3 dimensiones (3D)-impreso la plantilla para alto rendimiento embrión de pez cebra matriz

Como un organismo modelo popular, el pez cebra es ampliamente utilizado en los campos de la medicina y toxicología^1,2,3,4. Comparado con plataformas en vitro , pez cebra ofrecen mucho mayor complejidad biológica que uno o dos tipos de la célula no podrían ofrecer. Además de ser un organismo modelo de pez cebra gran fecundidad, desarrollo embrionario rápido y simultáneo y órgano alta translucidez han dado este ventajas únicas del modelo a utilizar para toxicidad de gran escala o detección de⁵drogas/compuesto. Los cientos de embriones producidos por un par de pez cebra adulto cada semana superan otros modelos todo animales y han hecho conveniente para el cribado de alto rendimiento.

Un procedimiento típico de proyección utilizando el pez cebra implica una cantidad significativa de trabajo manual, como el pez cebra adulto desove, selección de embriones y colocar los embriones en recipientes adecuados donde son sometidos a la exposición a través de la inmersión en agua. Se monitorea el desarrollo de los embriones y extremos observables como anormalidad, incubabilidad y mortalidad a menudo son evaluados manualmente y utilizados como la identificación preliminar de la toxicidad de productos químicos o las indicaciones de la efectividad de drogas o compuestos. Para acelerar el procedimiento de investigación, enfoques como la proyección de imagen automatizada y análisis de imagen asistida por computador han sido explorados previamente. Por ejemplo, microscopios con alto contenido de capacidades de la proyección de imagen han sido adaptados para realizar automatizado campo brillante o proyección de imagen de fluorescencia en embriones de pez cebra en las distintas etapas del desarrollo de placas de 96/384 pozos⁶. Dispositivos microfluídicos juntados con microscopios fueron utilizados para colocar las larvas de pez cebra a través de la manipulación actual de proyección de imagen de cerebro neuronas⁷. Estos enfoques podrían mejorar significativamente la eficiencia de adquisición de imagen en comparación con la tradicional operación manual. Por otra parte, con gran cantidad de imágenes generadas, herramientas de análisis de imagen también se han desarrollado para acelerar el procesamiento de datos, según lo demostrado por Liu et al. y Tu et al. ^{8 , 9}.

A medida que aumenta el nivel de rendimiento de análisis de imagen y proyección de imagen, se hizo evidente que el paso de limitación de velocidad para la investigación se encuentra en el proceso de preparación de embriones de pez cebra para la exposición, que por lo general significa colocar en placas de 96 o 384 pocillos. Para resolver este paso cuello de botella, guiada por la visión robótica fueron desarrollados por Mandrell et al. ¹⁰ y nos¹¹ anteriormente para reemplazar la manipulación manual pero los instrumentos eran bastante sofisticados y hay una profunda curva de aprendizaje para implementar dichas técnicas. Por lo tanto, para proporcionar un enfoque de fácil uso se convierte en un factor importante para mejorar el nivel de rendimiento de la detección de pez cebra y es el principal objetivo de este trabajo.

En este trabajo, hemos diseñado y había fabricado un embrión colocar plantilla de impresión 3D. Una plantilla así de arraying fue diseñada para atrapar el embrión de pez cebra en pozos que se ajustan a una estándar placa de 96 pocillos. En lugar de embriones para seleccionar y colocar en cada pozo uno por uno, uno podría realizar matriz y atrapamiento de embrión 96 todos los embriones en una placa multicapa a la vez. Utilizando esta plantilla y el protocolo siguiente, uno podría aumentar significativamente la eficacia de colocar los embriones en placas multicapa, que en término de impulso por lo menos diez veces, la capacidad de detección en comparación con operación manual. El protocolo que se describe a continuación incluye un diseño global para colocar la plantilla, el desove del pez cebra, colección embrionaria y matriz. La figura 1 muestra el diseño general de la plantilla arraying. La figura 2 muestra un resumen del protocolo paso a paso sobre el uso de la plantilla descrita en las partes 3 y 4.