Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Neonatal hipoksi-iskemi biyokimyasal belirteçler ölçmek için bir yöntem açıklanmıştır. Bu yaklaşım, yüksek basınçlı sıvı kromatografi (HPLC) ve Gaz Kromatografisi Kütle Spektrometresi (GC / MS) kullanmaktadır.
Neonatal hipoksi iskemi yetersiz kan doku perfüzyon veya sistemik bir oksijen eksikliği ile karakterizedir. Bu durum neden / 1-3 nörolojik bozukluğu da dahil olmak üzere iyi belgelenmiş neonatal bozuklukları şiddetlendirebilir düşünülmektedir. Adenozin trifosfat üretiminin azalması, oksidatif fosforilasyon eksikliği nedeniyle oluşur. Bu enerji, yüksek enerjili fosfat bağının içeren yoksun devlet molekülleri telafi için bozulmuş 2 . Bu ve nihayet ürik asit, hipoksantin, ksantin inozin sonradan bozulmuş adenozin düzeylerinde artışa yol açar. Bu bozulma süreci son iki adımı ksantin oksiredüktaz tarafından yapılmaktadır. Bu enzim, normoksik koşullar altında ksantin dehidrogenaz formu var ancak hipoksi-reperfüzyon koşullar 4, 5 altında ksantin oksidaz (XO) dönüştürülür . Ksantin dehidrogenaz aksine, XO pürin bozulması 4, 6, bir yan ürün olarak hidrojen peroksit oluşturur. Hipoksi sırasında üretilen reaktif oksijen türleri (ROS), ile birlikte bu hidrojen peroksit, ürik asit, allantoin formu oksitler ve malondialdehit (MDA) 7-9 oluşturmak için lipid membranlar ile reaksiyona girer. Memeliler, çoğu insanlar muaf enzim uricase sahip allantoin, ürik asit dönüştürür. İnsanlarda, ancak, allantoin sadece ROS aracılı ürik asit oksidasyonu ile oluşan olabilir. Bu nedenle, allantoin uricase var memeliler insanlarda oksidatif stresin bir belirteci olarak kabul edilir ancak.
Biz neonatal hipoksi iskemi biyokimyasal belirteçler ölçmek için yüksek basınçlı sıvı kromatografi (HPLC) ve gaz kromatografisi kütle spektrometresi (GCMS) istihdam yöntemleri açıklanmaktadır. İnsan kanı en testleri için kullanılır. Hayvan kan uricase oluşturulan allantoin için potansiyel kabul ederken de kullanılıyor olabilir. Pürin metabolitleri 1963 gibi erken olarak hipoksi ve hipoksantin, ksantin güvenilirliği ile bağlantılı olduğunu ve neonatal hipoksi biyokimyasal göstergeleri olarak ürik asit, bazı araştırmacılar 10-13 tarafından doğrulanmış oldu . Pürin bileşiklerin miktar tayini için kullanılan HPLC yöntemi, hızlı, güvenilir ve tekrarlanabilir. Allantoin, nispeten yeni bir oksidatif stres belirteci ölçümü için kullanılan GC / MS yöntemi, Gruber ve ark 7 uyarlanmıştır. Bu yöntem bazı eserler önler ve düşük miktarda örnek gerektirir. MMDA sentezi için kullanılan yöntemler, başka yerde 14 15 tarif edildi . GC / MS MDA tabanlı kantifikasyon Paroni ve ark uyarlanmıştır. Cighetti ve ark 16, 17. Ksantin oksidaz aktivitesi isoxanthopterin 18 pterin dönüşüm niceleme HPLC ile ölçüldü. Bu yaklaşım yeterince duyarlı ve tekrarlanabilir olduğunu kanıtladı.
1. Örnek Toplama ve İşleme
2. Pürin ve XO Analizi, İç Standart, 2-Aminopurine (2-AP) hazırlanması
Denklem 1:
Denklem 2:
3. Pürinler, HPLC Ölçüm
Zaman | Akış (ml / dk) | % 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 |
Pürin bileşiklerin HPLC ölçümleri için Tablo 1 Solvent değişir.
Saklama Süresi * | Gözlenen λ max * | Λ max 19 Bildirilen | Ε max 19 | |
ÜrikAsit | ~ 3.5 min | 288 | 283 [2] | 11.500 [2] |
Hipoksantin | ~ 7.0 min | 248 | 248 [1] | 10.800 [1] |
Ksantin | ~ 9.5 min | 267 | 267 [2] | 10.200 [2] |
2-Aminopurine | ~ 12.5 dakika | 305 | 314 [2] | 4.000 [2] |
Tablo 2: Tipik pürin ve iç standart retansiyon zamanları ve λ max . * 1mL/min bir debi ile izokratik 50mm amonyum format tamponu (pH 5.5) kullanılarak HPLC üzerinde kararlı. pH [].
4. Allantoin GC / MS Ölçüm
5. İç Standart, Metil malondialdehid (MMDA), MDA Analizi hazırlanması
6. GC / MS MDA Ölçümü
7. Ksantin oksidaz HPLC Ölçüm
8. Temsilcisi Sonuçlar:
Şekil 1A pürin bileşiklerin HPLC nicelikleme bir örnek gösterilmiştir. Spesifik alıkonma süreleri ve emisyon dalga boylarında hipoksantin, ksantin ve ürik asit, pürin bileşiklerin eşzamanlı kantifikasyon (Tablo 2) izin verir . Testin doğru şekilde çalıştırıldığında, bileşiklerin ayrılması yeterli olacaktır ve pik şekli keskin ve unimodal olacak. Bu doruklarına sonra standart eğrileri kullanımı yoluyla, Tablo 3'te gösterildiği konsantrasyonları, aralıkları dönüştürülür. Bu testi için numune işleme az olduğundan, ortaya çıkabilecek tek örnek temelli sorunları, kırmızı kan hücrelerinin parçalanması olacaktır. Örnekleri santrifüj önce kırmızı kan olmuş akyuvarlar, plazma, kırmızı / turuncu bir renk alacak ve hipoksik iskemi değerlendirmek için kullanılamaz. Pürin ölçüm yaparken ortaya çıkabilecek diğer konularda HPLC sistemi ve kolon (Şekil 1B) içerir. HPLC sistemi hava kabarcıkları varsa tutma kez kayacak ve HPLC basıncı önemli ölçüde dalgalanma olacak. Koruma kartuşunun değiştirilmesi gerekiyor ise, basınç artacak ve doruklarına genişletmek ve iki ya da üç-kalıcı hale gelecektir.
Hipoksantin (mcM) | Ksantin (mcM) | Ürik Asit (mcM) | Ksantin oksidaz ((nmol ürün) / dk) | Malondialdehit (mcM) | Allantoin (mcM) | |
Dönem normoksik | 1,13-19,3 (64) | ,02-3,69 (61) | 107,20-726,12 (63) | 2.47x10 -6 - 3.92x10 -3 (20) | 0,44-3,76 (53) | NA |
Vadeli Solunum Yetmezliği | 1,78-12,59 (27) | ,07-11,8 (24) | 225,40-653,32 (27) | 0 - 1.03x10 -5 (8) | 0,82-2,73 (24) | NA |
Dönem Hipoksik | ,38-31,80 (13) | 0,11-2,88 (13) | 235,65-1348,13 (13) | 1.20x10 -5 -236,44 (9) | ,95-2,15 (7) | NA |
Erken normoksik | 1,54-4,39 (9) | ,03-1,77 (9) | 178,92-593,49 (9) | 2.46x10 -5 - 5.44x10 -4 (2) | ,95-2,74 (8) | 2,30-5,26 (67) |
Erken Solunum sıkıntısı | 3,04-8,04 (2) | NA | 327,56-365,11 (2) | NA | 2,40-3,46 (3) | NA |
Min-Max (n)
Tablo 3 pürin, ksantin oksidaz, malondialdehid ve allantoin Temsilcisi değişmektedir.
Allantoin GC / MS nicelikleme bir örnek Şekil 2'de gösterilmiştir. Derivitized Allantoin ve derivitized ağır allantoin kitle bilinen olduğundan, kitle spec bu bileşiklerin iyon modu tanımlamak için kullanılır olabilir seçin. Testin doğru şekilde yapılmazsa, iki tepe aynı alıkonma zamanında görülecektir. Allantoin için gelen biri (398,00 m / z) ve diğer ağır allantoin (400,00 m / z). Bu doruklarına sonra bir standart eğri kullanımı yoluyla, Tablo 3'te gösterildiği konsantrasyonları, aralıkları dönüştürülür. Yanlış tahlil çalıştırmak ve örnekleri düzgün derivitized değildi, zirveleri mevcut olmayabilir veya kantitatif temsilcisi olmayabilir. Bir kez daha, kırmızı kan hücrelerinin parçalanmış eğer yenidoğan hipoksik iskemi plazma oksidatif stresi değerlendirmek için kullanılabilir değildir.
MDA ölçümü için sonuçlar farklı tutma zamanlarda gözlenen iki tepe olduğunu hariç allantoin benzer. Anda ~ 3.5 dakika saklama süresi, 144.00 m / z MDA tepe ve yaklaşık 4 dakika bekleme süresi, MMDA için 158.00 m / z pik görülmektedir (Şekil 3). Bu doruklarına sonra bir standart eğri kullanımı yoluyla, Tablo 3'te gösterildiği konsantrasyonları, aralıkları dönüştürülür. 144.00m / z ve 158.00m / z simgesine seçerken, yanlış tahlil çalıştırılır, ya da örnekleri düzgün derivitized doruklarına görülebilir Dikkat edilmelidirbolus ağızdan beslenmeye veya intravenöz lipid yönetimi plazma lipid fazlalığı varsa, plazma sütlü bir görünüm alacak ve neonatal hipoksik iskemi oksidatif stresi değerlendirmek için kullanılan olamaz.
Ksantin oksidaz fonksiyon HPLC tabanlı kantifikasyon bir örnek Şekil 4'te gösterilmiştir. Testin doğru çalıştırılırsa, üç doruk, floresan dedektör ile pterin biri için bir tane isoxanthopterin, ve 2-AP için uyulması gerekmektedir. Bu doruklarına sonra bir standart eğri kullanımı yoluyla, Tablo 3'te gösterildiği konsantrasyonları, aralıkları dönüştürülür. Ayrıca isoxanthopterin ve 2-AP PDA dedektör üretilen spektrum üzerinde karşılık gelen bir tepe olmamalıdır. Enzim aktivitesi olmaması durumunda, isoxanthopterin karşılık gelen zirve görülemez. Bu testte enzim fonksiyon ölçümleri için, tekrarlanan örnek donma ve çözülme değiştirebilir.
Şekil 1. Pürin bileşiklerin tespiti için HPLC spektrumu. A). Temsilcisi sonuçları tahlil doğru çalıştırıldı. B). HPLC, kolon, ya da koruma kartuşu ile ilgili bir sorun var eğer temsilcisi sonuçları.
Şekil 2. Allantoin miktarının tayini için GC / MS spektrum iyon 398,00 m / z allantoin tekabül zirve. Iyon 400,00 m / z tepe ağır allantoin karşılık gelir.
Şekil 3. MDA ölçümü için GC / MS spektrum iyon 144.00 m / z tepe MDA karşılık gelir. Iyon 158.00 m / z tepe MMDA karşılık gelir.
Şekil 4. XO aktivitesinin ölçümü için HPLC spektrumu. A) 4 saatlik inkübasyon süresi 0 dakika inkübasyon süresi ve B) temsilcisi sonuçları Temsilcisi sonuçlar. 4 saatlik inkübasyon süresi için yüksek isoxanthopterine tepe (~ 17 dakika) dikkat edin. Floresans spektrumu, 2-AP sonraki ~ ~ 10dk 5min ve pterine elutes ilk elutes.
Burada açıklanan yöntemler neonatal hipoksi iskemi değerlendirme izin. Bu protokol, varlığı bile genel bir biyokimyasal resim veya hipoksik iskemi derecesi kazanmak için enerji (ATP) yoksunluk, oksidatif stres, oksidatif hasarı ve enzim aktivitesi ölçümleri belirteçleri bir araya getiriyor. Bu yöntemin yararlarına rağmen, potansiyel sınırlamalar vardır. Öncelikle, tüm testleri çalıştırmak için yeterli plazma toplamak için yaklaşık 1-2 ml kan alır. Bu, yetişkin ya da çocuk bir sorun olmaz,...
Çıkar çatışması ilan etti.
Bu çalışma Ulusal Sağlık R01 NR011209-03 Enstitüleri tarafından finanse edilmektedir
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktifin Adı | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar (isteğe bağlı) |
---|---|---|---|
6ml K3E EDTA K3 tüp | Fisher Scientific | 2204061 | |
5702R santrifüj | Fisher Scientific | 05413319 | 13 ve 16mm adaptörü ile |
1.5ml mikrosantrifüj tüp | ABD Bilimsel | 1615-5599 | |
2-Aminopurine | Sigma-Aldrich | A3509 | |
Varian Cary 100 spektrofotometre | Agilant Teknolojileri | 0010071500 | |
Savant SpeedVac | Thermo Scientific | SC210A-115 | |
Micron filtre santrifüj cihazı | Fisher Scientific | UFC501596 | |
Supelcosil LC-18-S Sütun | Sigma-Aldrich | 58931 | |
Supelcosil LC-18-S Supelguard kartuş ve tutucu | Sigma-Aldrich | 59629 | |
HPLC | Waters | ||
GCMS Flakon | Fisher Scientific | 03376607 | |
DL-Allantoin-5 -13 C, 1 -15 N | CDN izotoplar | M-2307 | Cinsiyet # L340P9 |
MTBSTFA | Thermo Scientific | 48920 | |
Piridin | Sigma-Aldrich | 270970 | |
5973E GC / MSD | Agilent Technologies | G7021A | # Bölüm 5975E GC / MS |
3-Ethoxymethacrolein | Sigma-Aldrich | 232548 | |
Sodyum hidroksit | Sigma-Aldrich | S5881 | |
Diklorometan | Sigma-Aldrich | 270997 | |
Benzen | Sigma-Aldrich | 401765 | |
Diisopropyl eter | Sigma-Aldrich | 38270 | |
BHT | Sigma-Aldrich | B1378 | |
Etanol | Sigma-Aldrich | 459844 | |
Phenylhydrazine | Sigma-Aldrich | P26252 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır