Este trabajo es apoyado por becas de investigación de los Institutos Nacionales de Salud (HL068915; HL088206) y las contribuciones al Fondo de conducción cardiaca en el Hospital de Niños de Boston.

Parte 1: Preparar las soluciones y el sistema de corazón aislado perfundido <ol><li> En la mañana del experimento, 4,0 L de Krebs-Henseleit solución se prepara como se describió previamente [5, 6]. </li><li> 11 mmol / l 2,3-butanodiona monoxima (BDM) se disuelve en 1.0 L de Krebs-Henseleit solución decantada de la perfusión preparada en la etapa 1.1. </li><li> Un adicional de 150 ml de Krebs-Henseleit se retira de la perfusión preparada en el paso 1.1 y se mezcla con 5 mol / l di-8-ANEPPS (diluido en un 10 mmol / L de valores disuelto en dimetilsulfóxido (DMSO)). </li><li> Estas tres soluciones se transfiere al agua con camisa de vidrio embalses (Radnoti), donde se pre-calentado a 41,0 ° C y oxigenada con un pelele sumergida (Radnoti) con 0,2 m con filtro de 95% O 2, 5% de CO 2 gas. Las soluciones de los tres depósitos de valores se bombea al sistema de pared con Langendorff Masterflex ™ L / S y las bombas peristálticas de baja absorción de tubo de silicona (Cole-Parmer). </li><li> Antes del montaje, el sistema de Langendorff cristalería (Radnoti) está cuidadosamente lavadas con E-TOXA-CLEAN reactivo (Sigma-Aldrich) y enjuagar con 0,1 M / L HCl, 100% de etanol y agua destilada. </li><li> El aparato no recirculación Langendorff fue construido para ofrecer 70 mm Hg de presión constante de 3 depósitos separados oxigenada, que están separados desde el corazón de serpentines de calefacción camisa de agua y trampas de burbujas (Radnoti) [7]. Las 3 líneas independientes de perfusión convergen por encima del corazón en dos llaves de paso de 3 vías, lo que nos permite controlar con precisión la entrega de las soluciones preparadas en pasos de 1,1 a 1,3. Con camisa de agua de vidrio se conecta en serie con un tubo Masterflex BPT PharMed (Cole-Parmer) y se calienta a 39 ° C con agua destilada con dos circuladores E100 (Lauda). La pérdida de calor a través del tubo de silicona curada con platino (Cole-Parmer) que conecta los yacimientos carga de presión a los serpentines de calefacción y trampas de burbujas como resultado un 37 º C perfundido llegar al corazón. </li></ol> Parte 2: Cosecha del corazón de rata y puesta en marcha de perfusión Langendorff <ol><li> Para inducir la anestesia general profunda en ratas 200-250 g Lewis, 100 mg / kg de ketamina y xilacina 10 mg / kg se inyecta en la cavidad intraperitoneal. A esta mezcla, se añaden 500 U / kg de heparina para prevenir la coagulación de la sangre y la isquemia miocárdica durante el procedimiento de explantación. </li><li> Para facilitar el acceso al corazón y grandes vasos, la pared anterior del tórax se ha eliminado. Después de eso, el tejido circundante se diseca cuidadosamente y abrió el saco pericárdico. </li><li> Tras la identificación de la vena cava inferior, este vaso se liga con seda 5-0 (Ethicon) y todo el bloque corazón-pulmón explantado es. El tejido se coloca inmediatamente en helado de Krebs-Henseleit solución contenida en un vaso de 50 ml en hielo. </li><li> La aorta ascendente es rápidamente identificado y disecado de los tejidos circundantes. Una cánula de tamaño adecuado (Harvard Apparatus) se inserta en la aorta, teniendo cuidado de evitar la interrupción de la perfusión obligatoria de las arterias coronarias mediante la inserción de la cánula demasiado lejos en la raíz aórtica. La cánula se asegura a la aorta ascendente con 5-0 seda (Ethicon). </li><li> El corazón de rata se coloca en el aparato Langendorff sin introducir burbujas de aire dentro de la cánula. Retrógrada perfusión vascular coronaria se ha establecido con la cálida y oxigenada de Krebs-Henseleit solución de la presión de cabeza se describe en el paso 1.6. </li><li> Tejido extra, incluyendo los pulmones, ahora se retira y el corazón se perfundidos durante 20 minutos para permitir la recuperación de la función y estabilizar el ritmo. Durante este tiempo, una sonda de temperatura termopar muy delgado (Cole-Parmer) se introduce en la cavidad del ventrículo izquierdo y se sutura en su lugar con 5-0 Prolene sutura (Ethicon). La sonda está conectada a un termo-regulador (Digi-Sense) para asegurar la temperatura del corazón se mantiene a 37 ° C mediante el ajuste de la configuración de las bombas de agua circulatorio. Movimiento de perfusión que gotea de la punta cardiaca se reduce al mínimo mediante la colocación de una gasa en el receptáculo de efluentes. </li></ol> Parte 3: el corazón de carga con el tinte potenciométrica y adquirir señales electroencefalográficas y ópticas <ol><li> Di-8-ANEPPS (Invitrogen) se carga en el corazón por el cambio a la línea de perfusión que contiene la mezcla de Krebs-Henseleit con el colorante fluorescente utilizando una llave de paso. Además, una cánula de 18G se coloca en la aurícula izquierda y / oa la derecha y otros 50 ml de solución de colorante es administrado lentamente en cada una de estas cámaras, ya que no están lo suficientemente preservados con medio de contraste introducido a través de las arterias coronarias. </li><li> Durante el procedimiento de carga, 3 derivaciones del ECG (Harvard Apparatus) se coloca suavemente sobre la superficie del corazón, que no se enfrenta a la óptica utilizada para el mapeo. Electrodo n º 1 se coloca en la parte posterior apical del ventrículo izquierdo, N ° 2 en la aurícula izquierda, y N <su<html> p&gt; o 3 como un electrodo de referencia de la raíz aórtica (Figura 1). Las señales electroencefalográficas auriculares y ventriculares posteriormente se amplifica, digitaliza, y se muestra junto con las señales ópticas utilizando el software (camisa roja de imagen) (Figura 2). Un osciloscopio (Tektronix TDS modelo 1002) también se utiliza para visualizar el ECG de superficie s en tiempo real y asegurar el ritmo adecuado. </li><li> Amplificador de ECG (Hugo Sachs Elektronik) opciones: filtro de paso alto: 0,1 Hz Filtro de paso bajo: 150 Hz </li><li> La cámara CMOS (camisa roja de imagen) y macroscópico se coloca con los ajustes XYZ para que la superficie del corazón está enfocada y centrada en el marco de la adquisición. La cámara y la óptica están montadas sobre una mesa de aislamiento de vibración (menos K Technology) para reducir al mínimo las frecuencias de resonancia. Al mismo tiempo, un electrodo de estimulación coaxial (Harvard Apparatus), controlada con un hecho aislado, S48-estimulación eléctrica de la unidad (hierba), se coloca en la aurícula derecha y el corazón es un ritmo de 300 pulsaciones por minuto (Figura 1). </li><li> La estimulación eléctrica (hierba) la configuración: Precio: 5 pulsos por segundo Demora: 0,2 ms Duración: 2 ms V: 6-12 V Modo: Repita Pulso: Single </li><li> Para las grabaciones ópticas que carecen de los artefactos de movimiento de contracción, el corazón tiene que ser electromecánico acoplado. Esto lo hacemos de nuevo el cambio de líneas de perfusión Krebs-Henseleit solución que contiene 11 mmol / L BDM. Entre las adquisiciones, el corazón es puro perfundidos con Krebs-Henseleit para ayudar a preservar la viabilidad de la preparación. </li><li> Los parámetros de grabación se establecen con el software (Imagen camisa roja) con la configuración de la adquisición de lo siguiente: Configuración: 2.000 Hz; 128x128 píxeles que Intervalo de fotogramas: 0,5 ms Cámara de ganancia del amplificador: 5 veces On-Chip de ganancia: 8x-12m-, así Obturador: 500 ms retraso Número de fotogramas: 4000 Duración: 2000 ms </li><li> Todas las luces de la sala y los equipos están apagados o protegidos para eliminar el ruido de fondo durante la grabación. La luz ilumina el corazón sólo durante la grabación óptica para reducir el foto-blanqueo y tinte de toxicidad. El obturador fuente de luz es controlado con un pulso de 5 V entrega a través del panel de control a través de una D a un tablero en el ordenador (Imagen camisa roja). </li></ol> Parte 4: Analizar la información utilizando el software de adquisición de imágenes de camisa roja <ol><li> Tras la adquisición, los datos se procesan utilizando diferentes configuraciones de filtros. Por lo general, utilizar la configuración predeterminada, excepto cuando se ajusta la banda de parada / filtro de paso, que se encuentra con el límite a la izquierda en 44.0 y el límite a la derecha en 98.0. Después de la información registrada es procesada y una película se genera (Imagen camisa roja). </li><li> Los datos de una adquisición se corresponde con la activación eléctrica local en 16.384 sitios en la superficie del corazón durante un período de 2 segundos. El software permite que estas señales locales para ser comparados directamente entre sí y con las grabaciones electroencefalográficas auriculares y ventriculares. Datos se visualizan mediante la asignación de la activación eléctrica local a color y la representación de esta información como una animación que muestra la activación espacio-temporal eléctrica en la superficie cardíaca. Para crear este tipo de animación, que utilizará el software para: <ul><li> temporal y / o filtrar los datos espacialmente </li><li> seleccionar una hora de inicio y fin de la animación </li><li> mapa de señales ópticas a color en función de la intensidad de la luz en reposo de cada píxel </li><li> superposición de los datos de color con una imagen del corazón </li><li> generar la animación </li></ul></li></ol> Parte 5: Los resultados representativos Si la preparación del corazón perfused estaba inmóvil durante la grabación, las señales ópticas muestran un pico distinto para cada pixel implicados en un cambio de la intensidad de las emisiones de di-8-ANEPPS. Las películas correspondientes (Figuras 3 y 4) muestran un frente de onda de excitación se propagan a través de la superficie epicárdica del corazón, así como las grabaciones de adquisición simultánea electroencefalográficas (Figura 2). <img src="/files/ftp_upload/1138/Figure3.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Una fotografía de una preparación de corazón Langendorff perfundidos que representan las posiciones de los electrodos de estimulación en la aurícula derecha y el ECG conduce como se describe en el paso 3.2. <img src="/files/ftp_upload/1138/Figure4thumb.jpg" alt="Figura 2" border="0" /> Figura 2. Representante de las señales ópticas y grabaciones electroencefalográficas de un corazón de rata perfundido Lewis. El panel A muestra una imagen de la superficie del epicardio utilizados para obtener imágenes ópticas. La posición de los píxeles seleccionados para demostrar los cambios en la emisión de fluorescencia con el tiempo en el Panel B se indican con flechas de colores. Señales electroencefalográficas se muestran en el panel de C con la línea roja que indica la activación auricular y la línea azul que corresponde a la señal ventricular. Por favor,ve.com/files/ftp_upload/1138/Figure4.jpg &quot;&gt; haga clic aquí para ver una versión más grande de esta cifra.

<ol>
	<li>Efimov, I. R., Nikolski, V. P., Salama, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging+of+the+heart.">Optical imaging of the heart.</a> Circ Res. 95 (1), 21-33 (2004).</li><li>Hucker, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Images+in+cardiovascular+medicine.+Optical+mapping+of+the+human+atrioventricular+junction.">Images in cardiovascular medicine. Optical mapping of the human atrioventricular junction.</a> Circulation. 117 (11), 1474-147 (2008).</li><li>Entcheva, E., Bien, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macroscopic+optical+mapping+of+excitation+in+cardiac+cell+networks+with+ultra-high+spatiotemporal+resolution.">Macroscopic optical mapping of excitation in cardiac cell networks with ultra-high spatiotemporal resolution.</a> Prog Biophys Mol Biol. 92 (2), 232-257 (2006).</li><li>Entcheva, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescence+imaging+of+electrical+activity+in+cardiac+cells+using+an+all-solid-state+system.">Fluorescence imaging of electrical activity in cardiac cells using an all-solid-state system.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 51 (2), 333-341 (2004).</li><li>Stamm, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+endotoxin-induced+alterations+in+myocardial+calcium+handling:+obligatory+role+of+cardiac+TNF-alpha.">Rapid endotoxin-induced alterations in myocardial calcium handling: obligatory role of cardiac TNF-alpha.</a> Anesthesiology. 95 (6), 1396-1405 (2001).</li><li>Choi, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+conduction+through+engineered+tissue.">Cardiac conduction through engineered tissue.</a> Am J Pathol. 169 (1), 72-85 (2006).</li><li>Skrzypiec-Spring, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolated+heart+perfusion+according+to+Langendorff---still+viable+in+the+new+millennium.">Isolated heart perfusion according to Langendorff---still viable in the new millennium.</a> J Pharmacol Toxicol Methods. 55 (2), 113-126 (2007).</li><li>Fedorov, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+blebbistatin+as+an+excitation-contraction+uncoupler+for+electrophysiologic+study+of+rat+and+rabbit+hearts.">Application of blebbistatin as an excitation-contraction uncoupler for electrophysiologic study of rat and rabbit hearts.</a> Heart Rhythm. 4 (5), 619-626 (2007).</li></ol>

Los experimentos con animales se realizaron de acuerdo con las directrices y normas establecidas por el Cuidado de Animales institucional y el empleo en el Hospital de Niños de Boston.

La extracción del corazón de ratas anestesiadas debe realizarse rápidamente para evitar la isquemia miocárdica. Si la perfusión de la isquemia o insuficiencia coronaria se produce, el corazón es probable que desarrollar arritmias y puede llegar a ser del infarto. Además, estos corazones se muestran insuficientes emisión de fluorescencia de las grabaciones de información y los análisis posteriores. Antes de cargar el medio de contraste, las células del miocardio deben ser adecuadamente preservados con solució...

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		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>CardioCMOS-SM128f</td>
<td>Equipment</td>
<td>RedShirt Imaging, Decatur, GA 30030 USA </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>CardioPlex Software</td>
<td>Equipment</td>
<td>RedShirt Imaging, Decatur, GA 30030 USA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>LUXEON LED Light Source 460-490 nm </td>
<td>Equipment</td>
<td>Lumileds Lighting, US, LLC, San Jose, CA 95131 USA</td>
<td>LXHL-PB02</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>ECG Amplifier Type 689 Hugo Sachs Elektronik</td>
<td>Equipment</td>
<td>Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA</td>
<td>730149</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Dichroic Mirror 505 nm</td>
<td>Equipment</td>
<td>Semrock, Rochester, NY 14624 USA</td>
<td>FF505-SDi01-25x36</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Emission Filter 605 nm Long Pass</td>
<td>Equipment</td>
<td>SciMedia, Costa Mesa, CA 92626 USA </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>THT Sideways</td>
<td>Equipment</td>
<td>SciMedia, Costa Mesa, CA 92626 USA</td>
<td>25 BM-8</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Mini Ball Joint Holder</td>
<td>Equipment</td>
<td>Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA</td>
<td>BS4 73-0177</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Small Stimulation Electrode Set</td>
<td>Equipment</td>
<td>Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA</td>
<td>BS4 73-0160</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>BM-6 Benchtop Vibration Isolation Platform</td>
<td>Equipment</td>
<td>Technology Inc., Inglewood, CA 90301</td>
<td>25 BM-6</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Monopolar ECG Electrode</td>
<td>Equipment</td>
<td>Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA</td>
<td>BS4 73-0200</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Roller Pump SCI 400</td>
<td>Equipment</td>
<td>Watson-Marlow Bredel Inc., Wilmington, MA 01887 USA</td>
<td>401U/D1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Roller Pump MasterFlex Easy Load II</td>
<td>Equipment</td>
<td>Cole Parmer, Vernon Hills, Illinois 60061 USA</td>
<td>Model 77201-60</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tubing Marprene #14</td>
<td>Equipment</td>
<td>Watson-Marlow Bredel Inc., Wilmington, MA 01887 USA</td>
<td>902.0016.016</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>MasterFlex Tubing</td>
<td>Equipment</td>
<td>PharMed, Westlake, OH 44145 USA</td>
<td>06485-25</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>S48 Square Pulse Stimulator</td>
<td>Equipment</td>
<td>Grass Technologies, West Warwick, RI 02893 USA</td>
<td>Model S48</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>SIU5 RF TRANSFORMER ISOLATION UNIT</td>
<td>Equipment</td>
<td>Grass Technologies, West Warwick, RI 02893 USA</td>
<td>Model SIU5</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>5 Liter Water Jacketed Reservoir</td>
<td>Equipment</td>
<td>Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA</td>
<td>120142-5</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>2 Liter Water Jacketed Reservoir</td>
<td>Equipment</td>
<td>Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA</td>
<td>120142-2</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>0.5 Liter Water Jacketed Reservoir</td>
<td>Equipment</td>
<td>Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA</td>
<td>120142-0</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>0.25 Liter Water Jacketed Reservoir</td>
<td>Equipment</td>
<td>Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA </td>
<td>120142-025</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>10 ml Heating Coil</td>
<td>Equipment</td>
<td>Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA</td>
<td>158822</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Compliance Bubble Trap</td>
<td>Equipment</td>
<td>Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA</td>
<td>130149</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Luer Disconnect Cannula</td>
<td>Equipment</td>
<td>Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA</td>
<td>72-1444</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>3-Way stopcock, FLL to MLT, No Port Covers</td>
<td>Equipment</td>
<td>Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA</td>
<td>BS4 72-2630</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Thermocouple Thermometer</td>
<td>Equipment</td>
<td>Cole Parmer, Vernon Hills, Illinois 60061 USA</td>
<td>WU-91100-40</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Ultra Fine IT-Series Flexible Microprobe </td>
<td>Equipment</td>
<td>PhysiTemp Instruments Inc., Clifton, NJ 07013 USA</td>
<td>IT-24P</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Oscilloscope Tektronix TDS 1002</td>
<td>Equipment</td>
<td>Tektronix Inc., Beaverton, OR 97005 USA</td>
<td>TDS 1002B</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>2,3-Butanedione monoxime </td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma, St. Louis, MO 63132 USA</td>
<td>B0753</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Ketamine HCl</td>
<td>Reagent</td>
<td>Hospira Inc., Lake Forest, IL 60045 USA</td>
<td>RL-0065</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Xylazine</td>
<td>Reagent</td>
<td>Lloyd Inc., Iowa 51601 USA</td>
<td>LB15705A</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>E-TOXA-CLEAN&reg;</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma, St. Louis, MO 63132 USA </td>
<td>E9029</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Di-8-ANEPPS</td>
<td>Reagent</td>
<td>Invitrogen, Carlsbad, CA 92008 USA</td>
<td>D-3167</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

optical mapping of langendorff-perfused rat hearts

Mapeo óptico de la superficie cardíaca con sensibles al voltaje tintes fluorescentes se ha convertido en una herramienta importante para investigar la excitación eléctrica en modelos experimentales que van en escala de cultivos de células de órganos de todo el<sup&gt; [1, 2]</sup&gt;. El estado actual de la técnica de los sistemas de formación de imágenes ópticas, la generación y propagación de potenciales de acción en el ritmo cardíaco normal o en toda la iniciación y el mantenimiento de las arritmias se pueden visualizar casi al instante<sup&gt; [1]</sup&gt;. El último disponible en el mercado de sistemas pueden proporcionar información a las resoluciones espacio-temporal muy alta y se basa en la costumbre-construido el equipo inicialmente desarrollado para superar los obstáculos impuestos por los métodos electrofisiológicos más convencionales<sup&gt; [1]</sup&gt;. Los avances en alta resolución y alta velocidad complementary metal-oxide-semiconductor cámaras (CMOS) y la intensidad de brillo, diodos emisores de luz (LED), así como los tintes sensibles al voltaje, la óptica y filtros han empezado a hacer la adquisición de señales eléctricas prácticas para los biólogos celulares cardiovasculares que están más acostumbrados a trabajar con los microscopios. A pesar de la nueva generación de cámaras CMOS pueden adquirir 10.000 fotogramas por segundo en una matriz de píxeles 16.384, dependiendo del tipo de preparación de muestras, establecidas desde hace tiempo tecnologías de adquisición de fluorescencia, tales como arrays de fotodiodos, los sistemas de escaneo láser, y se enfría acusados-Coupled Device (CCD cámaras) todavía tienen algunas ventajas con respecto al rango dinámico, relación señal-ruido y la eficiencia cuántica<sup&gt; [1, 3]</sup&gt;. En el presente estudio, los corazones de ratas Lewis fueron perfundidos<em&gt; Ex vivo</em&gt; Con una perfusión de cristaloides (solución de Krebs-Henseleit) a 37 ° C en un aparato Langendorff modificada. Después de un período de estabilización de 20 minutos, los corazones fueron perfundidos de forma intermitente con 11 mmol / L 2,3-butanodiona monoxima para eliminar la contracción asociada al movimiento durante la adquisición de la imagen. De mapeo óptico, cargamos los corazones con la sonda potenciométrica de respuesta rápida di-8-ANEPPS<sup&gt; [4]</sup&gt; (5 mmol / L) y brevemente iluminada la preparación con 475 ± 15 nm de luz de excitación. Durante un típico período de 2 segundos de la iluminación,&gt; 605 nm de luz emitida desde la preparación cardiaca fue fotografiada con una cámara CMOS de alta velocidad conectado a un macroscopio horizontal. Para esta demostración, los corazones estaban ritmo de 300 pulsaciones por minuto con un electrodo coaxial conectado a una unidad de estimulación eléctrica aislada. Simultánea los registros bipolares electrográficos fueron adquiridos y analizados junto con las señales de voltaje utilizando el software fácilmente disponible. De esta manera, los potenciales de acción en la superficie de los corazones de rata Langendorff perfundidos puede ser visualizado y registrado con las señales electroencefalográficas.

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Optical Mapping of Langendorff-perfused Rat Hearts

En este artículo se describe una técnica de alta resolución temporal y espacial de la imagen ópticamente movimiento de acción potencial en la superficie de los corazones de rata Langendorff perfundidos con un tinte potenciométrica (di-8-ANEPPS).

Mapeo óptico de corazones de ratas Langendorff perfundidos

Optical mapping of the cardiac surface with voltage-sensitive fluorescent dyes has become an important tool to investigate electrical excitation in ...

optical-mapping-of-langendorff-perfused-rat-hearts

Research

JoVE Journal

Biology

20.7K vistas.  Children's Hospital Boston and Harvard Medical School. En este artículo se describe una técnica de alta resolución temporal y espacial de la imagen ópticamente movimiento de acción potencial en la superficie de los corazones de rata Langendorff perfundidos con un tinte potenciométrica (di-8-ANEPPS).

Video: Optical Mapping of Langendorff-perfused Rat Hearts

Proper Care and Cleaning of the Microscope

Keeping the microscope optics clean is important for high-quality imaging. Dust, fingerprints, excess immersion oil, or mounting medium on or in a microscope causes reduction in contrast and resolution. DIC is especially sensitive to contamination and scratches on the lens surfaces. This protocol details the procedure for keeping the microscope clean.

Keeping the microscope optics clean is important for high-quality imaging. Dust, fingerprints, excess immersion oil, or mounting medium on or in a microscope causes reduction in contrast and resolution. DIC is especially sensitive to contamination and scratches on the lens surfaces. This protocol details the procedure for keeping the microscope clean.

Limpieza y cuidado apropiado del microscopio

Keeping the microscope optics clean is important for high-quality imaging. Dust, fingerprints, excess immersion oil, or mounting medium on or in a ...

Investigación

Biología

Major Components of the Light Microscope

The light microscope is a basic tool for the cell biologist, who should have a thorough understanding of how it works, how it should be aligned for different applications, and how it should be maintained as required to obtain maximum image-forming capacity and resolution. The components of the microscope are described in detail here.

The light microscope is a basic tool for the cell biologist, who should have a thorough understanding of how it works, how it should be aligned for different applications, and how it should be maintained as required to obtain maximum image-forming capacity and resolution. The components of the microscope are described in detail here.

Los componentes principales del microscopio de luz

The light microscope is a basic tool for the cell biologist, who should have a thorough understanding of how it works, how it should be aligned for ...

Phase Contrast and Differential Interference Contrast (DIC) Microscopy

Phase-contrast microscopy is often used to produce contrast for transparent, non light-absorbing, biological specimens. The technique was discovered by Zernike, in 1942, who received the Nobel prize for his achievement. DIC microscopy, introduced in the late 1960s, has been popular in biomedical research because it highlights edges of specimen structural detail, provides high-resolution optical sections of thick specimens including tissue cells, eggs, and embryos and does not suffer from the  phase halos  typical of phase-contrast images. This protocol highlights the principles and practical applications of these microscopy techniques.

Phase Contrast and Differential Interference Contrast DIC Microscopy

This protocol highlights the principles and practical applications of Phase and Differential Interference Contrast (DIC) Microscopy

Contraste de fase y de interferencia diferencial microscopía de contraste (DIC)

Phase-contrast microscopy is often used to produce contrast for transparent, non light-absorbing, biological specimens. The technique was discovered by ...

Semi-automated Optical Heartbeat Analysis of Small Hearts

We have developed a method for analyzing high speed optical recordings from Drosophila, zebrafish and embryonic mouse hearts (Fink, et. al., 2009). Our Semi-automatic Optical Heartbeat Analysis (SOHA) uses a novel movement detection algorithm that is able to detect cardiac movements associated with individual contractile and relaxation events. The program provides a host of physiologically relevant readouts including systolic and diastolic intervals, heart rate, as well as qualitative and quantitative measures of heartbeat arrhythmicity. The program also calculates heart diameter measurements during both diastole and systole from which fractional shortening and fractional area changes are calculated. Output is provided as a digital file compatible with most spreadsheet programs. Measurements are made for every heartbeat in a record increasing the statistical power of the output. We demonstrate each of the steps where user input is required and show the application of our methodology to the analysis of heart function in all three genetically tractable heart models.

We have developed a Semi-automated Optical Heartbeat Analysis method (SOHA) for analyzing high speed optical recordings from Drosophila, zebrafish and embryonic mouse hearts. We demonstrate the application of our methodology to the analysis of heart function in fruit fly and embryonic mouse hearts.

Semi-automatizado de análisis óptico latido de los corazones pequeños

We have developed a method for analyzing high speed optical recordings from Drosophila, zebrafish and embryonic mouse hearts (Fink, et. al., 2009). Our ...

Single Cell Fate Mapping in Zebrafish

The ability to differentially label single cells has important implications in developmental biology. For instance, determining how hematopoietic, lymphatic, and blood vessel lineages arise in developing embryos requires fate mapping and lineage tracing of undifferentiated precursor cells. Recently, photoactivatable proteins which include: Eos1, 2, PAmCherry3, Kaede4-7, pKindling8, and KikGR9, 10 have received wide interest as cell tracing probes. The fluorescence spectrum of these photosensitive proteins can be easily converted with UV excitation, allowing a population of cells to be distinguished from adjacent ones. However, the photoefficiency of the activated protein may limit long-term cell tracking11. As an alternative to photoactivatable proteins, caged fluorescein-dextran has been widely used in embryo model systems7, 12-14. Traditionally, to uncage fluorescein-dextran, UV excitation from a fluorescence lamp house or a single photon UV laser has been used; however, such sources limit the spatial resolution of photoactivation. Here we report a protocol to fate map, lineage trace, and detect single labeled cells. Single cells in embryos injected with caged fluorescein-dextran are photoactivated with near-infrared laser pulses produced from a titanium sapphire femtosecond laser. This laser is customary in all two-photon confocal microscopes such as the LSM 510 META NLO microscope used in this paper. Since biological tissue is transparent to near-infrared irradiation15, the laser pulses can be focused deep within the embryo without uncaging cells above or below the selected focal plane. Therefore, non-linear two-photon absorption is induced only at the geometric focus to uncage fluorescein-dextran in a single cell. To detect the cell containing uncaged fluorescein-dextran, we describe a simple immunohistochemistry protocol16 to rapidly visualize the activated cell. The activation and detection protocol presented in this paper is versatile and can be applied to any model system. 
Note: The reagents used in this protocol can be found in the table appended at the end of the article.

A method is described to photoactivate single cells containing a caged fluorescent protein using two-photon absorption from a Ti:Sapphire femtosecond laser oscillator. To fate map the photoactivated cell, immunohistochemistry is used. This technique can be applied to any cell type.

Sola célula de mapeado de destino en el pez cebra

The ability to differentially label single cells has important implications in developmental biology. For instance, determining how hematopoietic, ...

Cell Labeling and Injection in Developing Embryonic Mouse Hearts

Testing the fate of embryonic or pluripotent stem cell-derivatives in in vitro protocols has led to controversial outcomes that do not necessarily reflect their in vivo potential. Preferably, these cells should be placed in a proper embryonic environment in order to acquire their definite phenotype. Furthermore, cell lineage tracing studies in the mouse after labeling cells with dyes or retroviral vectors has remained mostly limited to early stage mouse embryos with still poorly developed organs. To overcome these limitations, we designed standard and ultrasound-mediated microinjection protocols to inject various agents in targeted regions of the heart in mouse embryos at E9.5 and later stages of development. &#160;Embryonic explant or embryos are then cultured or left to further develop in utero. These agents include fluorescent dyes, virus, shRNAs, or stem cell-derived progenitor cells. Our approaches allow for preservation of the function of the organ while monitoring migration and fate of labeled and/or injected cells. These technologies can be extended to other organs and will be very helpful to address key biological questions in biology of development.

We describe a series of methods to inject dyes, DNA vectors, virus, and cells in order to monitor both cell fate and phenotype of endogenous and grafted cells derived from embryonic or pluripotent cells within mouse embryos at embryonic day (E)9.5 and later stages of development.

Etiquetado de la célula y de inyección en Desarrollo de embriones de ratón Corazones

Testing the fate of embryonic or pluripotent stem cell-derivatives in in vitro protocols has led to controversial outcomes that do not necessarily reflect ...

Recovery of Adult Zebrafish Hearts for High-throughput Applications

Use of the zebrafish model system for studying development, regeneration, and disease is expanding toward use of adult hearts for cell dissociation and purification of RNA, DNA, and proteins. All of these applications demand the rapid recovery of significant numbers of zebrafish hearts to avoid gene regulatory, metabolic, and other changes that begin after death. Adult zebrafish hearts are also required for studying heart structure for a variety of mutants and for studying heart regeneration. However, the traditional zebrafish heart dissection is slow and difficult and requires specialized tools, making large-scale dissection of adult zebrafish hearts tedious. Traditional methods also harbor the risk of damaging the heart during the dissection. Here, we describe a method for dissection of adult zebrafish hearts that is fast, reproducible, and preserves heart architecture. Furthermore, this method does not require specialized tools, is painless for the zebrafish, can be performed on fresh or fixed specimens, and can be performed on zebrafish as young as one month old. The approach described expands the use of adult zebrafish for cardiovascular research.

Use of zebrafish for cardiovascular research is expanding towards research on adult hearts. For these applications, quick and simple isolation of cardiac tissues is key to avoid post-mortem changes and to obtain an adequate number of samples. Here, we describe a fast and reproducible method for dissecting adult zebrafish hearts.

Recuperación de adultos de pez cebra Corazones para aplicaciones de alto rendimiento

Use of the zebrafish model system for studying development, regeneration, and disease is expanding toward use of adult hearts for cell dissociation and ...

Voltage and Calcium Dual Channel Optical Mapping of Cultured HL-1 Atrial Myocyte Monolayer

Optical mapping has proven to be a valuable technique to detect cardiac electrical activity on both intact ex vivo hearts and in cultured myocyte monolayers. HL-1 cells have been widely used as a 2-Dimensional cellular model for studying diverse aspects of cardiac physiology. However, it has been a great challenge to optically map calcium (Ca) transients and action potentials simultaneously from the same field of view in a cultured HL-1 atrial cell monolayer. This is because special handling and care is required to prepare healthy cells that can be electrically captured and optically mapped. Therefore, we have developed an optimal working protocol for dual channel optical mapping. In this manuscript, we have described in detail how to perform the dual channel optical mapping experiment. This protocol is a useful tool to enhance the understanding of action potential propagation and Ca kinetics in arrhythmia development.

This article describes the technique used to perform dual channel optical mapping in cultured HL-1 atrial cell monolayers. This unique protocol allows the simultaneous visualization of both calcium (Ca) and voltage (Vm) activity in the same area for the detailed detection and analysis of electrophysiological properties of culture monolayers.

Tensión y calcio Dual Channel Mapping óptico de Cultivadas HL-1 auricular miocitos monocapa

Optical mapping has proven to be a valuable technique to detect cardiac electrical activity on both intact ex vivo hearts and in cultured myocyte ...

Optical Mapping of Intra-Sarcoplasmic Reticulum Ca2+ and Transmembrane Potential in the Langendorff-perfused Rabbit Heart

Sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ handling plays a key role in normal excitation-contraction coupling and aberrant SR Ca2+ handling is known to play a significant role in certain types of arrhythmia. Because arrhythmias are spatially distinct, emergent phenomena, they must be investigated at the tissue level. However, methods for directly probing SR Ca2+ in the intact heart remain limited. This article describes the protocol for dual optical mapping of transmembrane potential (Vm) and free intra-SR [Ca2+] ([Ca2+]SR) in the Langendorff-perfused rabbit heart. This approach takes advantage of the low-affinity Ca2+ indicator Fluo-5N, which has minimal fluorescence in the cytosol where intracellular [Ca2+] ([Ca2+]i) is relatively low but exhibits significant fluorescence in the SR lumen where [Ca2+]SR is in the millimolar range. In addition to revealing SR Ca2+ characteristics spatially across the epicardial surface of the heart, this approach has the distinct advantage of simultaneous monitoring of Vm, allowing for investigations into the bidirectional relationship between Vm and SR Ca2+ and the role of SR Ca2+ in arrhythmogenic phenomena.

Optical Mapping of Intra-Sarcoplasmic Reticulum Ca2+ and Transmembrane Potential in the Langendorff-perfused Rabbit Heart

This article describes the detailed protocol and equipment necessary for dual optical mapping of transmembrane potential (Vm) and free intra-sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ in the Langendorff-perfused rabbit heart. This method allows for direct observation and quantification of Vm and SR Ca2+ dynamics in the intact heart.

Mapeo óptico de Intra-retículo sarcoplásmico Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt; Y potencial transmembrana en el corazón de conejo perfundidos Langendorff

Sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ handling plays a key role in normal excitation-contraction coupling and aberrant SR Ca2+ handling is known to play a ...

High-resolution Optical Mapping of the Mouse Sino-atrial Node

Sino-atrial node (SAN) dysfunctions and associated complications constitute important causes of morbidity in patients with cardiac diseases. The development of novel pharmacological therapies to cure these patients relies on the thorough understanding of both normal physiology and pathophysiology of the SAN. Among the studies of cardiac pacemaking, the mouse SAN is widely used due to its feasibility for modifications in the expression of different genes that encode SAN ion channels or calcium handling proteins. Emerging evidence from electrophysiological and histological studies has also proved the representativeness and similarity of the mouse SAN structure and functions to larger mammals, including the presence of specialized conduction pathways from the SAN to the atrium and a complex pacemakers' hierarchy within the SAN. Recently, the technique of optical mapping has greatly facilitated the exploration and investigation of the origin of excitation and conduction within and from the mouse SAN, which in turn has extended the understanding of the SAN and benefited clinical treatments of SAN dysfunction associated diseases. In this manuscript, we have described in detail how to perform the optical mapping of the mouse SAN from the intact, Langendorff-perfused heart and from the isolated atrial preparation. This protocol is a useful tool to enhance the understanding of mouse SAN physiology and pathophysiology.

Here, we present a protocol for optical mapping of electrical activity from the mouse right atrium and especially the sino-atrial node, at a high spatial and temporal resolution.