Drukowany w 3 wymiarach (3D) szablon do wysokowydajnego układania zarodków danio pręgowanego
1 czerwca 2018
Tutaj prezentujemy protokół projektowania i produkcji szablonu do układania zarodków danio pręgowanego, a następnie szczegółową procedurę użycia takiego szablonu do wysokowydajnego układania zarodków danio pręgowanego na 96-dołkowej płytce.
Ta metoda może znacznie przyspieszyć procedurę układania zarodków danio pręgowanego i sprawić, że danio pręgowany będzie naprawdę podatny na wysokoprzepustowe badania przesiewowe. Główną zaletą tej techniki jest wykorzystanie wydrukowanego w 3D szablonu do wstępnego ułożenia zarodków danio pręgowanego w matrycy 96 lub 384 dołków, co ułatwia wysoce wydajny proces przygotowania płytki. Po raz pierwszy wpadliśmy na pomysł tej metody podczas przeprowadzania badań przesiewowych nanocząstek poprzez ręczne wybieranie i selekcję pojedynczych zarodków do każdego dołka płytki modułowej i chcieliśmy zwiększyć wydajność.
Oprócz Tianyu, jego kolega ze studiów magisterskich Yue Jiang zademonstruje tę procedurę. Rozpocznij tę procedurę od zaprojektowania szablonu do układania z układem 96 dołków dwanaście na osiem, który pasuje do standardowej płytki 96-dołkowej. Zgodnie z opisem w protokole tekstowym.
Użyj drukarki 3D z dokładnością do 0,1 milimetra, aby wydrukować szablon. Niektóre kluczowe elementy szablonu to komora uwięziona, studzienka pułapkowania, komora próżniowa i wylot powietrza. Aby przeprowadzić tarło zarodków danio pręgowanego, najpierw oddziel samce i samice za pomocą przezroczystej plastikowej przegrody.
Następnie umieść dwie pary samców i samic ryb w pudełku godowym na dzień przed tarłem. W dniu tarła zdejmij rano przegrody, aby wymieszać ryby męskie i żeńskie. Usuń samce i samice ryb i zbierz zarodki danio pręgowanego za pomocą sitka o drobnych oczkach.
Umyj zarodki 250 mililitrami wody jajecznej. Przenieś zebrane zarodki na szalki Petriego za pomocą roztworu Holtfretera. Usuń martwe i niezapłodnione zarodki za pomocą mikroskopu stereoskopowego.
Umieść zarodki w inkubatorze o temperaturze 28,5 stopnia Celsjusza. Po czterech godzinach od zapłodnienia obserwuj zarodki i usuń martwe i niezdrowe zarodki. Zarodki są teraz gotowe do następnego kroku.
Umyj szablon dwa do trzech razy 500 mililitrami wody dejonizowanej przed włożeniem go do suszarki na pięć minut. Następnie zaklej dolną komorę taśmą z kawałkiową folią uszczelniającą. Podłącz pompę próżniową przez wylot powietrza w dolnej części szablonu, aby wytworzyć podciśnienie w komorze uszczelnionej folią uszczelniającą.
Za pomocą plastikowej pipety transferowej umieść około 150 zarodków w szablonie. Potrząśnij całym szablonem poziomo, aż w każdym dołku zostanie uwięziony jeden zarodek. Na tym etapie bardzo ważne jest, aby sprawdzić i upewnić się, że każdy dostępny zarodek danio pręgowanego.
Jeśli bufor Holtfretera był bardzo niski, można było dodać dodatkowy bufor, potrząsając szablonem. Odrzuć nadmiar roztworu Holtfretera i zarodki, które nie są uwięzione w studzienkach. Wyłącz i odłącz pompę próżniową.
Umieść standardową 96-dołkową płytkę do góry nogami na szablonie i obróć obie w tym samym czasie. Postukaj w dolną część szablonu lub podłącz wylot powietrza do puszki do pylenia sprężonym gazem, aby przenieść wszystkie uwięzione zarodki z szablonu na płytkę 96-dołkową. Na koniec usuń folię uszczelniającą i umyj szablon trzy razy od góry do dołu 500 mililitrami wody dejonizowanej do wykorzystania w przyszłości.
Pokazano tutaj częściowy obraz 96-dołkowej płytki ułożonej według szablonu. I odwrotnie, ten obraz przedstawia częściowy obraz 96-dołkowej płytki ułożonej ręcznie. W tym miejscu wyświetlany jest ogólny stan zdrowia zarodków po ich ręcznym posiewie metodą matrycową i matrycową.
Opierając się na wskaźnikach wylęgu, przeżywalności i wad rozwojowych zarodków, w żadnym z tych przypadków nie zaobserwowano znaczącego wpływu na ogólny stan zdrowia zarodków. Po opanowaniu tej techniki przygotuje jedną 96- lub 384-dołkową płytkę w ciągu dwóch do trzech minut, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Po jej opracowaniu technika ta utorowała naukowcom drogę do pełnego wykorzystania nowych cech tego organizmu modelowego i naprawdę przeprowadzenia wysokoprzepustowych badań przesiewowych in vitro.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Ten artykuł przedstawia protokół do projektowania i wytwarzania szablonu do układania zarodków ryby labiryntkowej, umożliwiającego wydajne układanie w płytce 96-dołkowej. Metoda znacznie poprawia efektywność procedury układania zarodków ryby labiryntkowej.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki
- Biologia rozwoju
- Wysokowydajne przesiewowe badania
Tło
- Ryby labiryntkowe są szeroko stosowane w badaniach biologicznych ze względu na przejrzyste zarodki.
- Efektywne układanie zarodków jest kluczowe dla zastosowań wysokowydajnego przesiewu.
- Tradycyjne metody polegają na ręcznej selekcji, co może być czasochłonne.
- Wprowadzenie szablonu drukowanych 3D oferuje nowatorskie rozwiązanie w celu poprawy efektywności.
Cel badania
- Opracowanie protokołu do wysokowydajnego układania zarodków ryby labiryntkowej.
- Wykorzystanie szablonu drukowanych 3D do efektywnego układania zarodków.
- Poprawa procesu przesiewu dla różnych zastosowań, w tym testów na nanocząstkach.
Zastosowane metody
- Projektowanie szablonu drukowanych 3D do układania zarodków z układem 12 na 8.
- Wstępne układanie zarodków ryby labiryntkowej w macierz 96 lub 384 dołków.
- Demonstracja procedury przez studentów magisterskich.
- Szczegółowy protokół tekstowy do wdrożenia.
Główne wyniki
- Drukowany 3D szablon umożliwia szybkie i wydajne układanie zarodków.
- Znaczące oszczędności czasu w porównaniu z metodami ręcznymi.
- Ułatwia możliwości wysokowydajnego przesiewu.
- Zudowodniona efektywność w przygotowywaniu płytek do eksperymentów.
Wnioski
- Opracowany protokół poprawia efektywność układania zarodków ryby labiryntkowej.
- Wykorzystanie szablonu drukowanych 3D jest kluczową innowacją.
- Ta metoda jest korzystna dla badaczy przeprowadzających wysokowydajne przesiewy.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
High throughput zebrafish embryo arraying is a critical bottleneck in phenotypic screening and early-stage compound evaluation. The introduction of a 3D-printed template with vacuum manipulation enables rapid, reproducible preparation of multi-well plates, directly supporting scalable screening workflows. This innovation enhances operational efficiency and supports portfolio-wide compound triage in discovery-stage biopharma R&D.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Accelerates preparation of zebrafish embryos for hypothesis-driven compound testing.
- Enables robust phenotypic screening by standardizing embryo placement across wells.
- Supports functional target validation by facilitating high-content, parallelized assays.
Screening & Assay Development
- Delivers rapid, reproducible arraying of embryos for multi-well plate-based screening.
- Improves assay throughput and consistency, reducing manual variability.
- Enables efficient scaling to 96- and 384-well formats for compound libraries.
Translational & Preclinical Research
- Supports disease-relevant phenotypic assays in zebrafish embryos for translational insights.
- Facilitates continuity from early discovery to preclinical model validation.
- Reduces operational barriers to implementing high-throughput in vivo screening platforms.
Pipeline & Workflow Integration
This 3D-printed template method integrates at the interface of early discovery and screening, enabling seamless transition from embryo collection to high-throughput phenotypic assays.
- Discovery Biology: Streamlines hypothesis testing by enabling rapid setup of parallel experimental conditions.
- Screening: Provides standardized, reproducible embryo arraying for quantitative screening outputs.
- Analytics: Supports consistent measurement of phenotypic endpoints across large sample sets.
- Translational Research: Bridges early discovery and preclinical validation by enabling scalable in vivo assays.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, adaptable platform for repeated high-throughput screening campaigns.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces biological variability in screening assays.
- Operational Value: Standardizes embryo arraying, enabling reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and resource allocation in early discovery.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization by enabling robust, high-throughput phenotypic data generation.
Implementation Considerations
- Requires access to precision 3D printing and basic vacuum instrumentation.
- Demands operator proficiency in embryo handling and template operation.
- Standardization of washing and transfer steps is critical for reproducibility.
- Adaptable to both 96- and 384-well plate formats for diverse screening needs.
- Template cleaning and maintenance are essential for sustained performance.
