可调高清成像系统，用于 果蝇 成人的行为研究
June 8th, 2021
本协议描述了如何制作一个简单的成人 果蝇 行为观察室，以及如何通过相对简单和负担得起的方法拍摄不同类型果蝇在观察室的形态或行为的高清照片/视频。
由于其笨拙的大小，德罗索菲拉是很难想象。该方法通过立体显微镜演示苍蝇的行为和形态成像。该协议可用于科学研究和教学。
演示程序的将是 Ms.Li 童和翁玉佳女士，在我的指导下做研究培训的本科生。首先，使用约 17 到 22 毫米的半透明塑料瓶盖，或者从 5 毫升移液器尖端的厚端切割 17 毫米的一段，制作一个飞行行为观察室（FBOC）。向 FBOC 倒入 1% 的黄油以调整其深度。
如果食物需要放在FBOC，倒入阿加获得12毫米的深度。如果食物不需要放在FBOC，将醋倒入5毫米深，以便更容易地追踪果蝇的下落。如果使用移液器尖端制作 FBOC，则将切口移液器尖端部分放在 35 或 60 毫米的 Petri 盘中。
将1%的凝胶倒入Petri盘中，厚度约为5毫米，等待阿加凝固并密封FBOC底部。然后将阿加凝胶倒入 FBOC 中，达到所需的厚度。在一块直径与FBOC相同的乙胺泡沫片的中心钻一个10毫米深的洞，从而建立一个FBOC基地。
将 FBOC 插入孔中。必要时，根据观察目的，用酵母介质、人工饮食或纯蔗糖或葡萄糖制作飞食。为了直观地确定苍蝇是否在喂养，在食物中加入食物染料，最终浓度为每100毫升12.5毫克。
将准备好的食物倒入8毫米高的培养皿中。凝固后，将食物放在纸上绘制的矩形上，并相应地切开食物，放在一块塑料上，切成四边形金字塔或四边形圆环金字塔，以便从不同角度记录苍蝇降落在食物上时的飞行行为。切一块塑料，用钳子把塑料和食物放在FBOC的中心。
将1%的凝胶倒入一个1-2厘米厚的干净空瓶中，在室温下放置1-2小时。将苍蝇转移到瓶子上，在25摄氏度下放置36小时或更长时间。将苍蝇冷藏并灭活碎冰，在冰袋上进行排序，并按先前描述将其转移到 FBOC。
将苍蝇转移到 FBOC 后，用 30-40 毫米的紫外线或透明滤光片覆盖它，使相机形成 FBOC 复合体。将FBOC复合物置于立体显微镜下进行观察。照亮FBOC。
安装迷你 LED 视频灯以闪烁热鞋安装支架，并将灯放在 FBOC 的左右两侧。打开灯，将颜色温度设置为 5，000 到 5，600 开尔文，亮度设置为 100% 打开 LED 视频灯，并调整立体声变焦显微镜，直到用肉眼清楚地看到 FBOC 的边缘。将 FBOC 移到视场的中心。
将通用望远镜数码相机适配器的夹子连接到立体显微镜的目镜上。然后通过交替转动相机安装螺钉和相机固定螺钉，将紧凑型数码相机安全地连接到适配器上。打开数码相机，转动水平/垂直微调旋钮，直到 FBOC 边缘清晰地出现在相机 LCD 屏幕上明亮的圆形视场的中心。
将模式拨号旋转到孔径优先自动模式。按多选择器上的对焦模式，选择宏特写，然后按 OK 按钮。将变焦开关从广角端移到长焦端，并放大到圆形图像，直到其中央部分充满完整的 LCD 屏幕。
按下电影录制按钮并开始记录苍蝇行为。转动显微镜的聚焦旋钮，直到FBOC中的苍蝇清晰可见。选择感兴趣的飞行行为进行观察或视频录制。
转动变焦旋钮以放大和缩小，实现所需的放大以进行观察或视频录制。通过紫外线过滤器拍摄的具有代表性的照片清晰而清晰，与未覆盖文化瓶时拍摄的照片非常相似。通过佩特里菜的玻璃拍摄的照片质量很差，部分模糊不清。
此处显示从视频录制中拍摄的照片，其中显示了苍蝇身体每个部分的细节。由于相机连接到变焦立体显微镜，因此使用变焦系统从全景拍摄到特写镜头非常容易。使用此协议，可以观察和记录苍蝇行为以获得多个视角。
例如，雌蝇在产卵过程中经常用后腿摩擦卵泡。从侧面看不清产蛋行为的这个细节。使用这种简单而经济的方法，我们可以采取全景或特写苍蝇的行为和形态，并获得一个高质量的视频或照片。
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概述
本协议概述了简单的成年果蝇行为观察室（FBOC）的构建，以及捕捉高清图像和视频的果蝇行为和形态的技术。所描述的方法易于操作且具有成本效益，使其适合研究和教育目的。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为生物学
- 成像技术
背景
- 果蝇常用于遗传和行为研究。
- 由于果蝇的小尺寸，成像可能具有挑战性。
- 高清成像对于观察行为和形态的细节至关重要。
- 本协议提供了有效观察和记录的解决方案。
研究目的
- 创建一个适用于果蝇的功能性观察室。
- 实现果蝇行为的高质量成像。
- 促进行为生物学领域的研究和教学。
使用的方法
- 使用塑料瓶盖或移液器吸头制作果蝇行为观察室。
- 准备观察室所需的1%琼脂培养基。
- 使用立体显微镜进行成像。
- 本协议由本科研究人员示范。
主要结果
- 成功构建了用于果蝇观察的FBOC。
- 使用所描述的方法捕捉了高清图像和视频。
- 证明了其在研究和教育目的中的有效性。
- 为未来的研究提供了可重复的协议。
结论
- 本协议提供了一种简单有效的果蝇观察方法。
- 高质量成像增强了对果蝇行为的理解。
- 这种方法可以在各种研究和教学环境中广泛应用。
常见问题
Executive Industry Relevance
High-definition behavioral imaging of Drosophila adults addresses a critical gap in early discovery by enabling precise, reproducible observation of phenotypic outcomes. This capability enhances predictive confidence in target validation and supports robust assay development for neurobiology, genetics, and behavioral pharmacology pipelines. The method's accessibility and image quality facilitate cross-functional data sharing and portfolio-wide standardization.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables detailed documentation of behavioral phenotypes for hypothesis-driven target interrogation.
- Supports functional validation of genetic or pharmacological manipulations in a model organism.
- Improves mechanistic de-risking by capturing subtle morphological and behavioral endpoints.
- Facilitates portfolio triage by providing high-quality visual evidence for go/no-go decisions.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible imaging conditions for quantitative behavioral assays.
- Enables scalable preparation of observation chambers for parallelized screening workflows.
- Delivers high-resolution video and photo outputs suitable for automated or manual scoring.
- Supports assay transferability and platform reuse across research teams.
Translational & Preclinical Research
- Aligns behavioral endpoints with disease-relevant phenotypes in preclinical models when applicable.
- Ensures continuity from discovery through preclinical validation by enabling consistent documentation.
- Reduces translational risk by supporting robust, reproducible phenotypic readouts.
Pipeline & Workflow Integration
This imaging system integrates into the discovery continuum from early hypothesis testing through lead identification and preclinical model validation.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing and pathway clarification via direct behavioral observation.
- Screening: Provides reproducible, quantitative imaging outputs for assay development and compound evaluation.
- Analytics: Enables extraction of measurable behavioral and morphological endpoints for statistical comparison.
- Translational Research: Supports alignment of model organism phenotypes with translational biomarkers when relevant.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, adaptable imaging platform for diverse R&D applications.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in behavioral studies.
- Operational Value: Delivers standardized, scalable, and reproducible imaging workflows.
- Strategic Value: Improves decision-making efficiency and reduces late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of discovery programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microscopy and behavioral analysis for optimal setup and interpretation.
- Needs access to stereo microscopes, digital cameras, and controlled lighting infrastructure.
- Demands cross-team standardization of imaging protocols for reproducibility.
- Adaptable to various chamber designs and model systems with minor modifications.
- Image quality may be affected by chamber material and filter selection, as supported by source data.
