La morphologie de poils absorbants d’Arabidopsis semis dans une bicouche Microfluidic plateforme d’imagerie

Résumé

Cet article montre comment la culture de semis de Arabidopsis thaliana en une plate-forme microfluidique de deux couches qui confine la racine principale et les poils absorbants pour un seul plan optique. Cette plate-forme peut être utilisée pour l’imagerie optique en temps réel de la morphologie de racines fines aussi bien en ce qui concerne l’imagerie haute résolution par d’autres moyens.

Résumé

Poils absorbants augmentent la surface racinaire pour une meilleure absorption de l’eau et l’absorption des nutriments par la plante. Parce qu’ils sont de petite taille et souvent masquée par leur environnement naturel, fonction et morphologie des poils absorbants sont difficiles à étudier et souvent exclus de la recherche sur les plantes. Ces dernières années, les plateformes microfluidiques ont offert un moyen de visualiser le système racinaire à haute résolution sans déranger les racines lors du transfert d’un système d’imagerie. La plate-forme microfluidique présentée ici s’appuie sur des recherches antérieures de plante-on-a-chip en incorporant un dispositif deux couches pour confiner la racine principale de l’Arabidopsis thaliana au même plan optique comme les poils absorbants. Cette conception permet la quantification des poils absorbants sur un téléphone cellulaire et organelle niveau et également empêche l’axe z à la dérive lors de l’ajout de traitements expérimentaux. Nous décrivons comment stocker les appareils dans une ambiance confinée et hydratée, sans la nécessité pour les pompes fluidiques, tout en maintenant un environnement gnotobiotiques pour le semis. Après l’expérience d’imagerie optique, l’appareil peut être démonté et utilisé comme substrat pour la force atomique ou la microscopie électronique à balayage tout en gardant les structures fines racines intactes.

Introduction

Caractéristiques de radicelles augmentent l’eau et l’acquisition de nutriments pour la plante, explorer de nouveaux espaces de sol et d’accroître la superficie totale des racines. Le chiffre d’affaires de ces fonctionnalités de radicelles joue un rôle important dans la stimulation de l' underground chaîne alimentaire¹ et le nombre de racines fines dans certaines espèces de plantes est devrait doubler en dioxyde de carbone atmosphérique élevé². Les radicelles sont généralement définis comme ceux inférieurs à 2 mm de diamètre, bien que les nouvelles définitions préconisent pour caractériser les racines fines par leur fonct....

Protocole

1. deux-couche Fabrication de plate-forme

1. Fabrication des maîtres multicouches
   1. Spin manteau à base d’époxy de résine photosensible négative (~63.45% solides, 1 250 cSt) selon les spécifications du fabricant (2 000 tr/min 45 s) sur une plaquette de silicium de diamètre de 4 pouces pour obtenir la hauteur souhaitée de 20 µm pour la première couche de conception.
   2. Soft-cuire les gaufres resist couché pendant 4 min à 95 ° C. Permettre la plaquette refroidir pour 5 min. exposer la plaquette aux UV pour 15 s (~ 150 mJ/cm² à 365 nm) à travers un photomasque dans un UV contact aligneur pour définir la géométrie de ....

Résultats

La microfluidique PDMS diploblastique décrits ici ont un canal élevé de 200 µm pour la racine principale d’Arabidopsis et une chambre haute de 20 µm à confiner latéralement de plus en plus les poils (Figure 1 a). Cette conception peut être utilisée pour les espèces de plantes avec un diamètre racine semblable comme Arabidopsis thaliana et peut être facilement modifiée pour tenir compte des espèces de différentes tailles. La concepti.......

Discussion

La méthode décrite dans cet article pour la création d’une plate-forme centrale-on-a-chip est unique car les deux couches design confins les poils absorbants pour un seul plan d’imagerie et de la plate-forme peut être déconstruits et utilisés comme substrat pour l’imagerie non optiques de haute résolution . Imagerie non optiques à haute résolution peut fournir des informations précieuses sur le tissu de la plante qui ne peut pas être obtenu de l’imagerie optique seul. Par exemple, l’imagerie AFM peut fournir des mesures .......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Plaquette de silicium	WRS Matériaux	100 mm de diamètre, épaisseur 500-550um, Prime, résistivité 10-20, N/Phos< 100>
Quintel Contact Aligner	Neutronix Quintel Corp	NXQ 7500 Mask Aligner
Microscope fluorescent	Nikon	Eclipse Ti-U
tissu de laboratoire	Kimberly Clark	Kimwipe KIMTECH SCIENCE Marque, 34155
Negative Photoresist Epoxy	Microchem	SU-8 2000s series
Photoresist developer	Microchem	Su-8 développeur
trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluoro-octyl)silane	Sigma Aldrich		utilisation dans le capot chimique
Air Plasma Cleaner	Harrick Plasma
PDMS	Dow Corning	Sylgard 184 Base d’élastomère
PDMS agent de durcissement	Dow Corning	Sylgard 184 Agent
de durcissement de l’élastomère de siliconeDessicator	Bel-Art	F42010-000
Scalpel	X-acto couteau
Biopsie Punch	Ted Pella	15110-15
Ruban adhésif	Agrafes	Invisible Tape
Tube Microfuge	Eppendorf
Triton X	J.T.Baker XI98-07
Bleach	Chlorox	Milieux concentrés
base de plantes	Phyto Technology Laboratories	M524
Agar	Teknova	A7777
Film de cire	Microscope parafilm
	Olympus	IX51
Microscope à force atomique	Keysight Technologies	5500 PicoPlus AFM
Boîte de Pétri	VWR
Microscope électronique à balayage	JEOL	7400
Évaporateur à faisceau d’électrons à double pistolet	Thermionics	Système d’évaporation à double pistolet à électrons personnalisé

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