Машина случайного позиционирования

Машина случайного позиционирования
Другие имена	3D clinostat
Использование	RPM вращает биологические образцы вокруг двух независимых осей, чтобы устранить влияние гравитации.
Похожие товары	клиностат , машина свободного падения

Машина случайного позиционирования , или RPM, вращает биологические образцы вдоль двух независимых осей, чтобы сложным образом изменить их ориентацию в пространстве и тем самым устранить эффект гравитации . ^[1]

Описание

RPM представляет собой более сложную разработку одноосного клиностата . РПМ обычно состоят из двух независимо вращающихся рамок. Одна рамка расположена внутри другой, что обеспечивает очень сложное изменение ориентации биологического образца, установленного посередине. RPM иногда ошибочно называют «3-D клиностатом» (который вращает обе оси в одном и том же направлении, то есть обе по часовой стрелке). Это симулятор микровеса (« микрогравитации »), основанный на принципе «усреднения вектора силы тяжести». RPM обеспечивает функциональный объем, на который воздействует искусственный микровес. ^[2]

Имитация микро-, частичной и гипергравитации

Концепция «случайного» позиционирования использовалась для моделирования среды микрогравитации путем сведения гравитации на нет. Это достигается путем дезориентации целевой модели или «векторного усреднения». С помощью центрифуги можно смоделировать « гипергравитационную » гравитацию, поскольку модель будет подвергаться воздействию постоянной ускоренной силы. ^[3] В условиях гипергравитации в условиях микрогравитации создается частичная «земная» гравитация. Моделирование гипергравитации также достигается за счет использования центрифуг большего размера, таких как центрифуга большого диаметра (LDC) в Европейском космическом агентстве. LDC имитировал силу гравитации, в двадцать раз превышающую земную. Система, разработанная Airbus, использует алгоритм для моделирования частичной гравитации посредством не полностью случайного векторного усреднения. Усреднение вектора с помощью алгоритма Airbus не усредняет вектор до нуля, а до процента, представляющего смоделированную частичную гравитацию. ^[1]^[2]^[4]

Научные исследования

Поскольку человеческое тело претерпевает физиологические изменения после воздействия невесомости или микрогравитации, космические изменения в физиологии оказались в центре внимания научных исследований. Эксперименты на борту ракет во время суборбитальных полетов или на наземных объектах, таких как десантные башни, не всегда осуществимы. Однако технологические достижения позволили моделировать микрогравитацию в машинах случайного позиционирования, что находит огромное значение в современных исследованиях. ^[5]

Недостатки

Смоделированная микрогравитационная среда внутри РПМ не идеальна. Вторичным эффектом этого являются силы сдвига, создаваемые гидродинамикой среды для культивирования клеток. Они были математически смоделированы Вюестом. ^[6] и согласно исследованию Хауслажа, ^[7] они достаточно велики, чтобы иметь биологические последствия. Кроме того, Кортес-Санчес продемонстрировал эти эффекты на клетках млекопитающих, культивируемых в RPM. ^[8]

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Джек Дж.В.А. ван Лун (2007). Немного истории и использования машины случайного позиционирования RPM в исследованиях, связанных с гравитацией. Достижения в космических исследованиях 39: 1161-1165.
^ Перейти обратно: ^а ^б А.Г. Борст, JJWA ван Лун. Технология и разработки для машины случайного позиционирования, RPM. Наука о микрогравитации. Технол., 2008. DOI 10.1007/s12217-008-9043-2.
^ ван Лун, Джек JWA; Краусс, Ютта; Кунья, Умберто; Гонсалвес, Жоау; Алмейда, Хьюго; Шиллер, Питер (июнь 2008 г.). «Центрифуга большого диаметра, LDC, для жизни, физических наук и технологий» . Жизнь в космосе для жизни на Земле . 553 : 92. Бибкод : 2008ESASP.663E..92V . ISSN 1609-042X .
^ Мансано, Арансасу; Эрранц, Рауль; ден Тоом, Леонардус А.; те Слаа, Сьерд; Борст, Гус; Виссер, Мартейн; Медина, Ф. Хавьер; Ван Лун, Джек JWA (04 апреля 2018 г.). «Новые парадигмы моделирования частичной гравитации, Луны и Марса и их влияние на баланс между ростом клеток и пролиферацией клеток на ранних стадиях развития растений» . npj Микрогравитация . 4 :9. дои : 10.1038/s41526-018-0041-4 . ISSN 2373-8065 . ПМЦ 5884789 . ПМИД 29644337 .
^ Вуэст, Саймон Л.; Ричард, Стефан; Копп, Саша; Гримм, Даниэла; Эгли, Марсель (2015). «Имитация микрогравитации: критический обзор использования машин случайного позиционирования для культуры клеток млекопитающих» . БиоМед Исследования Интернэшнл . 2015 : 1–8. дои : 10.1155/2015/971474 . ISSN 2314-6133 . ПМК 4310317 . ПМИД 25649075 .
^ Вуэст, Саймон Л.; Стерн, Филип; Казартелли, Эрнесто; Эгли, Марсель (30 января 2017 г.). «Динамика жидкости, возникающая во время моделирования микрогравитации с использованием машин случайного позиционирования» . ПЛОС ОДИН . 12 (1): e0170826. Бибкод : 2017PLoSO..1270826W . дои : 10.1371/journal.pone.0170826 . ISSN 1932-6203 . ПМК 5279744 . ПМИД 28135286 .
^ Хауслаге, Йенс; Чевик, Волкан; Хеммерсбах, Рут (24 апреля 2017 г.). «Pyrocystis noctiluca представляет собой превосходный биоанализ сил сдвига, возникающих в наземных симуляторах микрогравитации (клиностат и машина случайного позиционирования)» . npj Микрогравитация . 3 (1): 1–7. дои : 10.1038/s41526-017-0016-x . ISSN 2373-8065 . ПМК 5460110 .
^ Кортес-Санчес, Хосе Луис; Мельник, Даниэла; Сандт, Вивианн; Калерт, Стефан; Маршал, Шеннон; Джонсон, Ян РД; Кальварузо, Марко; Лимерсдорф, Кристиан; Вуэст, Саймон Л.; Гримм, Даниэла; Крюгер, Маркус (январь 2023 г.). «Поток жидкости и пузырьков отделяет прилипшие раковые клетки с образованием сфероидов на машине произвольного позиционирования» . Клетки . 12 (22): 2665. doi : 10.3390/cells12222665 . ISSN 2073-4409 . ПМЦ 10670461 . ПМИД 37998400 .

Внешние ссылки

ETH для космической биологии Машина случайного позиционирования
DESC VU Amsterdam Стандартные и настольные машины произвольного позиционирования
Сайт производителя: yuri GmbH.

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б Джек Дж.В.А. ван Лун (2007). Немного истории и использования машины случайного позиционирования RPM в исследованиях, связанных с гравитацией. Достижения в космических исследованиях 39: 1161-1165.

[:1-2] Перейти обратно: ^а ^б А.Г. Борст, JJWA ван Лун. Технология и разработки для машины случайного позиционирования, RPM. Наука о микрогравитации. Технол., 2008. DOI 10.1007/s12217-008-9043-2.

[3] ван Лун, Джек JWA; Краусс, Ютта; Кунья, Умберто; Гонсалвес, Жоау; Алмейда, Хьюго; Шиллер, Питер (июнь 2008 г.). «Центрифуга большого диаметра, LDC, для жизни, физических наук и технологий» . Жизнь в космосе для жизни на Земле . 553 : 92. Бибкод : 2008ESASP.663E..92V . ISSN 1609-042X .

[4] Мансано, Арансасу; Эрранц, Рауль; ден Тоом, Леонардус А.; те Слаа, Сьерд; Борст, Гус; Виссер, Мартейн; Медина, Ф. Хавьер; Ван Лун, Джек JWA (04 апреля 2018 г.). «Новые парадигмы моделирования частичной гравитации, Луны и Марса и их влияние на баланс между ростом клеток и пролиферацией клеток на ранних стадиях развития растений» . npj Микрогравитация . 4 :9. дои : 10.1038/s41526-018-0041-4 . ISSN 2373-8065 . ПМЦ 5884789 . ПМИД 29644337 .

[5] Вуэст, Саймон Л.; Ричард, Стефан; Копп, Саша; Гримм, Даниэла; Эгли, Марсель (2015). «Имитация микрогравитации: критический обзор использования машин случайного позиционирования для культуры клеток млекопитающих» . БиоМед Исследования Интернэшнл . 2015 : 1–8. дои : 10.1155/2015/971474 . ISSN 2314-6133 . ПМК 4310317 . ПМИД 25649075 .

[6] Вуэст, Саймон Л.; Стерн, Филип; Казартелли, Эрнесто; Эгли, Марсель (30 января 2017 г.). «Динамика жидкости, возникающая во время моделирования микрогравитации с использованием машин случайного позиционирования» . ПЛОС ОДИН . 12 (1): e0170826. Бибкод : 2017PLoSO..1270826W . дои : 10.1371/journal.pone.0170826 . ISSN 1932-6203 . ПМК 5279744 . ПМИД 28135286 .

[7] Хауслаге, Йенс; Чевик, Волкан; Хеммерсбах, Рут (24 апреля 2017 г.). «Pyrocystis noctiluca представляет собой превосходный биоанализ сил сдвига, возникающих в наземных симуляторах микрогравитации (клиностат и машина случайного позиционирования)» . npj Микрогравитация . 3 (1): 1–7. дои : 10.1038/s41526-017-0016-x . ISSN 2373-8065 . ПМК 5460110 .

[8] Кортес-Санчес, Хосе Луис; Мельник, Даниэла; Сандт, Вивианн; Калерт, Стефан; Маршал, Шеннон; Джонсон, Ян РД; Кальварузо, Марко; Лимерсдорф, Кристиан; Вуэст, Саймон Л.; Гримм, Даниэла; Крюгер, Маркус (январь 2023 г.). «Поток жидкости и пузырьков отделяет прилипшие раковые клетки с образованием сфероидов на машине произвольного позиционирования» . Клетки . 12 (22): 2665. doi : 10.3390/cells12222665 . ISSN 2073-4409 . ПМЦ 10670461 . ПМИД 37998400 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]