Danio pręgowany stał się potężnym modelem dla wielu dziedzin, od badań nad podstawową biologią rozwojową po badania genetyczne i chemiczne na dużą skalę1,2. Rutynowe manipulacje genetyczne, takie jak nadekspresja genów, knockdown, mutageneza CRISPR/Cas9 i transgeneza, opierają się na mikroiniekcji materiału genetycznego do zygoty jednokomórkowej, co doprowadziło do opracowania prostych, łatwych w użyciu, dostępnych na rynku narzędzi do orientacji i stabilizacji komórek jajowych do wstrzyknięcia3. Inne podejścia, takie jak przeszczep i infekcja, często wymagają mikroiniekcji do zarodków i larw w późniejszym stadium przy użyciu igieł kapilarnych o większej średnicy4. Jednak stosowanie igieł o większej średnicy stanowi poważne wyzwanie techniczne, ponieważ trudniej jest przeniknąć do tkanki docelowej bez pchania lub zwijania zarodka. W tych warunkach uzyskanie odpowiedniego ciśnienia wody wymaganego do ustabilizowania zarodka przy jednoczesnym uniknięciu wysuszenia podczas zabiegu jest trudne, a zarodki mogą nie być idealnie zorientowane do wstrzyknięcia do tkanki docelowej.
Po mikroiniekcji, często przydatne jest badanie przesiewowe wstrzykniętych zarodków, aby wybrać te, które zostały pomyślnie wstrzyknięte, oraz uchwycić obrazy początkowego punktu czasowego. Aby sprostać tym wyzwaniom, opracowaliśmy szereg urządzeń mikrostrukturalnych, które pomagają ustabilizować 2 zarodki dpf w różnych orientacjach, zarówno do mikroiniekcji5, jak i do szybkich badań przesiewowych opartych na obrazie po wstrzyknięciu.
Aby uzyskać wystarczającą rozdzielczość strukturalną w tych urządzeniach, użyliśmy technik fotolitografii. Metody te, powszechnie stosowane w przemyśle mikroelektronicznym, a ostatnio ekstrapolowane na wytwarzanie mikroprzepływowe, mogą osiągnąć pionowe struktury w zakresie od 1 do 1000 μm, co jest skalą dobrze nadającą się do manipulowania zarodkami i larwami danio pręgowanego. Wszystkie urządzenia zostały wyprodukowane przy użyciu polidimetylosiloksanu (PDMS), który jest tani, wytrzymały fizycznie, biologicznie obojętny i przezroczysty.
Mikrostrukturalne tablice powierzchniowe (MSA) zostały sformatowane jako bloki PDMS z wzorzystą górną powierzchnią, analogicznie do prostych kanałów w blokach agarozy powszechnie używanych do mikroiniekcji jaj. W przypadku badań przesiewowych po wstrzyknięciu 6 urządzeń do obrazowania można umieścić w standardowej 6-dołkowej płytce ze szklanym dnem. Urządzenia te zostały zaprojektowane z myślą o łatwym ładowaniu zarodków, podczas gdy procedura rozładowywania wygodnie pozwala na uratowanie określonych zarodków, ułatwiając badania przesiewowe oparte na obrazie w sposób bardziej przyjazny dla użytkownika niż urządzenia opracowane wcześniej przez laboratorium Beebe6.