3维 (3 d) 印制的高吞吐量斑马鱼胚胎排列模板
2018年6月1日
在这里, 我们提出了一个设计和制造斑马鱼胚胎排列模板的协议, 然后详细的程序, 使用这种模板, 高吞吐量斑马鱼胚胎排列成96井板。
这种方法可以显着加快斑马鱼胚胎排列程序，并使斑马鱼真正适合高通量筛选。该技术的主要优点是使用 3D 打印模板将斑马鱼胚胎预先排列成 96 或 384 孔基质，这有助于实现高效的板制备过程。我们首先在进行纳米颗粒筛选时，通过手动将单个胚胎挑选到模块化板的每个孔中，从而产生了该方法的想法，并希望提高效率。
除了天宇，另一位研究生江岳也将演示该程序。从设计阵列模板开始此过程，该模板具有适合标准 96 孔板的 12 x 8 96 孔布局。如文本协议中所述。
使用精度为 0.1 毫米的 3D 打印机打印模板。模板的一些关键组件是截留室、截留井、真空室和进气口。为了进行斑马鱼胚胎产卵，首先用透明的塑料隔板将雄性和雌性分开。
然后，在产卵前一天在每个交配箱中放置两对雄鱼和雌鱼。产卵当天，早上取下隔板，将雄鱼和雌鱼混合在一起。取出雄鱼和雌鱼，并使用细网过滤器收集斑马鱼胚胎。
用 250 毫升鸡蛋水清洗胚胎。使用 Holtfreter 溶液将收集的胚胎转移到培养皿中。使用立体显微镜去除死亡和未受精的胚胎。
将胚胎放入 28.5 摄氏度的培养箱中。受精后 4 小时，观察胚胎并去除任何死亡和不健康的胚胎。胚胎现在已经准备好进行下一步了。
用 500 毫升去离子水清洗模板 2 到 3 次，然后将其放入干燥箱中 5 分钟。然后，用一块密封膜粘住底部腔室。通过模板底部的出风口连接真空泵，在密封膜密封的腔室中产生负压。
使用塑料移液管，将大约 150 个胚胎放入模板中。水平摇动整个模板，直到每个孔都捕获了一个胚胎。在此步骤中，检查并确保每个可用的斑马鱼胚胎至关重要。
如果 Holtfreter 缓冲液非常低，可以通过摇动模板来添加额外的缓冲液。丢弃额外的 Holtfreter's Solution 和未被困在孔中的胚胎。关闭并断开真空泵。
将标准 96 孔板倒置在模板上，并同时旋转两者。轻敲模板底部或将空气出口连接到压缩气体除尘罐，将所有捕获的胚胎从模板转移到 96 孔板。最后，撕掉密封膜，用 500 毫升去离子水从上到下清洗模板 3 次以备将来使用。
此处显示的是按模板排列的 96 孔板的部分图像。相反，该图像显示了手动排列的 96 孔板的部分图像。通过手动和排列模板方法接种后胚胎的整体健康状况显示在此处。
根据胚胎的孵化率、存活率和畸形率，在这两种情况下都没有观察到对胚胎整体健康状况的显着影响。一旦掌握，如果作得当，该技术将在两到三分钟内制备一个 96 或 384 孔板。该技术经过开发，为研究人员充分利用这种模式生物的新特性，真正实现体外高通量筛选铺平了道路。
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概览
本文介绍了设计和制造斑马鱼胚胎排列模板的协议，实现了高通量排列到96孔板中。该方法显著提高了斑马鱼胚胎排列程序的效率。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 发育生物学
- 高通量筛选
背景
- 由于斑马鱼的胚胎透明，它们在生物研究中被广泛使用。
- 高效的胚胎排列对于高通量筛选应用至关重要。
- 传统方法涉及手动选择，可能耗时较长。
- 引入3D打印模板提供了一种提高效率的新方法。
研究目的
- 开发高通量斑马鱼胚胎排列的协议。
- 利用3D打印模板实现高效的胚胎放置。
- 提高各种应用（包括纳米粒子测试）的筛选过程。
使用的方法
- 设计一个具有12乘8布局的3D打印排列模板。
- 将斑马鱼胚胎预先排列到96或384孔矩阵中。
- 由研究生展示该程序。
- 详细的文本实施协议。
主要结果
- 3D打印模板允许快速高效的胚胎排列。
- 与手动方法相比，显著节省时间。
- 促进了高通量筛选能力。
- 在实验准备板块方面表现出了有效性。
结论
- 开发的协议提高了斑马鱼胚胎排列的效率。
- 利用3D打印模板是一个关键的创新。
- 该方法对进行高通量筛选的研究人员有益。
常见问题
Executive Industry Relevance
High throughput zebrafish embryo arraying is a critical bottleneck in phenotypic screening and early-stage compound evaluation. The introduction of a 3D-printed template with vacuum manipulation enables rapid, reproducible preparation of multi-well plates, directly supporting scalable screening workflows. This innovation enhances operational efficiency and supports portfolio-wide compound triage in discovery-stage biopharma R&D.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Accelerates preparation of zebrafish embryos for hypothesis-driven compound testing.
- Enables robust phenotypic screening by standardizing embryo placement across wells.
- Supports functional target validation by facilitating high-content, parallelized assays.
Screening & Assay Development
- Delivers rapid, reproducible arraying of embryos for multi-well plate-based screening.
- Improves assay throughput and consistency, reducing manual variability.
- Enables efficient scaling to 96- and 384-well formats for compound libraries.
Translational & Preclinical Research
- Supports disease-relevant phenotypic assays in zebrafish embryos for translational insights.
- Facilitates continuity from early discovery to preclinical model validation.
- Reduces operational barriers to implementing high-throughput in vivo screening platforms.
Pipeline & Workflow Integration
This 3D-printed template method integrates at the interface of early discovery and screening, enabling seamless transition from embryo collection to high-throughput phenotypic assays.
- Discovery Biology: Streamlines hypothesis testing by enabling rapid setup of parallel experimental conditions.
- Screening: Provides standardized, reproducible embryo arraying for quantitative screening outputs.
- Analytics: Supports consistent measurement of phenotypic endpoints across large sample sets.
- Translational Research: Bridges early discovery and preclinical validation by enabling scalable in vivo assays.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, adaptable platform for repeated high-throughput screening campaigns.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces biological variability in screening assays.
- Operational Value: Standardizes embryo arraying, enabling reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and resource allocation in early discovery.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization by enabling robust, high-throughput phenotypic data generation.
Implementation Considerations
- Requires access to precision 3D printing and basic vacuum instrumentation.
- Demands operator proficiency in embryo handling and template operation.
- Standardization of washing and transfer steps is critical for reproducibility.
- Adaptable to both 96- and 384-well plate formats for diverse screening needs.
- Template cleaning and maintenance are essential for sustained performance.
