研究者らが流量と酸素を同時に測定する新手法を開発 Researchers develop a new method to simultaneously measure flow and oxygen
2022-05-23 マックス・プランク研究所
研究者らは、新たに開発した手法を「sensPIV」と名付けた。PIVとは、Particle Image Velocimetryの略で、粒子で流れを計測する方法として確立されている。ここに「sens」が加わり、粒子は周囲の化学的環境を感知するようになった。
研究チームは、直径1マイクロメートル以下の微粒子を作り、これに発光性染料を染み込ませることに成功した。この色素は、酸素が少ないほど明るく光ります。「特に、酸素濃度の変化に素早く反応することが重要でした。また、蛍光を正確に記録するために特殊なカメラが必要でした」と、共著者であるマックス・プランク研究所のファルーク・モイン・ジャラルディンは説明する。さらに、”sensPIV-method sensPIVを使えば、急速かつ小規模な流体の流れで解像することができます。”と付け加えています。
＜関連情報＞
- https://www.mpg.de/18668067/0518-mbio-microparticles-with-feeling-154772-x?c=2249
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667237522000790?via%3Dihub
流れ場と酸素濃度の同時可視化により、生体内の輸送・代謝プロセスを解明する Simultaneous visualization of flow fields and oxygen concentrations to unravel transport and metabolic processes in biological systems
Soeren Ahmerkamp,Farooq Moin Jalaluddin,YuanCui,Douglas R.Brumley,Cesar O.Pacherres,Jasmine S.Berg,Roman Stocker,Marcel M.M.Kuypers,Klaus Koren,Lars Behrendt
Cell Reports Methods Published:23 May 2022
DOI:https://doi.org/10.1016/j.crmeth.2022.100216
Summary
From individual cells to whole organisms, O2 transport unfolds across micrometer- to millimeter-length scales and can change within milliseconds in response to fluid flows and organismal behavior. The spatiotemporal complexity of these processes makes the accurate assessment of O2 dynamics via currently available methods difficult or unreliable. Here, we present “sensPIV,” a method to simultaneously measure O2 concentrations and flow fields. By tracking O2-sensitive microparticles in flow using imaging technologies that allow for instantaneous referencing, we measured O2 transport within (1) microfluidic devices, (2) sinking model aggregates, and (3) complex colony-forming corals. Through the use of sensPIV, we find that corals use ciliary movement to link zones of photosynthetic O2 production to zones of O2 consumption. SensPIV can potentially be extendable to study flow-organism interactions across many life-science and engineering applications.
