Microfluidic Electric Egg-Laying Assay and Application to <i>In-vivo</i> Toxicity Screening of Microplastics using <i>C. elegans</i>
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Environmental pollutants like microplastics are posing health concerns on aquatic animals and the ecosystem. Microplastic toxicity studies using C. elegans as a model are evolving but methodologically hindered from obtaining statistically strong data sets, detecting toxicity effects based on microplastics uptake, and correlating physiological and behavioural effects at an individual-worm level. In this paper, we report a novel microfluidic electric egg-laying assay for phenotypical assessment of multiple worms in parallel. The effects of glucose and polystyrene microplastics at various concentrations on the worms’ electric egg-laying, length, diameter, and length contraction during exposure to electric signal were studied. The device contained eight parallel worm-dwelling microchannels called electric traps, with equivalent electrical fields, in which the worms were electrically stimulated for egg deposition and fluorescently imaged for assessment of neuronal and microplastic uptake expression. A new bidirectional stimulation technique was developed, and the device design was optimized to achieve a testing efficiency of 91.25%. Exposure of worms to 100mM glucose resulted in a significant reduction in their egg-laying and size. The effects of 1μm polystyrene microparticles at concentrations of 100 and 1000 mg/L on the electric egg-laying behaviour, size, and neurodegeneration of N2 and NW1229 (expressing GFP pan-neuronally) worms were also studied. Of the two concentrations, 1000 mg/L caused severe egg-laying deficiency and growth retardation as well as neurodegeneration. Additionally, using single-worm level phenotyping, we noticed intra-population variability in microplastics uptake and correlation with the above physiological and behavioural phenotypes, which was hidden in the population-averaged results. Taken together, these results suggest the appropriateness of our microfluidic assay for toxicological studies and for assessing the phenotypical heterogeneity in response to microplastics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».