A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
מכשיר microfluidic פשוט פותח כדי לבצע הרדמה חופשיה In vivo הדמיה של ג elegans, שלם דרוזופילה זחלים וזחלי דג זברה. המכשיר מנצל PDMS קרום deformable לשתק אורגניזמים המודל הבא על מנת לבצע זמן לשגות הדמיה של תהליכים רבים כגון קצב לב, חלוקת תא והובלה עצבית משנה הסלולר. אנו מדגימים את השימוש במכשיר זה ולהראות דוגמאות לסוגים שונים של נתונים שנאספו ממערכות מודל שונות.
מכשירי fluidic מייקר מפוברק לספק סביבת מייקרו נגישה למחקרי vivo על אורגניזמים קטנים. תהליכי ייצור פשוטים זמינים עבור התקני microfluidic באמצעות טכניקות ליתוגרפיה רכות 1-3. התקני microfluidic שמשו במשך הדמית משנה הסלולר 4,5, in vivo ליזר microsurgery 2,6 וסלולרית הדמיה 4,7. בחי ההדמיה דורשת קיבוע של אורגניזמים. זו הושגה באמצעות שאיבה 5,8, ערוצים מחודדים 6,7,9, ממברנות deformable 2-4,10, יניקה עם קירור נוסף 5, הרדמת גז 11, ג'לים רגיש לטמפרטורה 12, דבק cyanoacrylate 13 והרדמה כגון levamisole 14 , בן 15. הרדמה נפוצה להשפיע על הולכה סינפטית 16,17 וידועים יש השפעות מזיקות על 4 הובלה עצביות משנה הסלולר. ברחוב זהג'ודי אנחנו מדגימים קרום בסיס פולי דימתיל-siloxane מכשיר (PDMS) המאפשר קיבוע ללא הרדמה של אורגניזמים מודל גנטיים תקינים כגון elegans Caenorhabditis (סי אלגנס), זחלי דרוזופילה וזחלי דג זברה. אורגניזמים מודל אלו מתאימים למחקרי vivo במכשירי microfluidic בגלל קוטרם הקטן והגופים שקופים אופטי או שקופים. קטרי גוף לנוע בין ~ 10 מיקרומטר ל ~ 800 מיקרומטר לשלבים מוקדמים של זחל ג זחלי elegans ודג זברה ודורש התקני microfluidic בגדלים שונים כדי להשיג קיבוע מלא ל הדמיה ברזולוציה גבוהה זמן לשגות. אורגניזמים אלה משותקים באמצעות לחץ המופעל על ידי גז חנקן דחוס דרך עמודת נוזל וצלם באמצעות מיקרוסקופ הפוך. בעלי חיים ששוחררו מהמלכודת לחזור לתנועה רגילה בתוך 10 דקות.
אנחנו מדגימים ארבעה יישומים של הדמית זמן לשגות בג elegansכלומר, תחבורת הדמית המיטוכונדריה בתאי עצב, תחבורת שלפוחית מראש הסינפטי בתחבורת תחבורה-פגומת מוטציה, קולטן הגלוטמט וחלוקת תא neuroblast ש. נתונים שהתקבלו מסרטים כאלה מראים שקיבוע microfluidic הוא אמצעי שימושי ומדויק של רכישה בנתוני vivo של אירועים הסלולר ומשנה הסלולר בהשוואה לחיות מורדמות (האיור 1J ו3C-F 4).
מידות מכשיר שונו כדי לאפשר הדמית זמן לשגות בשלבים שונים של ג elegans, תחילה זחלי instar דרוזופילה וזחלי דג זברה. הובלה של שלפוחית מסומנים synaptotagmin מתויג עם GFP (syt.eGFP) בנוירונים חושיים תערוכות תנועה מכוונת של סמני שלפוחית סינפטיים לידי ביטוי בתאי עצב תחושתיים כולינרגיות בזחלי תסיסנית שלמים 1 instar. מכשיר דומה כבר נעשה שימוש כדי לבצע הדמית זמן לשגות של פעימות לב ב~ הפרית הודעת שעה 30 (hpf)דג זברת זחלים. נתונים אלו מראים כי מכשירים הפשוטים שפתחנו ניתן ליישם במגוון רחב של מערכות מודל ללמוד כמה תאי תופעות ביולוגיות וההתפתחותי בגוף חי.
1. SU8 ייצור מאסטר
אמצעי זהירות: קח את אמצעי בטיחות לטיפול כימי בזמן טיפול KOH, ציפוי photoresist ופיתוח. ציפוי האדים silane צריך להתבצע בתוך תא ייבוש באזור מאוורר. הגן SU8 להתנגד מחשיפת יתר לאור. להשתמש במשקפי מגן עם lig UVמקור HT.
2. ייצור עובש PDMS
3. צעדים נוספים למכשיר תסיסנית / דג הזברה
אמצעי זהירות: הימנע מחלקיקי אבק בייצור מכשיר. שתי פלזמה ניקתה משטחזה צריך להיות לגמרי אבק חופשי לקשירה נאותה. אחסן את המכשירים בתא ייבוש במצבים שבי חדר נקי מיוחד אינו זמין במטרה למזער הצטברות של חלקיקי אבק במכשירים.
4. שימוש PDMS ממברנה
5. הכנסת ג זחלי elegans, דרוזופילה ודג זברה לתוך המכשיר ולשתק אותם מתחת לממברנה PDMS הגמישה
אמצעי זהירות: בעלי חיים הדורשים לחץ גבוה pipetting לזרום בתוך הערוץ העיקרי נוטה להראות תנועה / בריאות לקויה לאחר שחרורו מהמלכודת ויש להימנע לimaגינג. נקה את ערוץ זרימה לכל שמץ של חיץ כדי למנוע סתימה של ערוץ על ידי גבישים. אם שמן משמש להדמיה ברזולוציה גבוהה, לנקות את תלוש כיסוי הזכוכית כדי להיות מסוגל לשמור על אות טובה יחס רעש לניסויים באים.
מכשיר הקיבוע הוא בלוק bilayer PDMS המפוברק על ידי שתי שכבות מליטות: שכבת זרימה (שכבה 1) ושכבת שליטה (שכבה 2) כפי שמוצג באיור 1. המלכודת הראשית מחוברת לבלון גז חנקן באמצעות רגולטור וזין תחנה 3-דרך ליישם את הלחץ דרוש (3-14 psi) על גבי הקרום דרך עמודת נוזל (איור 1 א). הק...
התקני microfluidic PDMS הם שקופים אופטי ולכן ניתן להשתמש בו לרזולוציה גבוהה בתחום הדמית vivo של כל אורגניזם מודל שקוף / שקוף. התכנון שלנו הוא מתאים להדמית הגדלה גבוהה זמנית spatio של אירועים הסלולר ומשנה הסלולר בבעלי חיים שלמים. Microfabrication באמצעות טכניקות ליתוגרפיה רכות מ...
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
אנו מודים לד"ר Krishanu ריי למניות תסיסנית, Tarjani Agarwal לשמירת תסיסנית כלוב, פיטר Juo לnuIs25 וCGC לג זני elegans. SPK עשה jsIs609 במעבדתו של מייקל התשיעייה. אנו מודים Arpan Agnihotri (Pilani BITS) על עזרתו בזמן לשגות הדמיה של תחבורת מיטוכונדריה של jsIs609 בעלי חיים בהתקני microfluidic. אנו מודים לד"ר Vatsala Thirumalai וסורייה פראקאש שספק לנו עוברי דג זברה. אנו מודים לד"ר קרישנה וCIFF בבנק המרכזי לאומי לשימוש במיקרוסקופ confocal הדיסק מסתובב נתמך על ידי משרד מדע וטכנולוגיה, המרכז לננוטכנולוגיה (מס SR/55/NM-36-2005). אנו מודים גם לKaustubh ראה, ו 'Venkatraman וChetana Sachidanand לדיונים. עבודה זו מומנה על ידי מלגת DBT פוסט הדוקטורט (SM), ערכת מסלול מהיר DST (SM) וDBT מענק ל( SPK). SA נתמך על ידי מענקי DST וCSIR לSPK.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
שם המגיב | חברה | מספר קטלוגים | תגובות (אופציונלי) |
פרוסות סיליקון | רקיק אוניברסיטה | 150 מ"מ (100) Mech כיתת SSP סי | |
Clewin תוכנה | WieWeb תוכנה | גרסה 2.90 | |
פלוטר ליזר | הדמית קו דקה | 65024 DPI | |
HMDS | סיגמה אולדריץ | 440191-100 מ"ל | |
SU8 | Microchem | SU8-2025, SU8-2050 | |
מפתחים | Microchem | SU8 מפתחים | |
Silane | סיגמה אולדריץ | 448931-10G | |
PDMS | Dow Corning | Sylgard 184 | |
מנורת UV | אוריאל | 66943 | 200W הכספי אוריאל אור |
תנור אוויר חם | מכשירי Ultra | Custom made | הגדר ב 50 מעלות צלזיוס |
פלטה | ציוד מעבדת איקא | 3810000 | http://www.ika.com |
שואב פלזמה | Harrick פלזמה | PDC-32G | |
טווה | מערכות ייצור מוליכים למחצה | SPIN150-NPP | www.SPS-Europe.com |
תלוש כיסוי זכוכית | זהב חותם | 22 22 מ"מ X, עובי מס '1 | |
סי אלגנס | Caenorhabditis גנטיקת המרכז (CGC) | e1265, ayIs4 | |
דרוזופילה | בלומינגטון | P {chaGAL4} / ארגון נוער קתולי, כטב"מ-syt.eGFP | |
דג זברה | סוג פראי הודי | סוג פרוע | |
צינור Tygon | סיגמא | Z279803 | |
מחט מייקרו | סיגמא | Z118044 | חותך לחתיכות 1 סנטימטר |
3-way ברזלים | סיגמא | S7521 | |
אגרופן אריס | סיגמא | Z708631 | |
גז חנקן דחוס | ספק גז מקומי | השתמש בוסת, כדי לשלוט בלחץ | |
מיקרוסקופ סטריאו | ניקון | SMZ645 | |
מיקרוסקופ confocal | תידור ואולימפוס | Yokogawa ספינינג דיסק confocal מיקרוסקופ | |
ImageJ | המכונים הלאומיים לבריאות | www.rsbweb.nih.gov / ij | Java תכנית עיבוד תמונה מבוססת |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved