Name: Författare Spotlight: Utveckling av bio-hybrid AFM-konsoler för kvantitativ analys av myggbitningsmekanismer
Uploaded: 2024-04-26T14:40:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Author Spotlight: Development of Bio-Hybrid AFM Cantilevers for Quantitative Analysis of Mosquito Biting Mechanisms at JoVE.com

Författarna erkänner finansieringsstödet från Kanadas New Frontiers in Research Fund (NFRF), Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) Discovery-program och Fonds de Recherche du Québec Nature et Technologies (FRQNT) masterutbildningsstipendier. Författarna vill också tacka Prof. Yaoyao Zhaos grupp på McGill för deras tekniska stöd för 3D-utskrift av vissa komponenter.

Den myggart som används för detta protokoll är en oinfekterad vuxen hona Aedes aegypti (A. aegypti), som fryses och förvaras i en frys med -20 °C. Arten tillhandahölls av NIH/NIAID Filariasis Research Reagens Resource Center för distribution genom BEI Resources, NIAID, NIH: Uninfected Aedes aegypti, Strain Black Eye Liverpool (Frozen), NR-48920. De reagenser och den utrustning som används för studien är listade i materialtabellen.
1. ...

Bio-Hybrid AFM-sond med Mosquito Labrum för att studera bitbeteenden

<ol>
	<li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+vector+control+response+2017&#8211;2030.">Global vector control response 2017&#8211;2030.</a> World Health Organization. , (2017).</li><li>Gurera, D., Bhushan, B., Kumar, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lessons+from+mosquitoes&#8217;+painless+piercing.">Lessons from mosquitoes&#8217; painless piercing.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 84, 178-187 (2018).</li><li>Ma, G., Wu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microneedle,+bio-microneedle+and+bio-inspired+microneedle:+A+review.">Microneedle, bio-microneedle and bio-inspired microneedle: A review.</a> Journ of Contr Relea. 251, 11-23 (2017).</li><li>Kong, X., Wu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micronano+structure+and+mechanics+behavior+of+mosquito&#8217;s+proboscis+biomaterials+with+applications+to+microneedle+design.">Micronano structure and mechanics behavior of mosquito&#8217;s proboscis biomaterials with applications to microneedle design.</a> Advan Mater Res. 299-300, 376-379 (2011).</li><li>Li, A. D. R., Putra, K. B., Chen, L., Montgomery, J. S., Shih, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mosquito+proboscis-inspired+needle+insertion+to+reduce+tissue+deformation+and+organ+displacement.">Mosquito proboscis-inspired needle insertion to reduce tissue deformation and organ displacement.</a> Sci Rep. 10 (1), 12248 (2020).</li><li>Meyer, E., Hug, H. J., Bennewitz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Introduction+to+Scanning+Probe+Microscopy.">Introduction to Scanning Probe Microscopy.</a> Scanning Probe Microscopy. 1, 1-13 (2004).</li><li>Garc&#237;a, R., Per&#233;z, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+atomic+force+microscopy+methods.">Dynamic atomic force microscopy methods.</a> Surf Sci Rep. 47 (6), 197-301 (2002).</li><li>Thurner, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic+force+microscopy+and+indentation+force+measurement+of+bone.">Atomic force microscopy and indentation force measurement of bone.</a> WIREs Nanomed and Nanobio. 1 (6), 624-649 (2009).</li><li>M&#252;ller, D. J., Dufr&#234;ne, Y. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic+force+microscopy+as+a+multifunctional+molecular+toolbox+in+nanobiotechnology.">Atomic force microscopy as a multifunctional molecular toolbox in nanobiotechnology.</a> Nat Nanotech. 3 (5), 261-269 (2008).</li><li>Hussain, D., Ahmad, K., Song, J., Xie, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+the+atomic+force+microscopy+for+-critical+dimension+metrology.">Advances in the atomic force microscopy for -critical dimension metrology.</a> Meas Sci Technol. 28 (1), 012001 (2017).</li><li>Kong, X. Q., Wu, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mosquito+proboscis:+An+elegant+biomicroelectromechanical+system.">Mosquito proboscis: An elegant biomicroelectromechanical system.</a> Phys Rev E. 82 (1), 011910 (2010).</li><li>Kong, X. Q., Wu, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+and+prediction+of+insertion+force+for+the+mosquito.">Measurement and prediction of insertion force for the mosquito.</a> J Bionic Eng. 6 (2), 143-152 (2009).</li><li>Ramasubramanian, M. K., Barham, O. M., Swaminathan, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics+of+a+mosquito+bite+with+applications+to+microneedle+design.">Mechanics of a mosquito bite with applications to microneedle design.</a> Bioinspir Biomim. 3 (4), 046001 (2008).</li><li>Dai, G., 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=Nanoscale+surface+measurements+at+sidewalls+of+nano-+and+micro-structures.">Nanoscale surface measurements at sidewalls of nano- and micro-structures.</a> Measur Sci and Technol. 18 (2), 334-341 (2007).</li></ol>

Steg 1 i protokollet är avsett att rengöra det biologiska provet från det oönskade labiumet. För att uppnå detta görs ett snitt på labium, men inte på fascikeln, som vilar direkt under labium (Figur 1). Eftersom fascikeln och labiumet inte är sammanfogade vid sitt gränssnitt (dvs. labium är fritt att glida längs fascikeln och hålls endast på plats genom att det fästs vid mygghuvudet), är det utförda snittet avsett att separera en del av labium från myggans huvud, vilket un...

Världshälsoorganisationen (WHO) rapporterade att vektorburna sjukdomar (VBD) står för över 17 % av alla infektionssjukdomar, som orsakar mer än 7 00 000 dödsfall per år globalt. Till exempel, som det dödligaste djuret i världen, sprider myggor många patogener, såsom dengue, malaria och zika, genom bloduppsugande leddjur, vilket resulterar i 700 miljoner infektioner varje år1. Utforskningar mot utvecklingen av effektiva åtgärder för att förhindra VBD är av avgörande betydelse, inklusive att efterlikna myggors penetrationsbeteenden för att undersöka deras bitmekanismer och studier av potentiella hinder för att bevisa deras effektivitet när det gäller att förhindra penetration. En viktig utmaning är att utveckla lämpliga metoder för att utföra sådana undersökningar. Ansträngningar har gjorts i litteraturen, inklusive utvecklingen av nålar i mikroskala som liknar geometrin hos en myggsticka; Men många av de material som används för att tillverka dessa mikronålar (dvs. viskoelastiska material2, kisel (Si), glas, keramik3, etc.) har andra mekaniska egenskaper än det biologiska materialet i myggans snabel. De konstruerade materialen kan vara spröda och benägna att spricka och buckla 3,4, medan myggans snabel tål brott eller buckling bättre4. Fördelen med att ha en biohybridsond som använder labrum från en mygga istället för konstruerade material är att det kan vara en mer exakt representation av myggors genomträngande mekanism. Dessutom måste specialverktyg integreras med mikronålar för att utföra kvantitativa studier, såsom noggrann mätning av kraft5, vilket inte är lätt att uppnå med anpassade uppställningar med hjälp av konstruerade mikronålar.
Atomkraftsmikroskopi (AFM)-baserad metod är lovande genom att den fungerar genom att använda en utskjutande med en ultrafin spets som är noggrant placerad nära ett provs yta. Spetsen kan antingen skanna över eller pressas mot/in i en yta, och uppleva varierande attraktiva eller repulsiva krafter på grund av dess interaktioner med ett prov6. Dessa interaktioner leder till konsolens avböjning, som spåras genom reflektionen av en laserstråle från konsolens topp på en fotodetektor6. Systemets exceptionella känslighet för rörelse gör det möjligt för AFM att utföra ett brett spektrum av mätningar, inklusive men inte begränsat till morfologisk kartläggning med pikometernoggrannhet, kraftmätningar som sträcker sig från pikonewton till mikronewton och omfattande multifysikundersökningar7. Till exempel kan AFM-fördjupningar utföras för att exakt bedöma svaret på den applicerade kraften hos ett prov och även för att mäta hårdheten, elasticiteten och andra mekaniska egenskaper hos ett prov genom koppling till lämpliga analytiska modeller8. AFM:s sond är oftast gjord av kisel (Si) eller kiselnitrid (Si3N4)8 med en längd på 20-300 μm9 och en spetsradie i storleksordningen flera till tiotals nanometer10. Spetsradien i nanometerskala kan vara idealisk för applikationer som högupplöst avbildning; Den har dock inte egenskaperna hos biologiska stingers för studier som försöker efterlikna penetrationsbeteenden när det gäller styvhet, radie, form och bildförhållande. Till exempel är mikronålsstrukturen hos en mygga fascikeln, som har ett bildförhållande på ~6011 (längd ~1,5 mm till 2 mm; diameter ~30 μm)12. Även om en konventionell AFM-sond kan antas likna en biologisk gadd som ett labrum, kommer dess distinkta materialegenskaper och dimensioner inte att återspegla den verkliga situationen under ett bett.
För att möjliggöra kvantitativa undersökningar av penetrationsbeteenden som efterliknar biologiska bett hos insekter eller andra djur med gaddar, utvecklas här en process för att tillverka bio-hybrid AFM-konsoler med en biologisk gadd som spets. Som en fallstudie demonstrerades framgångsrikt en AFM-konsol med en mygglabrumsspets fäst. Genom att utnyttja befintlig information från litteratur om de typiska införingskrafter som en mygga använder för att tränga igenom offrets hud12,13, kan denna biohybrida AFM-konsol potentiellt möjliggöra nästan verklig härmning av myggbett under en vanlig AFM. Protokollet för att utnyttja mikrobiologiska stingers för att tillverka biohybrida AFM-konsoler kan också tillämpas på utvecklingen av andra vassa stinger-baserade biohybrid AFM-konsoler för kvantitativa undersökningar av en mängd olika bitmekanismer.
Terminologier En schematisk bild av en snabel och dess komponenter av intresse visas i figur 1, och deras definitioner är (1) SNABEL: en kroppsdel från munnen på en mygga som gör att myggan kan äta sig själv, med en kärna-skalstruktur som består av fascikeln (kärnan) och blygdläppet (skalet), (2) Labium: det mörka och trubbiga yttre höljet av en snabel2, (3) Fascikel: en grupp smala nålar som finns inuti labium, inklusive två maxillae, två underkäkar, en hypofarynx och ett labrum2, (4) Hypofarynx: ansvarig för att utsöndra saliv i värdens blodomlopp2, (5) Maxillae: tandad medlem som hjälper till med matningsmekanismen2, (5) Underkäkar: liknar överkäken, de hjälper myggan i matningsmekanismen och har en vass spets2, (6) Labrum: den huvudsakliga medlemmen för att penetrera huden på ett offer, som är mycket större än överkäkarna, underkäkarna och hypofarynx. Den har också sensoriska strukturer som gör att den kan hitta blodkärl och inre kanaler under huden2, (7) Manipulator: en enhet med tre frihetsgrader och mikronskala noggrannhet för positionering, vilket möjliggör rörelse i XYZ-riktningar, (8) Klämaggregat: en specialtillverkad 2-delad klämma monterad på manipulatorn som används för att klämma fast den spetslösa AFM-konsolen under experimentet.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&#160;5-SA-SE Straight Tapered Ultra Fine-Pointed Tweezers</td>
			<td>Excelta</td>
			<td>N/A</td>
			<td>For manipulating/dissecting the proboscis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C-4D Probe station</td>
			<td>Everbeing Int&#8217;l Corp&#160;</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Used for AFM assembly.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tipless Tapping Mode Cantilever</td>
			<td>NanoAndMore USA</td>
			<td>TL-NCH</td>
			<td>AFM cantilever used for mounting the labrum. 
			Specs are shown here: 
			 
			Shape: Beam 
			Force Constant: 42 N/m (10 - 130 N/m) 
			Resonance Frequency: 330 kHz (204 - 497 kHz) 
			Length: 125 &#181;m (115 - 135 &#181;m) 
			Width: 30 &#181;m (22.5 - 37.5 &#181;m) 
			Thickness: 4 &#181;m ( 3 - 5 &#181;m)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV Expoxy</td>
			<td>Let&#39;s resin</td>
			<td>ALR00146</td>
			<td>For stinger attachment.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

development of a bio-hybrid mosquito stinger-based atomic force microscopy probe

Myggor, som är ökända som de dödligaste djuren för människor på grund av deras förmåga att överföra sjukdomar, utgör en ständig utmaning för folkhälsan. Den primära förebyggande strategi som för närvarande används involverar kemiska avskräckningsmedel, som ofta visar sig vara ineffektiva eftersom myggor snabbt utvecklar resistens. Därför är det viktigt att uppfinna nya förebyggande metoder. En sådan utveckling är beroende av en grundlig förståelse för myggbitningsbeteenden, vilket kräver en experimentell uppställning som exakt replikerar faktiska bitningsscenarier med kontrollerbara testparametrar och kvantitativa mätningar. För att överbrygga denna klyfta konstruerades en biohybrid atomkraftsmikroskopi (AFM), med en biologisk gadd - specifikt en mygglabrum - som spets. Denna biohybridsond, som är kompatibel med vanliga AFM-system, möjliggör en nästan autentisk simulering av myggors penetrationsbeteende. Denna metod markerar ett steg framåt i den kvantitativa studien av bitmekanismer, vilket potentiellt kan leda till skapandet av effektiva barriärer mot vektorburna sjukdomar (VBD) och öppna nya vägar i kampen mot myggöverförda sjukdomar.

World Health Organization (WHO) reported that vector-borne diseases (VBDs) account for over 17% of all infectious diseases, which cause more than 7,00,000 deaths per year globally. For example, as the deadliest animal in the world, mosquitoes spread numerous pathogens, such as dengue, malaria, and Zika, through blood-feeding arthropods, resulting in 700 million infections each year1. Explorations toward the development of effective measures to prevent VBDs are of crucial importance, including mimicking the penetration behaviors of mosquitoes to investigate their biting mechanisms and studies of potential barriers to prove their efficacy in preventing penetration. One key challenge is to develop proper approaches to perform such investigations. Efforts have been made in the literature, including the development of micro-scale needles that resemble the geometry of a mosquito stinger; however, many of the materials used to make these microneedles (i.e., viscoelastic materials2, silicon (Si), glass, ceramic3, etc.) have different mechanical properties than the biological material of the mosquito&#39;s proboscis. The engineered materials can be brittle and prone to fracture and buckling3,4, whereas the mosquito&#39;s proboscis can withstand fracture or buckling better4. The benefit of having a bio-hybrid probe using the labrum of a mosquito instead of engineered materials is that it can be a more accurate representation of the piercing mechanism of mosquitoes. Also, specialized tools must be integrated with micro needles to perform quantitative studies, such as the accurate measurement of force5, which is not easily achievable with customized setups using engineered microneedles.
Atomic force microscopy (AFM)-based approach is promising in that it operates by employing a cantilever with an ultra-fine tip that is carefully positioned close to a sample&#39;s surface. The tip can either scan across or be pressed towards/into a surface, experiencing varying attractive or repulsive forces due to its interactions with a sample6. These interactions lead to the cantilever&#39;s deflection, which is tracked by the reflection of a laser beam from the cantilever&#39;s top onto a photodetector6. The exceptional sensitivity to movement of the system enables AFM to conduct a diverse range of measurements, including but not limited to morphological mapping with picometer accuracy, force measurements ranging from piconewtons to micronewtons, and comprehensive multiphysics investigations7. For example, AFM indentations can be performed to precisely assess the response to the applied force of a sample and also to measure the hardness, elasticity, and other mechanical properties of a sample by coupling with appropriate analytical models8. The probe of the AFM is most commonly made of silicon (Si) or silicon nitride (Si3N4)8 with a length of 20-300 &#181;m9 and a tip radius on the order of several to tens of nanometers10. The nanometer scale tip radius can be ideal for applications such as high-resolution imaging; however, it does not possess the characteristics of biological stingers for studies that try to mimic penetration behaviors in terms of stiffness, radius, shape, and aspect ratio. For example, the microneedle structure of a mosquito is the fascicle, which has an aspect ratio of ~6011 (length ~1.5 mm to 2 mm; diameter ~30 &#181;m)12. While a conventional AFM probe can be assumed to resemble a biological stinger like a labrum, its distinct material properties and dimensions will not reflect the real situation during a bite.
To enable quantitative investigations of penetration behaviors mimicking biological bites of insects or other animals with stingers, here, a process to fabricate bio-hybrid AFM cantilevers with a biological stinger as its tip is developed. As a case study, an AFM cantilever with a mosquito labrum&#39;s tip attached was successfully demonstrated. Harnessing existing information from literature on the typical insertion forces that a mosquito uses to pierce through a victim&#39;s skin12,13, this bio-hybrid AFM cantilever can potentially allow near-real mimicry of mosquito bites under a regular AFM. The protocol of leveraging micro biological stingers to fabricate bio-hybrid AFM cantilevers can also be applied to the development of other sharp stinger-based biohybrid AFM cantilevers for quantitative investigations of a variety of biting mechanisms.
Terminologies 
A schematic of a proboscis and its components of interest are shown in Figure 1, and their definitions are (1) Proboscis: a body part from the mouth of a mosquito that allows the mosquito to feed itself, with a core-shell structure composed of the fascicle(core) and the labium(shell), (2) Labium: the dark and blunt outer cover of a proboscis2, (3) Fascicle: a group of slender needles contained inside of the labium, including two maxillae, two mandibles, a hypopharynx, and a labrum2, (4) Hypopharynx: responsible for secreting saliva into the host&#39;s bloodstream2, (5) Maxillae: serrated member assisting in the feeding mechanism2, (5) Mandibles: similar to the maxilla, they help the mosquito in the feeding mechanism and have a sharp tip2, (6) Labrum: the main member for penetrating the skin of a victim, which is much bigger than the maxillae, mandibles and hypopharynx. It also has sensory structures that allow it to find blood vessels and internal channels under the skin2, (7) Manipulator: an assembly with three degrees of freedom and micron-scale accuracy for positioning, allowing movement in XYZ directions, (8) Clamp assembly: a custom-made 2-part clamp mounted to the manipulator used to clamp the tipless AFM cantilever during the experiment.

Författare Spotlight: Utveckling av bio-hybrid AFM-konsoler för kvantitativ analys av myggbitningsmekanismer

Utveckling av en bio-hybrid mygg Stinger-baserad atomkraftsmikroskopisond

We're looking to develop an AFM cantilever to potentially quantitatively study the biting mechanisms of the mosquito. Our protocol offers a new method for creating accurate, controllable, and reliable AFM probes in order to study animal biting or stinging processes. Our protocol aims at accurately simulating the animal biting process, causing current methodologies to either be uncontrollable, unreproducible in a reliable manner, or in certain cases completely inaccurate.The impact of our work is twofold. The first, we create a protocol that enables other researchers to fabricate their own custom bio-hybrid AFM cantilevers. Secondly, our work paves the way for creating other protocols that merge testing systems with biological material for creating more realistic testing scenarios.

Svepelektronmikroskopibilder (SEM) av den tillverkade bio-hybrid AFM-sonden finns i figur 7. Änden av labrum limmades framgångsrikt på den spetslösa utskjutande balken. På grund av den naturliga krökningen av myggstingers och den manuella driften av det presenterade protokollet är det extremt svårt att få en fribärande med en stingerspets perfekt vinkelrät mot utskjutaren. Den förskjutna vinkeln mellan stingern och en imaginär mittlinje vinkelrät mot utskjutaren är vanligtvis ...

Watch this Scientific Journal Video about Author Spotlight: Development of Bio-Hybrid AFM Cantilevers for Quantitative Analysis of Mosquito Biting Mechanisms at JoVE.com

Kvantitativa och kontrollerade undersökningar av insekters bitbeteenden är avgörande för att utforma effektiva strategier för att bekämpa vektorburna sjukdomar. I detta sammanhang introduceras en metod för att tillverka en bio-hybrid atomkraftsmikroskopi (AFM) sond.

Mosquitoes, notorious as the deadliest animals to humans due to their capacity to transmit diseases, pose a persistent challenge to public health. The ...

Vi vill utveckla en AFM-konsol för att potentiellt kvantitativt studera myggans bitmekanismer. Vårt protokoll erbjuder en ny metod för att skapa exakta, kontrollerbara och tillförlitliga AFM-sonder för att studera djurs bitande eller stickande processer. Vårt protokoll syftar till att exakt simulera djurets bitningsprocess, vilket gör att nuvarande metoder antingen är okontrollerbara, omöjliga att reproducera på ett tillförlitligt sätt eller i vissa fall helt felaktiga.Effekten av vårt arbete är tvåfaldig. Den första skapar vi ett protokoll som gör det möjligt för andra forskare att tillverka sina egna anpassade bio-hybrid AFM-konsoler. För det andra banar vårt arbete väg för att skapa andra protokoll som sammanfogar testsystem med biologiskt material för att skapa mer realistiska testscenarier.

development-bio-hybrid-mosquito-stinger-based-atomic-force-microscopy

Research

JoVE Journal

Engineering

Development of a Bio-Hybrid Mosquito Stinger-Based Atomic Force Microscopy Probe

Mosquitoes, notorious as the deadliest animals to humans due to their capacity to transmit diseases, pose a persistent challenge to public health. The primary prevention strategy currently in use involves chemical repellents, which often prove ineffective as mosquitoes rapidly develop resistance. Consequently, the invention of new preventive methods is crucial. Such development hinges on a thorough understanding of mosquito biting behaviors, necessitating an experimental setup that accurately replicates actual biting scenarios with controllable testing parameters and quantitative measurements. To bridge this gap, a bio-hybrid atomic force microscopy (AFM) probe was engineered, featuring a biological stinger - specifically, a mosquito labrum - as its tip. This bio-hybrid probe, compatible with standard AFM systems, enables a near-authentic simulation of mosquito penetration behaviors. This method marks a step forward in the quantitative study of biting mechanisms, potentially leading to the creation of effective barriers against vector-borne diseases (VBDs) and opening new avenues in the fight against mosquito-transmitted illnesses.

Quantitative and controlled investigations into insect biting behaviors are crucial for devising effective strategies to combat vector-borne diseases. In this context, a method for fabricating a bio-hybrid atomic force microscopy (AFM) probe is introduced.