انجذاب كهربي المستندة ميكروفلويديك للتحليل الكمي بناء على الطلب<em> انواع معينة ايليجانس</em> 'تنقل
Summary
وهناك طريقة الصغرى الكهربائية فلويديك شبه الآلي للحث تنقل على الطلب في<em> انواع معينة ايليجانس</em> يوصف. ويستند هذا الأسلوب على هذه الظاهرة الفيزيولوجية العصبية من الديدان الاستجابة لمجالات كهربائية خفيفة ("انجذاب كهربي") داخل قنوات ميكروفلويديك. يقدم ميكروفلويديك انجذاب كهربي باعتبارها وحساسة، تقنية السريع منخفضة التكلفة، وقابلة للكشف عن العوامل التي تؤثر على صحة الخلايا العصبية.
Abstract
في انواع معينة ايليجانس الخيطية هو النموذج الحي تنوعا للبحوث الطبية الحيوية بسبب صيانته من الجينات ذات الصلة بالمرض والممرات وكذلك سهولة زراعة. عدة C. وقد تم الإبلاغ عن نماذج مرض ايليجانس، بما في ذلك الاضطرابات العصبية مثل مرض باركنسون (PD)، والذي ينطوي على انحطاط الدوبامين (DA) الخلايا العصبية 1. وقد استخدمت كل من الجينات المحورة والمواد الكيميائية أعصاب للحث DA تنكس عصبي وعيوب حركة يترتب على ذلك في الديدان، والسماح لتحقيقات في أساس تنكس عصبي وشاشات للجينات الأعصاب ومركبات 2،3.
شاشات في أقل حقيقيات النوى مثل C. توفير ايليجانس وسيلة فعالة واقتصادية لتحديد المركبات والجينات التي تؤثر على إشارات العصبية. وعادة ما يتم تنفيذ الشاشات التقليدية يدويا وسجل عن طريق التفتيش البصري، وبالتالي، فهي المرة الجدد uming وعرضة للأخطاء البشرية. بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم التركيز على تحليل المستوى الخلوي في حين تجاهل الحركة والتي هي معلمة أهمية خاصة بالنسبة للاضطرابات الحركة.
لقد قمنا بتطوير نظام الفرز ميكروفلويديك رواية (الشكل 1) الذي يتحكم والكمي C. تنقل ايليجانس 'باستخدام المحفزات الحقل الكهربائي داخل microchannels. لقد أظهرنا أن تيارا الميداني المباشر (DC) يمكن أن تحفز بقوة على الطلب تحرك نحو القطب السالب ("انجذاب كهربي") 4. عكس قطبية الحقل يسبب الدودة لعكس اتجاهه بسرعة كذلك. لقد أظهرنا أيضا أن العيوب في الخلايا العصبية الحسية الدوبامين وغيرها من تغيير استجابة سباحة 5. ولذلك، شذوذ في إشارة العصبية يمكن تحديدها باستخدام تنقل باعتبارها مقروءة إجراءات المغادرة. استجابة حركة يمكن أن يكون كميا بدقة باستخدام مجموعة من المعلمات مثل سرعة السباحة، هيئة تردد الانحناء والوقت الانعكاس.
<p clasق = "jove_content"> كشفت عملنا أن الاستجابة electrotactic يختلف مع تقدم العمر. على وجه التحديد، والاستجابة الشباب إلى مجموعة أقل من الحقول الكهربائية والتحرك على نحو أسرع مقارنة اليرقات 4. أدت هذه النتائج لنا لتصميم جهاز ميكروفلويديك جديدة لفرز بسلبية الديدان حسب العمر والنمط الظاهري 6.لقد اختبرنا أيضا استجابة من الديدان إلى العاصمة نابض والمتناوب (AC) الحقول الكهربائية الحالية. الحقول DC نابض من دورات العمل المختلفة بشكل فعال انجذاب كهربي ولدت في كلا C. ايليجانس ولها ابن عم C. briggsae 7. في تجربة أخرى، متناظرة حقول AC مع ترددات تتراوح ما بين 1 إلى 3 كيلوهرتز هرتز يجمد الديدان داخل القناة 8.
تنفيذ الحقل الكهربائي في بيئة ميكروفلويديك تمكن التنفيذ السريع والآلي للمقايسة انجذاب كهربي. وعود هذا النهج لتسهيل شاشات الوراثية والكيميائية عالية الإنتاجية لعواملالتي تؤثر على وظيفة الخلايا العصبية وقدرتها على البقاء.
Protocol
Representative Results
Discussion
الاستفادة من هذه الظاهرة السلوكية وصف لأول مرة من قبل غابل والزملاء وبناء على أعمال التلاعب dielectrophoretic من تشوانغ وزملاؤه 11،12، يوفر لنا مقايسة انجذاب كهربي المستندة ميكروفلويديك وسيلة سهلة وقوية وحساسة للتحقيق في نشاط الخلايا العصبية في الديدان باستخدام حركة ك…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
فإن الكتاب أود أن أشكر العلوم الطبيعية والهندسة مجلس البحوث كندا، كندا برنامج كراسي البحث والمعاهد الكندية لأبحاث الصحة، وزارة أونتاريو للبحوث والابتكار من خلال بهم الباحثون المبكر برنامج جائزة للحصول على الدعم المالي.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Acetone | CALEDON Labs | 1200-1-30 | |
| Methanol | CALEDON Labs | 6700-1-30 | |
| Isopropanol | CALEDON Labs | 8600-1-40 | |
| SU-8 | Microchem Corp. | Y131273 | SU-8 100 |
| SU-8 Developer | Microchem Corp. | Y020100 | |
| 92×16 mm Petri dish | Sarstedt | 82.1473.001 | |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | Dow Corning | Contains elastomer base and curing agent | |
| Function generator | Tektronix Inc. | Model AFG3022B | |
| Amplifier | Trek Inc. | Model 2210-CE | |
| Syringe pump | Harvard Apparatus | 70-4506 | Model 11 ELITE |
| Hot plate | Fisher Scientific | 11675916Q | Model HP131725Q |
Riferimenti
- Kuwahara, T., Koyama, A., et al. Familial Parkinson mutant α-synuclein causes dopamine neuron dysfunction in transgenic Caenorhabditis elegans. J. Biol. Chem. 281 (1), 334-340 (2006).
- Kuwahara, T., Koyama, A., et al. A systematic RNAi screen reveals involvement of endocytic pathway in neuronal dysfunction in a-synuclein transgenic. 17 (19), 2997-3009 (2008).
- Su, L. J., Auluck, P. K., et al. Compounds from an unbiased chemical screen reverse both ER-to-Golgi trafficking defects and mitochondrial dysfunction in Parkinson’s disease models. Dis. Model Mech. 3 (3-4), 194-208 (2010).
- Rezai, P., Siddiqui, A., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Electrotaxis of Caenorhabditis elegans in a microfluidic environment. Lab Chip. 10 (2), 220-226 (2010).
- Salam, S., Ansari, A., et al. A microfluidics set up to study neuronal degeneration and identification of neuroprotective compounds in C. elegans. , (2013).
- Rezai, P., Salam, S., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Electrical sorting of Caenorhabditis elegans. Lab Chip. 12 (10), 1831-1840 (2012).
- Rezai, P., Salam, S., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Effect of pulse direct current signals on electrotactic movement of nematodes Caenorhabditis elegans and Caenorhabditis briggsae. Biomicrofluidics. 5 (4), 044116 (2011).
- Rezai, P., Siddiqui, A., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Behavior of Caenorhabditis elegans in alternating electric field and its application to their localization and control. Appl. Phys. Lett. 96 (15), 153702 (2010).
- van Ham, T. J., Thijssen, K. L., Breitling, R., Hofstra, R. M., Plasterk, R. H., Nollen, E. A. C. elegans model identifies genetic modifiers of alpha-synuclein inclusion formation during aging. PLoS Genet. 4, e1000027 (2008).
- Brenner, S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetica. 77 (1), 71-94 (1974).
- Gabel, C. V., Gabel, H., Pavlichin, D., Kao, A., Clark, D. A., Samuel, A. D. Neural circuits mediate electrosensory behavior in Caenorhabditis elegans. J. Neurosci. 27 (28), 7586-7596 (2007).
- Chuang, H. -. S., Raizen, D. M., Lamb, A., Dabbish, N., Bau, H. H. Dielectrophoresis of Caenorhabditis elegans. Lab Chip. 11 (4), 599-604 (2011).
- Cronin, C. J., Mendel, J. E., Mukhtar, S., Kim, Y. -. M., Stirbl, R. C., Bruck, J., Sternberg, P. W. An automated system for measuring parameters of nematode sinusoidal movement. BMC Genet. 6, 5 (2005).
- Manière, X., Lebois, F., Matic, I., Ladoux, B., Meglio, J. -. M. D. i., Hersen, P. Running worms: C. elegans self-sorting by electrotaxis. PLoS One. 6 (2), e16637 (2011).
