방법 논문

형광, 섭취 곤충에 액체 이해 능력을 결정 하기 위한 자성 나노 입자

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DOI:

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2017년 12월 20일

Matthew S. Lehnert¹ , Kristen E. Reiter¹ , Andrew Bennett¹ , Patrick D. Gerard² , Qi-Huo Wei³ , Miranda Byler¹ , Huan Yan³ , Wah-Keat Lee⁴

¹Department of Biological Sciences, Kent State University at Stark, ²Department of Mathematical Sciences, Clemson University, ³Liquid Crystal Institute, Kent State University, ⁴Brookhaven National Laboratory

이 논문에서

요약

액체 먹이 곤충 다공성 표면에서 액체의 분 양 취득 하는 기능이 있다. 이 프로토콜에는 직접 먹이 솔루션을 사용 하 여 형광, 자성 나노 입자와 다공성 표면에서 액체를 섭취 하는 곤충에 대 한 능력을 결정 하는 방법을 설명 합니다.

초록

액체 먹이 곤충 섭취 다양 한 환경에 풀, 필름로 또는 작은 구멍에 액체. 액체 수집의 연구 필요 평가 놓이고 구조와 함수 관계; 그러나, 액체 흡수 메커니즘 구조 건축, 실험적인 증거와 때때로 동반된의 관측에서 역사적으로 유추 됩니다. 여기, 우리 보고 나비 (나비목)와 비행 거리 (Diptera) 액체의 소량을 사용 하 여 액체 이해 능력을 평가 하기 위한 새로운 방법. 곤충은 20% 자당 해결책 특정 기 공 크기의 필터 논문에서 형광, 자성 나노 입자와 혼합으로 먹인 다. 자르기 (유체를 저장 하는 데 사용 되는 내부 구조)는 곤충에서 제거 하 고는 confocal 현미경에 배치. 자석이 곤충 체액을 섭취 수 있습니다 나타내는 나노 입자의 존재를 확인 하는 작물에 의해 손을 흔들었다. 이 방법론은 광범위 한 먹이 하는 메커니즘 (모 세관 작용 및 액체 다리 형성)은 잠재적으로 공유할 나비목과 Diptera 때 다공성 표면에서 먹이 공개 하는 데 사용 됩니다. 또한,이 방법은 먹이 액체 먹이 곤충, 질병 전송 및 biomimetics, 나노 또는 마이크로 크기의 회로 포함 하는 잠재적으로 다른 연구에서 그 중요 한을 포함 하 여 다양 한 가운데 메커니즘의 연구에 대 한 사용할 수 있습니다 어디 액체 수송 필요 확인을 합니다.

서론

많은 곤충 그룹 있다 mouthparts (proboscises) 액체에 먹이 대 한 적응, 꿀, 과일, 썩 어 등 수액 흐름 (예: Diptera¹, 나비목², Hymenoptera³), xylem (Hemiptera⁴), 눈물 (나비목 ⁵)과 혈액 (Phthiraptera⁶, Siphonaptera⁷, Diptera⁷, Hemiptera⁸, 나비목⁹). 곤충의 체액에 피드 기능은 생태계 건강 (예: 수 분¹⁰), 질병 전송⁴^,¹¹, biodiversification²^,¹²및 연구와 관련....

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프로토콜

1. 곤충 종, 솔루션 및 먹이 역 설치의 준비

참고: 양배추 나비 (배 rapae L., 흰나비과) 선택 됩니다 대표 나비목의 종족으로 그들은 액체 이해 능력과 놓이고 형태학²²^,²³의 이전 연구에서 사용 된 때문에. 집 파리 (파리 자리 부채 L., Muscidae)과 파란색 병 파리 (Calliphora vomitoria L., Calliphoridae) 때문에 그들은 종종 다공성 표면¹³에 먹이 관찰 하는 데 사용 됩니다.

23 ° C와 18 L: 6D photoperiod 순서 P. rapae pupate 환경 챔버를 성인으로 등장 하기 전 까지는 인공에 그들 ( 재료의 표참조) 다이어트는 곤충 공급 업체 및 후방에서 애벌레로 설정 합니다. M주문입니다. 부채 및 pupae로 C. vomitoria 및 P. rapae으로 같은 환경 조건에서 후면. 그들은 먹이 실험 전에 번데기에서 등장 하는 후 성인 나비와 파....

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결과

액체 먹이 곤충 가운데 액체 이해 능력에 패턴의 연구 먹이 발생 하는 시기의 결정을 필요 합니다. 여기에 설명 된 프로토콜은 나비목 및 Diptera¹³중 제한 기 공 크기 가설을 테스트 하는 데 사용 됩니다. 제한 기 공 크기 가설 기 공 크기 직경¹²먹이 도관 직경 보다 작으면 액체 채워진 구멍에서 액체 먹이 곤충 먹이 수 없는 상태. 모 공에는 액체를 유지 하는 모 세관 압력을 극복 하 고 액체 표면에 빠는 펌프에 대 한 제공을 다공성 표면에서 들어오는 체액 고원 불안정¹⁸를 통해 안정적인 액체 다리를 형성 해야 합니다. 다양 한 크기 (그림 3)의 도관을 먹이 함께 곤충 그들은 먹을 수 있는 작은 숨 구멍 크기에 다 예상 됩니다.

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토론

곤충 진드기 기능 역사적으로 심한 형태학의 학문에서 유추 (예., 마시는 밀 짚²⁵^,²⁶lepidopteran 코 기능 관련); 그러나, 실험적 증거를 통합 하는 최근 연구 곤충 mouthparts 및 구조-기능 관계²^,^,¹²¹³ 의 복잡성에 대 한 우리의 이해에 패러다임의 변화 결과 ^, ²² ^, ²⁷.²³전자 현미경 검사 법, confocal 현미경 검사 법²², 마이크로 컴퓨터 단층 촬영 (마이크로 CT)

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

이 작품은 국립 과학 재단 (NSF)에 의해 지원 되었다 no를 부여. IOS 1354956입니다. 우리 닥터 앤드류 D. 워렌 (나비목 및 생물 다양성, 플로리다 자연사 박물관의, 프로 리 다의 대학에 대 한 맥과 어 센터) 나비 이미지를 사용 하는 허가 대 한 감사 합니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름	회사	카탈로그 번호	댓글
20% 자당 용액	도미노 설탕		dH₂O
인산염 완충 식염수(PBS)	Sigma-Aldrich	P5493	곤충 해부를 위한 dH₂O에서 1X로 희석된 10X 농도
함몰 오목 슬라이드	AmScope	BS-C6	슬라이드는 공급 단계 설정에
여과지	EMD Millipore	NY6004700(60 &마이크로; m)	곤충 먹이를 위한 다공성 표면을 생성하는 데 필요한 나일론 그물 필터 및 이소공 필터
여과지	EMD Millipore	NY4104700(41 µ m)	곤충 먹이를 위한 다공성 표면을 생성하는 데 필요한 나일론 그물 필터 및 이소공 필터
여과지	EMD Millipore	NY3004700(30 µ m)	곤충 먹이를 위한 다공성 표면을 생성하는 데 필요한 나일론 그물 필터 및 이소공 필터
여과지	EMD Millipore	NY2004700(20 &마이크로; m)	곤충 먹이를 위한 다공성 표면을 생성하는 데 필요한 나일론 그물 필터 및 이소포어 필터
종이	EMD Millipore	NY1104700(11 µ m)	곤충 먹이를 위한 다공성 표면을 생성하는 데 필요한 나일론 그물 필터 및 이소공 필터
여과지	EMD Millipore	TCTP04700(10 &마이크로; m)	곤충 먹이를 위한 다공성 표면을 생성하는 데 필요한 나일론 그물 필터 및 이소공 필터
여과지	EMD Millipore	TETP04700(8 &마이크로; m)	곤충 먹이를 위한 다공성 표면을 생성하는 데 필요한 나일론 그물 필터 및 이소공 필터
여과지	EMD Millipore	TMTP04700(5 &마이크로; m)	곤충 먹이를 위한 다공성 표면을 생성하는 데 필요한 나일론 그물 필터 및 이소공 필터
여과지	EMD Millipore	RTTP04700(1 µ m)	곤충 먹이를 위한 다공성 표면을 만드는 데 필요한 나일론 그물 필터 및 이소공 필터
홍채 미세 해부 가위	Carolina Biological Supply Company	623555	해부에 사용되는 가위
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미세 점 해부 겸자	Carolina Biological Supply Company	624684	해부 장비
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푸른병파리(Calliphora vomitoria) 번데	Mantisplace.com		실험용 곤충
양배추나비(Pieris rapae) 유충	Carolina Biological Supply Company	144102	실험용 곤충
Finnpipette F1	ThermoFisher Scientific	4641080N	액체 분주용 마이크로피펫
Finntip 250 피펫 팁	ThermoFisher Scientific	9400250	마이크로피펫 팁
현미경 유리 커버 슬라이드(=커버슬립)(24 x 24mm)	AmScope	CS-S24-100	컨포칼 현미경으로 곤충의 작물을 보기 위한 커버슬립

를 생산하는 데 필요한 단일 필요합니다.초체 기 기

참고문헌

Vijaysegaran, S., Walter, G. H., Drew, R. A. I. Mouthpart structure, feeding mechanisms, and natural food sources of adult Bactrocera (Diptera: Tephritidae). Ann Entomol Soc Am. 90, 184-201 (1997).
Lehnert, M. S., Monaenkova, D., Andrukh, T., Beard, C. E., Adler, P. H., Kornev, K. G. Hydrophobic-hydrophilic dichotomy of the butte....

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