この研究は、欧州連合（EU）の第7次枠組みプログラム、初等教育ネットワーク（ITN）に資金を提供した研究者（Marie Curie - FP7-PEOPLE-2012-ITN）のトレーニングとキャリア開発の支援、 HYTECH「生態学的に重要な異種界面における流体力学的輸送」（番号316546）。それはまた、Politecnico di MilanoのPolo Territoriale di Leccoによって支えられました。実験はSSの訪問中に訪問科学者としてPolitecnico di Milanoに行われた。著者たちはTarcisio Fazzini、Stefania Gherbi、Francesco Mottini（ミラノ工科大学の学生）、Seyed Abbas Hosseini-Sadabadi（HYTECHプロジェクトのメンバー、Politecnico di Milanoの学生）に感謝します。実験的な活動とデータ分析。著者たちは、ニュージャージー州クライストチャーチのカンタベリー大学（University of Canterbury）のロジャー・ノックス（Roger Nokes）教授ソフトウェアと絶え間ないアドバイスを絶賛。最後に、JoVEの編集部長と匿名の3人の批評家に、思考を呼び起こすコメントや提案について感謝します。これにより、原稿が大幅に改善される可能性があります。

<ol>
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Res. 45 (6), W06501 (2009).</li><li>Radice, A., Ballio, F., Nikora, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistics+and+characteristic+scales+for+bed+load+in+a+channel+flow+with+sidewall+effects.">Statistics and characteristic scales for bed load in a channel flow with sidewall effects.</a> Acta Geophys. 58 (6), 1072-1093 (2010).</li><li>Campagnol, J., Radice, A., Ballio, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scale-based+statistical+analysis+of+sediment+fluxes.">Scale-based statistical analysis of sediment fluxes.</a> Acta Geophys. 60 (6), 1744-1777 (2012).</li><li>Radice, A., Nikora, V., Campagnol, J., Ballio, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+interactions+between+turbulence+and+bed+load:+Conceptual+picture+and+experimental+evidence.">Active interactions between turbulence and bed load: Conceptual picture and experimental evidence.</a> Water Resour Res. 49 (1), 90-99 (2013).</li><li>Campagnol, J., Radice, A., Nokes, R., Bulankina, V., Lescova, A., Ballio, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lagrangian+analysis+of+bed-load+sediment+motion:+database+contribution.">Lagrangian analysis of bed-load sediment motion: database contribution.</a> J Hydraul Res. 51 (5), 589-596 (2013).</li><li>Ballio, F., Radice, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluctuations+and+time+scales+for+bed-load+sediment+motion+over+a+smooth+bed.">Fluctuations and time scales for bed-load sediment motion over a smooth bed.</a> Int J Sediment Res. 30 (4), 321-327 (2015).</li><li>Hosseini-Sadabadi, S. 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A., Radice, A., Ballio, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-processing+of+particle+tracking+data+for+phenomenological+depiction+of+weak+bed-load+sediment+transport.">Post-processing of particle tracking data for phenomenological depiction of weak bed-load sediment transport.</a> Proc. River Flow 2016. VIII Int. Conf. on Fluvial Hydraulics, St. , 780-786 (2016).</li></ol>

著者らは、競合する金銭的利益がないと宣言している。

粒子の視覚化によるベッドロード輸送実験の設計には、実験構成とハードウェアツールの選択、フロー測定、パーティクルシーディングとビジュアライゼーション、画像解析などのいくつかのステップが必要です。各ステップのバリエーションには長所と短所があります。この原稿で提示されたプロトコルの重要な特徴は、（i）加圧流と固定粗ベッドを使用すること、（ii）固定床色と対照的な色を有する少数の床荷重粒子を播種すること、 （iv）複数のカメラを使用して、互いに結合される独立したトラックセットを得ることを含む。 実験方法およびデータ処理により、ベッドロード粒子を確実に最終測定のために追跡することが可能になる。カバーされた流れは、移動する粒子の最適な視界を保証する。しかしながら、固定床は、いくつかのプロセス（ 例えば 、頂点にリンクされたもの<html> lの活性床荷重層内の堆積物粒子の変位）、この技術の弱いベッド負荷への適用性を制限する。 わずか100秒の映画を使用して得られたデータサンプルのサイズは比較的小さかった。しかし、サンプルのサイズは、画像取得および処理の実験期間を長くすることによって容易に増加させることができる。限られた数の粒子を供給することは、実質的により高い速度での供給よりも長い実験時間を必要とする。運動中の粒子の濃度が小さいことと、異なる色を使用することによる比較的簡単な粒子追跡のために、努力する価値があります。両方とも、誤った追跡の可能性を減らします。この実験での自然光の使用は、照明装置の必要性を回避する。しかし、欠点は、良好な照明が気象条件に依存することである。 パーティクルホップの長さと持続時間のCFDは、gが&quot;&gt;図4は、最も頻度の高いものと最も低い値を示す。ホップ長さおよび持続時間の最大測定値が600ミリメートルと7つのそれぞれの周りにあった。これは、文献4、16、30からの類似の値と比較して有意に大きかったです2つのカメラを使用する利点は、1つのカメラが約850mmの焦点領域長を有することを考慮すれば明らかであり、これは測定されるホップ長さの値よりはるかに大きくない。代わりに2台のカメラを使用する測定プロトコルは、プロセスの長さスケールと測定フィールドの長さスケールとの間の十分な分離を保証し、実験的限界に起因する現象学的結果を偏らせるリスクを低減した。 flumeに沿って配置されるカメラの数が増えます。 ここで説明するプロトコルと比較した別の手順は、パーティクルの識別と追跡の前にオーバーラップイメージを作成することです。データマージの方法がデータファイルのサイズを2倍にし、手頃な価格ではないメモリ消費を必要とするため、（2回の追跡を行い、粒子トラックをリンクする）我々のプロトコルが好まれた。 ここで説明する処理アルゴリズムでは、重複領域の長さよりも短いいくつかの粒子トラックは、堆積物トラックの完全な再構成を妨げたために廃棄されました。しかしながら、120mmの閾値長さは、得られることができるトラック長さより1桁短く、これらのデータの損失は許容された。さらに、 図1の下の8つのケースで見られるトラック接合は、得られるべきトラック長の大幅な増加を可能にしない。一方、これらの状況は、トラックの中断に起因する可能性がある図5の状況のような長いトラックの検索では、同様の場合、反復結合操作によって長いトラックを再構築することができます。ただし、 図5のようなトラックの中断は、参加プロセスではなく追跡プロセスに明確に関連していることに注意することが重要です。 この原稿は、採択されたプロトコルの能力を実証するために、単一の実験の概念実証結果を示した。将来の実験では、このプロトコルを一連の異なる水力学的条件に適用して、寝床 - 堆積物の堆積物輸送プロセスの詳細な分析を達成する。 <img alt="図5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55874/55874fig5.jpg" /> 図5：中断の存在下でのトラック参加の状況。 </strong&gt;ここで説明するプロトコルでは、これらのトラックを1つのトラックに結合することはできません。議定書の図1および8.4の欄に記載されているように、重複領域の長さより短いトラックは除外される。これにより短い赤と緑のトラックが削除されます。残りの長いものは共通点がないため結合できません。 <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55874/55874fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a>

先駆的な作品は、いくつかの数十年前の1、2登場以来、河川の土砂輸送の研究のための画像解析の使用が絶えず増加しています。この技術は、実際の物理現象3、4、5の詳細な分析のために、比較的高解像度及び低コストのデータを提供する能力を証明しました。時間とともに、ハードウェアツールとソフトウェアツールの両方で大幅な改善が得られました。 堆積物の輸送の測定は、堆積物フラックスの測定を対象とするオイラー法、または移動する個々の粒子の軌道を測定することを目的とするラグランジアン法を用いて行うことができる。画像処理は、他のオイラー方法6、7と比較して粒子追跡のためのユニークな可能性を提供しています。しかし、desこれらの潜在性にもかかわらず、寝台積載物の堆積物輸送への画像分析の適用は、データサンプルの測定およびサイズの空間的/時間的サポートスケールに関して、いくつかの重大な実験的限界に苦しんでいる。例えば、データの質と量を損なうことなく、同時に大空間領域、実験の長い期間、高い測定周波数3、4、8の適切な組み合わせを達成することは困難です。加えて、粒子追跡は、分析のために使用されるソフトウェアによって行われ、トラッキングエラーの可能性と、優れた人間の努力を必要とする、または自動的に3,8れ、手動2,4行うことができます。 本稿では、寝床下堆積物の実験的検討のためのプロトコル使用されるカメラのタイプによって長期間が達成され、異なる場所で2台のカメラを同時に使用することにより大きな視野が確保され、 臨機応変な実験条件によって確実な自動処理が可能になった。実験操作を設計し、処理ツールは、いくつかの研究で著者によって取得された経験に基づいて選択された画像法3、9、10、11、12、13、14、15、16によって土砂輸送の詳細な調査を扱う動作、17、18。 沈降物輸送実験が記載されている。これは、固定された、荒いベッドの上のes。粒子の供給は、移動粒子の低濃度を維持するための流れの輸送能力よりもはるかに小さく、追跡される粒子の混雑を回避した。さらに、輸送された粒子は連続的に動いていないが、間欠的な動きが観察された。可動ベッドではなく固定ベッドの使用は、自然条件との類似性の喪失を意味する。しかしながら、固定床は、しばしば結果が作用するプロセスの様々な複雑なシナリオのものよりシンプルで説明されているという仮定の下で土砂輸送実験19、20、21で使用しました。固定床の使用は、明らかに、堆積物埋葬および再出現のプロセスが観察されるのを防止する。他方、弱い床荷重の存在下では、堆積物の輸送はルーズベッドの表層で起こり、この場合、固定床の使用が適切である可能性がある。実際には、二つの条件を実行した実験における粒子運動の特性との間の具体的な比較では有意差3、14を提示しませんでした。最後に、ここに提示された実験は、透明なカバーを通して粒子視覚化のための最適条件を確保するために加圧流を用いて実施した。加圧された流れと土砂輸送は、実験的に近いベッド境界層と堆積物との間の相互作用は、開水路22、23のものと類似であることを示し、研究試作氷に覆われた河川で研究されてきました。以下のセクションでは、すべてのメソッドについて概説し、いくつかの代表的な結果を示します。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="635">
	<tbody>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">Laser distance sensor</td>
			<td style="width:111px;">METRICA</td>
			<td style="width:119px;">PREXISOX2</td>
			<td style="width:191px;">Used to measure the flume slope</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">Two-component polyester resin</td>
			<td style="width:111px;">Gelson</td>
			<td style="width:119px;">MS 65213</td>
			<td style="width:191px;">Used to glue sediment particles onto steel plates</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">Water-resistant spray paint</td>
			<td style="width:111px;">Any</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:191px;">Used to paint the fixed bed</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">Ultrasonic Velocity Profiler</td>
			<td style="width:111px;">Signal Processing</td>
			<td style="width:119px;">DOP 2000</td>
			<td style="width:191px;">Used to measure the water velocity profiles</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">Camera</td>
			<td style="width:111px;">Go-Pro</td>
			<td style="width:119px;">Hero 4 Black</td>
			<td style="width:191px;">Used to acquire movies of bed-load particle motion</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">Streams</td>
			<td style="width:111px;">University of Canterbury</td>
			<td style="width:119px;">2.01</td>
			<td style="width:191px;">Used for particle identification and tracking</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:47px;width:216px;">MatLab</td>
			<td style="width:111px;">MathWorks</td>
			<td style="width:119px;">R14</td>
			<td style="width:191px;">Used to develop ad hoc codes for a variety of operations</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Plexiglas</td>
			<td style="width:111px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:191px;">Transparent acrylic material</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

image-based lagrangian particle tracking in bed-load experiments

画像分析は、比較的低コストで詳細な定量的描写を提供する能力のために、河川流量の測定にますます使用されている。この原稿では、軽量の堆積物を用いたベッドロード実験に粒子追跡速度測定法（PTV）を適用する方法について説明します。調査された堆積物輸送条件の重要な特徴は、覆われた流れの存在と、その上に粒子が水路入口で限られた数で放出された固定された粗い床の存在であった。適用された流動条件下では、個々の床荷重粒子の運動は断続的であり、運動と静止の交互作用が交互であった。流れパターンは、流れ方向速度の垂直プロファイルの音響測定によって予備的に特徴付けられた。プロセスの視覚化の間に、水路に沿って異なる場所に配置された2つのアクションカメラを使用して、大きな視野が得られた。実験プロトコルは、チャン実験の実現、画像前処理、粒子追跡の自動化、および2つのカメラからの粒子追跡データの後処理を行うことができます。提示された概念実証結果は、粒子ホップ長さおよび持続時間の確率分布を含む。この作業の成果を既存の文献の成果と比較して、プロトコルの妥当性を実証する。

このセクションに示された結果は、水路勾配がゼロに設定された実験（勾配値は±0.05％の精度で計算された）のためのものです。使用される堆積物は、サイズd = 3mmで密度ρP = 1270キロ/ m 3で、準球状たPBT粒子から作製しました。実験は流速Q = 9.7×10 -3 m 3 / sで行い、バルク速度U = 0.31m / sとした。 UVPによる速度測定のために、2MHzのプローブを81°の傾斜で使用した。速度データを20Hzで250秒間取得した。代表的な速度プロファイルを図2に示します 。これは流路の軸線と流れが完全に発達した水路の入口から4.5mで採取された。無効な標高測定に関連するいくつかの値が削除されました。アシンメトリーcプロファイルは、プラスチックの蓋と堆積物床の異なる粗さに起因する。プロットはまた、せん断速度の推定に使用されるプロファイルの一部を示し、 u s = 25.9±1.3mm / sを得る。したがって、粒子レイノルズ数（ Re p = u s × d / ν 、水の動粘度であるν ）は、78に等しく、過渡的に粗い領域を示している。 堆積物輸送の視覚化は、水路入口から3.5mおよび4.3mに設置された2台のカメラを用いて実施した。カメラは30fpsの周波数で動作し、解像度は1,920×1,080ピクセルであった。像歪みの補正係数はk = 0.6であった。歪み除去後、画像較正は1画素= 0.5mmであった。オーバーラップの長さは、760.15〜880.11mmであった（後者は、前者の焦点領域の長さstカメラをその上流端から離す）。粒子同定の閾値強度は80に設定され、予想されるブロブサイズは0.5〜8mmの範囲であった。粒子追跡のための探索ウィンドウは、上流に1mm、下流に7mm、横に4mmであった。遮断されたトラックの再接続のための探索ウィンドウは、1mmの上流及び31mmの下流、16mmの横方向の4つの次のフレームに沿ったものであった。接合される2つのトラック間のxおよびy値の平均自乗差の平方根の閾値を10mmに設定した。 各カメラからの3,000枚の画像のサブセット（100秒に対応する）を用いて測定された粒子トラックを図3に示す 。データベースは、それぞれ上流と下流のカメラからの37と34のトラックを含んでいた。 2つのカメラによって得られたトラックの重なりが最初に提案され、次いで得られた全セットのtラックが表示されます。測定領域の中央部分における重なりが満足できることは明らかである。最後の59トラックで12のリンクが得られた。最長のトラック4、同様の分析が3を実施した他の文献の研究と比較して非常に大きく約1.6メートル（より530の粒子サイズ、15.2流れの深さ5.3水路幅）の合計の長さ全体観察窓を、スパン、5、8。 ラグランジュのフレームワークを取ることによって、粒子の運動学の重要な指標が、ここでは粒子のホップの特性に関して適用されます。この実験のような断続的な寝床輸送の下では、これらのホップは休息期間によって分離された動きである。単一の粒子についてフルトラック内のホップを検出するために、粒子の動きおよび静止の識別は、必要な準備段階。この作業では、その瞬間のx位置が以前のものよりも大きく、次のすべてのものよりも低い場合、特定の瞬間に動いている粒子を考慮する基準30を適用しました。 59個の測定された粒子トラックから合計98個のホップ数が得られた。 図4は、得られたホップ長さおよび持続時間の累積度数分布（CFD）を示す。 <img alt="図2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55874/55874fig2.jpg" /> 図2：測定された速度プロファイル。 （上）流れ方向の速度成分の時間平均垂直プロファイル。 （Bottom）対数方程式をプロファイルの下部に当てはめてせん断速度を推定します。最初のプロットでは、チャンネルの上端から下向きの垂直軸が使用されていることに注意してください。<html>測定結果をUVPで照合する。チャネルの底部から上向きの軸は、式フィッティングによるせん断速度を推定するために必要に応じて、代わりに2番目のプロットで使用されます。 <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55874/55874fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a> <img alt="図3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55874/55874fig3.jpg" /> 図3：測定された粒子トラックの平面図。 （上）2つのカメラからのトラック（上流のカメラは赤、下流は黒）。 （ボトム）結合されたトラックのサンプル（明瞭にするための色の変更と、太い線で強調表示された一部のトラック）。 <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55874/55874fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a> 4 &quot;class =&quot; xfigimg &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 55874 / 55874fig4.jpg &quot;/&gt; 図4：ホップ長（Top）と期間（Bottom）の累積度数分布（CFD）。 図3の各トラック内では、粒子がその瞬間に動いているか静止しているかを表すために、各時刻で粒子を標識した。その後、粒子の飛沫同伴（静止から運動への移行）と脱離（運動から静止への移行）の間の部分として、粒子ホップをトラックから抽出した。ホップの長さと持続時間について得られたサンプルを使用して、ここに示す分布を作成しました。 <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55874/55874fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a> 補足コードファイル：join_cameras.m <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55874/join_cameras.m">してください</a>このファイルをダウンロードするにはここをクリックしてください。

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Image-based Lagrangian Particle Tracking in Bed-load Experiments

この原稿は、移動粒子が画像分析によって追跡される寝床積堆積物輸送実験の伝導のためのプロトコールを提示する。実験施設、実行実現とデータ処理の手順、そして最後にいくつかの概念実証結果をここに示します。

ベッド負荷実験における画像ベースのラグランジュ粒子トラッキング

Image analysis has been increasingly used for the measurement of river flows due to its capabilities to furnish detailed quantitative depictions at a ...

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8.9K ビュー.  Politecnico di Milano. この原稿は、移動粒子が画像分析によって追跡される寝床積堆積物輸送実験の伝導のためのプロトコールを提示する。実験施設、実行実現とデータ処理の手順、そして最後にいくつかの概念実証結果をここに示します。 

ビデオ: Image-based Lagrangian Particle Tracking in Bed-load Experiments

Optimize Flue Gas Settings to Promote Microalgae Growth in Photobioreactors via Computer Simulations

Flue gas from power plants can promote algal cultivation and reduce greenhouse gas emissions1. Microalgae not only capture solar energy more efficiently than plants3, but also synthesize advanced biofuels2-4. Generally, atmospheric CO2 is not a sufficient source for supporting maximal algal growth5. On the other hand, the high concentrations of CO2 in industrial exhaust gases have adverse effects on algal physiology. Consequently, both cultivation conditions (such as nutrients and light) and the control of the flue gas flow into the photo-bioreactors are important to develop an efficient &ldquo;flue gas to algae&rdquo; system. Researchers have proposed different photobioreactor configurations4,6 and cultivation strategies7,8 with flue gas. Here, we present a protocol that demonstrates how to use models to predict the microalgal growth in response to flue gas settings. We perform both experimental illustration and model simulations to determine the favorable conditions for algal growth with flue gas. We develop a Monod-based model coupled with mass transfer and light intensity equations to simulate the microalgal growth in a homogenous photo-bioreactor. The model simulation compares algal growth and flue gas consumptions under different flue-gas settings. The model illustrates: 1) how algal growth is influenced by different volumetric mass transfer coefficients of CO2; 2) how we can find optimal CO2 concentration for algal growth via the dynamic optimization approach (DOA); 3) how we can design a rectangular on-off flue gas pulse to promote algal biomass growth and to reduce the usage of flue gas. On the experimental side, we present a protocol for growing Chlorella under the flue gas (generated by natural gas combustion). The experimental results qualitatively validate the model predictions that the high frequency flue gas pulses can significantly improve algal cultivation.

Flue gas from power plants is a cheap CO2 source for algal growth. We have built prototype &#34;flue gas to algal cultivation&#34; systems and described how to scale up the algal cultivation process. We have demonstrated the use of a mass-transfer bio-reaction model to simulate and to design the optimal operation of flue gas for the growth of Chlorella sp. in algal photo-bioreactors.

計算機シミュレーションを通してフォトバイオリアクターで藻類の成長を促進するために排煙設定を最適化

Flue gas from power plants can promote algal cultivation and reduce greenhouse gas emissions1. Microalgae not only capture solar energy more efficiently ...

環境学

Tracking Microbial Contamination in Retail Environments Using Fluorescent Powder - A Retail Delicatessen Environment Example

Cross contamination of foodborne pathogens in the retail environment is a significant public health issue contributing to an increased risk for foodborne illness. Ready-to-eat (RTE) processed foods such as deli meats, cheese, and in some cases fresh produce, have been involved in foodborne disease outbreaks due to contamination with pathogens such as Listeria monocytogenes. With respect to L. monocytogenes, deli slicers are often the main source of cross contamination. The goal of this study was to use a fluorescent compound to simulate bacterial contamination and track this contamination in a retail setting. A mock deli kitchen was designed to simulate the retail environment. Deli meat was inoculated with the fluorescent compound and volunteers were recruited to complete a set of tasks similar to those expected of a food retail employee. The volunteers were instructed to slice, package, and store the meat in a deli refrigerator. The potential cross contamination was tracked in the mock retail environment by swabbing specific areas and measuring the optical density of the swabbed area with a spectrophotometer. The results indicated that the refrigerator (i.e. deli case) grip and various areas on the slicer had the highest risk for cross contamination. The results of this study may be used to develop more focused training material for retail employees. In addition, similar methodologies could also be used to track microbial contamination in food production environments (e.g.&#160;small farms), hospitals, nursing homes, cruise ships, and hotels.

The overall goal of this study was to demonstrate the potential cross contamination mechanism of foodborne pathogen Listeria monocytogenes in a retail deli setting. This methodology may be applied to a variety of different environments to track pathogen contamination. &#160;

蛍光粉を使用した小売環境における微生物汚染を追跡する - 小売デリカ環境の例

Cross contamination of foodborne pathogens in the retail environment is a significant public health issue contributing to an increased risk for foodborne ...

Field Experiments of Pollination Ecology: The Case of Lycoris sanguinea var. sanguinea

Plant-pollinator interactions have been studied for approximately one hundred years. During that time, many field methods have been developed to clarify the pollination effectiveness of each pollinator for visited flowers. Pollinator observations have been one of the most common methods to identify pollinators, and bagging and cage experiments have been conducted to show the effectiveness of specific pollinators. In a previous study of Lycoris sanguinea var. sanguinea, its effective pollinators, the visitation frequencies of each floral visitor, and its reproductive strategies were not identified. This study reports the observation that small bees visited flowers that were partially opened (breaking buds). To the best of our knowledge, this phenomenon has not been reported previously. Further, this study investigates the hypothesis that small bees can pollinate at that flowering stage. This study demonstrates the basic methods of field experiments in pollination ecology using L. sanguinea var. sanguinea. Pollinator observations and digital video showed the visitation frequencies of each floral visitor. Bagging and cage experiments revealed that these flowers could be pollinated fully and that breaking-bud pollination could be important for the pollination of this plant species. The advantages and disadvantages of each method are discussed, and recent developments, including laboratory experiments, are described.

Field Experiments of Pollination Ecology: The Case of Lycoris sanguinea var. sanguinea

To reveal the pollinator effectiveness of a given plant species, multiple methods of field experiments have been developed. This study demonstrates the basic methods of field experiments for pollination ecology using the case study of Lycoris sanguinea var. sanguinea and the novel pollination mechanism, breaking-bud pollination.

受粉エコロジーのフィールド実験：の事例<em&gt;ヒガンバナ属sanguinea</em&gt; VAR。<em&gt; sanguinea</em

Plant-pollinator interactions have been studied for approximately one hundred years. During that time, many field methods have been developed to clarify ...

A Lipid Extraction and Analysis Method for Characterizing Soil Microbes in Experiments with Many Samples

Microbial communities are important drivers and regulators of ecosystem processes. To understand how management of ecosystems may affect microbial communities, a relatively precise but effort-intensive technique to assay microbial community composition is phospholipid fatty acid (PLFA) analysis. PLFA was developed to analyze phospholipid biomarkers, which can be used as indicators of microbial biomass and the composition of broad functional groups of fungi and bacteria. It has commonly been used to compare soils under alternative plant communities, ecology, and management regimes. The PLFA method has been shown to be sensitive to detecting shifts in microbial community composition.
An alternative method, fatty acid methyl ester extraction and analysis (MIDI-FA) was developed for rapid extraction of total lipids, without separation of the phospholipid fraction, from pure cultures as a microbial identification technique. This method is rapid but is less suited for soil samples because it lacks an initial step separating soil particles and begins instead with a saponification reaction that likely produces artifacts from the background organic matter in the soil. 
This article describes a method that increases throughput while balancing effort and accuracy for extraction of lipids from the cell membranes of microorganisms for use in characterizing both total lipids and the relative abundance of indicator lipids to determine soil microbial community structure in studies with many samples. The method combines the accuracy achieved through PLFA profiling by extracting and concentrating soil lipids as a first step, and a reduction in effort by saponifying the organic material extracted and processing with the MIDI-FA method as a second step.

The article describes a method that increases throughput while balancing effort and accuracy for extraction of lipids from the cell membranes of microorganisms for use in characterizing both total lipids and the relative abundance of indicator lipids to determine soil microbial community structure in studies with many samples.

多数の試料を用いた実験における土壌微生物の同定のための脂質抽出と分析法

Microbial communities are important drivers and regulators of ecosystem processes. To understand how management of ecosystems may affect microbial ...

Video Tracking Protocol to Screen Deterrent Chemistries for Honey Bees

The European honey bee, Apis mellifera L., is an economically and agriculturally important pollinator that generates billions of dollars annually. Honey bee colony numbers have been declining in the United States and many European countries since 1947. A number of factors play a role in this decline, including the unintentional exposure of honey bees to pesticides. The development of new methods and regulations are warranted to reduce pesticide exposures to these pollinators. One approach is the use of repellent chemistries that deter honey bees from a recently pesticide-treated crop. Here, we describe a protocol to discern the deterrence of honey bees exposed to select repellent chemistries. Honey bee foragers are collected and starved overnight in an incubator 15 h prior to testing. Individual honey bees are placed into Petri dishes that have either a sugar-agarose cube (control treatment) or sugar-agarose-compound cube (repellent treatment) placed into the middle of the dish. The Petri dish serves as the arena that is placed under a camera in a light box to record the honey bee locomotor activities using video tracking software. A total of 8 control and 8 repellent treatments were analyzed for a 10 min period with each treatment was duplicated with new honey bees. Here, we demonstrate that honey bees are deterred from the sugar-agarose cubes with a compound treatment whereas honey bees are attracted to the sugar-agarose cubes without an added compound.

The loss of honey bee colonies presents a challenge to crop pollination services. Current pollinator protection practices warrant an alternative approach to minimize the contact of honey bees to harmful pesticides using repellent chemistries. Here, we provide detailed methods for a visual tracking protocol to screen deterrents for bees.

ハチミツの抑止化学物質をスクリーニングするためのビデオトラッキングプロトコル

The European honey bee, Apis mellifera L., is an economically and agriculturally important pollinator that generates billions of dollars annually. Honey ...

Tracking Infiltration Front Depth Using Time-lapse Multi-offset Gathers Collected with Array Antenna Ground Penetrating Radar

A Ground Penetrating Radar (GPR) system based on a ground-coupled, densely populated antenna array was used to collect data during an infiltration experiment conducted at a test site near the Tottori Sand Dune, Japan. The antenna array used in this study consists of 10 transmitting antennas (Tx) and 11 receiving antennas (Rx). For this experiment, the system was configured to use all possible Tx-Rx pairings, resulting in a Multi-Offset Gather (MOG) consisting of 110 Tx-Rx combinations. The array was left stationary at a position directly above the infiltration area and data were collected every 1.5 seconds using a time-based trigger. Common-Offset Gather (COG) and Common Mid-Point (CMP) data cubes were reconstructed from the MOG data during post-processing. There have been few studies that used time-lapse CMP data to estimate changes in velocity of propagation. In this study, electromagnetic (EM) wave velocity was estimated heuristically at 1-minute intervals from the reconstructed CMP data through curve fitting, using the hyperbola equation. We then proceeded to calculate the depth of the wetting front. The evolution of the wetting front over time obtain through this method is consistent with the observations from a soil moisture sensor which was placed at a depth below 20 cm. The results obtained in this study demonstrate the ability of such array GPR system to monitor a subsurface dynamic process like water infiltration accurately and quantitatively.

Here we present a Ground Penetrating Radar (GPR) system based on a ground-coupled, densely populated antenna array for monitoring the dynamic process of subsurface water infiltration. A time-lapse radar image of the infiltration process allowed estimating the depth of the wetting front during the course of the infiltration process.

配列アンテナの地中レーダで収集したタイムラプス マルチ オフセットを使用してフロントの深さを収集の浸透を追跡

A Ground Penetrating Radar (GPR) system based on a ground-coupled, densely populated antenna array was used to collect data during an infiltration ...

Methods for Image-based Surveys of Benthic Macroinvertebrates and Their Habitat Exemplified by the Drop Camera Survey for the Atlantic Sea Scallop

Underwater imaging has long been used in the field of marine ecology but decreasing costs of high-resolution cameras and data storage have made the approach more practical than in the past. Image-based surveys allow for initial samples to be revisited and are non-invasive compared to traditional survey methods that typically involve nets or dredges. Protocols for image-based surveys can vary greatly but should be driven by target species behavior and survey objectives. To demonstrate this, we describe our most recent methods for an Atlantic sea scallop (Placopecten magellanicus) drop camera survey to provide a procedural example and representative results. The procedure is divided into three critical steps that include survey design, data collection, and data products. The influence of scallop behavior and the survey goal of providing an independent assessment of the U.S. sea scallop resource on the survey procedure are then discussed in the context of generalizing the method. Overall, the broad applicability and flexibility of the University of Massachusetts Dartmouth School for Marine Science and Technology (SMAST) drop camera survey demonstrates the method could be generalized and applied to a variety of sessile invertebrates or habitat focused research.

Image based surveying is an increasingly practical, non-invasive method to sample the marine environment. We present the protocol of a drop camera survey that estimates the abundance and distribution of the Atlantic sea scallop (Placopecten magellanicus). We discuss how this protocol can be generalized for application to other benthic macroinvertebrates.

底生動物とその生息地大西洋帆立て貝のドロップ カメラ調査による例示のイメージ調査法

Underwater imaging has long been used in the field of marine ecology but decreasing costs of high-resolution cameras and data storage have made the ...

Experimental Study of the Relationship Between Particle Size and Methane Sorption Capacity in Shale

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard for evaluating the mining value of shale gas. Currently, studies on the correlation between particle size and methane adsorption are controversial. In this study, an isothermal adsorption apparatus, the gravimetric sorption analyzer, is used to test the adsorption capacity of different particle sizes in shale to determine the relationship between the particle size and the adsorption capacity of shale. Thegravimetric method requires fewer parameters and produces better results in terms of accuracy and consistency than methods like the volumetric method. Gravimetric measurements are performed in four steps: a blank measurement, preprocessing, a buoyancy measurement, and adsorption and desorption measurements. Gravimetric measurement is presently considered to be a more scientific and accurate method of measuring the amount of adsorption; however, it is time-consuming and requires a strict measuring technique. A Magnetic Suspension Balance (MSB) is the key to verify the accuracy and consistency of this method. Our results show that adsorption capacity and particle size are correlated, but not a linear correlation, and the adsorptions in particles sieved into 40 - 60 and 60 - 80 meshes tend to be larger. We propose that the maximum adsorption corresponding to the particle size is approximately 250 &#181;m (60 mesh) in the shale gas fracturing.

We use an isothermal adsorption apparatus, the gravimetric sorption analyzer, to test the adsorption capacity of different particle sizes of shale, in order to find out the relationship between particle size and the adsorption capacity of shale.

粒子径と頁岩中のメタン吸着容量との関係に関する実験的研究

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard ...

Isolation and Analysis of Microbial Communities in Soil, Rhizosphere, and Roots in Perennial Grass Experiments

Plant and soil microbiome studies are becoming increasingly important for understanding the roles microorganisms play in agricultural productivity. The purpose of this manuscript is to provide detail on how to rapidly sample soil, rhizosphere, and endosphere of replicated field trials and analyze changes that may occur in the microbial communities due to sample type, treatment, and plant genotype. The experiment used to demonstrate these methods consists of replicated field plots containing two, pure, warm-season grasses (Panicum virgatum and Andropogon gerardii) and a low-diversity grass mixture (A. gerardii, Sorghastrum nutans, and Bouteloua curtipendula). Briefly, plants are excavated, a variety of roots are cut and placed in phosphate buffer, and then shaken to collect the rhizosphere. Roots are brought to the laboratory on ice and surface sterilized with bleach and ethanol (EtOH). The rhizosphere is filtered and concentrated by centrifugation. Excavated soil from around the root ball is placed into plastic bags and brought to the lab where a small amount of soil is taken for DNA extractions. DNA is extracted from roots, soil, and rhizosphere and then amplified with primers for the V4 region of the 16S rRNA gene. Amplicons are sequenced, then analyzed with open access bioinformatics tools. These methods allow researchers to test how the microbial community diversity and composition varies due to sample type, treatment, and plant genotype. Using these methods along with statistical models, the representative results demonstrate there are significant differences in microbial communities of roots, rhizosphere, and soil. Methods presented here provide a complete set of steps for how to collect field samples, isolate, extract, quantify, amplify, and sequence DNA, and analyze microbial community diversity and composition in replicated field trials.

Excavation of plant roots from the field as well as processing of samples into endosphere, rhizosphere, and soil are described in detail, including DNA extraction and data analysis methods. This paper is designed to enable other laboratories to use these techniques for the study of soil, endosphere, and rhizosphere microbiomes.

実験で多年生の草の根、根、土壌微生物の分離と解析

Plant and soil microbiome studies are becoming increasingly important for understanding the roles microorganisms play in agricultural productivity. The ...

Combining Eye-tracking Data with an Analysis of Video Content from Free-viewing a Video of a Walk in an Urban Park Environment

As individuals increasingly live in cities, methods to study their everyday movements and the data that can be collected becomes important and valuable. Eye-tracking informatics are known to connect to a range of feelings, health conditions, mental states and actions. But because vision is the result of constant eye-movements, teasing out what is important from what is noise is complex and data intensive. Furthermore, a significant challenge is controlling for what people look at compared to what is presented to them.
The following presents a methodology for combining and analyzing eye-tracking on a video of a natural and complex scene with a machine learning technique for analyzing the content of the video. In the protocol we focus on analyzing data from filmed videos, how a video can be best used to record participants&#39; eye-tracking data, and importantly how the content of the video can be analyzed and combined with the eye-tracking data. We present a brief summary of the results and a discussion of the potential of the method for further studies in complex environments.

The objective of the protocol is to detail how to collect video data for use in the laboratory; how to record eye-tracking data of participants looking at the data and how to efficiently analyze the content of the videos that they were looking at using a machine learning technique.

都市公園環境における歩行の映像を自由に視聴する映像コンテンツの分析とアイトラッキングデータを組み合わせる

As individuals increasingly live in cities, methods to study their everyday movements and the data that can be collected becomes important and valuable. ...