Method Article
Ekstrasellüler sırasında nöral agonistleri ve antagonistleri İyontoforez In vivo Kayıtları bir nöronun mikroçevrede işlemek için güçlü bir yoldur. Bu manipülasyonlar en kolay piggy-back multibarrel elektrotlar aracılığıyla yapılabilir. İşte biz onları üretmek ve işitsel kayıtları sırasında onlara nasıl kullanılacağı açıklanmıştır.
Tek nöronların vivo kayıtlarında bir araştırmacı duyusal uyaranlara yanıt, örneğin nöronların ateşleme özelliklerini incelemek için izin verir. Nöronlar genellikle birbirleri ile entegre çoklu eksitatör ve inhibitör afferent ve / veya efferent girdileri almak ve nöron nihai ölçülen yanıt özellikleri bu girişlerin nöral entegrasyonları ile tahrik edilmektedir. Sinir sistemlerinin bilgi işleme incelemek için, bir nöron veya sinir sistemine çeşitli girdiler anlamak için gerekli olduğunu ve bu girdilerin belirli özellikleri. Belirli bir nöron aldığını belli girdilerin fonksiyonel rolünü değerlendirmek için güçlü ve teknik olarak nispeten basit bir yöntem dinamik ve geri dönebilen bastırmak ya da yok bu girişler, ve bu manipülasyona neden nöronun çıktı değişiklikleri ölçmek için. Bu farmakolojik piggy-back multibarrel elektrikli olan nöron yakın çevresini değiştirerek gerçekleştirilebilirgazeller. Bu elektrotlar tek bir varil kayıt elektrot ve 4 farklı sinaptik agonist veya antagonist kadar taşıyabilen bir multibarrel ilaç elektrot oluşur. Farmakolojik ajanlar zaman kontrollü dağıtım ve sinaptik giriş tersinir yeniden sağlayan, deney sırasında istenilen zaman iontophoretically uygulanabilir. Mikroçevresinin gibi, Farmakolojik manipulasyon nöral devre fonksiyonu hakkında spesifik hipotezleri test etmek için güçlü ve benzersiz yöntemi temsil eder. Gibi
Burada piggy-back elektrotlar üretilmektedir nasıl tanımlamak ve nasıl in vivo deneyler sırasında kullanılır. Piggy-back sistemi bir araştırmacı bir multibarrel uyuşturucu elektrot ile herhangi bir keyfi özelliği tek bir varil kayıt elektrot (direnç, ucu boyutu, şekli vb) birleştirmek sağlar. Bu, tüm varil daha fazla veya daha az benzer şekil ve özelliklere sahip standart çok elektrotlar üzerinde önemli bir avantajdır. Multibarrel electrodes ilk 40 yıl önce 1-3 tanıtıldı ve piggy-back türü 1980'lerde 4,5 tanıtıldı kadar tasarım geliştirmeleri 2,3 bir dizi uğramıştır. Burada az zarar nispeten ince elektrot şaftının nedeniyle vivo hayvan hazırlıkları bozulmamış derin beyin penetrasyon için izin piggy-back elektrotlar laboratuvar üretiminde önemli iyileştirmeler bir dizi sunuyoruz. Bundan başka, bu elektrotların düşük ses kayıtları ile karakterize olan ve arzu edilen farmakolojik maddelerin çok etkili bir iyontoforez için düşük dirençli bir ilaç varil sahiptir.
Cam elektrotlar çekin
Cam elektrotlar çekinElektrot ipuçları Değiştir
Elektrot uçları değiştirin. Iki elektrot birbirine yapıştırılmış olabilir önce, Bunlar modifiye edilmesi gerekir. Tek bir elektrot arasında şaft da bitmiş domuz geri elektrot bileşik şaft mümkün olduğu kadar ince olduğundan emin olmak için multibarrel eklenebilir önce bükülmüş gerekmektedir. Buna ek olarak, multibarrel elektrot ucu iyontoforez için düşük direnç sağlamak için kesilmek sahiptir.Piggy-back Elektrot Assemble
Piggy-back elektrot birleştirin.Elektrot Dolgu Çözümleri hazırlayın
Elektrot dolgu çözümleri hazırlayın. İyontoforez yüklü moleküllerin gerektirdiğinden, en madde bir asidik ya da bazik bir ortamda (tipik olarak bir ya da çözünmüş olması gerekirsırasıyla ta yaklaşık 3-4 arasında pH, ya da 8-10 arasında bir pH değerine). Sık sık iyontoforez olarak kullanılan kimyasal bir dizi Tablo 1 'de listelenmiştir. Tabloda yer almayan maddeler için, bu molekülü ücret tutmak için bir asidik veya alkali bir ortamda molekül kullanmak daha kolay olabilir ve buna göre çözülür edip, pKa değeri belirler. En iyi sonuçlar için, günlük tüm çözümleri taze karıştırın.Dolgu ve Elektrotları hazırlayın
Doldurun ve elektrotlar hazırlar. Şırınga filtreleri ile şırınga bağlı 34 gauge iğne - Sadece elektrot kullanmadan önce, karbon fiber 28 kullanılarak, ilgili ilaç ile her bir varil geri doldurun. Tercih edilen ilaçlar, ve dengeleyici bir varil olarak 3M NaCl ile merkez namlu ile 5-varil konfigürasyonu 4 dış varil doldurun. Sıra 3M NaCl ile tek beşik kayıt elektrot doldurun. Böyle hızlı yeşil veya fenol kırmızısı gibi, NaCl bir boya ekleme daha kolay elektrot ucu görmek için yapacaktırbeyin yüzeye elektrot yerleştirme esnasında. Kayıt kurulum elektrot tutucu içine elektrot takın ve uygun cam varil içine tüm kabloları takın. Yalıtım yaklaşık 1 cm ucunda kaldırıldığı izole gümüş tel kullanın. Multibarrel elektrot (4 ilaç varil ve bir dengeleme namlu), artı elektrot kayıt tek bir varil içine takılması gerekir amplifikatör için tel 5 tel olmalıdır.İyontoforez Pompa Modüller açın
İyontoforez pompa modülleri açın ve tüm varil sınayın. Her pompa modülü elektrot test fonksiyonu elektrod varil fonksiyonel olup olmadığını belirlemenize yardımcı olur. Kullanılmadığı, molekül ücret olarak zıt kutuplu bir tutma gerilimi gerektiğinde varil ilaçların sızıntısını önlemek için.Bu deneyde, glisin reseptör antagonisti striknin hidroklorid iontophoretically uygulanmıştır. Tipik glycinergic inhibisyon Engelleme nöronların ateşleme artar. Şekil 4 yanıtları hayvanın kulakları teslim artan yoğunluk sinüzoidal ses uyaranlara kaydedildi işitsel bir nörondan örnek verileri gösterir. Bir deneme Bu tür nöronun boşaltma hızı vs yoğunluk fonksiyonu olarak ifade edilir. Yüksek sesle sesleri yüksek başak oranları (siyah eğri) sonuçlandı. Bu deney sırasında kullanılan başlangıç iyontoforez akım 15 nA oldu. Mevcut açık ve oran yoğunluğu fonksiyonunda değişiklikler, yeni bir seviyeye (koyu mavi eğri) stabilize ettikten sonra, ejeksiyon akım giderek 30, 45 ölçüde ve 60 nA (turuncu, yeşil ve mavi ışık eğrileri, sırasıyla). Her bir durumda, ses yoğunlukları aynı aralığı boyunca nöronun yanıtları boşalmış olan değişikliklerden sonra kaydedildiyeni çıkarma akımına yanıt olarak rge-kur yoğunluk fonksiyonları stabilize vardı. Geçerli bu seviyeleri artık farklı nöronun yanıtları değiştirebilir çünkü bu örnekte kullanılacak mevcut en uygun fırlatma 45 nA 60 nA oldu. Bu sonuç, 45 mevcut nA de, bu nöronların her glisin reseptörlerine zaten striknin hidroklorür tarafından bloke edildiğini düşündürmektedir. Ejeksiyon akım ve bırakmadan daha striknin herhangi başka bir artış nöronun deşarj oranı düzey işlevi bir başka değişikliğe yol açmamıştır. Protokol tamamlanmasından sonra, püskürtme akım kapatılmış. Başlangıç noktasına geri nöral yanıtların kurtarma yaklaşık 25 dk (kırmızı çizgi) sonra elde edildi. Bu işlem birkaç saniye ile birkaç on dakika arasında, püskürtülen ilaç tipi ve miktarına bağlı olarak, alabilir.
Ilaç | Konsantrasyon | çözelti pH'ı | Çözücü | Şirket | Kedi. # | Tipik Tutma Güncel | Tipik Ejeksiyon Akımlar |
GABA | 500 mM | 3.5-4.0 | dH 2 O | Sigma | A-2129 | -15 NA | +100 NA +5 nA |
Glisin | 100 mM | 3.5-4.0 | dH 2 O | Sigma | G-7126 | -15 NA | +100 NA +5 nA |
Bicuculline metiyodit | 10 mM | 3.0 | DH 2 O 0.165 M NaCl | Sigma | B-6889 | -15 NA | +5 NA +60 nA |
Striknin hidroklorür | 10 mM | 3.0 | DH 2 O 0.165 M NaCl | Sigma | S-8753 | -15 NA | +5 NA +80 nA |
L-glutamik asit | 500 mM | 8 | dH 2 O | Sigma | G-1251 | +30 NA | -10 NA -150 nA |
L-Aspartik Asit | 500 mM | 8 | dH 2 O | Sigma | A-8949 | +30 NA | -10 NA -150 nA |
Kainik Asit | 1 mM | 9.0 | dH 2 O | Sigma | K-0250 | +30 NA | -100 NA için-10nA |
Çözme ve konsantrasyon için pH Tablo 1. Yaygın olarak kullanılan ilaçlar. Tablo iyontoforez birlikte kullanılan en yaygın olarak kullanılan sinaptik agonistleri ve antagonistleri listeler. PH ortamı t kutuplaştırmaya ihtiyacı için hesaplar listelenir Hese ajanlar ve farklı uyuşturucular arasındaki etkinliği değişkenlik için önerilen konsantrasyon hesapları.
Şekil 1. Farklı uç uzunlukları ile Üç multibarrel pipetler A:. Bu 5 varil elektrot ucu çok uzun ve ince çekilmiş. Ucu bükülmüş ve çok yumuşak olduğunu unutmayın. Bu tür uç istenilen çapa kırmak için çok zordur. B: Bu elektrot ucu çok kısa ve küt olduğunu. Derin beyin alanları içine ilerletilir, bu elektrot elektrot sadece birkaç milimetre ucu sonra nispeten kalın olur olmasından dolayı gereksiz yere beyin hasarına neden olur. C: Bir doğru çekti ucu ile bir elektrot bir örnek. Uzun ve ince olurken, ucu hala sağlam ve istenen uç çapına kolayca kırılmış olabilir.
Güre 2 "src =" / files/ftp_upload/4358/4358fig2.jpg "/>
Şekil 2. Elektrot manipülatör montaj çizimi. Manipülatör montaj piggy-back elektrotlar monte etmek için, mikroskop ile birlikte kullanılır. Gri renkli işaretlenmiş ürünler piyasada bulunan ürünleri ve Tablo 2'de listelenmiştir. Maviyle işaretli ürünler özel bizim kurumun makine atölyesi de işlendi. 2) isteğe bağlı açı düzeneğin devirme tertibatı, bir devirme aşama;, 3) Şekiller 1/4 inç çelik levha büyüklüğünde 43x26 Newport tarafından sağlanan delik kalıp göre bunun içine delinmiş Newport aşama 423 için delikler ile cm) 1 olduğu üst öteleme sahneye elektrod tutucu bağlar konektörü.
Şekil 3,. Bir örnek piggy-back elektrot Foto. Bir tek varil kayıt el ile birlikte monte A mamul 5 namlulu elektrotectrode. Bir derin beyin kayıtları için izin verilmesi konusunda 7mm uzun şaft unutmayın.
Şekil 4. Ejeksiyon akımların Titrasyon. Grafiği hayvanın kulakları değişik yoğunlukta tonları ile stimüle ederken tek bir işitsel nörondan Kaydedilen hızı yoğunluk fonksiyonlarını gösterir. Yüksek sesle sesleri yüksek ateş oranları ortaya eğiliminde. Ilaç uygulamasından önce, nöronun oranı-şiddet fonksiyon düşük başak oranları (siyah eğri) gösterdi. Giderek daha yüksek ejeksiyon akımların giderek daha yüksek atış oranları ile sonuçlanan, nöron da giderek daha glisin reseptörleri bloke. Bu nöron mevcut optimum ejeksiyon 45-60 nA oldu. Bu çıkarma akımları ile, tüm nöronun glisin reseptörlerinde tam tıkanma elde edildi. Deneysel protokol tamamlanmasından sonra, iyontoforez sonlandırıldı ve nöron izin verildikurtarabilirsiniz. Iyileşme oranı yoğunluk fonksiyonu ilk ön-ilaç kurtarma işlevi eşleşen zaman tam iyileşme sağlandı. Klug ve ark, 1995 Amerikan Fizyoloji Derneği'nin izni ile, yayınlanmıştır.
Aynı zamanda, deneysel manipülasyon sırasında nöronun yanıtlarının kayıt için izin Biz ise, in vivo olarak, tek bir nöronun mikrodevre manipülasyonu için izin veren bir yöntem açıklanmaktadır. Nöral devreler sinaptik agonistleri ve antagonistleri iontophoretical uygulaması ile manipüle edilmiştir. Basınç tahliye üzerinde İyontoforez temel avantajı, iyontoforez sinir dokusu içine elektrot gelen sıvı, fiziksel hareketi gerektirmez ve bu nedenle uygulanan basınç ve sıvı hacmi ile doku hasarına neden herhangi bir endişe vardır. Bu tekniğin başlıca kısıtlılığı dokusunda mutlak ilaç konsantrasyonu, ve doku etkilenen hacmi hakkında bilgi eksikliğidir. Iyontoforez ile çıkarılır farmakolojik ajanların miktarları çok daha küçük ve basınç püskürtme ile çok daha kesin olarak kontrol edilebilir Bununla beraber, ilaç uygulamasından çok daha hızlı bir iyileşme tipik olarakd daha tamamlandı. Microiontophoresis başarılı bir şekilde sinir sistemi, duyusal ve diğer bir dizi kullanılmakta olan ve çok az veya hiçbir içsel işlem ile beyin bölgelerinde en başarılı bir şekilde uygulanır. Nedeni püskürtülen farmakolojik ajan bazı komşu nörona uygulama sitesinden yaygın ve aynı zamanda komşu nöronun yanıtı özellikleri manipüle olabilir olmasıdır.
Tekli ve çoklu varil elektrotların ayrı bir imalat keyfi ve akraba olmayan özelliklere sahip elektrot kombinasyonu sağlar. Birlikte elektrot varil Çekme ve iyontoforez amaçlı kayıt ve bazıları için bazı kullanarak, çok benzer özelliklere sahip elektrot uçları ya tek hücreli kayıt veya ilaç uygulama için çok küçük için çok büyük olurdu böyle elektrot uçları üretecektir. Ayrıca, tek namlu ucu yaklaşık 20 mikrometre ile multibarrel elektrot uçları ötesine sahip büyük bir, kayıtları gürültüyü azaltırd nöronun ateşleme 3 retansiyonu veya ejeksiyon akımlarından olası karıştırıcı akımı etkilerini ortadan kaldırır.
Piggy-back multibarrel elektrotlar ilk 4-6 30 yıl önce tarif edilmiştir ve nöral devrelerin 7-18 19-29 incelemek için çok başarılı sonuçlar alınmıştır. Dolayısıyla, per se yöntemi roman ya da benzersiz değil. Ancak, elektrot hazırlanması ve kullanımının belirli ayrıntıları yılda modifiye edilmiştir, ve burada açıklanan talimatları kümesi özellikle kolay ve başarılı olduğu kanıtlanmıştır ve başka literatürde ayrıntılı olarak yayınlanmamıştır. Özellikle, tek bir namlu elektrot ucu bükme, domuz geri elektrot son ucu böylece nispeten ince (Şekil 3) ve olmasına olanak tanır beyin için en az hasar ile derin atom çekirdeklerinden gelen kayıtlar için izin verir; tek bir namlu bölgesinin çıkıntılı çok namlu elektrot elektrot üzerinde hemen hemen tüm Curren kaldırırgenellikle teknik 3 bir dezavantaj olarak sayıldı t etkiler. Yeni detayları gibi piggy-back elektrotlar üretirken tutkallama işlemi sırasında yukarıyı gösterecek ve multibarrel elektrot oluğuna tek beşik dinlenme elektrot ucu yüksek bir başarı oranı sağlayacak sahip olarak burada sunulan. Tekniği nispeten kolaydır ve genellikle birkaç gün içinde bir acemi tarafından hakim olabilir.
Çıkar çatışması ilan etti.
Iş R01 DC 011582 (AK) ve RO1 DC011555 (DJT) tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Öğe adı | Üretici | Yorumlamak | Kedi. # |
Bunsen beki | Tarihten itibaren: VWR | 17928-027 | |
İki bileşenli diş çimento: "Soğuk Tedavi" diş malzemesi | Co-sözlü-ite Diş Mfg Co | AM Sistemleri, Inc: bulunmakta | 525000 |
İki bileşenli diş çimento: Protez malzeme çapraz Likit Pasta | Co-sözlü-ite Diş Mfg Co | AM Sistemleri, Inc: bulunmakta | 525000 |
Sıvı tutkal | Henkel | Loctite Süper Tutkal: Tarihten itibaren | 01-06849 |
Mikro-İyontoforez Unver: Neurophore BH-2 | Harvard Apparatus | Harvard Apparatus: Tarihten itibaren | 65-0200 ve 65-0203 |
İzoleli gümüş tel | AM-Sistemleri | AM-Sistemleri: Tarihten itibaren | 785500 |
Yatay çektirme | Zeitz DMZ-Üniversal Çektirme | AutoMate Bilimsel: Tarihten itibaren | NA |
Mikro-manipülatör adet: elektrot tutucu | TEFE | Tarihten itibaren: TEFE | M3301EH |
Mikro-manipülatör adet: doğrusal evre | Newport 423 Serisi | Newport: Tarihten itibaren | 423 |
Mikro-manipülatör adet: dönme sehpasının | Newport RSP-2 | : Tarihten itibarenNewport | RSP-2 |
Mikro-manipülatör adet: z çeviri | Newport 433 Serisi | Newport: Tarihten itibaren | 433 |
Mikro-manipülatör adet: z ve xy eksenine monte açılı ayraç 90 ° | Newport 360-90 | Newport: Tarihten itibaren | 360-90 |
Mikro-manipülatör adet: x çeviri / doğrusal evre | Newport 423 Serisi | Newport: Tarihten itibaren | 423 |
Mikro-manipülatör adet: y çeviri / doğrusal evre | Newport 423 | Seri Newport: Tarihten itibaren | 423 |
Mikroskop | Leitz Laborlux 11 | ||
Mikroskop: nesnel | 10x Leitz Wetzlar, NA 0.25 | 519760 | |
Mikroskop: eypieces | Leitz Wetzlar, Periplan 10x/18 | 519748 | |
Mikroskop: evre | Leitz Wetzlar | 513544 | |
Kılcal Multibarrel | N / A | AM sistemleri, Inc: bulunmakta | 612000 |
Sinlge namlu kılcal (GC 150F-10) | Harvard Apparatus | Harvard Apparatus: Tarihten itibaren | 30-0057 |
Dikey çektirme | Narishige modeli PE-2 | ||
Mikro-manipülatör (ışık b işaretlemiş Özel yapılmış elemanlarıŞekil 1 'de Lue) | |||
çelik levha | |||
devirme tabanı | |||
elektrod tutucu için eklenti | |||
Tablo 2. Üreticileri ve prosedürü kullanılan tüm ekipman ve malzemeleri madde numaraları. |
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