27 september 2024
Een innovatieve methode voor het vervaardigen van microfluïdische apparaten met behulp van polyethyleentereftalaat (PET) laminering vermindert de kosten en complexiteit van het vangen en afbeelden van meerdere levende zebravisembryo's aanzienlijk.
Ons laboratorium is geïnteresseerd in de mechanismen die de migratie en activering van neutrofielen reguleren bij weefselbeschadiging, infectie en kanker, met een focus op kenmerken en de biologische betekenis van intracellulaire calciumsignalering bij wondgenezing.
[Schelpachtig] Conventionele microfluïdische ontwerpmethoden zijn kostbaar en complex, waardoor de vooruitgang wordt vertraagd op gebieden zoals ontwikkelingsbiologie die diverse omgevingen vereisen. We zagen een snellere en efficiëntere aanpak voor het ontwikkelen en testen van individuele ontwerpen. Deze constructiemethode biedt dus een grotere ontwerpflexibiliteit en ruimtelijke resolutie dan vergelijkbare eenvoudige protocollen, terwijl snellere en eenvoudigere iteratie mogelijk is dan standaard PDMS-apparaten. Hiermee hebben we de RADISH ontwikkeld om meerdere zebravisembryo's tegelijkertijd in beeld te brengen binnen één gezichtsveld.
Met dit beknellingsapparaat dat levensbeeldvorming met hoge resolutie ondersteunt, zijn we klaar om te begrijpen hoe diverse signalen, waaronder chemische en mechanische stimuli, zijn geïntegreerd om ontsteking en wondgenezing te coördineren.
[Docent] Ontwerp om te beginnen het patroon voor het apparaat met behulp van de software van uw keuze. Afhankelijk van de leeftijd en grootte van het embryo, past u de breedte van het kanaal en de grootte van de centrale beeldvormingskamer aan voor de beste pasvorm. Sla elke laag op als een afzonderlijk afbeeldingsbestand met identieke afmetingen. Initialiseer nu de snijmachine volgens de instructies van de fabrikant. Selecteer in de ontwerpwerkruimte de nieuw geüploade ontwerpen. Groepeer patronen bedoeld voor dezelfde dikte PET-plaat samen in dezelfde snede. Bevestig het aantal en het type patronen in de snede en selecteer vervolgens het gesneden materiaal. Bevestig vervolgens de PET-plaat op de snijmat met de gewenste dikte, druk stevig aan om luchtbellen te verwijderen en laad de mat in de snijmachine. Volg de instructies op het scherm om de snijmachine te vragen met knippen. Verwijder vervolgens de voltooide sneden van de snijmat. Lijn nu de lagen uit op een afdekglas, zonder hulp of met voorgesneden registratiemarkeringen. Zet de lagen vast met kantoortape om verschuiven tijdens het lamineren te voorkomen. Afhankelijk van de grootte van het apparaat en de capaciteit van de lamineermachine, monteert u kleine ontwerpen op een grotere achterkant met meer tape om te voorkomen dat de lamineermachinetoevoer vastloopt of verstopt raakt. Zet daarna de lamineermachine en het laminaat aan volgens de instructies van de fabrikant. Verwijder de kantoortape voordat u de volgende laag uitlijnt. Bevestig het apparaat met cyanoacrylaatlijm aan een schaal van 35 millimeter die is geboord met een gat van driekwart inch. Maak het laminaat vervolgens waterdicht door de buitenste randen van het apparaat grondig te bedekken met cyanoacrylaatlijm. Gebruik voldoende lijm om de buitenranden zonder openingen volledig te bedekken. Kweek om te beginnen zebravisembryo's op tot ten minste twee dagen na de bevruchting in E3 of een ander geschikt embryo-opfokmedium. Verdoof vervolgens de embryo's met 164 milligram per liter MS-222. Vul vervolgens de houderschaal met het gemonteerde apparaat met vijf milliliter E3 of een ander embryomedium met 164 milligram per liter MS-222. Breng met behulp van een transferpipet een verdoofd embryo aan in elke bewaarkamer van het apparaat. Oriënteer vervolgens met behulp van een haarlus de embryo's met de staart van elk embryo die uitsteekt in de centrale beeldkamer en de dooier geïmmobiliseerd in het wigvormige kanaal. Zet desgewenst de kop van het embryo vast door met een micropipet 1,5% agarose met een laag smeltgehalte aan de bewaarkamer toe te voegen. Verplaats ten slotte het apparaat met embryo's naar het beeldvormingssysteem van uw keuze om de beeldvorming te starten, selecteer het juiste beeldvormingssysteem en doel voor het experiment. Pas de monsterfocus en beeldvormingsparameters aan voor een optimale signaal-ruisverhouding en acquisitiesnelheid. Om het embryo via handmatige transsectie te wonden, oefent u onder een stereomicroscoop druk uit met een scalpelmes over het staartvinweefsel aan het uiteinde van het notochord. Plaats het apparaat vervolgens terug op het podium. Om het embryo via laserstimulatie te wonden, definieert u een interessegebied nabij de rand van de staartvinplooi en stimuleert u dit afhankelijk van het beschikbare laservermogen. Beeld het embryo af bij kamertemperatuur met behulp van het GFP- en RFP-kanaal met een frame-interval van één minuut gedurende in totaal een uur. Indien nodig kunt u de embryo's na beeldvorming vrijgeven door voorzichtig in de buurt van het hoofd te zuigen met behulp van een transferpipet of door de schaal rond te draaien.
Deze studie presenteert een nieuwe methode voor het vervaardigen van microfluïdische apparaten met behulp van laminatie van polyethyleentereftalaat (PET), wat de ontwerpflexibiliteit en ruimtelijke resolutie voor het beelden van levende zebravisembryo's verbetert. Door deze techniek toe te passen, beogen onderzoekers de integratie van diverse signalen te onderzoeken die ontsteking en wondgenezing coördineren.
Snelle, kosteneffectieve fabricage van microfluïdische apparaten met behulp van PET-laminatie maakt schaalbare, gemultiplexte beeldvorming van zebravissenembryo's mogelijk voor real-time analyse van wondgenezing en immuuncelmigratie. Deze benadering verlaagt technische barrières en versnelt vroege ontdekkingen door high-throughput, kwantitatieve beeldvorming in ziekterelevante modellen te ondersteunen. De methode vergroot het voorspellende vertrouwen bij target-validatie en mechanisten de-risking voor ontstekings- en weefselherstelpaden.
Deze workflow voor PET-laminatie microfluidica integreert alle stappen van vroege ontdekking tot identificatie van lead-moleculen en ondersteunt zowel hypothese-gestuurd onderzoek als screening-gebaseerd onderzoek naar ontsteking en weefselherstel.