Сможете пользоваться сервисом Festima.Ru на разных устройствах.

Это удобно и бесплатно

Ученые воссоздают плазму аналогичной внутри огромных скоплений галактик

АстрофизикаНовости

15.03.2022

640 3 минут чтения

Эксперимент, возглавляемый университетами Оксфорда, Рочестера и Чикаго, проводился в National Ignition Facility: потребовалось не менее 196 лазеров, чтобы воссоздать экстремальные и особые условия, преобладающие во внутренних частях гигантских скоплений галактик. Большая часть материи в этих скоплениях находится в форме горячей, турбулентной плазмы, но ученые не могут объяснить, почему этот ионизированный газ кажется намного горячее, чем предсказывает теория. Воссоздание этих условий плазмы в лаборатории позволило окончательно решить эту загадку.

Скопления галактик состоят из более чем сотни и до нескольких тысяч галактик, связанных между собой гравитацией. Наша галактика также принадлежит к кластеру; точнее, она является частью Местной группы (в которую входит около 30 галактик), которая сама принадлежит к суперкластеру Девы. Галактические скопления — самые крупные из известных структур в видимой Вселенной. Они заполнены горячей, диффузной плазмой, через которую проходят магнитные поля и которая излучает рентгеновские лучи.

Ученым давно известно, что водородный газ в этих скоплениях галактик чрезвычайно горячий (около 10 миллионов градусов, такая же температура, как в центре Солнца), настолько горячий, что атомы водорода не могут существовать; газ превращается в плазму протонов и электронов. Согласно законам физики, этот газ должен был со временем охладиться. Однако даже спустя миллиарды лет он остается чрезвычайно горячим, и специалисты не могут понять, почему. Чтобы разгадать эту загадку, международная группа астрофизиков решила воссоздать эти экстремальные условия в лаборатории, используя Национальную установку зажигания (NIF).

NIF — это исследовательский лазер, расположенный в Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора в Ливерморе и являющийся самой мощной лазерной установкой в мире (способной генерировать 500 тераватт мощности в течение доли секунды), что делает его идеальным для моделирования того, что происходит внутри самых больших объектов во Вселенной. «Эксперименты на NIF буквально из ряда вон выходящие«, — сказала Джена Майнеке, физик плазмы из Оксфордского университета и ведущий автор исследования.

Эксперимент, проведенный Майнеке и ее коллегами, включал фокусировку 196 лазеров установки на крошечной (размером с монету) мишени — двух полистироловых дисках, разделенных 8 мм, и двух пластиковых решетках — для создания сверхгорячей плазмы, сопровождаемой интенсивными магнитными полями. Эта плазма поддерживалась всего несколько миллиардных долей секунды, но этого оказалось достаточно, чтобы исследователи нашли объяснение длительному нагреву галактической плазмы.

Они обнаружили, что температура внутри плазмы неоднородна: одни точки были горячими, другие — более холодными. Эти наблюдения подтвердили одну из предложенных теорий о том, как тепло улавливается внутри скоплений галактик. Известно, что в классических газах и плазме тепловые потоки пропорциональны температурным градиентам — столкновения частиц опосредуют поток энергии от более горячих к более холодным областям, объясняют исследователи в Science Advances.

Но внутри скоплений галактик, как оказалось, магнитные поля влияют на движение электронов, которые закручиваются в их направлении и поэтому менее способны равномерно распределять свою энергию. «Уникальность этих экспериментов NIF заключается в том, что электроны в плазме редко сталкиваются друг с другом настолько, чтобы в итоге следовать за запутанными линиями магнитного поля«, — объясняет доктор Арчи Ботт, исследователь из Принстонского университета и соавтор исследования.

«Моделирование было необходимо для раскрытия физики турбулентной и намагниченной плазмы, но уровень подавления теплового переноса оказался выше наших ожиданий«, — говорит Петрос Цеферакос, астрофизик из Рочестерского университета и соавтор исследования. Экспериментальные результаты действительно удивительны, поскольку они показывают, что энергия переносится совсем не так, как предсказывает теория. В результате эксперимента команда сообщает, что проводимость энергии уменьшилась более чем в 100 раз; карманы горячей плазмы, из которых тепло не может выйти, сохраняются в течение долгого времени.

Моделирование проводилось с помощью кода FLASH, который специально разработан для изучения физики плазмы и размещен в Центре вычислительной науки Flash при Рочестерском университете. Этот код позволяет ученым детально моделировать свои лазерные эксперименты перед их проведением. Поскольку рассматриваемый эксперимент длится лишь крошечную долю секунды, очень важно заранее убедиться, что все пройдет гладко и можно будет получить желаемые измерения.

Хотя исследователям удалось разгадать внутреннюю работу теплопроводности в галактических скоплениях, остаются и другие вопросы. И хотя существование горячих и холодных пятен доказывает, что магнитные поля оказывают реальное влияние на охлаждение горячего газа в галактических скоплениях, микроскопические механизмы, ответственные за подавление теплового переноса, остаются загадкой. Команда уже планирует дальнейшие эксперименты на NIF в конце этого года, чтобы попытаться лучше понять это явление.

Подпишитесь на нас:Яндекс.Новости / Вконтакте / Telegram

Back to top button

Телевизоры. Часть 2. Плазма или ЖК, шасси, диагональ, передача движения, цвет, влияние на зрение / Хабр

Снова здравствуйте, дорогие хабрачеловеки.

Первая часть вызвала определенный интерес, поэтому было решено продолжить эту тему.
Хочу сказать отдельное спасибо, тем кто уделил внимание первой части. Я не думал, что моя скромная статья вызовет такой немалый интерес.

Можем продолжить. Во второй части я хотел бы поделиться своими размышлениями о выборе диагонали телевизора для различных применений, выборе технологии, а так же о том, как кадровая интерполяция влияет на плавность движения и попытаться развенчать некоторые мифы касательно современных телевизоров. Также, хочу затронуть тему влияния различных параметров телевизора на зрение.

После того, как я разобрался с матчастью, я решил, что теперь мне нужно узнать, что на практике влияет на изображение и как, зная это, можно выбирать телевизор.

Шасси

Нужно вспомнить о таком понятии, как шасси. Грубо говоря — это вся электроника внутри телевизора. Телевизоры на одном шасси имеют полностью одинаковый видеотракт. Телевизоры с одинаковым шасси обязательно несут один и тот же набор входов и имеют совершенно одинаковую обработку сигнала.
Модели шасси чаще всего описаны в сервисных инструкциях, но сравнивать напрямую их нельзя: шасси не имеет характеристик, по которым можно было бы производить сравнение.
Когда LCD-матрицы производят всего несколько игроков на рынке (это Samsung, Sharp и LG), то шасси разрабатывает почти каждый производитель телевизоров. Из крупных игроков этим не занимается только Sharp (как ни странно, производящий лучшие матрицы на рынке и неспособный разработать шасси), который покупает шасси у Philips. В основном, шасси различаются от серии к серии (чем ниже серия — тем проще шасси), одна модель шасси может захватывать несколько серий (тогда телевизоры разных серий будут похожими).
Интересный, с позволения сказать, казус в этом году сотворила Philips — она построила все телевизоры от 6-й до 9-й серии на одном шасси, а это значит, что помимо всего прочего, у всех этих телевизоров один процессор обработки изображения, который отвечает за кадровую интерполяцию. Разные типа обработки Philips называет красивыми маркетинговыми названиями «Perfect Pixel HD», «Pixel Precise HD» и если раньше между этими названиями были реальные различия в обработке, то теперь все различия стерлись. Я понимаю, почему Philips оставила разные названия для одной, по сути, обработки — телевизоры старших серий должны чувствовать свое превосходство. Но это нечестно.

LCD, Плазма — что выбрать?

Если вы не читали 1-ю часть статьи и не знаете основных различий между разными технологиями вывода изображений, матрицами и различными типами подсветки LCD — советую прочитать.

Если вы выбираете телевизор, для начала стоит определиться, какой технологии отдать предпочтение. И это самая сложная часть. Продавцы в один голос говорили, что кроме LCD ничего не существует, на «продвинутых» видео-форумах советовали только плазму. Все оказалось немного проще — всему свое предназначение и каждая технология подходит для своей задачи.

Какие факторы влияют на выбор в пользу LCD

— Вы смотрите телевизор в яркой комнате
Плазма — это стекло по сути и каким бы «крутым» не был антибликовый фильтр, плазма на ярком свету ведет себя хуже. Добавьте сюда высокую яркость LCD LED и получите ответ — если вы смотрите телевизор в яркой комнате, вам стоит обратить внимание на LCD.

— Вы хотите использовать телевизор как монитор (интернет, обработка изображений)
Как известно, LCD практически не обладает эффектом памяти, когда изображение «застывает» на экране, поэтому идеально подходит как технология для мониторов. Плазма обладает эффектом остаточного изображения. Ко всему прочему, градации на плазменном дисплее происходят при помощи дизеринга, поэтому вблизи четкой сетки пикселов не виднов все «шевелится». Плазма как монитор не годится.

— Вы хотите телевизор небольшой диагонали
Небольшие диагонали — это то, где безраздельно властвует LCD. FullHD-плазма начинается только с 42″.

— Ваши глаза не воспринимают технологию формирования изображения плазменным ТВ
Есть люди (их всего несколько процентов), которым не подходит плазма из-за того, что они видят мерцание. Если вы видите мерцание, выставьте режим 96 Гц, выключите весь свет («энергосберегающие» лампы тоже имеют свою частоту и она может мешать плазме), покрутите настройки, если вы используете ПК. Только тогда можно будет говорить о «мерцании».

— Вы любите перенасыщенные цвета
Я не отношусь к этой категории людей, но такие люди есть.

Какие факторы влияют на выбор в пользу Плазмы

— Вы хотите просматривать в основном HD-контент
Blu-Ray, BD-рипы — это все про плазму. Это ее лучшие друзья и она наиболее полно раскрывает качественный контент.

— Вы чаще смотрите телевизор с приглушенным светом или в темноте
Если свет — главный враг плазмы, то темнота — ее лучший друг. Именно в темноте изображение раскрывается в полную силу.

— Вы выбираете телевизор для домашнего кинотеатра
Кино — это то, ради чего покупают плазму. Именно она создает эффект «объема» 2D-изображения, имеет глубокий уровень черного, славится отсутствием засветов, имеет отличные контрастные переходы.

— Вам нужен телевизор большой диагонали:
50″—65″ это именно те диагонали, в которых стоит выбирать плазму. 65″ LCD-телевизор для домашнего кинотеатра — очень странный выбор.

— Вы любите естественные цвета:
Я немного занимаюсь фотографией и представляю, что такое эталонные цвета. Это совсем не тусклые, как вы бы могли подумать, а яркие, насыщенные и глубокие цвета.

Выбор диагонали:

Пришло время выбрать диагональ для телевизора. На выбор этой самой диагонали влияют следующие факторы:
— Расстояние до телевизора. Внимание — только расстояние, размер комнаты на выбор диагонали не влияет.
— Разрешение контента. Абсолютно ясно, что чем выше четкость контента, тем ближе можно смотреть телевизор.
— Предназначение. Если вы выбираете телевизор для домашнего кинотеатра — это одна диагональ, телевизор на дачу — другая.
— Бюджет. Если, как часто бывает, бюджет ограничен, не обязательно покупать рекомендуемую диагональ, можно купить и по-меньше.

Есть такая организация: THX Джорджа Лукаса, она раздает сертификаты на изображение и устанавливает стандарты в области телевидения. Именно ее рекомендациями я предлагаю воспользоваться (тем более, что это рекомендации не одной THX а множества и множества компаний и экспертов.

Предлагаю на ваш суд таблицу диагоналей:

Когда я покупал свой первый современный телевизор с диагональю 42″ для просмотра с 3-х метров, эта таблица меня бы шокировала, но не сейчас. Теперь я понял, что диагональ имеет свойство «усыхать» (когда сначала телевизор кажется большим). Прошу обратить внимание, что таблица актуально при выборе телевизора для домашнего кинотеатра. Если вы не такой «гурман» и выбираете телевизор для приятного просмотра передач вечером, можете обратить внимание на диагонали поменьше.
При выборе обозначенной THX диагонали для 1080 диагональ не кажется большой, глаза не бегают по экрану и совершенно не устают.

Тут действует одно простое правило — диагонали много не бывает. Выбираете телевизор для домашнего кинотеатра и не ограничены в бюджете — берите диагональ из таблицы.

А как же глаза?

Вот мы и подобрались к самому распространенному мифу, оставшемуся у нас в памяти со времен ЭЛТ. Связано это с излучениями, создаваемыми этим типом телевизоров. Современные ТВ лишены этого.
Миф гласит, что чем больше диагональ телевизора, тем она вреднее для глаз в конечно итоге.
«Ломается» в основном аккомодационная мышца, которая отвечает за фокусировку. Она растягивает хрусталик, чтобы лучи сошлись в нужной точке. Когда функции аккомодационной мышцы нарушаются — наступает спазм аккомодации и глазу становится все труднее фокусироваться на дальних объектах. У детей школьного возраста высока вероятность наступления близорукости.
Из-за чего при просмотре телевизора «портится» зрение? В общем, из-за того же, из-за чего оно портится при чтении книги, особенно при тусклом свете — глаз фокусируется на одном расстоянии, напрягается, способность аккомодационной мышцы нарушается. Мышца напрягается тем больше, чем ближе и чем меньше объект, на котором нужно сфокусироваться.

Какие выводы можно вынести из этого?
— Чем ближе расстояние до ТВ, тем больше устают глаза и тем выше вероятность нарушения зрения. Но зависимость не линейна (то есть 2 метра не в 2 раза вреднее 1-го метра), а скорее, экспоненциальна или близка к ней, и большой разницы между 2-мя и 3-мя метрами нет.
— Чем меньше объект, на котором нужно сфокусироваться, тем больше устают глаза и тем больше вроятность нарушения функций аккомодации.
То есть, в теории, маленькая диагональ вреднее большой. Мне не удалось найти исследований на этот счет, но с уверенностью можно сказать, что при прочих равных большая диагональ LCD или плазменного телевизора не вреднее маленькой.

Кадровая интерполяция

Многие пользователи задают вопрос, почему на одних телевизорах быстрое движение объектов или панарамирование выглядит плавно, а на других нет. Начать стоит с того, что стандарт 24 кадра в секунду для киноиндустрии был принят в первой половине XX века, когда требования к кино были несколько иными и чрезмерное расточительство пленки не приветствовалось. Такое «дерганье» изображения называется строб.
Абсолютный факт — 24 к/с недостаточно для передачи быстродвижущихся объектов или панорамного движения камеры.
Это значит то, что при отключении софтовой обработки все без исключения телевизоры будут отображать такой тип движения не лучшим образов. Мы заложники стандарта.
Реальных решений этой проблемы несколько, но все они сводятся к повышенной частоте кадров.
1) Кадровая интерполяция. То, что в разной степени успешности умеют все современные ТВ от средней ценовой категории. Телевизор на лету анализирует 2 соседних кадра и дорисовывает еще один или даже 2 на свое усмотрение.
2) HFR (high frame rate). Съемка изначально в повышенном кадровом формате. Избавляет от артефактов обработки изображения процессором телевизора, но требует особой съемки, и главное — носителя. Первый и единственный фильм снятый с HFR — Хоббит: Нежданное путешествие. Мне пока не ясно, на каких носителях он будет распространяться и будет ли вообще он распространяться в HFR.

Все методы повышения кадровой частоты несут в себе один серьезный недостаток — потерю «киношности» изображения. Фильм выглядит неестественно, непривычно. Пока киномир стоит на распутье — снимать и смотреть в HFR или привычной частоте кадров. Какой путь будет выбран — никто не знает.
Лично я смотрю документальные фильмы и мультфильмы с кадровой интерполяцией, но отключаю ее для художественных фильмов.

Кадровая интерполяция призвана не только бороться со стробом, но и повышать динамическое разрешение LCD-телевизоров (только современные плазмы Panasonic способны отображать 1080 строк динамического разрешения с отключенной кадровой интерполяцией).

Вот мы и подошли к тому, почему одни телевизоры показывают динамическую картинку так, а другие — иначе.
Чтобы проводить сравнения, нужно выставить значение интерполяции в одно положение или вовсе выключить (у разных производителей этот пункт называется по разному). Только тогда можно говорить о разном отображении динамики.

Режимы

Мне кажется, это самый главный пункт на начальном этапе выбора телевизора. Я часто слышал слова о том, что модели одного класса разных производителей показывают совершенно разную картинку (вроде того, что Philips 5-й серии гораздо лучше 6-й серии Samsung’а и т.д.). С вероятностью 99% это ошибка и дело в деталях.
На этом этапе почти все зависит от выставленного режима. Неправильно выставленным режимом можно на лучшем телевизоре в мире сделать наихудшее изображение.

Выбирая телевизор, внимательно относитесь к режимам — на всех кандидатах просмотрите все, выберите те, которые понравятся больше всего. Если что-то не будет устраивать, выставляйте «Пользовательский» режим и крутите настройки цвета, контраста.

Отсюда исходят несколько других мифов. Например, о том, что самсунги показывают «ядерные» цвета. Это справедливо для телефонов, где почти невозможно или сложно проводить настройку и калибровку. В телевизорах абсолютно все параметры настраиваются. Отсюда мы плавно переходим к калибровке.

Калибровка

Этот пункт будет очень коротким, так как это совсем не моя среда, но пару слов стоит сказать. Абсолютно все в нашем мире имеет допуски. особенно при серийном производстве. Параметры каждого выпущенного телевизора отличается как от эталона, так и от своих собратьев. Степень отклонения цвета от эталона измеряется комплексной характеристикой DeltaE (об этом было вскользь упомянуто в первой части в разделе «характеристики изображения». Чем больше отклонение от нуля, тем больше отклонения цвета от эталонного. Как человек, немного занимающийся фото, могу сказать, что эталонные цвета очень глубокие, яркие и насыщенные, им не нужна никакая обработка.

Калибровка телевизора — это процесс, когда из эталонного источника на вход подается сигнал, который измеряется на выходе колориметром. Затем мастер настраивает телевизор так (полные возможности калибровки есть только у топовых и предтоповых моделях), чтобы он выдавал максимально близкие к эталону цвета. В среднем удается добиться значений 2—3 Delta E, что считается неотличимым от эталона человеческим глазом.

Вместо вывода или краткие тезисы

В краткой форме хочу написать все, что я хотел донести для тех, кто не захочет читать всю статью:
1) Каждой технологии свое предназначение. Плазма — для домашнего кинотеатра, больших диагоналей, просмотра в темноте. LCD для просмотра в ярких комнатах, на дачах, при выборе небольших диагоналей, при работе с компьютером или если вы видите мерцание плазмы.
2) Выбирая ТВ обращайте внимание на режимы. Они решают очень многое. Посмотрите режимы всех кандидатов на покупку, выберите наиболее понравившиеся, смотрите в них. Не сравнивайте телевизоры по режимам, выставленным продавцами в магазине.
3) Выбирая диагональ, отталкивайтесь от задачи. Если вы выбираете телевизор для домашнего кинотеатра и не стеснены в средствах — диагонали много не бывает. В таком случае, для 2.5 м и 1080-контента идеальной диагональю будет 65″. Если вы выбираете телевизор для других целей — можно, а иногда и нужно, выбрать диагональ поменьше. Не забывайте, что те телевизоры, которые поначалу кажутся огромными, по прошествии времени кажутся гораздо меньше.
4) Кадровая интерполция — скользкая штука. Хотя она и помогает создать плавное движение, не всем она прийдется по вкусу. Важно знать, что универсального способа добиться плавного движения быстродвижущихся объектов нет. Есть компромиссы и вам нужно выбрать, чего вы хотите.
5) Если вы покупаете топовый телевизор для домашнего кинотеатра, возможно, есть смысл провести его калибровку. Для некоторых телевизоров это особенно важно. В частности для тех, которые из коробки имеют очень большое отклонение DeltaE. К примеру, Samsung ES8000 (8007), Sony HX923.

Так как статья вышла гораздо больше, чем я предполагал, сюда не вместилось многое из того, что я хотел сказать. Оставим это для заключительной 3-й части. Если вам будет интересно, я расскажу о типах 3D, их практическом различии, подводных камнях (сложностях и особенностях, о которых не говорят продавцы), об источниках воспроизведения 2D, и что самое важно, 3D контента (с этим есть огромные сложности), ну и о своем выборе, конечно.

Спасибо за внимание к моим размышлениям.

к Земле летит огромный поток плазмы и ожидается геомагнитная буря

Поток заряженных солнечных частиц достигнет планеты уже в понедельник, 29 августа, в результате чего на несколько дней Земля будет подвержена влиянию геомагнитной бури.

Related video

Эксперты, которые следят за космической погодой уже предупреждали о том, что на этой неделе должно произойти на Солнце очередное сильное извержение. Вспышка на Солнце класса М произошла в пятницу, 26 августа. Из солнечного пятна под названием AR3089, которое было направлено к Земле, вырвался огромный поток плазмы. Согласно прогнозам ученых, он достигнет Земли в понедельник, 29 августа и это станет причиной появления геомагнитной бури, пишет Live Science.

Космический аппарат NASA под названием Solar Dynamics Observatory зафиксировал на Солнце вспышку М-класса, и ученые считают, что в ближайшие дни можно ожидать еще серию подобных вспышек на нашей звезде.

Космический аппарат NASA под названием Solar Dynamics Observatory зафиксировал на Солнце вспышку М-класса, и ученые считают, что в ближайшие дни можно ожидать еще серию подобных вспышек на нашей звезде

Фото: NASA

Во время вспышки произошел огромный корональный выброс массы, а это поток плазмы, который вырвался из звезды и отправился в сторону нашей планеты. Извержение произошло в солнечном пятне под названием AR3089, которое является одним из шести активных пятен на Солнце, которые производят сейчас вспышки разной мощности.

Как уже писал Фокус, ученые на этой неделе зафиксировали на Солнце рост солнечного пятна AR3085, которое увеличилось настолько, что стало по размерам похоже на нашу планету. Эксперты по космической погоде прогнозировали, что до 27 августа сильных вспышек на Солнце ожидать не стоит. Но эти извержения предсказать невероятно сложно, поэтому неудивительно, что прогноз касательно новой мощной вспышки немного не совпал по датам.

Во время вспышки произошел огромный корональный выброс массы, а это поток плазмы, который вырвался из звезды и отправился в сторону нашей планеты

Фото: NASA

Предполагалось, что на Солнце появится вспышка С-класса, которая не такая сильная, как вспышка М-класса, хотя может вызывать умеренные геомагнитные бури на Земле. Сейчас ученые прогнозируют, что вырвавшийся поток плазмы, который летит со скоростью в миллионы километров в час, достигнет Земли в понедельник, 29 августа. Какой мощности будет геомагнитная буря, которую вызовет столкновение этих солнечных частиц с нашей планетой, точно не известно. Предполагается, что это будет буря уровня G2 или G3.

Эта геомагнитная буря, как это част происходит может оказывать влияние на нашу планету на протяжении нескольких дней. В частности, под угрозой находится работа систем GPS, радиосвязи и энергосистем. Хотя, по словам экспертов, сбои в их работе, если же они произойдут, будут иметь кратковременный характер.

Предполагалось, что на Солнце появится вспышка С-класса, которая не такая сильная, как вспышка М-класса, хотя может вызывать умеренные геомагнитные бури на Земле. Сейчас ученые прогнозируют, что вырвавшийся поток плазмы, который летит со скоростью в миллионы километров в час, достигнет Земли в понедельник, 29 августа

Фото: NASA

Одним из результатов геомагнитной бури точно будет появление очень ярких полярных сияний как на севере, так и на юге планеты. Фокус уже писал о том, что астронавт NASA Роберт Хайнс смог сфотографировать из космоса впечатляющие полярные сияния.

Его коллега по МКС Саманта Кристофоретти из Европейского космического агентства также сделала несколько снимков этого удивительного атмосферного явления. По ее словам, за все время ее космической карьеры она не наблюдала настолько сильных полярных сияний.

Саманта Кристофоретти из Европейского космического агентства также сделала несколько снимков этого удивительного атмосферного явления

Фото: ESA

По словам ученых, уже через полтора года Солнце достигнет пика своей активности в рамках своего 11-летнего солнечного цикла. Пока что космические аппараты фиксируют приближение к этому солнечному максимуму, которое характеризуется увеличением количества вспышек на Солнце.

Фокус также подробно писал о том, что ученые объяснили стоит ли боятся солнечных извержений и потоков плазмы, которые летят к Земле. Ученые рассказали, могут ли эти явления космической погоды уничтожить все живое на планете, если будут иметь разрушительную силу.

плазменных глобусов музейного размера – Плазменный дизайн Аврора

Потрясающие плазменные шары музейного качества

Узнайте больше и просмотрите наш выбор
↓

Plasma Globes:

Молния в бутылке

На протяжении многих лет музеи по всему миру демонстрировали огромные плазменные глобусы для объяснения принципов работы электричества, поражая посетителей своими светящимися очками разноцветных молний. Эти красивые, постоянно меняющиеся световые скульптуры могут достигать 36 дюймов в диаметре и стоить более 25 000 долларов!

До того, как мы начали, подобные плазменные шары не были доступны обычному потребителю. Чтобы заполнить этот пробел, мы решили разработать плазменные глобусы большого диаметра, которые по размеру и внешнему виду приближаются к тем, что находятся в научных музеях. При высоте 22 дюйма и диаметре 15 дюймов наши глобусы почти в два раза превышают размеры самых больших доступных на рынке глобусов!

Изучите наш выбор…

Захватывающие и уникальные эффекты плазмы

Плазменные шары наполнены редкими газами, которые реагируют с электричеством от центрального электрода, создавая «плазменную молнию», которая исходит наружу в виде усиков красного, розового, фиолетового или других цветов, в зависимости от смесь газов внутри.

Когда вы кладете руку на стекло, молния фокусируется на вашей руке, создавая концентрированный поток цветной плазмы. Используя регулятор мощности на земном шаре, вы можете изменить эффект от легкого танца света до полномасштабной галактической солнечной бури! Эти эффекты достаточно яркие, чтобы их можно было увидеть в освещенной комнате, и впечатляют в затемненной комнате!

Совершенно фантастический продукт! Это лучше, чем в местном музее. Качество глобуса выдающееся, уступает только великолепному дисплею плазмы.
★ ★ ★ ★ ★

Зак Дж

Когда открыл коробку, был в шоке от размера и качества! Мой муж тоже был в шоке! Рассказываем всем об этом и о том, где я его нашел. Однозначно покупка года!
★ ★ ★ ★ ★

Синди Т

Основания из твердой древесины

Наши шары изготовлены из 5 кусков твердой древесины твердых пород, окрашены в красивый цвет розового дерева и отполированы вручную до блеска. Полированное дерево придает глобусам элегантный вид, что делает их подходящими для демонстрации в любой обстановке.

Основания включают скрытую систему охлаждения и модульную электронную систему, что упрощает ремонт земного шара в случае необходимости гарантийного обслуживания.

Просто покажи мне глобусы…

Стекло лабораторной прочности

Наши плазменные шары изготовлены из закаленного выдувного стекла лабораторной прочности. Стекло очень толстое, его толщина варьируется от 1/8 до 3/16 дюйма. Поскольку стекло пористое, более дешевые глобусы с более тонким стеклом имеют проблемы с тем, что инертные газы медленно выходят через стекло с течением времени. Стекло в наших глобусах в несколько раз толще, чем в обычных бытовых глобусах, что гарантирует, что газы останутся в глобусе на долгие-многие годы.

Примечание. Поскольку стекло выдувается вручную, некоторые дефекты являются нормальным явлением. При внимательном осмотре можно обнаружить небольшие пузырьки на стекле или незначительные потертости. Эти недостатки будут совершенно незаметны в нормальных условиях эксплуатации (т.е. в затемненном помещении).

Единственный в своем роде

Все наши музейные плазменные глобусы являются частью небольшой серии, выпущенной ограниченным тиражом. Каждый глобус снабжен уникальной пронумерованной табличкой на задней части основания, на которой указан номер серии, количество глобусов в этой серии и номер глобуса.

Не заблуждайтесь, маленькие глобусы для массового рынка, которые вы видите в сувенирных магазинах и других местах в Интернете, не идут ни в какое сравнение с нашей продукцией. Если вам нравится владеть эксклюзивными предметами в ограниченном количестве, которые мало кто видел, то наши плазменные глобусы музейного размера просто необходимы!

Ладно, посмотрим эффект…

Лучший способ показать свой плазменный шар — в затемненной комнате, но это не единственный вариант! С помощью темного фона ваш глобус также можно просматривать в яркой среде, такой как научная лаборатория или офисный вестибюль. На видео ниже показаны наши глобусы при разном освещении.

Плазменный шар «Тирийский фиолетовый»

499,99 долл. США

Плазменный шар «Восхождение Феникса, серия III»

549,99 долл. США

В настоящее время недоступен

Плазменный шар «Genesis Series IV»

599,99 долл. США

В настоящее время недоступен

Плазменный шар «Изумрудная ярость»

649,99 долл. США

В настоящее время недоступен

Плазменный шар «Promethean Fire Series II»

649,99 долл. США

«Волшебная плазменная палочка»

22,99 долл. США

BaPSF

В. Гекельман, П. Прибыл, З. Лаки, М. Дранделл, Д. Ленеман, Дж. Мэггс, С. Винсена, Б. Ван Компернолль, С.К.П. Трипати, Г. Моралес, Т. А. Картер, Ю. Ван и Т. ДеХаас. модернизированное Большое плазменное устройство, машина для изучения пограничной базовой физики плазмы, Rev. Sci. Инструм., 87, 025105 (2016) http://dx.doi.org/10.1063/1.4941079.

Диагностическое оборудование: Fifteen Digital Осциллографы от 2-х канальных — 175 МГц/канал до 4-х канальных — 10 ГГц/канал, 6 генераторов цифровых задержек Stanford (точность 1 пс), 2 8-канальных генератора импульсов BNC (точность 1 нс), 1 генератор сигналов произвольной формы LeCroy генератор сигналов (10 МГц), 2 генератора сигналов произвольной формы Agilent (80 МГц), анализатор спектра HP 8568B, 3 LeCroy 1820A Дифференциальные усилители/фильтры, сетевой анализатор Agilent (до 180 МГц), 2 четырехканальных оптических Tektronix-Sony 100 МГц изоляторы, 2 микроскопа для изготовления зондов (один с микроманипуляторами, программируемый источник питания Agilent 300 В/2 А. Массив из 7 микроволновых интерферометров обеспечивает усредненную по хорде аксиальную плотность электронов Широкий спектр диагностических зонды доступны, и пользователи могут создавать свои собственные. Доступны датчики для измерения изменяющихся во времени магнитных полей. и электрические поля, плотность электронов, потенциал плазмы, плавающий потенциал, поток плазмы, температура ионов, частица поток и завихренность.

Компьютеры и сети: Сеть связи в STRB использует выделенный коммутатор 10/100/1000 Мбит с прямая оптоволоконная связь с соседним офисным помещением. Сам STRB подключен к основному кампусу Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. через восходящий канал 10 Гбит. Подключение к беспроводной сети (G/N) также предоставляется пользователям как в STRB, так и в офисах. Находясь в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, экспериментаторы также могут использовать системы анализа и визуализации данных, разработанные местной группой. как сетевые рабочие станции, дисковые фермы, а также оборудование и программное обеспечение, необходимые для создания компьютерных видеороликов и компакт-дисков. по данным, полученным на LAPD-U.

Доступные ресурсы включают более 12 терабайт централизованного хранилища данных RAID6, размещенного на двухъядерном 64-разрядном сервере Linux. сервер. Резервное копирование этого массива с диска на диск выполняется каждую ночь. Для данных доступен 8-ядерный сервер с 64 ГБ ОЗУ. обработка. Три рабочие станции Linux с 1 ГБ ОЗУ и высокопроизводительными 3D-графиками предназначены для пользователей объекта во время их пребывания, 8 систем Windows XP (для сбора экспериментальных данных, автоматизированного движения датчика, мониторинга состояния машины и управление), 7 компьютеров Mac (один сконфигурирован для записи видео с оперативной памятью 8 ГБ, диском 2 ТБ, DVD-рекордером, программным обеспечением Adobe Premier, PhotoShop, Illustrator, Maya и другие графические программы). Для просмотра доступен 3D HDTV со стерео очками. визуализированные изображения и фильмы сложных плазменных явлений. Рабочие станции имеют IDL и AVS для научной визуализации, т. к. а также компиляторы нескольких языков (C, C+ и Fortran), цветной лазерный принтер Xerox, сканер слайдов и планшетный сканер.

Усилители и источники для запуска волн: 1 изготовленный на заказ усилитель мощностью 30 кВт (может быть настроен для работы в диапазоне 200 кГц-5 МГц), 1 высоковольтный генератор импульсов Velonix 360 (импульсы до 30 кВ, время нарастания 100 нс), 1 AR 2500L, 10 кГц-220 МГц, 2,5 кВт, широкополосный усилитель 1 AR 2000L, 10 кГц-220 МГц, широкополосный усилитель 2 кВт, 1 AR 200L 1 МГц-200 МГц, широкополосный усилитель 200 Вт, 1-250 кВт (импульс 2,5 мс) источник 9 ГГц.

Лазеры: один Nd-YAG-лазер с накачкой, 7 нс, импульс 150 МВт (до 10 импульсов в секунду) с гауссовым лучом 532 нм. Один перестраиваемый краситель лазер, 1 Вт CW (Coherent 899 с помощью аргонового ионного лазера INNOVA), установленного на воздушно-изолированной оптической скамье (Spectra Физика Про 290). Может работать в диапазоне от синего до дальнего красного в зависимости от выбора красителя, полосы пропускания 1 МГц и свободного спектра. диапазон 30 ГГц. Оборудование, связанное с этим лазером: конфокальный анализатор спектра New-Focus 7711 Fizeau Wavelength. метр, йодная ячейка, оптико-акустический преобразователь света и фотоэлементы для обнаружения света, усилители и источники питания. Новейший Кроме того, имеется импульсный лазер на красителе (импульс 10 нс и расширитель импульса 100 нс) мощностью 2–12 МВт, программируемый, спектральный выход от 270 до 700 нм для LIF-фотографии. Это в сочетании с Cooke Gen III, высокой скоростью (tmin = 3 нс), (1024×1280 пикселей CCD), компьютером управляемая камера с возможностью усреднения и вычитания фона. Эта камера предназначена для визуализации плоского ЛИФ. сигналы. Лазерная система показана на рис. 6. Оба лазера подключены к компьютерам и могут управляться данными. система сбора данных или используется независимо. На фото лазер накачки YAG с удвоенной частотой 50 МВт и лазер на красителе SIRAH. Импульсный подрамник посеян слева. Лазер фокусируется в оптическое волокно и доставляется к машине.

The LArge Plasma Device (LAPD): Плазменная колонна LAPD-Upgrade имеет максимальную длину 18 метров и диаметр 75 сантиметров. диаметр. Плазмы различной длины можно исследовать, разделив устройство на сегменты (т. е. вставив концевой медный конец). пластины в различных осевых положениях). Удерживающее магнитное поле может достигать стационарного значения до 3,5 кГс. Обычно магнитное поле является однородным, но его можно варьировать для создания множественных или одиночных зеркальных геометрий, магнитных выступов, осевых градиенты поля и другие конфигурации, представляющие научный интерес. Устройство в настоящее время имеет один катод и скоро будет иметь два. независимые катоды (каждый в двухметровой камере источника диаметром 1,6 м), что позволяет создавать контролируемые потоки плазмы. Каждый катод управляется конденсаторной батареей емкостью 4 фарад, которая может обеспечить общий разрядный ток 32 кА. источники электронов коммутируются банками транзисторов 2,5 кА, 1,5 кВ. Катоды могут быть синхронизированы или управляться независимо. Импульсная система подачи газа на каждом конце устройства позволяет формировать однородные или неоднородные осевые профили нейтрального газа, которые позволяют изучать эффекты, связанные с градиентами масс ионов. Оборудование и программное обеспечение необходимо для создания компьютерных видео и компакт-дисков из данных, полученных в полиции Лос-Анджелеса. 93) усиления в основном столбе плазмы.

Обновленная полиция Лос-Анджелеса имеет беспрецедентный доступ. Он имеет восемь портов доступа диаметром 12 см между магнитами (всего 424) в том числе восемь уникальных «окто-портов». Окто-порты имеют восемь прямоугольных отверстий 10 x 40 см, которые позволяют почти беспрепятственный 360-градусный обзор столба плазмы. Эти порты можно использовать для видимой и микроволновой томографии, лазерной флуоресценции или вставки различных больших антенн или концевых пластин плазмы.

Через любой один из 50 соседних портов по обеим сторонам вдоль оси машины. Если возникает необходимость, одновременно активируются зонды могли получать данные сразу в нескольких пространственных точках в объеме плазмы. Зонды могут быть введены во время работа с помощью вакуумных блокировок и переносных станций откачки без нарушения работы вакуумной системы или плазмы условия. Несколько откачивающих станций, включающих небольшой турбо- и механический насос производительностью 200-400 л/с, датчики ионизации. а вакуумные фитинги позволяют пользователям вставлять и вынимать инструменты из устройства. Основная вакуумная система опирается на четыре турбонасоса с суммарной скоростью откачки 8000 л/с. Два анализатора остаточных газов Stanford с компьютером интерфейсы контролируют выделение вакуума и газа во время кондиционирования катода. Произвольные концентрации нейтрального газы (h3, He, Ne, Ar) могут быть созданы с помощью 4 независимых регуляторов массового расхода.

Система магнитных катушек состоит из 90 плоских магнитов, расположенных с интервалом 6 дюймов по всей длине машины. магниты управляются десятью отдельными источниками питания, специально разработанными для этой системы. Блоки питания могут управляться вручную или с помощью компьютера и обеспечивать работу с осевым магнитным полем до 4,0 кГс при токе 0,1% рябь. Источники питания магнитов (4 источника: 9,6 кА, 40 В; 6 источников: 3600 А, 84 В) питаются от источника мощностью 4,0 МВт. Подстанция приобретена для этого проекта. Дополнительный мегаватт мощности доступен в лаборатории для общего использовать. Здание уникально своими электрическими возможностями; он предназначен для проведения крупных экспериментов, которые требуют высокого уровня мощности. В настоящее время на ОРУ здания имеется 15 МВт, и ее можно удвоить. если необходимо.

Гигантские плазматические мембранные везикулы: экспериментальный инструмент для изучения влияния лекарств и других состояний на стабильность мембранных доменов

. 2018;603:129-150.

doi: 10.1016/bs.mie.2018.02.007. Epub 2018 15 марта.

Зои Герстл ¹ , Рохан Десаи ¹ , Сара Л. Витч ²

Принадлежности

• ¹ Мичиганский университет, Анн-Арбор, Мичиган, США.
• ² Мичиганский университет, Анн-Арбор, Мичиган, США. Электронный адрес: [email protected].

• PMID: 29673522
• PMCID: PMC6070695
• DOI: 10.1016/бс.мие.2018.02.007

Бесплатная статья ЧВК

Зои Герстл и др. Методы Энзимол. 2018.

Бесплатная статья ЧВК

. 2018;603:129-150.

doi: 10.1016/bs.mie.2018.02.007. Epub 2018 15 марта.

Авторы

Зои Герстл ¹ , Рохан Десаи ¹ , Сара Л. Витч ²

Принадлежности

• ¹ Мичиганский университет, Анн-Арбор, Мичиган, США.
• ² Мичиганский университет, Анн-Арбор, Мичиган, США. Электронный адрес: [email protected].

• PMID: 29673522
• PMCID: PMC6070695
• DOI: 10. 1016/бс.мие.2018.02.007

Абстрактный

Гигантские везикулы плазматической мембраны (GPMV) выделяют непосредственно из живых клеток и представляют собой альтернативу везикулам, сконструированным из синтетических или очищенных липидов, в качестве экспериментальной модельной системы для использования в широком диапазоне анализов. GPMV захватывают большую часть сложного белкового и липидного состава плазматических мембран интактных клеток, заполнены цитоплазмой и свободны от контаминации мембранами внутренних органелл. GPMV часто демонстрируют переход смешиваемости ниже температуры роста их родительских клеток. GPMV, меченные флуоресцентным белком или липидным аналогом, кажутся однородными в микронном масштабе при отображении выше температуры перехода смешиваемости и разделяются на сосуществующие жидкие домены с различным составом мембран и физическими свойствами ниже этой температуры. Наличие этого перехода смешиваемости в изолированных GPMV предполагает, что сходная фазоподобная гетерогенность возникает в интактных плазматических мембранах в условиях роста, хотя и в меньших масштабах длины. В этом контексте GPMV обеспечивают простую и контролируемую экспериментальную систему для изучения того, как лекарства и другие условия окружающей среды изменяют состав и стабильность фазоподобных доменов в интактных клеточных мембранах. В этой главе описываются методы получения и выделения GPMV из прилипших клеток млекопитающих и исследования их температур перехода смешиваемости с использованием флуоресцентной микроскопии.

Ключевые слова: Липидный рафт; Жидкостно-неупорядоченный; Жидкость по заказу; смешиваемость; Фаза перехода; Плазматическая мембрана; Везикул.

© 2018 Elsevier Inc. Все права защищены.

Цифры

Рисунок 1:. Гигантские везикулы плазматической мембраны (ГПМВ)…

Рисунок 1:. Гигантские везикулы плазматической мембраны (GPMV) могут содержать две сосуществующие жидкие фазы.

(А) GPMV…

(A) GPMV, изображенные выше их температуры перехода смешиваемости (T _смесь ), находятся в одной жидкой фазе, на что указывает равномерное распределение аналога флуоресцентного липида по поверхности пузырька. (B) GPMV разделяются на сосуществующие жидкоупорядоченные (L _o ) и жидкостно-неупорядоченные (L _d ) фазы при температуре ниже T _смесь . Флуоресцентный краситель, добавленный к GPMV, встраивается в фазу L _d , облегчая различие между фазами. Шкала баров составляет 10 мкм.

Рисунок 2:. Фазово-контрастный (А) и флуоресцентный…

Рисунок 2:. Фазово-контрастные (A) и флуоресцентные (B, C) изображения прикрепленных к клеткам GPMV.

(А) GPMV…

(A) GPMV кажутся темными на фазово-контрастных изображениях, и их можно увидеть прикрепленными к клеткам или протекающими над прикрепленным клеточным слоем (не показано). (B) GPMV, прикрепленные к клеткам, трудно визуализировать, когда клеточные мембраны флуоресцентно помечены перед инкубацией с активным везикуляционным буфером из-за переноса флуорофоров на внутренние мембраны. (C) GPMV и мембраны их исходных клеток имеют примерно одинаковую интенсивность флуоресценции, когда клетки метят после инкубации с активным буфером для везикул. Красные стрелки указывают на GPMV на всех панелях. Шкала баров составляет 100 мкм.

Рисунок 3:. Температуру можно контролировать с помощью…

Рисунок 3:. Температуру можно контролировать с помощью простого самодельного температурного столика.

Наша температурная ступень…

Наша температурная ступень состоит из радиатора с циркуляцией воды и термоэлектрического элемента Пельтье (Custom Thermoelectric, Бишопвилль, Мэриленд) и блока ПИД-регулятора (Oven Industries, Механиксберг, Пенсильвания). Вода циркулирует через радиатор с помощью насоса для садового фонтана (продается в хозяйственных магазинах), погруженного в ведро. Температура измеряется термисторным датчиком, откалиброванным для работы с контроллером, установленным на медной пластине рядом с образцом. Образец, помещенный между двумя покровными стеклами, приклеивают к медной пластине рядом с термистором, а сборку помещают образцом вниз на стандартный предметный столик инвертированного микроскопа Olympus и закрепляют зажимами для предотвращения дрейфа. Мы также построили сцены, в которых теплоизолятор из плексигласа был заменен резиной или пробкой, просто приклеенной к металлической пластине.

Рисунок 4:. присвоение фазового состояния индивидуального…

Рисунок 4:. определение фазового состояния отдельных везикул в популяции, отображаемой при фиксированной температуре.

Рисунок 4:. определение фазового состояния отдельных везикул в популяции, отображаемой при фиксированной температуре.

(слева) Пример изображения, показывающего поле GPMV, в котором большинству везикул можно однозначно отнести либо 1, либо жидкую 2 фазы. Желтые треугольники указывают на везикулы 1 фазы, а красные треугольники указывают на везикулы 2 фазы. (справа) изолированный вид выбранных везикул, показанных слева. GPMV, показанные на A-C, содержат одну фазу. A и B показывают GPMV, где изображение сфокусировано на поверхности пузырька, а яркость флуорофора одинакова по всей этой поверхности. GPMV на C находится в фокусе вдоль средней плоскости пузырька, а яркость флуорофора одинакова по окружности. GPMV, показанные на рисунках D и E, содержат сосуществующие жидкие фазы. Везикула на D, где изображение сфокусировано на поверхности пузырька и наблюдается четкая фазовая граница. Везикула на Е сфокусирована близко к срединной плоскости, а интенсивность флуорофора варьирует по периметру. F трудно определить. Однако как поверхность, так и окружность различаются по яркости, поэтому он был классифицирован как содержащий две фазы. В этом примере некоторые GPMV в поле не были помечены, потому что они слишком малы или слишком не в фокусе. В общем, очень важно оставаться последовательным в отношении назначений и характеристик везикул, которые исследователь предпочитает не назначать. Одной из причин для визуализации не менее 100 везикул является уменьшение возможного вклада предвзятости пользователя при назначении везикул.

Рисунок 5:. Изображения везикул, выделяющих…

Рисунок 5:. Изображения везикул, подчеркивающие диапазон возможных форм и морфологий доменов.

(А)…

(A) Сферический пузырь с одной жидкой фазой. (B) Две однофазные везикулы, каждая из которых содержит внутренние более мелкие везикулы (яркие пятна). (C) Несферические везикулы, изображенные выше T _{, смесь} . Края везикул волнистые, когда везикулы визуализируются во времени (не показано). (D) Везикула с выпуклыми жидкостно-неупорядоченными доменами. (E) Сферическая везикула, демонстрирующая нормальное разделение 2 жидких фаз, где домены полностью укрупняются в результате слияния. (F) Жидкие домены, диспергированные на поверхности пузырьков. В некоторых случаях домены не сливаются или не сливаются во времени измерения. (G) Везикула, содержащая домен гелевой фазы. (H) Очевидное сосуществование трех фаз в одном пузырьке. И гелевая, и жидкая неупорядоченные фазы исключают флуоресцентный зонд. Везикула на D была визуализирована в присутствии детергента, который увеличил проницаемость мембраны, что позволило наблюдать драматическую форму. Везикулы в G и H представляют собой GPMV, выделенные из клеток, инкубированных с метил-бета-циклодекстрином для снижения содержания в них холестерина.

Рисунок 6:. Измерение температур фазовых переходов…

Рисунок 6:. Измерение температур фазовых переходов по изображениям GPMV.

(A) График, обобщающий дробь…

(A) График, суммирующий долю GPMV, содержащих две жидкие фазы, в зависимости от температуры (черные крестики). Синяя кривая соответствует этим точкам сигмовидной функцией, указанной в основном тексте. Для этого примера наиболее подходящее значение средней температуры перехода T 9Смесь 0229 и составляет 26,9°C. (B) Небольшое подмножество изображений GPMV, которые были назначены и использовались для получения точек данных, показанных в части A.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Условия роста и фаза клеточного цикла модулируют температуру фазового перехода в везикулах плазматической мембраны, полученных из RBL-2h4.

  Грей Э.М., Диас-Васкес Г., Витч С.Л. Грей Э.М. и соавт. ПЛОС Один. 2015 сен 14;10(9)):e0137741. doi: 10.1371/journal.pone.0137741. Электронная коллекция 2015. ПЛОС Один. 2015. PMID: 26368288 Бесплатная статья ЧВК.

• Критические колебания везикул плазматической мембраны.

  Витч С.Л., Цикута П., Сенгупта П., Хонеркамп-Смит А., Холовка Д., Бэрд Б. Витч С.Л. и соавт. ACS Chem Biol. 2008 г., 16 мая; 3(5):287-93. doi: 10.1021/cb800012x. ACS Chem Biol. 2008. PMID: 18484709

• Выяснение структуры мембраны и поведения белков с использованием гигантских везикул плазматической мембраны.

  Сезгин Э., Кайзер Х.Дж., Баумгарт Т., Швилле П., Симонс К., Левенталь И. Сезгин Э. и др. Нат Проток. 2012 3 мая; 7(6):1042-51. doi: 10.1038/nprot.2012.059. Нат Проток. 2012. PMID: 22555243

• Плазматические мембраны живых клеток не проявляют фазового перехода смешиваемости в широком диапазоне температур.

  Ли И. Х., Саха С., Полли А., Хуан Х., Мэр С., Рао М., Гроувс Дж. Т. Ли И.Х. и др. J Phys Chem B. 26 марта 2015 г .; 119 (12): 4450-9. дои: 10.1021/jp512839q. Epub 2015 18 марта. J Phys Chem B. 2015. PMID: 25747462

• Гигантские везикулы плазматической мембраны: модели для понимания организации мембран.

  Левенталь КР, Левенталь И. Левенталь К.Р. и соавт. Лучший член Curr. 2015;75:25-57. doi: 10.1016/bs.ctm.2015.03.009. Epub 2015 17 апр. Лучший член Curr. 2015. PMID: 26015280 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Расшифровка сборки оболочечных вирусов с использованием модельных липидных мембран.

  Бремо Э., Фавар С., Мюрио Д. Бремо Э. и др. Мембраны (Базель). 2022 19 апреля; 12 (5): 441. doi: 10.3390/membranes12050441. Мембраны (Базель). 2022. PMID: 35629766 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Силы перемен: оптический пинцет в исследованиях ремоделирования мембран.

  Чеппали СК, Дхаран Р., Соркин Р. Чеппали С.К. и др. J Membr Biol. 2022 г., 26 мая. doi: 10.1007/s00232-022-00241-1. Онлайн перед печатью. J Membr Biol. 2022. PMID: 35616705 Обзор.

• Платформа визуализации с высоким содержанием для обнаружения химических модуляторов рафтов плазматической мембраны.

  Фрике Н., Рагунатан К., Тивари А., Стефански К.М., Балакришнан М., Уотерсон А.Г., Капоне Р., Хуанг Х., Сандерс К.Р., Бауэр Дж.А., Кенворти А.К. Фрике Н. и соавт. ACS Cent Sci. 2022 23 марта; 8 (3): 370-378. doi: 10.1021/acscentsci.1c01058. Epub 2022 21 февраля. ACS Cent Sci. 2022. PMID: 35355811 Бесплатная статья ЧВК.

• Наноклетка 3D РНК для инкапсуляции и экранирования гидрофобных биомолекул для улучшения биораспределение in vivo .

  Сюй С., Чжан К., Инь Х., Ли З., Краснослободцев А., Чжэн З., Цзи З., Го С., Ли С., Чиу В., Го П. Сюй С и др. Нано рез. 2020 Декабрь;13(12):3241-3247. doi: 10.1007/s12274-020-2996-1. Epub 2020 4 сентября. Нано рез. 2020. PMID: 34484616 Бесплатная статья ЧВК.

• Дегрануляция усиливает упаковку пресинаптической мембраны, которая защищает NK-клетки от перфорин-опосредованного аутолиза.

  Ли Ю, Orange JS. Ли Ю и др. PLoS биол. 3 августа 2021 г.; 19(8):e3001328. doi: 10.1371/journal.pbio.3001328. Электронная коллекция 2021 авг. PLoS биол. 2021. PMID: 34343168 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Грантовая поддержка

• R01 GM110052/GM/NIGMS NIH HHS/США

Хранилище объектов Plasma в памяти — Apache Arrow v9.0.0

Примечание

В настоящее время Plasma поддерживается только для использования в Linux и macOS.

Плазменный API

Запуск хранилища плазмы

Вы можете запустить хранилище плазмы, введя команду терминала, аналогичную следующее:

 Plasma_store -m 1000000000 -s /tmp/плазма
 

Флаг -m указывает размер хранилища в байтах, а флаг -s указывает сокет, который будет прослушивать хранилище. Таким образом, приведенная выше команда позволяет магазину Plasma использовать до 1 ГБ памяти и устанавливает сокет на /tmp/плазма .

Оставлять текущее окно терминала открытым до тех пор, пока хранилище плазмы должно оставаться Бег. Сообщения, касающиеся, например, отключения клиентов, могут иногда напечатаны на экране. Чтобы остановить работу магазина Plasma, вы можете нажать Ctrl-C в терминале.

Создание клиента Plasma

Чтобы запустить клиент Plasma из Python, вызовите plasma.connect , используя тот же имя сокета:

 импортировать пирроу.плазму как плазму
клиент = плазма.connect("/tmp/плазма")
 

Если при выполнении приведенного выше кода Python возникает следующая ошибка, означает, что либо указанный сокет неверен, либо ./plasma_store является в настоящее время не работает. Проверьте, работает ли магазин Plasma.

 >>> клиент = плазма.connect("/tmp/plasma")
Не удалось подключиться к сокету для пути /tmp/plasma
Не удалось подключиться к сокету /tmp/plasma
 

Идентификаторы объектов

Каждый объект в магазине Plasma должен быть связан с уникальным идентификатором. Затем идентификатор объекта служит ключом, который любой клиент может использовать для получения этого объекта. в магазине Плазма. Вы можете сформировать объект ObjectID из строки байтов длина 20.

 # Создать ObjectID.
>>> id = плазма.ObjectID(20 * b"a")
# Символ "a" кодируется как 61 в шестнадцатеричном формате.
>>> идентификатор
ObjectID(6161616161616161616161616161616161616161)
 

Случайная генерация идентификаторов объектов часто достаточно хороша для обеспечения уникальных идентификаторов. Вы можете легко создать вспомогательную функцию, которая случайным образом генерирует идентификаторы объектов как следует:

 импортировать numpy как np
определение random_object_id():
  вернуть плазму.ObjectID (np.random.bytes (20))
 

Добавление и получение объектов Python

Plasma поддерживает два API для создания объектов и доступа к ним: Высокий уровень API, который позволяет хранить и извлекать объекты Python и низкоуровневый API, который позволяет создавать, записывать и запечатывать буферы и работать с ними. двоичные данные напрямую. В этом разделе мы описываем высокоуровневый API.

Вот как вы можете поместить и получить объект Python:

 # Создать объект Python.
object_id = client.put («привет, мир»)
# Получить объект.
client.get(object_id)
 

Это работает со всеми объектами Python, поддерживаемыми объектом Arrow Python. сериализация.

Вы также можете получить несколько объектов одновременно (что может быть более эффективен, так как он избегает двусторонних обращений IPC):

 # Создать несколько объектов Python.
object_id1 = client.put(1)
object_id2 = client.put(2)
object_id3 = client.put(3)
# Получить объекты.
client.get([object_id1, object_id2, object_id3])
 

Кроме того, можно установить тайм-аут для вызова get. Если объект недоступен в течение тайм-аута, специальный объект pyarrow.ObjectNotAvailable будет возвращено.

Создание буфера объектов

Объекты создаются в Plasma в два этапа. Во-первых, они создали , которые выделяет буфер для объекта. В этот момент клиент может написать в буфер и построить объект в выделенном буфере.

Для создания объекта для Plasma необходимо создать ID объекта, а также укажите максимальный размер объекта в байтах.

 # Создать буфер объектов.
object_id = плазма.ObjectID(20 * b"a")
размер_объекта = 1000
буфер = представление памяти (client.create (object_id, object_size))
# Запись в буфер.
для я в диапазоне (1000):
  буфер [я] = я % 128
 

Когда клиент завершает работу, клиент запечатывает буфер, делая объект неизменным и сделать его доступным для других клиентов Plasma.

 # Запечатать объект. Это делает объект неизменным и доступным для других клиентов.
client.seal (object_id)
 

Получение буфера объектов

После того, как объект был запечатан, любой клиент, знающий идентификатор объекта, может получить буфер объектов.

 # Создать другого клиента. Обратите внимание, что этот второй клиент может быть
# создается в том же или в отдельном параллельном сеансе Python. 
клиент2 = плазма.connect("/tmp/плазма")
# Получить объект во втором клиенте. Это блокирует до тех пор, пока объект не будет запечатан.
object_id2 = плазма.ObjectID(20 * b"a")
[буфер2] = client2.get_buffers([object_id])
 

Если объект еще не запечатан, вызов client.get_buffers будет блокировать до тех пор, пока объект не будет запечатан клиентом, создающим объект. Используя аргумент timeout_ms для получения , можно указать таймаут для этого (в миллисекунды). По истечении тайм-аута интерпретатор возвращает управление.

 >>> буфер
<память по адресу 0x7fdbdc96e708>
>>> буфер[1]
1
>>> буфер2
<объектplasma.plasma.PlasmaBuffer по адресу 0x7fdbf2770e88>
>>> представление2 = представление памяти (буфер2)
>>> вид2[1]
1
>>> вид2[129]
1
>>> байты(буфер[1:4])
б'\х01\х02\х03'
>>> байт (просмотр2[1:4])
б'\х01\х02\х03'
 

Список предметов в магазине

Объекты в магазине могут быть перечислены следующим образом (обратите внимание, что эта функциональность в настоящее время является экспериментальной, и конкретное представление информация об объекте может измениться в будущем):

 импортировать пирроу. плазму как плазму
время импорта
клиент = плазма.connect("/tmp/плазма")
client.put ("привет, мир")
# Немного поспим, чтобы получить разное время создания
время сна(2)
client.put("другой объект")
# Создаем еще не запечатанный объект
object_id = плазма.ObjectID.from_random()
client.create(object_id, 100)
печать (клиент.список())
>>> {ObjectID(4cba8f80c54c6d265b46c2cdfcee6e32348b12be): {'construct_duration': 0,
>>> 'создать_время': 1535223642,
>>> 'размер_данных': 460,
>>> 'metadata_size': 0,
>>> 'ref_count': 0,
>>> 'состояние': 'запечатано'},
>>> ObjectID(a7598230b0c26464c9d9c99ae14773ee81485428): {'construct_duration': 0,
>>> 'создать_время': 1535223644,
>>> 'размер_данных': 460,
>>> 'metadata_size': 0,
>>> 'ref_count': 0,
>>> 'состояние': 'запечатано'},
>>> ObjectID(e603ab0c92098ebf08f90bfcea33ff98f6476870): {'construct_duration': -1,
>>> 'создать_время': 1535223644,
>>> 'размер_данных': 100,
>>> 'metadata_size': 0,
>>> 'ref_count': 1,
>>> 'состояние': 'создано'}}
 

Использование Arrow и Pandas с плазмой

Сохранение стрелок в плазме

Чтобы сохранить объект Arrow в Plasma, мы должны сначала создать объект, а затем уплотнение ит. Однако объекты Arrow, такие как Tensors , могут быть более сложными. писать, чем простые двоичные данные.

Чтобы создать объект в Plasma, вам все еще нужен ObjectID и размер для пройти внутрь. Чтобы узнать размер вашего объекта Arrow, вы можете использовать pyarrow API, например pyarrow.ipc.get_tensor_size .

 импортировать numpy как np
импортировать pyarrow как pa
# Создать объект pyarrow.Tensor из произвольного двумерного массива numpy.
данные = np.random.randn (10, 4)
тензор = pa.Tensor.from_numpy(данные)
# Создаем объект в плазме
object_id = плазма.ObjectID (np.random.bytes (20))
data_size = pa.ipc.get_tensor_size (тензор)
buf = client.create(object_id, data_size)
 

Чтобы записать объект Arrow Tensor в буфер, вы можете использовать Plasma для преобразовать буфер memoryview в pyarrow .FixedSizeBufferWriter объект. pyarrow.FixedSizeBufferWriter — это формат, подходящий для Arrow. pyarrow.ipc.write_tensor :

 # Записать тензор в выделенный Plasma буфер
поток = pa.FixedSizeBufferWriter(buf)
pa.ipc.write_tensor(tensor, stream) # Записывает 552 байта тензора в поток Plasma
 

Чтобы закончить сохранение объекта Arrow в Plasma, позвоните по номеру , печать :

 # Запечатать плазменный объект
client.seal (object_id)
 

Получение стрелок из плазмы

Чтобы прочитать объект, сначала извлеките его как PlasmaBuffer , используя его идентификатор объекта.

 # Получить объект стрелки по ObjectID.
[buf2] = client.get_buffers([object_id])
 

Чтобы преобразовать PlasmaBuffer обратно в Arrow Tensor , сначала создайте pyarrow BufferReader объект из него. Затем вы можете передать BufferReader в pyarrow.ipc.read_tensor для реконструкции Arrow Тензор Объект:

 # Реконструировать объект тензора Arrow. 
читатель = pa.BufferReader (buf2)
tensor2 = pa.ipc.read_tensor (читатель)
 

Наконец, вы можете использовать pyarrow.ipc.read_tensor для преобразования объекта Arrow обратно в данные numpy:

 # Конвертировать обратно в numpy
массив = тензор2.to_numpy()
 

Хранение фреймов данных Pandas в плазме

Хранение Pandas DataFrame по-прежнему следует за созданием , затем печатью процесс хранения объекта в хранилище Plasma, однако нельзя напрямую напиши DataFrame в Plasma только с Pandas. Плазма тоже должна знать размер DataFrame для выделения буфера.

См. Интеграция Pandas для получения дополнительной информации об использовании Arrow с Pandas.

Вы можете создать pyarrow, эквивалентный Pandas DataFrame , используя pyarrow.from_pandas , чтобы преобразовать его в RecordBatch .

 импортировать пирроу как па
импортировать панд как pd
# Создаем фрейм данных Pandas
d = {'один': pd. Series([1., 2., 3.], index=['a', 'b', 'c']),
     'два' : pd.Series([1., 2., 3., 4.], index=['a', 'b', 'c', 'd'])}
df = pd.DataFrame(d)
# Преобразование Pandas DataFrame в PyArrow RecordBatch
record_batch = pa.RecordBatch.from_pandas(df)
 

Для создания объекта Plasma требуется ObjectID и размер данные. Теперь, когда мы преобразовали Pandas DataFrame в PyArrow RecordBatch , используйте MockOutputStream для определения размер плазменного объекта.

 # Создайте объект Plasma из пакета PyArrow RecordBatch. Большая часть работы здесь
# делается для определения размера буфера, запрашиваемого из хранилища объектов.
object_id = плазма.ObjectID (np.random.bytes (20))
mock_sink = pa.MockOutputStream()
с pa.RecordBatchStreamWriter(mock_sink, record_batch.schema) в качестве stream_writer:
    stream_writer.write_batch (record_batch)
data_size = mock_sink.size()
buf = client.create(object_id, data_size)
 

Теперь DataFrame можно записать в буфер следующим образом.

 # Запись PyArrow RecordBatch в Plasma
поток = pa.FixedSizeBufferWriter(buf)
с pa.RecordBatchStreamWriter(stream, record_batch.schema) в качестве stream_writer:
    stream_writer.write_batch (record_batch)
 

Наконец, запечатайте готовый объект для использования всеми клиентами:

 # Запечатать плазменный объект
client.seal (object_id)
 

Получение кадров данных Pandas из Plasma

Поскольку мы храним Pandas DataFrame как PyArrow Объект RecordBatch , чтобы получить объект обратно из магазина Plasma, мы выполняем аналогичные шаги тем, которые указаны в разделе «Получение объектов-стрелок из плазмы».

Сначала мы должны преобразовать PlasmaBuffer , возвращенный из client.get_buffers в объект Arrow BufferReader .

 # Получить объект Plasma
[data] = client.get_buffers([object_id]) # Получить PlasmaBuffer из ObjectID
буфер = pa.BufferReader(данные)
 

Из BufferReader , мы можем создать конкретный RecordBatchStreamReader в Arrow для восстановления сохраненного объекта PyArrow RecordBatch .

 # Преобразование объекта обратно в Arrow RecordBatch
читатель = pa.RecordBatchStreamReader (буфер)
record_batch = читатель.read_next_batch()
 

Последний шаг — преобразовать объект PyArrow RecordBatch обратно в исходная структура Pandas DataFrame .

 # Конвертировать обратно в Pandas
результат = record_batch.to_pandas()
 

Использование плазмы с огромными страницами

В Linux можно использовать магазин Plasma с огромными страницами для увеличения пропускная способность. Сначала нужно создать файловую систему и активировать огромные страницы с

 sudo mkdir -p /mnt/hugepages
gid=`идентификатор -g`
uid=`id -u`
sudo mount -t hugetlbfs -o uid=$uid -o gid=$gid нет /mnt/hugepages
sudo bash -c "echo $gid > /proc/sys/vm/hugetlb_shm_group"
sudo bash -c "echo 20000 > /proc/sys/vm/nr_hugepages"
 

Обратите внимание, что root-доступ нужен только для создания файловой системы, а не для запуск хранилища объектов. Затем вы можете запустить магазин плазмы с -д флаг для точки монтирования файловой системы огромных страниц и флаг -h что указывает на активацию огромных страниц:

 Plasma_store -s /tmp/plasma -m 10000000000 -d /mnt/hugepages -h
 

Вы можете проверить это с помощью следующего скрипта:

 импортировать numpy как np
импортировать pyarrow как pa
импортировать pyarrow.plasma как плазму
время импорта
клиент = плазма.connect("/tmp/плазма")
данные = np.random.randn (100000000)
тензор = pa.Tensor.from_numpy(данные)
object_id = плазма.ObjectID (np.random.bytes (20))
buf = client.create(object_id, pa.ipc.get_tensor_size(tensor))
поток = pa.FixedSizeBufferWriter(buf)
поток.set_memcopy_threads(4)
а = время.время()
pa.ipc.write_tensor (тензор, поток)
print("Написание заняло ", time.time() - а)
 

тримеров аннексина А4 рекрутируются высокими изгибами мембраны в гигантских пузырьках плазматической мембраны

Дамба Кристофера Флорентсен, ^и Александр Камп-Зонн, ^и Гильермо Морено-Пескадор, ^и Верия Пезешкина, ^б Али Асгар Хаками Занджани, ^c Химаншу Ханделия, ^c Джеспер Нюландстед ^от а также Пол Мартин Бендикс * ^и

Принадлежности автора

* Соответствующие авторы

^и Институт Нильса Бора, Копенгагенский университет, Дания
Электронная почта: бендикс@nbi. ku.dk

^б Гронингенский институт биомолекулярных наук и биотехнологии и Институт перспективных материалов Зернике, Гронингенский университет, Гронинген, Нидерланды

^в Кафедра физики, химии и фармации, Университет Южной Дании, Дания

^д Исследовательский центр Датского онкологического общества, Strandboulevarden 49, DK-2100 Копенгаген, Дания

^и Кафедра клеточной и молекулярной медицины, факультет медицинских наук, Копенгагенский университет, Дания

Аннотация

rsc.org/schema/rscart38″> Плазматическая мембрана (PM) эукариотических клеток состоит из переполненной среды, состоящей из большого разнообразия белков в сложной липидной матрице. Латеральная организация мембранных белков в ПМ тесно связана с биологическими функциями, такими как эндоцитоз, почкование мембран и другими процессами, которые включают опосредованное белками формирование мембраны в сильно изогнутые структуры. Аннексин А4 (ANXA4) играет важную роль в ряде биологических функций, включая восстановление ТЧ. Его связывание с мембранами активируется Ca ²⁺ , и поэтому он быстро рекрутируется на клеточную поверхность вблизи мест разрыва, где происходит приток Ca ²⁺ . Однако свободные края вблизи мест разрыва могут легко изгибаться в сложные изгибы и, следовательно, могут ускорять рекрутирование белков, чувствительных к изгибу, для облегчения быстрого восстановления мембраны. Чтобы проанализировать поведение белков, индуцирующих искривление, в переполненных мембранах, мы количественно определяем сродство мономеров и тримеров ANXA4 к высокой кривизне мембраны путем извлечения мембранных нанотрубок из гигантских везикул PM (GPMV). Обнаружено, что ANXA4 является сенсором отрицательной кривизны мембраны. Многомасштабное моделирование, в котором мы извлекаем молекулярную информацию из моделирования атомистического масштаба в качестве входных данных для нашего моделирования макроскопического масштаба, кроме того, предсказало, что тримеры ANXA4 генерируют кривизну мембраны при связывании и имеют сродство к сильно изогнутым областям мембраны только в пределах четко определенного окна кривизны мембраны. Наши результаты показывают, что определение кривизны и подвижность ANXA4 зависят от тримерной структуры ANXA4, что может обеспечить новое биофизическое понимание роли ANXA4 в восстановлении мембран и других биологических процессах.

• Эта статья является частью тематического сборника: Ремоделирование биомембран

Пожертвовать плазму: заработать деньги.

ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ

Вернуть доноров

Сделать лучше

«Когда жизнь дает тебе такую ​​возможность изменить ситуацию, не упусти ее. Просто сделай это.»

Дебби

«Когда я сдаю плазму, я делаю возможным рождение здоровых детей».

Шерри

«Я твердо верю в то, что нужно помогать другим и отдавать, чем могу».

Майкл

«Пожертвование плазмы помогает другим, и это мой способ помочь тем, кто нуждается в плазме.»

Алишия

«Трудно поверить, что донорство плазмы зашло так далеко, это приложение позволяет очень легко увидеть всю информацию, о которой мы привыкли догадываться».

Г.

«Что сказать о лучшем центре сдачи плазмы в округе… Такое приятное, удобное место с невероятно трудолюбивыми и прилежными флеботомистами.»

Ник

«Лучшее место для сдачи плазмы, все сотрудники опытные, знающие и дружелюбные.»

Кевин

«Отличный дружелюбный персонал, отличный способ помочь другим и в то же время немного подзаработать.»

Бевин

«Приятная, спокойная обстановка с дружелюбным персоналом, где вам заплатят за ваше терпение, пока вы сдаете плазму.

Таннер

«Отличное место, чтобы заработать дополнительные деньги и одновременно помочь людям. Мне очень понравилось, и я скоро вернусь.»

Андрей

«Отличное место, чтобы сдать плазму. Люблю, когда у меня случаются викторины. Персонал дружелюбный и услужливый.»

Джастин

«Хороший персонал! Быстрые и легкие деньги, и вы делаете что-то хорошее для других нуждающихся!»

Юниор

«Чистый, дружелюбный персонал.

Том

Оставайтесь на связи

Будьте в курсе акций Octapharma по донорству плазмы, советов, историй доноров и многого другого в социальных сетях.

Ресурсы для донорства плазмы

Быстрые ссылки на инструменты для доноров

Октаприложение

Донорство плазмы у вас под рукой с нашим мобильным приложением.

УЧИТЬ БОЛЬШЕ

ОктаПасс

Сделайте следующую процедуру сдачи плазмы беспрепятственной и эффективной, заполнив наш онлайн-пропуск OctaPass.