3 Dimensions (3D)-imprimé le modèle pour l’embryon de poisson zèbre haut débit parant
1 juin 2018
Nous présentons ici un protocole visant à concevoir et fabriquer un embryon de poisson zèbre parant modèle, suivie d’une procédure détaillée sur l’utilisation de ce modèle pour haut débit embryon de poisson zèbre parant dans une plaque de 96 puits.
Cette méthode peut accélérer considérablement la procédure de mise en réseau des embryons de poisson-zèbre et rendre le poisson-zèbre vraiment apte au criblage à haut débit. Le principal avantage de cette technique est l’utilisation d’un modèle imprimé en 3D pour pré-matricer les embryons de poisson-zèbre dans une matrice de 96 ou 384 puits, ce qui facilite un processus de préparation de plaque très efficace. Nous avons d’abord eu l’idée de la méthode en effectuant le criblage de nanoparticules en ramassant et en sélectionnant manuellement des embryons individuels dans chaque puits d’une plaque modulaire et nous voulions augmenter l’efficacité.
En plus de Tianyu, un autre étudiant diplômé, Yue Jiang, fera une démonstration de la procédure. Commencez cette procédure par la conception du modèle de réseau avec une disposition de 96 puits de douze par huit qui s’adapte à une plaque standard de 96 puits. Comme détaillé dans le protocole textuel.
Utilisez une imprimante 3D avec une précision de 0,1 millimètre pour imprimer le modèle. Certains composants clés du modèle sont la chambre de piégeage, le puits de piégeage, la chambre à vide et la sortie d’air entrant. Pour effectuer la ponte de l’embryon de poisson-zèbre, séparez d’abord les mâles et les femelles par un séparateur en plastique transparent.
Ensuite, placez deux couples de poissons mâles et femelles dans la boîte d’accouplement un jour avant le frai. Le jour de la ponte, retirez les séparateurs le matin pour mélanger les poissons mâles et femelles. Retirez les poissons mâles et femelles et collectez les embryons de poisson-zèbre à l’aide d’une passoire à mailles fines.
Lavez les embryons avec 250 millilitres d’eau d’œuf. Transférez les embryons collectés dans des boîtes de Pétri avec la solution de Holtfreter. Retirez les embryons morts et non fécondés à l’aide d’un stéréomicroscope.
Placez les embryons dans un incubateur à 28,5 degrés Celsius. Quatre heures après la fécondation, observez les embryons et retirez tous les embryons morts et malsains. Les embryons sont maintenant prêts pour l’étape suivante.
Lavez le gabarit deux à trois fois avec 500 millilitres d’eau déminéralisée avant de le mettre dans l’étuve de séchage pendant cinq minutes. Ensuite, collez la chambre inférieure avec un morceau de film d’étanchéité. Connectez une pompe à vide à travers la sortie d’air au bas du gabarit pour générer une pression négative dans la chambre scellée par le film d’étanchéité.
À l’aide d’une pipette de transfert en plastique, placez environ 150 embryons dans le modèle. Secouez tout le gabarit horizontalement jusqu’à ce qu’un embryon soit coincé dans chaque puits. Avec cette étape, il est essentiel de vérifier et de s’assurer de chaque embryon de poisson-zèbre disponible.
Si la mémoire tampon Holtfreter était très faible, on pouvait ajouter une mémoire tampon supplémentaire en secouant le modèle. Jetez l’excédent de solution de Holtfreter et les embryons qui ne sont pas piégés dans les puits. Éteignez et débranchez la pompe à vide.
Placez une plaque standard à 96 puits à l’envers contre le gabarit et faites pivoter les deux en même temps. Tapotez le bas du gabarit ou connectez la sortie d’air à une bombe de dépoussiérage de gaz comprimé pour transférer tous les embryons piégés du gabarit vers la plaque à 96 puits. Enfin, retirez le film d’étanchéité et lavez le gabarit trois fois de haut en bas avec 500 millilitres d’eau déminéralisée pour une utilisation future.
Voici l’image partielle d’une plaque de 96 puits disposée par le modèle. Inversement, cette image montre l’image partielle d’une plaque de 96 puits disposée manuellement. L’état de santé général des embryons après avoir été plaqués par des méthodes manuelles et de matrices est affiché ici.
D’après les taux d’éclosion, de survie et de malformation des embryons, aucun effet significatif sur la santé globale des embryons n’a été observé dans les deux cas. Une fois maîtrisée, cette technique préparera une plaque de 96 ou 384 puits en seulement deux à trois minutes si elle est effectuée correctement. Après sa mise au point, cette technique a permis aux chercheurs de tirer pleinement parti des nouvelles caractéristiques de cet organisme modèle et de réaliser véritablement un criblage in vitro à haut débit.
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Aperçu
Cet article présente un protocole pour concevoir et fabriquer un gabarit de disposition d'embryons de poisson-zèbre, permettant une disposition à haut débit dans une plaque à 96 puits. La méthode améliore considérablement l'efficacité de la procédure de disposition d'embryons de poisson-zèbre.
Composantes clés de l'étude
Domaine de la science
- Neuroscience
- Biologie du développement
- Dépistage à haut débit
Contexte
- Les poissons-zèbres sont largement utilisés dans la recherche biologique en raison de leurs embryons transparents.
- Une disposition efficace des embryons est cruciale pour les applications de dépistage à haut débit.
- Les méthodes traditionnelles impliquent une sélection manuelle, ce qui peut être chronophage.
- L'introduction d'un gabarit imprimé en 3D offre une nouvelle solution pour améliorer l'efficacité.
Objectif de l'étude
- Développer un protocole pour la disposition à haut débit d'embryons de poisson-zèbre.
- Utiliser un gabarit imprimé en 3D pour une disposition efficace des embryons.
- Améliorer le processus de dépistage pour diverses applications, y compris les tests de nanoparticules.
Méthodes utilisées
- Conception d'un gabarit de disposition imprimé en 3D avec une disposition de 12 par 8.
- Disposition préalable des embryons de poisson-zèbre dans une matrice à 96 ou 384 puits.
- Démonstration de la procédure par des étudiants diplômés.
- Protocole textuel détaillé pour la mise en œuvre.
Résultats principaux
- Le gabarit imprimé en 3D permet une disposition rapide et efficace des embryons.
- Économie de temps significative par rapport aux méthodes manuelles.
- Facilite les capacités de dépistage à haut débit.
- Efficacité démontrée dans la préparation des plaques pour les expériences.
Conclusions
- Le protocole développé améliore l'efficacité de la disposition des embryons de poisson-zèbre.
- L'utilisation d'un gabarit imprimé en 3D est une innovation clé.
- Cette méthode est bénéfique pour les chercheurs menant des dépistages à haut débit.
Questions fréquemment posées
Executive Industry Relevance
High throughput zebrafish embryo arraying is a critical bottleneck in phenotypic screening and early-stage compound evaluation. The introduction of a 3D-printed template with vacuum manipulation enables rapid, reproducible preparation of multi-well plates, directly supporting scalable screening workflows. This innovation enhances operational efficiency and supports portfolio-wide compound triage in discovery-stage biopharma R&D.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Accelerates preparation of zebrafish embryos for hypothesis-driven compound testing.
- Enables robust phenotypic screening by standardizing embryo placement across wells.
- Supports functional target validation by facilitating high-content, parallelized assays.
Screening & Assay Development
- Delivers rapid, reproducible arraying of embryos for multi-well plate-based screening.
- Improves assay throughput and consistency, reducing manual variability.
- Enables efficient scaling to 96- and 384-well formats for compound libraries.
Translational & Preclinical Research
- Supports disease-relevant phenotypic assays in zebrafish embryos for translational insights.
- Facilitates continuity from early discovery to preclinical model validation.
- Reduces operational barriers to implementing high-throughput in vivo screening platforms.
Pipeline & Workflow Integration
This 3D-printed template method integrates at the interface of early discovery and screening, enabling seamless transition from embryo collection to high-throughput phenotypic assays.
- Discovery Biology: Streamlines hypothesis testing by enabling rapid setup of parallel experimental conditions.
- Screening: Provides standardized, reproducible embryo arraying for quantitative screening outputs.
- Analytics: Supports consistent measurement of phenotypic endpoints across large sample sets.
- Translational Research: Bridges early discovery and preclinical validation by enabling scalable in vivo assays.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, adaptable platform for repeated high-throughput screening campaigns.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces biological variability in screening assays.
- Operational Value: Standardizes embryo arraying, enabling reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and resource allocation in early discovery.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization by enabling robust, high-throughput phenotypic data generation.
Implementation Considerations
- Requires access to precision 3D printing and basic vacuum instrumentation.
- Demands operator proficiency in embryo handling and template operation.
- Standardization of washing and transfer steps is critical for reproducibility.
- Adaptable to both 96- and 384-well plate formats for diverse screening needs.
- Template cleaning and maintenance are essential for sustained performance.
