הנמטודה Caenorhabditis elegans (C. elegans) היא אורגניזם מודל בשימוש נרחב לחקר תהליכים ביולוגיים כגון התפתחות והתנהגות בשל הגנטיקה השמורה מאוד שלו עם עמיתים יונקים1. חוקרים מטפחים C. elegans על צלחת מדיום גידול נמטודות (NGM) בסביבה מבוקרת היטב המתקננת את תנאי הניסוי ומאפשרת ייחוס מדויק יותר של התוצאות למשתנים ניסיוניים. החיה שקופה, ומאפשרת הדמיה ברורה של רקמות, תאים ומבנים תת-תאיים. C. elegans הם קטנים, כאשר החיות הבוגרות הן באורך של ~1 מ"מ ובקוטר של 80 מיקרומטר, מה שמאפשר למקם מספר בעלי חיים על תושבת שקופית אחת להדמיה1. גודלם הקטן מאפשר גם לתמונה בודדת ללכוד את האורגניזם כולו תוך פירוק תאים בודדים, דבר חיוני להדמיית התחדשות סיבי הנוירונים. סינרגטי ליתרונות אלה למיקרוסקופיה, ההתפתחות המהירה, האנטומיה הסטריאוטיפית והגנטיקה הקלה של C. elegans מאפשרים מחקרים בקנה מידה גדול1.
ההליך האופייני להדמיה של תאים ב - C. elegans הוקם לפני עשרות שנים ונותר ברובו ללא שינוי. חוקרים משתמשים ברפידות אגר שטוחות על מגלשות כדי להרכיב ולשתק את בעלי החיים להדמיה של התאים שלהם2. כיסוי על גבי הכרית מחזיק את בעלי החיים במקומם ומגן על עדשת המיקרוסקופ. חשוב לציין, לכיסוי יש מקדם שבירה גבוה שמגדיל את הצמצם המספרי של האור שנלכד ומשפר את רזולוציית ההדמיה. בנוסף, החלקת הכיסוי מפחיתה עיוות בהעברת האור. לפיכך, כיסוי משפר את ההדמיה של תאי מטרה ומבנים.
עם זאת, כאשר משתמשים בהם עם כיסוי, רפידות אגר שטוחות מגבילות לעתים קרובות את התמצאות בעלי החיים. C. elegans מתכופפים לאורך כיוון הגב-גחון (DV) שלהם ולכן הם מאמצים אוריינטציה רוחבית על כרית אגר שטוחה. עם זאת, גם לאחר קיבוע, יישור וסיבוב מראש לכיוון DV, מיקום החלקת הכיסוי מחזיר כמעט את כל החיות לראייה רוחבית (איור 1). אנו מאמינים ששינוי כיוון זה מתרחש מכיוון שהחלקת הכיסוי דוחפת את הפות הבולטת של C. elegans הצידה. בעלי חיים צעירים יותר ללא פות הם בעלי אוריינטציה אקראית יותר. שליטה מוגבלת זו על ההתמצאות היא בעייתית משתי סיבות לפחות. ראשית, ייתכן שהוא לא יתיר להציב שני מבנים בשדה ראייה אחד (למשל, דו-צדדי) מה שמקשה על ההשוואה ביניהם. שנית, הגדרת הכיוון חשובה לאופטימיזציה של איכות ההדמיה, מכיוון שמבנים מעניינים בדרך כלל מצולמים בצורה הטובה ביותר כשהם קרובים למטרה. הסיבה לכך היא שהמטרות מדמות עומק מוגבל בתוך המדגם (כלומר, מרחק עבודה) ומכיוון שהאור ממקומות עמוקים יותר חווה יותר פיזור וספיגה.
עבור C. elegans, השליטה המוגבלת על ההתמצאות היא בדרך כלל חמורה יותר אצל בעלי חיים מבוגרים. בעלי חיים בגילאי L1 עד L4 קטנים יותר בקוטר, מה שהופך חלק גדול יותר של התולעת להדמיה. לזחלים אלו יש גם פחות פיגמנטציה, וכתוצאה מכך ספיגה מופחתת של אור נראה ופיזור פוטונים, מה שמשפר את בהירות התמונה והרזולוציה. לעומת זאת, לבעלי חיים בוגרים יש קוטר גדול יותר ויותר פיגמנטציה, מה שמציב אתגרים להדמיה במישורי z עמוקים יותר מכיוון שהחלקת הכיסוי משפיעה על הכיוון הראשוני.
בשנת 2008 הצגנו אסטרטגיה המשתמשת ברפידות אגר עם תעלות כדי להתגבר על אתגרים אלה על ידי שמירה על האוריינטציה של בעלי חיים 3,4. כפי שמתואר להלן, משתמשים מסובבים בעלי חיים משותקים בערוצים לכיוון הרצוי על ידי ציון ציוני דרך אנטומיים. התעלות מחזיקות בעלי חיים בשקעים בין משטחי אגר מוגבהים, ממזערות את הכוח על החיה במהלך הנחת הכיסוי ומבטלות את סיבוב החיה. מכיוון שייצור רפידות מתועלות ורפידות שטוחות נפוצות עוקב אחר כמעט אותו הליך ודורש את אותו זמן, הטכניקה שלנו נגישה מאוד. מעבדות רבות משתמשות בטכניקה שלנו כדי לשתק את C. elegans לחקר תכונות אנטומיות, התבוננות בהתפתחות וניתוח תרומות עצביות להתנהגות 5,6,7,8. החלק הבא מתאר את כל התהליך להכנת אגר מתועל, החל מתקליט ויניל שנחתך לרבעים בעזרת סכין חמה. ראשית, אנו מתארים את ייצור תבנית הפולידימתילסילוקסן (PDMS) המשמשת ליציקת אגר מתועל. לאחר מכן, אנו מראים כיצד לייצר את האגר המתועל צעד אחר צעד. ההליך כולו צפוי להימשך 3 שעות ללא מומחיות. בעקבות הליך ייצור ה-PDMS, רפידות המיוצרות עם התבנית ייקח את אותו זמן להכין כמו רפידות אגר טיפוסיות (מספר דקות).