业公司，为客户提供专业的高端的仪器与产品。我们拥有充满活力的销售队伍与受过原厂培训、经验丰富的售后服务队伍，同时我们具有丰富仪器技术知识和应用经验的人员，这是我司成功和发展的基本保障，是我们的信心所在，也是客户寄以信任的基础，我们衷心感谢各位客户长期以来对我司的充分信赖和鼎力支持。我司代理众多国际上高端品牌的光学成像系统与光机系统，如德国Excelitas PCO公司、加拿大Excelitas LED光源、美国FLI公司、美国MEDIACY公司、英国Prior公司、美国BNC公司、日本GOYO OPTICAL公司等等。
我司凭借多年在成像领域的应用经验与成功案例，我们为您提供各种成像设备与系统产品，科学级CCD相机、高速摄像机、高灵敏度相机、工业相机、超高灵敏度相机、sCMOS科学相机与水下摄像机。主要应用在天文成像、工业成像、光谱成像分析、机器视觉和其他在科研对成像有高要求的测量领域。
我们以专业的知识及热忱的服务，期望为用户提供途径而达到更好的工作效率而努力，本着不断吸收新知的精神，让用户能享用信息科技所带来的便利。努力保持在物理光学、高速摄影、工业检测、分析化学，环境环保等领域的仪器设备各方面上给用户提供全新的技术产品。
“专业的知识，优质的售后服务，专门的技术支持力量”，这是我公司所一向的待客宗旨，把一整套优质的服务贯彻于售前、售后服务中，这是我们的承诺。
我们所代理的仪器设备已广泛应用于各著名大学、研究单位、工业生产领域、医院等。让我们与新老客户朋友一起，继往开来，与时共进......如对相关产品感到兴趣，欢迎随时联系交流，公司网址：www.gzyaco.com、电话：400-860-2677。
单个电缆细菌的耗氧量
Stefano Scilipoti, Klaus Koren, Nils Risgaard-Petersen, Andreas Schramm, Lars Peter Nielsen
DOI: 10.1126/sciadv.abe1870
Science Advances 7.7 (2021): eabe1870.
First published: 10 February 2021
【摘要翻译】
电线中的电缆细菌可能采用一种独特的呼吸模式，少数氧还原细胞释放出电子，而电子供体的氧化以及相关的节能和生长则分配给其他没有暴露在氧气中的细胞。电缆细菌是厘米长的多细胞丝状脱硫菌科，在水下沉积物中通过有氧-无氧界面传输电子。从观察到的有氧-无氧界面的变形，我们得出了单个电缆细菌的耗氧率，并发现了在生物学上前所未闻的生物量比率大小。可能涉及细胞间电信号的严格控制行为，被发现通常是保持90%的细胞在没有氧化应激的情况下代谢。
图文节选（1）
图1.有氧-无氧界面的可视化和单个电缆细菌耗氧引起的形变 (A）一个湿装显微镜的卡通图示，里面装有一个充满沉淀物的中央沟槽和一层动态细菌菌膜（蓝线），标志着有氧-无氧界面 (B）位于盖玻片边缘和沉积物之间的细菌菌膜的暗场图像 (C）蓝色箭头所指的单个电缆细菌耗氧导致的菌膜变形特写。（B）和（C）中部分失焦的光点是散射粒子 (D）暗场图像的叠加，显示沟槽玻片中的菌膜和由平面光电二极管测量的氧梯度[见材料和方法中的细节；（B和C）扩展图像和非重叠图像 (E）由平面光电极获得的氧气浓度剖面，表明氧气被菌膜消耗，因此被认为是有氧-无氧界面。
图文节选（2）
如上所述，制备了用于显示氧梯度的玻璃室。将平面光电极与沉积物和水相接触放置在盖玻片上。图像是用蔡司Observer Z1倒置显微镜获取的，该显微镜配有pco.flim相机（PCO AG，德国凯尔海姆），通过NIS-Elements软件（日本东京尼康）和由Omicron软件（德国罗德戈杜登霍芬Omicron Laserage GmbH）控制的LEDHUB高功率LED光引擎进行控制。使用蓝色（460 nm）发光二极管（LED）进行激发，发射光在光谱的红色范围收集。LED以5 kHz的频率进行调制，发光衰减时间t, 如它处所示。在将光电二极管校准为已知O2浓度后，使用简化的双位点模型（图1和图S1）将确定的发光衰减时间转换为实际O2浓度。校准是通过用紫外线胶（Loctite 3949，Henkel，USA）将一个小管子（体积约为2到3毫升）固定在光电二极管的顶部，并将其装满水，水可以用空气/氮气混合物轻轻鼓泡，空气/氮气混合物由自制的气体混合器控制，使用电池供电的数字质量流量计（Vögtlin Instruments GmbH，瑞士）。用ImageJ进行图像处理 (https://imagej.nih. gov/ij/）使用自写宏将成像的寿命图像转换为O2图像。
【关于pco.flim】
图文节选（2）
如上所述，制备了用于显示氧梯度的玻璃室。将平面光电极与沉积物和水相接触放置在盖玻片上。图像是用蔡司Observer Z1倒置显微镜获取的，该显微镜配有pco.flim相机（PCO AG，德国凯尔海姆），通过NIS-Elements软件（日本东京尼康）和由Omicron软件（德国罗德戈杜登霍芬Omicron Laserage GmbH）控制的LEDHUB高功率LED光引擎进行控制。使用蓝色（460 nm）发光二极管（LED）进行激发，发射光在光谱的红色范围收集。LED以5 kHz的频率进行调制，发光衰减时间t, 如它处所示。在将光电二极管校准为已知O2浓度后，使用简化的双位点模型（图1和图S1）将确定的发光衰减时间转换为实际O2浓度。校准是通过用紫外线胶（Loctite 3949，Henkel，USA）将一个小管子（体积约为2到3毫升）固定在光电二极管的顶部，并将其装满水，水可以用空气/氮气混合物轻轻鼓泡，空气/氮气混合物由自制的气体混合器控制，使用电池供电的数字质量流量计（Vögtlin Instruments GmbH，瑞士）。用ImageJ进行图像处理 (https://imagej.nih. gov/ij/）使用自写宏将成像的寿命图像转换为O2图像。
【关于pco.flim】
pco.flim相机系统是第一种采用Two-Tap CMOS成像芯片的荧光寿命成像相机。相机的像素和激发光间的同步使100皮秒至100微秒间的荧光衰减时间的分析成为可能。在1008×1008像素分辨率上，pco.flim最多可以读取45个双帧/秒，且可支持5 kHz – 40 MHz频率范围的调制。
基本参数：
- pco.flim激光器作为落射荧光测量的光源
- 可选择的激光波长和输出功率
- 100 ps到100 µs的寿命测量
- 调制频率从5千赫兹到40兆赫
- 500千赫兹到40兆赫外部调制信号
- 正弦/矩形的调制信号波形
- 像素分辨率1008×1008
- 频域FLIM
- USB 3.0接口
- 量子效率39%
- 动态范围1000:1
- 45双帧/秒 (2 tap读出)
- 可选曝光时间为1 ms到2 s
- 无振动水冷
- 特殊的测量与分析软件
【关于埃赛力达科技Excelitas Technologies Corp.】
埃赛力达是一家技术经验丰富供应商，致力于提供先进的、改善生活的革新技术，为生命科学、先进工业、新一代半导体、航空航天等各终端市场的全世界企业提供服务。公司总部位于美国宾夕法尼亚州匹兹堡。埃赛力达是光子技术设计、开发和制造领域的重要合作伙伴，为全世界客户提供传感、检测、成像、光学和特种光源方面的前沿创新技术。
广州市元奥仪器有限公司作为埃赛力达在国内的核心代理商，根据用户的不同需求提供具备高性能、高质量的产品，为客户提供专业的方案与报价，欢迎咨询！
【关于元奥仪器】
广州市元奥仪器有限公司从事引进欧美高端光电相关领域的仪器设备与提供系统集成的服务商。
本公司是一家有一定工程技术根基的高质素专业公司，为客户提供专业的高端的仪器与产品。我们拥有充满活力的销售队伍与受过原厂培训、经验丰富的售后服务队伍，同时我们具有丰富仪器技术知识和应用经验的人员，这是我司成功和发展的基本保障，是我们的信心所在，也是客户寄以信任的基础，我们衷心感谢各位客户长期以来对我司的充分信赖和鼎力支持。我司代理众多国际上高端品牌的光学成像系统与光机系统，如德国Excelitas PCO公司、加拿大Excelitas LED光源、美国FLI公司、美国MEDIACY公司、英国Prior公司、美国BNC公司、日本GOYO OPTICAL公司等等。
我司凭借多年在成像领域的应用经验与成功案例，我们为您提供各种成像设备与系统产品，科学级CCD相机、高速摄像机、高灵敏度相机、工业相机、超高灵敏度相机、sCMOS科学相机与水下摄像机。主要应用在天文成像、工业成像、光谱成像分析、机器视觉和其他在科研对成像有高要求的测量领域。
我们以专业的知识及热忱的服务，期望为用户提供途径而达到更好的工作效率而努力，本着不断吸收新知的精神，让用户能享用信息科技所带来的便利。努力保持在物理光学、高速摄影、工业检测、分析化学，环境环保等领域的仪器设备各方面上给用户提供全新的技术产品。
“专业的知识，优质的售后服务，专门的技术支持力量”，这是我公司所一向的待客宗旨，把一整套优质的服务贯彻于售前、售后服务中，这是我们的承诺。
我们所代理的仪器设备已广泛应用于各著名大学、研究单位、工业生产领域、医院等。让我们与新老客户朋友一起，继往开来，与时共进......如对相关产品感到兴趣，欢迎随时联系交流，公司网址：www.gzyaco.com、电话：400-860-2677。
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