趋化性电泳实验：一种观察秀丽隐杆线虫（C. elegans）运动行为的方法

摘要

来源：Tong, J, 等. 基于微流控的电趋性用于按需定量分析 秀丽隐杆线虫运动。 J. Vis. Exp. (2013).

研究人员可以通过施加电场来触发秀丽隐杆线虫（C. elegans）的按需运动，线虫能够感知并对此电场产生反应。本视频介绍了电趋性行为，并展示了一种在微流控装置中进行的示例实验方案。

方案

本方案节选自 Tong 等 基于微流控的电趋性用于按需定量分析 秀丽隐杆线虫运动, 视频实验杂志 (2013).

1. 电趋性实验

1. 将微通道置于显微镜载物台（最好是可移动的 XY 载物台）上，显微镜需配备连接至显示器的摄像头（图1）。
2. 将电源或放大器的输出导线连接至微通道的电极。若仅需直流信号，使用简单的直流电源即可；但若需施加脉冲直流或交流信号，则需将放大器连接至函数发生器。
3. 将微通道的出口管连接至一次性注射器。将入口管的管口浸入M9生理缓冲液中，并通过在注射器内施加负压（手动或使用注射泵）轻柔地将液体吸入通道。当入口和出口管均充满M9缓冲液后，将注射器从管路断开。将两根管路调节至相同高度，以防止静水压驱动的流动。
4. 向通道施加直流电压，并确保电阻（R = V/I）约为0.6 MΩ（适用于长度为50 mm、宽度为0.3 mm、深度约为0.1 mm的微通道）。
5. 若确认通道完好无损，按照上述步骤将稀释悬浮液中的线虫加载至通道中。
6. 断开注射器，并通过调节管路的相对高度以静水压方式控制流体。利用此方法将一条线虫置于通道中央，随后将两根管路平放至同一高度。
7. 将电源调至适当电压：L3期线虫为4–12 V/cm，L4期为4–10 V/cm，青年成虫为2–4 V/cm。启动电信号，并让线虫预暴露1分钟以适应电场。线虫应开始向阴极移动。1分钟后，使用摄像头开始录像。
8. 对于交流电和脉冲直流电实验，可采用上述最大响应电场强度，并根据需要调节信号的频率和占空比。
9. 实验结束后，将通道内的所有液体（及线虫）清除，用dH₂O冲洗，并将装置置于125 °C的加热板上烘干。
10. 使用NIH ImageJ（http://rsbweb.nih.gov/ij/）或基于MATLAB的自定义线虫追踪软件，从录制的视频中手动提取运动数据。

结果

图1. 用于线虫电趋性实验的微流控筛选平台示意图。