מאמר זה מתאר שיטה לעיקור קטיף תולעים, מריתות ואזמלים באמצעות מיקרו משרפה במקום להבה פתוחה.
Caenorhabtidis elegans (C. elegans) הוא אורגניזם מודל אופטימלי למחקר וחינוך במוסדות לתואר ראשון בעיקר. סטודנטים לתואר ראשון יכולים ללמוד במהירות את הטכניקה הסטרילית הנדרשת כדי לשמור על תרבויות C. elegans . עיקור של בחירות פלטינה המשמשות להעברת תולעים מצלחת אחת לאחרת נעשה באופן מסורתי על ידי החזקת הפיק בלהבה ממבער בונזן או פנס אתנול. עם זאת, מבערי בונזן דורשים מקור גז, ושני חלקי הציוד מהווים את הסיכון לשריפה מקרית הקשורה ללהבה פתוחה. כאן הודגמה טכניקה לעיקור קטיף תולעים, מריתות ואזמלים באמצעות מיקרו-משרפה בקטריולוגית אינפרה-אדומה. ציוד זה דורש רק שקע חשמל וממזער את סכנות האש הפוטנציאליות. על ידי הפחתת הסיכון ודרישות הגז, טכניקה זו מתאימה היטב למחקר ולהוראה במסגרת תואר ראשון.
אורגניזם המודל C. elegans מתאים היטב הן למחקר והן לחינוך במוסדות לתואר ראשון בעיקר (PUIs) בשל העלות הנמוכה, קלות התחזוקה ומגוון היישומים 1,2,3,4. על מנת לטפל בתולעים – למשל, כדי להעביר תולעת מצלחת אחת לאחרת, נסיינים יכולים להשתמש בקטיף תולעים. ניתן לבצע או לרכוש מגוון בחירות לשימוש עם C. elegans. הבחירות מיוצרות בדרך כלל באמצעות קצה פלטינה או פלטינה/אירידיום, המורכב על ידית זכוכית, מתכת או עץ. ידיות זכוכית ניתן לייצר בתוך הבית על ידי המסת פיפטה פסטר סביב חוט פלטינה עד שהחוט מאובטח. מידע נוסף על גידול C. elegans, כולל כיצד לגדל ולתחזק תולעים ומקורות המזון שלהן, ניתן למצוא ב- WormBook5 ובמקורות אחרים 6,7,8.
כאשר עובדים עם C. elegans, טכניקות אספטיות משמשות בדרך כלל כדי למנוע זיהום עם חיידקים ופטריות. דוגמאות לטכניקות אספטיות כוללות עיקור של מכשירים, אוטוקלבים של ריאגנטים וביצוע עבודה בתחומים סטריליים. קטיף תולעים מעוקר בדרך כלל באמצעות להבה פתוחה9. בנוסף, עיקור של פיק התולעים משרף את התולעים, ובכך מונע ערבוב מקרי של זנים בעת עבודה עם זני תולעים מרובים. שיטות אופייניות לעיקור קטיף תולעים כוללות להבה פתוחה ממבער בונזן, פנס אתנול או מצית רגיל (טבלה 1). הייתה לנו מוטיבציה לחפש חלופות בטוחות יותר לשיטות הקיימות במעבדה כאשר סטודנט לתואר ראשון שפך אתנול ללא ידיעתו בזמן שמילא פנס אתנול והצית בטעות שריפה קטנה בעת הצתת הפנס. למרבה הצער, תאונות רבות דווחו באמצעות עששיות אתנול 10,11,12. למרבה המזל, שיטות עיקור חלופיות אומתו לשימוש במיקרוביולוגיה, ומטרת מאמר זה היא להדגים כיצד להשתמש בציוד זה כדי לעקר מכשירים לשימוש עם C. elegans.
במעבדות מיקרוביולוגיה, גם הטכניקה האספטית היא קריטית. לולאות וחוטים סרולוגיים העשויים מפלטינה מעוקרים באמצעות להבה פתוחה13 או מיקרו-משרפה 14,15,16. שמות אחרים למיקרו-משרפות כוללים מיקרו-מעקרים או בקט-משרפות. היתרונות של המיקרו-משרפה על פני שיטות הלהבה המסורתיות כוללים סכנת שריפה מופחתת, חיסול התזה של חומרים שנשרפו ויכולת לעבוד במכסה מנוע זרימה למינרי/ארון בטיחות ביולוגית 16,17,18. למעשה, הן האגודה האמריקאית למיקרוביולוגיה והן ארגון הבריאות העולמי ממליצים להשתמש במיקרו-משרפות על פני שימוש בלהבה פתוחה 17,19,20. בהשוואה למבערים של בונזן, מיקרו-משרפות גם אינן דורשות קו גז, שמעבדות מסוימות אולי לא היו צריכות, או שאולי לא היו ממוקמות בכל ספסל כדי שהסטודנטים יוכלו להשתמש בו. בהשראת יתרונות אלה, פותח פרוטוקול כדי להחליף את השימוש בלהבה במיקרו-משרפות לעיקור של מכשירים נפוצים כגון פיקים, מריתות ואזמלים במעבדת C. elegans. שיטה זו עשויה להתאים למדריכים ולחוקרים המבקשים לשפר את הבטיחות ו/או הגמישות בעת עבודה עם C. elegans.
C. elegans הוא אורגניזם מודל המתאים היטב לתרגילים במעבדות הוראה לתואר ראשון. השימוש במיקרו-משרפות במקום להבות פתוחות מספק יתרונות הן במעבדות המחקר והן במעבדות הכיתה. למעשה, קורסי מעבדה לתואר ראשון עשויים להוות סיכון גבוה יותר לשריפות מקריות בהתחשב במספר המדענים החדשים שהוכשרו בחדר. בנוסף, הסיכון לאש עולה כאשר אתנול משמש לעיקור מכשירים ליד מקור הלהבה כמו אדי אתנול ניתנים להצתה. הניידות גם מקנה יתרון לכיתות שבהן קווי גז אינם מותקנים בכל ספסל. שיטה זו הופעלה במעבדות הוראה ומחקר במוסד שלנו, וכתוצאה מכך לא עלו בזיהום ואפס תאונות בטיחות במעבדה מאז הקמתה בשנת 2016.
כדי להבטיח תאימות למיקרו-משרפות, נבדקו מגוון של פיקים עם הרכבות שונות, הרכבי חוטים ומדדי חוטים שונים. הרכב החוטים כלל 100% פלטינה וכן 90% פלטינה/10% אירידיום בעובי חוט של 30-32 גרם, וללא קשר לעובי והרכב, שיטת החימום לא פגעה בשלמות החוט. ההרכבות כללו שני סוגים שונים של ידיות איסוף זמינות מסחרית ותושבות זכוכית תוצרת בית מבית של פיפטות פסטר. שימו לב שהבחירות אינן זוהרות באדום-חם כפי שהן זוהרות בלהבה. עם זאת, עיקור מספיק עדיין מושגת כל עוד העיקור הגיע לטמפרטורה הנכונה. לכן, זה קריטי לאפשר למיקרו-משרפה להתחמם במשך 10 או 20 דקות, כפי שצוין בהוראות היצרן. שמירה על המכשיר בתא במשך 5 שניות לפחות כדי להשיג עיקור היא גם קריטית. השארת הכלי בתא שאורכו עולה על 7 שניות לא תגרום נזק לכלי אלא היא מיותרת. אמנם זהו הליך פשוט יחסית עם צעדים מינימליים ולא סביר שיזדקק לפתרון בעיות, אך ייתכן שיידרש תרגול מסוים כדי ללמוד לייצב את המכשיר בחבית מבלי לגעת בצדדים.
על מנת להחליף להבה פתוחה, שיטת עיקור חייבת לכסות את כל היישומים המשמשים במעבדה. בנוסף למכשירי עיקור, מעבדות C. elegans עשויות גם להשתמש במבערי בונזן כדי ליצור שדה סטרילי לביצוע משימות אחרות כגון מזיגת צלחות או חיסון תרביות13. עם זאת, השאלה אם זה יוצר שדה סטרילי או שואב מזהמים שעדיין בני קיימא נותרה שנויה במחלוקת14. למרות שאינה אופציה בכל המוסדות, ארון בטיחות ביולוגית או מכסה מנוע זרימה למינרי יכול לשמש למטרות אלה, המאפשר למעבדה לתפקד ללא שימוש בלהבות פתוחות. חוברות הוראות לרוב המיקרו-משרפות ממליצות שלא להשתמש בעיקור להבי אזמל מכיוון ששריטת הקירות הפנימיים פוגעת במעקר. עם זאת, אם משתמשים בזהירות במדריך, ניתן לעקר להב אזמל או מרית מבלי לגעת בקירות הפנימיים. זה מרחיב את השימוש בטכניקה כדי לאפשר קיבוץ ללא שימוש בלהבה ומאפשר למעבדה של C. elegans לתפקד מבלי להחליף טכניקות בין עיקור עצמים שונים.
כפי שמתואר בטבלה 1, מיקרו-משרפות מציעות בטיחות מוגברת, תאימות מוגברת למכסי זרימה למינריים וניידות מוגברת על פני שיטות מבוססות להבה, אך יש להן מגבלות. הם יקרים יותר מהשיטות האחרות ודורשים זמן חימום לפני שטמפרטורות העיקור מושגות. לסיכום, שיטה זו, המשמשת באופן שגרתי במעבדות מיקרוביולוגיה רבות, עשויה להיות ישימה בכמה מעבדות מחקר והוראה של C. elegans המבקשות לשפר את בטיחות המעבדה מבלי להתפשר על העקרות.
The authors have nothing to disclose.
המחברים רוצים להודות לסוזן הווארד וג’סטין פין. עבודה זו מומנה על ידי המחלקה למדעי המוח במכללת וולסלי. תולעי N2 סופקו על ידי CGC הממומן על ידי המשרד לתוכניות תשתית מחקר של NIH (P40 OD010440). דמי הפרסום עבור מאמר זה נתמכו על ידי קרן הגישה הפתוחה של הספרייה ושירותי הטכנולוגיה של מכללת וולסלי.
90% platinum 10% iridium wire | Tritech | PT-9010 | Other sources and wire compositions may be used. |
Agarose | Sigma Aldrich | A6013 | LB agar ingredient |
Bunsen burner | Fisher Scientific | 50-110-1225 | Other Bunsen burners may be used |
Ethanol Lamp | Carolina | 706604 | Included here as a reference to Table 1 |
Lighter | Carolina | 706636 | Included here as a reference to Table 1 |
Loop holder accessory | Fisher | 22-630-002 | Referred to in the manuscript as "guide" |
Micro-incinerator | Thomas Scientific | 1154J15 | There are many companies that sell similar equipment. Similar models also sold by Benchmark Scientific (B1001), Fisher Scientific (22-630-001), Carolina (703400), and BT Lab Systems (BT1702). |
N2 worms | CGC | N2 | |
NaCl | Sigma Aldrich | S5886 | LB ingredient |
OP50 E. coli | CGC | OP50 | |
Petri dish | Fisher | 08-772B | |
Pick handle | Tritech | TWPH1 | |
Scalpel blade | Fisher | 12-000-161 | |
Scalpel handle | Fisher | 12-000-164 | |
Spatula | Fisher | 14-374 | Other spatulas will work |
Sterile cell spreaders | VWR | 76206-438 | Other cell spreaders may be used as long as they are sterile |
Tryptone | Sigma Aldrich | T7293 | LB ingredient |
Yeast Extract | Sigma Aldrich | Y1625 | LB ingredient |