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Article de méthode

Moulage en résine transparente des arthropodes pour une utilisation dans l’éducation, la sensibilisation et la recherche

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DOI :

10.3791/69206

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16 janvier 2026

 ,  ,  , 
1Department of Entomology, Texas A&M University, 2Department of Veterinary Integrative Biosciences, Texas A&M University

Dans cet article

Résumé

Nous y montrons les étapes clés du processus de création d’arthropodes de haute qualité, intégrés en résine, pour l’enseignement et la sensibilisation éducatives.

Résumé

Nos travaux antérieurs ont publié un protocole pour créer des arthropodes d’importance médicale intégrés en résine destinés à des activités éducatives et de sensibilisation. Ce protocole a été adopté par diverses initiatives visant à créer une technique de montage qui minimise les dommages causés à l’arthropode, crée un produit sûr pour la manipulation et préserve la capacité de voir les caractéristiques morphologiques pour l’identification. Notre protocole a évolué et crée actuellement des arthropodes incrustés en résine avec une qualité améliorée grâce à l’achat d’équipements supplémentaires et de modifications de procédés. Nous présentons ce protocole amélioré avec des étapes pour minimiser les bulles, s’adapter à différents types d’arthropodes et créer des blocs finaux polis avec visibilité sur six côtés. Nous exposons également les préoccupations de biosécurité liées aux fumées lors du durcissement de la résine, à l’utilisation d’outils électriques, ainsi qu’à la poussière générée lors du ponçage et du polissage des blocs de résine. Ce protocole visualisé facilitera l’adoption du moulage clair en résine des arthropodes auprès d’une communauté plus large. La liste des équipements et consommables que nous avons adoptés au fil de plusieurs années d’essais et d’erreurs permettra à d’autres programmes de juger si ce protocole est une option viable pour l’adoption.

Introduction

Les spécimens de haute qualité intacts sont des ressources essentielles pour enseigner les compétences d’identification des arthropodes auxstagiaires 1,2. Souvent, les collections pédagogiques contiennent des spécimens délicats épinglés ou pointus qui peuvent manquer de caractéristiques clés à cause d’une manipulation fréquente ou peuvent être difficiles à observer sous plusieurs angles pour comprendre les relations spatiales des éléments clésidentifiants 3. Ces espèces peuvent être frustrantes tant pour les élèves que pour les enseignants, et des espèces rares, difficiles à collecter et non locales peuvent être restreintes ou totalement absentes des collections pédagogiques par crainte de destruction des échantillons.

En plus de l’enseignement institutionnel formel, l’éducation du public fait partie de la mission de nombreux programmes académiques et d’extension, de cabinets médicaux et vétérinaires, de parcs et centres nature, de musées, ainsi que des districts de lutte contre les moustiques/vecteurs 4, 5. Dans ces situations, les spécimens durables et conservés sont essentiels, et il est optimal de montrer des spécimens capables de résister à une analyse manuelle par des enfants, à des dommages accidentels ou à une chute. Les spécimens d’insectes épinglés ou pointus n’offrent pas la durabilité nécessaire à ces contextes éducatifs, et les spécimens dans un conservateur liquide comme l’éthanol sont difficiles à observer à travers des contenants, ainsi qu’à retirer et manipuler. Étant donné que des modèles 3D d’insectes ont démontré qu’ils améliorent l’éducationdes élèves 6, fournir aux élèves des arthropodes de haute qualité préservés dans de la résine devrait également apporter des avantages. Une étude récente de Bron et al. a utilisé des tiques et d’autres arthropodes incrustés dans la résine pour évaluer la capacité du public à reconnaître les espèces vectoresde tiques 7. Un autre projet a utilisé des insectes forestiers exotiques incrustés en résine (« insectes de voyage ») placés dans des emplacements de géocache pour sensibiliser aux ravageurs forestiersnon indigènes 8. Ce travail s’appuie sur les entomologistes précédents qui font progresser depuis des décennies des protocoles pour intégrer des insectes dans la résine9 et 10. En travaillant avec divers arthropodes dans le développement de notre protocole, nous avons constaté que les insectes délicats avec des écailles (par exemple, les moustiques) sont plus difficiles à intégrer dans la résine, car les écailles et les membres sont souvent perdus lors des phases de versement de la résine. De plus, les spécimens stockés dans l’éthanol sur de longues périodes sont moins idéaux pour l’incorporation de résine car l’éthanol atténue la coloration importante pour l’identification (par exemple, des motifs ornés sur des scuta de tiques).

Pour élargir nos collections pédagogiques d’arthropodes tant pour l’enseignement formel en classe (par exemple, entomologie médicale et vétérinaire), que pour les programmes de sensibilisation et d’extension éduquant le public, nous avons développé un protocole pour la mise en eau claire desarthropodes 11. Nous avons publié ces méthodes car la plupart des entreprises commerciales qui produisent des insectes incrustés dans la résine gardent leurs protocoles confidentiels. Depuis notre publication en 2018, nous avons acheté du matériel supplémentaire et optimisé davantage le protocole, qui est désormais présenté ici. Dans le tableau des matériaux , nous présentons tous les équipements et consommables utilisés dans ce protocole.

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Protocole

ATTENTION : Les dangers associés au protocole de production de résine incluent l’exposition aux fumées toxiques provenant de la résine non durcie, le contact avec la résine et le catalyseur non durcis, l’utilisation d’outils électriques et la production de poussière lors des étapes de coupe/ponçage/polissage. Une hotte ou un espace bien ventilé et des gants en nitrile sont nécessaires pour travailler avec de la résine non durcie. Si la résine ou le catalyseur touche la peau, lavez immédiatement la zone avec du savon et de l’eau. Lors de la découpe/ponçage/polissage de blocs de résine durcis, il faut porter un respirateur à demi-face bien ajusté.

1. Préparation de l’échantillon et de l’étiquette

REMARQUE : La préparation des sémicimens dépend de l’arthropode utilisé. Les échantillons et les labels doivent être préparés et mis de côté pour une utilisation avant la préparation de la couche de résine 1.

  1. Choisissez un spécimen à placer dans la résine.
    1. Tiques : Retirez les tiques qui ont été conservées soit au congélateur, soit à 70 % d’éthanol. Placez les tiques adultes et nymphales extraites à 70 % d’éthanol entre deux lames de microscope tout en appliquant une légère pression de chaque côté de la tique pour éliminer l’excès d’éthanol qui pourrait se trouver à l’intérieur de la tique. Ensuite, placez la tique sur une surface plane et laissez-la sécher au moins 5 minutes avant d’être ajoutée à la résine.
      REMARQUE : Les tiques stockées au congélateur n’ont pas besoin d’être pressées entre les lames du microscope mais doivent reposer à température ambiante comme mentionné ci-dessus.
    2. Moustiques : Les moustiques adultes fraîchement émergés sont les meilleurs pour s’incruster dans la résine, car ils ont probablement toutes les caractéristiques diagnostiques (écailles, etc.). Pour obtenir des moustiques adultes fraîchement émergés lorsqu’une colonie ou des populations naturelles du champ existent, placez les larves ou nymphes dans l’eau dans une chambre d’émergence, et après éclosion, les adultes entrent dans le compartiment supérieur de la coupe d’émergence. Placez les moustiques adultes nouvellement émergés au congélateur pour les tuer, puis retirez-les et laissez-les reposer à température ambiante pendant au moins 5 minutes avant d’être ajoutés à la résine.
      REMARQUE : Le temps nécessaire pour tuer les moustiques dans le congélateur dépend de la température du congélateur (par exemple, les moustiques sont tués en ~10 minutes après avoir été placés dans un congélateur à -80 °C). Les moustiques adultes doivent être utilisés dans les heures suivant la mise à mort, car ils se dessèchent lorsqu’ils sont conservés longtemps au congélateur.
    3. Larves ou larves de moustiques et autres Diptera : Retirez les larves de l’éthanol et laissez-les tremper dans un catalyseur de résine pendant au moins 20 minutes avant de les ajouter à la résine.
      REMARQUE : Placer ces spécimens dans le catalyseur remplace l’éthanol dans leur corps sans assécher l’échantillon ni le faire ratatiner.
    4. Autres arthropodes : Pour de nombreux arthropodes, suivez les indications ci-dessus pour les autres tiques ou moustiques, selon la sensibilité des caractéristiques externes.
  2. Créez des étiquettes contenant les informations souhaitées (par exemple, noms scientifiques et étapes du cycle de vie). Imprimez les étiquettes sur des feuilles transparentes avec une imprimante laser (pas jet d’encre). Découpez les étiquettes à la bonne taille.
    1. Utilisez une police de police Times New Roman en italique de taille 8. Utilisez une police de caractères Times New Roman en italique pour les cycles de vie ou des spécimens à corps plus grand.
    2. Pour les collections pédagogiques contenant des examens pratiques de laboratoire, assurez-vous que les arthropodes en résine soient identifiés de manière à indiquer aux enseignants leur espèce, mais pas aux élèves évalués sur leurs compétences d’identification. Dans ce contexte, utilisez de petits codes QR, d’environ 1 cm2, qui permettent à un smartphone de se connecter à un site web contenant des informations sur l’espèce.
      REMARQUE : Il convient de prendre soin de couper les étiquettes de façon carrée et uniforme afin d’améliorer la qualité.

2. Couche de résine 1

ATTENTION : Toutes les étapes impliquant la résine non durcie se font à l’intérieur d’une hotte ventilée à l’extérieur, compte tenu de la production de fumées nocives. Effectuer ces étapes dans un environnement bien ventilé, comme en extérieur, est une autre option.

  1. Mettez des gants en nitrile avant de travailler avec de la résine ou un catalyseur non durci.
    REMARQUE : Si des quantités excessives de résine se posent sur les gants à un moment donné lors de la préparation des couches de résine, retirez les gants, en faisant attention à éviter le contact résine avec la peau. Si les gants contiennent de la résine non durcie, laissez-les dans la hotte pendant 24 heures pour que la séchage soit complète avant de les jeter à la poubelle. Si la résine entre en contact avec la peau, lavez immédiatement la zone affectée avec du savon et de l’eau, conformément aux instructions de l’étiquette.
  2. Mesurez environ 60 mL (~2 oz) de résine dans un gobelet en plastique. Versez de la résine du gobelet en plastique dans un bol en plastique. Placez le bol en plastique contenant de la résine dans un bain-marie à 32 °C.
    REMARQUE : La résine ne doit pas être réchauffée dans un bain-marie plus de 15 minutes.
  3. Ajoutez 12 gouttes de catalyseur (~540 μL) dans le bol en plastique contenant de la résine. Mélangez la résine et le catalyseur avec une cuillère en plastique lentement et délicatement pendant ~1 minute.
    REMARQUE : Le rapport résine/catalyseur peut varier selon la marque de la résine. Si le ratio diffère de celui mentionné précédemment, suivez les recommandations du fabricant.
  4. Verser le mélange résine/catalyseur du bol en plastique dans un moule en silicone placé sur un bloc de bois dans la marmite à pression (voir l’étape 5.1).
    REMARQUE : La viscosité du mélange doit être similaire à celle du sirop de maïs (ou du miel chaud).
  5. Attendez environ 5 à 20 minutes que la résine commence à durcir et soit suffisamment collante avant d’ajouter l’échantillon.
    REMARQUE : Les temps de durcissement de la résine dépendent de nombreux facteurs tels que la température, l’humidité et l’altitude.

3. Échantillons en résine

  1. Placez l’échantillon au centre de la première couche de résine afin de garantir que les caractéristiques diagnostiques (par exemple, les spiracles sur les larves de mouches) soient positionnées de manière à ce qu’elles puissent être facilement observées.
  2. Placez l’étiquette sur la première couche de résine, à proximité souhaitée de l’échantillon.

4. Couche de résine 2

  1. Mesurez environ 60 mL (~2 oz) de résine dans un gobelet en plastique. Versez de la résine du gobelet en plastique dans un bol en plastique. Placez le bol en plastique contenant de la résine dans un bain-marie à 32 °C.
    REMARQUE : La résine ne doit pas être réchauffée dans un bain-marie plus de 15 minutes.
  2. Ajoutez 12 gouttes de catalyseur (~540 μL) dans le bol en plastique contenant de la résine. Mélangez la résine et le catalyseur avec une cuillère en plastique lentement et délicatement pendant ~1 minute.
    REMARQUE : Un brassage vigoureux créera des bulles excessives qui pourraient rester dans le produit final et réduire la clarté de l’échantillon (Figure 1). Le mélange peut aussi apparaître légèrement vert une fois le mélange terminé.
  3. Verser lentement le second mélange résine/catalyseur du bol en plastique directement sur les échantillons et le long des bords de l’intérieur du moule, en remplissant l’espace restant dans le moule (Figure 2C).
    REMARQUE : La viscosité du mélange doit être similaire à celle du sirop de maïs (ou du miel chaud).
  4. Effectuer les derniers ajustements de l’échantillon, comme repositionner les appendices (pattes, ailes, antennes) selon les besoins (Figure 2D).
  5. Retirez et jetez les gants selon le protocole d’élimination.

5. Pot de pression

  1. Placez un bloc de bois dans le pot pour relever la surface sur laquelle les moules doivent être placés et manipulés.
    REMARQUE : Des moules peuvent être placés dans le pot sur le bloc de bois avant le versement de la première couche afin d’éviter un déversement accidentel ou un déplacement du spécimen, qui pourrait survenir si des moules étaient transférés après le versement de la résine avant que les couches ne soient prises.
  2. Fermez fermement le pot et appliquez une pression à 60 psi (Figure 3). Laissez les moules dans le pot sous pression pendant environ 24 heures.
    REMARQUE : Les moules peuvent être laissés dans le pot sous pression jusqu’à 72 heures sans différences apparentes dans le produit final.
  3. Relâchez la pression et retirez les moules du pot sous pression.
  4. Retirez les blocs de résine des moules et laissez-les reposer à température ambiante jusqu’à ce que les étapes restantes soient prêtes à être effectuées.
    REMARQUE : Les surfaces de la résine peuvent sembler un peu collantes au toucher (par exemple, toucher la résine laissera une marque d’empreinte), et les côtés qui ont touché le moule peuvent présenter un certain blanchiment de surface. Ces imperfections de surface seront éliminées lors des procédures suivantes.

6. Préparation du produit final

ATTENTION : Les étapes de coupe, ponçage et polissage sont toutes réalisées dans un bâtiment séparé avec un aspirateur d’atelier, compte tenu de la production de poussière et du besoin de protection respiratoire. Un respirateur doit être mis en place et ajusté en conséquence pour s’adapter solidement à la face de la personne qui coupe, ponce ou polit les blocs de résine durcis avant d’effectuer l’une des étapes suivantes. À l’Université Texas A&M, notre programme de santé et sécurité environnementale exige que chaque employé réussisse un test d’ajustement du respirateur utilisant un respirateur à demi-visage avec un filtre à particules P100 de l’Institut National pour la Sécurité et la Santé au Travail.

  1. Coupez les blocs de résine à la bonne taille avec une scie à ruban.
    REMARQUE : Il est prudent de créer des blocs réguliers/équilibrés avec les échantillons centrés (Figure 4A).
  2. Poncez les six côtés du bloc de résine à l’aide de la ponceuse à disque (Figure 4B). Répétez les étapes pour tous les côtés en utilisant la ponceuse à bande 4 x 30 pouces de grain 600 (Figure 5A), puis ponçez tous les côtés avec la ponceuse à bande de grain 1 x 30 pouces de 2 000 grains (Figure 5B).
    REMARQUE : Pour obtenir la plus grande clarté du produit final, maintenez chaque côté du bloc de résine dans la même orientation pour chaque type de bande.
  3. Tenez délicatement un polish rouge en oxyde d’aluminium et poli contre la roue de polissage pendant quelques secondes, puis tenez délicatement le bloc de résine contre le polis à un angle de 45° (Figure 5C).
  4. Utilisez du tissu ou du tissu pour enlever l’excès de vernis de tous les côtés du bloc de résine. Répétez autant de fois que nécessaire jusqu’à obtenir la clarté souhaitée.
  5. Répétez les mêmes étapes avec une seconde roue de polissage avec un polish blanc diamanté. Répétez autant de fois que nécessaire jusqu’à obtenir la clarté souhaitée et que le nuage coloré du vernis rouge soit supprimé.

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Résultats

Les spécimens réussiment intégrés seront entourés d’une résine transparente et incolore, avec tous les côtés lisses. L’échantillon sera clairement visible de n’importe quel côté du bloc de résine. Les caractéristiques du spécimen importantes pour l’identification, telles que les motifs de couleur, la forme et la taille de l’échelle, ainsi que d’autres caractéristiques anatomiques, seront visibles à l’aide d’un microscope disséqueur. Des caractéristiques m...

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Discussion

Préparation des spécimens

Les méthodes de conservation peuvent dépendre du sémicier traité. Les méthodes courantes de conservation des spécimens incluent l’éthanol à 70 % ou la congélation, deux méthodes compatibles avec l’incorporation en résine. Ces méthodes sont utiles pour préserver les caractéristiques clés du sémicien, telles que la coloration, les écailles, les poils et d’autres caractéristiques physiques.

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.

Remerciements

Nous apprécions les étudiants de premier cycle qui ont contribué à la production de résine, notamment Jake Host, Katelyn Humlicek, Erik Aguirre Cordero, Isaac Luna, Michael Riley, Elise Hoffman, Megan Nicholson, Allison Speed et Jesus Rene Garcia Lunar. Le financement a été assuré par le Département d’Entomologie, l’Université Texas A&M et le Texas EcoLab Program (GLH, RCR). Les arthropodes suivants montés en résine lors de cette étude ont été fournis par les Centers for Disease Control and Prevention pour distribution par BEI Resources, NIAID, NIH : Rhodnius prolixus adulte, souche CDC, NR-44077 ; NIAID, NIH : Haemaphysalis longicornis adulte, NR-51846 ; NIAID, NIH : Rhipicephalus sanguineus, adulte NR-42512 ; NIAID, NIH : Dermacentor variabilis adulte, NR-42513 ; NIAID, NIH : Ixodes scapularis adulte, NR-42510 ; et NIAID, NIH : Amblyomma americanum adulte, NR-42514. Lutzomyia longipalpis a été fourni par le Walter Reed Army Institute of Research pour distribution par BEI Resources, NIAID, NIH : Lutzomyia longipalpis adulte, souche Jacobina, Brésil (LLJB), NR-44015. Le Simulium vittatum utilisé dans ce travail a été produit avec le soutien de l’ordre de travail C-08 du NIH, contrat n° HHSN2722017000351, Ordre de tâche n° 75N93020F00002, obtenu via BEI Resources, NIAID, NIH : Simulium vittatum, Adulte, NR-53893.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Compresseur d’airCalifornia Air Tools CAT-1P1060S Light & Lights Compresseur d’air portable silencieux, argentéOutils pneumatiques de Californiehttps://a.co/d/07y4iGha
Tuyau de compresseur d’airCalifornia Air Tools HFH25.25 Hybrider Hybrid Tube Tuyau d’Air Flex 1/4 de pouce 25 pieds avec raccords d’air à connexion rapide, bleuOutils pneumatiques de Californiehttps://a.co/d/0cboxu7J
Scie à rubanG0803 9" Scie à bande de laboratoirehttps://www.grizzly.com/products/grizzly-9-benchtop-bandsaw-w-laser-guide-quick-release/g0803z (Analog Machine)
Ponceuse à bandePonceuse à bande d’établi Bucktool 1 x 30 pouces avec disque de 5 pouces avec rangement à clé et enlèvement facile du couvercle de courroieBucktoolhttps://a.co/d/017GmVQI
Roue de poluBuffer de table de 6 pouces, service renforcé 1/2 ch ; Comprend deux roues de polissageMachinerie centralehttps://a.co/d/0iGsbSCu
Ponceuse à disquePonceuse à disque à bande BUCKTOOL 5.0A 4 pouces x 36 pouces et ponceuse à disque 6 pouces avec moteur à entraînement direct 3/4HP et base en aluminium portableBucktoolhttps://a.co/d/08AsKXva
Plaquette de roue à polir x2Plaquet de remplacement pour la roue de polissageEnkayhttps://a.co/d/07WajxZ5
Casier sous pressionCALIFORNIA AIR TOOLS 255C 2,5 gallons Pot de pression pour moulage, bleuOutils pneumatiques de Californiehttps://a.co/d/0j3vGi3P
Aspirateur d’atelier pour recueillir la poussièreExtracteur de poussière BUCKTOOL 1,2 HP Auto Start 750CFM avec 3 sacs de collecte de poussière, capacité de 5,4 sacs cubes et 5 réducteurs PCS pour menuiserie DC50Bucktoolhttps://a.co/d/0cEA39ii
Bain marieBain marie thermostatique numérique JOANLABJoanLabhttps://a.co/d/0gJLNyWG
Consommables
Cirage de roue, rougeSCOTTCHEN Red Polishing Polir Poli Composé de découpe Grossier, Rouge de bijouScottchenhttps://a.co/d/caLtcNL
Cirage de la roue, blancD2903 Composé de polissage de 1 livreWoodstockhttps://a.co/d/061T4kWU
Respirateur à moitié face3M Rugged Comfort Quick Latch Demi-Masque Frontal Réutilisable 6502QL, NIOSH3Mhttps://a.co/d/0g3wMldi
Filtres respiratoires à moitié faceFiltre à particules 3M P100 Protection respiratoire, 2097/071184 (AAD)3Mhttps://a.co/d/05a6ydbM
RésineRésine de moulage Clear-Lite, Tap PlasticCraquer plastiquehttps://www.tapplastics.com/product/mold_making_materials/casting_products/tap_clear_lite_casting_resin/75
Catalyseur à résineCatalyseur liquide MEKP, plastique TapCraquer plastiquehttps://www.tapplastics.com/product/fiberglass/polyester_resins/tap_mekp_liquid_catalyst/40
Résine & Catalyseur à résine (Alternative)Résine UV Clear Casting, Solarez (MEKP Catalyst inclus)Solarezhttps://solarez.com/solarez-clear-casting-uv-resin.html
Courroies de ponçageAbrasifs Red Label 4 x 36 in carbure de silicium de 600 grainsAbrasifs Red Labelhttps://a.co/d/0hkYmjI7
Disques de ponçage1 x 30 2000 grain 9 microns bleu à polir bleu avec support en mylar ultra flexible et rembourréAlimentation professionnelle pour aiguisagehttps://a.co/d/01pCnNnN
Disques de ponçageDisque PSA Norton Metalite R228, adhésif sensible à la pression, oxyde d’aluminium, 5' ’ Diamètre, grain 80Nortonhttps://a.co/d/0cqqdpMq
Moules en siliconeMoules en silicone carré pour résine, moules en résine de grande taille pour moules brillants de carrés profonds de 6,6''x 2'' w (avec 2 moules carrés ou rectangulaires petits)https://a.co/d/06Qasc1G
Feuilles de transparenceOhp Clear Print Film transparent transparent 8,5 x 11 pouces pour rétroprojecteurs, pour imprimantes laserCraftiffhttps://a.co/d/07L2g0AT

Références

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