Summary
Denne protokollen introduserer en lys-spot-analysen for å undersøke Drosophila larvestadiet phototactic oppførsel. I denne analysen, en lys flekk er generert som lys stimulering, og prosessen med larvestadiet lys unngåelse er registrert av en infrarød lys-basert Imaging system.
Abstract
Larvene av Drosophila melanogaster viser åpenbare lys-unngå atferd under foraging scenen. Drosophila larvestadiet phototaxis kan brukes som modell for å studere dyr unngåelse oppførsel. Denne protokollen introduserer en lys-spot-analysen for å undersøke larvestadiet phototactic oppførsel. Den eksperimentelle oppsett omfatter to hoveddeler: et visuelt stimulering system som genererer lys spot, og en infrarød lys-basert Imaging system som registrerer prosessen med larvestadiet lys unngåelse. Denne analysen tillater sporing av atferden til Larven før du går inn, under møter, og etter å ha forlatt lyspunktet. Detaljer om larvestadiet bevegelse inkludert retardasjon, pause, hode støping, og snu kan fanges opp og analyseres ved hjelp av denne metoden.
Introduction
Larvene av Drosophila melanogaster viser åpenbare lys-unngå atferd under foraging scenen. Drosophila larvestadiet phototaxis har vært under etterforskning, spesielt i de siste 50 år1,2,3,4,5,6,7 ,8. I de senere årene, til tross for at 1) mange neurons formidling larvestadiet lys unngåelse har blitt identifisert4,5,9,10,11,12 og 2) den komplette connectome av larvestadiet visuelle system ved oppløsning av synapser har blitt etablert13, de nevrale mekanismer underliggende larvestadiet phototaxis fortsatt i stor grad uklart.
En rekke atferds analyser har blitt brukt i å studere larvestadiet phototaxis. De kan i stor grad deles inn i to klasser: en som involverer romlige lys graderinger og den andre involverer Temporal lys gradienter. For romlige lys graderings analyser er arenaen inndelt i like mange seksjoner i lys og mørke. Arenaen kan deles inn i lyse og mørke halvdeler2,4 eller lyse og mørke kvadranter14,15, eller kan også skilles i alternative lyse og mørke firkanter som på et sjakkbrett7. Vanligvis er agar plater brukes til romlig lys gradient analysen, men rør som er delt inn i alternative lys og mørke seksjoner kan også brukes10,14.
I eldre versjon av analysene, lys belysning vanligvis stammer fra under larvene. Men belysning i nyere versjoner i stor grad stammer fra oven, siden larvestadiet øyne (f. eks, Bolwig organer som er følsomme for lavt eller middels lys intensitet16) finnes i ugjennomsiktig cephalopharyngeal skjelett med åpninger mot øvre front. Dette gjør Larvene mer følsomme for lys fra øvre front retninger enn fra nedenfor bak retninger7. For Temporal lys gradient analyser, er lys intensiteten romlig uniform i arenaen, men intensiteten endres over tid. I tillegg til Temporal Square Wave Light (dvs. blinkende på/av eller sterk/svakt lys3,7), timelig varierende lys som er i samsvar med en lineær rampe i intensitet er også brukt8 for å måle følsomheten av larver til en timelig skiftende lys stimulans.
En tredje type phototaxis analysen er retningsbestemt lys scape navigasjon, som innebærer belysning ovenfra i en vinkel på 45 °7. Før arbeidet med Kane et al.7, bare grov parametre som antall larver i lyse og mørke regioner, frekvens av snu, og Trail lengde ble beregnet i larvestadiet phototaxis analyser. Siden arbeidet med denne samme gruppen, med analyse av høy Temporal oppløsning video rekord for larvestadiet phototaxis, detaljert dynamikk av larvestadiet bevegelse under phototaxis (dvs. Instant hastigheter av ulike deler av larvestadiet kroppen, retning retning, snu vinkel og tilsvarende vinkel hastighet) har blitt analysert7. Således, flere detaljene av larvestadiet phototaxis opptreden ha blitt dugelig å bli oppdaget. I disse analysene testes Larvene i grupper slik at gruppe effekter ikke utelukkes.
Denne protokollen introduserer en lys-spot-analysen for etterforskningen av larvestadiet atferdsmessige reaksjoner på individuell lys stimulering. Det viktigste eksperimentelle oppsettet består av et visuelt stimulerende system og infrarødt lysbasert bildesystem. I det visuelle stimulering systemet genererer en LED-lyskilde en rund 2 cm-diameter lys flekk på en agar plate, der Larven er testet. Lysstyrken kan justeres ved hjelp av en LED-driver. Bilde systemet inkluderer et infrarødt kamera som fanger opp oppførselen til Larven i tillegg til 3 850 NM infrarøde lysdioder som gir belysning for kameraet. Objektivet på kameraet er dekket av et 850 NM band-pass filter for å blokkere lys fra det visuelle stimulering systemet fra å komme inn i kameraet, mens det infrarøde lyset har lov til å gå inn i kameraet. Dermed forhindres interferens med visuell stimulering på bildebehandling. I denne analysen, den atferdsmessige detaljer om rask respons av individuelle larver innen en periode, inkludert før, under og etter inn i lyset er registrert og analysert.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. utarbeidelse av Drosophila larver
- Forbered standard medium bestående av kokt korn måltid (73 g), agar (5,6 g), Soyabønne måltid (10 g), gjær (17,3 g), sirup (76 mL) og vann (1000 mL).
- Hev alle fluer ved 25 ° c på standard medium i et rom med en 12 h/12 h lys/mørk syklus.
2. utarbeidelse av agar plater
- Forbered 1,0% agar løsning. Veie 3 g av agar i et 500 mL beger med en balanse, legg deretter til 300 mL destillert vann. Plasser et folie papir over hammeren for å hindre at vannet fordamper. Varm begeret i en mikrobølgeovn for å koke.
- Ta ut begeret og rør godt med en glass stang, deretter varme i en mikrobølgeovn for å koke. Gjenta til væsken er helt gjennomsiktig og væske.
Merk: den endelige varme agar løsningen skal være fri for luftbobler; ellers, helle den agar inn i platen vil resultere i ujevn og bulkete overflaten av agar plate, noe som vil påvirke påfølgende larvestadiet atferd testing. Konsentrasjonen av agar løsningen bør ikke være for høy eller lav. Hvis konsentrasjonen er for høy, vil lyset diffus refleksjon på agar platen være sterk og smøre lys/mørke grensen. Hvis konsentrasjonen er for lav, vil Larvene etterlate spor på tallerkenen. Begge disse feilene vil hindre videobehandling senere i Protcol. - Langsomt helle den varme agar løsning i en Petri parabolen (diameter 15 cm) til bunnen er jevnt dekket med et lag av agar (~ 4 mm i tykkelse), og kjølig ved romtemperatur (RT) til agar løsningen er befestet.
- Agar plate bør brukes når det er ferskt forberedt. Hvis det ikke er det, hell et lag med vann på overflaten og oppbevar den i kjøleskapet ved 4 ° c for senere bruk.
3. oppsett av visuell stimulering system
- Velg LED lyskilde: collimated LED blått lys ved 470 NM eller varmt hvitt lys.
Merk: lyskilden kan erstattes med LED-lys av alle andre bølgelengde. I dette eksperimentet brukes blått lys-LED som et eksempel. - Roll et tykt stykke aluminiumsfolie eller svart papp (sikre dekkevne) for å danne en åpen sylinder på 12 cm i lengde med en diameter som ligner på den blå-lys LED med en diameter på 3 cm. La den øverste enden av sylinderen dekke fremre enden av den blå-lys LED. Dekk den nederste enden med en svart papp med et lite rundt hull (0,5 cm diameter) i midten. Dette utgjør lys kilde systemoppsettet.
- Fest den tilberedte lyskilden på jern RAM men med et klips, og sørg for at LED-lyset projiserer ned mot skrivebordet. Vipp sylinderen litt. Vinkelen mellom sylinder planet og vertikalplanet er ca. 10 ° (se figur 1). Koble 470 NM blått LED-lys til "LED1"-pluggen på høyeffekts LED-driveren. Skru på sjåføren, omdreining knotten inne det øvre rett avkrok av sjåføren å velge kanalen 470 NM, så falle i staver smal avsats. Deretter, når skjermen viser "√", vil et blått lyspunkt vises på skrivebordet.
Merk: Hvis sylinderen lekker lys i tillegg til det lille runde hullet, anbefales det å bruke svart tape på de lekke delene for å sikre at bare hullet kan passere lyset gjennom. - Klikk på OK og drei på knappen for å justere intensiteten på lyset. Drei knotten til en høyere lysstyrke på 50 mA. Mål og registrere spekteret av lyset med en spektrometer.
- Flytt plasseringen av lyskilden opp og ned for å justere diameteren på lyspunktet til 2 cm. Skrivebordet skal være svart for en bedre kontrast effekt.
- Drei på knappen for å velge lysstyrken i henhold til eksperimentelle behov. Bruk en kompakt kraftmåler konsoll med en standard PHOTODIODE kraftsensor for å måle maksimal og minimal lyseffekt i stedet, ta det opp, måle tre ganger, og ta den gjennomsnittlige verdien.
Merk: det anbefales å bruke en PHOTODIODE kraftsensor for å måle lys intensiteten for lys av en bestemt bølgelengde og bruke en termisk kraftsensor for å måle lys intensiteten for hvitt lys. - Beregn lysstyrken i lyspunktet ved å dele den målte lysstyrken ved området av sensoren.
Merk: for eksempel, hvis den målte lysstyrken i trinn 2,6 er 20 pW og området av sensoren er 0,81 mm2, er lys intensiteten 24,69/mm2 (som deler 20 pW ved 0,81 mm2).
4. oppsett av bilde systemet
- Klem en høyoppløselig web-kamera med en jern klips, på ca 10 cm over lyset flekk på skrivebordet (figur 1).
- Juster retningen på kameralinsen mot skrivebordet. Koble kameraet til en datamaskin via et USB-grensesnitt.
- Plasser en agar plate på skrivebordet rett under kameraet.
- Åpne "AmCap 9.22" programvare på datamaskinen med Windows 7, og lyset stedet vil automatisk bli vist i vinduet i AMcap. Beveg kameraet litt til venstre eller høyre for å sikre at lyspunktet er nær midten av vinduet. Sørg for at kameraet ikke blokkerer lys banen. Lyspunktet skal være komplett og rund.
Merk: du finner programvaren på http://amcap.en.softonic.com/. - Fiks et 850 NM ± 3 NM band-pass-filter med et klips på 5-7 mm rett under kameraet.
Merk: diameteren av filteret er ca 2,5 cm, og kameralinsen er mindre enn 1 cm i diameter, slik at filteret kan dekke det visuelle feltet av kameraet. Med filteret under kameraet, bør lys flekk ikke sees i vinduet på AMcap. - Plasser tre infrarød-lys-generering lysdioder (sentral bølgelengde = 850 NM) jevnt rundt agar plate. Hver LED bør være ca 5 cm unna kanten av agar plate, og linsen ansiktet til LED bør være på en 70 ° nedover vinkel mot agar plate. Koble LED-lampene til strømforsyningen gjennom vekselstrøm-til-DC-omformeren.
Merk: det er bedre å fikse posisjoner og vinkler av det infrarøde lyset lysdioder for å sikre konsekvens av lysstyrken på feltet i ulike eksperimentelle forsøk og tilrettelegge senere video prosessering. - Sett et svart brett mellom datamaskinen og enheten. Sett ned lysstyrken på dataskjermen for å hindre at datamaskinens skjerm lys påvirker eksperimentet.
Merk: Hold miljøet mørkt når du måler bølgelengde eller lysstyrke.
5. innstilling av parametre for bildebehandling
- På menyen i AMcap programvare, velger du Alternativer | Video enhet | Capture format, og sette pixel størrelsen på fanget video til 800 x 600 og bildefrekvens til 60 fps.
- Fjern filteret fra under kameraet, sette en linjal under kameraet og justere kamera fokus for å gjøre skalaen linjen klar og parallell til bredden av videoen synsfelt.
- Klikk på Capture | Satt opp | Video opptak for å velge lagringsbanen, klikk Start innspilling, ta opp den faktiske avstanden som tilsvarer 600 bildepunkter, og Beregn forholdet mellom hver piksel til den faktiske distansen.
6. video opptak av lys unngåelse atferd
- Oppretthold en temperatur på 25,5 ° c gjennom alle eksperimenter. Kontroller romtemperatur med et klimaanlegg om nødvendig. Hold fuktigheten konstant på 60% med en luftfukter.
- Ta en kort video av lyset spot posisjon kalt "lightarea1". Deretter kan du flytte 850 NM ± 3 NM filter tilbake for å dekke kameralinsen.
Merk: Når du tar opp larvestadiet oppførsel, dekkes kameralinsen av det 850 NM ± 3 NM-filteret slik at lyspunktet ikke vises i videoen. Lys stedet kan bli rekonstruert i videoer med larver senere med MATLAB. Ikke endre kameraets posisjon, og unngå å endre forholdet mellom hver piksel til den faktiske avstanden målt i trinn 4,3. - Slå på et lys (dvs. et rom lys) langt unna den eksperimentelle enheten. Skru ned lyset så lavt som mulig, så lenge Larvene kan sees tydelig med øynene. Ta Larvene ut av kulturen medium med en skje, forsiktig plukke en tredje-skikkelsen Larven, og vask den ren med destillert vann. Vær forsiktig med å vaske Larven en om gangen for å unngå interferens fra sult. Et enkelt eksperiment krever minst 20 larver.
- Overfør Larven til midten av agar-platen som er plassert under kameraet under trinn 3,3. Fjern forsiktig overflødig vann fra Larven med en børste eller bruk blotting papir for å fjerne vann fra Larven for å unngå lys refleksjon under linsen. Slå av rommet lys og la Larven acclimate i 2 minutter i mørke omgivelser.
- Slå på LED-lyset for å generere infrarødt lys, og forsiktig børste Larven til midten av platen. Når Larven begynner å krype rett opp, roterer du platen for å få Larven til å gå mot lyspunktet. Sørg for at den gjennomgår rett fra starten, ellers kan den ikke få tilgang til lyspunktet.
- Klikk på Capture | Satt opp | Video opptak for å velge lagringsbanen, og klikk deretter på Start innspilling for å spille inn. La Larven krype mot lys stedet, angi lyspunktet, og la deretter lys stedet stå til det er nesten ute av synsfeltet. Klikk Stopp innspilling. Hvis Larven vender seg bort fra lyspunktet før du nærmer deg, klikker du på Stopp opptaketdirekte.
- Flytt filteret bort fra kameraet. Ta en kort video av plasseringen av lyset flekk benevnt "lightarea2" og sammenligne den å "lightarea1" å sikre det lyset flekk holdning er ikke forandret. Hvis det observeres en åpenbar posisjons endring, forkaster du dataene.
7. data analyse
- Bruk SOS17 til å trekke ut animalsk kontur og bevegelses parametre fra videoer ved hjelp av bildebehandlings metoder som tidligere beskrevet17.
Merk: parametere inkludert headSpeed (hastighet av larvestadiet hode), tailSpeed (hastighet av larvestadiet hale), midSpeed (hastighet av larvestadiet midtpunkt skjelett linje), og cmSpeed (hastighet av larvestadiet centroid) ble brukt til å måle larvestadiet bevegelseshastighet. Parametre inkludert headTheta (vinkelen mellom linjene av Head-midtpunkt og midtpunkt-hale) og headOmega (endre hastigheten på headTheta) ble brukt til å måle larvestadiet kroppen bøying og vinkel hastigheten på bøying.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Ifølge protokollen, lys flekk analysen ble brukt til å undersøke lys unngåelse oppførsel av tredje skikkelsen Larven som ble reist ved 25 ° c på standard medium i et rom med en 12 h/12 h lys/mørk syklus. En enkel w1118 Larven ble testet ved hjelp av lyspunkt analysen ved 25,5 ° c. Den gjennomsnittlige lysstyrken til lyspunktet som ble generert av en 460 NM LED, var 0,59 μW/cm2. Hele prosessen med larvestadiet inn og ut av lys stedet ble spilt inn og analysert ved hjelp av SOS-programvare og tilpassede skriftlige skript12,17. Tid kurver av hale hastighet, kropp bøye vinkel, og kantete hastigheten på kroppen bøying av en representant Larven er vist i figur 2 og film 1.
For å undersøke virkningene av octopaminergic neurons på larvestadiet lys unngåelse, tredje skikkelsen larver med octopaminergic neurons hemmet ved å uttrykke stivkrampe gift (UAS-TNTG) med en Tdc2-Gal4 driver ble testet med lys-spot analysen. Som vist i Figur 3, størrelsen på larvestadiet Head cast (maksimal kroppen bøye vinkel) ble betydelig redusert i forhold til foreldrekontroll, noe som indikerer at Tdc2-Gal4 neurons er nødvendig for en normal larvestadiet lys respons.
Figur 1: eksperimentell oppsett. (A) skjematisk fremstilling av oppsettet for lyset spot-baserte larvestadiet rask phototaxis analysen. De blå linjene representerer banene til synlig lys som brukes som visuell stimulering, og de røde linjene representerer banene til infrarødt lys. Pilene viser retningen på lyset. 850 NM bånd-pass-filter gjør at infrarødt lys kan passere, men det blokkerer synlig lys. (B) et bilde av oppsettet for lyspunkt analysen. Det bør bemerkes at bildet ble tatt under lysforhold for bedre visualisering. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: kvantitativ beskrivelse av reaksjonen til en Larven når du går inn i en lys flekk. (A) et diagram som viser parametrene som brukes ved måling av larvestadiet kroppsbevegelse. Konturen til en Larven vises i tynn tråd. Den tykke linjen viser skjelettet av tynnet larvestadiet kroppen kontur. De to endene og midtpunktet av skjelett linje er tildelt som posisjoner larvestadiet hode, midtpunkt og hale. Vinkelen mellom linjen fra hodet til midtpunktet og linjen fra midtpunktet til halen er kroppen bøye vinkelen. Hastigheten på endring av kroppen bøye vinkel over tid er definert som kantete hastighet av larvestadiet Head cast. Representert her er halen hastighet (B, tailspeed), Head cast kantete hastighet (C, headomega), og kroppen bøye vinkel (D, headtheta) av en w1118 Larven som kommer inn og etterlater en lys flekk. Grønne streker markerer timepoint som larvestadiet hode gikk inn i og forlot lyspunktet. Tidsvinduet i en sterk retardasjon periode er i gult. Arrow hoder peker på retardasjon perioder og relaterte topper i hodet støpt kantete hastighet og kroppen bøye vinkel. Atferds prosessen vises i film 1. Dette tallet har blitt modifisert fra Gong et al.12. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3: hemme Tdc2-Gal4 merket neurons bruker stivkrampe gift TNTG reduserer størrelsen på larvestadiet hode støpt som svar på lys flekk inngang. * *, P < 0,01, n = 81, 52, 92; Kruskal-Wallis test etterfulgt av post hoc Dunn ' s Multiple sammenligning testen ble brukt. Dette tallet har blitt modifisert fra Gong et al.12. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Film 1: A w1118 Larven går inn og etterlater en lett flekk i lys flekk analysen. Lys flekk med kant glattet er i hvitt. Sporet av larvestadiet hode vises. Tilsvarende kurver av larvestadiet tailspeed, headtheta og headomega spilles samtidig. Denne filmen har blitt modifisert fra Gong et al.12. Vennligst klikk her for å se denne videoen. (Høyreklikk for å laste ned.)
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denne protokollen presenterer lyspunkt analysen for å teste evnen til Drosophila larver å flykte fra lys. Denne analysen tillater sporing av atferden til larver før du går inn, under møter, og etter å ha forlatt en lys flekk. Detaljer om larvestadiet bevegelser kan fanges opp og analyseres. Lyset flekk analysen er meget enkel og besitte kraftig gjennomførbarhet. Kostnaden for hele enheten er ikke høy. I eksperimentet brukes LED-lys som lyskilde. Den kan erstattes med lyskilder av forskjellige bølgelengder, om nødvendig. Lysstyrken kan også justeres med LED-stasjonen. Den laveste lysstyrken i stedet kan nå 1,80 pW/mm2 (kaldt hvitt lys). Selv ved en slik lav lys intensitet, larver fortsatt kan forstand lyset og viser lys-unngå atferd11.
Det bør bemerkes at konsentrasjonen av agar plate styres mellom 0,8% og 1,0%. Hvis konsentrasjonen er for høy, spredning av lys på agar plate kan være alvorlig, og størrelsen på lys spot gjenkjent i videoen er overdrevet. Derfor bør lysstyrken i stedet ikke være for høy. Siden larver i en lett flekk er knapt synlige, hvis synlig lys brukes til belysning, er det nødvendig å bruke infrarødt lys for å belyse Larven og legge til et 850 NM band-pass-filter på kameraet for å hindre at lyspunkt signalene kommer inn i kameraet. Video av larvestadiet respons på lyspunkter kan bli syntetisert senere basert på den bare Larven og lys-spot-videoer.
Lyset spot analysen besitter tre viktigste dyder: 1) prosessen med larvestadiet lys unngåelse kan overvåkes og analyseres i detalj; 2) larvestadiet lys respons testes bare én gang, slik at mulig involvering av lys tilpasning kan utelukkes; og 3) mulige virkninger på lys respons fra andre larver kan utelukkes. En åpenbar ulempe med denne analysen er at det er lav gjennomstrømming, siden bare en Larven er testet om gangen. Selv om denne analysen brukes her hovedsakelig ved lav intensitet av lys11,12, kan det også gjelde for larvestadiet unngåelse i sterkt lys som kan opphisse klasse IV da neurons som flis overflaten av kroppens vegger16.
Vår eksperimentelle enhet kan også brukes til optogenetics. Den 850 NM band-pass filter kan blokkere eksitasjon lys, som det gjør for lyset spot signal, slik at kameraet kan ta opp larvestadiet atferd før, under og etter rødt lys stimulering tydelig. Spesielt når 620 NM rødt lys brukes i kombinasjon med Chrimson for optogenetic stimulering, den lave halvdelene av infrarøde lys lysdioder må være maskert, og retningen av rødt lys bør være godt kontrollert til bildet Larvene tydelig. I mellomtiden kan moderate nivåer av støyende signaler som stammer fra rødt lys i bildet brukes til å bedømme tidspunktet for på/av stimulering. Kort sagt, lyspunkt analysen gir et tillegg metode for å overvåke og analysere detaljerte romlige og timelige egenskaper av den raske larvestadiet lys unngåelse atferd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Dette arbeidet er støttet av Natural Science Foundation i Kina (31671074) og grunnleggende forskningsmidler for Zhejiang Provincial universiteter (2019XZZX003-12).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 850 nm ± 3 nm infrared-light-generating LED | Thorlabs, USA | PM100A | Compatible Sensors: Photodiode and Thermal Optical Power Rangea: 100 pW to 200 W Available Sensor Wavelength Rangea: 185 nm-25 μm Display Refresh Rate: 20 Hz Bandwidtha: DC-100 kHz Photodiode Sensor Rangeb: 50 nA-5 mA Thermopile Sensor Rangeb: 1 mV-1 V |
| AC to DC converter | Thorlabs, USA | S120VC | Aperture Size: Ø9.5 mm Wavelength Range: 200-1100 nm Power Range: 50 nW-50 mW Detector Type: Si Photodiode (UV Extended) Linearity: ±0.5% Measurement Uncertaintyc: ±3% (440-980 nm), ±5% (280-439 nm), ±7% (200-279 nm, 981-1100 nm) |
| band-pass filter | Thorlabs, USA | DC2100 | LED Current Range: 0-2 A LED Current Resolution: 1 mA LED Current Accuracy: ±20 mA LED Forward Voltage: 24 V Modulation Frequency Range: 0-100 kHz Sine Wave Modulation: Arbitrary |
| Collimated LED blue light | ELP, China | USBFHD01M | Max. Resolution: 1920X1080 F6.0 mm Sensor: 1/2.7" CMOS OV2710 |
| Compact power meter console | Ocean Optics, USA | USB2000+(RAD) | Dimensions: 89.1 mm x 63.3 mm x 34.4 mm Weight: 190 g Detector: Sony ILX511B (2048-element linear silicon CCD array) Wavelength range: 200-850 nm Integration time: 1 ms – 65 seconds (20 seconds typical) Dynamic range: 8.5 x 10^7 (system); 1300:1 for a single acquisition Signal-to-noise ratio: 250:1 (full signal) Dark noise: 50 RMS counts Grating: 2 (250 – 800 nm) Slit: SLIT-50 Detector collection lens: L2 Order-sorting: OFLV-200-850 Optical resolution: ~2.0 nm FWHM Stray light: <0.05% at 600 nm; <0.10% at 435 nm Fiber optic connector: SMA 905 to 0.22 numerical aperture single-strand fiber |
| High-Power LED Driver | Minhongshi, China | MHS-48XY | Working voltage: DC12V Central wavelength: 850nm |
| high-resolution web camera | Thorlabs, USA | MWWHL4 | Color: Warm White Correlated Color Temperature: 3000 K Test Current for Typical LED Power: 1000 mA Maximum Current (CW): 1000 mA Bandwidth (FWHM): N/A Electrical Power: 3000 mW Viewing Angle (Full Angle): 120? Emitter Size: 1 mm x 1 mm Typical Lifetime: >50 000 h Operating Temperature (Non-Condensing): 0 to 40 °C Storage Temperature: -40 to 70 °C Risk Groupa: RG1 – Low Risk Group |
| LED Warm White | Mega-9, China | BP850/22K | Ø25.4(+0~-0.1) mm Bandwidth: 22±3nm Peak transmittance:80% Central wavelength: 850nm±3nm |
| Spectrometer | Noel Danjou | Amcap9.22 | AMCap is a still and video capture application with advanced preview and recording features. It is a Desktop application designed for computers running Windows 7 SP1 or later. Most Video-for-Windowsand DirectShow-compatible devices are supported whether they are cheap webcams or advanced video capture cards. |
| Standard photodiode power sensor | Super Dragon, China | YGY-122000 | Input: AC 100-240V~50/60Hz 0.8A Output: DC 12V 2A |
| Thermal power sensor | Thorlabs, USA | M470L3-C1 | Color: Blue Nominal Wavelengtha: 470 nm Bandwidth (FWHM): 25 nm Maximum Current (CW): 1000 mA Forward Voltage: 3.2 V Electrical Power (Max): 3200 mW Emitter Size: 1 mm x 1 mm Typical Lifetime: 100 000 h Operating Temperature (Non-Condensing): 0 to 40 °C Storage Temperature: -40 to 70 °C Risk Groupb: RG2 – Moderate Risk Group |
| Thermal power sensor | Thorlabs, USA | S401C | Wavelength range: 190 nm-20 μm Optical power range:10 μW-1 W(3 Wb) Input aperture size: Ø10 mm Active detector area: 10 mm x 10 mm Max optical power density: 500 W/cm2 (Avg.) Linearity: ±0.5% |
References
- Grossfield, J. Geographic distribution and light-dependent behavior in Drosophila. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 68, 2669 (1971).
- Godoy-Herrera, R. C. L. D. The behaviour of Drosophila melanogaster larvae during pupation. Animal Behaviour. 37, (1989).
- Busto, M., Iyengar, B., Campos, A. R. Genetic dissection of behavior: modulation of locomotion by light in the Drosophila melanogaster larva requires genetically distinct visual system functions. Journal of Neuroscience. 19, 3337 (1999).
- Mazzoni, E. O., Desplan, C., Blau, J. Circadian pacemaker neurons transmit and modulate visual information to control a rapid behavioral response. Neuron. 45, 293 (2005).
- Keene, A. C., et al. Distinct visual pathways mediate Drosophila larval light avoidance and circadian clock entrainment. Journal of Neuroscience. 31, 6527 (2011).
- Keene, A. C., Sprecher, S. G. Seeing the light: photobehavior in fruit fly larvae. Trends in Neurosciences. 35, (2012).
- Kane, E. A., et al. Sensorimotor structure of Drosophila larva phototaxis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110, E3868 (2013).
- Humberg, T. H., et al. Dedicated photoreceptor pathways in Drosophila larvae mediate navigation by processing either spatial or temporal cues. Nature Communications. 9. 1260, (2018).
- Gong, Z., et al. Two pairs of neurons in the central brain control Drosophila innate light preference. Science. 330, (2010).
- Yamanaka, N., et al. Neuroendocrine Control of Drosophila Larval Light Preference. Science. 341, 1113 (2013).
- Zhao, W., et al. A disinhibitory mechanism biases Drosophila innate light preference. Nature Communications. 10, (2019).
- Gong, C., et al. A Neuronal Pathway that Commands Deceleration in Drosophila Larval Light-Avoidance. Neuroscience Bulletin. Feb. 27, (2019).
- Larderet, I., et al. Organization of the Drosophila larval visual circuit. eLife. 6, (2017).
- Sawin-McCormack, E. P., Sokolowski, M. B., Campos, A. R. Characterization and genetic analysis of Drosophila melanogaster photobehavior during larval development. Journal of Neurogenetics. 10, (1995).
- Farca, L. A., von Essen, A. M., Widmer, Y. F., Sprecher, S. G. Light preference assay to study innate and circadian regulated photobehavior in Drosophila larvae. Journal of Visualized Experiments. 74 (74), e50237 (2013).
- Xiang, Y., et al. Light-avoidance-mediating photoreceptors tile the Drosophila larval body wall. Nature. 468, 921 (2010).
- Gomez-Marin, A., Partoune, N., Stephens, G. J., Louis, M. Automated tracking of animal posture and movement during exploration and sensory orientation behaviors. PLoS ONE. 7, e41642 (2012).
