Name: double-barreled and concentric microelectrodes for measurement of extracellular ion signals in brain tissue
Uploaded: 2015-09-05T14:00:00
Duration: 11 min 8 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Double-barreled and Concentric Microelectrodes for Measurement of Extracellular Ion Signals in Brain Tissue at JoVE.com

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The authors declare no competing interests.

तरल-वाहक आधारित, आयन चयनात्मक इलेक्ट्रोड सफलतापूर्वक दशकों के लिए और कई आयनों के लिए नियोजित किया गया है, अति विशिष्ट सेंसर 22-26 उपलब्ध हैं। ईसीएस की चौड़ाई केवल लगभग 20-50 एनएम, चयनात्मक आयन का व्यास है, जबकि: कशेरुकी मस्तिष्क की तैयारियों के बाह्य अंतरिक्ष (ईसीएस) में प्रयोग किया जाता है, एक यह एक काफी आक्रामक तकनीक है, तथापि, कि दिमाग में रखना चाहिए microelectrodes के बारे में 1 माइक्रोन (दोनाली इलेक्ट्रोड) या बड़ा (गाढ़ा इलेक्ट्रोड) है। आयन चयनात्मक microelectrodes के सुझावों के इस प्रकार न केवल ऊतक के अपने कोंचना दौरान ऊतकों को नुकसान पहुंचा, लेकिन यह भी आयन यात्रियों का एक मूल्यवान समझना के पक्ष में, ईसीएस बढ़ाना होगा। इन कमियों के बावजूद, neuronal गतिविधि के जवाब में बाह्य आयन यात्रियों इस पद्धति की विश्वसनीयता के लिए attesting विभिन्न प्रयोगशालाओं 7.8 के बीच उल्लेखनीय संगत कर रहे हैं। आयन चयनात्मक इलेक्ट्रोड के प्रदर्शन और उपयुक्तताइस्तेमाल सेंसर कॉकटेल &#39;(तरल झिल्ली ionophore&#39;) द्वारा परिभाषित किया गया है जो उनकी संवेदनशीलता और चयनात्मकता, पर निर्भर है। सेंसर कॉकटेल पोटेशियम 27 के लिए एक उच्च चयनात्मकता दर्शाती है जो कश्मीर + -selective microelectrodes के लिए valinomycin उदाहरण के लिए एक विशेष वाहक अणु होते हैं। होते हुए भी, अन्य आयनों के साथ पार जेट हो सकता है और परीक्षण किया जाना चाहिए। Valinomycin परिणामों की व्याख्या करते समय विचार किया जाना है, जिसमें अमोनियम, के लिए एक महत्वपूर्ण पार जेट (जैसे 11,12) दर्शाती है। Ionophores की वोल्टेज-प्रतिक्रिया एक Nernstian व्यवहार (सीएफ समीकरण 1) इस प्रकार है, क्योंकि इसके अलावा, संकेत करने वाली शोर अनुपात और पता लगाने की दहलीज मापा जा आयन की एकाग्रता पर निर्भर करते हैं। इस प्रकार, जबकि छोटे [+ K] ओ यात्रियों यात्रियों को और अधिक कठिन हाय के खिलाफ पता लगाने के लिए कर रहे हैं ओ कम आधारभूत [+ K] ओ, छोटे [ना +] के खिलाफ बड़े वोल्टेज परिवर्तन आह्वानजीएच आधारभूत [ना +] ओ (सीएफ चित्रा 5 और 6)। आयन चयनात्मक इलेक्ट्रोड का प्रदर्शन भी काफी हद तक अपने बिजली के समय लगातार द्वारा नियंत्रित होता है, जो अस्थायी समाधान, द्वारा निर्धारित किया जाता है। उत्तरार्द्ध में मुख्य रूप से सेंसर का अक्षीय प्रतिरोध द्वारा निर्धारित किया है, और इसकी आंतरिक समाधान और बाहरी द्रव के बीच पिपेट की लंबाई के साथ वितरित समाई, द्वारा किया जाता है। दोनाली विन्यास में, प्रतिरोध backfilled आयन सेंसर की लंबी स्तंभ के कारण अधिक है। (इस मामले borosilicate ग्लास में) एक दिया इन्सुलेट अचालक के लिए, समाई अचालक मोटाई से नियंत्रित होता है। दोनाली इलेक्ट्रोड में, अचालक चौड़ाई पिपेट की कांच की दीवार के बराबर है। कांच टिप के करीब thins के रूप में, अचालक चौड़ाई गिर जाता है, और समाई बढ़ जाती है। इन कारकों में कई सौ मिसे से कई को लेकर है कि प्रतिक्रिया समय के साथ इलेक्ट्रोड का उत्पादन करने के लिए गठबंधनसेकंड, के रूप में इन कारकों को अलग कर रहे हैं। गाढ़ा डिजाइन का एक प्रमुख लाभ अक्षीय प्रतिरोध और स्नान करने के लिए समाई दोनों बहुत कम हो जाता है। टिप से पहले पिछले कुछ माइक्रोमीटर में केवल एक अवशेष छोड़ने backfilled आयन एक्सचेंजर के प्रतिरोध का सबसे गाढ़ा पिपेट शंट,। इसके अलावा, गाढ़ा पिपेट भीतर भरने समाधान शारीरिक रूप से बहुत समाई को कम करने, दो कांच की दीवारों की मोटाई से अलग कर दिया, स्नान से दूर है। 10 पहले दिखाया गया है, कम प्रतिरोध और समाई के संयुक्त प्रभाव परिमाण के दो आदेशों का अस्थायी समाधान में एक सुधार है। गाढ़ा सीए 2 और पीएच microelectrodes के मामले में, 90% प्रतिक्रिया समय के रूप में कम मिसे 10-20 के रूप में 10 थे। गाढ़ा डिजाइन के एक संबंधित लाभ कम शोर स्तर (सीएफ चित्रा 8) है। किसी भी Ambien से, बहुत कम प्रतिरोध करने के लिए वोल्टेज यात्रियों कारणटी शोर को कम से कम कर रहे हैं। इसके अलावा, इस तरह के यात्रियों से वसूली की वजह से तेजी से लगातार समय की तेजी है। इस तरह की कलाकृतियों इसलिए छोटे और तेज कर रहे हैं, और शारीरिक रिकॉर्डिंग (सीएफ 8 चित्रा) पर एक कम विघटनकारी प्रभाव है। गाढ़ा तकनीक का नुकसान भी हैं। पहला, उनके विधानसभा अधिक जटिल है, और समय लेने वाली है। एक दूसरा नुकसान यह एक अलग micromanipulator या एक विशेष दोहरी जोड़तोड़ या तो का उपयोग entailing, इसकी टिप के साथ एक अलग संदर्भ microelectrode जगह की जरूरत है। अंत में, दोनाली microelectrodes गाढ़ा इलेक्ट्रोड के लिए संभव नहीं है, जो एक ही समय में 28 पर दो अलग-अलग आयन प्रजातियों का पता लगाने के लिए अनुमति देता है, एक ट्रिपल बैरल डिजाइन करने के लिए बढ़ाया जा सकता है। सबसे आम नुकसान अक्षम silanization। कोई भी तरल-Sens के निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण कदम है, और प्रिंसिपल बाधाया आधारित आयन चयनात्मक microelectrode silanization प्रक्रिया है। इलेक्ट्रोड विशिष्ट आयन एकाग्रता में परिवर्तन करने के लिए जवाब है, या एक उप Nernstian प्रतिक्रिया (दस गुना एकाग्रता अंतर प्रति यानी, अच्छी तरह से कम से कम 58 एम वी) के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए असफल हो, silanization के गरीब प्रभावकारिता आम तौर पर कारण है। वायुमंडलीय आर्द्रता गर्मी या सर्दी की ऊंचाई पर स्थिति की ठेठ, बहुत अधिक है, या बहुत कम है, तो हमारे अनुभव में, यह क्रमश: हो सकता है। यह कमरे में नमी पर कुछ नियंत्रण लागू करने के लिए संभव है, तो इन समस्याओं को दूर किया जा सकता है। इलेक्ट्रोड प्रतिरोध बहुत अधिक है। यदि आवश्यक हो, आयन के प्रति संवेदनशील प्रति बैरल के प्रतिरोध bevelling तक कम किया जा सकता है। यह अंत करने के लिए, सेकंड के एक जोड़े के लिए पानी में निलंबित एक अक्खड़ की एक मजबूत जेट को अपनी टिप बेनकाब। यह अपने अत्यंत टिप तोड़ने के लिए और वांछित मूल्य के लिए प्रतिरोध कम करने के लिए प्रेरित करेगा। नमक पुलों। नमकआयन और संदर्भ बैरल के बीच पुल खराब है या कोई भी जवाब इलेक्ट्रोड का परिणाम है और इस प्रकार भी बहुत अंशांकन में उनके प्रदर्शन को उलझाना कर सकते हैं। (बिंदु 1.6 देखें।) जैसा कि ऊपर कहा, इस दोनाली थीटा कांच चुना जाता है जब एक मुद्दा मुख्य रूप से है, लेकिन यहाँ वर्णित ऑफसेट, मुड़ बैरल तकनीक का उपयोग करते समय एक दुर्लभ घटना है। मन में निर्माण की आसानी के साथ, लक्स 29 की मूल दोनाली डिजाइन अक्सर लाभ के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इस विधि को भी टिप के माध्यम से, आयन एक्सचेंजर के समावेश से निम्नलिखित, नमक समाधान, नोक से अपनी सक्शन और निष्कासन से एक silane समाधान करने के लिए एक तेजी से जोखिम के साथ आयन और संदर्भ बैरल के पूर्व भरने का इस्तेमाल (30,31 देखें) । ये इलेक्ट्रोड लगभग 10 मिनट में गढ़े, लेकिन उनके टिप आकार आमतौर पर 4 माइक्रोन या उससे अधिक है और वे एक प्रयोग के दौरान असफल होने का खतरा है किया जा सकता है। इसके विपरीत, कि silanization तरीकों silane वाष्प और गर्मी के संपर्क में शामिलआईएनजी छोटे दिनों तक कि टिप्स, और कभी कभी हफ्तों के साथ इलेक्ट्रोड का उत्पादन कर सकते हैं। साथ में ले ली कई प्रोटोकॉल देखते हैं और आयन चयनात्मक microelectrodes तैयार करने के तरीके के बारे में दृष्टिकोण। यहाँ, हम बंद करने के लिए 100% की समग्र सफलता दर के साथ, हमारी प्रयोगशालाओं में अच्छी तरह से और मज़बूती से काम जो मुड़ बैरल डबल के साथ ही गाढ़ा microelectrodes के निर्माण के लिए दो मुख्य प्रक्रियाओं का वर्णन किया है। महत्वपूर्ण बात है, इन तकनीकों का पीएच या कैल्शियम सहित अन्य आयनों प्रजातियों की माप के लिए हस्तांतरणीय हो जाएगा, और भी सामान्य रूप में तरल पदार्थ से भरे गुहाओं या तरल पदार्थ सहित मस्तिष्क की तुलना में अन्य तैयारियों पर लागू हो जाएगा। पिछले नहीं बल्कि कम से कम, आयन चयनात्मक microelectrodes कोशिकाओं के अंदर आयन सांद्रता के निर्धारण अनुमति देते हैं। उनके अपेक्षाकृत बड़े टिप आकार (~ 1 माइक्रोन) की वजह से, यह है, तथापि, अकशेरुकी तैयारियों 28,32 में पाया जैसे ही जैसे एक बड़े सेल शरीर के साथ कोशिकाओं में संभव हो सकता है।

An author's middle initial was omitted from the publication, <a href="http://www.jove.com/video/53058/double-barreled-concentric-microelectrodes-for-measurement">Double-barreled and Concentric Microelectrodes for Measurement of Extracellular Ion Signals in Brain Tissue</a>. The author&#39;s name has been updated to:
Christine R. Rose
from:
Christine Rose

A correction was made to Double-barreled and Concentric Microelectrodes for Measurement of Extracellular Ion Signals in Brain Tissue.

Erratum: Double-barreled and Concentric Microelectrodes for Measurement of Extracellular Ion Signals in Brain Tissue

Electrical signaling in the brain is based on the flux of ions across plasma membranes. Major ion movements into and from the extracellular space are not only mediated by passage through voltage-gated ion channels, but also by postsynaptic ionotropic receptors as well as ion transporters. Neuronal activity is thus accompanied by complex changes in the extracellular concentration of all major ions 1. For example, influx of sodium into neurons during excitatory activity has been shown to result in a decrease in the extracellular sodium concentration ([Na+]o) 2. The same holds true for the extracellular calcium concentration because calcium ions rapidly enter both pre- and postsynaptic structures 3. At the same time, potassium moves the opposite way and this mediates an increase in the extracellular potassium concentration ([K+]o) in the low mM range 4,5. Synaptic activity also causes changes in extracellular pH that are partly mitigated by concomitant glial membrane fluxes that change intraglial pH 6,7. These activity-related changes in extracellular ion concentrations have significant functional consequences. For example, even small increases in [K+]o depolarize neurons as well as glial cells thereby altering neuronal excitability, and several mechanisms exist to remove excess potassium 8. Failure of these may result in epileptiform activity of neurons or phenomena like spreading depression 1. 
Because of their critical importance, quantitative determination of extracellular ion concentrations is often necessary and required to understand the function and dysfunction of neural networks under physiological and pathophysiological conditions. For decades, double-barreled ion-selective microelectrodes have proven to be excellent tools for such measurements in brain tissue 9. For many ions, highly specific sensors with low cross-reactivity for other ions are available. In addition to the classical double-barreled electrodes, so-called concentric electrodes were recently introduced. The latter provide a superior time resolution, but take a little more time and effort to construct 10. 
In the following, we will describe the preparation and calibration of these two types of ion-selective microelectrodes. We then show how these electrodes can be employed in brain slice preparations for measurement of changes in [K+]o or [Na+]o induced by excitatory activity following different stimulation paradigms including bath and pressure application of drugs.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Abrasive&#160;&#160;</td>
			<td>MicroPolish&#160;</td>
			<td>Buehler GmbH</td>
			<td>Dissolved in A.dest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate-glass capillaries</td>
			<td>1405059</td>
			<td>Hilgenberg</td>
			<td>Application pipette; 75 mm x 2 mm, wall thickness 0.3 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate glass capillaries with filament</td>
			<td>GC 150 F-15&#160;</td>
			<td>Clark Electromedical Instruments, Harvard Apparatus</td>
			<td>For the sensor of double-barreled microelectrodes&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate glass capillaries with filament</td>
			<td>GC100-F-15</td>
			<td>Clark Electromedical Instruments, Harvard Apparatus</td>
			<td>For the reference of double-barreled microelectrodes&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate glass capillaries with filament</td>
			<td>GB-200TF-15&#160;</td>
			<td>Science Products</td>
			<td>Concentric, outer channel. o.d. 2.0 mm&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate glass capillaries with filament</td>
			<td>GB-120TF-10</td>
			<td>Science Products</td>
			<td>Concentric, inner channel. o.d. 1.2 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digidata</td>
			<td>1322A</td>
			<td>Axon Instruments</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrometer amplifier with headstage</td>
			<td></td>
			<td>Custom-made</td>
			<td>Rin = 10T&#937; and Ibias=50fA-1pA (commercially available&#160; alternatives: e. g. Dagan IX2-700, with headstage (10 Gig feedback resistor) or EPMS-07, NPI, Tamm, Germany)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Experimental chamber</td>
			<td></td>
			<td>Custom-made</td>
			<td>Commercially available from e.g.&#160; Warner Instruments,USA;&#160; Scientifica, UK</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Furnace</td>
			<td></td>
			<td>Heraeus</td>
			<td>Must stay constant at 200&#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hard sticky wax / dental wax&#160;</td>
			<td>Deiberit 502&#160;</td>
			<td>Siladent Dr. Boehme &#38; Schoeps GmbH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate</td>
			<td></td>
			<td>Custom-made</td>
			<td>Must stay constant at 40&#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microelectrodes holder made of plexiglas</td>
			<td></td>
			<td>Custom-made</td>
			<td>Double-barreled: o.d.&#160; capillaries 1.5 mm, concentric: o.d.&#160; capillaries 2 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromanipulator</td>
			<td></td>
			<td>Leitz</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromanipulator</td>
			<td>MD4R</td>
			<td>Leica</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo microscope</td>
			<td>M205C</td>
			<td>Leica</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Objective</td>
			<td>Plan 0.8xLWD</td>
			<td>Leica</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette puller</td>
			<td>Model PP-830</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>Concentric microelectrodes&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette puller</td>
			<td>Model P-97</td>
			<td>Sutter Instruments&#160;</td>
			<td>Sensor of concentric microelectrodes&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pneumatic drug ejection system</td>
			<td>Picospritzter Type II</td>
			<td>General Valve TM Corporation</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Travel dovetail stage</td>
			<td>DT 25/M</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Two-component glue</td>
			<td>&#160;Araldite</td>
			<td>Huntsman advanced materials GmbH</td>
			<td>One may also use a small stripe of aluminum foil to stick the capillaries together&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silverwire</td>
			<td>99.9%&#160;</td>
			<td>Wieland Edelmetalle</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Slicer / Vibratome</td>
			<td>Microm HM 650 V</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software</td>
			<td>AxoScope 8.1&#160;</td>
			<td>Axon Instruments</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vertical puller&#160;</td>
			<td>Type PE-2</td>
			<td>Narishige Scientific Instruments</td>
			<td>With a revolvable chuck for&#160; double-barreled microelectrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>x/y translational stage</td>
			<td></td>
			<td>Custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name of Compound</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1(S),9(R)-(&#8722;)-Bicuculline methiodide</td>
			<td>Sigma aldrich</td>
			<td>14343</td>
			<td>Competitive antagonist of GABAA receptors (light-sensitive); CAUTION toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CNQX</td>
			<td>Sigma aldrich</td>
			<td>C-127</td>
			<td>AMPA/kainate receptor antagonist; CAUTION toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide (DMSO)</td>
			<td>Sigma aldrich</td>
			<td>D5879</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DL-AP5</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>J64210</td>
			<td>NMDA receptor antagonist; CAUTION toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexamethyldisilazane (HMDS)</td>
			<td>Sigma aldrich</td>
			<td>440191</td>
			<td>CAUTION: Flammable, acute toxicity (oral, dermal, inhalation) and corrosive to metals and skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Aspartic acid</td>
			<td>Sigma aldrich</td>
			<td>A9256</td>
			<td>Activates NMDA and non-NMDA and EAATs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamic acid monosodium salt hydrate</td>
			<td>Sigma aldrich</td>
			<td>G1626</td>
			<td>Activates NMDA-R, AMPA-R, QA-R and KA-R),&#160; mGluRs and EAATs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium ionophore I - cocktail B</td>
			<td>Fluka&#160;</td>
			<td>60403</td>
			<td>Based on valinomycin; CAUTION toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium ionophore II - cocktail A</td>
			<td>Fluka&#160;&#160;</td>
			<td>71178</td>
			<td>Based on ETH 157</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TTX</td>
			<td>Ascent Scientific</td>
			<td>Asc-055</td>
			<td>Inhibitor of voltage-dependent Na+ channels; CAUTION toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water, ultra pure</td>
			<td>Sigma aldrich</td>
			<td>W3500&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

double-barreled and concentric microelectrodes for measurement of extracellular ion signals in brain tissue

Electrical activity in the brain is accompanied by significant ion fluxes across membranes, resulting in complex changes in the extracellular concentration of all major ions. As these ion shifts bear significant functional consequences, their quantitative determination is often required to understand the function and dysfunction of neural networks under physiological and pathophysiological conditions. In the present study, we demonstrate the fabrication and calibration of double-barreled ion-selective microelectrodes, which have proven to be excellent tools for such measurements in brain tissue. Moreover, so-called &#8220;concentric&#8221; ion-selective microelectrodes are also described, which, based on their different design, offer a far better temporal resolution of fast ion changes. We then show how these electrodes can be employed in acute brain slice preparations of the mouse hippocampus. Using double-barreled, potassium-selective microelectrodes, changes in the extracellular potassium concentration ([K+]o) in response to exogenous application of glutamate receptor agonists or during epileptiform activity are demonstrated. Furthermore, we illustrate the response characteristics of sodium-sensitive, double-barreled and concentric electrodes and compare their detection of changes in the extracellular sodium concentration ([Na+]o) evoked by bath or pressure application of drugs. These measurements show that while response amplitudes are similar, the concentric sodium microelectrodes display a superior signal-to-noise ratio and response time as compared to the double-barreled design. Generally, the demonstrated procedures will be easily transferable to measurement of other ions species, including pH or calcium, and will also be applicable to other preparations.

<html> निगरानी करने के लिए [+ K] ओ और परिवर्तन उसमें उत्तेजक गतिविधि के जवाब में, एक दोनाली पोटेशियम चयनात्मक microelectrode सीए 1 क्षेत्र की परत radiatum में डाला गया था। कुछ मिनट कोंचना के बाद, इलेक्ट्रोड के आयन चयनात्मक बैरल के बारे में 2.8 मिमी, इस्तेमाल ACSF की [+ K] के करीब एक मूल्य (ओ एक [+ K], इसी लिए एक स्थिर आधारभूत (चित्रा 7A) पर पहुंच गया 2.5 मिमी)। 10 सेकंड के लिए 0.5 मिमी ग्लूटामेट का स्नान आवेदन ~ 0.7 मिमी (चित्रा 7A) की राशि आधारभूत नीचे एक अंडरशूट द्वारा पीछा किया, के बारे में 4 मिमी से ओ [+ K] में एक प्रतिवर्ती वृद्धि प्रेरित किया। 0.4, 0.3 ग्लूटामेट एकाग्रता कम है, और 0.2 मिमी क्षणिक वृद्धि और [+ K] ओ (चित्रा 7A) में undershoot दोनों के आयाम में एक इसी कमी के कारण होता है। oad / 53,058 / 53058fig7.jpg &quot;/&gt; चित्रा उत्तेजक गतिविधि के जवाब में 7. कोशिकी पोटेशियम यात्रियों। (ए) [+ K] ओ यात्रियों, संकेत के रूप में 10 सेकंड के लिए ग्लूटामेट के विभिन्न सांद्रता के स्नान आवेदन से प्रेरित आधारभूत नीचे एक अंडरशूट द्वारा पीछा वृद्धि हुई है, से मिलकर। (बी) ग्लूटामेट रिसेप्टर ब्लॉकर्स के साथ एक छिड़काव के प्रभाव (CNQX, 100 माइक्रोन; APV, 100 माइक्रोन) और tetrodotoxin (TTX; 0.5 माइक्रोन) [+ K] ओ यात्रियों पर 10 सेकंड के लिए 0.5 मिमी ग्लूटामेट का स्नान आवेदन द्वारा प्रेरित किया। 0Mg 2 + / बीआईसी की उपस्थिति में (सी) स्वतःस्फूर्त [+ K] ओ यात्रियों। एसी में दिखाया गया प्रयोगों दोनाली इलेक्ट्रोड का उपयोग किया गया था। चित्रण प्रयोजनों के लिए, निशान एक Sawitzky-Golay फिल्टर (चौड़ाई 20) के साथ smoothed थे। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53058/53058fig7large.jpg" target="_blank">सीएल करें</a>यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ Ick। इससे पहले प्रयोगों ऐसे ग्लूटामेट प्रेरित [+ K] ओ संकेतों काफी TTX के आवेदन के दौरान बदल नहीं कर रहे हैं कि दिखाया गया है, और इस तरह वोल्टेज gated सोडियम चैनल और neuronal संभावित कार्रवाई पीढ़ी 15,16 के उद्घाटन के अवसर पर काफी हद तक स्वतंत्र हैं। ग्लूटामेट के जवाब में मनाया [+ K] ओ परिवर्तन अंतर्निहित तंत्र का अध्ययन करने के लिए, हम ग्लूटामेट रिसेप्टर ब्लॉकर्स, अर्थात् CNQX (100 माइक्रोन; AMPA रिसेप्टर्स की अवरोधक) लागू किया गया और APV (100 माइक्रोन; NMDA रिसेप्टर्स के अवरोधक) की उपस्थिति में TTX (0.5 माइक्रोन)। (चित्रा 7B जैसे 17) इन ब्लॉकर्स के साथ स्नान छिड़काव करने पर, ग्लूटामेट प्रेरित [+ K] परिवर्तन ओ से पहले रिपोर्ट के रूप में ionotropic ग्लूटामेट रिसेप्टर चैनलों के उद्घाटन के अवसर पर उनकी निर्भरता की पुष्टि, लगभग समाप्त कर दिया गया। आगे टी प्रदर्शित करने के लिएबाह्य की पीढ़ी के लिए ग्लूटामेटरगिक उत्तेजना का वह प्रासंगिकता [+ K] का संकेत है, स्लाइस नाममात्र मिलीग्राम 2 + मुक्त खारा 10 माइक्रोन bicuculline methiodide (0Mg 2 + / बीआईसी) युक्त के साथ भरकर रखा गया था। इस NMDA रिसेप्टर्स की वोल्टेज पर निर्भर 2 मिलीग्राम + -block राहत मिलती है और (जैसे 18,19) नेटवर्क में सहज आवर्तक epileptiform गतिविधि है, जिससे गाबा एक रिसेप्टर्स को अवरुद्ध करके निषेध dampens। जैसी कि उम्मीद थी, 20, सहज, आवर्तक [+ K] ओ यात्रियों, के बारे में 1.5 मिमी की राशि 0Mg 2 + / बीआईसी खारा (चित्रा 7 सी) में पाया गया। के बारे में 0.2 का एक मतलब आयाम के साथ इन प्रतिक्रियाओं के बीच, छोटे [+ K] ओ यात्रियों में मिमी (चित्रा 7C) हुआ। प्रयोगों की एक दूसरे सेट में, हम के आवेदन के द्वारा पैदा की [ना +] ओ परिवर्तन का निर्धारण करने के लिए [ना +] के प्रति संवेदनशील microelectrodes इस्तेमाल कियाग्लूटामेट एगोनिस्ट। यहाँ, हम भी दो अलग-अलग आवेदन मानदंड रोजगार डबल बैरल और गाढ़ा microelectrodes के प्रतिक्रिया विशेषताओं की तुलना में। [ना +] के प्रति संवेदनशील microelectrodes के बारे में 50 माइक्रोन की गहराई पर परत radiatum में तैनात थे। एक स्थिर आधारभूत प्राप्त किया गया था के बाद, ग्लूटामेट एगोनिस्ट एल aspartate (2.5 मिलीग्राम / मिनट पर 10 मिमी, 120 सेकंड, स्नान छिड़काव) स्नान छिड़काव प्रति लागू किया गया था। इससे पहले 21 के रूप में मनाया, aspartate के आवेदन के बारे में 5 मिनट तक चली और उसके बाद आधारभूत वापस करने के लिए (चित्रा 8A) ठीक करने के लिए शुरू कर दिया है, जो मोटे तौर पर 15 मिमी, से ओ [ना +] में एक धीमी गति से कमी का कारण बना। दोनों इलेक्ट्रोड के द्वारा निर्धारित [ना +] ओ संकेतों के शिखर आयाम और कैनेटीक्स इन शर्तों के तहत लगभग समान थे, जबकि विशेष रूप से, गाढ़ा इलेक्ट्रोड एक अधिक स्थिर आधारभूत और एक कम शोर स्तर (चित्रा 8A) का प्रदर्शन किया। आर परीक्षण करने के लिए<html> एक और अधिक तेजी आवेदन प्रतिमान के तहत अलग इलेक्ट्रोड की विशेषताओं esponse, हम आयन चयनात्मक microelectrode की नोक से 20-40 माइक्रोन की दूरी पर परत radiatum में तैनात एक ठीक गिलास पिपेट के माध्यम से ग्लूटामेट लागू दबाव। 21 जैसी कि उम्मीद थी, 200 एमएस के लिए ग्लूटामेट के आवेदन (10 मिमी) [ना +] ओ (चित्रा 8B) में एक बूंद के कारण होता है। [ना +] ओ कमी के शिखर आयाम इलेक्ट्रोड के दोनों प्रकार के लिए एक ही रेंज में थे (:;: 19.1 मिमी, एन = 15 - - 2.0 गाढ़ा 13.5 मिमी, एन = 14 4.5 डबल बैरल)। हालांकि, धीमी गति से स्नान छिड़काव (ऊपर देखें), संकेत करने वाली शोर अनुपात, लेकिन यह भी इलेक्ट्रोड के दो प्रकार के द्वारा पता लगाया [ना +] ओ संकेतों के समय के पाठ्यक्रम के साथ न केवल प्राप्त परिणामों के विपरीत काफी मतभेद था। पीक करने के लिए औसत समय गाढ़ा microelectrodes के लिए बैरल-डबल और केवल 1.3 सेकंड के लिए 3.5 सेकंड था। ve_content &quot;&gt; इस प्रकार, इन परिणामों का प्रदर्शन और बनाम गाढ़ा दोनाली ना + -selective microelectrodes के तेजी से प्रतिक्रिया कैनेटीक्स की पुष्टि, (सीएफ चित्रा 6C और 8 बी) ​​के रूप में भी सीए के लिए विख्यात था 2+ और पीएच-चयनात्मक समकक्षों 10 । लघु फट अन्तर्ग्रथनी उत्तेजना तेजी से synaptically प्रेरित आयन यात्रियों पैदा करने के लिए प्रदर्शन किया गया था जिसमें पूर्व अध्ययन के विपरीत, केवल एक प्रवृत्ति है, लेकिन हमारे आवेदन के साथ गाढ़ा और दोनाली इलेक्ट्रोड के बीच का मतलब शिखर आयाम में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था प्रतिमान। इस तथ्य के कारण शायद था कि फलस्वरूप दो (20-40 माइक्रोन) का एक पहलू से अलग किया आयन चयनात्मक microelectrode की नोक, और से आवेदन पिपेट की दूरी, कि लक्ष्य क्षेत्र में अधिक से अधिक ग्लूटामेट एकाग्रता शिखर आयाम में किसी भी मौजूदा अंतर में बाधा डालने, विभिन्न प्रयोगों में ही नहीं था। (ए) शीर्ष निशान: वोल्टा में बदलेंएक दोनाली इलेक्ट्रोड (काला बिंदीदार ट्रेस) और स्नान ना + एकाग्रता में बदलाव के जवाब में एक गाढ़ा इलेक्ट्रोड (ग्रे ट्रेस) के संदर्भ बैरल (वी रेफरी) के जीई ([ना +] ख) संकेत के रूप में। दोनों इलेक्ट्रोड की वोल्टेज की प्रतिक्रियाएं लगभग समान हैं कि ध्यान दें। नीचे निशान: एक दोनाली इलेक्ट्रोड (काला ट्रेस) और [ना +] बी में बदलाव के जवाब में एक गाढ़ा इलेक्ट्रोड (ग्रे ट्रेस) की ना + -potential (वी ना +) की वोल्टेज में परिवर्तन। दोनों इलेक्ट्रोड के वी ना + बनाम बी (बी) [ना +] के आधा-लघुगणक भूखंडों। डेटा के रैखिक भूखंडों दोनों इलेक्ट्रोड के लिए के बारे में 48 एम वी के एक ढलान प्रकट करते हैं। 70 मिमी के लिए 152 मिमी से ख एक दोनाली (काला ट्रेस) के वी ना + (सी) प्रतिक्रिया और [ना +] में एक तेजी से परिवर्तन के लिए एक गाढ़ा इलेक्ट्रोड (ग्रे ट्रेस)। गाढ़ा इलेक्ट्रोड की प्रतिक्रिया समय काफी एफएएस है कि नोटआतंकवाद। चित्रण प्रयोजनों के लिए, निशान एक Sawitzky-Golay फिल्टर के साथ smoothed थे (चौड़ाई 20)। <img alt="आंकड़ा 8" src="/files/ftp_upload/53058/53058fig8.jpg" /> 8 चित्रा: डबल बैरल और गाढ़ा इलेक्ट्रोड के द्वारा पता चला के रूप में कोशिकी सोडियम यात्रियों। (ए) क्षणिक वी रेफरी में परिवर्तन और [ना +] पट्टी द्वारा संकेत के रूप में ओ 120 सेकंड के लिए 10 मिमी aspartate के साथ स्नान छिड़काव द्वारा प्रेरित किया। ऊपरी निशान एक दोनाली इलेक्ट्रोड के साथ प्रदर्शन एक रिकॉर्डिंग, कम निशान एक गाढ़ा इलेक्ट्रोड का उपयोग कर दर्ज किया गया था। (बी) नोक से संकेत के रूप में 0.2 सेकंड के लिए 10 मिमी ग्लूटामेट के साथ स्थानीय दबाव आवेदन से प्रेरित ओ वी रेफरी और [ना +] में क्षणिक परिवर्तन। ऊपरी निशान एक दोनाली इलेक्ट्रोड के साथ प्रदर्शन एक रिकॉर्डिंग, कम निशान एक गाढ़ा इलेक्ट्रोड का उपयोग कर दर्ज किया गया था।बिंदीदार लाल लाइनों इसकी अधिकतम करने के लिए संकेत के शुरू होने के बीच की अवधि के रेखीय फिट बैठता है प्रतिनिधित्व करते हैं। गाढ़ा इलेक्ट्रोड की प्रतिक्रिया समय इस शर्त के तहत काफी तेज है कि ध्यान दें। चित्रण प्रयोजनों के लिए, निशान एक Sawitzky-Golay फिल्टर (चौड़ाई 20) के साथ smoothed रहे थे। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53058/53058fig8large.jpg" target="_blank">यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a>

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