3 boyutlu (3D)-yüksek işlem hacmi zebra balığı diziliyor embriyo için şablon basılı
Summary
Burada, tasarım ve yüksek işlem hacmi zebra balığı embriyo bir 96-şey plaka diziliyor için böyle şablon kullanımı ayrıntılı yordam tarafından ardından arraying bir zebra balığı embriyo imal için bir protokol mevcut.
Abstract
Zebra balığı genel olarak tanınan tatlı su organizma gelişim biyolojisi, Çevresel Toksikoloji ve insan hastalığı sık kullanılan ilgili araştırma alanları var. Sayesinde benzersiz özellikleri büyük verimlilik, vb, embriyo kalınlığı, hızlı ve eş zamanlı geliştirme de dahil olmak üzere, zebra balığı embriyolar genellikle büyük ölçekli toksisite değerlendirilmesi kimyasal maddeler için kullanılır ve uyuşturucu/tarama bileşik. Tipik prosedürü yetişkin zebra balığı yumurtlama, embriyo seçimi ve embriyoların çok iyi kalıplara diziliyor içerir. Oradan, embriyo pozlama ve kimyasal toksisitesi tabi olan veya uyuşturucu/bileşikler etkinliği nispeten hızlı bir şekilde bağlı fenotipik gözlemler olarak değerlendirilebilir. Bu işlemler arasında diziliyor embriyo üretilen iş düzeyi sınırlar en zaman alıcı ve emek yoğun adımlardan biridir. Bu protokol için 3D baskılı arraying şablon kullanımı ile birleştiğinde yapar işleme kadar zahmetli Bu adım hızlandırmak için vakum yenilikçi bir yaklaşım sunuyoruz. İletişim kuralı burada genel tasarımı arraying şablon, detaylı deneysel kurulum ve temsilcisi sonuçlarına göre takip adım adım yordamı açıklar. Uygulandığında, bu yaklaşım zebra balığı embriyo konular test olarak kullanarak araştırma uygulamaları çeşitli yararlı ispatlamak zorundadır.
Introduction
Popüler bir model organizma olarak, zebra balığı1,2,3,4tıp ve toksikoloji alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Vitro platformları için karşılaştırıldığında, zebra balığı teklif daha fazla biyolojik karmaşıklığı bir ya da iki hücre tipleri değil sunabilir. Bütün bir organizma modeli, zebra balığı’nın büyük verimlilik, hızlı ve eşzamanlı embriyonik gelişim ve yüksek organ olmasının yanı sıra transparans büyük ölçekli toksisite veya uyuşturucu/bileşik5eleme için kullanılmak üzere bu modeli benzersiz avantajlar verdik. Her hafta yetişkin zebra balığı bir çift tarafından üretilen embriyolar yüzlerce diğer tüm hayvan modeller aşmak ve yüksek işlem hacmi tarama için uygun yaptık.
Zebra balığı kullanarak tipik prosedürü, embriyo seçimi, yumurtlama ve nereye onlar su daldırma yoluyla pozlama tabi uygun kaplar içine embriyo diziliyor yetişkin zebra balığı gibi manuel çalışma önemli miktarda içerir. Embriyo gelişimi izlenir ve ölüm, çıkım gücü ve anormallik gibi gözlemlenebilir bitiş noktaları kez el ile değerlendirilir ve kimyasal toksisitesi veya etkinliğinin belirtileri tanımlamaları ön kullanılan uyuşturucu ya da bileşikler. Kadar prosedürü hızlandırmak için otomatik görüntüleme ve bilgisayar destekli görüntü analizi gibi yaklaşımlar daha önce araştırılmalıdır. Örneğin, mikroskoplar yüksek içerik görüntüleme yetenekleri ile otomatik parlak alan veya floresan görüntüleme 96/384 iyi tabak6çeşitli gelişim aşamalarında, zebra balığı embriyo üzerinde gerçekleştirmek için adapte edilmiştir. Mikroskoplar ile birleştiğinde mikrosıvısal aygıtları zebra balığı larva beyin sinir hücreleri7görüntüleme için geçerli manipülasyonu yoluyla konumlandırmak için kullanılmıştır. Bu yaklaşımları önemli ölçüde görüntü satın almalar için geleneksel el ile işlem karşılaştırıldığında verimliliğini artırabilirsiniz. Ayrıca, çok sayıda ile oluşturulan resim, görüntü analiz araçları da veri işleme kadar hızlandırmak için Liu ve ark. ve Tu vd tarafından gösterildiği gibi geliştirilmiştir 8 , 9.
Görüntüleme ve görüntü analizi üretilen iş düzeyi arttıkça, tarama hızı sınırlaması adım genellikle onları 96 – veya 384-da kalıplara diziliyor anlamına gelir pozlama, zebra balığı embriyo hazırlama sürecinde yatıyor netleşti. Bu performans sorunu adım çözmek için robotik vizyon güdümlü geliştirilmiş olup, tüm tarafından Mandrell vd. 10 ve bizden daha önce el ile işleme ama aletleri yerine11 oldukça sofistike ve bu tür teknikler uygulamak için derin bir öğrenme eğrisi olduğunu. Bu nedenle, bir kolay kullanımlı yaklaşım zebra balığı tarama üretilen iş düzeyini daha da geliştirmek için önemli bir faktör haline gelir ve bu çalışmanın temel amacı sağlamak için.
Bu çalışmada, tasarlanmış ve şablon tarafından 3D baskı arraying bir embriyo fabrikasyon. Arraying bir şablon ile standart bir 96-şey plaka uygun kuyu içine zebra balığı embriyo tuzağa düşürmeye tasarlanmıştır. Embriyo seçerek ve onları tek tek bireysel kuyuya diziliyor yerine, bir embriyo tuzak ve dizi tüm 96 embriyo multiwall bir tabak hemen gerçekleştirebilir. Bu şablonu ve aşağıdaki iletişim kuralı kullanarak, bir önemli ölçüde tarama kapasitesi en az on kat, el ile çalışmasına göre dönem alttan yukarıya ittirmek içinde istiyorsunuz multiwall tabak içine embriyo diziliyor verimliliğini artırmak olabilir. Aşağıda açıklanan protokol diziliyor şablon, zebra balığı yumurtlama, embriyo toplama ve diziliyor için genel bir tasarım içerir. Şekil 1 arraying şablonu genel tasarım gösterir. Şekil 2 parça 3 ve 4’de anlatıldığı şablonu kullanarak adım adım Protokolü özetini gösterir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Zebra balığı embriyo diziliyor 3D baskılı şablonu başarılı uygulanması için yakın ilgi gerektiren iki kritik adımlarda bu protokolü vardır.
Tasarımı arraying şablonu, en önemli faktör de tuzaktır. Yapar emin tek embriyo her kuyuda sıkışmış, bir tane çapı ve tuzak kuyunun derinliği ve ile delik çapi yakın dikkat etmelidir. Önerilen çapı içinde (koryon dahil) tipik bir embriyo çapının 1,5-2 katı olduğunu. İyi tuzak derinliği içinde 2 kez (koryon dahil) …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser “1000plan Gençlik” programı, başlangıç fonlar Kent Üniversitesi ve NSFC Grant # 21607115 ve 21777116 (LIN) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Zebrafish Facility | Shanghai Haisheng Biotech Co., Ltd. | Z-A-S5 | |
| Mating box | Shanghai Haisheng Biotech Co., Ltd. | ||
| Wash Bottle, 500 ml | Sangon Biotech | F505001-0001 | |
| Sodium chloride | Vetec | V900058-500G | |
| Potassium Chloride | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 10016318 | |
| Calcium chloride | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 20011160 | |
| Sodium bicarbonate | Vetec | v900182-500G | |
| Methylene Blue Hydrate | TCI | M0501 | |
| Hydrochloric acid | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 10011008 | |
| Sea Salts | Instant Ocean | SS15-10 | |
| Pipetter | Fisherbrand | 13-675M | |
| Controlled Drop Pasteur Pipet | Fisherbrand | 13-678-30 | |
| Microscope | OLYMPUS | SZ61 | |
| Biochemical incubator | Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd. | LRH-250 | |
| 3D printer | UnionTech | Lite600 | |
| Photosensitive resin | UnionTech | UTR9000 | |
| Vacuum pump | Shanghai Yukang Scientific Instrument Co., Ltd. | SHB-IIIA | |
| Adhesive PCR Plate Seals | Solarbio | YA0245 | |
| 96 well plate | Costar | 3599 | |
| Multi 8-channel pipette 30 – 300 μl | Eppendorf | 3122000.051 | |
| Compressed Gas Duster | Shanghai Zhantu Chemical Co., Ltd. | ST1005 | |
| DI Water | Thermo | GenPure Pro UV/UF | |
| Drying oven | Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd. | BPG-9106A | |
| System water | Water out of the facility’s water system | ||
| Egg water | Dilute 60mg “Instant Ocean” sea salts and 0.25 mg/L methylene blue in 1 L DI water | ||
| Holtfreter’s solution | 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 |
References
- Howe, K., et al. The zebrafish reference genome sequence and its relationship to the human genome. Nature. 496 (7446), 498-503 (2013).
- Leslie, M. Zebrafish larvae could help to personalize cancer treatments. Science. 357 (6353), 745-745 (2017).
- Lin, S., et al. Understanding the Transformation, Speciation, and Hazard Potential of Copper Particles in a Model Septic Tank System Using Zebrafish to Monitor the Effluent. ACS Nano. 9 (2), 2038-2048 (2015).
- Lin, S., et al. Aspect ratio plays a role in the hazard potential of ceo2 nanoparticles in mouse lung and zebrafish gastrointestinal tract. ACS Nano. 8 (5), 4450-4464 (2014).
- Baraban, S. C., Dinday, M. T., Hortopan, G. A. Drug screening in Scn1a zebrafish mutant identifies clemizole as a potential Dravet syndrome treatment. Nature Communications. 4, (2013).
- Lin, S., et al. High content screening in zebrafish speeds up hazard ranking of transition metal oxide nanoparticles. ACS Nano. 5 (9), 7284-7295 (2011).
- Kuipers, J., Kalicharan, R. D., Wolters, A. H. G., van Ham, T. J., Giepmans, B. N. G. Large-scale Scanning Transmission electron microscopy (nanotomy) of healthy and injured zebrafish brain. Journal of Visualized Experiments. (111), (2016).
- Liu, R., et al. Automated Phenotype Recognition for Zebrafish Embryo Based In vivo High Throughput Toxicity Screening of Engineered Nano-Materials. PLoS One. 7 (4), (2012).
- Tu, X., et al. Automatic Categorization and Scoring of Solid, Part-Solid and Non-Solid Pulmonary Nodules. in CT Images with Convolutional Neural Network. Scientific Reports. 7, 8533 (2017).
- Mandrell, D., et al. Automated zebrafish chorion removal and single embryo placement: optimizing throughput of zebrafish developmental toxicity screens. Journal of Laboratory Automation. 17 (1), 66-74 (2012).
- Lin, S., Zhao, Y., Nel, A. E., Lin, S. Zebrafish: An in vivo model for nano EHS studies. Small. 9 (9-10), 1608-1618 (2013).
