Methodenartikel

AC-DC Electropenetrografie voor de studie van sonderend en innamegedrag van Culex tarsalis muggen op mensenhanden

1.2K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/66877

⸱

29 november 2024

 ,  ,  ,  , 
1Department of Entomology, Kansas State University, 2Department of Pathobiology, Auburn University, 3National Bio and Agro-Defense Facility, USDA Agricultural Research Service

In dit artikel

Samenvatting

Procedures worden beschreven voor het bestuderen van het sonderende en innamegedrag van Culex tarsalis muggen op menselijke handen met behulp van AC-DC elektropenetragrafie.

Samenvatting

Muggen verspreiden ziekteverwekkers die een negatieve invloed hebben op de gezondheid van mensen en dieren. Een beter begrip van hun bloedzuigende biologie en interacties met gastheren en ziekteverwekkers zou kunnen worden benut om nieuwe doelen te ontwikkelen voor het beheersen van door muggen overgedragen ziekten. Helaas zijn de (bijt)gedragingen van muggen slecht begrepen omdat ze zich in de weefsels van de gastheer afspelen. Hier wordt een niet-invasieve procedure beschreven voor het gebruik van AC-DC elektropenetragrafie (EPG) om muggengedragingen bij het voeden indirect te visualiseren en te kwantificeren door het registreren van veranderingen in elektrische signalen die worden gegenereerd bij het prikken en innemen op menselijke handen. Dunne gouddraden worden aan de muggen bevestigd met behulp van geleidende zilverlijm en verbonden met het EPG-instrument. De menselijke gastheer houdt een substraatspanningssonde in hun hand. Het prikken van de gastheer door de bedraadde mug maakt de elektrische kring compleet, en elektrische signalen worden op een computer opgenomen als "golfvormen" die vervolgens kunnen worden gemeten en geteld voor analyse. Deze methodologie is gebruikt om de prik- en innamegedragingen van Aedes aegypti en Culex tarsalis muggen te karakteriseren en kan worden toegepast op andere soorten muggen. EPG kan worden gebruikt om de effecten van ziekteverwekkers, insecticiden en andere factoren op het voedingsgedrag van muggen te bestuderen.

Inleiding

Muggen veroorzaken over de hele wereld lijden en economische schade door hun rol als ziektevectoren en hinderlijke plagen1. Anopheles muggen verspreiden malaria, wat jaarlijks naar schatting 219 miljoen gevallen wereldwijd veroorzaakt, meer dan 400.000 sterfgevallen2 en 12 miljard Amerikaanse dollar aan directe kosten3. Aedes muggen zijn de meest opmerkelijke vectoren van belang voor de volksgezondheid omdat ze een bijna wereldwijde aanwezigheid hebben en agenten van Chikungunya, knokkelkoorts, lymfatische filariasis, Rift Valley koorts, gele koorts en Zika verspreiden, die levens kosten, gezondheidssystemen overbelasten en leiden tot chronisch lijden, levenslange morbiditeit en invaliditeit4,5. Daarnaast verspreiden Culex muggen agenten van paardenencefalitis, Japanse encefalitis, lymfatische filariasis, Saint Louis encefalitis en West-Nijl koorts, die zowel de menselijke als dierlijke gezondheid beïnvloeden3,4.

Vectorbestrijding met insecticiden-gebaseerde benaderingen is de belangrijkste methode voor het bestrijden van door vectoren overgedragen ziekten wereldwijd6,7. Echter, het aantal insecticiden dat beschikbaar is voor muggenbestrijding is beperkt. Bovendien ontwikkelt zich insecticideresistentie bij veel soorten, vooral bij Aedes muggen, wat onze capaciteit om door vectoren overgedragen ziekten te bestrijden beïnvloedt en de behoefte aan nieuwe bestrijdingsstrategieën aanjaagt6,8. Een beter begrip van muggenbiologie, muggen-gastheer-pathogeen interacties en de processen die de overdracht van pathogeen reguleren, kan de ontwikkeling van nieuwe gereedschappen voor vectorbestrijding vergemakkelijken6.

Probeer- en innamegedragingen in gastheerweefsels kunnen de overdracht van pathogeen en ziektepathologie beïnvloeden9,10,11,12. Bijvoorbeeld, meer microfilariae werden opgenomen wanneer Aedes aegypti direct van capillairen voedde in plaats van gepoold bloed buiten gebroken vaten13. Daarom kan fundamenteel en toegepast onderzoek op dit gebied helpen bij het ontwikkelen, verfijnen en evalueren van muggenbestrijdingsstrategieën en andere contramaatregelen voor de overdracht van pathogeen. Er bestaan echter significante kennisgaten in de details van cryptische bloedvoedende gedragingen die zich onder het oppervlak van de gastheerhuid voordoen, omdat deze gedragingen vaak invasieve procedures op levende diermodellen vereisen of transparante kunstmatige substraten of vloeibare diëten gebruiken9,11,14,15. Niet-invasieve elektropenetragrafie (EPG; ook wel elektrische penetratiegrafiek genoemd) technieken zijn gebruikt om voedingsgedragingen van plantenetende insecten te bestuderen die gerelateerd zijn aan plantenpathogeenoverdracht, weerstand van gastplanten en werkingsmechanismen van insecticiden omdat ze onderzoekers in staat stellen om indirect monddelenbewegingen en gedragingen die zich in gastheerweefsels voordoen, waar te nemen, op te nemen en te kwantificeren10,12.

Sinds de jaren 1950 zijn elektronische penetratiebewakingstechnieken toegepast op bloedvoedende geleedpotigen, inclusief muggen16,17,18,19,20. Echter, EPG werd nooit wijdverspreid voor bloedvoedende geleedpotigen toegepast omdat biologische activiteiten die overeenkomen met de golfvormen nooit werden geverifieerd21. Bovendien resulteerden de ontwerpen en elektronica van vroege instrumenten in overbelasting van sommige elektrische signalen, hoge signaal-ruisverhoudingen, lage resolutie en vervorming van golfvormen, en irritatie van werveldiergastheer12,22. Een recenter instrument, de AC-DC EPG monitor23, heeft variabele instellingen en verbeterde signaalverwerking, waardoor het beter geschikt is om bloedvoedende geleedpotigen op te nemen en de biologische oorsprong van de golfvormen in experimentele correlatiestudies te ontcijferen10,12.

Voor EPG wordt een elektrisch signaal toegepast op de gastheer via een substraatspanningssonde (d.w.z. referentie-elektrode). Het geleedpotige wordt aan een opname-elektrode bevestigd en op de gastheer geplaatst. Wanneer het geleedpotige zijn monddelen (d.w.z. styletten) in de gastheer inbrengt, wordt het elektrische signaal naar de AC-DC EPG monitor voor signaalverwerking geleid. De elektrische signalen worden vervolgens weergegeven op een computer als "golfvormen" die overeenkomen met specifiek gedrag zoals monddelenbewegingen, inname, speekselafscheiding en pathogeenaanwinning/inoculatie10,12. Achtereenvolgende en niet-achtereenvolgende responsvariabelen gerelateerd aan de duur en telling van de golfvormen24,25 op verschillende hiërarchische niveaus (families, typen en subtypes) kunnen vervolgens worden berekend op basis van de frequentie en duur van de golfvormen om inzicht te krijgen in de voedingsgedragingen die binnen

Protocol

Dit protocol (IRB-10729) is goedgekeurd door de Institutional Review Board (IRB) for Human Research aan de Kansas State University27 en is uitsluitend bedoeld voor gebruik met pathogeenvrije muggen. Menselijke vrijwilligers gaven hun geïnformeerde toestemming om deel te nemen aan het onderzoek en om hun gegevens te publiceren. Voordat er wordt gestart met werkzaamheden met dieren, mensen of biologische risico's, dient men er zeker van te zijn dat alle procedures zijn beoordeeld en goedgekeurd door dedesbetreffende institutionele regelgevende commissies of toezichthouders. Raadpleeg de Tabel met Materialen voor details over alle gebruikte apparatuur en materialen in dit protocol.

1. Initiële voorbereiding en opstelling

  1. Stel de AC-DC EPG-monitor (Figuur 1A), de kooi van Faraday (Figuur 1B,C) en de software in zoals eerder beschreven30,31 met gebruik van de hieronder beschreven aanpassingen (stappen 1.1.1-1.1.5). Raadpleeg online bronnen30 voor stapsgewijze handleidingen over het installeren en gebruiken van de apparatuur en software. Sla de gewenste configuratie op als standaard in de software voor hardwarebeheer en golfvormbeoordeling. Raadpleeg Tabel 2 voor een lijst met veelvoorkomende AC-DC EPG-termen en hun definities.
    1. Sluit een headstage-versterker (head amp) en een substraatspanningssonde aan op kanaal 1 van de controlebox.
      OPMERKING: Registratie via één enkel kanaal wordt getoond, hoewel de AC-DC-monitor gelijktijdig vier insecten en gastheren kan accommoderen.
    2. Controleer of kanaal 1 op de controlebox is ingeschakeld en of de bijbehorende Pre-1 en Post-1 kanalen op de schakelinterfacebox zijn ingeschakeld.
      OPMERKING: Kanalen die niet worden gebruikt, moeten uitgeschakeld blijven.
    3. Gebruik de software voor hardwarebeheer om kanalen 1 en 3 op de DI-710 A/D-board in te schakelen (maar geen andere) om de pre- en post-gegelijkearde signalen te registreren.
    4. Configureer de software voor hardwarebeheer om de pre- en post-gegelijkearde golfvormen te bekijken/overlappen (bijv. 1 = 1 voor het pre-signaal en 2 = 3 voor het post-signaal).
    5. Stel de bemonsteringssnelheid in de software voor hardwarebeheer in op 100 monsters per seconde per kanaal (d.w.z. S/s/CHAN: 100).
  2. Construeer insectstubs26,27,29,30:
    1. Verwarm de soldeerbout voor tot de aanbevolen temperatuur voor het specifieke harskernsoldeermateriaal.
    2. Gebruik een stripper-snijtang om de plastic coating op ongeveer 6 cm van het uiteinde van een rol 20 AWG koperdraad te strippen, maar voorkom dat de koperdraadbundel binnenin wordt doorgesneden of beschadigd (Figuur 2A). Snijd vervolgens de blootgestelde koperdraadbundel af en ontward deze tot individuele draden (Figuur 2B).
    3. Gebruik een spitstang om één draad van het koperdraad rond de schacht van een geschikte spijker onder de kop (d.w.z. platte kop) te wikkelen, zodat het grootste deel van het koperdraad voorbij de kop van de spijker steekt. Vouw het uiteinde van de draad over de kop van de spijker om de draad vast te zetten (Figuur 2C).
      OPMERKING: Test verschillende spijkers om te bepalen welke stevig passen in de poort van de head amp (wanneer deze is uitgeschakeld, uit het stopcontact is en is ingesteld op 106 Ohm (Ω)).
    4. Klem de schacht van de spijker in een soldeerhulp (helping hands) zodat het koperdraad naar boven wijst. Breng vervolgens een kleine hoeveelheid (~0,2 cm bolletje) wateroplosbaar vloeimiddel aan op de verbinding tussen de spijker en het koperdraad (Figuur 2D).
      WAARSCHUWING: Vloeimiddel is giftig en moet met zorg worden behandeld.
    5. Rol ongeveer 10 cm soldeertin af en maak dit recht. Houd de hete soldeerbout enkele seconden tegen de kop van de spijker tot het vloeimiddel smelt en het metaal heet is. Druk vervolgens de punt van het soldeermateriaal tegen de kop van de spijker naast de soldeerbout totdat het soldeer smelt en de verbinding volledig bedekt, waardoor de spijker en de draad tot een insectstub worden versmolten.
    6. Terwijl de insectstub afkoelt, reinigt u de punt van de soldeerbout met staalwol en een vochtige spons.
    7. Verwijder de insectstub uit de soldeerhulp zodra deze is afgekoeld. Spoel de insectstub met 70% ethanol en daarna met water om residuen van vloeimiddel te verwijderen. Trim het koperdraad op de gewenste lengte (~3 cm, Figuur 2E).
    8. Herhaal stappen 1.2.3-1.2.7 totdat er 20-30 insectstubs zijn geconstrueerd.
  3. Assembleer een insectenaspirator26,27:
    1. Houd de punt van een glazen Pasteur-pipet in een vlam terwijl u de pipet licht draait. Herhaal dit tot het uiteinde van de pipet de juiste maat heeft om stevig rond het abdomen van het insect te passen.
    2. Bedek het brede uiteinde van de aangepaste Pasteur-pipet met muskietennet, steek deze vervolgens direct in de siliconenslang die is verbonden met een laboratoriumaspirator en zet de verbinding vast met isolatietape om een insectenaspirator te vormen (Figuur 2H).
      OPMERKING: De Pasteur-pipet en het net kunnen in een kort stuk plastic slang worden geplaatst dat is voorzien van een snelkoppeling voor eenvoudig wisselen tussen verschillende maten (Figuur 2H).

Elektrofysiologische laboratoriumopstelling voor EEG-registratie; bevat versterker, computer, kooi van Faraday en sensoren.
Figuur 1: De AC-DC EPG-monitoropstelling voor registratie op menselijke handen. (A) Componenten van de EPG, waaronder de (1) controlebox, (2) schakelinterfacebox, (3) voeding, (4) DI-710 A/D-bord, (5) computer, (6) spanningsregelaar, en (B) kooi van Faraday met daarin (C) een digitale microscoop (7) op een flexibele armstandaard, (8) bubbelplastic en luchtkussens, (9) substraatspanningsprobe en (10) head-stage versterker op een laboratoriumstatief. Afkortingen: AC = wisselstroom, DC = gelijkstroom, EPG = elektropenetrograaf. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Samenstellingsproces van de katheter met slang, draad en gereedschappen; experimenteel schema voor vloeistofoverdracht.
Figuur 2: Registratie-elektroden voor het bedraden van muggen en een insectenaspirator voor het hanteren van muggen tijdens het bedraden. (A) 20 AWG koperdraad waarbij 6 cm van de plastic coating is verwijderd om de koperdraadbundel binnenin bloot te leggen. (B) Individuele strengen van de koperdraadbundel. (C) Eén streng koperdraad gewikkeld rond de kop van een messing hoofdnagel, waarbij het uiteinde van de draad over de kop van de nagel is gevouwen. (D) Een beetje vloeimiddel op de verbinding tussen de messing hoofdnagel en de koperdraad, vastgehouden door een soldeerhulpmiddel ter voorbereiding op het solderen. (E) Een voltooide insectenstub, bestaande uit een messing nagel die aan een koperdraad is gesoldeerd. (F) Een registratie-elektrode, bestaande uit een gouddraad gewikkeld rond de punt van de koperdraad van een insectenstub en vastgezet met zilverlijm. (G) Een close-up van de gouden lus aan de punt van de registratie-elektrode. (H) Een geassembleerde (boven) en gedemonteerde (onder) insectenaspirator gemaakt van aangepaste Pasteur-pipetten, muskietennet, plastic slang, isolatietape en mannelijke snelkoppelingen, naast de laboratoriumaspiratorbuis voorzien van de vrouwelijke snelkoppeling (rechtsboven). Schaalbalken = 1 cm (A-F), 200 µm (G). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

2. Bedrading van muggen

  1. Bereid de muggen en de zilverlijm voor (de middag/avond vóór EPG):
    1. Kweek en houd Cx. tarsalis KNWR-stam muggen zoals eerder beschreven27.
    2. Laat volwassen vrouwelijke muggen, 5-17 dagen na eclosie, 8-12 u vasten om de sondeersnelheid te verhogen, maar geef ze wel toegang tot water om sterfte te voorkomen.
    3. Bereid verse zilverlijm voor26,27,28,29,30:
      1. Voeg 510 mg zilvervlokken van 4-8 µm toe aan een bekerglas van 20 mL. Zet de balans op nul en voeg 1.100 mg niet-toxische schoollijm toe aan het bekerglas bovenop de zilvervlokken.
      2. Zet de balans op nul, voeg 510 mg zilvervlokken van 8-10 µm toe aan het bekerglas bovenop de lijm, en voeg vervolgens 1.000 µL water toe met een pipet.
      3. Voeg voorzichtig een roerkolf toe aan het bekerglas en plaats deze op de roerplaat. Begin langzaam met roeren, voer de snelheid geleidelijk op naar de stand 'snel' en roer gedurende 4 min. Zorg ervoor dat alle bestanddelen volledig zijn gemengd.
      4. Gebruik een transferpipet (met afgeknipte punt) om de zilverlijm over te brengen naar microcentrifugebuisjes van 1,5 mL.
      5. Wikkel de bovenkanten van de buisjes met zilverlijm in Parafilm en bewaar deze op het aanrecht tot gebruik.
        OPMERKING: Zilverlijm behoudt de juiste consistentie tot maximaal 2 dagen, maar het wordt aanbevolen om de avond vóór gebruik verse lijm te maken30.
  2. Bereid de registratie-elektroden voor26,27,29,30:
    1. Vortex de zilverlijm krachtig voor gebruik.
    2. Wikkel een schuimblok in verse vershoudfolie om de voorbereide insectstempels en bedrade muggen vast te houden.
      OPMERKING: Het schuim moet groot genoeg zijn zodat de bedrade muggen op het oppervlak kunnen staan zonder elkaar aan te raken, maar klein genoeg om in een opbergdoos te passen. WAARSCHUWING: Excrementiedruppels die na bloedvoeding worden uitgescheiden, kunnen pathogenen bevatten. Gooi de vershoudfolie/het schuimblok na gebruik op de juiste wijze weg.
    3. Verwijder aanslag (en oude zilverlijm bij hergebruik van insectstempels) van de punt van de koperdraad door de bovenste 1 cm van de koperdraad met een scheermesje af te schrapen totdat deze aan alle kanten glanst. Bereid voor elke mug één insectstempel voor, plus enkele extra's.
    4. Snijd gouddraad met een diameter van 0,025 mm in stukken van 4-5 cm lang. Houd de draad altijd vast met zelfsluitende pincetten die met tape zijn afgeschermd om indrukken van de draad te voorkomen.
      OPMERKING: Gouddraad is veel gemakkelijker te zien tegen een zwarte achtergrond.
    5. Plaats het uiteinde van de gouddraad langs de schone punt van de koperdraad van de insectstempel en wikkel de gouddraad voorzichtig 3x om de koperdraad.
    6. Gebruik een dissectie-naald om zilverlijm aan te brengen om de gouddraad op zijn plaats te houden. Zorg dat er geen uiteinde of losse draad overblijft. Plaats de insectstempel in het schuim tot de lijm droog is.
    7. Wrijf voorzichtig over de gouddraad die aan de insectstempel is bevestigd om deze glad te maken en in een lange, flauwe boog te buigen (Figuur 2F). Trim de draad op de gewenste lengte (~2,5-3 cm).
    8. Gebruik onder een dissectiemicroscoop fijne pincetten om een gouden lus te maken aan de punt van de gouddraad, en buig de lus in een hoek van 90° zoals hieronder beschreven (stappen 2.2.8.1-2.2.8.4; Figuur 2E,F). Zorg dat de gouden lus volledig gesloten is. Plaats de insectstempel terug in het schuimblok.
      1. Houd de insectstempel met de niet-dominante hand vast bij de messing spijker, waarbij de punt van de gouddraad het microscooptafelflat raakt. Pak met de dominante hand het uiterste uiteinde van de gouddraad vast met fijne pincetten.
      2. Kruis met de fijne pincetten de punt van de gouddraad over de koperdraad van de insectstempel nabij de plek waar de gouddraad is vastgelijmd. Zet het uiteinde van de fijne pincetten en de gouddraad tegen het microscooptafelblad.
      3. Trek voorzichtig aan de insectstempel totdat de gouddraad een kleine gouden lus vormt rond de punt van de fijne pincetten (niet te strak trekken). Laat de gouddraad los en verwijder voorzichtig de pincetten.
      4. Terwijl u de insectstempel nog steeds met de niet-dominante hand vasthoudt, pakt u de gouden lus vast met de fijne pincetten, zodanig dat de pincetten loodrecht op de hals van de draad staan en de punt van de pincetten het midden van de gouden lus overspant, waardoor beide zijden van de lus worden vastgegrepen. Trek voorzichtig aan de insectstempel terwijl u de pincetten lichtjes wegdraait van de insectstempel totdat de lus in een hoek van 90° ten opzichte van de hals van de draad is gebogen (Figuur 2G).
  3. Bevestig de registratie-elektroden aan de muggen26,27,29,30 (de ochtend van EPG):
    1. Anestheseer de gevaste muggen met CO2-gas totdat alle beweging stopt. Positioneer de muggen op hun rug op het anesthesiekussen, met hun abdomenen naar de onderzoeker gericht.
    2. Plaats een stukje laboratoriumtape van ~2 cm onder een dissectiemicroscoop, met de plakzijde naar beneden. Plaats een druppel zilverlijm van 0,5 cm (~10 µL) op de tape.
    3. Snuif het abdomen van een geanestheseerde mug in de aangepaste Pasteur-pipet met behulp van de zuigkracht, net lang genoeg om het abdomen op zijn plaats te zetten. Houd de mug onder de dissectiescoop boven de zilverlijm met de aspirator.
      OPMERKING: De vleugels kunnen binnen of buiten de punt van de aangepaste Pasteur-pipet zitten, maar wanneer ze binnenin zitten, helpt dit om te voorkomen dat de mug eruit valt. Vermijd het buigen of beschadigen van de vleugels.
    4. Doop snel een minutien-naald in de zilverlijm en breng een dunne laag aan op het pronotum van de mug (d.w.z. het dorsale oppervlak van de thorax). Ga indien mogelijk onmiddellijk over naar de volgende stap (of anestheseer de mug opnieuw indien nodig).
      OPMERKING: Het wordt aanbevolen om schubben op het pronotum te verwijderen door de naald heen en weer te wrijven, om te helpen zorgen dat de lijm in de poriën van de cuticula dringt. Voorkom dat er lijm op andere delen van de mug komt.
    5. Doop snel de gouden lus aan de punt van de registratie-elektrode in de zilverlijm en plaats deze op de zilverlijmspot op het pronotum van de mug. Beweeg de lus heen en weer om ervoor te zorgen dat deze vlak tegen het pronotum aanligt. Houd de draad vast totdat de lijm droog is (~20-25 s).
    6. Plaats de insectstempel terug in het schuim in een hoek waardoor de bedrade mug comfortabel kan staan wanneer deze ontwaakt. Ga verder met het bedraden van de volgende mug.
      OPMERKING: Het is raadzaam om aantekeningen te maken over de kwaliteit van elk bedradingsproces.
    7. Zodra het gewenste aantal muggen is bedraad, plaatst u het schuimblok in een opbergdoos. Houd de muggen onder normale kweekcondities tot gebruik.

3. EPG-opstelling en voorbereiding (de ochtend vóór EPG)

  1. Zet de AC-DC EPG-monitor aan (door de schakelaar op de voeding om te zetten) ten minste 30 min vóór de opname om het instrument te laten stabiliseren en eventuele problemen op te lossen.
    OPMERKING: Kanalen die in gebruik zijn op de controlebox en de schakelinterfacebox kunnen aan blijven staan.
  2. Zet de computer aan en open de software voor hardwarebeheer.
    OPMERKING: Als de signalen niet verschijnen als platte, dunne lijnen, is probleemoplossing vereist (zie sectie discussie).
  3. Voer de touch-test uit27,30 om de functionaliteit van de apparatuur te verifiëren:
    1. Zet het systeem aan aarde (d.w.z. raak de kooi van Faraday aan met de blote huid), draai de knop op de head amp naar 106 Ω en steek de schacht van een insectstub in de poort.
      ​OPMERKING: Het uitvoeren van de touch-test bij een hogere ingangsweerstand (Ri) kan de head amp beschadigen.
    2. Zet de head amp aan terwijl u geaard bent en pak de koperdraad van de insectstub drie keer stevig vast tussen de wijsvinger en duim. Als de EPG correct werkt, verschijnen er drie grote pieken in zowel de pre- als post-signalen op het scherm. Als dit niet het geval is, is probleemoplossing vereist (zie sectie discussie).
  4. Stel de instrumentinstellingen in op 150 mV wisselstroom (AC) met een Ri van 107 Ω, een hardwareversterking van 20-40x, een negatieve offset, een native baseline en een softwareversterking van 8-16x27,30, zoals hieronder beschreven (stappen 3.4.1-3.4.3).
    1. Stel de spanning, het stroomtype, de hardwareversterking (bereik, versterking en vermenigvuldiger), de offset en de baseline (nulpuntsinstelling) in met de schakelaars en knoppen op Kanaal 1 van de controlebox.
      OPMERKING: De juiste instelling voor de hardwareversterking hangt af van de kwaliteit van de bedrading en de zilverlijm, waardoor variatie in optimale versterkingsinstellingen per mug en van dag tot dag wordt verwacht. De hardwareversterking moet mogelijk halverwege de opname worden aangepast als het signaal verzadigt/uitpiekt (gedefinieerd in Tabel 2 en getoond in Figuur 3A,C) of te klein is om te visualiseren. Eventuele wijzigingen in de hardwareversterking hebben een blijvende invloed op de opname (getoond in Figuur 3A,C).
    2. Stel het Ri-niveau in met de knop op de head amp.
    3. Stel de softwareversterking in en pas deze aan met de software voor hardwarebeheer (bijv. selecteer het pre- of post-signaal en klik vervolgens met de linkermuisknop om de softwareversterking te verhogen of met de rechtermuisknop om deze te verlagen).
      OPMERKING: Wijzigingen in de versterking die in de software worden aangebracht, hebben GEEN blijvende invloed op de opname.
  5. Stel een nieuwe opname in de software voor hardwarebeheer in, maar begin pas met opnemen bij stap 4.3 in de volgende sectie.

4. EPG op mensenhanden26,27 :

  1. Nadat de geïnformeerde toestemming is verkregen (zoals gespecificeerd door de IRB van de eigen instelling), dient de proefpersoon naast de kooi van Faraday te gaan zitten, waarbij één arm zich binnen de kooi bevindt terwijl de proefpersoon de substraatspanningssonde vasthoudt onder de head-amp.
    OPMERKING: De arm moet comfortabel rusten op bubbelplastic of een soortgelijk niet-geleidend substraat. De hand en de probes voor de substraatspanning mogen tijdens de opname de kooi van Faraday of de head-amp niet raken. Om schade te voorkomen, is het essentieel dat de vrijwilliger de head-amp niet aanraakt zodra deze is ingeschakeld. Indien de head-amp per ongeluk wordt aangeraakt, dient de hierboven beschreven aanrakingstest te worden uitgevoerd om de functionaliteit te beoordelen.
  2. Zodra de gastheer gepositioneerd is, draait u de kopversterker naar de zijkant. Haal een bedrade mug uit de opbergdoos en sluit deze aan op het instrument door de messing pin van de insectstomp in de poort van de kopversterker te steken. Laat de mug bungelen.
    OPMERKING: Houd een plantenspuit met 70% ethanol bij de hand om muskieten te bestrijden die loslaten van het draad.
  3. Start de opname met de hardwarebeheersoftware. Positioneer de head-amp boven de hand, zodat de mug comfortabel kan staan en sonderen.
  4. Zet de head-amp aan terwijl deze is geaard. Start een timer van 10 minuten. Pas de positie van de hand van de gast naar behoefte aan om het succes van de probing te bevorderen.
    OPMERKING: Wanneer muggen worden gebruikt die geneigd zijn onmiddellijk te prikken, dient de kopversterker te worden ingeschakeld voordat de mug op de hand wordt geplaatst. Een dunne houten deuvel of een niet-geleidende penseelsteel kan worden gebruikt om de koperdraad van de insectenstecker te buigen om de positie van de mug verder aan te passen. Een vergrootglas of een digitale microscoop op een flexibele arm kan helpen bij het observeren van de mug tijdens de EPG, vooral bij gedragsgecorreleerde studies.
  5. Gebruik de hardwarebeheersoftware om tijdens de opname tijdstempels te plaatsen voor observaties (bijv. gebeurtenismarkers) met betrekking tot gastheerreacties, muggedrag, aanpassingen in de versterking, enz.). Pas de positie van de signalen op het scherm en de softwareversterking zoals nodig om beide signalen duidelijk zichtbaar op het scherm te houden. Pas de hardwareversterking indien het signaal (of de signalen) verzadigt (Figuur 3A,C en Tabel 2) of als de golven te klein lijken wanneer de softwareversterking maximaal is ingesteld. Pas de offset als er rectifier-foldover wordt waargenomen (Figuur 3C,C' en Tabel 2). Raadpleeg de handleiding van de software31 en online bronnen30 voor gedetailleerde instructies over hoe deze aanpassingen moeten worden gemaakt.
    1. Om de positie van de signalen selecteer op het scherm de pre of signaal verzenden (bijv. door klikken op 
      1 = 1       of 2 = 3) en vervolgens sleep het signaal naar de gewenste positie op het scherm (idealiter nabij het midden van het scherm, maar zonder overlap).
    2. Om de softwareversterkinggebruik de hardwarebeheersoftware zoals beschreven in stap 3.4.3.
    3. Om de hardwareversterkingbegin met het draaien van de Gain-draaiknop voor kanaal 1 naar rechts of links om de gain respectievelijk te verhogen of te verlagen. Als die aanpassing niet voldoende is om clipping te voorkomen (gain te hoog; Figuur 3A,C) of het mogelijk maken dat de details van het signaal duidelijk worden gevisualiseerd (versterking te laag), draai de Bereik- en vermenigvuldigingsschakelaars van kanaal 1 om de versterking verder aan te passen.
      OPMERKING: Het gebruik van eventmarkers om vast te leggen wanneer de hardwareversterking is aangepast, wordt aanbevolen om de interpretatie van de golfvormgegevens te vergemakkelijken.
    4. Om de offset, draai de Offsetschakelaar kanaal 1 op de bedieningseenheid om negatief, en draai vervolgens de Offset-draaiknop kanaal 1 totdat de pieken in de pre- en postsignalen in dezelfde richting op het computerscherm verschijnen. Als de Offset-knop te ver wordt gedraaid, zal het postsignaal opnieuw omslaan.
  6. Als de mug niet binnen 10 minuten (of een ander gedefinieerd tijdstip) probeert te prikken, schakelt u de kopversterker uit. Als de mug op het tijdstip van de markering midden in het prikproces is, laat u de mug het prikken voltooien voordat u de kopversterker uitschakelt. Laat de gastvrouw of gastheer vervolgens voorzichtig de hand verwijderen, waarna u de mug verwijdert met de bijbehorende insectpen. Plaats de mug terug in de bewaarbox.
  7. Stop of sluit de opname af met de hardwarebeheersoftware. Ga verder met EPG bij de volgende mug (stap 4.2).
    LET OP: Vergeet niet de bestandsnaam na elke mug te wijzigen.
  8. Schakel de kopversterker en de stroombron aan het einde van de sessie uit en sluit de software af.
  9. Loop de verklaring voor de debriefing van de deelnemer of een soortgelijk document door met de vrijwilliger, zoals gespecificeerd in de goedgekeurde IRB.
  10. Voer de afvoer van de muggen uit volgens de protocolvereisten. Verwijder de plastic folie van het schuimblok en gooi deze op de juiste wijze weg.
  11. Nadat alle gegevensverzameling is voltooid, worden de golfvormen beoordeeld en gemeten en worden de gegevens geanalyseerd zoals eerder beschreven.24,25,26,27,29,30Raadpleeg online bronnen30 voor stapsgewijze handleidingen voor het gebruik van de software voor het beoordelen van golfvormen, het maken van figuren die de golfvormen weergeven, het meten van de golfvormen, het exporteren van de gegevens voor analyse, het uitvoeren van de statistische analyse en een gedetailleerde uitleg van veelvoorkomende responsvariabelen van golfvormen.

Elektrofysiologische datagrafiek die tijdelijke veranderingen in signalamplitude in de tijd illustreert.
Figuur 3: Voorbeelden van suboptimale opnames als gevolg van clipping, wijzigingen in de gain van de controlebox, onduidelijke spanningsveranderingen door inferieure bedrading, rectifier foldover en ruis. Golfvormen van Culex tarsalismuggen die tot verzadiging voedden op mensenhanden, vervormd door (A) clipping (blauwe horizontale pijl) en daaropvolgende wijzigingen in de gain van de controlebox van 100x naar 80x naar 40x naar 60x naar 40x naar 20x (oranje verticale pijlen), (B) onduidelijke spanningsveranderingen, en (C) rectifier foldover in het post- (zwart) signaal vergeleken met het pre- (rood) signaal (zie golfvorm J, close-up getoond in paneel C'), netstroomruis (11 Hz sinusgolf zichtbaar in alleen het pre-rectificatie (rood) signaal, close-up getoond in paneel C'), clipping (blauwe horizontale pijl), en een wijziging in de gain van de controlebox van 500x naar 200x (oranje verticale pijl). Golfvormnamen worden bovenaan elk paneel weergegeven. De paarse pijlen in de rechterbenedenhoek van paneel C geven aan wanneer de head amp werd uitgeschakeld nadat de probe was voltooid en vormen een ander voorbeeld van rectifier foldover. Rode horizontale lijnen geassocieerd met het pre-rectificatiesignaal in paneel C geven aan wanneer Event Markers werden gebruikt om tijdstempelnotities vast te leggen. Ri-niveaus, aangelegde signalen, tijdschalen en software gains zijn (A) 107 Ω, 150 mV DC, 13,2 s/div, 8x; (B) 107 Ω, 150 mV DC, 4,4 s/div, 128x; en (C) 107 Ω, 150 mV AC, 7,4 s/div, 2x; (C') 0,2 s/div, 8x. Afkortingen: AC = wisselstroom, DC = gelijkstroom, Ri = ingangsweerstand, mV = millivolt, Ω = Ohm, s/div = seconden per divisie. Deze figuur is opgesteld met gegevens van Cooper et al.27. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Resultaten

AC-DC EPG-opnames van Cx. tarsalis-muggen die bloed zuigen uit menselijke handen (Figuur 4) genereerden interpreteerbare golfvormen die geschikt waren voor analyse en publicatie27. De interpreteerbare golfvormen bevatten duidelijke, onderscheidbare repeterende patronen die konden worden geclassificeerd in golfvormfamilie's (Tabel 1 en Figuur 4), typen en subtypen wanneer de compressie (gedefinieerd in Tabel 2) en de softwareversterking werden aangepast in de software voor het beoordelen van golfvormen27,31. Alle golfvormfamilie's (J, K, L, M, N) en typen (L1, L2, M1, M2) die eerder zijn beschreven bij Ae. aegypti die bloed zuigen uit menselijke handen26, werden geïdentificeerd in de golfvormen die werden gegenereerd door Cx. tarsalis die bloed zuigen uit menselijke handen, wat de validiteit van de hier beschreven methoden bevestigt. Daarnaast werden drie nieuwe golfvormtypen (M3, N1, N2) en talrijke subtypen van L1, L2, M1 en M2 geïdentificeerd27. Verder werd de spanningsval terug naar de basislijn wanneer de monddelen uit de gastheer worden teruggetrokken, benoemd als golfvormfamilie W27.

Door de instrumentinstellingen (stroomtype en Ri-niveaus) systematisch te variëren terwijl de hier beschreven procedures werden gevolgd, konden de optimale instellingen worden bepaald voor het registreren van Cx. tarsalis die zich voedden aan menselijke handen, de elektrische oorsprong van elke golfvorm, de gemiddelde duur in seconden van volledige en onvolledige sondages per mug, en voor de statistische vergelijking van de golfvormduur in seconden per insect (WDI), het aantal golfvormgebeurtenissen per insect (NWEI) en de golfvormduur in seconden per gebeurtenis per insect (WDEI) over de verschillende instellingen27. Muggen werden daarnaast onderbroken tijdens verschillende golfvormen en gedissekeerd om te bepalen welke golfvorm correleerde met bloedopname27. Een soortgelijk onderzoek werd uitgevoerd voor Ae. aegypti met gebruik van een vergelijkbare methodologie26.

Vanwege de gevoelige en complexe aard van EPG waren niet alle opnames zo zuiver als die getoond in Figuur 4. Oversturing (Figuur 3A,C), wijzigingen in de hardwareversterking (Figuur 3A,C), gebrekkige bedrading (Figuur 3B), rectifier-foldover in golfvorm J (Figuur 3C,C') en elektrische ruis (Figuur 3C,C') veroorzaakten af en toe vervormingen en maskeerden de golfvormen, waardoor ze ongeschikt waren voor gebruik in figuren van publicatiekwaliteit en de scoring en analyse bemoeilijkten. Daarom wordt aanbevolen om vooraf tijd te investeren in het perfectioneren van de bedradingsvaardigheden, het optimaliseren van de versterkings- en spanningsinstellingen, het aanpassen van de offset en het beheersen van elektrische ruis. Interessant is dat rectifier-foldover alleen werd waargenomen in golfvormfamilie J voor Cx. tarsalis (Figuur 3C,C') en niet meer voorkwam zodra de offset aanvankelijk was aangepast, zelfs wanneer andere muggensoorten (Ae. aegypti en Culex quinquefasciatus) werden gebruikt (gegevens niet getoond). Daarnaast bleek uit probleemopsporing dat de ongecontroleerde elektrische ruis getoond in Figuur 3 (panelen C en C') het gevolg was van een defecte kooi van Faraday. De opnames gemaakt in de defecte kooi van Faraday waren nog steeds bruikbaar, maar de ruisproblemen werden opgelost toen er een verbeterde kooi van Faraday werd gebouwd (Figuur 1B).

Zelfs wanneer alle voorzorgsmaatregelen en front-end optimalisaties waren doorgevoerd, maakten lichte variaties in de kwaliteit van de elektrodebevestiging aan de mug en andere onbekende factoren die het signaal vervormden en de signaal-ruisverhouding beïnvloedden, het periodiek noodzakelijk om de hardwareversterking tijdens de opname aan te passen. Dit was nodig om te garanderen dat het signaal zich binnen het zichtbare bereik bevond en dat de resolutie van de pieken in elke golfvorm voldoende was voor de identificatie en karakterisering van de golfvorm. Helaas kan het aanpassen van de hardwareversterking tijdens de opname leiden tot abrupte spanningsverschuivingen (Figuur 3A, C), waardoor de golfvormen ongeschikt zijn voor publicatie, maar nog wel bruikbaar (geheel of gedeeltelijk) voor meting en analyse.

Statische evenwichtdiagrammen die krachtanalyse tonen; grafieken markeren de vergelijkingen ΣFx=0, ΣFy=0.
Figuur 4: Representatieve golfvormen van een Culex tarsalis-sonde op een menselijke hand, geregistreerd met een Ri van 107 Ω met gebruik van een aangelegd signaal van 250 mV AC.Golfvormnamen op familieniveau (NP, J, K, L, M, W) worden bovenaan elk paneel weergegeven. De onderste panelen tonen vergrotingen van geselecteerde regio's in paneel A. Ingezette panelen tonen vergrotingen van aangegeven regio's. Tijdschalen en softwareversterkingen zijn (A) 7,0 s/div, 16x; (B) 1,0 s/div, 64x; (B') 0,2 s/div, 64x; (C) 1,0 s/div, 64x; (C') 0,2 s/div, 32x; (D) 1,0 s/div, 64x; (D') 0,2 s/div, 64x. Afkortingen: AC = wisselstroom, Ri = ingangsweerstand, mV = millivolt, Ω = Ohm, s/div = seconden per divisie. Deze figuur is opgesteld met gegevens van Cooper et al.27. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussie

Bij het gebruik van de AC-DC EPG is het van cruciaal belang om een basiskennis te hebben van de werking van hardware en software30 en om de hier beschreven protocollen zorgvuldig te volgen om schade aan het apparaat te voorkomen. Het is vooral belangrijk om de hoofdversterker niet aan te raken als deze is ingeschakeld, tenzij deze is geaard op de Faraday-kooi. Het wordt aanbevolen om zo ver mogelijk in de Faraday-kooi op te nemen30. De deuren van de kooi hoeven niet noodzakelijkerwijs gesloten te zijn om interpreteerbare golfvormen te verkrijgen, tenzij u in een omgeving met overmatige omgevingsgeluiden opneemt. Niets gemotoriseerd mag zich in de Faraday-kooi bevinden. Het is belangrijk op te merken dat de Faraday-kooi zelf alleen elektrisch geaard mag zijn via de hoofdversterker om goed te werken. Dit wordt bereikt door de hoofdversterker aan te sluiten op een metalen laboratoriumstandaard waarvan de verf is weggeslepen op een voet van de standaard om een geleidende weg te creëren voor de elektriciteit die door de Faraday-kooi wordt opgevangen om naar de laboratoriumstandaard te stromen, in de metalen behuizing van de hoofdversterker, via de kabel naar de bedieningsdoos, door de voeding naar een goed geaarde stopcontact en in de aarde via de gebouwgrond30. Een multimeter kan worden gebruikt om de kwaliteit van de verbinding tussen de componenten in de kooi te controleren door de weerstand (het omgekeerde van de geleidbaarheid) tussen verschillende punten te meten. Een draadloze AM-radio kan ook in de Faraday-kooi worden geplaatst om te verifiëren dat het geluid aanzienlijk wordt verminderd (of idealiter wordt geëlimineerd) wanneer de deuren zijn gesloten, wat bevestigt dat de Faraday-kooi voldoende luchtgebonden elektrische signalen vangt (E. Backus per. Comm.).

Juiste en gestandaardiseerde voorbereiding van het zilverlijm en bevestiging van de opnameelektroden aan insecten zijn van cruciaal belang voor het verkrijgen van bruikbare opnames. Insectencuticula is een isolator en werkt als een condensator als de zilverlijm niet voldoende door de poriën van de cuticula dringt om een weg te creëren voor elektriciteit om van binnenuit het insect naar de gouddraad op het oppervlak van het pronotum te reizen30. Bereid de zilverlijm tegelijkertijd voor elke EPG-sessie, werk met verse zilverlijm uit de buis en vervang deze regelmatig tijdens de bedradingsprocedure door krachtig gevormde zilverlijm. Zorg ervoor dat de gouden lus tegen de thorax is gepositioneerd, zodat de hele lus in contact staat met de cuticula en niet scheef staat of wordt gescheiden door een dikke laag zilverlijm en schubben om een sterke elektrische verbinding te vormen en om loslating en ontsnapping van de mug uit de draad te voorkomen.

De hier beschreven protocollen moeten worden geoptimaliseerd bij het werken met verschillende muggensoorten. De optimale EPG-instellingen (Ri-niveau, spanning, stroompatroon en hardwareversterking) voor opname op een bepaalde geleedpotige moeten experimenteel worden bepaald12,30. Echter, eenmaal de offset is aangepast, hoeft deze niet meer te worden aangepast bij het werken met vergelijkbare muggen. Optimale instellingen zijn bepaald voor AC-DC EPG met Ae. aegypti26 en Cx. tarsalis27. Golfvormbibliotheken (gedefinieerd in Tabel 2) voor aanvullende soorten zullen de toepassing van EPG voor muggen vergemakkelijken. Het is ook noodzakelijk om de anesthesie voor de betreffende mug te optimaliseren, aangezien het bloedzuigende gedrag differentieel kan worden beïnvloed op basis van de mugensoort en de keuze van de anesthesie. Bijvoorbeeld, Cx. tarsalis vereist een herstelperiode van 4 uur na 15 minuten anesthesie met CO2, terwijl voor Ae. aegypti, een herstelperiode van 15 minuten voldoende is na een anesthesieperiode van 15 minuten met ijs. Culex tarsalis is echter moeilijk om neer te halen met koude blootstelling, dus CO2 wordt overwegend gebruikt ondanks de lange herstelperiode.

Hoewel de AC-DC EPG-monitor eenvoudig te gebruiken is na het bekijken van online bronnen30,31 of het trainen met een ervaren gebruiker, is enige probleemoplossing vereist. Aanvankelijk hadden de EPG-opnames van de auteur van de mugprobes een onverwachte 11 Hz-signaalgolf in het pre-signaal dat niet was waargenomen of gerapporteerd door Wayadande en collega's26. Overleg met E. Backus wees erop dat de Faraday-kooi waarschijnlijk het probleem was vanwege interfererende grondlussen. Een nieuwe Faraday-kooi geconstrueerd uit een zeer geleidende koperscherm verbonden aan een aluminium frame dat is bevestigd aan een grote aluminium vloerplaat ondersteund door rubberen voeten om deze te isoleren van de onderliggende tafel (Figuur 1B), loste het 11 Hz ruissignaal op (Figuur 3C,C'). Bovendien verschenen de pre- en post-rectificatiesignalen soms als dikke, wazig lijnen in plaats van rechte, gladde, dunne lijnen wanneer de EPG-voeding voor het eerst werd ingeschakeld. Dit werd meestal verholpen door het instrument uit te schakelen en alle kabelverbindingen te controleren. Als dat faalde, hielp het meestal om het apparaat 1-3 minuten uit het stopcontact te halen. Zeer zelden worden de pre- en post-signalen dik en wazig tijdens de werking, wat werd aangepakt door het apparaat uit te schakelen en het in een ander stopcontact te steken of een spanningsregelaar en stroombronnen om het EPG in te steken voordat het op de muur werd aangesloten. Idealiter zou een specifi

Openbaarmakingen

De auteurs hebben geen belangenconflicten te melden. Vermelding van handelsnamen of commerciële producten in deze publicatie is uitsluitend bedoeld om specifieke informatie te verschaffen en impliceert geen aanbeveling of goedkeuring door het Amerikaanse ministerie van Landbouw. De conclusies in dit rapport zijn die van de auteurs en vertegenwoordigen niet noodzakelijkerwijs de standpunten van het USDA.

Dankbetuigingen

We zijn dankbaar aan Prof. Astri Wayadande van de Oklahoma State University voor het pionieren van de bedradingsprocedure voor muggen, en aan Dr. Elaine Backus bij de USDA-ARS in Parlier, CA, en de heer Andrew Dowell bij EPG Technologies Inc. in Gainesville, FL, voor hulp bij het oplossen van problemen met de EPG-apparatuur. We danken ook Dr. Dustin Swanson en de heer William Yarnell bij de USDA-ARS Insectary in Manhattan, KS, voor het leveren van muggen, en mejuffrouw Miriam Ruhinda aan de Kansas State University in Manhattan, KS voor haar hulp bij het filmen van de procedurevideo's. Dit werk was mogelijk door toegang tot de Integrated Molecular Entomology Core (IEMC) aan de Kansas State University. Dit onderzoek werd ondersteund door de USDA Research, Education, and Economics Workforce Development Agreement (#58-3022-0-002) en het Hatch Multistate Project (NE1943). Dit manuscript is bijdrage nr. 24-194-J van de Kansas Agricultural Experiment Station, Kansas State University, Manhattan, KS, USA.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Instrumentation
AC-DC 4-channel electropenetrographEPG Technologies, Inc.Voor EPG, inclusief de voeding, bedieningsbox, schakelinterfacebox, vier hoofdfase-versterkers, vier substraatspanningsprobes en bijbehorende snoeren
LuchtkussensAmazon.comvoor de menselijke gastheer om zijn hand/arm op te rusten tijdens EPG
DI-710 Data acquisition hardware (AD Board)DATAQ Instruments Inc.voor het digitaliseren van de analoge EPG-signalen zodat ze op een computer kunnen worden gevisualiseerd
Dimbare Led Vergrootglas, Groot 5X Handsfree Vergrootglas met Licht en Standaard voor Lezen, Hobby's, Ambachten, Naaiwerk, WerkbankAmazon.comvoor gedragsobservatie tijdens EPG; alleen gebruiken wanneer de stekker eruit zit of anders kan er ruis optreden
Dino-Lite Edge Digitaal Microscoop (250x vergroting)Dino-LiteAF4915ZTvoor gedragsobservatie tijdens EPG
Dino-Lite Flex-arm Desktop StandDino-LiteMS22Bvoor het vasthouden en manipuleren van de camera
Eisco Steel Retort Basis Stand en StaafsetFisher ScientificS41740voor het vasthouden van de hoofdfase-versterker & het aarden van de Faraday-kooi (moet van metaal zijn)
EPG Online WorkshopUF IFAS Extensionhttps://ifas-crec-entomology.catalog.instructure.com/courses/epg-workshop-2022AKA, "online bronnen" voor het leren van EPG (instrumentopstelling, gegevensverzameling en -analyse, Faraday-constructie, zilverlijmvoorbereiding, insectenstaafconstructie, enz.)
Furman P-1800 AR Power Regulator/Power ConditionerAmazon.comvoor het verminderen van lijnruis
Kleine BubbeldempingsfolieAmazon.comvoor gebruik als barrière tussen de gastheer en de Faraday-kooi
Troemner Talboys Labjaws Regular Clamp HolderFisher Scientific02-217-121voor het vasthouden van de hoofdfase-versterker & het aarden van de Faraday-kooi (moet van metaal zijn en niet bedekt zijn met plastic)
Windows computerBest Buyvoor EPG & statistische analyse
Software
Backus 2.0 Data Analysis SAS program UF IFAS Extensionhttps://crec.ifas.ufl.edu/extension/epg/data-analysis/voor statistische analyse van golfvormgegevens
Ebert 1.0 File Manipulator and Error Checker SAS programsUF IFAS Extensionhttps://crec.ifas.ufl.edu/extension/epg/data-analysis/voor voorbereiding van bestanden voor statistische analyse van golfvormgegevens
SAS version 9.4SAS Institute Inc.voor statistische analyse van golfvormgegevens
WinDaq Lite DATAQ Instruments Inc.voor het opnemen en beoordelen van EPG-gegevens.  Bevat de WinDaq Hardware Manager software (AKA, "hardwarebeheersoftware") en WinDaq Waveform Browser software (AKA, "golfvormbeoordelingssoftware"). Alleen voor gebruik op Windows-computers. 
Faraday Cage
Aluminium schermframeHome DepotMSCF5167voor  de wanden van de Faraday-kooi
Aluminium plaat, 0,125 (1/8) dik 3003-H14Metals DepotS318voor de basis van de Faraday-kooi
Hoeksteunen, 1" Home Depot339547voor  de wanden van de Faraday-kooi
Kruidslijper met platte kop, #6-32 x 1"Home Depot459999voor Faraday-kooiconstructie
Vlakke ringen, #6 Home Depot638977voor Faraday-kooiconstructie
Fluke 15B+ Digital Multimeter, voor elektrische toepassingen, meet AC/DC spanning en stroommetingen tot 1000V en 10A, samen met weerstands-, doorgangs-, diode- en capaciteitsmogelijkhedenAmazon.comvoor het testen van de Faraday-kooi
Portable Radio AM FM, Goodes Transistor Radio met luidspreker, Hoofdtelefoonaansluiting, 2AA Batterij Aangedreven Radio voor Lange Afstandsontvangst, Zakradio voor Binnen, Buiten en NoodgebruikAmazon.comvoor het testen van de Faraday-kooi
Pure koperscherm, 16 x 16 maas met 0,11 draaddiameter, 36" x 12'Metro Screenworksvoor  de wanden van de Faraday-kooi
Rondkopcombo-machineschroeven, #6-32 x 3/4"Home Depot528466voor Faraday-kooiconstructie
Schuurpapier, 1/2" bij 1", 150 GritHome Depot19036-20-CCvoor het verwijderen van de verf van de onderkant van de laboratoriumstandaard
Schermframe hoeken, 5/16" Home DepotWCORN516voor  de wanden van de Faraday-kooi
Schermspline, 0,14" Home Depot3034719voor  de wanden van de Faraday-kooi
Insect Stubs
Messing Escutcheon PinsHome Depot801294voor het construeren van insectenstaafjes  
Koperdraad, 20 AWGAmazon.comvoor het construeren van insectenstaafjes  
Harris wateroplosbaar fluHome Depot355398voor het helpen solderen van het insectenstaafjesdraad en een sterke verbinding vormen
Naald-neustangHome Depotvoor het buigen van draad bij het construeren van insectenstaafjes
Pro's Kit 900-015 Helping Hands Soldering AidAmazon.comvoor het vasthouden van escucheonpins tijdens het solderen
Soldeer (met harskern)Home Depot296497voor het construeren van insectenstaafjes&

Referenties

  1. Becker, N., et al. Medical importance of mosquitoes in Mosquitoes and their control. , 2nd ed, Springer. Los Angeles, CA. 25-42 (2010).
  2. World Health Organization. Vector-borne diseases. , (2024).
  3. Woodstream Corporation, Inc. The economic cost of mosquito-borne diseases. AMosquito Magnet. , (2022).
  4. Bartlow, A. W., et al. Forecasting zoonotic infectious disease response to climate change: Mosquito vectors and a changing environment. Vet Sci. 6 (2), 40(2019).
  5. Naslund, J., et al. Emerging mosquito-borne viruses linked to Aedes aegypti and Aedes albopictus: Global status and preventive strategies. Vector Borne Zoonotic Dis. 21 (10), 731-746 (2021).
  6. Shaw, W. R., Catteruccia, F. Vector biology meets disease control: Using basic research to fight vector-borne diseases. Nat Microbiol. 4 (1), 20-34 (2019).
  7. Wilson, A. L., et al. The importance of vector control for the control and elimination of vector-borne diseases. PLoS Negl Trop Dis. 14 (1), e0007831(2020).
  8. Dusfour, I., et al. Management of insecticide resistance in the major Aedes vectors of arboviruses: Advances and challenges. PLoS Negl Trop Dis. 13 (10), e0007615(2019).
  9. Choumet, V., et al. Visualizing non infectious and infectious Anopheles gambiae blood feedings in naïve and saliva-immunized mice. PLoS ONE. 7 (12), e50464(2012).
  10. Backus, E. A., Cervantes, F. A., Guedes, R. N. C., Li, A. Y., Wayadande, A. C. AC-DC electropenetrography for in-depth studies of feeding and oviposition behaviors. Ann Entomol Soc Am. 112 (3), 236-248 (2019).
  11. Hol, F. J., Lambrechts, L., Prakash, M. BiteOscope, an open platform to study mosquito biting behavior. Elife. 9, e56829(2020).
  12. Backus, E. A., Guedes, R. N., Reif, K. E. AC-DC electropenetrography: Fundamentals, controversies, and perspectives for arthropod pest management. Pest Manag Sci. 77 (3), 1132-1149 (2021).
  13. Gordon, R. M., Lumsden, W. H. R. A study of the behavior of the mouthparts of mosquitoes when taking up blood from living tissue; together with some observations on the ingestion of microfilariae. Ann Trop Med Parasitol. 33, 259-278 (1939).
  14. Janson, K. D., et al. Development of an automated biomaterial platform to study mosquito feeding behavior. Front Bioeng Biotechnol. 11, 1103748(2023).
  15. Henriques-Santos, B. M., Xiong, C., Pietrantonio, P. V. Automated analysis of feeding behaviors of females of the mosquito Aedes aegypti using a modified flyPAD system. Sci Rep. 13, 20188(2023).
  16. Kashin, P., Wakeley, H. G. An insect 'Bitometer. Nature. 208 (5009), 462-464 (1965).
  17. Kashin, P. Electronic recording of the mosquito bite. J Insect Physiol. 12, 281-286 (1966).
  18. Kashin, P. Development of an orally effective insect repellent. IIT Research Institute. , (1967).
  19. Kashin, P., Arneson, B. E. An automated repellency assay system. II. a new electronic "Bitometer-timer.". J Econ Entomol. 62 (1), 200-205 (1969).
  20. Shieh, J. -N. Salivation and engorgement parameters of sucking insect vectors: Implications in pathogen transmission. , Oregon State University. (1994).
  21. Kimsey, R. B. Measuring and recording arthropod blood feeding. History, Development, and Applications of AC Electronic Insect Feeding Monitors. , Entomological Society of America. 122-128 (1994).
  22. Backus, E. A., Devaney, M. J., Bennett, W. H. Comparison of signal processing circuits among seven AC electronic monitoring systems for their effects on the emf and R components of aphid (Homoptera: Aphididae) waveforms. Principles and Applications of Electronic Monitoring and Other Techniques in the Study of Homopteran Feeding Behavior. Walker, G. P., Backus, E. A. , Entomological Society of America: Lanham, MD. 102-143 (2000).
  23. Backus, E. A., Bennett, W. H. The AC-DC correlation monitor: New EPG design with flexible input resistors to detect both R and emf components for any piercing-sucking hemipteran. J Insect Physiol. 55 (10), 869-884 (2009).
  24. Backus, E. A., Cline, A. R., Ellerseick, M. R., Serrano, M. S. Lygus hesperus (Hemiptera: Miridae) feeding on cotton: New methods and parameters for analysis of nonsequential electrical penetration graph data. Annals of the Entomological Society of America. 100, 296-310 (2007).
  25. Ebert, T. A., Backus, E. A., Cid, M., Fereres, A., Rogers, M. E. A new SAS program for behavioral analysis of electrical penetration graph data. Comput Electron Agr. 116, 80-87 (2015).
  26. Wayadande, A. C., et al. Waveforms from stylet probing of the mosquito Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) measured by AC-DC electropenetrography. J Med Entomol. 57 (2), 353-368 (2020).
  27. Cooper, A. M. W., et al. An electropenetrography waveform library for the probing and ingestion behaviors of Culex tarsalis on human hands. Insect Sci. 31 (4), 1165-1186 (2024).
  28. Reif, K. E., Backus, E. A. AC-DC electropenetrography unmasks fine temporal details of feeding behaviors for two tick species on unsedated hosts. Sci Rep. 11 (1), 2040(2021).
  29. Vaughan, L. D., et al. Electropenetrography as a tool to quantify probing and injection behaviors of mosquitoes (Aedes aegypti) in mice under biocontainment housing. Comp Med. 73 (6), 25(2023).
  30. Backus, E. A., Shugart, H. Electropenetrography (EPG) Online Workshop. Hosted by L. Diepenbrock at the University of Florida. Institute of Food and Agricultural Sciences Extension. , https://ifas-crec-entomology.catalog.instructure.com/courses/epg-workshop-2022 (2022).
  31. Dataq Instruments Inc. WinDaq recording and playback software. , (2024).
  32. Backus, E. A. Our own jabberwocky: clarifying the terminology of certain piercing-sucking behaviors of homopterans. Principles and applications of electronic monitoring and other techniques in the study of homopteran feeding. Walker, G. P., Backus, E. A. , Entomological Society of America: Lanham, MD. 102-143 (2000).
  33. Tjallingii, W. F. Comparison of AC and DC systems for electronic monitoring of stylet penetration activities by homopterans. Principles and Applications of Electronic Monitoring and Other Techniques in the Study of Homopteran Feeding Behavior. Walker, G. P., Backus, E. A. , Entomological Society of America. 41-69 (2000).
  34. Mizrahi, J. Advances in Applied Electromyography. , IntechOpen. Rijeka, Croatia. (2011).

Herprints en machtigingen

Tags

Voedingsgedrag van muggensondeergedragingestiegedragbloedvoedingregistratie van elektrische signalentransmissie van pathogenengouddradelectrodeinteractie met menselijke gastheer
AC-DC Electropenetrografie voor de studie van sonderend en innamegedrag van Culex tarsalis muggen op mensenhanden
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.