A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
تم وصف طريقة لقياس علامات الحيوية في الأطفال حديثي الولادة نقص الأكسجين ، نقص التروية. هذا النهج يستخدم ارتفاع ضغط اللوني السائل (HPLC) واللوني للغاز طيف الكتلة (GC / MS).
وتتميز الوليدية الإسكيمية نقص الأكسجين التي نضح الدم غير كافية من الأنسجة أو عدم نظامية من الأوكسجين. ويعتقد أن هذا الشرط لسبب / تفاقم الاضطرابات الولدان موثقة جيدا بما في ذلك إعاقة للجهاز العصبي 1-3. انخفض انتاج الأدينوساين ثلاثي يحدث نتيجة لنقص في الفسفرة المؤكسدة. للتعويض عن هذه الجزيئات التي تحتوي على طاقة عالية حرمان الدولة سندات الفوسفات الطاقة هي 2 المتدهورة. هذا يؤدي إلى زيادة مستويات الأدينوساين الذي تدهورت لاحقا إينوزين ، هيبوزانتين ، الزانثين ، وأخيرا إلى حمض اليوريك. يتم تنفيذ المرحلتين الأخيرتين في هذه العملية من قبل تدهور oxidoreductase الزانثين. هذا الانزيم موجود في شكل هيدروجين الزانثين في ظل ظروف normoxic ولكن يتم تحويلها إلى أوكسيديز الزانثين (XO) تحت ظروف نقص الأكسجين ضخه - 4 ، 5. خلافا نازعة الزانثين ، XO يولد بيروكسيد الهيدروجين كمنتج ثانوي للتدهور البيورين 4 ، 6. هذا بيروكسيد الهيدروجين في الجمع مع غيرها من أنواع الاكسجين التفاعلية (ريوس) التي تنتج أثناء نقص الأكسجين ، يتأكسد حمض اليوريك لتشكيل آلانتوين ويتفاعل مع الأغشية الدهنية لتوليد malondialdehyde (MDA) 7-9 ، ومعظم الثدييات ، البشر المعفاة ، تمتلك يوريكاز الانزيم الذي يحول إلى حمض اليوريك آلانتوين. في البشر ، ومع ذلك ، لا يمكن إلا أن يكون شكلتها آلانتوين ريوس بوساطة أكسدة حمض اليوريك. وبسبب هذا ، يعتبر آلانتوين أن يكون علامة من الاكسدة في البشر ، ولكن ليس في الثدييات التي لديها يوريكاز.
نحن تصف أساليب توظيف ارتفاع ضغط اللوني السائل (HPLC) والغاز اللوني الطيف الكتلي (نماذج الدوران) لقياس العلامات الحيوية من نقص التروية نقص الأكسجين الوليدي ، ويستخدم الدم البشرية لمعظم الاختبارات. ويمكن أيضا أن تستخدم دم الحيوان مع الاعتراف احتمال يوريكاز المولدة آلانتوين. وترتبط الأيضات البيورين إلى نقص الأكسجين في وقت مبكر عام 1963 وموثوقية هيبوزانتين ، الزانثين ، وجرى التحقق من حمض اليوريك كمؤشرات البيوكيميائية حديثي الولادة من نقص الأكسجة المحققون عدة 10-13. طريقة HPLC المستخدمة في القياس الكمي للمركبات البيورين سريعة وموثوق بها ، وقابلة للتكرار. تم تعديل طريقة GC / MS المستخدمة في القياس الكمي للآلانتوين ، علامة جديدة نسبيا من الاكسدة ، وآخرون من غروبر 7. هذا الأسلوب يتجنب بعض التحف ويتطلب كميات منخفضة من العينة. ووصف الأساليب المستخدمة لتوليف MMDA في أماكن أخرى 14 و 15. تم تكييفها GC / MS الكمي القائم على نجمة داود الحمراء من Paroni وآخرون. وCighetti آخرون 16 و 17. تم قياس النشاط أوكسيديز الزانثين بواسطة HPLC عن طريق قياس تحويل تيرين isoxanthopterin إلى 18. أثبت هذا النهج لتكون حساسة بما فيه الكفاية وقابلة للتكرار.
1. جمع العينات ومعالجتها
2. إعداد المعيار الداخلي ، 2 - Aminopurine (2 - AP) ، وتحليل لالبيورين XO
المعادلة 1 :
المعادلة 2 :
3. HPLC قياس البيورينات
مرة | تدفق (لتر / دقيقة) | A ٪ | ٪ B | ٪ C | |
1 | 1.00 | 0.0 | 0.0 | 100.0 | |
2 | 16.00 | 1.00 | 0.0 | 0.0 | 100.0 |
3 | 17.00 | 1.00 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
4 | 22.00 | 1.00 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
5 | 27.00 | 1.00 | 0.0 | 100.0 | 0.0 |
6 | 32.00 | 1.00 | 0.0 | 100.0 | 0.0 |
7 | 33.00 | 1.00 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
8 | 38.00 | 1.00 | 100.0 | 0.0 | 0.0 |
9 | 39.00 | 1.00 | 0.0 | 0.0 | 100.0 |
10 | 45.00 | 1.00 | 0.0 | 0.0 | 100.0 |
الجدول 1. المذيبات لقياس التغيرات HPLC مركبات البيورين.
* الاحتفاظ الزمن | * لاحظ ماكس λ | وذكرت λ ماكس 19 | وذكرت ε ماكس 19 | |
بوليحامض | ~ 3.5 دقيقة | 288 | 283 [2] | 11500 [2] |
هيبوزانتين | ~ 7.0 دقيقة | 248 | 248 [1] | 10800 [1] |
الزانثين | ~ 9.5 دقيقة | 267 | 267 [2] | 10200 [2] |
2 - Aminopurine | ~ 12.5 دقيقة | 305 | 314 [2] | 4000 [2] |
الجدول 2. مرات الاحتفاظ نموذجي والحد الأقصى لλ البيورينات والمعايير الداخلية. * وتصميما على استخدام HPLC isocratic فورمات الأمونيوم 50mM العازلة (درجة الحموضة 5.5) مع معدل تدفق 1mL/min. درجة الحموضة في [].
4. GC / MS قياس آلانتوين
5. إعداد المعيار الداخلي ، الميثيل Malondialdehyde (MMDA) ، لتحليل MDA
6. GC / MS قياس MDA
7. HPLC قياس xanthine أوكسيديز
8. ممثل النتائج :
ويرد مثال على القياس الكمي للمركبات HPLC البيورين في الشكل 1A. أوقات محددة ، والاحتفاظ انبعاث موجات هيبوزانتين ، الزانثين ، وحمض اليوريك تسمح الكمي في وقت واحد من مركبات البيورين (الجدول 2). عندما يتم تشغيل الفحص بشكل صحيح ، فإن المركبات لها الانفصال والشكل الملائم الذروة ستكون حادة وحيد الواسطة. ثم يتم تحويل هذه القمم في نطاقات أو تركيزات مبين في الجدول رقم 3 ، من خلال استخدام منحنيات القياسية. لأن تجهيز العينات للفحص هذا هو الحد الأدنى ، فإن المشاكل القائمة عينة فقط التي قد تنشأ يكون lysing من خلايا الدم الحمراء. إذا كانت خلايا الدم الحمراء قبل أن يتم طرد ليز العينات ، وسوف تتخذ البلازما على اللون البرتقالي / الأحمر والتي لا يمكن استخدامها لتقييم نقص تروية ميتة. المسائل الأخرى التي قد تنشأ عند قياس البيورينات ينطوي على نظام HPLC والعمود (1B الشكل). إذا كان هناك فقاعات هواء في نظام HPLC سيتم الاحتفاظ مرات التحول والضغط HPLC سوف تتقلب بشكل كبير. إذا كانت خرطوشة الحرس يحتاج إلى تغيير ، فإن زيادة الضغط والقمم سوف تتسع وتصبح ثنائية أو ثلاثية مشروط.
هيبوزانتين (ميكرومتر) | الزانثين (ميكرومتر) | حمض اليوريك (ميكرومتر) | أكسيداز الزانثين ((nmol المنتج) / دقيقة) | Malondialdehyde (ميكرومتر) | آلانتوين (ميكرومتر) | |
مصطلح Normoxic | 1.13-19.3 (64) | 0.02-3.69 (61) | 107.20-726.12 (63) | 2.47x10 -6 -- 3.92x10 -3 (20) | 0.44-3.76 (53) | NA |
الضائقة التنفسية الأجل | 1.78-12.59 (27) | 0.07-11.8 (24) | 225.40-653.32 (27) | 0 -- 1.03x10 -5 (8) | 0.82-2.73 (24) | NA |
مصطلح ميتة | 0.38-31.80 (13) | 0.11-2.88 (13) | 235.65-1348.13 (13) | 1.20x10 -5 -236.44 (9) | 0.95-2.15 (7) | NA |
الخدج Normoxic | 1.54-4.39 (9) | 0.03-1.77 (9) | 178.92-593.49 (9) | 2.46x10 -5 -- 5.44x10 -4 (2) | 0.95-2.74 (8) | 2.30-5.26 (67) |
الضائقة التنفسية المبكرة | 3.04-8.04 (2) | NA | 327.56-365.11 (2) | NA | 2.40-3.46 (3) | NA |
دقيقة ماكس (ن)
الجدول 3. نطاقات الممثل لالبيورينات ، أوكسيديز الزانثين ، malondialdehyde وآلانتوين.
ويرد مثال على القياس الكمي GC / MS من آلانتوين في الشكل 2. لأنه من المعروف كتلة آلانتوين derivitized وآلانتوين derivitized الثقيلة ، حدد يمكن استخدامها لتحديد وضع أيون هذه المركبات على المواصفات الشامل. إذا تتم مقايسة بشكل صحيح ، سيتم ذروتين وحظ في الوقت نفسه الاحتفاظ. الموافق آلانتوين واحدة (398.00 م / ض) والآخر لآلانتوين الثقيلة (400.00 م / ض). ثم يتم تحويل هذه القمم في نطاقات أو تركيزات مبين في الجدول رقم 3 ، من خلال استخدام منحنى القياسية. إذا تم تشغيل مقايسة غير صحيح ، ولم derivitized عينات بشكل صحيح ، قد لا تكون موجودة قمم أو قد لا تكون ممثلة كميا. مرة أخرى ، إذا خلايا الدم الحمراء لا lysed البلازما يمكن استخدامها لتقييم الاكسدة في نقص تروية ميتة الولدان.
النتائج لتحديد مقدار MDA مماثلة لتلك التي لآلانتوين مع الاستثناء الذي لوحظ القمم اثنين في الأوقات الاحتفاظ مختلفة. ~ 3.5 دقيقة في الوقت الاحتفاظ ، وهو 144،00 م / ض الذروة لنجمة داود الحمراء والاحتفاظ في الوقت ~ 4 دقائق ، لوحظ 158.00 م / ض الذروة لMMDA (الشكل 3). ثم يتم تحويل هذه القمم في نطاقات أو تركيزات مبين في الجدول رقم 3 ، من خلال استخدام منحنى القياسية. إذا تم تشغيل الفحص بشكل غير صحيح ، أو لا derivitized عينات بشكل صحيح ، يمكن ملاحظة وجود قمم عند اختيار ل144.00m / z و158.00m / ز. وتجدر الإشارة إلى أنإذا كان هناك فائض من الدهون في البلازما من الرضاعة عن طريق الفم أو الوريد بلعة الادارة الدهون ، وسوف تتخذ البلازما على مظهر حليبي والتي لا يمكن استخدامها لتقييم الاكسدة في نقص تروية ميتة الولدان.
ويرد مثال على القياس الكمي HPLC المستندة إلى وظيفة أوكسيديز الزانثين في الشكل 4. إذا تم تشغيل الفحص بشكل صحيح ، يجب ملاحظة ثلاث قمم مع كاشف الفلورسنت ، واحدة للتيرين ، واحدة للisoxanthopterin ، وواحدة لAP - 2. ثم يتم تحويل هذه القمم في نطاقات أو تركيزات مبين في الجدول رقم 3 ، من خلال استخدام منحنى القياسية. يجب أن يكون هناك أيضا ذروة الموافق isoxanthopterin وAP - 2 على الطيف الناتجة عن كشف PDA. إذا كان نشاط انزيم غائب ، لن ذروة الموافق isoxanthopterin أن ينظر إليها. ربما لأن هذه التدابير فحص وظيفة الانزيم ، وتجميد والذوبان المتكررة من العينة يغير ذلك.
الشكل 1. HPLC الطيف لتحديد مركبات البيورين. A). ممثل النتائج إذا تم تشغيل الفحص بشكل صحيح. باء). النتائج ممثل إذا كان هناك مشكلة مع HPLC ، العمود ، أو خرطوشة الحراسة.
الشكل 2. GC / MS الطيف لتحديد كمية آلانتوين. ذروة في ايون 398.00 م / ض يناظر آلانتوين. في ذروة 400.00 ايون ض م / يناظر آلانتوين الثقيلة.
الشكل 3. GC / MS الطيف لتحديد كمية نجمة داود الحمراء ، وذروته عند 144.00 ايون ض م / يتوافق مع نجمة داود الحمراء. في ذروة 158.00 ايون ض م / يناظر MMDA.
الشكل 4. HPLC الطيف لقياس النشاط XO ألف) النتائج الممثل للمرة دقيقة 0 حضانة والنتائج ممثل B) للفترة حضانة 4 ساعة. لاحظ أعلى ذروة isoxanthopterine (في 17 دقيقة ~) للفترة حضانة 4 ساعة. في الطيف مضان ، 2 - AP elutes الأولى في ~ elutes 5min وpterine المقبل في ~ 10min.
وصفت وسائل تسمح هنا تقييم نقص التروية نقص الأكسجة الولدان. هذا البروتوكول يجمع بين قياسات علامات الحرمان (ATP) والطاقة ، والاكسدة ، والضرر التأكسدي ، ونشاط انزيم للحصول على صورة شاملة للوجود البيوكيميائية أو حتى درجة من نقص تروية ميتة. على الرغم من جدوى هذا الأسلوب ، و?...
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
ويتم تمويل هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة NR011209 R01 - 03
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم كاشف | شركة | فهرس العدد | تعليقات (اختياري) |
---|---|---|---|
6ml K3E أنبوب EDTA K3 | فيشر العلمية | 2204061 | |
5702R الطرد المركزي | فيشر العلمية | 05413319 | مع 13 و محول 16MM |
1.5ml microcentrifuge أنبوب | الولايات المتحدة الأمريكية والعلم | 1615-5599 | |
2 - Aminopurine | سيغما الدريخ | A3509 | |
فاريان كاري معمل 100 | Agilant تكنولوجيز | 0010071500 | |
موهوب SpeedVac | الحرارية العلمية | SC210A - 115 | |
جهاز الطرد المركزي فلتر ميكرون | فيشر العلمية | UFC501596 | |
Supelcosil LC - 18 - S العمود | سيغما الدريخ | 58931 | |
Supelcosil LC - 18 - S Supelguard وحامل خرطوشة | سيغما الدريخ | 59629 | |
HPLC | مياه | ||
هذه النماذج فيال | فيشر العلمية | 03376607 | |
DL - آلانتوين C - 5 -13 (1) ؛ -15 N | CDN نظائر | M - 2307 | # الكثير L340P9 |
MTBSTFA | الحرارية العلمية | 48920 | |
بيريدين | سيغما الدريخ | 270970 | |
5973E GC / MSD | اجيلنت تكنولوجيز | G7021A | جزء # ل5975E GC / MS |
3 Ethoxymethacrolein | سيغما الدريخ | 232548 | |
هيدروكسيد الصوديوم | سيغما الدريخ | S5881 | |
ثنائي كلورو ميثان | سيغما الدريخ | 270997 | |
البنزين | سيغما الدريخ | 401765 | |
Diisopropyl الأثير | سيغما الدريخ | 38270 | |
BHT | سيغما الدريخ | B1378 | |
الإيثانول | سيغما الدريخ | 459844 | |
الفينيل هيدرازين | سيغما الدريخ | P26252 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved