Solutions opto-fluidiques
La recherche en neurosciences exploite de plus en plus des outils avancés pour manipuler et surveiller l'activité neuronale avec une grande précision. Parmi ces techniques, l'injection intracrânienne contrôlée de liquide est une approche largement utilisée chez la souris, qu'elle soit à tête fixe ou en liberté de mouvement. Les chercheurs utilisent fréquemment l'injection de liquide pour administrer une large gamme d'agents directement dans des régions cérébrales spécifiques, y compris les vecteurs viraux, les métabolites (par exemple, le glucose, l'AMPc, l'ATP), les neurotransmetteurs, les agonistes et les antagonistes des récepteurs synaptiques (par exemple, le NMDA, la bicuculline).
Ceci est essentiel pour de nombreuses applications en neurosciences, notamment :
- Neuropharmacologie:Étudier les effets des médicaments sur des circuits cérébraux spécifiques.
- Neurosciences des circuits : Modulation de l'activité neuronale pour étudier la connectivité fonctionnelle et le comportement.
- Modélisation des maladies : Administration de protéines, de toxines ou de candidats thérapeutiques associés à la maladie afin de créer et d'étudier des modèles de troubles neurologiques.
- Études des lésions et de l'ablation : Produire des lésions localisées pour étudier la fonction de structures cérébrales spécifiques.
- Développement de biocapteurs : Administration de concentrations connues d'analytes ou de neuromodulateurs pour valider la sensibilité et la réponse du biocapteur (par exemple, injection d'ocytocine pour valider GRAB-Ox).
- Auto-administration : Permettre aux animaux de contrôler l'administration de fluides lors d'expériences comportementales et de photométrie par fibres optiques.
Chez Doric Lenses Inc., nous proposons des solutions pour administration de liquide intracrânien combinée à l'enregistrement et à la stimulation neuronale optique, permettant aux chercheurs de réaliser de multiples applications expérimentales :
- Apport de fluides + excitation de l'opsine :
Administration localisée de fluides combinée à l'excitation de l'opsine pour des expériences impliquant l'optogénétique, le démasquage ou d'autres molécules photoactivables. - Administration de fluides + Photométrie par fibre optique : L'administration de fluide directement sur le site d'enregistrement photométrique est idéale pour validation et caractérisation de nouveaux biocapteurs tout en surveillant les signaux neuronaux.
- Administration de fluides + Imagerie Miniscope : L'administration localisée de fluides combinée à imagerie calcique unicellulaire, permettant aux chercheurs d'examiner comment des manipulations pharmacologiques ou moléculaires ciblées affectent l'activité neuronale.
Nous vous proposons ici un aperçu de nos solutions, en soulignant leurs principales caractéristiques et leur compatibilité avec un large éventail d'applications expérimentales.
Canule opto-fluidique
Les canules opto-fluidiques sont conçues pour des expériences qui combinent administration de fluides par optogénétique ou photométrie par fibre optique
Lorsqu'ils ciblent une seule zone du cerveau, les chercheurs peuvent choisir entre deux configurations en fonction de leurs besoins expérimentaux :
- Canule iOFC : Idéal lorsque l'administration de fluides et la manipulation optique sont effectuées dans séances séparéesUne seule canule est implantée, tandis que des connecteurs fluidiques et optiques interchangeables peuvent être utilisés pour chaque séance.
- Canule OMFC : Obligatoire lorsque L'administration de fluides et la manipulation optique doivent se dérouler simultanément. au même endroit dans le cerveau. Il offre deux voies distinctes, permettant l'injection de fluides et la manipulation optique en parallèle.
Les différentes canules Doric Opto-Fluid, leurs applications prévues et les accessoires compatibles (porte-canule et injecteur) sont énumérés ci-dessous.
Canule à optofluide avec injecteurs interchangeables (iOFC)
- Idéal pour le ciblage d'un seul site
- Permet l'insertion simultanée d'un injecteur de fluide ou d'une fibre optique.
- Iinjecteur interchangeable permet les injections de plusieurs sessions
- Porte-canule stéréotaxique est disponible pour l'implantation
Canule d'injection de fluides multiples à fibre optique (OmFC)
- Idéal pour le ciblage d'un seul site ou de deux sites avec moins que distance interrégionale de 1.4 mm
- Possibilités de configuration : Injection de fluide des deux côtés, insertion de fibres optiques des deux côtés, ou injection de fluide d'un côté et insertion de fibres optiques de l'autre.
- Iinjecteur interchangeable permet les injections de plusieurs sessions
- Porte-canule stéréotaxique est disponible pour l'implantation
Canules doubles pour optofluide avec injecteurs interchangeables (DFC)
- Idéal pour le ciblage de deux sites avec plus grand que distance interrégionale de 1.4 mm
- Possibilités de configuration : Injection de fluide des deux côtés, insertion de fibres optiques des deux côtés, ou injection de fluide d'un côté et insertion de fibres optiques de l'autre.
- Iinjecteur interchangeable permet les injections de plusieurs sessions
- Porte-canule stéréotaxique est disponible pour l'implantation
Canule de miniscope fluidique
Pour intégrer l'injection de fluide avec les miniscopes Doric, seuls les modèles Deep Brain Miniscope sont compatibles avec la canule à enclenchement ou la canule à visser.
Ces canules spécialisées sont conçues pour accueillir à la fois une lentille GRIN et une tubulure d'injection, permettant ainsi l'imagerie et l'administration de fluides dans la même région du cerveau.
* Veuillez noter qu'actuellement, nous ne proposons pas de solution permettant l'imagerie et l'injection de fluide dans deux zones cérébrales distinctes.
Canule d'imagerie "Twist-on" avec injection de liquide
- Idéal pour le ciblage d'un seul site
- compatible avec le miniscope Doric Efocus 1 couleur pour cerveau profond
- Utilisations injecteur interchangeable pour des injections multiples
- Porte-canule stéréotaxique est disponible pour l'implantation
Canule d'imagerie "Snap-in" avec injection de liquide
- Idéal pour le ciblage d'un seul site
- compatible avec les miniscopes cérébraux profonds Doric Snap-in 1 couleur et 2 couleurs (modèle L)
- Porte-canule stéréotaxique est disponible pour l'implantation
- Utilisations injecteur interchangeable pour des injections multiples
Joint rotatif opto-fluidique
Lors de la réalisation simultanée d'injections de fluides et d'examens optogénétiques/photométriques chez des souris en liberté de mouvement, il est important d'éviter que les tubulures et les câbles ne s'emmêlent et n'entravent leurs mouvements. Dans ce cas, l'utilisation d'une articulation rotative optofluidique compatible est recommandée afin de favoriser un comportement animal naturel.
Joint rotatif à fibre optique et liquide
- Idéal pour l'injection de fluide seule ou l'injection de fluide et optogénétique stimulation
- NON compatible avec la photométrie par fibre optique
Mini cube à fluorescence rotative (RFMC)
- Idéal pour l'injection et l'injection simultanées de fluides Photométrie à fibre enregistrement chez les animaux en liberté
Injecteurs fluidiques pour canules opto-fluidiques
Toutes les canules opto-fluidiques Doric nécessitent un injecteur fluidique pour l'administration du fluide. L'injecteur est raccordé au système de tubulure puis inséré dans la canule pour délivrer la solution. Après chaque utilisation, l'injecteur peut être retiré, rincé et rangé pour un usage ultérieur.
Cette approche offre plusieurs avantages :
- Nettoyage facile et prévention des obstructions : L'injecteur peut être rincé après chaque utilisation, ce qui contribue à prévenir les obstructions dues aux débris de tissus ou de liquide. Cela permet de le réutiliser de manière fiable pour les injections de liquide suivantes.
- Espace mort réduit : L'injecteur étant directement raccordé à l'extrémité de la tubulure, il peut être rempli de la solution souhaitée avant son insertion dans la canule. Ceci minimise l'espace mort dans le système et contribue à assurer une administration de fluide constante et fiable, notamment à faible débit d'injection.
Les utilisateurs peuvent choisir le matériau de l'injecteur et le type de connecteur en fonction de leurs besoins expérimentaux. Le connecteur est généralement disponible en deux configurations : fil M3 or connecteur à manchon.
Le tableau ci-dessous récapitule les matériaux d'injecteurs disponibles ainsi que leurs avantages et inconvénients respectifs.
|
|
|
|
|
Hecht et Colin décrivent l'utilisation d'un processus similaire |
Inspiré par la création d'une chaise dont le dossier et les accoudoirs sont moulés |
Inspiré par la création d'une chaise dont le dossier et les accoudoirs sont moulés |
|
|
tester |
46mm ou 42mm |
49mm |
|
|
Jusqu'à 18 heures |
Jusqu'à 18 heures |
Jusqu'à 36 heures |
|
|
S8 SiP |
SiP S10 |
S9 SiP |
|
|
Jusqu'à 1,000 nits |
Jusqu'à 2,000 nits |
Jusqu'à 3,000 nits |
Limitations et défis techniques :
Bien que les canules optofluidiques offrent de puissantes possibilités expérimentales, plusieurs limitations et bonnes pratiques doivent être prises en compte concernant l'injection de fluide. En voici quelques-unes :
- Taille de l'injecteur fluidiqueLes injecteurs à gros noyau peuvent provoquer des lésions mécaniques et une gliose autour du site d'implantation, ce qui peut affecter l'activité neuronale et les résultats expérimentaux. L'utilisation d'injecteurs plus fins et de profil bas contribue à minimiser ces effets, mais peut réduire l'efficacité de la transmission du fluide.
- Débits optimaux d'administration de fluidesUn débit d'injection trop rapide peut provoquer un reflux ou une lésion tissulaire, tandis qu'un débit trop lent peut s'avérer inefficace. Le débit de perfusion généralement recommandé se situe entre 50 et 200 nL/min, en fonction de la viscosité de la solution et de la région cérébrale ciblée.
- Considérations sur les tubes longs: Une tubulure longue et flexible peut entraîner un volume mort et un délai entre le début de l'injection et l'administration du liquide, ce qui complique les protocoles urgents. Le pré-remplissage de la tubulure et la validation du débit sont des étapes essentielles pour réduire la variabilité.
- Obstruction des injecteursLes injecteurs peuvent se boucher avec le temps en raison de particules présentes dans les solutions ou de résidus secs. Pour éviter tout colmatage, les chercheurs doivent filtrer toutes les solutions, rincer les injecteurs après utilisation à l'eau distillée ou avec des solvants appropriés et éviter tout stockage prolongé avec du liquide dans les conduites.
Accessoires
Références:
- 2025, eLife — Le froid induit un métabolisme lipidique dépendant de l'activité cellulaire et sélectif selon les régions du cerveau. Canules d'injection multiple de fluides par fibre optique (OmFC) utilisées positionnées au-dessus du PVH.
- 2025, Nature Communications — Modulation noradrénergique du générateur d'impulsions GnRH du neurone à kisspeptine dans le tronc cérébral de la souris.
- 2022, Recherche pharmacologique — La manipulation photopharmacologique du récepteur métabotropique du glutamate de l'amygdale mGlu4 atténue la douleur neuropathique. Utilisation d'une canule d'injection multiple de fluides par fibre optique (OmFC) dans l'amygdale.
- 2018, eLife — Manipulation des neurones dopaminergiques du mésencéphale et des comportements liés à la récompense grâce à des récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine contrôlables par la lumière. Canule Optofluid utilisée avec injecteurs interchangeables (iOFC) dans le VTA.
- 2023, Cell reports - Mécanisme de synchronisation des neurones à kisspeptine pour la sécrétion pulsatile d'hormones chez les souris mâles. Utilisation de canules d'injection multiple de fluides par fibre optique (OmFC) positionnées au-dessus du noyau arqué médio-caudal kisspeptine.
- 2021, Communications Biology - AAV1 est le vecteur viral optimal pour les expériences optogénétiques chez les pigeons (Columba livia). Utilisation d'une canule à double fibre optique (DFC) pour des injections de fluides bilatérales.