Name: Een eenvoudige microfluïdische chip voor groei op lange termijn en beeldvorming van Caenorhabditis elegans (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-04-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 45 s
Description: Leer een microfluïdische chip fabriceren voor groei op lange termijn en beeldvorming van Caenorhabditis elegans. Deze methode biedt continue voedselvoorziening tot 36 uur en hoge-resolutie beeldvorming van cellulaire processen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

We bedanken CIFF imaging facility, NCBS voor het gebruik van de confocale microscopen ondersteund door het DST - Centre for Nanotechnology (Nr. SR/55/NM-36-2005). We bedanken onderzoeksfinanciering van DBT (SPK), CSIR-UGC (JD), DST (SM), DBT (SM), draaiende schijf ondersteund door DAE-PRISM 12-R&D-IMS-5.02.0202 (SPK en Gautam Menon) en HHMI-IECS-subsidienummer 55007425 (SPK). HB101-, PS3239- en wdIs51-stammen werden geleverd door het Caenorhabditis Genetics Center (CGC), dat wordt gefinancierd door het NIH Office of Research Infrastructure Programs (P40 OD010440). S.P.K. maakte jsIs609 in het laboratorium van Mike Nonet.

<ol><li>Doitsidou, M., Poole, R. J., Sarin, S., Bigelow, H., Hobert, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((C.+elegans+Mutant+Identification+with+a+One-Step+Whole-Genome-Sequencing+and+SNP+Mapping+Strategy%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">C. elegans Mutant Identification with a One-Step Whole-Genome-Sequencing and SNP Mapping Strategy.</a> PloS One. 5 (11), 15435(2010).</li>
<li>Hobert, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurogenesis+in+the+nematode+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22WormBook.+The+C.+elegans.+Research+Community%2C+WormBook%22%5BJournal%5D)">Neurogenesis in the nematode Caenorhabditis elegans.</a> WormBook. The C. elegans. Research Community, WormBook. , (2010).</li>
<li>Mondal, S., Ahlawat, S., Rau, K., Venkataraman, V., Koushika, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+in+vivo+neuronal+transport+in+genetic+model+organisms+using+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Traffic%22%5BJournal%5D)">Imaging in vivo neuronal transport in genetic model organisms using microfluidic devices.</a> Traffic. 12 (4), Copenhagen, Denmark. 372-385 (2011).</li>
<li>Steele, L. M., Sedensky, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Approaches+to+Anesthetic+Mechanisms%3A+The+C.+elegans+Model%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Enzymology%22%5BJournal%5D)">Approaches to Anesthetic Mechanisms: The C. elegans Model.</a> Methods in Enzymology. 602, 133-151 (2018).</li>
<li>San-Miguel, A., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidics+as+a+tool+for+C.+elegans+research%5BTitle%5D)+AND+%22WormBook.+The+C.+elegans.+Research+Community%2C+WormBook%22%5BJournal%5D)">Microfluidics as a tool for C. elegans research.</a> WormBook. The C. elegans. Research Community, WormBook. , (2013).</li>
<li>Cáceres, I. C., Valmas, N., Hilliard, M. A., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laterally+orienting+C.+elegans+using+geometry+at+microscale+for+high-throughput+visual+screens+in+neurodegeneration+and+neuronal+development+studies%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Laterally orienting C. elegans using geometry at microscale for high-throughput visual screens in neurodegeneration and neuronal development studies.</a> PloS One. 7 (4), 35037(2012).</li>
<li>Ai, X., Zhuo, W., Liang, Q., McGrath, P. T., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+high-throughput+device+for+size+based+separation+of+C.+elegans+developmental+stages%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">A high-throughput device for size based separation of C. elegans developmental stages.</a> Lab on a Chip. 14 (10), 1746-1752 (2014).</li>
<li>Chung, K., Crane, M. M., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+on-chip+rapid+microscopy%2C+phenotyping+and+sorting+of+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Automated on-chip rapid microscopy, phenotyping and sorting of C. elegans.</a> Nature Methods. 5 (7), 637-643 (2008).</li>
<li>Desta, I. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detecting+and+Trapping+of+a+Single+C.+elegans+Worm+in+a+Microfluidic+Chip+for+Automated+Microplate+Dispensing%5BTitle%5D)+AND+%22SLAS+Technology%22%5BJournal%5D)">Detecting and Trapping of a Single C. elegans Worm in a Microfluidic Chip for Automated Microplate Dispensing.</a> SLAS Technology. 22 (4), 431-436 (2017).</li>
<li>Ben-Yakar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Content+and+High-Throughput+In+Vivo+Drug+Screening+Platforms+Using+Microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Assay+and+Drug+Development+Technologies%22%5BJournal%5D)">High-Content and High-Throughput In Vivo Drug Screening Platforms Using Microfluidics.</a> Assay and Drug Development Technologies. 17 (1), 8-13 (2019).</li>
<li>Mondal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+microfluidics+providing+high-resolution+and+high-throughput+screening+of+Caenorhabditis+elegans+poly-glutamine+aggregation+model%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Large-scale microfluidics providing high-resolution and high-throughput screening of Caenorhabditis elegans poly-glutamine aggregation model.</a> Nature Communications. 7, 13023(2016).</li>
<li>Fehlauer, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+a+Microfluidics+Device+for+Mechanical+Stimulation+and+High+Resolution+Imaging+of+C.+Elegant%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Using a Microfluidics Device for Mechanical Stimulation and High Resolution Imaging of C. Elegant.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (132), e56530(2018).</li>
<li>Saberi-Bosari, S., Huayta, J., San-Miguel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+microfluidic+platform+for+lifelong+high-resolution+and+high+throughput+imaging+of+subtle+aging+phenotypes+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">A microfluidic platform for lifelong high-resolution and high throughput imaging of subtle aging phenotypes in C. elegans.</a> Lab on a Chip. 18 (20), 3090-3100 (2018).</li>
<li>Cornaglia, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+automated+microfluidic+platform+for+C.+elegans+embryo+arraying%2C+phenotyping%2C+and+long-term+live+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">An automated microfluidic platform for C. elegans embryo arraying, phenotyping, and long-term live imaging.</a> Scientific Reports. 5, 10192(2015).</li>
<li>Suzuki, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+ultra-thin+chips+for+immobilization+of+Caenorhabditis+elegans+in+microfluidic+channels+during+irradiation+and+selection+of+buffer+solution+to+prevent+dehydration%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Development of ultra-thin chips for immobilization of Caenorhabditis elegans in microfluidic channels during irradiation and selection of buffer solution to prevent dehydration.</a> Journal of Neuroscience Methods. 306, 32-37 (2018).</li>
<li>Hulme, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lifespan-on-a-chip%3A+microfluidic+chambers+for+performing+lifelong+observation+of+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Lifespan-on-a-chip: microfluidic chambers for performing lifelong observation of C. elegans.</a> Lab on a Chip. 10 (5), 589-597 (2010).</li>
<li>Chronis, N., Zimmer, M., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidics+for+in+vivo+imaging+of+neuronal+and+behavioral+activity+in+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Microfluidics for in vivo imaging of neuronal and behavioral activity in Caenorhabditis elegans.</a> Nature Methods. 4 (9), 727-731 (2007).</li>
<li>Lagoy, R. C., Albrecht, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+Devices+for+Behavioral+Analysis%2C+Microscopy%2C+and+Neuronal+Imaging+in+Caenorhabditis+Elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Microfluidic Devices for Behavioral Analysis, Microscopy, and Neuronal Imaging in Caenorhabditis Elegans.</a> Methods in Molecular Biology. 1327, Clifton, N.J. 159-179 (2015).</li>
<li>Levine, E., Lee, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+approaches+for+Caenorhabditis+elegans+research%5BTitle%5D)+AND+%22Animal+Cells+and+Systems%22%5BJournal%5D)">Microfluidic approaches for Caenorhabditis elegans research.</a> Animal Cells and Systems. 24 (6), 311-320 (2020).</li>
<li>Rahman, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NemaLife+chip%3A+a+micropillar-based+microfluidic+culture+device+optimized+for+aging+studies+in+crawling+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">NemaLife chip: a micropillar-based microfluidic culture device optimized for aging studies in crawling C. elegans.</a> Scientific Reports. 10 (1), 16190(2020).</li>
<li>Allen, P. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-synapse+ablation+and+long-term+imaging+in+live+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Single-synapse ablation and long-term imaging in live C. elegans.</a> Journal of Neuroscience Methods. 173 (1), 20-26 (2008).</li>
<li>Guo, S. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+laser+nanoaxotomy+lab-on-a-chip+for+in+vivo+nerve+regeneration+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Femtosecond laser nanoaxotomy lab-on-a-chip for in vivo nerve regeneration studies.</a> Nature Methods. 5 (6), 531-533 (2008).</li>
<li>Mondal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+Mitochondrial+Density+and+Positioning+along+a+Growing+Neuronal+Process+in+Individual+C.+elegans+Neuron+Using+a+Long-Term+Growth+and+Imaging+Microfluidic+Device%5BTitle%5D)+AND+%22eNeuro%22%5BJournal%5D)">Tracking Mitochondrial Density and Positioning along a Growing Neuronal Process in Individual C. elegans Neuron Using a Long-Term Growth and Imaging Microfluidic Device.</a> eNeuro. 8 (4), (2021).</li>
<li>Keil, W., Kutscher, L. M., Shaham, S., Siggia, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-Term+High-Resolution+Imaging+of+Developing+C.+elegans+Larvae+with+Microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Cell%22%5BJournal%5D)">Long-Term High-Resolution Imaging of Developing C. elegans Larvae with Microfluidics.</a> Developmental Cell. 40 (2), 202-214 (2017).</li>
<li>Gritti, N., Kienle, S., Filina, O., Van Zon, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+time-lapse+microscopy+of+C.+Elegans+post-embryonic+development%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Long-term time-lapse microscopy of C. Elegans post-embryonic development.</a> Nature Communications. 7, 12500(2016).</li>
<li>Kim, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+biostable%2C+anti-fouling+zwitterionic+polyurethane-urea+based+on+PDMS+for+use+in+blood-contacting+medical+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+materials+chemistry+B%22%5BJournal%5D)">A biostable, anti-fouling zwitterionic polyurethane-urea based on PDMS for use in blood-contacting medical devices.</a> Journal of materials chemistry B. 8 (36), 8305-8314 (2020).</li>
<li>Peterson, S. L., McDonald, A., Gourley, P. L., Sasaki, D. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%28dimethylsiloxane%29+thin+films+as+biocompatible+coatings+for+microfluidic+devices%3A+cell+culture+and+flow+studies+with+glial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+ResearchPart+A%22%5BJournal%5D)">Poly(dimethylsiloxane) thin films as biocompatible coatings for microfluidic devices: cell culture and flow studies with glial cells.</a> Journal of Biomedical Materials ResearchPart A. 72 (1), 10-18 (2005).</li>
<li>Folch, A., Toner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+micropatterns+on+biocompatible+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+Progress%22%5BJournal%5D)">Cellular micropatterns on biocompatible materials.</a> Biotechnology Progress. 14 (3), 388-392 (1998).</li>
<li>Leclerc, E., Sakai, Y., Fujii, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+PDMS+%28polydimethylsiloxane%29+bioreactor+for+large-scale+culture+of+hepatocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+Progress%22%5BJournal%5D)">Microfluidic PDMS (polydimethylsiloxane) bioreactor for large-scale culture of hepatocytes.</a> Biotechnology Progress. 20 (3), 750-755 (2004).</li>
<li>Mehta, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+measurement+and+control+of+oxygen+levels+in+microfluidic+poly%28dimethylsiloxane%29+bioreactors+during+cell+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Microdevices%22%5BJournal%5D)">Quantitative measurement and control of oxygen levels in microfluidic poly(dimethylsiloxane) bioreactors during cell culture.</a> Biomedical Microdevices. 9 (2), 123-134 (2007).</li>
<li>Palchesko, R. N., Zhang, L., Sun, Y., Feinberg, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+polydimethylsiloxane+substrates+with+tunable+elastic+modulus+to+study+cell+mechanobiology+in+muscle+and+nerve%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Development of polydimethylsiloxane substrates with tunable elastic modulus to study cell mechanobiology in muscle and nerve.</a> PloS One. 7 (12), 51499(2012).</li>
<li>Inoue, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene+expression+markers+for+Caenorhabditis+elegans+vulval+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Mechanisms+of+Development%22%5BJournal%5D)">Gene expression markers for Caenorhabditis elegans vulval cells.</a> Mechanisms of Development. 119, Suppl 1 203-209 (2002).</li>
<li>Fatouros, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+Tau+aggregation+in+a+novel+caenorhabditis+elegans+model+of+tauopathy+mitigates+proteotoxicity%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Molecular+Genetics%22%5BJournal%5D)">Inhibition of Tau aggregation in a novel caenorhabditis elegans model of tauopathy mitigates proteotoxicity.</a> Human Molecular Genetics. 21 (16), 3587-3603 (2012).</li>
<li>Smith, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-lapse+imaging+and+cell-speci+fi+c+expression+pro+fi+ling+reveal+dynamic+branching+and+molecular+determinants+of+a+multi-dendritic+nociceptor+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Time-lapse imaging and cell-speci fi c expression pro fi ling reveal dynamic branching and molecular determinants of a multi-dendritic nociceptor in C. elegans.</a> Developmental Biology. 345 (1), 18-33 (2010).</li>
<li>Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+genetics+of+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">The genetics of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 77 (1), 71-94 (1974).</li>
<li>Oren-Suissa, M., Hall, D. H., Treinin, M., Shemer, G., Podbilewicz, B. The fusogen EFF-I controls sculpting of mechanosensory dendrites. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOren-Suissa%2C+M+%22Science%22">Science</a>. 328 (5983), New York, N.Y. 1285-1288 (2010).</li>
<li>Smith, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+neuron+fates+are+distinguished+by+a+transcriptional+switch+that+regulates+dendrite+branch+stabilization%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Sensory neuron fates are distinguished by a transcriptional switch that regulates dendrite branch stabilization.</a> Neuron. 79 (2), 266-280 (2013).</li>
<li>Shrestha, B. R., Grueber, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+morphogenesis%3A+worms+get+an+EFF+in+dendritic+arborization%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%3A+CB%22%5BJournal%5D)">Neuronal morphogenesis: worms get an EFF in dendritic arborization.</a> Current Biology: CB. 20 (16), 673-675 (2010).</li>
<li>Rao, G. N., Kulkarni, S. S., Koushika, S. P., Rau, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+nanosecond+laser+axotomy%3A+cavitation+dynamics+and+vesicle+transport%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">In vivo nanosecond laser axotomy: cavitation dynamics and vesicle transport.</a> Optics Express. 16 (13), 9884-9894 (2008).</li>
<li>Sure, G. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((UNC-16%2FJIP3+and+UNC-76%2FFEZ1+limit+the+density+of+mitochondria+in+C.+elegans+neurons+by+maintaining+the+balance+of+anterograde+and+retrograde+mitochondrial+transport%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">UNC-16/JIP3 and UNC-76/FEZ1 limit the density of mitochondria in C. elegans neurons by maintaining the balance of anterograde and retrograde mitochondrial transport.</a> Scientific Reports. 8 (1), 8938(2018).</li>
<li>Awasthi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulated+distribution+of+mitochondria+in+touch+receptor+neurons+of+C.+elegans+influences+touch+response%5BTitle%5D)+AND+%22bioRxiv%22%5BJournal%5D)">Regulated distribution of mitochondria in touch receptor neurons of C. elegans influences touch response.</a> bioRxiv. , (2020).</li>
</ol>

S.M. en S.P.K. zijn auteurs van een aangevraagd patent op het microfluïdische groei- en beeldvormingsapparaat (patentaanvraagnummer 640/CHE/2011).

In dit artikel is een protocol beschreven voor de fabricage en het gebruik van een eenvoudig microfluïdisch apparaat voor het kweken van C. elegans met constante voedselvoorziening en beeldvorming met hoge resolutie van een enkel dier tijdens de ontwikkeling ervan. Dit fabricageproces is eenvoudig en kan worden uitgevoerd in een niet-steriele omgeving. Een stofvrije omgeving is van cruciaal belang tijdens fabricagestappen. De aanwezigheid van stofdeeltjes zou leiden tot onjuist contact tussen de twee verlijmings...

Caenorhabditis elegans heeft bewezen een krachtig modelorganisme te zijn om celbiologie, veroudering, ontwikkelingsbiologie en neurobiologie te bestuderen. Voordelen zoals het transparante lichaam, de korte levenscyclus, eenvoudig onderhoud, een bepaald aantal cellen, homologie met verschillende menselijke genen en goed bestudeerde genetica hebben ertoe geleid dat C. elegans een populair model is geworden voor zowel fundamentele biologische ontdekkingen als toegepast onderzoek 1,2. Het begrijpen van de biologische en ontwikkelingsprocessen van cellen uit herhaalde langetermijnobservatie van individuele dieren kan nuttig blijken te zijn. Conventioneel wordt C. elegans verdoofd op agarpads en afgebeeld onder de microscoop. Schadelijke effecten van anesthetica op de gezondheid van dieren beperken het gebruik van verdoofde dieren voor langdurige en herhaalde intermitterende beeldvorming van hetzelfde dier 3,4. Recente ontwikkelingen in microfluïdische technologieën en hun aanpassing voor anesthetisch-vrije vangst van C. elegans met verwaarloosbare gezondheidsrisico's maken beeldvorming met hoge resolutie van hetzelfde dier gedurende een korte en lange periode mogelijk.
Microfluïdische chips zijn ontworpen voor C. elegans'5 high throughput screening 6,7,8, het vangen en doserenvan 9, drug screening 10,11, neuronstimulatie met hoge resolutie imaging12 en hoge resolutie beeldvorming van het dier 12,13,14. Ultradunne microfluïdische vellen voor immobilisatie op dia's zijn ook ontwikkeld15. Langetermijnstudies van C. elegans zijn uitgevoerd met behulp van afbeeldingen met een lage resolutie van dieren die in vloeibare cultuur groeien om groei, calciumdynamiek, medicijneffecten op hun gedrag 16,17,18,19, hun levensduur en veroudering20 te observeren. Langetermijnstudies met behulp van microscopie met hoge resolutie zijn uitgevoerd om synaptische ontwikkeling21, neuronale regeneratie22 en mitochondriale toevoeging23 te beoordelen. Langetermijnbeeldvorming met hoge resolutie en tracering van het lot en de differentiatie van cellen zijn gedaan in meerkanaalsapparaten24,25. Verschillende cellulaire en subcellulaire gebeurtenissen vinden plaats over de tijdschalen van enkele uren en vereisen het vangen van hetzelfde individu op verschillende tijdstippen tijdens hun ontwikkeling om alle tussenstappen in het proces te karakteriseren om cellulaire dynamiek in vivo te begrijpen. Om biologische processen zoals organogenese, neuronale ontwikkeling en celmigratie in beeld te brengen, moet het dier op meerdere tijdstippen in dezelfde oriëntatie worden geïmmobiliseerd. We hebben eerder een protocol gepubliceerd voor beeldvorming met hoge resolutie van C. elegans gedurende meer dan 36 uur om te bepalen waar mitochondriën worden toegevoegd langs de aanraakreceptorneuronen (TRN's)23.
Dit artikel biedt een protocol voor het vaststellen van een op microfluïdica gebaseerde methodologie voor herhaalde beeldvorming met hoge resolutie. Dit apparaat, met een enkel stroomkanaal, is het meest geschikt voor herhaalde beeldvorming van een enkel dier per apparaat. Om de doorvoer te verbeteren en veel dieren tegelijk in beeld te brengen, kunnen meerdere apparaten op dezelfde drukleiding worden aangesloten, maar met afzonderlijke driewegconnectoren die een enkel dier in elk apparaat besturen. Het ontwerp is nuttig voor studies die time-lapse-beelden met hoge resolutie vereisen, zoals post-embryonale ontwikkelingsprocessen, celmigratie, organeltransport, genexpressiestudies, enz. De technologie kan beperkend zijn voor sommige toepassingen, zoals levensduur- en verouderingsstudies die parallelle groei en beeldvorming van veel dieren in een laat stadium vereisen. Polydimethylsiloxaan (PDMS) elastomeer werd gebruikt voor de fabricage van dit apparaat vanwege de biostabiliteit26, biocompatibiliteit 27,28, gaspermeabliliteit29,30 en instelbare elastische modulus31. Dit tweelaagse apparaat maakt de groei mogelijk van dieren met continue voedseltoevoer in een microfluïdisch kanaal en het vangen van individuele C. elegans via PDMS-membraancompressie met behulp van stikstofgas. Dit apparaat is een uitbreiding van het eerder gepubliceerde apparaat met het voordeel dat hetzelfde dier in het microkanaal wordt gekweekt en in beeld gebracht onder een continue voedselvoorziening3. Het extra isolatiemembraannetwerk en een 2 mm breed vangmembraan maken een efficiënte immobilisatie van ontwikkelende dieren mogelijk. Het apparaat is gebruikt om neuronale ontwikkeling, vulvalontwikkeling en dendritische prieelvorming in sensorische PVD-neuronen te observeren. De dieren groeien zonder nadelige gezondheidseffecten in het apparaat en kunnen herhaaldelijk worden geïmmobiliseerd om het afbeelden van subcellulaire gebeurtenissen bij hetzelfde dier tijdens de ontwikkeling te vergemakkelijken.
Het hele protocol is verdeeld in vijf delen. Deel 1 beschrijft de fabricage van apparaten voor de groei- en beeldvormingschip. Deel 2 beschrijft hoe een druksysteem moet worden opgezet voor de PDMS-membraanafbuiging om individuele C. elegans te immobiliseren en te isoleren. Deel 3 beschrijft hoe C. elegans op een nematode groeimedium (NGM) plaat te synchroniseren voor beeldvorming van apparaten. Deel 4 beschrijft hoe je een enkel dier in het apparaat laadt en het dier gedurende meerdere dagen in het microfluïdische apparaat laat groeien. Deel 5 beschrijft hoe een individueel dier op meerdere tijdstippen kan worden geïmmobiliseerd, afbeeldingen met een hoge resolutie kunnen worden vastgelegd met verschillende doelstellingen en de afbeeldingen kunnen worden geanalyseerd met Fiji.

<table><tbody><tr><td>18 G naalden</td><td>Sigma-Aldrich, Bangalore, India</td><td>Gauge 18</td><td></td></tr><tr><td>3-weg stopcock</td><td>Cole-Parmer</td><td>WW-30600-02</td><td>Masterflex fitting met luer lock</td></tr><tr><td>CCD-camera</td><td>Andor Technology</td><td>EMCCD C9100-13no</td><td></td></tr><tr><td>Circuitboardfolie</td><td>Fine Line Imaging, Colorado, USA</td><td></td><td>De ontwerpen zijn gedrukt met 65.024 dots per inch (DPI)</td></tr><tr><td>Convectieoven</td><td>Meta-Lab Scientific Industries, India</td><td>MSI-5</td><td></td></tr><tr><td>Dekglasjes</td><td>Blauw stat microscopisch dekglas</td><td></td><td>22mm x 10Gms</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Hi media</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Harris uni-core pons 1mm</td><td>Qiagen</td><td>Z708801</td><td></td></tr><tr><td>Hexamethyldisilazane</td><td>Sigma-Aldrich, Bangalore, India</td><td>440191</td><td></td></tr><tr><td>Hot plate</td><td>IKA</td><td>RCT B S 22</td><td></td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>26895</td><td></td></tr><tr><td>KOH</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Laser Scanning Microscoop</td><td>ZEISS</td><td>LSM 5 LIVE</td><td></td></tr><tr><td>Micropipet tips</td><td>Tarsons</td><td></td><td>0,5-10 µL micropipet tips worden gebruikt voor voedselvoorziening</td></tr><tr><td>Negatieve fotoresist-1</td><td>Microchem</td><td>SU8-2025</td><td>http://www.microchem.com/Prod-SU82000.htm</td></tr><tr><td>Negatieve fotoresist-2</td><td>Microchem</td><td>SU8-2050</td><td>http://www.microchem.com/Prod-SU82000.htm</td></tr><tr><td>Stikstofgas</td><td>Lokaal leverancier</td><td>Commercieel stikstofgas</td><td>Cylindervolume van 7 kubieke meter</td></tr><tr><td>PDMS (uithardingsoplossing)</td><td>Dow Corning Corporation, MI, USA</td><td>Sylgard uithardingsoplossing</td><td>uithardingsmiddel</td></tr><tr><td>Petri schotels</td><td>Praveen Scientific Corporation</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plasma cleaner</td><td>Harrick Plasma, NY, USA</td><td>PDC-32G</td><td></td></tr><tr><td>Mes en messen</td><td>Lister chirurgisch mes</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Silicium elastomeer (basis)</td><td>Dow Corning Corporation, MI, USA</td><td>Sylgard 184 basis</td><td>elastomeer basis</td></tr><tr><td>Silicium buizen</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>Kunststof buizen met de binnendiameter 1,59 mm en de buitendiameter 3,18 mm</td></tr><tr><td>Silicium wafer</td><td>University Wafer, MA, USA</td><td>[100] oriëntatie, 4-inch diameter</td><td>Kleine stukjes (2 mm &times; 2 mm) werden gesneden uit 100 mm diameter wafer</td></tr><tr><td>Spin Coater</td><td>SPS-Europe B.V., The Netherlands</td><td>SPIN 150</td><td></td></tr><tr><td>Spinning Disk microscoop</td><td>Perkin Elmer ultra-view VOX systeem</td><td>CSU-X1-A3 N</td><td>Het systeem was uitgerust met vier (405/488/561/640 nm) lasers en werd bestuurd met de Volocity softwarepakket.</td></tr><tr><td>SU8 ontwikkelaar</td><td>Microchem, MA, USA</td><td>SU8 Ontwikkelaar</td><td></td></tr><tr><td>Trichloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluoroctyl) silaan</td><td>Sigma-Aldrich, Bangalore, India</td><td>448931</td><td>Trichloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluoroctyl) silaan damp is giftig</td></tr><tr><td>UV-lamp</td><td>Oriel Instruments, Bangalore, India</td><td></td><td>200 Watt en gecollimeerde UV lichtbron</td></tr><tr><td>Volocity software</td><td>Perkin-Elmer</td><td></td><td>Beeldanalyse</td></tr></tbody></table>

een eenvoudige microfluïdische chip voor groei op lange termijn en beeldvorming van caenorhabditis elegans

A Simple Microfluidic Chip for Long-Term Growth and Imaging of Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans (C. elegans) zijn een waardevol modelsysteem gebleken voor het bestuderen van ontwikkelings- en celbiologische processen. Het begrijpen van deze biologische processen vereist vaak langdurige en herhaalde beeldvorming van hetzelfde dier. Lange hersteltijden geassocieerd met conventionele immobilisatiemethoden op agarpads hebben schadelijke effecten op de diergezondheid, waardoor het ongepast is om hetzelfde dier gedurende lange perioden herhaaldelijk in beeld te brengen. Dit artikel beschrijft een microfluïdisch chipontwerp, fabricagemethode, on-chip C. elegans kweekprotocol en drie voorbeelden van langetermijnbeeldvorming om ontwikkelingsprocessen bij individuele dieren te bestuderen. De chip, vervaardigd met polydimethylsiloxaan en gebonden op een dekglas, immobiliseert dieren op een glazen substraat met behulp van een elastomeermembraan dat wordt afgebogen met behulp van stikstofgas. Volledige immobilisatie van C. elegans maakt robuuste time-lapse beeldvorming van cellulaire en subcellulaire gebeurtenissen op een verdovingsvrije manier mogelijk. Een kanaalgeometrie met een grote doorsnede stelt het dier in staat om vrij te bewegen binnen twee gedeeltelijk afgesloten isolatiemembranen, waardoor groei in het kanaal mogelijk is met een continue voedselvoorziening. Met behulp van deze eenvoudige chip kan beeldvorming van ontwikkelingsverschijnselen zoals neuronale procesgroei, vulvalontwikkeling en dendritische arborisatie in de PVD-sensorische neuronen, terwijl het dier in het kanaal groeit, worden uitgevoerd. De langetermijngroei- en beeldvormingschip werkt met een enkele drukleiding, geen externe kleppen, goedkope vloeibare verbruiksartikelen en maakt gebruik van standaard wormbehandelingsprotocollen die gemakkelijk kunnen worden aangepast door andere laboratoria met behulp van C. elegans.

Apparaatkarakterisering: Het groei- en beeldvormingsapparaat bestaat uit twee PDMS-lagen die aan elkaar zijn gebonden (figuur 1) met behulp van onomkeerbare plasmabinding. De stromingslaag (patroon 1) die 10 mm lang en 40 μm of 80 μm hoog is, stelt ons in staat om het dier in vloeibare cultuur te laten groeien (figuur 1A). De vanglaag (patroon 2) heeft een membraan van 2 mm breed (figuur 1B) voor het immobiliseren ...

Het protocol beschrijft een eenvoudig microfluïdisch chipontwerp en microfabricagemethodologie die wordt gebruikt om C. elegans te laten groeien in aanwezigheid van een continue voedselvoorziening gedurende maximaal 36 uur. Het groei- en beeldvormingsapparaat maakt ook intermitterende langetermijnbeeldvorming met hoge resolutie van cellulaire en subcellulaire processen mogelijk tijdens de ontwikkeling gedurende meerdere dagen.

Een eenvoudige microfluïdische chip voor groei op lange termijn en beeldvorming van Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans (C. elegans) have proved to be a valuable model system for studying developmental and cell biological processes. Understanding ...

Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het dier vrij in het apparaat kan groeien en kan worden gevangen voor beeldvorming met hoge resolutie. Het apparaat kan meerdere keren worden hergebruikt. Tijdens het maken van het apparaat is netheid de belangrijkste factor om stofvrije apparaten te kunnen fabriceren om lekkage tijdens de werking van het apparaat te voorkomen.Om te beginnen met het ontwerpen van patroon één voor de stroomlaag en patroon twee voor de besturingslaag met behulp van rechthoekige vormen in een tekstverwerkingssoftware en de fotomaskers afdrukken met behulp van een laserplotter met een minimale functiegrootte van acht micrometer op polyester gebaseerde film. Snijd siliciumwafers in vierkante stukken van 2,5 centimeter in hoogte en breedte. Reinig ze met 20% kaliumhydroxide gedurende één minuut en spoel de wafers af in gedeïoniseerd water.Gebruik één wafer voor de flow en de andere voor de control layer. Droog de stukken met 14 P-S-I gecomprimeerd stikstofgas gevolgd door uitdroging op een hete plaat bij 120 graden Celsius gedurende vier uur. Neem na het afkoelen een stuk silicium, plaats het op de klauwplaat van een spincoder en zet het vacuüm aan om d

a-simple-microfluidic-chip-for-long-term-growth-imaging

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Imaging C. elegans Embryo&#39;s met behulp van een epifluorescerende Microscoop en Open Source Software

Een eenvoudige microfluïdische apparaat is ontwikkeld om verdoving gratis uit te...

Eenvoudige Microfluïdische Inrichtingen voor<em&gt; In vivo</em&gt; Beeldvorming van<em&gt; C. elegans</em&gt;,<em&gt; Drosophila</em&gt; En zebravis

Het in beeld brengen van gedrag en neurale activiteit over lange tijdschalen zonder het dier te immobiliseren, is een voorwaarde om gedrag te begrijpen. Agarose microfluïdische kamersbeeldvorming (AMI) kan worden gebruikt om neurale activiteit en gedrag voor alle levensfasen van Caenorhabditis elegans in beeld te brengen.

Agarose microkamers naar Lange termijn Calcium Imaging van<em&gt; Caenorhabditis elegans</em

Het gebruik van een aangepast "olfactorische chip" voor de efficiënte calcium beeldvorming van C. elegans mannetjes wordt hier beschreven. Studies van mannelijke Gasbedwelming met behulp van glycerol en een feromoon worden ook weergegeven.

Met behulp van een aangepast Microfluidic olfactorische Chip voor de beeldvorming van neuronale activiteit in reactie op de feromonen in mannelijke C. Elegans hoofd neuronen

Nieuwe hulpmiddelen voor het mechanobiology onderzoek nodig zijn om te begrijpen hoe mechanische spanning activeert biochemische paden en lokt biologische reacties. Hier presenteren we een nieuwe methode voor selectief mechanische stimulatie van geïmmobiliseerdet dieren met een val van de microfluidic waardoor hoge resolutie beeldvorming van cellulaire reacties.

Met behulp van een Microfluidics apparaat voor mechanische stimulatie en hoge resolutie Imaging van C. elegans

In dit artikel tonen we live beeldvorming van individuele wormen met een aangepaste microfluidic apparaat. In het apparaat, zijn meerdere wormen individueel beperkt om te scheiden van de kamers, waardoor multiplexed longitudinale toezicht van verschillende biologische processen.

Een Microfluidic Platform voor het longitudinale beeldvorming in Caenorhabditis elegans

Een reeks van immobilisatie methoden is vastgesteld dat de gerichte bestraling van levende Caenorhabditis elegans individuen met behulp van een onlangs ontwikkelde ultradunne Polydimethylsiloxaan microfluidic chip met waterretentie. Deze roman op de chip immobilisatie is ook geschikt voor imaging opmerkingen. De gedetailleerde behandeling en toepassingsvoorbeelden van de chip worden toegelicht.

Immobilisatie van levende Caenorhabditis elegans personen een Ultra-thin Polydimethylsiloxaan Microfluidic Chip met waterretentie

Dit werk beschrijft een semi-High-throughput protocol dat gelijktijdige 3D time-lapse beeldvorming van embryogenese in 80 – 100 C. elegans embryo's in een enkele nachtelijke run toestaat. Daarnaast worden tools voorbeeld verwerking en visualisatie meegeleverd om de gegevensanalyse te stroomlijnen. De combinatie van deze methoden met aangepaste reporter stammen maakt gedetailleerde controle van embryogenese.

Een semi-High-throughput imaging methode en data visualisatie Toolkit om C. elegans embryonale ontwikkeling te analyseren

Hier wordt een geoptimaliseerd protocol gepresenteerd voor het kweken van geïsoleerde individuele nematoden op vaste media in microgefabriceerde multi-well-apparaten. Met deze aanpak kunnen individuele dieren gedurende hun hele leven worden gevolgd op een verscheidenheid aan fenotypen die verband houden met veroudering en gezondheid, waaronder activiteit, lichaamsgrootte en -vorm, bewegingsgeometrie en overleving.

Langetermijnkweek en monitoring van geïsoleerde Caenorhabditis elegans op vaste media in multiwell-apparaten

Hier presenteren we een protocol om geïsoleerde individuele nematoden op vaste media te kweken voor levenslange fysiologische parametertracking en fluorescentiekwantificering. Dit kweeksysteem omvat een palmitinezuurbarrière rond putten met één worm om te voorkomen dat dieren vluchten, waardoor aversieve interventies mogelijk zijn, waaronder pathogene bacteriën en chemische stressoren.

Langetermijnkweek van individuele Caenorhabditis elegans op vaste media voor longitudinale fluorescentiemonitoring en aversieve interventies

Dit protocol beschrijft op microfluïdische wijze gebaseerde C. elegans time-lapse-beeldvorming gedurende de gehele post-embryonale ontwikkeling.

Beeldvorming van C. elegans met hoge resolutie in alle larvale stadia

Leer een microfluïdische chip fabriceren voor groei op lange termijn en beeldvorming van Caenorhabditis elegans. Deze methode biedt continue voedselvoorziening tot 36 uur en hoge-resolutie beeldvorming van cellulaire processen.

Een eenvoudige microfluïdische chip voor groei op lange termijn en beeldvorming van Caenorhabditis elegans

Meer video's verkennen