Este protocolo presenta un método para realizar la caracterización reológica del moco que reside en los rastrillos branquiales (GUR) de la carpa plateada. Las características viscoelásticas del MOG-GR, obtenidas midiendo la viscosidad, el almacenamiento y los módulos de pérdida, se evalúan para el estrés de rendimiento aparente para comprender el mecanismo de alimentación del filtro en los RR.
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Artículo de método
Caracterización macro-reológica del moco rastrillo branquial en la carpa plateada, Hypophthalmichthys molitrix
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Resumen
Resumen
La carpa plateada, Hypophthalmichthys molitrix,es un pez alimentador de filtro planctívoro invasor que infestó las vías fluviales naturales de la cuenca superior del río Mississippi debido a su mecanismo de alimentación por filtro altamente eficiente. Los órganos característicos llamados rastrillos branquiales (RDA), que se encuentran en muchos de estos alimentadores de filtro, facilitan la filtración eficiente de partículas de alimentos como el fitoplancton que son de unas pocas micras de tamaño.
La motivación para investigar la reología del moco GR proviene de nuestro deseo de comprender su papel en la ayuda al proceso de alimentación por filtro en la carpa plateada. El líquido rico en moco, en un estado "espeso y pegajoso" puede facilitar la adhesión de las partículas de los alimentos. La permeación y el transporte a través de la membrana GR se ven facilitados por la acción de fuerzas de cizallamiento externas que inducen diferentes tasas de deformación por cizallamiento. Por lo tanto, la reología del moco puede proporcionar una pista vital sobre la tremenda naturaleza de la carpa plateada dentro del grupo de peces que se alimentan por filtro. Sobre la base de esto, se postuló que el moco GR puede proporcionar una función adhesiva a las partículas de alimentos y actuar como un vehículo de transporte para ayudar en el proceso de alimentación del filtro.
El objetivo principal del protocolo es determinar la tensión de rendimiento del moco, atribuida a la tensión de cizallamiento mínima requerida para iniciar el flujo en el que se observa por primera vez una deformación plástica irreversible a través de un material viscoelástico estructurado. En consecuencia, las propiedades reológicas del moco GR, es decir, la viscosidad, el almacenamiento y los módulos de pérdida, se investigaron por su naturaleza no newtoniana, adelgazamiento por cizallamiento utilizando un reómetro rotacional.
Un protocolo presentado aquí se emplea para analizar las propiedades reológicas del moco extraído de los rastrillos branquiales de una carpa plateada, pescado en la ubicación de Hart Creek del río Missouri. El protocolo tiene como objetivo desarrollar una estrategia efectiva para las pruebas reológicas y la caracterización de materiales de moco que se supone que es un material viscoelástico estructurado.
Introducción
La carpa plateada, Hypophthalmichthys molitrix,es un alimentador de filtro planctívoro y una especie invasora que se ha infiltrado en varias vías fluviales naturales en los Estados Unidos. Esta especie se introdujo inicialmente en la cuenca alta del río Mississippi para controlar las floraciones de algas1,2,3. La carpa plateada es un alimentador extremadamente eficiente. Por lo general, sus tamaños de partículas de alimentos consumibles varían de 4 a 20 μm a zooplancton más grande que son alrededor de 80 μm3,4,
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Protocolo
1. Preparación de las soluciones de moco de diversas concentraciones
NOTA: Tres concentraciones de la solución de moco (400 mg/mL, 200 mg/mL y 100 mg/mL con volúmenes aproximados, 1 mL, 1 mL y 2 mL, respectivamente) están preparadas para este experimento.
- Para calcular la masa del moco, mida la masa media de los viales con (Mcon moco ; mg) y sin moco (M viales ; mg). Luego reste la masa de los viales con moco con la que no tiene moco (Mmoco = M conmoco - Mviales ; mg).
- Diluya el moco en tres....
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Resultados
En esta sección, presentamos los resultados de los experimentos sobre moco GR utilizando un reómetro rotacional con una geometría de cono (40 mm de diámetro, 1° 0' 11'') y una placa de Peltier. Los experimentos ayudaron a caracterizar el comportamiento no newtoniano, de adelgazamiento por cizallamiento del moco GR y el estrés aparente del rendimiento que representa la transición del moco de un material similar a un gel a un material similar a un fluido. Los resultados representativos implican descripciones cuantitativas .......
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Discusión
Uno de los principales objetivos del desarrollo de este protocolo es establecer que es adecuado para la caracterización reológica del moco GR cuando se dispone de volúmenes de muestra muy pequeños. Reconocemos que se necesitan más muestras de una escuela de carpa plateada para caracterizar completamente las propiedades reológicas del moco GR y los datos presentados aquí no son una generalización en toda la población de carpa plateada. Nuestra técnica se justifica por su eficacia con la caracterización reológica de pequeñ.......
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Divulgaciones
No se declaran conflictos de intereses.
Agradecimientos
Los autores reconocen el apoyo y la financiación del GW Center for Biomimetics and Bioinspired Engineering. Agradecemos a la profesora L. Patricia Hernández del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad George Washington por inspirar la investigación y la colaboración continua, proporcionar experiencia biológica en la fisiología de la carpa plateada y proporcionar las muestras de moco. Agradecemos a los estudiantes, el Sr. David Palumbo, la Sra. Carly Cohen, el Sr. Isaac Finberg, el Sr. Dominick Petrosino, el Sr. Alexis Renderos, la Sra. Priscilla Varghese, el Sr. Carter Tegen y el Sr. Raghav Pajjur por su ayuda en el laboratorio y al Sr. Thomas Evans y el....
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Materiales | |||
| Kim Toallitas | VWR | 470224-038 | Para limpiar la muestra de la placa |
| Guantes | VWR | 89428-750 | Para evitar la contaminación de la muestra |
| Pipeta | VWR | 89079-974 | Para transportar la muestra desde el vial hasta el reómetro Puntas |
| pipeta | Thermo Scientific | 72830-042 | Para transportar la muestra del vial al reómetro |
| Agitador | VWR | 89032-094 | Para mezclar homogéneamente la muestra de moco |
| Viales | VWR | 66008-710 | Contiene los volúmenes de muestra medidos |
| Báscula de pesaje | Ohaus | Scout – Balanzas SPX | Para pesar la masa de muestras de moco |
| < / agua desionizada fuerte > | |||
| H20) | - | - | Líquido |
| estéril 70% Isopropanol (C3H8O) | VWR | 89108-162 | Líquido |
| GR Mucosidad< / fuerte> | |||
| 100 mg/mL, 2 mL | - | - | Material viscoelástico |
| Concentración de 400 mg/mL, 1 mL | - | - | Material viscoelástico |
| Concentración de 200 mg/mL, 1 mL | - | - | Material viscoelástico |
| Software | |||
| MATLAB | Mathworks | R2017a | Análisis de datos, posprocesamiento y representación gráfica |
| Trios | TA Instruments | v4.5.042498 | Software de análisis y control de instrumentos de reómetro |
Referencias
- Cohen, K. E., Hernandez, L. P. The complex trophic anatomy of silver carp, Hypophthalmichthys molitrix, highlighting a novel type of epibranchial organ. Journal of Morphology. 279, 1615-1628 (2018).
- Cohen, K. E., Hernandez, L. P.
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Reimpresiones y permisos
