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El paso 1 del protocolo está destinado a limpiar la muestra biológica del labio no deseado. Para ello, se realiza una incisión en el labio, pero no en el fascículo, que descansa directamente debajo del labio (Figura 1). Debido a que el fascículo y el labio no están unidos en su interfaz (es decir, el labio puede deslizarse libremente a lo largo del fascículo y solo se mantiene en su lugar mediante su unión a la cabeza del mosquito), la incisión realizada está destinada a separar parte del labio de la cabeza del mosquito, facilitando así la eliminación de la cubierta exterior. A medida que se extrae el labio de la muestra, el técnico debe experimentar una ligera resistencia causada por la mitad inferior del labio aún adherida al mosquito. Se espera que esta fuerza de resistencia se libere con relativa facilidad porque la incisión promoverá la propagación del material biológico por grietas, induciendo así que el segmento no cortado del labio se desgarre y haga que todo el labio se deslice fuera del fascículo durante la acción de tracción. Si se realiza una incisión insuficiente, el técnico puede experimentar una resistencia excesiva durante la extracción y se le recomienda intentar otra incisión antes de continuar con el protocolo.
Es importante ejercitar un tacto suave y paciencia en los pasos 1 y 4 al manipular el labrum pellizcando con pinzas. Aunque el labrum es relativamente resistente, aún puede sufrir daños si las pinzas lo comprimen de manera demasiado agresiva. Se guía al técnico para que pellizque ligeramente el labio/labrum, lo que significa que debe ejecutar la cantidad mínima de fuerza necesaria en las pinzas para sujetar el labio/labrum. La evaluación de la presencia de daño se puede realizar al final del paso 1 y el paso 4 al inspeccionar la muestra bajo el microscopio. Se aconseja inspeccionar la probóscide en busca de anomalías a lo largo de su longitud (es decir, abolladuras, rasgaduras, separaciones en segmentos). Si se sospecha que una muestra está dañada en la punta del labrum, deséchela y reinicie el protocolo.
Los pasos clave del proceso del protocolo, como el paso 3 y el paso 6, requieren un cuidado especial. Para realizar el paso 3, la punta del labrum debe cortarse manualmente con un bisturí. Cortar demasiado corto hará que el resto del experimento sea exponencialmente más difícil porque puede ser demasiado pequeño para manipularlo. Por el contrario, si la punta supera los 300 μm de longitud, se vuelve demasiado larga para ser montada en el voladizo AFM debido al excesivo desplazamiento perpendicular que se introduce entre la punta del labrum y el voladizo AFM. Este desplazamiento se debe a imperfecciones en el proceso de montaje y/o a una curvatura que puede estar presente en la muestra, que se vuelven problemáticas a mayores longitudes de labrum. Además, los voladizos con puntas muy largas también serán muy difíciles de usar debajo del AFM. Durante el paso 3, es importante tener en cuenta que es probable que todos los fascículos de estilete (labrum, maxilares, mandíbulas e hipofaringe) se corten en este procedimiento. El labrum se localizará y aislará fácilmente de los estiletes restantes en el paso 4 debido a la separación manual que se realizó durante el paso 2. En el paso 6, aunque es casi imposible asegurar que la punta sea perfectamente normal al voladizo bajo un microscopio óptico, todavía es necesario minimizar el ángulo de inclinación para evitar condiciones de carga no deseadas en el uso futuro.
También es importante elegir el epoxi adecuado para la fijación del aguijón al voladizo AFM. Se probaron varios epoxis de dos partes de curado lento, que luego se demostró que no eran ideales porque cualquier pequeña vibración del suelo del laboratorio durante el proceso de curado puede hacer que el experimento falle. Por lo tanto, finalmente se adoptó un epoxi curable por UV. El adhesivo utilizado es un epoxi de baja viscosidad y curado rápido que es capaz de curar dentro de los 5 segundos de exposición a los rayos UV. Tras la solidificación, el pegamento se vuelve muy rígido y tiene una excelente resistencia, lo que hace que la sonda labrum-voladizo fabricada se comporte como un solo cuerpo y no falle ni se deforme en el lugar de la adhesión. Esta opción proporcionó suficiente tiempo antes del curado para configurar la configuración en la posición adecuada para adherir el aguijón al voladizo AFM (paso 6.3) y eliminar cualquier problema relacionado con las vibraciones ambientales debido a su comportamiento de curado a pedido.
El resto de los equipos cruciales de este protocolo son la estación de sonda, las pinzas afiladas y el voladizo. La estación de sonda utilizada está equipada con una lente 5x montada en la cámara; Sin embargo, no es esencial utilizar este modelo exacto de estación de sonda para este protocolo. Al seleccionar la estación de sonda, la única prioridad es garantizar una visibilidad clara y fácil del voladizo AFM y el labrum. Las pinzas afiladas utilizadas tenían un tamaño de punta de 0,5 mm por 0,1 mm. Es imprescindible el uso de pinzas de esta dimensión de punta o similares porque el uso de pinzas con una finura más baja puede provocar dificultades durante la manipulación del labrum. El voladizo utilizado en este protocolo se obtiene de una fuente comercial (ver Tabla de Materiales). Este modelo de voladizo fue seleccionado debido a su alta rigidez, ya que se debe transferir una gran fuerza a la punta de la sonda del mosquito para emular la penetración de la piel en la vida real. En general, para todas las sondas basadas en aguijón, un voladizo AFM no puede ser demasiado blando porque la falta de rigidez provocará la flexión del voladizo durante la prueba AFM, lo que a su vez conducirá a una falta de desarrollo de presión en la punta de la sonda de aguijón. Esto hará que la sonda imite incorrectamente el proceso de picadura, lo que hace que los voladizos AFM sin punta altamente rígidos sean un requisito para este protocolo.
En resumen, el uso de una sonda AFM biohíbrida basada en aguijón tiene beneficios únicos para estudios cuantitativos de penetración/picadura mecánica en comparación con otros métodos que requieren mosquitos vivos y voluntarios humanos 4,11,12 para realizar estudios similares. La resolución de detección ultra alta de AFM puede permitir la medición con una precisión sin precedentes, y la sonda biohíbrida permite una emulación casi realista de escenarios reales de mordida, incorporando un número estadísticamente significativo de mediciones sin necesidad de voluntarios humanos 4,11,12. Además, los materiales utilizados para la fabricación de microagujas de ingeniería suelen ser propensos a fracturarse o pandearse 3,4, lo que no es representativo de la probóscide del mosquito. El uso de las partes del mosquito se asemeja mejor al escenario real de picaduras. Este protocolo puede desarrollarse y automatizarse potencialmente para una producción de alto rendimiento. Por último, el protocolo desarrollado podría utilizarse potencialmente para producir otras sondas AFM biohíbridas utilizando aguijones de diferentes animales para estudios cuantitativos de diversos comportamientos de mordida/penetración.