Name: a 3-dimensional (3d)-printed template for high throughput zebrafish embryo arraying
Uploaded: 2018-06-01T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A 3-dimensional 3D-printed Template for High Throughput Zebrafish Embryo Arraying at JoVE.com

Dette arbeidet ble støttet av programmet "1000plan Youth", oppstart midlene fra Tongji-universitetet og NSFC Grant # 21607115 og 21777116 (Lin).

1. design og fabrikasjon av en sebrafisk embryo stiller opp malen
<ol><li>
Utforme arraying malen med en 12 av 8, 96-brønns oppsett som passer en standard 96-brønns plate. Bruk dimensjonene oppført i figur 1A for øvre embryoet entrapment kammeret (se også ekstra filen).
	<ol>
<li>Bruke dimensjoner vises i figur 1B og 1 D for entrapment godt.</li>
		<li>Bruke dimensjoner i figur 1 c for bunnen...

<ol>
	<li>Howe, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish+reference+genome+sequence+and+its+relationship+to+the+human+genome.">The zebrafish reference genome sequence and its relationship to the human genome.</a> Nature. 496 (7446), 498-503 (2013).</li><li>Leslie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+larvae+could+help+to+personalize+cancer+treatments.">Zebrafish larvae could help to personalize cancer treatments.</a> Science. 357 (6353), 745-745 (2017).</li><li>Lin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+the+Transformation,+Speciation,+and+Hazard+Potential+of+Copper+Particles+in+a+Model+Septic+Tank+System+Using+Zebrafish+to+Monitor+the+Effluent.">Understanding the Transformation, Speciation, and Hazard Potential of Copper Particles in a Model Septic Tank System Using Zebrafish to Monitor the Effluent.</a> ACS Nano. 9 (2), 2038-2048 (2015).</li><li>Lin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aspect+ratio+plays+a+role+in+the+hazard+potential+of+ceo2+nanoparticles+in+mouse+lung+and+zebrafish+gastrointestinal+tract.">Aspect ratio plays a role in the hazard potential of ceo2 nanoparticles in mouse lung and zebrafish gastrointestinal tract.</a> ACS Nano. 8 (5), 4450-4464 (2014).</li><li>Baraban, S. C., Dinday, M. T., Hortopan, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drug+screening+in+Scn1a+zebrafish+mutant+identifies+clemizole+as+a+potential+Dravet+syndrome+treatment.">Drug screening in Scn1a zebrafish mutant identifies clemizole as a potential Dravet syndrome treatment.</a> Nature Communications. 4, (2013).</li><li>Lin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+content+screening+in+zebrafish+speeds+up+hazard+ranking+of+transition+metal+oxide+nanoparticles.">High content screening in zebrafish speeds up hazard ranking of transition metal oxide nanoparticles.</a> ACS Nano. 5 (9), 7284-7295 (2011).</li><li>Kuipers, J., Kalicharan, R. D., Wolters, A. H. G., van Ham, T. J., Giepmans, B. N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+Scanning+Transmission+electron+microscopy+(nanotomy)+of+healthy+and+injured+zebrafish+brain.">Large-scale Scanning Transmission electron microscopy (nanotomy) of healthy and injured zebrafish brain.</a> Journal of Visualized Experiments. (111), (2016).</li><li>Liu, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+Phenotype+Recognition+for+Zebrafish+Embryo+Based+In+vivo+High+Throughput+Toxicity+Screening+of+Engineered+Nano-Materials.">Automated Phenotype Recognition for Zebrafish Embryo Based In vivo High Throughput Toxicity Screening of Engineered Nano-Materials.</a> PLoS One. 7 (4), (2012).</li><li>Tu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic+Categorization+and+Scoring+of+Solid,+Part-Solid+and+Non-Solid+Pulmonary+Nodules.">Automatic Categorization and Scoring of Solid, Part-Solid and Non-Solid Pulmonary Nodules.</a> in CT Images with Convolutional Neural Network. Scientific Reports. 7, 8533 (2017).</li><li>Mandrell, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+zebrafish+chorion+removal+and+single+embryo+placement:+optimizing+throughput+of+zebrafish+developmental+toxicity+screens.">Automated zebrafish chorion removal and single embryo placement: optimizing throughput of zebrafish developmental toxicity screens.</a> Journal of Laboratory Automation. 17 (1), 66-74 (2012).</li><li>Lin, S., Zhao, Y., Nel, A. E., Lin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish:+An+in+vivo+model+for+nano+EHS+studies.">Zebrafish: An in vivo model for nano EHS studies.</a> Small. 9 (9-10), 1608-1618 (2013).</li></ol>

Det er to avgjørende skritt i denne protokollen som krever nøye for en vellykket gjennomføring av 3D-trykt mal for stiller opp sebrafisk embryoer.
Den viktigste faktoren på utformingen av malen arraying er entrapment. Forsikre deg om det er bare én embryoet fanget i hver brønn, en bør være oppmerksom på diameteren og dybden av entrapment brønn og diameteren på gjennom hullet. Anbefalt diameter er innen 1,5 til 2 ganger diameteren på en typisk embryo (inkludert i plasmocitara). Dybd...

Som en populær modell organisme, er sebrafisk mye brukt innen medisin og toksikologi1,2,3,4. Sammenlignet med i vitro plattformer, sebrafisk tilbyr mye større biologiske kompleksiteten som en eller to celletyper kan ikke tilby. Foruten å være en hele organismen modell, sebrafisks store fruktbarhet, rask og samtidig embryonale utvikling og høye orgel gjennomskinnelighet har gitt denne modellen unike fordeler som skal brukes for storskala toksisitet eller narkotika/sammensatte screening5. Hundrevis av embryo produsert av et par voksen sebrafisk hver uke overgå alle andre helt dyr modeller og har gjort det passer for høy gjennomstrømning screening.
En typisk screening prosedyre bruker sebrafisk innebærer mye manuelt arbeid, som voksen sebrafisk gyting, embryoet valg, og stiller opp embryo i passende beholdere der de er utsatt for eksponering gjennom vann nedsenking. Utviklingen av embryoene overvåkes og observerbare endepunkter som dødelighet, hatchability og abnormitet ofte evalueres manuelt og som foreløpig identifikasjonene toksisitet av kjemikalier eller indikasjoner på effektiviteten av narkotika eller forbindelser. For å fremskynde screening prosedyre, har tilnærminger som automatisk bildebehandling og computer-assistert bildeanalyser blitt utforsket tidligere. For eksempel er mikroskop med høyt innhold imaging evner tilpasset utføre automatiserte lyse-feltet eller fluorescens bildebehandling på sebrafisk embryoer på ulike utviklingsstadier 96/384 bra plater6. Microfluidic enheter kombinert med mikroskop ble brukt til å plassere sebrafisk Larvene gjennom gjeldende manipulasjon for imaging hjernen nevroner7. Disse metodene kan forbedre effektiviteten av bildet oppkjøp sammenlignet med tradisjonell manuell drift. Videre med mange bilder som genereres, er analyseverktøy også utviklet for å fremskynde databehandlingen, som demonstrert av Liu et al. og Tu et al. 8 , 9.
Som gjennomstrømmingsnivå for bildebehandling og bilde øker, ble det klart at det hastighetsbegrensning steget for screening ligger under forbereder sebrafisk embryo eksponering, som vanligvis betyr stiller opp dem i 96 - eller 384-godt platene. For å løse dette flaskehalsen trinnet, visjon-guidede robotikk ble utviklet av Mandrell et al. 10 og oss11 tidligere å erstatte Manuell håndtering men instrumentene var nokså sofistikert og det er en dyp læringskurve å gjennomføre slike teknikker. Derfor å gi en lett-å-bruke tilnærming blir en viktig faktor å forbedre gjennomstrømmingsnivå for sebrafisk screening og er det viktigste formålet med dette arbeidet.
I dette arbeidet vi designet og fabrikkert et embryo stiller opp mal av 3D-utskrift. Slike en arraying mal designet for å lure sebrafisk embryoet i brønner som passer med en standard 96-brønns plate. I stedet for å velge embryoer og stiller opp dem inn personlige brønnen enkeltvis, kan en utføre embryoet entrapment og matrise alle 96 embryo i en multiwall plate samtidig. Bruke denne malen og følgende protokollen, kan en betydelig økning effektiviteten av stiller opp embryo i multiwall platene, som ville i begrepet boost screening kapasitet minst ti ganger, sammenlignet med manuell drift. Protokollen beskrevet nedenfor inkluderer en utformingen for stiller opp mal, sebrafisk gyting, fosteret samling, og stiller opp. Figur 1 viser utformingen av malen arraying. Figur 2 viser en oversikt over den trinnvise protokollen ved hjelp av malen beskrevet i delene 3 og 4.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1557">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">Zebrafish Facility</td>
			<td style="width:425px;">Shanghai Haisheng Biotech Co., Ltd.</td>
			<td style="width:229px;">Z-A-S5</td>
			<td style="width:429px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">Mating box</td>
			<td style="width:425px;">Shanghai Haisheng Biotech Co., Ltd.</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">Wash Bottle, 500 ml</td>
			<td style="width:425px;">Sangon Biotech</td>
			<td style="width:229px;">F505001-0001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium chloride</td>
			<td style="width:425px;">Vetec</td>
			<td style="width:229px;">V900058-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Potassium Chloride</td>
			<td style="width:425px;">Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd</td>
			<td style="width:229px;">10016318</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Calcium chloride</td>
			<td style="width:425px;">Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd</td>
			<td style="width:229px;">20011160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium bicarbonate&#160;</td>
			<td style="width:425px;">Vetec</td>
			<td style="width:229px;">v900182-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Methylene Blue Hydrate</td>
			<td style="width:425px;">TCI</td>
			<td style="width:229px;">M0501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hydrochloric acid</td>
			<td style="width:425px;">Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd</td>
			<td style="width:229px;">10011008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">Sea Salts</td>
			<td>Instant Ocean</td>
			<td style="width:229px;">SS15-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pipetter</td>
			<td style="width:425px;">Fisherbrand</td>
			<td style="width:229px;">13-675M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">Controlled Drop Pasteur Pipet</td>
			<td style="width:425px;">Fisherbrand</td>
			<td style="width:229px;">13-678-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">Microscope</td>
			<td style="width:425px;">OLYMPUS</td>
			<td style="width:229px;">SZ61</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Biochemical incubator</td>
			<td>Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.</td>
			<td>LRH-250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3D printer</td>
			<td>UnionTech</td>
			<td>Lite600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Photosensitive resin</td>
			<td>UnionTech</td>
			<td>UTR9000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vacuum pump</td>
			<td>Shanghai Yukang Scientific Instrument Co., Ltd.</td>
			<td>SHB-IIIA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">Adhesive PCR Plate Seals</td>
			<td style="width:425px;">Solarbio</td>
			<td style="width:229px;">YA0245</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">96 well plate</td>
			<td style="width:425px;">Costar</td>
			<td style="width:229px;">3599</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">Multi 8-channel pipette 30 - 300 &#956;l</td>
			<td style="width:425px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:229px;">3122000.051</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">Compressed Gas Duster</td>
			<td style="width:425px;">Shanghai Zhantu Chemical Co., Ltd.</td>
			<td style="width:229px;">ST1005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">DI Water</td>
			<td style="width:425px;">Thermo</td>
			<td style="width:229px;">GenPure Pro UV/UF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">Drying oven</td>
			<td style="width:425px;">Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.</td>
			<td style="width:229px;">BPG-9106A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:475px;">System water</td>
			<td style="width:425px;"></td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td style="width:429px;">Water out of the facility&#8217;s water system</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:475px;">Egg water</td>
			<td style="width:425px;"></td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td style="width:429px;">Dilute 60mg &#8220;Instant Ocean&#8221; sea salts and 0.25 mg/L methylene blue in 1 L DI water</td>
		</tr>
		<tr height="116">
			<td height="116" style="height:116px;width:475px;">Holtfreter&#8217;s solution</td>
			<td style="width:425px;"></td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td style="width:429px;">Dissolve 7.0 g Sodium chloride (NaCl), 0.4 g Sodium bicarbonate (NaHCO3), 0.1 g Potassium Chloride (KCl), 0.235 g Calcium chloride (CaCl2.2H2O) in 1.9 L DI water. Adjust pH to 7 using HCl and adjust volume to 2 L using Di water</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a 3-dimensional (3d)-printed template for high throughput zebrafish embryo arraying

Sebrafisk er en globalt anerkjent ferskvann organisme brukes ofte i utviklingsbiologi, miljømessige toksikologi og menneskelig sykdom relatert forskningsfelt. Takket være sin unike funksjoner, inkludert store fruktbarhet, fosteret gjennomskinnelighet, rask og samtidig utvikling, etc., sebrafisk embryo brukes ofte til storskala toksisitet vurdering av kjemikalier og narkotika/sammensatte screening. En typisk screening prosedyre innebærer voksen sebrafisk gyting embryo utvalg og stiller opp embryoene til flere bra plater. Derfra embryoer er utsatt for eksponering og toksisitet av kjemiske eller effektiviteten av narkotika/forbindelser kan evalueres relativt raskt basert på fenotypiske observasjoner. Blant disse prosessene er embryo stiller opp en av de mest tidkrevende og arbeidskrevende trinnene som begrenser gjennomstrømmingsnivået. I denne protokollen presenterer vi en innovativ tilnærming som gjør bruk av en 3D-trykt arraying mal kombinert med vakuum manipulasjon å fremskynde dette arbeidskrevende trinnet. Protokollen her beskriver utformingen av malen arraying, detaljert eksperimentelle oppsett og fremgangsmåte, etterfulgt av representant resultater. Når implementert, bør dette være nyttig i en rekke forskning programmer bruker sebrafisk embryo som tester fag.

Figur 3 viser en typisk 3D-trykt arraying mal. Denne malen bruker fotosensitive harpiks som råvare og ble laget av en 3D-skriver; et lag med sort maling ble brukt til å gi en bedre kontrast til fargen på embryoer. Plasseringen av 96 brønner (12 av 8) ble designet for å passe med en standard 96-brønns plate. Tilsvarende 384 (24 av 16) godt mal kan også være utformet og fabrikasjon benytter samme metode. På oppsiden kammer var litt større enn en stand...

Watch this Scientific Journal Video about A 3-dimensional 3D-printed Template for High Throughput Zebrafish Embryo Arraying at JoVE.com

A 3-dimensional 3D-printed Template for High Throughput Zebrafish Embryo Arraying

Her presenterer vi en protokoll å design og dikte en sebrafisk embryoet stiller opp mal, etterfulgt av en detaljert prosedyre på bruken av slike mal for høy gjennomstrømning sebrafisk embryoet stiller opp i en 96-brønns plate.

En 3-dimensjonale (3D)-skrevet mal for høy gjennomstrømning sebrafisk Embryo stiller opp

The zebrafish is a globally recognized fresh water organism frequently used in developmental biology, environmental toxicology, and human disease related ...

Research

JoVE Journal

Environment

A 3-dimensional (3D)-printed Template for High Throughput Zebrafish Embryo Arraying

Determination of Microbial Extracellular Enzyme Activity in Waters, Soils, and Sediments using High Throughput Microplate Assays

Fastsettelse av Microbial Ekstracellulær enzymaktivitet i Waters, jord og sedimenter ved hjelp av høy gjennomstrømming for mikro Analyser

Much of the nutrient cycling and carbon  processing in natural environments occurs through the activity of extracellular  enzymes released by ...

High-throughput Fluorometric Measurement of Potential Soil Extracellular Enzyme Activities

Høy gjennomstrømming Fluorometrisk Måling av mulig Jord Ekstracellulære enzymaktivitet

Microbes in soils and other environments produce extracellular enzymes to depolymerize and hydrolyze organic macromolecules so that they can be ...

Optimized Negative Staining: a High-throughput Protocol for Examining Small and Asymmetric Protein Structure by Electron Microscopy

Optimalisert negativ farging: en High-throughput Protokoll for Undersøke Liten og Asymmetric Protein struktur ved elektronmikroskopi

Structural determination of proteins is rather challenging for proteins with molecular masses between 40 - 200 kDa. Considering that more than half of ...

Semi-High Throughput Screening for Potential Drought-tolerance in Lettuce (Lactuca sativa) Germplasm Collections

Semi-High Throughput Screening for Potential Drought-tolerance in Lettuce Lactuca sativa Germplasm Collections

Semi-High throughput screening for Potential Tørke-toleranse i Salat (<em&gt; Lactuca sativa</em&gt;) genmateriale samlinger

This protocol describes a method by which a large collection of the leafy green vegetable lettuce (Lactuca sativa L.) germplasm was screened for likely ...

High-throughput Screening of Recalcitrance Variations in Lignocellulosic Biomass: Total Lignin, Lignin Monomers, and Enzymatic Sugar Release

Høy gjennomstrømming Screening av recalcitrance Variasjoner i lignocellulose Biomasse: Total Lignin, lignin Monomers, og Enzymatisk Sugar Slipp

The conversion of lignocellulosic biomass to fuels, chemicals, and other commodities has been explored as one possible pathway toward reductions in the ...

RGB and Spectral Root Imaging for Plant Phenotyping and Physiological Research: Experimental Setup and Imaging Protocols

RGB og Spectral rot bildebehandling for anlegget Phenotyping og fysiologiske forskning: eksperimentelle oppsett og Imaging protokoller

Better understanding of plant root dynamics is essential to improve resource use efficiency of agricultural systems and increase the resistance of crop ...

Basic Research in Plasma Medicine - A Throughput Approach from Liquids to Cells

Grunnleggende forskning i Plasma medisin - en gjennomstrømning tilnærming fra væske til celler

In plasma medicine, ionized gases with temperatures close to that of vertebrate systems are applied to cells and tissues. Cold plasmas generate reactive ...

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize (Zea mays L.)

High-throughput, Microscale Protocol for the Analysis of Processing Parameters and Nutritional Qualities in Maize Zea mays L.

Høy gjennomstrømming, Mikroskala protokollen for analyse av behandling parametere og ernæringsmessige egenskaper i mais (Zea mays L.)

Maize is an important grain crop in the United States and worldwide. However, maize grain must be processed prior to human consumption. Furthermore, whole ...

Single-throughput Complementary High-resolution Analytical Techniques for Characterizing Complex Natural Organic Matter Mixtures

Enkelt gjennomstrømming komplementære høyoppløselig analytiske teknikker for å karakterisere komplekse naturlig organisk materiale blandinger

Natural organic matter (NOM) is composed of a highly complex mixture of thousands of organic compounds which, historically, proved difficult to ...

Evaluation of the Productivity of Social Wasp Colonies (Vespinae) and an Introduction to the Traditional Japanese Vespula Wasp Hunting Technique

Evaluation of the Productivity of Social Wasp Colonies Vespinae and an Introduction to the Traditional Japanese Vespula Wasp Hunting Technique

Evaluering av produktiviteten i sosiale veps kolonier (Vespinae) og en introduksjon til den tradisjonelle japanske Vespula veps jakt Technique

For vespine wasps, colony productivity is typically estimated by counting the number of larval cells. This paper presents an improved method that enables ...