Cet article illustre les principes d’une injection rapide et mini-invasive de microparticules fluorescentes dans le circulatory system de petits poissons et de la visualisation en vivo des microparticules dans le sang du poisson.
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Article de méthode
Cet article illustre les principes d’une injection rapide et mini-invasive de microparticules fluorescentes dans le circulatory system de petits poissons et de la visualisation en vivo des microparticules dans le sang du poisson.
L’administration systémique de taille micro particules dans un organisme vivant peut être appliquée pour la visualisation du système vasculaire, drogue et administration de vaccins, implantation de cellules transgéniques et de minuscules capteurs optiques. Toutefois, des microinjections intraveineuse en petits animaux, qui sont principalement utilisés dans les laboratoires biologiques et vétérinaires, sont très difficiles et nécessitent un personnel formé. Ici, nous démontrons une méthode robuste et efficace pour l’introduction de microparticules dans le système circulatoire du adult poisson zèbre (Danio rerio) par injection dans le rein de poissons. Pour visualiser les microparticules introduites dans le système vasculaire, nous proposons une technique d’imagerie intravitale simple dans les branchies des poissons. Surveillance in vivo du poisson-zèbre pH sanguin a été accompli à l’aide d’une injection fluorescentes microencapsulés probe, SNARF-1, afin de démontrer une des applications possibles de la technique décrite. Cet article fournit une description détaillée de l’encapsulation de colorant sensibles au pH et illustre les principes de l’injection rapide et visualisation des microcapsules obtenues pour in vivo d’enregistrement du signal fluorescent. La méthode proposée d’injection se caractérise par un taux de mortalité faible (0-20 %) et un rendement élevé (70-90 % de réussite) et il est facile d’instituer à l’aide de matériel couramment disponible. Toutes les procédures décrites peuvent être exécutées sur d’autres espèces de petits poissons, comme les guppys et chez les sujets exposés.
L’administration de taille micro particules dans l’organisme animal est une tâche importante dans des domaines tels que la drogue et vaccin livraison1, système vasculaire visualisation2, implantation de cellules transgéniques3et implantation de minuscules capteurs optiques 4 , 5. Toutefois, la procédure d’implantation pour les particules de micro-échelle dans le système vasculaire des petits animaux de laboratoire est difficile, surtout pour les organismes aquatiques sensibles. Pour les échantillons de recherche populaires comme le poisson-zèbre, il est conseillé que ces procédures de préciser à l’aide de protocoles vidéo.
Microinjections intracardiaques et capillaires nécessitent un personnel formé et des installations de microchirurgie unique pour la livraison de microobjects dans le sang du poisson-zèbre. Auparavant, un rétro-orbitaire injection manuelle3 a été proposé comme une méthode simple et efficace pour l’administration de cellules entières. Cependant, dans notre expérience, à cause de la petite surface du réseau capillaire oeil, il faut beaucoup de pratique pour atteindre les résultats escomptés de cette technique.
Ici, on décrit une méthode pour l’implantation de microparticules robustes et efficaces dans le système circulatoire par injection manuelle directement dans le tissu rénal du poisson-zèbre adulte, qui est riche en capillaires et de vaisseaux rénaux. Cette technique est basée sur le protocole vidéo greffe de cellules dans le poisson-zèbre rein6, mais les opérations microchirurgicales traumatiques et beaucoup de temps ont été éliminées. La méthode proposée se caractérise par une mortalité faible (0-20 %) et un rendement élevé (70-90 % de réussite) et il est facile d’instituer à l’aide de matériel couramment disponible.
Une partie importante du protocole proposé est la visualisation de l’implanté microparticules (s’ils sont fluorescents ou colorisée) dans les capillaires de gill, qui permet la vérification de la qualité de l’injection, une évaluation approximative relative du nombre de injection de particules et la détection du signal spectral pour mesures physiologiques directement à partir de la circulation sanguine. Par exemple des applications possibles de la technique décrite, nous démontrons le protocole pour des mesures in vivo du poisson-zèbre pH du sang à l’aide d’une sonde fluorescente microencapsulée, SNARF-1, initialement suggéré dans Borvinskaya et al. 20175.
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Toutes les procédures expérimentales ont été menées conformément à la Directive européenne 2010/63/UE pour l’expérimentation animale et ont été approuvés par l’Animal sujets recherche Comité d’Institut de biologie à l’Université d’état d’Irkoutsk.
1. fabrication de Microcapsules
Remarque : Les Microcapsules transportant un colorant fluorescent sont préparés à l’aide d’une couche par couche de charge opposée polyélectrolytes7,8. Toutes les procédures ont été réalisées à température ambiante.
2. préparation d’optique montage et étalonnage des microcapsules SNARF-1
Remarque : Des mesures de pH rugueux avec microencapsulés SNARF-1 peuvent être faites en utilisant des images dans les deux canaux d’un microscope à fluorescence7, mais dans le présent protocole, un microscope à fluorescence une voie connecté à un spectromètre de fibre a été appliqué.

3. préparation pour Injection
4. injection
5. in Vivo de visualisation
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Les résultats obtenus proviennent d’un des trois principales catégories du protocole présenté : la formation de microparticules fluorescentes par encapsulation d’un colorant fluorescent (Figure 1), l’injection de rein de microcapsules avec davantage de visualisation dans branchies capillaires (Figure 2 et 3) et, enfin, l’in vivo spectrale enregistrement de fluorescence SNARF-1 pour surve...
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Pour illustrer l’injection de microparticules dans les reins de poisson-zèbre, nous avons utilisé semi-perméable microcapsules chargées avec un colorant indicateur. Ainsi, le protocole contient des instructions pour la fabrication de microcapsules à l’aide de l’Assemblée de couche par couche de charge opposée polyélectrolytes7,8,15,16,17 ,
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Auteurs reconnaissent grandement l’aide de Bogdan Osadchiy et Evgenii Protasov (Université d’état d’Irkoutsk, Russie) dans l’élaboration du protocole vidéo. Cette recherche a été financée par la Fondation russe de la Science (#15-14-10008) et la Fondation russe pour la recherche fondamentale (#15-29-01003).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| SNARF-1-dextran, 70000 MW | Sonde fluorescente Thermo Fisher Scientific | D3304 | . Tout autre colorant fluorescent lié à un polymère approprié peut être utilisé comme charge de microcapsule |
| Conjugué albumine-fluorescéine isothiocyanate (FITC-BSA) | SIGMA | A9771 | Sonde fluorescente |
| Rhodamine B isothiocyanate-Dextran (RITC-dextran) | SIGMA | R9379 | Sonde fluorescente |
| Chlorure de calcium | SIGMA | C1016 | CaCO3 formation de matrices |
| Carbonate de sodium | SIGMA | S7795 | CaCO3 formation de matrices |
| Poly(chlorhydrate d’allylamine), MW 50000 (HAP) | SIGMA | 283215 | Polymère cationique |
| Poly(4-styrènesulfonate de sodium), MW 70000 (PSS) | SIGMA | 243051 | Polymère anionique |
| Poly-L-lysine [20 kDa] greffé avec du polyéthylène glycol [5 kDa], g = 3,0 à 4,5 (PLL-g-PEG) | SuSoS | PLL(20)- g[3.5]-PEG(5) | Polymère final pour augmenter la biocompatibilité des microcapsules |
| Chlorure de sodium | SIGMA | S8776 | Pour dissoudre les polymères appliqués |
| Système de purification de l’eau | Millipore | SIMSV0000 | Pour préparer de l’eau désionisée |
| Agitateur magnétique | Stegler | Pour la formation | |
| de modèles de CaCO3Eppendorf ; Recherche ; pipette Plus, 1000 & micro ; L | Eppendorf | Solutions de dosage | |
| Eppendorf ; Recherche ; pipette plus, 10 & micro ; L | Eppendorf | Solutions de dosage Pointes de | |
| pipette, plage de volume 200 à 1000 & micro ; L | F.L. Medical | 28093 | Solutions de dosage |
| Pointes de pipette, plage de volume 0,1-10 ; &mu ; L | Eppendorf | Z640069 | Solutions de dosage |
| Mini-centrifugeuse Microspin 12, BioSan | Pour le procédé de centrifugation-lavage des microcapsules | ||
| Tubes à microcentrifugation, 2 mL | Eppendorf | Z666513 | Synthèse et stockage des microcapsules |
| Shaker Intelli-mixer RM-1L | ELMY Ltd. | Pour réduire l’agrégation de microcapsules | |
| Nettoyeur | Pour réduire l’agrégation de microcapsules Casques | ||
| d’écoute ; | Pour protéger les oreilles des ultrasons | ||
| Acide éthylènediaminetétraacétique | SIGMA | EDS | Pour dissoudre le CaCO3 |
| modèles Phosphate monosodique | SIGMA | S9638 | Préparation des tampons de pH |
| Phosphate disodique | SIGMA | S9390 | Préparation des tampons de pH |
| Hydroxyde de sodium | SIGMA | S8045 | Pour ajuster le pH de la solution EDTA et des tampons |
| Chambre | Pour sécher les microcapsules sur une lame de verre | ||
| numération des cellules sanguines | Pour étudier la distribution de la taille et la concentration des microcapsules préparées | ||
| Microscope fluorescent Mikmed 2 | LOMO | Visualisation in vivo des microcapsules dans le sang | |
| de poissonJeu de filtres fluorescents pour SNARF-1 (à choisir en fonction du modèle de microscope ; un exemple est fourni) | Chroma | 79010 | Visualisation de microcapsules avec des sondes fluorescentes |
| Spectromètre à fibre QE Pro | Ocean Optics | Étalonnage de microcapsules au microscope | |
| Fibre optique QP400-2-VIS NIR, 400 &mu ; m, 2 m | Ocean Optics | Pour connecter le spectromètre avec le port du microscope | |
| Collimateur F280SMA-A | Thorlabs | spectromètre avec le port du microscope | |
| Lame de microscope en verre | Fisherbrand | 12-550-A3 | Étalonnage des microcapsules au microscope |
| Lamelles, 22 x 22 mm | Pearl | MS-SLIDCV | Étalonnage des microcapsules au microscope |
| Microcapillaires en verre Intra MARK, 10 & micro ; L | Blaubrand | BR708709 | Pour recueillir le sang de poisson |
| Huile de clou de girofle | SIGMA | C8392 | Anesthésie de poisson |
| Lancet No 11 | Apexmed international B.V. | P00588 | Pour couper la queue du poisson et libérer l’aiguille en acier de l’extrémité de l’auto-injecteur d’insuline |
| Héparine, 5000 U/mL | Calbiochem | L6510-BC | Pour traiter toutes les surfaces qui entrent en contact avec le sang de poisson lors de la collecte de sang de poisson |
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| Capillaires en verre, 1 x 75 mm | Hirschmann Laborgerä ; te GmbH & Co | 9201075 | Pour le procédé d’injection |
| Chalumeau | à gaz Pour souder l’aiguille d’acier au capillaire en verre | ||
| Micro-injecteur IM-9B | NARISHIGE | Pour le dosage précis de microcapsules en suspension Boîtes de | |
| Pétri, 60 mm x 15 mm, polystyrène | SIGMA | P5481 | Pour les manipulations avec des poissons sous anesthésie |
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| Pipette Pasteur, 3,5 mL | MARQUE | Z331767 | Pour humidifier les branchies des poissons |
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