用于果蝇消费量化的高吞吐量微板馈线分析
June 14th, 2021
微板进料检测为测定 果蝇的液体食品消费量提供了经济、高的吞吐量方法。3D 打印设备将 96 井微板连接起来，其中苍蝇被安置在 1536 井微板上，苍蝇从微板中消耗带有示踪剂染料的喂食溶液。解决方案体积下降是光谱光谱测量。
微板进料检测提供了一种简单、高通量、经济的方法来测量果蝇喂养行为，并且与其他更精细的方法相比具有多重优势。通过用板读器测量吸水性来量化消耗，可消除手动测量并避免手动数据输入。数据也可进行程序提取和处理。
通过这种高通量检测，我们可以量化水溶性营养素、药物、药物或毒素的消耗，系统可以修改以应用于各种昆虫物种。首先，将熔融的藻醇倒入试剂槽中，然后使用多通道移液器将 80 微升熔融藻醇排入 96 井微板的每口井中。将剩余的糖在密封的袋子中冷藏长达一周，并重新熔炼以制作额外的盘子。
如果屏障条太松，将它们绕在手指周围，使其曲率，使其保持在通道中。将屏障条插入障碍条通道，为耦合器做好准备。将耦合器贴在饥饿板上，确保不要使用耦合器操纵板，因为耦合器可能会滑落。
确保耦合器的角角与微板的角度角匹配，以保持正确的方向。在二氧化碳麻醉下，排序三到五天大的苍蝇。将单个苍蝇逐列装载到饥饿板中。
通过将障碍条调整到封闭位置，在填充时关闭每个列。仔细记录微板内的示例布局。一旦饥饿板被填满，让苍蝇在去除二氧化碳后自发恢复，并饿死它们六个小时，从他们最初的麻醉时间开始。
在15毫升圆锥管中溶解0.4克蔗糖和0.1克酵母提取物，在10毫升蒸馏水中准备10毫升液体食品。旋涡管，直到固体完全溶解。加入40微升染料库存溶液，将液体食品转移到10毫升注射器中，用0.45微米过滤器倾斜。
一次过滤约 1.5 毫升的溶液到 1.7 毫升微中心管中。将包含溶液的注射器放在一边，并在进料板制备过程中根据需要过滤其他溶液。用密封膜密封 1536 井微板的底部，准备支线板。
使用密封桨彻底粘附在薄膜上。然后，用剃须刀刀片修剪左右边缘的多余薄膜。将过滤后液体食品柱的10微升分配到左上部油井中，每组4口井的1536孔微板。
一旦所有的油井都填满，按照密封微板底部的相同步骤，在板的顶部涂上密封膜。重复上述步骤，以获得所需的车牌数。将板以 200 倍 G 离心 10 秒以沉积流体。
不要让板被冷却，因为这会导致凝结积聚在井中，遮挡吸收读数。用装有直径为0.25毫米的针头的针头探针工具穿孔板顶表面的井，使用与分配溶液时相同的顺序穿孔。擦去溶液之间的针头，以防止交叉污染。
翻转盘子，打孔底部的井。在没有盖子的情况下，在 630 纳米下读取板的吸气度。在顶部密封膜上放置一个内部盖子，以确保冷凝环包围穿孔井，然后将外部盖子放在板上。
将喂食板朝上放在耦合器上，以便导引对馈盘和饥饿板的适当孔对齐。确保耦合器和板正确定位。一旦所有的进料板都装到耦合器上，通过调整耦合器上的屏障条来打开板的井。
将耦合器和板组件放在辅助容器中。将装有浸泡纸巾的移液器盒的下半部分放入每个次要容器中，以提供湿度。关闭辅助容器的盖子并将其转移到受控环境中。
允许苍蝇消耗22小时。曝光22小时后，检查每个板是否有死苍蝇，并相应地更新板布局。检查完所有盘子后，通过将二氧化碳泵入次要容器内，对苍蝇进行集体麻醉。
大约60秒后，确保所有的苍蝇都固定。轻轻地将苍蝇敲入饥饿板，更换塑料屏障条。取出进料板以进行读取。
在 630 纳米重读板的吸气度。重复此过程，直到所有板都读取完毕。蒸发量被量化为每口井，并被发现以确定是否存在任何相关性，在个别板井。
计算蒸发与行和蒸发与柱的 Pearson 相关系数，以评估蒸发和井位置之间的趋势。对三到五天大的广深蝇的消费量进行了量化，以确定协议的有效性。苍蝇可以选择4%蔗糖溶液与1%酵母提取物和4%蔗糖溶液，辅以15%乙醇和1%酵母提取物。
男性和女性都表现出对乙醇和酵母提取物溶液的压倒性偏好。在构建支线板时，必须保持一致性，确保每只苍蝇在食物体积、蒸发和获取方面具有相同的消耗情景。与传统方法相比，这项技术将使 Drosophila 领域的研究人员能够对产量更高、成本更低的消费和偏好行为进行高通量检测。
概述
微板喂食测定提供了一种高通量的方法来量化果蝇的进食行为。这种经济的方法利用3D打印设备连接微板，允许高效测量液体食物的消耗。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为生物学
- 昆虫学
背景
- 测量果蝇的进食行为对于理解营养偏好至关重要。
- 传统方法可能耗时费力且效率较低。
- 微板喂食测定简化了这一过程。
- 利用分光光度测量进行数据收集。
研究目的
- 开发一种高通量的方法来评估果蝇的食物消耗。
- 促进各种营养物质和物质的量化。
- 提高进食行为研究的效率。
使用的方法
- 准备琼脂和微板用于进食测定。
- 对苍蝇进行分类和麻醉以进行控制的进食实验。
- 测量吸光度以量化食物消耗。
- 分析数据以观察进食行为和偏好的趋势。
主要结果
- 果蝇对含有乙醇和酵母提取物的食物表现出偏好。
- 通过自动吸光度测量简化了数据收集。
- 量化并分析了蒸发率的相关性。
- 该测定对于高通量的进食研究证明是有效的。
结论
- 微板喂食测定是果蝇研究的宝贵工具。
- 它允许高效准确地测量进食行为。
- 该方法可以适用于各种昆虫物种和应用。
常见问题
Executive Industry Relevance
Quantifying consumption in model organisms supports target validation and phenotypic screening in early discovery. The microplate feeder assay enables high-throughput measurement of liquid food intake in Drosophila, providing quantitative data for mechanistic de-risking of nutritional, toxicological, or pharmacological interventions. This approach improves predictive confidence in lead identification by standardizing consumption metrics across large sample sets.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by quantifying consumption of nutrients, toxins, or pharmaceuticals in a genetically tractable model.
- Operational Value: Enables biological de-risking through standardized, absorbance-based measurement of liquid food intake.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by generating reproducible consumption data for compound screening.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream workflows by isolating individual fly consumption in multi-well formats.
- Operational Value: Addresses assay standardization and reproducibility through sealed microplates and controlled evaporation correction.
- Scalability: Highlights screening readiness and platform reuse via 3D-printed couplers that synchronize 96- and 1536-well microplates.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Describes continuity from discovery through preclinical validation by enabling dose-response analysis of consumable compounds.
- Mechanistic De-risking: Focuses on predictive value when assessing behavioral responses to substances like ethanol or yeast extract.
- Disease-Relevant System: Supports studies of consumption-associated traits with environmental and pharmacological variables.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from hypothesis testing to lead identification, supporting quantitative behavioral phenotyping.
- Discovery Biology: Explains how the method supports hypothesis testing, pathway clarification, or biological de-risking through quantified liquid food intake.
- Screening: Describes assay readiness, reproducibility, or quantitative outputs when supported by the article via absorbance measurements before and after consumption.
- Analytics: Highlights measurements, readouts, or statistical outputs that help teams compare conditions, including evaporation correction and Pearson correlation analysis.
- Translational Research: Connects the method to preclinical continuity or biomarker alignment only when the source supports it via preference testing between sucrose and ethanol-supplemented solutions.
- Enterprise Reuse: Frames the method as a reusable capability rather than a single-use technique through 3D-printed couplers and sealing protocols.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence, target validation, reduction of mechanistic ambiguity in consumption-related phenotypes.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability through microplate-based absorbance readings and barrier strip controls.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions, capital efficiency, and reduced late-stage biological risk by enabling high-throughput preference and consumption assays.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization and advancement decisions based on quantitative intake data across compound libraries.
Implementation Considerations
- Required scientific expertise in Drosophila handling, microplate preparation, and spectrophotometry.
- Instrumentation and analytical infrastructure needs include plate readers capable of 630 nm absorbance and 3D-printed coupler systems.
- Cross-team standardization requirements for sealing, perforation, and environmental controls to minimize condensation and evaporation artifacts.
- Adaptation considerations across model systems, noting potential for extension to other insect species with modified food formulations.
- Practical limitations supported by source material: evaporation must be quantified and corrected; chilling plates causes condensation that obscures readings; consistent orientation of coupler and microplates is required for proper well access.
