Urządzenie do bezpośredniej infuzji do dostarczania cząsteczek w roślinach

Dostarczenie cząsteczki terapeutycznej do miejsca, w którym znajduje się patogen w roślinie, może być trudne. Leczenie Candidatus Liberibacter asiaticus lub CLas, bakterii ograniczonej do łyka, stanowi jedno z największych wyzwań w dostarczaniu cząsteczek przeciwko niemu, zwłaszcza w przypadku stosowania konwencjonalnych metod, takich jak opryski. Łatwość wydrukowania urządzenia do bezpośredniego nawożenia roślin w jego prostej implementacji sprawia, że jest ono dostępne dla każdego.

Umożliwia to szeroko zakrojone badania przesiewowe cząsteczek pod kątem ich potencjalnego działania terapeutycznego u drzew. Dodatkową korzyścią jest to, że dyfuzja cząsteczek wykorzystuje naturalny proces transpiracji roślin. Nasze badania poprawiły wydajność i precyzję instalacji dostarczających cząsteczki, które mogą być wykorzystywane do szeregu zastosowań badawczych.

Badając setki cząsteczek na małych roślinach, możemy wyeliminować potrzebę stosowania większych drzew, co prowadzi do zmniejszenia kosztów i wykorzystania przestrzeni. Aby rozpocząć drukowanie 3D bezpośredniego naparu roślinnego lub urządzenia DPI i elementów formy, nałóż cienką warstwę kleju na bazie polioctanu winylu na stół roboczy drukarki. Załaduj filament nylonowy do drukarki i przygotuj drukarkę zgodnie z instrukcjami producenta.

Po zaimportowaniu żądanych plików STL skonfiguruj drukarkę i rozpocznij drukowanie. Po wyjęciu elementu ze stołu roboczego po wydrukowaniu spłucz wodą klej na bazie polioctanu winylu z podstawy drukowanego elementu. Spryskaj wydrukowane urządzenie DPI i inne elementy dwiema warstwami bezbarwnej farby w sprayu o wysokim połysku.

Aby wytworzyć formę pierścieniową z plastizolu, zmontuj formę formy, budując prostokątną obudowę, używając zatrzaskowych bloków z tworzywa sztucznego na podstawie. Powinien być wystarczająco duży, aby pomieścić elementy wzoru. Wymieszaj silikon wulkanizacyjny w temperaturze pokojowej lub monomer silikonowy RTV i katalizator w stosunku 10:1, mieszając przez jedną minutę.

Pokoloruj roztwór, dodając trzy krople barwnika spożywczego i jeden mililitr mydła do rąk na 25 mililitrów mieszanki silikonu. Następnie wlej cienką warstwę roztworu silikonu do formy na tyle, aby całkowicie pokryć spód formy formy. Ubij, aby spłaszczyć powierzchnię wylanego silikonu i odczekaj 24 godziny, aby silikon stwardniał.

Po związaniu silikonu wlej kolejną warstwę silikonu wystarczająco głęboko, aby zakryć odcisk rdzenia środkowego otworu wzoru. Włóż wzór do płynnego silikonu z nadrukiem rdzenia środkowego otworu skierowanym w dół. Upewnij się, że żadne pęcherzyki nie są uwięzione, a wzory są dobrze oddzielone i nie stykają się ze sobą.

Zabezpiecz wzory ciężkim przedmiotem lub taśmą, aby zapobiec ich wypływaniu z silikonu podczas jego zastygania. Po związaniu wlej dodatkowe warstwy silikonu do formy formy, aż poziom zrówna się z wierzchem wzoru. Pozwól silikonowi utwardzić się przez 24 godziny.

Zdemontuj zatrzaskowe plastikowe bloki, aby zwolnić formę. Następnie usuń wzory z formy i sprawdź formę pod kątem rozdarć lub deformacji. Do odlewania pierścieni plastizolowych należy pokryć wnętrze formy, wszystkie podstawowe elementy i O-ringi olejem spożywczym.

Umieść O-ring wokół wycięcia pośrodku środkowego rdzenia słupka i umieść rdzeń w środkowym otworze formy pierścieniowej z plastizolu. Włóż rdzeń kanału doprowadzającego do przestrzeni z boku formy pierścieniowej z plastizolu. Ustaw końcówkę w kształcie litery V na końcu rdzenia kanału tłocznego, aby wyrównać ją z pierścieniem uszczelniającym o przekroju okrągłym na środkowym rdzeniu słupka.

Następnie podgrzej plastizol w kuchence mikrofalowej przez krótkie 10 sekund, aż roztwór osiągnie temperaturę od 160 do 170 stopni Celsjusza. W międzyczasie delikatnie wymieszaj plastizol, aby uniknąć pęcherzyków. Wlej stopiony plastizol do formy z pierścieniem plastizolowym w pobliżu zewnętrznej krawędzi formy bez wprowadzania pęcherzyków.

Odczekaj godzinę, aż pierścienie plastizolowe ostygną. Następnie wyjmij pierścienie z formy. Urządzenie DPI miało osiem centymetrów wysokości i trzy centymetry szerokości.

Miał pojedynczy centralny zbiornik przylegający do wylewki. Całkowita objętość, która może być zawarta w tych składnikach, wynosi 2,0 mililitrów. Pierścień z plastizolu o wysokości 1,8 centymetra i szerokości 2,7 centymetra zawierał również dwa kanały, jeden do umieszczenia wylewki urządzenia DPI, a drugi o zmiennej średnicy do montażu wokół pnia drzewa.

Po prawidłowym zamontowaniu pierścień plastizolowy powinien przylegać do urządzenia DPI, a wylewka powinna zrównać się z otworem wywierconym w drzewie. Rozmnażaj małe doniczkowe drzewa cytrusowe z ukorzenionych sadzonek wegetatywnych lub nasion. Uprawiaj doniczkowe linie cytrusów w temperaturze 28 stopni Celsjusza, utrzymując odpowiednią długość dnia.

Wybierz rośliny cytrusowe o odpowiedniej wielkości do eksperymentu. Aby przymocować wydrukowany w 3D bezpośredni napar z roślin lub urządzenie DPI do pnia rośliny, znajdź gładkie, zdrowe miejsce na pniu bez nierówności i węzłów. Za pomocą wiertła o średnicy dwóch milimetrów wywierć poziomo otwór przez środek trzpienia pod kątem 90 stopni do powierzchni pnia.

Przełóż wiertło przez otwór kilka razy, aby uzyskać gładki otwór bez przeszkód. Następnie utwórz pionowy plaster w pierścieniu plastizolowym po przeciwnej stronie kanału dostarczania związku. Zamontuj pierścień wokół rośliny, wyrównując kanał tłoczny z wcześniej wywierconym otworem.

Przymocuj urządzenie DPI do pierścienia plastizolowego, upewniając się, że ściśle do siebie przylegają i wyrównaj wylewkę urządzenia DPI z kanałem doprowadzającym pierścień plastizolowy i wywierconym otworem. Owiń go szczelnie taśmą silikonową, aby utrzymać urządzenie na miejscu. Sprawdź w pełni zmontowane i podłączone urządzenie, aby zapewnić prawidłowe wyrównanie i orientację.

Rowek wokół pionowego kanału, umożliwiał dodatkowe pobieranie związku przez korę. Po prawidłowym zmontowaniu pierścień plastizolowy zlicował się z urządzeniem DPI, a wylewka zrównała się z otworem wywierconym w drzewie. Aby nałożyć związki na rośliny, za pomocą nowatorskiego, wydrukowanego w 3D urządzenia do bezpośredniej infuzji planowej lub DPI, upewnij się, że urządzenie jest odpowiednio dopasowane do roślin.

Po prawidłowym zamontowaniu pierścień plastizolowy powinien przylegać do urządzenia DPI, a wylewka powinna pokrywać się z uchwytem wywierconym w drzewie. Użyj strzykawki lub pipety, aby napełnić urządzenie DPI roztworem interesującego związku. Za pomocą strzykawki przebij taśmę silikonową i pierścień plastizolowy naprzeciwko urządzenia DPI, aby usunąć powietrze z kanału wewnętrznego.

Włóż wyekstrahowany związek z powrotem do urządzenia DPI. Dodaj dodatkowy mały plaster taśmy silikonowej na otwór utworzony przez strzykawkę, aby wzmocnić obszar i zapobiec rozdarciom. Sprawdź urządzenie pod kątem widocznych wycieków w punkcie mocowania i sprawdź zbiornik urządzenia pod kątem stabilnego poziomu cieczy.

Przykryj otwarty koniec urządzenia DPI woskową folią sufitową i pociągnij ją w dół, aby utworzyć uszczelkę zmniejszającą parowanie eksperymentalnego związku. Zrób pojedynczy otwór w folii woskowej końcówką strzykawki, aby zapobiec powstawaniu podciśnienia, a następnie napełnij urządzenie. Codziennie sprawdzaj urządzenie, aby zapewnić prawidłowe ustawienie komponentów i uzupełniaj płyn za pomocą strzykawki, aby uniknąć wyschnięcia zbiornika, aż do dostarczenia żądanej ilości.

Kiedy dwa mililitry barwnika CFDA o wartości dwóch mili więcej zostały wprowadzone do rośliny za pomocą urządzenia DPI, wykryto sygnał fluorescencyjny w unaczynieniu rośliny poddanej działaniu środka, ale nie był on obecny w kontrolowanych roślinach traktowanych 20% DMSO w wodzie. Sygnał ten zaobserwowano w ciągu 24 godzin od zabiegu, równomiernie we wszystkich wypreparowanych typach tkanek roślinnych. Leczenie streptomycyną Candidatus Liberibacter asiaticus lub rośliny CLas-dodatnie wykazało zmniejszenie średniego miana bakterii 28 dni po leczeniu w porównaniu z kontrolą.

Rośliny poddane działaniu środka wykazywały niższe średnie miano CLas we wszystkich połączonych punktach czasowych. Rośliny traktowane streptomycyną, w porównaniu z grupą kontrolną, wykazywały sporadyczny wzrost nowego, zdrowego zaczerwienienia po 60 dniach. Leczenie imidakloprydem na roślinach znacznie zmniejszyło wschody nimf przy najwyższym stężeniu imidakloprydu w porównaniu z odpowiednią liczbą jaj.

Było to wizualnie widoczne w zmniejszeniu produkcji spadzi nimfy.