Questo articolo illustra i principi di un'iniezione rapida, come minimo dilagante di microparticelle fluorescenti in circulatory system di piccoli pesci e la visualizzazione in vivo delle microparticelle in sangue di pesce.
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Articolo metodologico
Questo articolo illustra i principi di un'iniezione rapida, come minimo dilagante di microparticelle fluorescenti in circulatory system di piccoli pesci e la visualizzazione in vivo delle microparticelle in sangue di pesce.
La somministrazione sistemica di particelle micro-dimensione in un organismo vivente può essere applicata per la visualizzazione del sistema vascolare, droga e distribuzione del vaccino, l'impianto di cellule transgeniche e piccoli sensori ottici. Tuttavia, microiniezioni endovenosa in piccoli animali, che sono principalmente utilizzati nei laboratori biologici e veterinari, sono molto difficili e richiedono personale qualificato. Qui, dimostriamo un metodo robusto ed efficiente per l'introduzione di microparticelle nell'apparato circolatorio di adulto zebrafish (Danio rerio) tramite l'iniezione nel rene pesce. Per visualizzare le microparticelle introdotte nel sistema vascolare, vi proponiamo una semplice tecnica di imaging videomicroscopia nelle branchie di pesce. In vivo monitoraggio del pH del sangue di zebrafish è stato compiuto usando un fluorescente microincapsulati iniettato sonda, SNARF-1, per dimostrare una delle possibili applicazioni della tecnica descritta. Questo articolo fornisce una descrizione dettagliata di incapsulamento di pH sensibili colorante e dimostra i principi dell'iniezione rapida e la visualizzazione di microcapsule ottenute per registrazione in vivo del segnale fluorescente. Il metodo proposto di iniezione è caratterizzato da un tasso di mortalità basso (0-20%) e ad alta efficienza (70-90% di successo) ed è facile da Istituto utilizzando attrezzature comunemente disponibili. Tutte le procedure descritte possono essere eseguite su altre specie di piccoli pesci, come i guppies e medaka.
La somministrazione di particelle micro-dimensione in un organismo animale è un compito importante in tali zone come droga e vaccino consegna1, sistema vascolare visualizzazione2, cellula transgenica impianto3e l'impianto piccolo sensore ottico 4 , 5. Tuttavia, la procedura di impianto per le particelle di Microscala nel sistema vascolare di piccoli animali da laboratorio è difficile, soprattutto per gli organismi acquatici delicati. Per campioni di ricerca popolari come zebrafish, è consigliabile che queste procedure essere chiarita mediante protocolli dei video.
Microiniezioni intracardiache e capillare richiedono personale qualificato e servizi di microchirurgia unico per la consegna dei microobjects nel sangue di zebrafish. In precedenza, un' iniezione manuale retro-orbitale3 è stato suggerito come un metodo facile ed efficace per la somministrazione di cellule intere. Tuttavia, nella nostra esperienza, a causa della piccola zona della rete capillare occhio, ci vuole molta pratica per ottenere il risultato desiderato da questa tecnica.
Qui, descriviamo un metodo per l'impianto di microparticelle solide ed efficienti nell'apparato circolatorio di iniezione manuale direttamente nel tessuto del rene di zebrafish adulto, che è ricca di vasi capillari e vasi renali. Questa tecnica si basa sul protocollo dei video per trapianto di cellule in zebrafish rene6, ma sono stati eliminati i passaggi di microsurgical traumatici e che richiede tempo. Il metodo proposto è caratterizzato da bassa mortalità (0-20%) e ad alta efficienza (70-90% di successo) ed è facile da Istituto utilizzando attrezzature comunemente disponibili.
Una parte importante del protocollo proposto è la visualizzazione delle impiantato microparticelle (se sono fluorescenti o colorato) nei capillari gill, che permette di verificare la qualità di iniezione, una valutazione relativa approssimativa del numero di particelle iniettate e la rilevazione del segnale spettrale per misurazioni fisiologiche direttamente dal sangue circolante. Come esempio delle possibili applicazioni della tecnica descritta, dimostriamo il protocollo per in vivo misure di pH del sangue di zebrafish usando una sonda fluorescente microincapsulata, SNARF-1, originariamente suggerito nel Borvinskaya et al. 20175.
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Tutte le procedure sperimentali sono stati condotti in conformità con la direttiva europea 2010/63/UE per gli esperimenti sugli animali e sono state approvate da animale soggetti ricerca comitato di Istituto di biologia all'Università statale di Irkutsk.
1. fabbricazione di microcapsule
Nota: Microcapsule che trasportano una tintura fluorescente sono preparati utilizzando un assembly di strato dopo strato di carica opposta polielettroliti7,8. Tutte le procedure sono state effettuate a temperatura ambiente.
2. preparazione del Setup ottico e calibrazione di microincapsulati SNARF-1
Nota: Misure di pH ruvido con microincapsulati SNARF-1 può essere fatta utilizzando immagini in due canali di un microscopio a fluorescenza7, ma in questo protocollo un microscopio a fluorescenza un canale collegato ad uno spettrometro di fibra è stato applicato.

3. preparazione iniettabile
4. iniezione
5. visualizzazione in Vivo
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I risultati ottenuti provengono da una delle tre principali categorie del protocollo presentato: la formazione di microparticelle fluorescenti di incapsulamento di un colorante fluorescente (Figura 1), l'iniezione di rene di microcapsule con ulteriore visualizzazione in Gill capillari (Figura 2 e 3) e, infine, la in vivo spettrale registrazione della fluorescenza di SNARF-1 per il monito...
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Per dimostrare l'iniezione di microparticelle in zebrafish rene, abbiamo usato semipermeabile microcapsule caricati con un colorante indicatore. Così, il protocollo contiene le istruzioni per la fabbricazione di microcapsule usando l'Assemblea strato dopo strato di carica opposta polielettroliti7,8,15,16,17 ,18 (
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Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Autori riconoscono notevolmente l'aiuto di Bogdan Osadchiy ed Evgenii Protasov (Università statale di Irkutsk, Russia) in preparazione del protocollo dei video. Questa ricerca è stata sostenuta dalla Fondazione scienza russa (n. 15-14-10008) e dalla Fondazione russa per la ricerca di base (n. 15-29-01003).
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| SNARF-1-destrano, 70000 MW | Thermo Fisher Scientific | D3304 | Sonda fluorescente. Qualsiasi altro colorante fluorescente legato al polimero appropriato può essere utilizzato come riempitivo per microcapsule |
| Coniugato di isotiocianato di albumina-fluoresceina (FITC-BSA) | SIGMA | A9771 | Sonda fluorescente |
| Isotiocianato di rodamina B-destrano (RITC-destrano) | SIGMA | R9379 | Sonda fluorescente |
| Cloruro di calcio | SIGMA | C1016 | Formazione |
| di modelli CaCO3Carbonato di sodio | SIGMA | S7795 | CaCO3 modelli |
| formazione Poli(allilammina cloridrato), MW 50000 (IPA) | SIGMA | 283215 | Polimero cationico |
| Poli(sodio 4-stirensolfonato), MW 70000 (PSS) | SIGMA | 243051 | Polimero anionico |
| Poli-L-lisina [20 kDa] innestato con polietilenglicole [5 kDa], g = da 3,0 a 4,5 (PLL-g-PEG) | SuSoS | PLL(20)- g[3.5]-PEG(5) | Polimero finale per aumentare la biocompatibilità delle microcapsule |
| Cloruro di sodio | SIGMA | S8776 | Per sciogliere i polimeri applicati Sistema |
| purificazione dell'acqua | Millipore | SIMSV0000 | Per preparare acqua deionizzata |
| Agitatore magnetico | Stegler | Per la formazione | |
| di modelli CaCO3Eppendorf Ricerca più pipetta, 1000 & micro; L | Eppendorf | Soluzioni di dosaggio | |
| Eppendorf Ricerca più pipetta, 10 & micro; L | Eppendorf | Soluzioni di dosaggio | |
| Puntali per pipette, gamma di volume da 200 a 1000 &; L | F.L. Medical | 28093 | Soluzioni di dosaggio |
| Puntali per pipette, gamma di volume 0,1-10 μ L | Eppendorf | Z640069 | Soluzioni di dosaggio |
| Mini-centrifuga Microspin 12, BioSan | Per la procedura di centrifugazione-lavaggio delle microcapsule | ||
| Provette per microcentrifuga, 2 mL | Eppendorf | Z666513 | Sintesi e conservazione delle microcapsule |
| Agitatore Intelli-mixer RM-1L | ELMY Ltd. | Per ridurre l'aggregazione delle microcapsule | |
| Pulitore | ad ultrasuoni Per ridurre l'aggregazione delle microcapsule | ||
| Cuffie | Per proteggere le orecchie dagli ultrasuoni | ||
| Acido etilendiamminotetraacetico | SIGMA | EDS | Per sciogliere i modelli CaCO3 |
| Fosfato monosodico | SIGMA | S9638 | Preparazione di tamponi pH |
| Fosfato disodico | SIGMA | S9390 | Preparazione di tamponi pH |
| Idrossido di sodio | SIGMA | S8045 | Per regolare il pH della soluzione di EDTA e dei tamponi |
| Camera termostatica | Per essiccare le microcapsule su un vetrino di vetro | ||
| la conta delle cellule del sangue dell'emocitometro | Per studiare la distribuzione dimensionale e la concentrazione delle microcapsule preparate | ||
| Microscopio a fluorescenza Mikmed 2 | LOMO | Visualizzazione in vivo delle microcapsule nel sangue | |
| dei pesciSet di filtri fluorescenti per SNARF-1 (da scegliere in base al modello di microscopio; l'esempio è fornito) | Chroma | 79010 | Visualizzazione di microcapsule con sonde fluorescenti |
| Spettrometro a fibra QE Pro | Ocean Optics | Calibrazione di microcapsule al microscopio | |
| Fibra ottica QP400-2-VIS NIR, 400 μ m, 2 m | Ocean Optics | Per collegare lo spettrometro con la | |
| Collimatore F280SMA-A | Thorlabs | Per collegare lo spettrometro con la porta del microscopio | |
| Vetrino per microscopio | Fisherbrand | 12-550-A3 | Calibrazione di microcapsule al microscopio |
| Vetrini coprioggetti, 22 x 22 mm | Pearl | MS-SLIDCV | Calibrazione di microcapsule al microscopio |
| Microcapillari in vetro Intra MARK, 10 µ L | Blaubrand | BR708709 | Per raccogliere il sangue di pesce |
| Olio di chiodi di garofano | SIGMA | C8392 | Anestesia di pesce |
| Lancetta n. 11 | Apexmed international BV | P00588 | Per tagliare la coda di pesce e rilasciare l'ago d'acciaio dalla punta dell'autoiniettore di insulina |
| Eparina, 5000 U/mL | Calbiochem | L6510-BC | Per il trattamento di tutte le superfici che vengono a contatto con il sangue di pesce durante la raccolta del sangue di pesce |
| Seven, 2 Go Pro pH-meter con un microelettrodo | Mettler Toledo | Per determinare il pH del sangue di pesce | |
| Aghi per penna per insulina Micro-Fine Plus, 0,25 x 5 mm | Becton, Dickinson and Company | Per la procedura di iniezione. Qualsiasi ago sottile (Ø 0,33 mm o meno) è appropriato | |
| Capillari di vetro, 1 x 75 mm | Hirschmann Laborgerä te GmbH & Co | 9201075 | Per la procedura di iniezione |
| Torcia | a gas Per saldare l'ago d'acciaio al capillare di vetro | ||
| Microiniettore IM-9B | NARISHIGE | Per il dosaggio preciso di microcapsule in sospensione | |
| Piastre di Petri, 60 mm x 15 mm, polistirene | SIGMA | P5481 | Per manipolazioni con pesci sotto anestesia |
| Cucchiaio | di plasticaPer manipolazioni con pesci in anestesia | ||
| Spugna | Per manipolazioni con pesci in anestesia | ||
| Forbici da dissezione | Thermo Scientific | 31212 | Per rimuovere il coperchio branchiale dalla testa del pesce |
| Pipetta Pasteur, 3,5 mL | MARCA | Z331767 | Per inumidire le branchie dei pesci |
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