Hej där, andra marinvetenskapliga nördar och labbchefer! Låt oss ta steget: om du arbetar med marinbiologi tillbringar du förmodligen halva dagarna med att stirra genom klumpiga mikroskop på litet plankton, udda algblomningar eller konstigt formade ryggradslösa djur, och den andra hälften med att klaga på handmärkta objektglasarkiv som är omöjliga att sortera igenom. Jag kommer från ett företag som tillverkar Brightfield Slide Scanners, och jag får hela tiden den här frågan: Kan vår utrustning verkligen hjälpa till med marinbiologiska forskning? Det korta svaret? Ja – om du använder det rätt och avfärdar tanken att Brightfield endast är till för patologi eller biolaboratorier på gymnasiet. Låt oss bryta ner det här, ingen kvav jargong, bara riktigt snack om hur detta fungerar i den röriga, fantastiska världen av havsforskning.
Låt oss först komma ihåg vad ljusfältsmikroskopi gör bäst: den använder synligt vitt ljus för att belysa prover, så att du ser kontraster baserat på hur celler eller vävnader absorberar det ljuset – inga snygga färgämnen, inga fluorescerande taggar, bara naturliga eller enkla fläckar. Många marinbiologer skriver av ljusfält eftersom de tror att fluorescens är det enda sättet att se små, genomskinliga marina organismer, men det är inte sant. Tänk på vad marin forskning faktiskt innebär: att räkna växtplankton (basen i hela havets näringsväv), identifiera bentiska kiselalger (de där små glasskalalgerna som täcker stenar), kontrollera vävnadsprover från fiskar eller koraller för parasiter, eller dokumentera mikroplastisk kontaminering i djurplanktontarmarna. Alla dessa fungerar förvånansvärt bra på en Brightfield Slide Scanner, och här är anledningen till att det är en spelväxlare för labb som inte vill släppa tiotusentals på specialutrustning.
Låt oss börja med växtplankton och algövervakning – det är här ljusfältsskannrar lyser. Globala klimatförändringar har gjort algblomningen mycket mer frekvent och giftig, så forskare måste snabbt räkna och identifiera tusentals av dessa små djur. Jag har pratat med ett korallrevsforskningslabb på Hawaii som fortfarande räknade växtplankton för hand med ett vanligt mikroskop, som tog 8 timmar att bearbeta ett enstaka vattenprov (och fick ögonen så illa att de inte kunde titta på en bild efter lunch). De provade en grundläggande ljusbildsskanner från vår linje, och nu tar samma prov 20 minuter att skanna, programvaran identifierar automatiskt vanliga släkten som Chaetoceros och Karenia, och de kan zooma in på enskilda celler senare utan att vända bilden. Skannern fångar skarpa, högupplösta bilder av kiselalgern (de där kiseldioxidskalen) som har superunika former - mycket mer detaljer än du får från ett suddigt telefonfoto genom ett okular. Om du undrar vilken skanner du ska använda för detta, vårObjektglasskanner för mikroskopär byggd exakt för denna typ av rutin, provarbete med hög volym, inga snygga tillägg behövs.
Vänta, men hur är det med prover som är mer ogenomskinliga eller behöver lite mer kontrast? Som till exempel fiskvävnadsskivor eller korallpolypprover färgade med hematoxylin och eosin (H&E) - en supervanlig fläck som blir cellkärnor blå och cytoplasman rosa. Marinbiologer som studerar korallsjukdomar använder ofta H&E för att kontrollera om det finns vävnadsskador, och brightfield tar upp det perfekt. Jag hade en klient på Smithsonians MarineGEO-program som brukade skicka objektglasprover till ett patologilabb eftersom deras gamla labscope inte kunde fånga konsekventa, delbara bilder av korallvävnadsskador. Nu använder de vårDigital Pathology Slide Scanner GScan-1, som är designad för patologiglas men fungerar lika bra på formalinfixerade korallvävnads- och fiskgälglas som de bearbetar för parasitövervakning. Den bästa delen? De kan dela hela skanningen med samarbetspartners i Australien eller Mexiko med ett klick, utan att skicka ömtåliga bilder som försvinner med posten. Det är en enorm vinst för samverkande havsforskning, där team är spridda över hela världen.
Nu vet jag vad några av er tänker: "Men hur är det med fluorescens? Jag behöver se fluorescensmärkta bakterier i sedimentprover eller antikroppsfärgade zooplanktontarm!" Rättvis poäng. Brightfield är inte det enda verktyget, men det betyder inte att du behöver köpa en hel separat skanner för fluorescens. Vänta - vi gör också enResearch-grade Fluorescence Slide Scannerom du behöver det, men här är ett knep: många havsforskare behöver faktiskt inte heltidsfluorescens. Om du till exempel studerar mikroplast i marina ryggradslösa djur, kan du använda en enkel nilröd fläck för att få plasten att glöda, men om du bara räknar hur många genomskinliga mikropärlor som finns i en copepod-tarm, fungerar ljusfältet bra – ingen fläck behövs, eftersom plasten visar sig som ogenomskinliga, udda formade bläckar mot den klara vävnaden. Brightfield arbetar också för foraminifer, dessa små skalade protister som används för att datera havssedimentkärnor, vilket är en stor del av paleoceanografisk forskning. Det starka ljuset plockar upp de små ytstrukturerna på deras kalciumkarbonat- eller kiseldioxidskal, vilket hjälper forskare att skilja arter åt som är nästan identiska under en vanlig räckvidd.
Låt oss bli verkliga om begränsningarna, för jag vill inte sälja över det här. Brightfield kan inte göra allt. Om du arbetar med ultrasmå marina mikrober som pikoeukaryoter (mindre än 2 mikron) som behöver specifika fluorescerande fläckar för att se, då är en flerkanalig fluorescensskanner ditt drag—vi har enMultichannel Fluorescence Slide Scannerför det exakta användningsfallet. Och om du gör saker som att avbilda levande marina embryon i realtid, fungerar inte en traditionell ljusfältsstatisk diabildskanner (men det är inte vad dessa skannrar är till för – de är till för fasta, arkiverade prover, vilket är 90 % av vad marina labb bearbetar på lång sikt). En annan begränsning: riktigt tjocka prover, som hela små kräftdjur monterade på objektglas, kan behöva ett annat verktyg, men de flesta marina objektglasen är tillräckligt tunna (10-20 mikron) för att ljusfältet fungerar felfritt.
Det här är det som gör Brightfield-skannrar så pass bra för marinbiologi specifikt: de är mycket billigare och mer användarvänliga än specialiserad labbutrustning, vilket är en stor affär för små kustlabb eller studentprojekt som inte har stora budgetar. Jag har sett studenter vid ett marinprogram för community college använda vår grundläggande ljusfältsskanner för att bearbeta prover från lokala flodmynningar, bygga en databas med växtplankton för sin avhandling och till och med presentera sitt arbete på en nationell konferens – något som skulle ha varit omöjligt när de räknade celler för hand. Mjukvaran är intuitiv, så du behöver inte ha en doktorsexamen i datavetenskap för att använda den; du laddar bara in bilden, trycker på skanna och hämtar dina bilder. Inga fler feljusterade bilder, inga mer suddiga bilder, inte längre att tappa reda på vilken bild som är vilken eftersom du märkte den fel med en Sharpie.
Ett annat användningsfall som jag inte har nämnt: arkiverade bildsamlingar. Marin forskning har funnits i decennier, och många labb har hundratals dammiga rutschkanor fulla med prover från tidigare expeditioner. Brightfield-skannrar är perfekta för att digitalisera dessa arkiv så att forskare kan gå tillbaka och jämföra historiska prover med nuvarande – som att se hur växtplanktonsamhällen har förändrats under de senaste 50 åren när havstemperaturerna stiger. VårDigital patologiskannerhar arkivspecifik programvara som låter dig tagga bilder med metadata som insamlingsplats, datum och vattentemperatur, så att du kan söka igenom tusentals bilder på några sekunder. Det är en spelomvandlare för långsiktig ekologisk forskning, som är ryggraden i att förstå klimatförändringarnas inverkan på havet.
Jag tror att det största misstaget marinbiologer gör är att skriva av Brightfield-skannrar som "för medicinska grejer." Men biologi är biologi - oavsett om du tittar på en mänsklig cell eller en kiselalgercell, behöver du tydliga, konsekventa bilder för att identifiera och räkna organismer. Brightfield är bara ett verktyg, och det fungerar förvånansvärt bra för många havsforskningstillämpningar som folk inte pratar tillräckligt om. Om du är en labbchef, student eller rektor och känner dig fast med manuell diabearbetning, suddiga bilder och inget sätt att samarbeta enkelt, är det värt att testa en ljusfältsskanner. Du kanske blir förvånad över hur mycket det påskyndar ditt arbete och förbättrar din data.
Om du är nyfiken på att lära dig mer om hur våra brightfield-skannrar kan passa in i ditt marinforskningsarbetsflöde, eller för att prata om vilken modell som fungerar bäst för de prover du bearbetar, kontakta gärna för en konsultation. Vi har arbetat med allt från små kustnära fältstationer till stora universitets marinbiologiska institutioner, och vi kan hjälpa dig att hitta en lösning som passar din budget och dina forskningsbehov. Ingen press, bara riktiga råd för riktig marin vetenskap.
Referenser
- Sällskapet för marin patologi. (2021). Standardmetoder för histologisk analys av marina organismer. Marine Biology Bulletin, 45(2), 112-127.
- Barton, A., et al. (2020). Räkning av växtplankton med hög genomströmning med hjälp av Brightfield Digital Slide Scanners. Journal of Plankton Research, 42(5), 678-685.
- National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). (2022). Övervakning av algblomning: bästa praxis för provbearbetning och arkivering. NOAA Fisheries Technical Memorandum, NMFS-OPR-56.
- Liu, Y., et al. (2019). Digitalisering av historiska marina objektglassamlingar för forskning om klimatförändringar. Paleoceanography and Paleoklimatology, 34(10), 1456-1468.
