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乔治亚技术科学家发展 Microfluidic 设备安置数百苍蝇胚胎

Published on December 27, 2010 at 3:49 AM

研究员发展了自动地安置数百果蝇和其他胚胎他们为研究做准备的 microfluidic 设备。

设备可能实现研究的这样问题象有机体如何开发他们的从单细胞的复杂结构 -- 其中一个生物的最引人入胜的方面。

科学家知道在胚胎的中第一主要发展是其背腹的轴的设置,从其运行回到其腹部。 确定此轴发展如何展开 -- 蛋白质的特定出现和地点在进程期间的 -- 要求这个能力同时监控用不同的基因背景的很大数量的胚胎在几时间点。

“收集和分析这个背腹的轴的信号和 transcriptional 模式在他们的末端典型地要求各自的胚胎的手工处理突出他们,使它难做可能统计上取得重大的结果的高处理量试验”,说吊 Lu,一位副教授在化工 & 生物化子的工程乔治亚技术学校。

要启用对沿背腹的轴的蛋白质位置的信息的大规模定量分析, Lu 设计在几分钟可靠和结实地安置数百个胚胎的一个 microfluidic 设备。

设备设计和结果的详细资料从证明概念实验与果蝇胚胎在日记帐本质方法的 12月 26日预先的在线编辑被发布了。 国家科学基金会、国家卫生研究所,阿尔弗莱德 P. Sloan Foundation 和杜邦新教授程序支持此项目。

Lu 在 Kwanghun 钟和埃米莉锣帮助下分别设计了并且制造了设备,研究这个项目作为乔治亚技术毕业生和本科生。 制造从 polydimethylsiloxane (PDMS),紧凑设备是显微镜幻灯片的范围并且包含大约胚胎的 700 个陷井,在大小上是形状象米谷物,但是更小的。

运转中,流体流经一条 “S”型通道足够宽所有取向胚胎的通过它容易地移动。 流体高效地处理胚胎往陷井,当转移额外和不正确地被困住的胚胎时。

“流程模式极大增加了胚胎与陷井联系和被装载到他们的频率”,解释的 Lu。 “实验,我们平均 90% 的胚胎在设备变得捕捉,为研究将有价值只有可用很小数量的胚胎的查找了”。

当胚胎处理一个空的陷井时,它体验不均匀的压和剪从周围的流体。 发生的强制垂直翻转这个胚胎并且插入它到在一个垂直位置的圆柱形陷井,与其背腹的轴并行与陆运。 这个胚胎然后被巩固在这个陷井里面,不用对用户干预或控制的任何需要。 封锁行动功能允许设备从硬件的与放入的胚胎的其余和被运输为想象或存贮被断开。

“我们充分邮寄了一个 microfluidic 胚胎陷井列阵设备被困住的果蝇胚胎给我们的合作者在普林斯顿大学,并且在到达,胚胎是挺直在他们锁着的陷井”, Lu 说。

要展示设备的功能, Lu 与 Stanislav Shvartsman,化工和生物工程的部门的一位副教授合作在普林斯顿大学和他的研究生 Yoosik 金的。 普林斯顿研究员使用设备定量信号分子梯度称在固定的胚胎的 morphogens 的并且使用它监控在活胚胎的核部门。

在一个实验,普林斯顿研究员确定了背的配电器,启动背部对腹仿造果蝇胚胎的副本系数的空间的区域。 他们也显示出,此梯度可能定量地被比较在通配型和突变体胚胎之间。

“陷井列阵设备提供了在我们同时可能图象固定和活胚胎的数量的显著地增加,并且允许我们今天准确地解决问题利益对发展生物学家”,解释了 Lu。

将来,科学家应该能适应图式形成和形态发生的研究的 microfluidic 设备在其他模型有机体,例如 zebrafish 或蠕虫胚胎。 因为控制发展的许多基因是类似的在蠕虫、果蝇和哺乳动物,那些研究的结果对科学界将是重要。

来源: http://www.gatech.edu/

Last Update: 11. January 2012 13:33

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