פרוטוקול זה מתאר הרכבה של מערכת פנאומטית להעברת אוויר בלחץ למחט במהלך תהליך שיקוע המחט. הפרוטוקול מתאר גם את תהליך השיקוע ליצירת מחטי מיקרו-הזרקה חדות וכיצד לאמוד את גודל הפתיחה היחסי של המחט.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מתאר הרכבה של מערכת פנאומטית להעברת אוויר בלחץ למחט במהלך תהליך שיקוע המחט. הפרוטוקול מתאר גם את תהליך השיקוע ליצירת מחטי מיקרו-הזרקה חדות וכיצד לאמוד את גודל הפתיחה היחסי של המחט.
מחטי מיקרו-הזרקה הן כלי קריטי בהעברת ריאגנטים לשינוי גנום, רכיבי CRISPR (רנ"א מנחה, חלבון Cas9 ותבנית תורם), ורכיבי מערכת טרנספוזון (פלסמידים וטרנספוזאז mRNA) לעוברי חרקים מתפתחים. מחטי מיקרו-הזרקה חדות חשובות במיוחד במהלך הלידה של חומרים משנים אלה מכיוון שהן מסייעות למזער את הנזק לעובר המוזרק, ובכך להגדיל את הישרדותם של עוברים אלה בהשוואה להזרקה עם מחטים שאינן משופעות. יתר על כן, שיקוע המחטים מייצר מחטים עקביות יותר ממחט למחט בהשוואה למחטים הנפתחות על ידי שבירה אקראית של קצה המחט על ידי הברשה של קצה המחט כנגד חפץ (צד של כיסוי, פני השטח של העובר שיש להזריק וכו '). תהליך השיקוע הרטוב של מחטי מיקרו-הזרקה עם אוויר בלחץ קבוע המועבר למחט מאפשר לאדם המשופע את המחט לדעת מתי המחט פתוחה (נוכחות של בועות) וגם נותן אינדיקציה יחסית לגודל פתח המחט שנוצר. ניתן לקבוע את גודל הפתח היחסי במחט על ידי התאמת לחץ האוויר המועבר למחט עד להשגת שיווי משקל ובועות מפסיקות לזרום מקצה המחט. ככל שהלחץ שבו מגיעים לשיווי המשקל נמוך יותר, כך גודל המחט גדול יותר; ולהפך, ככל שהלחץ גבוה יותר, כך גודל המחט קטן יותר.
שינוי גנטי של חרקים הוא תהליך שפותח במקור בדרוזופילה על ידי רובין וספרדלינג, ובמהלך השנים תהליך זה שונה ליצירת שינויים גנטיים במינים אחרים1. התהליך מסתמך על מסירה מדויקת של רכיבי שינוי המוזרקים במיקרו לעוברים בחלון זמן ומיקום מסוים בתוך העובר המתפתח 2,3,4. מחטי מיקרו-הזרקה חדות הן כלי קריטי בתהליך השינוי הגנטי של חרקים מסוימים, כגון יתושים 4,5,6,7,8,9 וזבובי חול10, בעוד שהן פחות קריטיות עבור חרקים אחרים, כגון תולעי משי11. מחטים חדות הן לעתים קרובות גורם מפתח בין הצלחה לכישלון כאשר מנסים ליצור חרק מהונדס גנטית 2,4. בדרך כלל, מחטי זכוכית מיקרו-קפילריות נמשכות על ידי חימום זכוכית עד לנקודה שבה הזכוכית הופכת אלסטית, מה שמאפשר למשוך את הנימים לתוך מחט קצה סגורה מחודדת. לפני שניתן להשתמש במחט יש לפתוח אותה באופן שיוצר קצה חד להזרקה. באופן מסורתי, מחטים נפתחות על ידי צחצוח קצה המחט בעדינות כנגד משהו (קצה המגלשה / הכיסוי, או העובר, וכו ') שגורם כמות קטנה של זכוכית להתנתק מן הקצה, באופן אקראי יצירת קצה חד 2,3. תהליך קצת פחות אקראי הוא שיפוע יבש, שבו המחט יורדת במהירות על פלטה שטוחה אופטית, מסתובבת שוחקת לפרק זמן קצר, מה שגורם לכמות קטנה של זכוכית להישבר מקצה המחט וליצור קצה חד. שיקוע יבש הוא קצת פחות אקראי מאשר צחצוח קצה המחט כנגד משהו. הפרוטוקול המתואר להלן לוקח את תהליך השיקוע צעד אחד קדימה על ידי אספקת אוויר דחוס למחט המשופעת ושיקוע אותה מתחת לשכבה נוזלית כך שבועות גלויות ברגע שהמחט נפתחה. פרוטוקול זה מפרט שיטה לייצור מחטי מיקרו-הזרקה חדות באופן אמין. שיקוע מתחת לשכבה נוזלית מהווה שיפור לעומת שבירה אקראית של המחט כפי שתואר לעיל, ושיקוע יבש מכיוון שהמשתמש מקבל משוב על תהליך השיקוע, המאפשר לאדם המשופע לדעת מתי המחט פתוחה ויחסית מה גודל פתח המחט. ידיעת גודל הפתיחה היחסי של קצה המחט יכולה לאפשר לאדם המשופע ליצור מחטים עם גדלי פתיחה שונים. לגדלים שונים של פתיחת מחטים יש יתרונות שונים; לדוגמה, גדלי פתיחת מחטים גדולים יותר יכולים להכיל תערובות הזרקה בעלות צמיגות גבוהה, בעוד שמחטי פתיחה קטנות יותר גורמות פחות נזק לעובר המוזרק.
האוויר מסופק למחט באמצעות וסת ומערכת צינורות אורתן המבוססת על מערכת הזרקה מווסתת לחץ אוויר שונה2. בעוד האוויר מסופק למחט בלחץ קבוע, המחט משופעת מתחת לשכבת נוזל. תהליך השיקוע מורכב מתהליך חוזר בן חמישה שלבים: 1) הורדת המחט למשטח השוחק, 2) מתן אפשרות למחט להתקע לפרק זמן קצר, 3) הרמת המחט הרחק מהצלחת השוחקת תוך שמירתה מתחת לפני השטח של שכבת הנוזל, 4) עצירת הסחרור של הצלחת השוחקת כדי לבדוק את הופעת הבועות. אם אין בועות, שלבים 1 עד 4 חוזרים על עצמם עד להופעת בועות; 5) ברגע שיש בועות, ניתן לכוונן את לחץ האוויר כדי לקבוע את גודל הפתיחה היחסי של המחט. ככל שהלחץ הדרוש לעצירת היווצרות הבועות נמוך יותר, כך הפתח בקצה המחט גדול יותר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: הפרוטוקול כמתואר להלן משתמש במיקרו-נימי Sutter BV-10 משופע. עם זאת, פרוטוקול זה יכול להיות שונה לשימוש עם כל מודל microcapillary משופע.
1. הרכבה של ווסת, מד לחץ וצינורות אספקת אוויר
2. מחטי בורוסיליקט משופעות
3. קביעת גודל הפתיחה היחסי של המחט המשופעת
הערה: קביעת גודל הפתיחה היחסי של המחט המשופעת נעשית בשלב 2.13. השלבים הבאים מתארים תהליך זה עוד יותר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ההליך המתואר לעיל מייצר מחטי מיקרו-הזרקה חדות באופן עקבי. מחטים חדות מאופיינות בכך שהן מסוגלות להחדיר לעוברי חרקים כוריון רכים, כגון עוברי יתושים, עם התנגדות מועטה או ללא התנגדות מקרום העובר. כאשר עוברים של יתושים מוזרקים במיקרו לצורך שינוי גנטי, קרום העובר אלסטי יחסית. דחיפת מחט עמומה כנגד קרום העובר תגרום לו להיכנס פנימה (איור 4B). כאשר המחט נמשכת לאחור, הקרום חוזר לצורתו. עם מספיק לחץ, המחט העמומה בסופו של דבר תקרע את הממברנה, והעובר צפוי לדלוף החוצה. ככל שהמחט חדה יותר, כך מתרחשת פחות הז...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שינוי גנטי של יתושים מסתמך על מיקרו-הזרקה מדויקת של חומרי השינוי (פלסמידים, רנ"א מנחה או חלבונים) לעוברים קדם-בלסטודרם 3,4,5,6,7,8. קריטיות לתהליך זה הן מחטים חדות המנקבות בקלות את העובר במהלך הזרקה 2,4. מחט חדה מסוגלת להחליק דרך הממב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחבר אין מה לחשוף.
המחבר רוצה להכיר את האנשים הבאים. צוות המתקן לשינוי חרקים באוניברסיטת מרילנד: חנה אלוביהארה, רוברט אלפורד ודניאל גיי. ללא עבודתם המסורה, מתקן טרנספורמציית החרקים לא היה קיים. ונסה מלדנר-הארל על הגהה של כתב היד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1.0 מ"מ OD מיקרו-נימים | World Precision Instruments | ||
| Beveler הדום שמן | Sutter Instruments | 008 | |
| קליפ פגוש אופניים | VeloOrange | R-clip 4-pack | https://velo-orange.com/products/vo-r-clip-4-pack |
| בום סטנד מיקרוסקופ | AmScope | AMScope 3.5X-90X Trinocular LED בום מעמד סטריאו מיקרוסקופ או שווה ערך | |
| BV-10 Beveler | Sutter Instruments | BV-10 | |
| צלחת שוחקת יהלום | Sutter Instruments | 104F | - עדינה במיוחד (0.2 ומיקרו; עד 1.0 ומיקרו וגדלי קצה) |
| אטם, Buna-N | Clippard Instrument Laboratory, Inc. | 11761-2-pkg | משמש לאיטום חיבור במחברי T או L, אם עדיין לא כלול בחלקים אלה |
| Hose Clamp | Clippard Instrument Laboratory, Inc. | 5000-2-pkg | |
| מחבר צינור | Clippard Instrument Laboratory, Inc. | CT4-pkg | צריך 5 מחברי צינור |
| מחזיק מחט מיקרו-הזרקה | World Precision Instruments | MPH3-10 | מחזיק מחט עבור מיקרו-נימים בקוטר חיצוני 1 מ"מ |
| P-2000 | Sutter Instruments | כל חולץ מחט | |
| Photo-Flo 200 פתרון | B& H תמונה, וידאו ואודיו | BH #KOPF200P MFR #1464510 | חומר הרטבה |
| מד לחץ | מעבדת מכשירי קליפרד, בע" | PG-100 | 0-100 psi מד |
| פתיל ייחוס | Sutter Instruments | X050300 | |
| מחזיק פתיל ייחוס | Sutter Instruments | M100019 | |
| Regulator Clippard Instrument Laboratory, Inc. | 01-Mar | צריך #10-32 יציאות לחיבורים | |
| גיליון אריזת גומי 6 אינץ' 6 | בדנקו | דגם # 59849 | |
| T מתאים | למעבדת מכשירי קליפרד, בע"מ. | מוט | |
| הברגה | החוטים חייבים להיות 10-32. | ||
| צינורות אורטן | מעבדת מכשירי קליפארד בע" | URH1-0804-BLT-050 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.