Визуализация клеточной динамики у интактного животного имеет важное значение для понимания патологий врожденных заболеваний и основных процессов развития и гомеостаза. Эта визуализация включает в себя визуализацию в нескольких пространственных масштабах для определения физиологической динамики во всем организме, а также на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях. Методы визуализации, используемые для визуализации клеточной динамики, варьируются от иммунофлуоресцентных исследований неподвижных образцов до покадровой визуализации живых образцов. Эти методы визуализации требуют удержания неповрежденных образцов в определенной ориентации, чтобы интересующая область была доступна объективу микроскопа.
Эмбрионы рыбок данио являются идеальным модельным организмом для визуализационных исследований благодаря их оптической прозрачности, генетической податливости, внешнему оплодотворению и позвоночному происхождению. Тем не менее, выращивание эмбрионов данио-рерио в определенной ориентации последовательным и воспроизводимым образом представляет собой постоянную проблему. Монтирование особенно сложно для визуализации развития сердца у эмбрионов рыбок данио, потому что морфогенез сердца происходит в разных плоскостях1.
Было разработано несколько подходов для решения проблем, связанных с подгонкой эмбрионов для визуализации. Один из самых простых методов заключается в установке эмбрионов данио рерио между двумя покровными стеклами со слоями ленты между покровными стеклами, чтобы предотвратить раздавливание. Этот метод позволяет получать изображения как на инвертированных, так и на вертикальных микроскопах2. Эмбрионы рыбок данио также могут быть помещены в высоковязкую среду или гель, такой как метилцеллюлоза или агароза с низкой температурой плавления 0,1-0,8%, для удержания эмбрионов в определенных ориентациях 2,3,4. Эти подходы с низкой пропускной способностью хорошо подходят для многих проектов визуализации; Тем не менее, обеспечение целостности эмбриона и воспроизводимое получение определенных ориентаций может быть проблематичным. Для повышения производительности визуализации и облегчения монтажа из затвердевшей агарозы в чашкедля визуализации 5,6,7,8 могут быть созданы регулярно расположенные лунки. Для облегчения создания этих агарозных колодцев были созданы пластиковые формы 9,10,11. В то время как эти формы могут быть применены для визуализации вдоль стандартных дорсально-вентрально-латеральных осей10,12, они часто изготавливаются для решения конкретных задач визуализации, таких как использование в 96-луночных планшетах13 или для обнаружения первого сердцебиения14. В особых случаях были созданы целые антенны для визуализации 5,15,16. Например, микрофлюидная камера (называемая ZEBRA), изготовленная из PDMS, облегчает как визуализацию, так и воздействие химических веществна эмбрионы. Эти формы часто изготавливаются из силикона или механически обрабатываются из люцита 10,18,19. Тем не менее, появление относительно недорогих трехмерных (3D) принтеров демократизировало создание специализированных пресс-форм, которые используются для создания агарозных ячеек для визуализации.
3D-печать, также называемая аддитивным или слоистым производством, предполагает создание 3D-объекта из цифровой конструкции путем последовательного сложения и слияния отдельных слоев20,21. Стереолитография (SLA) использует ультрафиолетовое (УФ) излучение для отверждения светочувствительной жидкой смолы в последовательных слоях22. Принтеры SLA экономичны, быстры и высокоточны и могут использоваться с различными смолами, в том числе с теми, которые обеспечивают гладкую поверхность16. Процесс начинается с программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР), в котором цифровые модели объекта могут быть спроектированы заново или модифицированы на основе уже существующих проектов. Затем цифровая модель виртуально нарезается на печатные слои. Используя эти цифровые слои, 3D-принтер слой за слоем конструирует объект. Здесь мы представляем метод и структуру для индивидуального проектирования и создания пресс-форм для визуализации с использованием недорогого коммерчески доступного 3D-принтера SLA. Кроме того, мы используем эту структуру для создания форм для визуализации различных стадий развития сердца данио рерио на перевернутых или вертикальных микроскопах, а также для визуализации эмбрионов данио рерио вдоль их латеральной, дорсальной или вентральной оси.