Method Article
* These authors contributed equally
يصف هذه المخطوطة في زويدجي (الزرد إصابة والجهاز الفخ للنمو وتصوير)، وهو جهاز مجزأة تهدف إلى توجيه وكبح جماح اليرقات الزرد. ويسمح التصميم ترانسيكشن الذيل وطويلة الأجل جمع الصور مجهرية الفلورية العالية الاستبانة من التئام الجروح والتجديد.
يرقة الزرد كائن حي نموذجا هاما لعلم الأحياء التنموي والتئام الجروح. علاوة على ذلك، اليرقة الزرد نظاما قيماً ليعيش تصوير مجهرية ذات الدقة العالية للظواهر البيولوجية الحيوية في المكان والزمان مع القرار الخلوية. بيد أن الطريقة التقليدية لتغليف [اغروس] لتصوير مباشر يمكن أن تعوق التنمية اليرقات ونمو الأنسجة. ولذلك، يصف هذه المخطوطة في زويدجي (الزرد إصابة والجهاز الفخ للنمو وتصوير)، الذي صمم وملفقة كجهاز مستقلة وظيفيا لتوجيه اليرقات للفحص المجهري عالية الدقة مع السماح زعنفة والذيلية ترانسيكشن داخل الجهاز والتنمية اللاحقة الذيل غير المقيد وإعادة النمو. يسمح هذا الجهاز لإصابة وتصوير طويلة الأجل مع الحفاظ على السلامة. نظراً لأن العفن زويدجي 3D مطبوعة، التفصيل عن هندستها تجعل من تعديلها بسهولة للتطبيقات التصوير الزرد المتنوعة. وعلاوة على ذلك، يوفر زويدجي العديد من المزايا، مثل الوصول إلى اليرقة أثناء التجريب لإصابة أو لتطبيق المواد الكاشفة، توازيها التوجه لليرقات متعددة لتصوير مبسطة، وإعادة استخدام الجهاز.
قدرة التجدد الزرد اليرقات دانيو rerio جعلها كائن نموذج مثالي دراسة استجابة الجرح فضلا عن تضميد الجراح وإعادة نمو1،2،،من34. الوصول إلى مجموعة من خطوط الزرد المعدلة وراثيا والشفافية التشريحية الزرد لمواصلة تعزيز فائدتها للدراسات في فيفو الجرح استجابة الأحداث، فضلا عن عمليات التجدد الأطول أجلاً4. دراسة هذه العمليات البيولوجية استخدام الاستبانة fluorescence الوقت الفاصل بين الفحص المجهري لذلك يطالب جهاز الزرد تصوير مباشر الذي يسمح لحركة الحد الأدنى لليرقة الزرد والاستقرار عالية مع الحفاظ على استمرارية. مفتاح أن يسمح هذا الجهاز لإصابة فعالة حين الشفاء والتجديد تحدث لم يتأثر بالجهاز.
القياسية يعيش التصوير الاستقرار طريقة تضمين اليرقة في [اغروس] أثناء تصوير لايف يحد من النمو والجرح التجديد5 وقد تزيد معدلات الوفاة منذ اليرقات تبدأ في إظهار علامة على نخر الإجهاد وأنسجة القلب بعد أربعة ساعات4. ولذلك، إزالة [اغروس] من المناطق ذات الاهتمام عادة الضرورية للسماح بالنمو الطبيعي والتجديد6، تعريض اليرقات للأضرار المحتملة ك [اغروس] قطع بعيداً. وعلاوة على ذلك، مع تضمين تقنية [اغروس]، المستخدم يجب توجيه اليرقات في وقت قصير قبل أن يقوي [اغروس]5،،من67. سرعة التلاعب اليرقة لا يتطلب مهارة للمستخدم، فإنه أيضا مخاطر الضرر إلى اليرقة. على الرغم من أن قد وصف أساليب لتحقيق استقرار اليرقة لتصوير مباشر للتحايل على هذه العيوب، مثل أجار مخدد الآبار3 أو ديفيتس8، استعمال المحجم سيليكون الشحوم إلى إنشاء دائرة لتصوير مع الأنابيب البلاستيكية أو غيرها المواد6، وانابيب التناوب9، العديد من هذه الأساليب هي العمالة المكثفة، وفوضوي، وغالباً غير القابل ولا تسمح بالتلاعب بالبيئة (المخدرات العلاجات، مما أدى إلى إصابة إلخ.) بعد أن تم تحميل الأسماك.
لذلك، تم تصميم الجهاز زويدجي (الشكل 1) للتغلب على بعض عيوب أجار المتصاعدة للتصوير حية طويلة الأجل من اليرقات الزرد بينما تسمح بالتلاعب بالعينة. زويدجي يتكون من ثلاث دوائر مستقلة شبه مفتوحة (الشكل 1A) للسماح لتحميل، ضبط النفس، مما أدى إلى إصابة والتصوير من 2 إلى 4 أيام بعد الإخصاب الزرد اليرقات. الجهاز ملفقة من "بولي دايمثيل سيلوكسان" (PDMS) وتوضع على كشف غطاء صحن التصوير أسفل الزجاج 60 ملم. تصميم المقدمة هنا المقصود لدراسات الجرح الشفاء، ولكن استخدام تصميم نمطي وتكنولوجيات التصنيع القياسية تجعل تصميم زويدجي قابلة للتعديل وقابلة لمجموعة متنوعة من الإجراءات التجريبية، خاصة بالنسبة للإجراءات التي وتتطلب الحد الأدنى من ضبط النفس مع التلاعب التجريبية وتصوير طويلة الأجل.
ملاحظة: وضعت تصميم قاعدة زويدجي لليرقات الزرد التي هي من 2 إلى 4 أيام بعد الإخصاب (إدارة الشرطة الاتحادية) واتبع المبادئ التوجيهية "مركز الموارد الحيوانات بحوث" جامعة ويسكونسن-ماديسون-
1-تصميم وطباعة 3D من قوالب
2. تصنيع PDMS زويدجي جهاز
3. زويدجي البلازما-الترابط إلى "صحن زجاج"
4. قناة إعداد وتحميل اليرقات
ملاحظة: تربية الزرد العامة أجرى كل كتاب الزرد، متاح على الإنترنت في http://zfin.org/zf_info/zfbook/zfbk.html. وأبقى الزرد الكبار والأجنة كما هو موضح سابقا 1. وقد استخدم سلالة البرية نوع AB. تتبع المؤسسة ’ s "بروتوكول رعاية الحيوان" لتفاصيل محددة بشأن الاحتياجات للتصوير اليرقات الحية-
5. اليرقات مما أدى إلى إصابة والتصوير
6. نهاية التجربة
الجهاز موائع جزيئية PDMS زويدجي جهاز مستقلة وظيفيا مصممة لاستيعاب المهام الرئيسية الأربعة (المذكورة أدناه) المرتبطة بتصوير لايف والذيلية الزعنفة إصابة الشفاء وإعادة النمو في اليرقات الزرد. واختير PDMS لتصنيع زويدجي لأنها ليست متاحة بسهولة إلا ومعيار الصناعة لتوافق مع الحياة، ولكن أيضا يعمل جيدا في قوالب. بالإضافة إلى ذلك، يجعل PDMS الجهاز القابل لإعادة الاستخدام وخالية من الحواف الصلبة أو الحادة حالما يتم تشكيل الجهاز. زويدجي على وجه التحديد يسمح 1) تحميل اليرقات في الجهاز، وضبط النفس 2) في التوجه السليم للتصوير، 3) مما أدى إلى إصابة زعنفة والذيلية، وتصوير 4) المجهرية، ووصف بالتفصيل أدناه.
تحميل
تصميم زويدجي يتكون من ثلاث قنوات، تم تصميم كل منها لكبح جماح يرقة واحدة (الشكل 1B). للتوجه اليرقة التحميل والأولية، قاعة مفتوحة تحميل 3 مم (الشكل 1A) لاستيعاب تلميح ماصة فوهة كبيرة لإيداع يرقة (الشكل 3A). علاوة على ذلك، الطول والعرض يتيح مجالاً كافياً للسماح بالتلاعب اليرقة اللاحقة في الاتجاه الصحيح، مع ذيل نحو النفق تقييدي والظهريه الجانبية نحو الأعلى (الشكل 3B).
ضبط النفس
مجرد اليرقة تم تحميلها في القناة، ويمكن أول ذيل مرسومة داخل النفق تقييدي بإزالة السائل من الدائرة مما أسفر عن إصابة أو دفع برفق في مكانة مع تلميح ماصة أو أداة مماثلة (الشكل 3). هندسة الدائرة تحميل (الشكل 1A)، من 3 مم إلى 0.45 ملم، على شكل القمع وأدلة اليرقة في الاتجاه الأفقي المطلوب (الشكل 3). التوجه لليرقة على جانبها يقيد الذيل تقريبا بالتوازي مع أسفل الطبق الزجاج لتحسين التصوير. خلافا لأجهزة موائع جزيئية باستخدام رقائق السيليكون، الهندسات قوالب المطبوعة 3D لا يلزم أن يكون متسقا في الاتجاه-z. ولذلك، تغطي النفق تقييدي ومدبب في محور ع أن ارتفاع الدخول أكبر من الخروج، من 0.5 مم إلى ارتفاع 0.3 مم (الشكل 1B، عرض متساوي القياس من النفق). هذا مستدق يسهل توجيه اليرقة وتسطيح الذيل نحو تصوير سطح الزجاج غطاء. هذه الوظيفة ويلغي الحاجة للمستخدم لتوجيه العينة بينما [اغروس] تقوية.
تتم إزالة من الدائرة تحميل (الشكل 3D) السائل ويتم استبداله بنقطة انصهار منخفضة [اغروس] استقرار الرأس داخل القناة مع الاحتفاظ الذيل غير المقيد في المخزن المؤقت في قاعة مما أسفر عن إصابة (الشكل 3E). يمكن بسهولة إزالة [اغروس] الحد الأدنى التي قد تسرب من خلال النفق زجري من الدائرة مما أسفر عن إصابة (الشكل 3F). الافتقار إلى [اغروس] في قاعة مما أسفر عن إصابة يسمح بنمو غير المقيد وتطوير fin والذيلية5.
مما أدى إلى إصابة
مرة واحدة تم تحميل من خلال النفق ورأسه مقيدة من [اغروس] اليرقة، fin والذيلية تتوفر ترانسيكتيون لأنها ناتئة إلى قاعة مما أسفر عن إصابة. ويقابل الدائرة مما أدى إلى إصابة نصف دائرة 1.9 مم من التماثل الأفقي. وهذا يسمح شفرة المبضع المراد إدراجها فقط فوق fin والذيلية، مما يتيح مساحة كافية للنصل استخلاص إلى الأسفل عبر الذيل، ترانسيكتينج fin والذيلية (الشكل 3). يحدث الجزء أوسع من دائرة نصف قطرها 7 ملم حيث جرح الذيل لاستيعاب هذه الحركة. بالإضافة إلى السماح للمستخدم بالجرح اليرقة، يوفر هذا التصميم المجزأة الفرصة للتطبيق الإقليمي للمركبات ل منطقة الذيل5. هذه الميزة الفريدة لعزله شبه سيسمح للتجارب مترجمة من آثار مختلف المخدرات أو المواد الكيميائية أو البيولوجية في عملية التئام الجرح.
تصوير
ويهدف الجهاز زويدجي للسماح بدقة عالية ضوء التصوير المجهري زعنفة والذيلية الزرد، دون عائق بالتضمين [اغروس]. ولهذا السبب، هو الرهينة الجهاز PDMS إلى صحن أسفل زجاج متاحة تجارياً، لتوفر سطح جودة بصرية للفحص المجهري باستخدام عدسات نا عالية. نقدم هنا الصور باستخدام الفحص المجهري مولتيفوتون للتصوير (SHG) النغمة التوافقية الثانية من ألياف الكولاجين في فنلندا والذيلية لتوضيح قدرات التصوير زويدجي. بيد زويدجي يمكن تطبيقها على الأساليب الخفيفة الميكروسكوب الأخرى، مثل الفحص المجهري [كنفوكل]، الاستفادة مجهر مقلوب مرحلة تكوين. مع زويدجي، خلافا للأسلوب [اغروس] التضمين مع إزالة اللاحقة، يمكن بسهولة تصويرها fin والذيلية في الجهاز قبل إصابة (الشكل 4A)، أصيب بجروح داخل الجهاز، ثم أعيد على الفور إلى المجهر للجرح بعد تصوير (الشكل 4 باء-E). العمل السابق التعرف على التغييرات في تنظيم ألياف الكولاجين أثناء عملية شفاء الجرح باستخدام SHG. 13 SHG يمكن استخدامها للكشف عن أنواع معينة من الهياكل المطلوبة، بما في ذلك الكولاجين فيبريلار، دون استخدام العلامات الخارجية. 14 صورة نوعية زعانف والذيلية الحية المصورة في زويدجي كانت مماثلة لتلك التي تم الحصول عليها في الأنسجة الثابتة5 ولكن في زويدجي يوفر عددا من المزايا. الأهم من ذلك، يمكن المضي في شفاء زعنفة والذيلية ونمو دون عائق بتضمينها مع بقاء اليرقات شبيه بيرقات نمت غير المقيد5[اغروس]. علاوة على ذلك، لأنه يمكن إجراء جرح بينما اليرقة في الجهاز، يمكن جمع صور ما قبل وما بعد إصابة في نفس والذيلية fin (الشكل 4 أ). يسمح زويدجي جمع بيانات الأبعاد 3 مع مرور الوقت، تقديم وجهة نظر أكثر اكتمالا من التغيرات الدينامية الحاصلة في هيكل المصفوفة خارج الخلية (الشكل 4 باء). يتضح هنا هو SHG استرخاء الألياف الجرح، في ثلاثة أبعاد، في أعقاب إصابة داخل زويدجي. قبل إصابة، اكتشف SHG ألياف الكولاجين تشع إلى الخارج من نوتوتشورد إلى طرف الزعنفة، (الشكل 4 أ). بعد وقت قصير من إصابة المسافة بين الحافة زعنفة المتعاقد عليها ومركز الزعنفة ه يزيد مع استرخاء الجرح. تسمح طبيعة جمع البيانات 3D تعمير المكانية، استخدام تقديم البرامج مثل إيماريس. إعادة البناء هذه، وخيارات الاستدارة اللاحقة، توضح أن الانكماش والاسترخاء زعنفة يحدث ليس فقط في الطائرة x y من مجموعة الصور (الشكل 4 ب، ج، د)، ولكن أيضا في المحور z (الرقم 4 ي ز، س لام، ف ر؛ أفلام تكميلية 1، 2) كما الذيل يسطح من حليقة التصاعدي للدولة المتعاقدة. يمكن استخدامها في زويدجي مع طرائق أخرى للتصوير على مدى فترات زمنية أطول، مثل الاستخدام [كنفوكل] الفحص المجهري للخلايا العصبية الصورة أثناء تطوير fin والذيلية على مدى 24 ساعة5. نظراً لأن وحدات تقييدي للجهاز هي اصطف التوازي، وبالتالي القضاء على الحاجة إلى تدوير الجهاز عند تحديد موقع اليرقات، إعداد المجهر والانتقال بين عينات متعددة لتصوير بسيط ويمكن أن يكون آليا لجمع بيانات الوقت الفاصل بين صورة يرقات متعددة. لتوسيع عدد العينات التي يمكن تصويرها، يمكن وضع الجهاز زويدجي PDMS إلى تنسيقات أخرى زجاجية القاع، مثل لوحة 6-جيدا (الشكل 2).
الشكل 1 : التصميم النهائي التخطيطي (A) التخطيطي يظهر التخطيط العام وقياسات الجهاز زويدجي، وتسليط الضوء على المصطلحات المستخدمة دوائر مستقلة وظيفيا. (ب) عرض متساوي القياس PDMS الجهاز بإزالتها من القالب. (ج) يظهر اقحم النفق، وتسليط الضوء على التغير في مستويات الدخول والخروج. (د) نموذج ليرقة مقيدة في الجهاز. تعديل الرقم من قبل نشر المادة5 مع إذن طبع من المجلة الزرد . الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 2 : تصنيع التخطيطي (A) الخطوة الأولى تبدأ بتصميم القالب الجهاز في 3D النمذجة البرمجيات (1.1) الذي هو ثم 3D المطبوعة (1.2). القوالب من ضوء الأشعة فوق البنفسجية الشفاء ثم غطى بالرمل وتنظيفها حتى الهندسات التي آثارها حتى ارتفاع (1.3). تتضمن الخطوة 2 ملء في القوالب مع PDMS مختلطة ويطرد (2.1) وتطبيق قرص زجاج على العفن في وجهة نظر لمنع محاصرة فقاعات الهواء في الجهاز PDMS (2.2). التي فرضت على الزجاج والعفن (2.3) معا لعلاج في فرن في 100سج لمدة ساعة على الأقل (2.4). الخطوة 3 يستخدم الهواء التي تمت تصفيتها ومسطحة ذات الرؤوس ملاقط لإزالة الجهاز PDMS من العفن (3.1). الجهاز ثم يوضع على رأس غطاء صحن التصوير (3.2) وهو تعامل البلازما (3-3)، جنبا إلى جنب مع أسفل الزجاج، للسماح PDMS على التمسك بالطبق أسفل الزجاج (3، 4). (ب) الجهاز زويدجي الانتهاء المستعبدين في صحن أسفل زجاج وعلى استعداد لاستخدام التصوير. (ج) يمكن وضع أجهزة زويدجي متعددة في لوحة 6-جيدا أسفل زجاج من أجل صورة يرقات كثيرة في نفس التجربة. تعديل الرقم من قبل نشر المادة5 مع إذن طبع من المجلة الزرد . الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3 : تحميل وجرح اليرقة في زويدجي (أ) يرقة تم تحميله إلى الدائرة تحميل باستخدام ماصة واسعة الفوهة. (ب) تتجه اليرقة مع الجانب الظهرية ضد الجزء المسطح من التحميل دائرة القمع والذيل نحو النفق تقييدي. (ج) استخدام الشفط من طرف ماصة عقد عند المدخل إلى الدائرة مما أسفر عن إصابة يسترعى اليرقة داخل النفق، وضعه في الاتجاه السليم للتصوير. (د) تتم إزالة السائل من قاعة التحميل للسماح (ﻫ) الإضافة [اغروس] حول منطقة الرأس على استقرار اليرقة. [اغروس] هو اللون الأحمر هنا لأغراض العرض التوضيحي فقط. الحد الأدنى [اغروس] تسرب في الدائرة مما أدى إلى إصابة ويمكن إزالتها بسهولة كما هو موضح في (F). (ز) للجرح بمجرد اليرقة مقيدة في القناة، المدرجة أعلاه اليرقة شفرة المبضع وشرائح لأسفل عبر fin والذيلية، اللاحق نوتوتشورد. (ح) اليرقة جاهز الآن لتصوير ما بعد جرح. مقياس بار (أ-ح) = 1 مم؛ مقياس بار (F) = 1 مم؛ مقياس بار (ز) = 1 مم. الرقم معدلة من قبل نشر المادة5 مع إذن طبع من المجلة الزرد . الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4 : الفاصل الزمني مولتيفوتون 3D التصوير من ألياف SHG في فنلندا والذيلية الزرد، قبل وبعد إصابة، في زويدجي- تصميم زويدجي يوفر القدرة على التصوير بدقة عالية، وفي هذه الحالة SHG الألياف المنظمة السابقة (قبل الجرح) وعقب والذيلية زعنفة ترانسيكشن (بعد الجرح). تم جمع البيانات مداخن z على فترات 4 دقيقة. ويبين (ألف-هاء) SHG الألياف في fin والذيلية كإسقاط z-المكدسات، قبل وفي ترانسيكتيون بعد انتهاء فترات أربع. ض-الإسقاط أجرى باستخدام البرمجيات إيماجيج. 15 t = 0 وكان بدء التصوير، بحوالي 20 دقيقة ترانسيكتيون بعد. السهم المزدوج تشير إلى أن الزيادة في مسافة غيض حافة الجرح (خط أبيض قصيرة) بالنسبة لموقع نوتوتشورد (خط أبيض طويل) أثناء استرخاء الجرح بعد انكماش الأولية. (وي). إمالة التعمير ثلاثية الأبعاد للبيانات الأصلية. (K-O). التقديم السطحية لتعمير 3D إمالة سيظهر في واو-ياء (ع-ر). آراء الجانب التقديم التعمير 3D السطحية، التي توضح كيفية حدوث الانكماش والاسترخاء في مساحة ثلاثية الأبعاد، والتي يمكن تقييمها باستخدام هذه البيانات المجمعة باستخدام زويدجي حيث لا تقيدها fin والذيلية [اغروس]. مقياس بار (ألف-هاء) = 100 ميكرون؛ تغيير حجم شريط (و-T) =100 ميكرون. أجريت اﻷداءات ثلاثية الأبعاد باستخدام برامج التصوير. انظر أيضا تكميلية أفلام 1 و 2. تعديل الرقم من قبل نشر المادة5 مع إذن طبع من المجلة الزرد . الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 5 : "خطوات حاسمة" لتصنيع (A) زويدجي لضمان لا شكل فقاعات أو الحصول على المحاصرين في الجهاز عندما تحامل على القرص الزجاج، ديغا بعد PDMS قد تم شغلها في قوالب وانحدار الزجاج لقط عند تطبيقه على PDMS في القالب. وبالإضافة إلى ذلك، لمنع PDMS من "الوميض" على التحميل وإصابة الدوائر، تأكد من الرمال في الجزء العلوي من الجهاز دقة لضمان أسطح هندستها عند تدفق لقط على الزجاج. (ب) عندما يشفي الجهاز بما فيه الكفاية في الفرن، جيوب هوائية بين PDMS والعفن وتشير إلى أنه سيكون من السهل لإزالة الجهاز. إذا كان لا يؤدي إلى إزالة الجهاز بسهولة، الأكثر احتمالاً بسبب علاج عدم كفاية الوقت أو درجة الحرارة أو القالب نفسه لم يكن على نحو كاف الأشعة فوق البنفسجية-الشفاء، أسفر عن تلوث راتنج المتبقية PDMS. (ج) عند تطبيق الجهاز للطبق أسفل الزجاج بعد المعالجة بالبلازما، تطبيق الضغط الخفيف مع نهاية الجزء الخلفي من ملاقط، بدءاً من منطقة النفق والعامل إلى الخارج نحو حافة الجهاز. إذا كان الجهاز لا السندات أيضا، كما يتبين من جيوب هوائية بين الجهاز والزجاج، إطالة مقدار الوقت في بندر البلازما وضمان عدم وجود لا الغبار بين سطح PDMS والزجاج. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
تكميلية الفيلم 1: إمالة التقديم السطحي ثلاثي الأبعاد صور انقضاء الوقت مولتيفوتون من ألياف SHG في فنلندا والذيلية أثناء الاسترخاء بعد إصابة. SHG الألياف في fin والذيلية تصويرها زستاكس مع مرور الوقت بعد إصابة (بداية الفيلم حوالي 20 دقيقة بعد إصابة) في زويدجي. ض-مداخن أعيد وتقديمها السطح باستخدام برامج التصوير. الذيل يميل إلى إظهار ثلاثة أبعاد. الأمامي من اليسار. فيلم يناظر الصور لا تزال في الشكل 4 (كس). شريط المقياس = 50 ميكرون. اضغط هنا لتحميل الفيلم-
تكميلية الفيلم 2: منظر جانبي للتقديم السطحي ثلاثي الأبعاد صور انقضاء الوقت مولتيفوتون من ألياف SHG في فنلندا والذيلية أثناء الاسترخاء بعد إصابة. SHG الألياف في fin والذيلية تصويرها زستاكس مع مرور الوقت بعد إصابة (بداية الفيلم حوالي 20 دقيقة بعد إصابة) في زويدجي. ض-مداخن أعيد وتقديمها السطح باستخدام برامج التصوير. أظهرت أن يؤكد القبض على التغيرات الدينامية في محور ع عرض الجانب. الأمامي من اليسار. فيلم يناظر الصور لا تزال في الشكل 4 (ع-ر). شريط المقياس = 40 ميكرون. اضغط هنا لتحميل الفيلم-
وغرض الجهاز زويدجي هو التقاط الفاصل الزمني 3D التصوير بتحقيق الاستقرار وتوجيه الأسماك ضمن المسافة العمل الصغيرة من هدف مجهر عالي الدقة. اجتماع هذه مواصفات التصميم، مع أنها أيضا تحسنا على إعداد التقليدية المستندة إلى أجار للتصوير الحي. هناك ثلاث خطوات حاسمة (أدناه) في تصنيع زويدجي، التي، إذا لم تفعل بشكل صحيح، يمكن أن يسفر عن الأجهزة المعيبة:
إعداد PDMS (الشكل 5 ألف)
لمنع حدوث فقاعات، ديغا في القوالب بعد إضافة PDMS. تحقق من أن كافة الفقاعات قد ألغيت بعد ولﻵﻻت وإيلاء اهتمام دقيق لتطبيق القرص الزجاج. ويجب تطبيق القرص الزجاج في وجهة نظر لضمان أن الهواء هو عدم الوقوع تحت وداخل PDMS. يمكن أن يكون الغبار مشكلة خلال معظم الخطوات العملية. لمنع الغبار وإتمام كل خطوة التنظيف جيدا وتخزين أجزاء في غطاء نظيفة بين الخطوات. تحقق من قوالب راتنج الزائدة التي قد تنشئ سطح خشن قبل علاج الأشعة فوق البنفسجية. عند الرملي، تأكد من أن تدفق الرمل ورقة جهات الاتصال يتم هندستها كافة لضمان أن جميع الأسطح (الشكل 2، الخطوة 1، 3). دائماً نظيفة مع كحول الأيزوبروبيل والهواء الحق قبل ملء القوالب مع PDMS. عند الضغط PDMS إضافي من العفن، ضمان المشابك أحكام عقد العفن والزجاج غطاء معا (الشكل 2، الخطوة 2، 3).
إزالة الجهاز من العفن (الشكل 5B)
ضمان الفرن هو على الأقل من 100 o ج ووقت العلاج على الأقل 1-1.5 ح. إذا كان لا يتم علاجه في PDMS بما فيه الكفاية، يمكن أن يكون من الصعب إزالتها من القالب. وتشمل الإمكانيات الأخرى للفشل في إزالة عدم خلط الكواشف PDMS طويلة بما يكفي، باستخدام نسب غير صحيحة للقاعدة ومقوي أو الراتنج بقايا المتبقية في القالب بعد 3D الطباعة الذي يلوث ثم PDMS. عند إزالة من الفرن، وجيوب هوائية بين الجهاز والعفن (الشكل 5B) تشير إلى أنه سيتم إزالة الجهاز بسهولة.
انضمام PDMS إلى الطبق زجاجية (الشكل 5)
قد يؤدي ضعف التمسك بزجاج صحن من الغبار أو اختلالها طول غير كاف للمعالجة بالبلازما. عند وضع الجهاز على الزجاج، نصيحة الطبق بزاوية ومركز PDMS على دائرة الزجاج مع التأكد من أنها لا تلمس حواف البئر. إذا كان الجهاز لا يتقيد، بعناية اضغط الجهاز على كشف الزجاج مع نهاية الجزء الخلفي من الملاقط، بدءاً من منطقة النفق الحساسة والضغط الخارجي للحواف. إذا كان الجهاز لا يزال لا يتقيد، التجربة عن طريق زيادة الوقت في البلازما أنظف بتزايدات دقيقة واحدة.
في حين يمكن تصويرها اليرقات في الجهاز لفترات قصيرة من الوقت (بالدقائق) دون استخدام أجار، هدف طويل الأجل العيش-تصوير منطقة زعنفة والذيلية، أجار يوضع على رأسه في قاعة تحميل بعد السمك قد تم تحميلها. على الرغم من أن هذا التطبيق لاجار لا يبدو أن تؤثر على الجرح شفاء استجابة أو بقاء اليرقات5، يمكن أن يؤثر هذا الدراسة من أكثر المناطق الأمامية من اليرقات. على الرغم من أن استطعنا إلى صورة يرقات ليصل إلى 60 ح وقد درسنا لا سواء أن أثرت البقاء مع أوقات أطول في التصوير. بالإضافة إلى ذلك، كان الأمثل تصميم خاصة المقدمة هنا لسن 2 إلى 4 أيام اليرقات التسميد (إدارة الشرطة الاتحادية) الكذب على الجانبين ترانسيكتيون الذيل والجرح الشفاء تصوير. مراحل النمو، والتوجهات والبروتوكولات التجريبية الأخرى قد يتطلب إدخال تعديلات على التصميم. ومع ذلك، نمطية الوظيفية المتعمد للتصميم يجعلها سهولة قابلة لمثل هذه التعديلات.
وبالإضافة إلى ذلك، يتطلب تصنيع هذا الجهاز الوصول إلى طابعة 3D وغيرها من المواد موائع جزيئية والمعدات، مثل PDMS وبلازما أنظف، ويحتمل أن تحد من إمكانية الوصول إلى الجهاز لبعض المستخدمين. ومع ذلك، تم اختيار هذا الأسلوب من تلفيق العفن نظراً لقدرات الطباعة 3D، جنبا إلى جنب مع التصنيع ميكروفلويديكس، أصبحت أكثر انتشارا في حرم الأكاديمية. بالإضافة إلى ذلك، هناك موفري خدمة 3D الطباعة المتاحة، كما التكنولوجيا تتطور بسرعة وتكلفة طابعات النقصان.
نظراً لتصميم مجزأة ووظيفة، زويدجي يقدم تحسينات على الأسلوب الحالي لمجموعة الصور مرور الوقت استخدام التضمين أجار. أولاً، لا تحيط [اغروس] منطقة الذيل في زويدجي، تسمح بالتئام الجروح والتجديد للتقدم غير مأهولة بينما بقاء اليرقات في زويدجي قابل للمقارنة إلى عناصر التحكم المضمنة وغير المضمنة5. ثانيا، يسمح استخدام الطباعة 3D عالية الدقة اختﻻق القوالب زويدجي أن يكون الهندسات المنحدرة فريدة من نوعها لتوجيه اليرقة في الأبعاد الثلاثة فيما يتعلق بالطائرة التصوير. يؤدي هذا إلى إزالة التبعية الوقت التلاعب اليرقات إلى اتجاه سليم كما أجار يصلب. ثالث مهم هو الاستفادة تصميم زويدجي تصميم الدائرة المفتوحة التي يسمح بالذيل والرأس من المناطق لتكون في متناول للتلاعب التجريبية. وهذا من مصلحة محددة للجرح شفاء الدراسات، ولكن هذا أيضا يجعل من زويدجي أداة يمكن أن تكون مفيدة للمعالجات الأخرى. وعلاوة على ذلك، يغلب تصميم الجهاز، ويتيح الفرصة للتطبيق الإقليمي للمركبات أثناء التجريب. يعزل الجهاز شبه الرأس من الذيل بسبب الفارق نشرها من المخزن المؤقت (في قاعة مما أسفر عن إصابة) و [اغروس] (في قاعة تحميل)5، السماح للتطبيق للمركبات أثناء الدراسة التئام أو البيولوجية الأخرى العمليات. وبالإضافة إلى ذلك، نظراً لأن اليرقات تقام في قنوات منفصلة، اليرقة الفردية يمكن تحديدها واستردادها بعد انتهاء التصوير لمعالجة إضافية مثل تنقية الحمض النووي الريبي أو البروتين أو وصفها بالضد. وأخيراً، نظراً لأن الجهاز مصنوع من PDMS التي قد تم المستعبدين للطبق الزجاج أدنى، الجهاز القابل لإعادة الاستخدام بمجرد إزالة اليرقات.
في التحرك إلى الأمام، لتصميم وحدات وسهولة تلفيق زويدجي سوف تصلح جيدا للتعديل لتغيير وظيفة. حاليا، يتم بناؤها الهندسات يغلب خصيصا للتجارب مما أدى إلى إصابة والتصوير الموصوفة، يعطيها التطبيق الواسع لتصوير مباشر لالتئام الجروح. ومع ذلك، تكمن اليرقة مباشرة على الزجاج، مثل وجود أية مواد (أي PDMS)، التي قد تتداخل مع التصوير، بين اليرقة وتصوير سطح. ولذلك، من مناطق أخرى من اليرقات، مثل الجذع، سيتمدينار يكون موجوداً للتصوير. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن تعديل تصميم القالب المطبوع 3D من زويدجي سهولة لاستيعاب مراحل النمو الأخرى، وتوجهات مختلفة من اليرقة والعلاجات المتنوعة. هذه السمات تجعل من ذلك أداة قيمة لالتقاط الوقت الفاصل مجهرية من الأحداث عبر مجموعة متنوعة من المقاييس الزمنية. يمكن أن تتيح استخدام تنسيقات أخرى طبق أسفل الزجاج أكبر PDMS الأجهزة ومساحة للمزيد من القنوات. ونظرا لتزايد إمكانية الوصول إلى تقنيات تصنيع 3D الطباعة وسهولة التعديل اللاحق لمجموعة متنوعة من البروتوكولات التجريبية، قد يثبت زويدجي أن تكون أداة قوية في مجال حية مجهرية التصوير عالية الدقة.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
الكتاب تود أن تقر تمويل المشاريع الأولية من معهد مورجريدجي للأبحاث والمختبر الضوئية و "الأجهزة الحاسوبية". نعترف أيضا بتمويل من المعاهد الوطنية للصحة # R01GM102924 (AH وكوي). خ، دائرة الخدمات الطبية المشتركة، وجمهورية صربسكا، آه وكوي تصور وتصميم الدراسة. خ، ودائرة الخدمات الطبية المشتركة أجرى تجارب جميع مع دعم من DL وعملية كيمبرلي وجمهورية صربسكا. خ، شبيبة، وجمهورية صربسكا، آه وكوي أسهم في كتابة المخطوطة.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Fabricate molds | |||
Solidworks Professional Accedemic Research 3D modeling software | Dassault Systemes | SPX0117-01 | Fisher Unitech |
Viper Si2 SLA 3D printer | 3D Systems Inc. | 23200-902 | 3D Systems Inc. |
Accura 60 photopolymer resin | 3D Systems Inc. | 24075-902 | 3D Systems Inc. |
denatured alcohol | Sunnyside | 5613735 | Menards |
UV post cure apparatus | 3D Systems Inc. | 23363-101-00 | 3D Systems Inc. |
TouchNTuff nitrile gloves | Ansell | 92-600 | McMaster Carr |
220B, 400B, 600 grit T414 blue-bak sandpaper | Norton | 66261139359, 54, 52 | MSC |
borosilicate glass disc, 2" diameter | McMaster-Carr | MIL-G-47033 | McMaster-Carr |
ultrasonicator cleaner | Branson | 1510R-MTH | |
isopropyl rubbing alcohol 70% | Hydrox | 54845T43 | McMaster-Carr |
10oz clear plastic cup | WNA Masterpiece | 557405 | Amazon |
6"craft stick | Perfect Stix | Craft WTD-500 | Amazon |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Fabricate zWEDGI PDMS device | |||
Sylgard 184 silicon elastomeric kit | Dow-Corning | 4019862 | Ellworth Adhesives |
10mL syringe | Becton Dickinson | 305219 | Vitality Medical Inc |
desiccator | Bel-Art Scienceware | F42027-0000 | Amazon |
4 in ratcheting bar clamp | Pittsburgh | 68974 | Harbor Freight |
lab oven | Quincy Lab Inc. | 20GC | Global Industrial |
tweezer set | Aven | 549825 | McMaster-Carr |
compressed air filtered nozzle | Innotech | TA-N2-2000FT | Cleanroom Supply |
vacuum bench vise | Wilton Tool Group | 63500 | MSC Industrial |
55mm glass bottom dish; 30mm micro-well #1.5 cover glass | Cellvis | D60-30-1.5-N | Cellvis |
plasma cleaner | Harrick Plasma | PDC-001 | Harrick Plasma |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Loading Larvae | |||
Pipetteman, P200 | Gilson | F123601 | |
100% ethanol (diluted to 70% with water prior to use) | Pharmco-aaper | 111000200 | |
Transfer pipette | Fisherbrand | 13-711-5A | Fisher Scientific |
powdered skim milk | 2902887 | MP Biomedicals | |
double distilled water | |||
N-phenylthiorurea | Sigma-Aldrich | P7629 | Sigma-Aldrich |
tricaine (ethyl 3-aminobenzoate) | C-FINQ-UE | Western Chemical | |
low melting point agarose | Sigma-Aldrich | A0701 | Sigma-Aldrich |
heat block (dry bath incubator) | Fisher Scientific | 11-718-2 | Fisher Scientific |
E3 buffer | |||
large orifice pipette tip, 200 uL | Fisherbrand | 02-707-134 | Fisher Scientific |
General purpose pipette tip, 200 uL | Fisherbrand | 21-197-8E | Fisher Scientific |
#15 scalpel blade | Feather | 2976 | Amazon |
25G syringe needle | BD | BD305122 | Fisher Scientific |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Imaging | |||
inverted microscope | |||
Imaris imaging software | Bitplane |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved