तरल पदार्थ का निर्धारण करने के लिए फ्लोरोसेंट, चुंबकीय नैनोकणों की घूस-कीड़ों में ले क्षमताओं
Summary
द्रव-खिला कीड़ों छिद्रित सतहों से तरल पदार्थ के मिनट मात्रा प्राप्त करने की क्षमता है । इस प्रोटोकॉल एक विधि का वर्णन करने के लिए सीधे कीड़ों के लिए क्षमता का निर्धारण करने के लिए छिद्र से तरल पदार्थ निगलना फ्लोरोसेंट, चुंबकीय नैनोकणों के साथ समाधान खिला का उपयोग सतहों ।
Abstract
द्रव खिला कीड़ों तरल पदार्थ है, जो पूल, फिल्मों, या छोटे pores के लिए सीमित के रूप में पर्यावरण में मौजूद है की एक किस्म निगलना । तरल अधिग्रहण के अध्ययन mouthpart संरचना और समारोह संबंधों का आकलन करने की आवश्यकता; हालांकि, द्रव के ऊपर तंत्र संरचनात्मक वास्तुकला की टिप्पणियों से ऐतिहासिक रूप से आस्थगित कर रहे हैं, प्रयोगात्मक सबूतों के साथ कभी नहीं हमराह । यहां, हम तरल पदार्थ की छोटी मात्रा का उपयोग कर तितलियों (Lepidoptera) और मक्खियों (Diptera) के साथ द्रव की क्षमता का आकलन करने के लिए एक उपंयास विधि की रिपोर्ट । कीड़े एक 20% के साथ खिलाया सुक्रोज समाधान फ्लोरोसेंट के साथ मिश्रित कर रहे हैं, विशिष्ट ताकना आकार के फिल्टर कागज से चुंबकीय नैनोकणों । फसल (आंतरिक संरचना तरल पदार्थ के भंडारण के लिए इस्तेमाल किया) कीट से हटा दिया और एक फोकल माइक्रोस्कोप पर रखा जाता है । एक चुंबक फसल द्वारा लहराया है नैनोकणों की उपस्थिति है, जो संकेत अगर कीड़ों तरल पदार्थ निगलने में सक्षम है निर्धारित करने के लिए । इस पद्धति के लिए एक व्यापक खिला तंत्र (केशिका कार्रवाई और तरल पुल गठन) है कि संभावित Lepidoptera और Diptera के बीच साझा जब छिद्रित सतहों से खिला है प्रकट किया जाता है । इसके अलावा, इस विधि द्रव-खिला कीड़ों की एक किस्म के बीच भोजन तंत्र के अध्ययन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, रोग संचरण और biomimetics में महत्वपूर्ण उन सहित, और संभावित अंय अध्ययनों कि नैनो या सूक्ष्म आकार नाली शामिल है जहां तरल परिवहन सत्यापन की आवश्यकता है ।
Introduction
कई कीट समूहों मुँह (सूंड) तरल पदार्थ पर खिलाने के लिए अनुकूलित किया है, ऐसे अमृत के रूप में, फल सड़, एसएपी प्रवाह (जैसे Diptera1, Lepidoptera2, Hymenoptera3), जाइलम (Hemiptera4), आंसू (Lepidoptera ५), व रक्त (Phthiraptera६, Siphonaptera७, Diptera७, Hemiptera८, Lepidoptera९). कीड़ों की क्षमता तरल पदार्थ पर फ़ीड करने के लिए पारिस्थितिकी तंत्र स्वास्थ्य (जैसे परागण10), रोग संचरण4,11,2,12, और अध्ययन के लिए प्रासंगिक है च्या अभिसरण विकास१३. खाद्य स्रोतों की व्यापक विविधता के बावजूद, कुछ तरल पदार्थ खिला कीड़ों के बीच एक विषय तरल पदार्थ है, जो सूक्ष्म या नैनो आकार की बूंदों, तरल फिल्मों, या छिद्रित सतहों को सीमित किया जा सकता है की छोटी मात्रा में प्राप्त करने की क्षमता है ।
द्रव-खिला कीड़ों की व्यापक विविधता को देखते हुए (सभी पशु प्रजातियों में से अधिक 20%14,15) और उनके भोजन के स्रोतों की एक किस्म पर फ़ीड करने की क्षमता, उनके खिला व्यवहार और द्रव को समझने-के लिए तंत्र है कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण है । कीट mouthpart कार्यशीलता, उदाहरण के लिए, biomimetic प्रौद्योगिकी के विकास में एक भूमिका निभाई है, उदा, microfluidic उपकरणों है कि ऐसे तरल पदार्थ की छोटी मात्रा के अधिग्रहण के रूप में कार्य कर सकते है उन लोगों के समान तरीकों का उपयोग कर कार्यरत द्वारा कीड़े16। तरल पदार्थ के ऊपर तंत्र के अध्ययन में एक बुनियादी समस्या है, तथापि, न केवल कैसे कीड़ों तरल पदार्थ पर फ़ीड का निर्धारण है, लेकिन प्रयोगात्मक सबूत है कि तंत्र का समर्थन प्राप्त । पूरी तरह से व्यवहार का उपयोग (जैसे, सूंड12,17के साथ जांच) के रूप में खिलाने के लिए एक संकेतक अपर्याप्त है क्योंकि यह तरल पदार्थ के सफल लेने की पुष्टि नहीं करता है, और न ही यह एक के लिए मार्ग निर्धारित करने का साधन प्रदान करता है कि तरल यात्रा के रूप में वे कीट से गुजारें । इसके अलावा, तरल पदार्थ की छोटी मात्रा के साथ प्रयोग प्रदर्शन बेहतर प्राकृतिक खिला परिदृश्यों का प्रतिनिधित्व करता है, जहां तरल पदार्थ एक सीमित संसाधन2,12हैं ।
X-रे चरण कंट्रास्ट इमेजिंग नरेश तितली (Danaus plexippus L) के साथ प्रयोग किया गया था कैसे तितलियों छिद्रित सतहों से तरल पदार्थ की छोटी मात्रा में12पर फ़ीड । संराट तितलियों सूंड के साथ cuticular अनुमानों (पृष्ठीय legulae) के बीच रिक्त स्थान के माध्यम से केशिका कार्रवाई का उपयोग करने के लिए तरल पदार्थ लाने के लिए भोजन नहर में छोटे pores । आने वाले तरल पदार्थ खाना नहर की दीवार पर एक फिल्म के रूप है कि बढ़ता है और पठार अस्थिरता12,18है, जो तो सिर में चूसने पंप की कार्रवाई के द्वारा तितली के पेट के लिए ले जाया जाता है द्वारा एक तरल पुल में गिर जाता है । हालांकि एक्स-रे चरण कंट्रास्ट इमेजिंग कीड़े के अंदर द्रव प्रवाह visualizing के लिए एक इष्टतम उपकरण है12,19,20,21, तकनीक आसानी से उपलब्ध नहीं है और एक अधिक सुविधाजनक विधि तरल पदार्थ को तेज करने और उन्हें निगलने के लिए एक कीट की क्षमता के तेजी से आकलन के लिए आवश्यक है ।
यह निर्धारित करने के लिए कि D. plexippus के लिए खिला तंत्र अन्य Lepidoptera पर लागू होता है और यह भी मक्खियों (Diptera) (दोनों समूहों को छिद्रित सतहों से तरल पदार्थ पर फ़ीड), Lehnert एट अल. 13 एक कीट की क्षमता को छिद्रित सतहों से तरल पदार्थ की छोटी मात्रा पर फ़ीड करने के लिए एक तकनीक लागू किया है, जो यहां विस्तार से बताया गया है । हालांकि यहां उल्लिखित प्रोटोकॉल अध्ययन के लिए है कि उपयोग गीला और असुरक्षित सतहों, कार्यप्रणाली अंय अध्ययनों के लिए बदला जा सकता है, इस तरह के पूल खिला तंत्र को संबोधित उन के रूप में । इसके अलावा, अनुप्रयोगों microfluidics और प्रेरित प्रौद्योगिकी सहित अन्य क्षेत्रों के लिए विस्तार ।
Protocol
Representative Results
Discussion
कीट mouthpart कार्यक्षमता ऐतिहासिक रूप से सकल आकृति विज्ञान के अध्ययन से आस्थगित है (उदा, lepidopteran सूंड एक पीने के भूसे से संबंधित कार्यशीलता25,26); हालांकि, हाल के अध्ययनों कि प्रयोगात्मक ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम नेशनल साइंस फाउंडेशन (NSF) ग्रांट नो के सहयोग से किया गया । IOS १३५४९५६. हम Dr. एंड्रयू डी वॉरेन (Lepidoptera और जैव विविधता, फ्लोरिडा प्राकृतिक इतिहास, फ्लोरिडा के विश्वविद्यालय के संग्रहालय के लिए McGuire केंद्र) को तितली छवियों का उपयोग करने की अनुमति के लिए धंयवाद ।
Materials
| 20% sucrose solution | Domino Sugar | Sugar needed to produce the sucrose solution with dH2O | |
| Phosphate Buffered Saline (PBS) | Sigma-Aldrich | P5493 | 10X concentration diluted to 1X in dH2O for insect dissections |
| Single depression concave slide | AmScope | BS-C6 | Slide is necessary for feeding stage setup |
| Filter paper | EMD Millipore | NY6004700 (60 µm) | Nylon net filters and isopore filters needed to produce a porous surface for insect feeding |
| Filter paper | EMD Millipore | NY4104700 (41 µm) | Nylon net filters and isopore filters needed to produce a porous surface for insect feeding |
| Filter paper | EMD Millipore | NY3004700 (30 µm) | Nylon net filters and isopore filters needed to produce a porous surface for insect feeding |
| Filter paper | EMD Millipore | NY2004700 (20 µm) | Nylon net filters and isopore filters needed to produce a porous surface for insect feeding |
| Filter paper | EMD Millipore | NY1104700 (11 µm) | Nylon net filters and isopore filters needed to produce a porous surface for insect feeding |
| Filter paper | EMD Millipore | TCTP04700 (10 µm) | Nylon net filters and isopore filters needed to produce a porous surface for insect feeding |
| Filter paper | EMD Millipore | TETP04700 (8 µm) | Nylon net filters and isopore filters needed to produce a porous surface for insect feeding |
| Filter paper | EMD Millipore | TMTP04700 (5 µm) | Nylon net filters and isopore filters needed to produce a porous surface for insect feeding |
| Filter paper | EMD Millipore | RTTP04700 (1 µm) | Nylon net filters and isopore filters needed to produce a porous surface for insect feeding |
| Iris microdissecting scissors | Carolina Biological Supply Company | 623555 | Scissors used for dissections |
| Insect pins (#1) | Bioquip Products | 1208B1 | Pins used during dissections and feeding trials |
| Extra-fine point dissecting forceps | Carolina Biological Supply Company | 624684 | Dissecting equipment |
| Leica M205 C Stereoscope | Leica Microsystems | M205 C | Stereoscope used for dissections |
| Inverted confocal microscope | Olympus | IX81 | Fluorescent microscope used to detect magnetic nanoparticles |
| Fisherbrand PTFE Disposable Stir Bar | Fisherscientific | S68067 | Magnet used to detect nanoparticles |
| Kimtech Science Kimwipes | Kimberly-Clark Professional | 34155 | Tissues used to secure insects during feeding trials |
| House fly (Musca domestica) pupae | Mantisplace.com | insects for experiments | |
| Blue bottle fly (Calliphora vomitoria) pupae | Mantisplace.com | insects for experiments | |
| Cabbage butterfly (Pieris rapae) larvae | Carolina Biological Supply Company | 144102 | insects for experiments |
| Finnpipette F1 | ThermoFisher Scientific | 4641080N | micropipette for dispensing liquids |
| Finntip 250 pipette tips | ThermoFisher Scientific | 9400250 | micropipette tips |
| Microscope Glass cover slides (=coverslips) (24 x 24 mm) | AmScope | CS-S24-100 | coverslips for viewing the insect's crop on confocal microscope |
References
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