Een 3-dimensionale (3D)-sjabloon voor High Throughput Zebrafish Embryo Arraying afgedrukt

Als een populaire modelorganisme, wordt zebravis veel gebruikt op het gebied van geneeskunde en toxicologie^1,2,3,4. Vergeleken bij in vitro platformen, zebravis bieden veel meer biologische complexiteit dat een of twee celtypes kunnen niet bieden. Naast een hele organisme model, van de zebravis grote vruchtbaarheid, snelle en gelijktijdige embryonale ontwikkeling en hoge orgel translucentie hebben gegeven de unieke voordelen van dit model worden gebruikt voor grootschalige toxiciteit of drugs/samengestelde screening van⁵. De honderden embryo’s geproduceerd door een paar volwassen zebrafish elke week overtreffen elke andere hele diermodellen en het geschikt voor hoge throughput screening hebben gemaakt.

Een typische screeningprocedure met behulp van de zebravis impliceert een aanzienlijke hoeveelheid handenarbeid, zoals volwassen zebrafish kuitschieten, embryo selectie, en arraying embryo’s in geschikte containers waar zij zijn onderworpen aan een blootstelling via water onderdompeling. De ontwikkeling van de embryo’s wordt gecontroleerd en waarneembare eindpunten zoals sterfte en uitkomstpercentage abnormaliteit zijn vaak handmatig geëvalueerd en gebruikt als de voorlopige identificaties van de giftigheid van chemische stoffen of aanwijzingen voor de effectiviteit van drugs of verbindingen. Om te versnellen naar de screeningprocedure, werden benaderingen zoals geautomatiseerde beeldvorming en beeldanalyse computerondersteunde eerder onderzocht. Bijvoorbeeld, zijn microscopen met een hoog gehalte imaging mogelijkheden aangepast om te voeren geautomatiseerde helder-veld of fluorescentie imaging op zebrafish embryo’s op verschillende ontwikkelingsstadia van 96/384 goed platen⁶. Microfluidic apparaten in combinatie met microscopen werden gebruikt om de positie van de zebravis larven door manipulatie van de huidige voor beeldvorming van de hersenen neuronen⁷. Deze benaderingen kon aanzienlijke verbetering van de efficiëntie van de overnames van de afbeelding ten opzichte van traditionele handmatige bediening. Bovendien, met een groot aantal afbeeldingen wordt gegenereerd, beeld analyse gereedschappen zijn ook ontwikkeld om te versnellen naar de verwerking van de gegevens, zoals aangetoond door Liu et al. en Tu et al. ^{8 , 9}.

Als het niveau van de doorvoer van beeldvorming en foto analyse toeneemt, werd het duidelijk dat de snelheidslimieten stap voor screening ligt bij de voorbereiding van de zebravis embryo’s voor blootstelling, wat meestal betekent arraying hen in 96 – of 384-Wells-platen. Om op te lossen dit knelpunt stap, visie-geleide robotica werden ontwikkeld door Mandrell et al. ¹⁰ en ons¹¹ eerder te vervangen manueel hanteren, maar de instrumenten waren nogal verfijnde en er is een diepe leercurve om dergelijke technieken. Daarom, om te zorgen voor een easy-to-use aanpak wordt een belangrijke factor om het niveau van de doorvoer van zebravis screening verder te verbeteren en is de belangrijkste doelstelling van dit werk.

In dit werk, we ontworpen en gefabriceerd van een embryo arraying sjabloon door 3D printen. Dergelijke een arraying sjabloon is ontworpen om het vangen van zebravis embryo in putten die bij een standaard 96-wells-plaat passen. In plaats van de selectie van embryo’s en arraying hen in individuele put één voor één, kon één embryo entrapment en matrix alle 96 embryo’s in een multiwall plaat tegelijk uitvoeren. Met behulp van deze sjabloon en het volgende protocol, kan een aanzienlijk verhoging van de efficiëntie van het arraying embryo’s in multiwall platen, die zou in termijn boost de screening capaciteit ten minste vertienvoudigd, ten opzichte van handmatige bediening. De hieronder beschreven protocol bevat een totaalconcept voor de arraying sjabloon, zebravis kuitschieten, embryo’s worden verzameld en arraying. Figuur 1 toont de algemene opzet van de arraying sjabloon. Figuur 2 geeft een overzicht van de stapsgewijze protocol over het gebruik van de sjabloon in delen 3 en 4 beschreven.