Dieser Artikel beschreibt die Grundsätze der eine schnelle, minimal-invasive Injektion von fluoreszierenden Mikropartikel in der Circulatory system von kleinen Fischen und in Vivo Visualisierung von Mikropartikeln Fisch im Blut.
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Methodenartikel
Dieser Artikel beschreibt die Grundsätze der eine schnelle, minimal-invasive Injektion von fluoreszierenden Mikropartikel in der Circulatory system von kleinen Fischen und in Vivo Visualisierung von Mikropartikeln Fisch im Blut.
Die systemische Gabe von Mikro-Größe Partikel in einem lebenden Organismus kann zur Gefäßsystem Visualisierung, Drogen und Impfung, Implantation von transgenen Zellen und kleine optische Sensoren eingesetzt werden. Jedoch intravenöse Mikroinjektionen in kleine Tiere, die meist in biologischen und veterinärmedizinischen Laboratorien verwendet werden, sind sehr schwer und erfordert geschultes Personal. Hier zeigen wir eine robuste und effiziente Methode für die Einführung von Mikropartikeln in das Kreislaufsystem der Erwachsenen Zebrafisch (Danio Rerio) durch Injektion in die Fisch-Niere. Um die eingeführten Mikropartikel in das Gefäßsystem zu visualisieren, schlagen wir eine einfache intravitalen bildgebende Verfahren in Kiemen. Überwachung von Zebrafisch-Blut-pH in Vivo wurde erreicht mit einem injizierten mikroverkapselte Leuchtstofflampen Sonde, SNARF-1, eine der möglichen Anwendungen von der beschriebenen Technik demonstrieren. Dieser Artikel enthält eine ausführliche Beschreibung der Kapselung des pH-sensitiven Farbstoffs und zeigt die Grundsätze der schnelle Injektion und Visualisierung der erhaltenen Mikrokapseln für in Vivo Aufnahme das Fluoreszenzsignal. Die vorgeschlagene Methode der Injektion zeichnet sich durch eine niedrige Sterblichkeitsrate (0-20 %) und hohe Effizienz (70-90 % Erfolg), und es ist leicht, Institut, mit handelsüblichen Geräten. Alle beschriebene Verfahren können auf anderen kleinen Fischarten wie Guppys und Medaka durchgeführt werden.
Die Verwaltung der Mikro-Größe Partikel in den tierischen Organismus ist eine wichtige Aufgabe in Bereichen wie Drogen und Impfstoff Lieferung1, Gefäßsystem Visualisierung2, transgenen Zelle Implantation3und winzigen optischen Sensor implantation 4 , 5. der Implantation für Microscale Partikel in das Gefäßsystem von kleinen Labortieren ist jedoch schwierig, vor allem für empfindliche Wasserorganismen. Für populäre Forschung Exemplare wie Zebrafisch, ist es ratsam, die diese Verfahren mit Videoprotokolle geklärt werden.
Intrakardialen und Kapillare Mikroinjektionen erfordert geschultes Personal und einzigartige Mikrochirurgie Einrichtungen für die Lieferung von Microobjects in Zebrafisch Blut. Zuvor wurde ein Retro-Orbital manuelle Injektion3 als eine einfache und effektive Methode für die Verwaltung ganzer Zellen vorgeschlagen. Aber nach unserer Erfahrung dauert wegen der kleinen Fläche des Auges Kapillaren Netzes, es viel Übung, um das gewünschte Ergebnis von dieser Technik zu erreichen.
Hier beschreiben wir eine Methode für die robuste und effiziente Mikropartikel Implantation in das Herz-Kreislauf-System durch manuelle Injektion direkt in das nierengewebe Erwachsenen Zebrafisch, die ist reich an Kapillaren und renaler Gefäße. Diese Technik basiert auf dem video-Protokoll für Stammzelltransplantation in der Zebrafisch Niere6, aber die traumatischen und zeitraubende mikrochirurgische Schritte wurden beseitigt. Die vorgeschlagene Methode zeichnet sich durch geringe Mortalität (0-20 %) und hohe Effizienz (70-90 % Erfolg), und es ist leicht, Institut, mit handelsüblichen Geräten.
Ein wichtiger Teil des vorgeschlagenen Protokolls ist die Visualisierung der implantierten Mikropartikel (wenn sie fluoreszierende oder eingefärbte) in den Kapillaren der Kieme, ermöglicht eine Überprüfung der Injektion Qualität, eine grobe relative Bewertung der Anzahl der injizierten Partikel und die Erkennung des spektralen Signals für physiologische Messungen direkt aus dem zirkulierenden Blut. Als ein Beispiel für die Einsatzmöglichkeiten von der beschriebenen Technik demonstrieren wir das Protokoll für in Vivo Messungen von Zebrafisch-Blut-pH mittels mikroverkapselte fluoreszierende Sonde, SNARF-1, ursprünglich vorgeschlagenen in Borvinskaya Et Al. 2017-5.
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Alle experimentelle Verfahren wurden im Einklang mit der EU-Richtlinie 2010/63/EU für Tierversuche und die Tier Themen Forschung Ausschusses des Instituts für Biologie an Irkutsk Landesuniversität genehmigt worden.
1. Herstellung von Mikrokapseln
Hinweis: Mikrokapseln mit einem Fluoreszenzfarbstoff werden mit einer Schicht für Schicht Versammlung entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten7,8zubereitet. Alle Verfahren wurden bei Raumtemperatur durchgeführt.
2. Vorbereitung des optischen Aufbau und Kalibrierung von mikroverkapselte SNARF-1
Hinweis: Grobe pH-Messung mit mikroverkapselte SNARF-1 kann mit Bildern in zwei Kanälen eines fluoreszierenden Mikroskop7erfolgen, aber in diesem Protokoll eine einkanalige fluoreszierende Mikroskop mit einem Glasfaser-Spektrometer verbunden angewendet wurde.

3. Vorbereitung für die Injektion
4. Injektion
5. in Vivo Visualisierung
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Die erzielten Ergebnisse stammen aus einer der drei Hauptkategorien des Protokolls präsentiert: die Bildung von fluoreszierenden Mikropartikel durch Verkapselung von einem Fluoreszenzfarbstoff (Abbildung 1), die Niere Injektion von Mikrokapseln mit weiteren Visualisierung in Gill Kapillaren (Abbildung 2 und 3) und schließlich die in Vivo spektrale Aufnahme SNARF-1 Fluoreszenz zu überwach...
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Um die Injektion von Mikropartikeln in der Zebrafisch-Niere zu demonstrieren, haben wir semipermeable Mikrokapseln mit einem indikatorfarbstoff geladen. Das Protokoll enthält Anweisungen für die Herstellung der Mikrokapseln mit der Schicht für Schicht Versammlung von entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten7,8,15,16,17 ,18...
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Die Autoren haben nichts preisgeben.
Autoren erkennen stark Hilfe von Bogdan Osadchiy und Evgenii Protasov (staatliche Universität Irkutsk, Russland) in Vorbereitung des video-Protokolls. Diese Forschung wurde von der russischen Science Foundation (#15-14-10008) und der Russischen Stiftung für Grundlagenforschung (#15-29-01003) unterstützt.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| SNARF-1-dextran, 70000 MW | Thermo Fisher Scientific | D3304 | Leuchtstoffsonde. Jeder andere geeignete polymergebundene Fluoreszenzfarbstoff kann als Mikrokapselfüllstoff verwendet werden |
| Albumin-Fluorescein-Isothiocyanat-Konjugat (FITC-BSA) | SIGMA | A9771 | Fluoreszenzsonde |
| Rhodamin B Isothiocyanat-Dextran (RITC-dextran) | SIGMA | R9379 | Fluoreszenzsonde |
| Calciumchlorid | SIGMA | C1016 | CaCO3 Template-Bildung |
| Natriumcarbonat | SIGMA | S7795 | CaCO3 Matrizenbildung |
| Poly(allylaminhydrochlorid), MW 50000 (PAK) | SIGMA | 283215 | Kationisches Polymer |
| Poly(Natrium-4-styrolsulfonat), MW 70000 (PSS) | SIGMA | 243051 | Anionisches Polymer |
| Poly-L-lysin [20 kDa] gepfropft mit Polyethylenglykol [5 kDa], g = 3,0 bis 4,5 (PLL-g-PEG) | SuSoS | PLL(20)- g[3.5]-PEG(5) | Endpolymer zur Erhöhung der Biokompatibilität von Mikrokapseln |
| Natriumchlorid | SIGMA | S8776 | Zum Auflösen aufgetragener Polymere |
| Wasseraufbereitungssystem | Millipore | SIMSV0000 | Zur Herstellung von deionisiertem Wasser |
| Magnetrührer | Stegler | Für die Bildung | |
| von CaCO3 TemplatesEppendorf Forschung plus Pipette, 1000 & Mikro; L | Eppendorf | Dosierlösungen | |
| Eppendorf Forschung plus Pipette, 10 & Mikro; L | Eppendorf | Dosierlösungen | |
| Pipettenspitzen, Volumenbereich 200 bis 1000 & Mikro; L | F.L. Medical | 28093 | Dosierlösungen |
| Pipettenspitzen, Volumenbereich 0,1-10 μ L | Eppendorf | Z640069 | Dosierlösungen |
| Mini-Zentrifuge Microspin 12, High-Speed | BioSan | Für das Zentrifugations-Waschverfahren von Mikrokapseln | |
| Mikrozentrifugenröhrchen, 2 mL | Eppendorf | Z666513 | Mikrokapselsynthese und -lagerung |
| Shaker Intelli-Mischer RM-1L | ELMY Ltd. | Zur Reduzierung der Mikrokapselaggregation | |
| Ultraschallreiniger | Zur Reduzierung der Mikrokapselaggregation | ||
| Kopfhörer | Zum Schutz der Ohren vor Ultraschall | ||
| Ethylendiamintetraessigsäure | SIGMA | EDS | Zum Auflösen der CaCO3 Schablonen |
| Mononatriumphosphat | SIGMA | S9638 | Herstellung von pH-Puffern |
| Dinatriumphosphat | SIGMA | S9390 | Herstellung von pH-Puffern |
| Natriumhydroxid | SIGMA | S8045 | Zur Einstellung des pH-Werts der EDTA-Lösung und der Puffer |
| Thermostatkammer | Zum Trocknen von Mikrokapseln auf Glasobjektträger | ||
| Hämozytometer-Blutzahlkammer | Zur Untersuchung der Größe, Verteilung und Konzentration der vorbereiteten Mikrokapseln | ||
| Fluoreszenzmikroskop Mikmed 2 | LOMO | In-vivo-Visualisierung von Mikrokapseln in Fischblut | |
| Satz Fluoreszenzfilter für SNARF-1 (sollte je nach Mikroskopmodell gewählt werden; Beispiel wird mitgeliefert) | Chroma | 79010 | Visualisierung von Mikrokapseln mit Fluoreszenzsonden |
| Faserspektrometer QE Pro | Ocean Optics | Kalibrierung von Mikrokapseln unter | |
| Mikroskop Optische Faser QP400-2-VIS NIR, 400 μ m, 2 m | Ocean Optics | Zum Verbinden des Spektrometers mit dem Mikroskopanschluss | |
| Kollimator F280SMA-A | Thorlabs | Zum Verbinden des Spektrometers mit dem Mikroskopanschluss | |
| Objektträger aus Glas | Fisherbrand | 12-550-A3 | Kalibrierung von Mikrokapseln unter |
| dem Mikroskop Deckgläser, 22 x 22 mm | Pearl | MS-SLIDCV | Kalibrierung von Mikrokapseln unter dem Mikroskop |
| Glas-Mikrokapillaren Intra MARK, 10 µ L | Blaubrand | BR708709 | Zur Sammlung von Fischblut |
| Nelkenöl | SIGMA | C8392 | Fischanästhesie |
| Lanzette Nr. 11 | Apexmed international B.V. | P00588 | Zum Schneiden des Fischschwanzes und zum Lösen der Stahlnadel von der Spitze des Insulin-Autoinjektors |
| Heparin, 5000 U/mL | Calbiochem | L6510-BC | Zur Behandlung aller Oberflächen, die bei der Blutentnahme von Fischen mit Fischblut in Berührung kommen |
| Seven 2 Go Pro pH-Meter mit Mikroelektrode | Mettler Toledo | Zur Bestimmung des pH-Werts von Fischblut | |
| Insulin-Pen-Nadeln Micro-Fine Plus, 0,25 x 5 mm | Becton, Dickinson and Company | Für das Injektionsverfahren. Jede dünne Nadel (& Oslash; 0,33 mm oder weniger) ist geeignet | |
| Glaskapillaren, 1 x 75 mm | Hirschmann Laborger & te GmbH & Co | 9201075 | Für Injektionsverfahren |
| Gasbrenner | Zum Löten von Stahlnadel an Glaskapillare | ||
| Mikroinjektor IM-9B | NARISHIGE | Für die präzise Dosierung von Mikrokapseln Suspension | |
| Petrischale, 60 mm x 15 mm, Polystyrol | SIGMA | P5481 | Für Manipulationen mit Fischen unter Narkose |
| Kunststofflöffel | Für Manipulationen mit Fischen unter Narkose | ||
| Feuchter Schwamm | Für Manipulationen mit Fischen unter Narkose | ||
| Präparierschere | Thermo Scientific | 31212 | Zum Entfernen der Kiemenabdeckung vom Fischkopf |
| Pasteurpipette, 3,5 mL | MARKE | Z331767 | Zum Befeuchten von Fischkiemen |
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