Name: making, testing, and using potassium ion selective microelectrodes in tissue slices of adult brain
Uploaded: 2018-05-07T14:45:00
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खाख लैब को NIH MH104069 ने सपोर्ट किया था । मॉडि लैब को NIH NS030549 ने सपोर्ट किया था । J.C.O. धन्यवाद NIH T32 तंत्रिका Microcircuits प्रशिक्षण अनुदान (NS058280) ।

सभी पशु प्रयोगों के अनुसार राष्ट्रीय स्वास्थ्य गाइड के संस्थान की देखभाल और प्रयोगशाला जानवरों के उपयोग के लिए आयोजित किया गया और चांसलर के कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स में पशु अनुसंधान ?...

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	<li>McDonough, A. A., Youn, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potassium+homeostasis:+The+knowns,+the+unknowns,+and+the+health+benefits.">Potassium homeostasis: The knowns, the unknowns, and the health benefits.</a> Physiol Bethesda Md. 32 (2), 100-111 (2017).</li><li>Hille, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ion channels of excitable membranes. , 507 (2001).</li><li>Kofuji, P., Ceelen, P., Zahs, K. R., Surbeck, L. W., Lester, H. A., Newman, E. 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A., Dutta, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphene+oxide+and+DNA+aptamer+based+sub-nanomolar+potassium+detecting+optical+nanosensor.">Graphene oxide and DNA aptamer based sub-nanomolar potassium detecting optical nanosensor.</a> Nanotechnology. 28 (32), 325502 (2017).</li><li>Bandara, H. M. 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C., Henkens, R. 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A., Feighan, D., Brown, A., Ransom, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsic+optical+signals+in+the+rat+optic+nerve:+role+for+K(+)+uptake+via+NKCC1+and+swelling+of+astrocytes.">Intrinsic optical signals in the rat optic nerve: role for K(+) uptake via NKCC1 and swelling of astrocytes.</a> Glia. 37 (2), 114-123 (2002).</li><li>Chever, O., Djukic, B., McCarthy, K. D., Amzica, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implication+of+Kir4.1+channel+in+excess+potassium+clearance:+an+in+vivo+study+on+anesthetized+glial-conditional+Kir4.1+knock-out+mice.">Implication of Kir4.1 channel in excess potassium clearance: an in vivo study on anesthetized glial-conditional Kir4.1 knock-out mice.</a> J Neurosci. 30 (47), 15769-15777 (2010).</li><li>Hall, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion-selective+membrane+electrodes:+A+general+limiting+treatment+of+interference+effects.">Ion-selective membrane electrodes: A general limiting treatment of interference effects.</a> J Phys Chem. 100 (17), 7230-7236 (1996).</li><li>Haack, N., Durry, S., Kafitz, K. W., Chesler, M., Rose, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double-barreled+and+Concentric+Microelectrodes+for+Measurement+of+Extracellular+Ion+Signals+in+Brain+Tissue.">Double-barreled and Concentric Microelectrodes for Measurement of Extracellular Ion Signals in Brain Tissue.</a> J Vis Exp. (103), e53058 (2015).</li><li>Larsen, B. R., MacAulay, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kir4.1-mediated+spatial+buffering+of+K(+):+Experimental+challenges+in+determination+of+its+temporal+and+quantitative+contribution+to+K(+)+clearance+in+the+brain.">Kir4.1-mediated spatial buffering of K(+): Experimental challenges in determination of its temporal and quantitative contribution to K(+) clearance in the brain.</a> Channels Austin Tex. 8 (6), 544-550 (2014).</li><li>Mei, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+in+vivo+recording+of+circadian+rhythms+in+brains+of+freely+moving+mice.">Long-term in vivo recording of circadian rhythms in brains of freely moving mice.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 115, 4276-4281 (2018).</li></ol>

विधि है कि हम यहां का वर्णन हमें वयस्क चूहों से तीव्र हिप्पोकैम्पस स्लाइस में Schaffer जमानतों की विद्युत उत्तेजना के जवाब में कश्मीर की गतिशीलता का आकलन करने की अनुमति दी है । K+ आयन चयनात्मक microelectrodes त...

पोटेशियम आयन सांद्रता कसकर मस्तिष्क में विनियमित रहे हैं, और उनके उतार चढ़ाव सभी कोशिकाओं के आराम झिल्ली क्षमता पर एक शक्तिशाली प्रभाव डालती. इन महत्वपूर्ण योगदान के प्रकाश में, जीव विज्ञान का एक महत्वपूर्ण लक्ष्य के लिए सेलुलर और जैव शारीरिक तंत्र है कि कसकर के लिए उपयोग किया जाता है निर्धारित करने के लिए है K+ शरीर के विभिन्न अंगों में extracellular अंतरिक्ष में1 की एकाग्रता को विनियमित , 2. इन अध्ययनों में एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है K+ सांद्रता को सही तरीके से मापने की क्षमता. हालांकि कई घटक जो स्वस्थ और रोगग्रस्त राज्यों में मस्तिष्क में पोटेशियम homeostasis के लिए योगदान की पहचान की गई है3,4,5, आगे की प्रगति के विशेष प्रकृति के कारण धीमा कर दिया गया है पोटेशियम माप के लिए आयन चयनात्मक microelectrodes की तैयारी. Microelectrode सेंसर इन विट्रो में+ सांद्रता, ऊतक स्लाइस में और vivo मेंमापने के लिए सोने के मानक का प्रतिनिधित्व करते हैं ।
कश्मीर+ निगरानी के लिए नए दृष्टिकोण विकास ऑप्टिकल सेंसर का उपयोग कर के तहत कर रहे हैं, लेकिन इन k+ सांद्रता के एक जैविक रूप से प्रासंगिक रेंज का पता नहीं है या पूरी तरह से जैव प्रणालियों में संचालित नहीं किया गया है, हालांकि प्रारंभिक परिणाम 6,7,8होनहार दिखाई देते हैं । ऑप्टिकल सेंसर की तुलना में, microelectrodes आयनों के एक बिंदु स्रोत माप करने के लिए मौलिक रूप से सीमित हैं, हालांकि इलेक्ट्रोड arrays स्थानिक संकल्प9सुधार कर सकता है । यह लेख K+ गतिशीलता की निगरानी के लिए एकल-बैरलेड microelectrode सेंसर पर केंद्रित है ।
इस काम में, हम विस्तृत stepwise प्रक्रियाओं की रिपोर्ट k+ चयनात्मक microelectrodes बनाने के लिए, एक valinomycin-आधारित पोटेशियम ionophore का उपयोग कर कि परमिट उच्च चयनात्मक (104 गुना k+ to एनए+ selectivity) k+ 10झिल्ली पर आंदोलन । एक स्वाभाविक रूप से होने वाली पॉलीपेप्टाइड, valinomycin एक k+ पारगंय ताकना के रूप में कार्य करता है और कश्मीर के प्रवाह की सुविधा+ नीचे यह विद्युत ढाल है । हम यह भी वर्णन कैसे इलेक्ट्रोड जांच करने के लिए कैसे, दुकान और उन्हें का उपयोग करने के लिए कैसे और अंत में वयस्क चूहों से तीव्र हिप्पोकैम्पस मस्तिष्क स्लाइस में K+ एकाग्रता गतिशीलता उपाय करने के लिए उन्हें तैनात करने के लिए कैसे. आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों के साथ एक साथ ऐसे इलेक्ट्रोड का उपयोग करें कि extracellular k+ गतिशीलता को विनियमित करने के लिए प्रस्तावित विशिष्ट आयन चैनलों का अभाव सेलुलर तंत्र से पता चलता है कि कश्मीर के परिवेश एकाग्रता को नियंत्रित करने के लिए तंत्रिका तंत्र द्वारा इस्तेमाल किया जाना चाहिए + extracellular वातावरण में ।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="997">
	<tbody>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Vibratome</td>
			<td style="width:241px;">DSK</td>
			<td style="width:257px;">Microslicer Zero 1</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Mouse: C57BL/6NTac inbred mice</td>
			<td>Taconic</td>
			<td style="width:257px;">Stock#B6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;">Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>BX51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;">Electrode puller</td>
			<td>Sutter</td>
			<td>P-97</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;">Ag/AgCl ground pellet</td>
			<td>WPI</td>
			<td>EP2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">pCLAMP10.3</td>
			<td style="width:241px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:257px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Custom microfil 28G tip</td>
			<td style="width:241px;">World precision instruments</td>
			<td style="width:257px;">CMF28G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Tungsten Rod</td>
			<td style="width:241px;">A-M Systems</td>
			<td style="width:257px;">716000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Bipolar stimulating electrodes</td>
			<td style="width:241px;">FHC</td>
			<td style="width:257px;">MX21XEW(T01)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Stimulus isolator</td>
			<td style="width:241px;">World precision instruments</td>
			<td style="width:257px;">A365</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Grass S88 Stimulator</td>
			<td style="width:241px;">Grass Instruments Company</td>
			<td style="width:257px;">S88</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Borosilicate glass pipettes</td>
			<td style="width:241px;">World precision instruments</td>
			<td style="width:257px;">1B150-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">A to D board</td>
			<td style="width:241px;">Digidata 1322A</td>
			<td style="width:257px;">Axon Instruments</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Signal Amplifier</td>
			<td style="width:241px;">Multiclamp 700A or 700B</td>
			<td style="width:257px;">Axon Instruments</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Headstage</td>
			<td style="width:241px;">CV-7B Cat 1</td>
			<td style="width:257px;">Axon Instruments</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Patch computer</td>
			<td style="width:241px;">Dell</td>
			<td style="width:257px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Sodium Chloride</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">S5886</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Potassium Chloride</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">P3911</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">HEPES</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">H3375</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Sodium Bicarbonate</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">S5761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Sodium Phosphate Monobasic</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">S0751</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">D-glucose</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">G7528</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Calcium Chloride</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">21108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Magnesium Chloride</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">M8266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">valinomycin</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">V0627-10mg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">1,2-dimethyl-3-nitrobenzene</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">40870-25ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Potassium tetrakis (4-chlorophenyl)borate</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">60591-100mg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">5% dimethyldichlorosilane in heptane</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">85126-5ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;">TTX</td>
			<td style="width:241px;">Cayman Chemical Company</td>
			<td style="width:257px;">14964</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Hydrochloric acid</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">H1758-500mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Sucrose</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">S9378-5kg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Pipette Micromanipulator</td>
			<td style="width:241px;">Sutter</td>
			<td style="width:257px;">MP-285 / ROE-200 / MPC-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Objective lens</td>
			<td style="width:241px;">Olympus</td>
			<td style="width:257px;">PlanAPO 10xW</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

making, testing, and using potassium ion selective microelectrodes in tissue slices of adult brain

पोटेशियम आयनों काफी कोशिकाओं के आराम झिल्ली क्षमता में योगदान और, इसलिए, extracellular K+ एकाग्रता सेल उत्तेजितता का एक महत्वपूर्ण नियामक है । extracellular K की बदल सांद्रता+ वोल्टेज पर निर्भर आयन चैनलों के लिए बंद, खुला और निष्क्रिय राज्यों के बीच equilibria स्थानांतरण द्वारा आराम झिल्ली क्षमता और सेलुलर उत्तेजितता को प्रभावित करता है कि आबाद कार्रवाई की क्षमता दीक्षा और आचरण । इसलिए, यह सीधे स्वास्थ्य और रोगग्रस्त राज्यों में extracellular K+ गतिशीलता को मापने के लिए मूल्यवान है । यहां, हम का वर्णन कैसे बनाने के लिए, जांचना और उपयोग monopolar K+-चयनात्मक microelectrodes । हम उंहें वयस्क हिप्पोकैम्पस मस्तिष्क स्लाइस में तैनात को मापने के लिए बिजली पैदा की कश्मीर+ एकाग्रता गतिशीलता । इस तरह के इलेक्ट्रोड के विवेकपूर्ण उपयोग उपकरण के लिए सेलुलर और भौतिक तंत्र का मूल्यांकन है कि तंत्रिका तंत्र में extracellular K+ सांद्रता नियंत्रण की जरूरत किट का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है ।

extracellular K के चुनिंदा माप के लिए+, हम स्वच्छ borosilicate ग्लास पिपेट के silanization के माध्यम से एक hydrophobic परत के साथ लेपित आयन चयनात्मक microelectrodes तैयार (आंकड़ा 1a). इस कोटिंग k+ ionophore युक्त valinomycin इलेक्ट्?...

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Making, Testing, and Using Potassium Ion Selective Microelectrodes in Tissue Slices of Adult Brain

बनाने, परीक्षण, और वयस्क मस्तिष्क के ऊतक स्लाइस में पोटेशियम आयन चयनात्मक Microelectrodes का उपयोग

पोटेशियम आयनों कोशिकाओं की शेष झिल्ली क्षमता में योगदान और extracellular K+ एकाग्रता सेलुलर उत्तेजितता का एक महत्वपूर्ण नियामक है । हम का वर्णन कैसे बनाने के लिए, जांचना और monopolar K+-चयनात्मक microelectrodes का उपयोग करें । ऐसे इलेक्ट्रोड का उपयोग वयस्क हिप्पोकैम्पस स्लाइस में विद्युत पैदा की+ एकाग्रता गतिशीलता के माप को सक्षम बनाता है.

Potassium ions significantly contribute to the resting membrane potential of cells and, therefore, extracellular K+ concentration is a crucial regulator ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Focussed Ion Beam Milling and Scanning Electron Microscopy of Brain Tissue

ध्यान केंद्रित आयन बीम मिलिंग और मस्तिष्क के ऊतकों के इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी स्कैनिंग

This protocol describes how biological samples, like brain tissue, can be imaged in three dimensions using the focussed ion beam/scanning electron ...

Subtype-selective Electroporation of Cortical Interneurons

Cortical interneurons के उपप्रकार चयनात्मक Electroporation

The study of central nervous system (CNS) maturation relies on genetic targeting of neuronal populations. However, the task of restricting the expression ...

Paired Whole Cell Recordings in Organotypic Hippocampal Slices

Organotypic hippocampal स्लाइस में बनती पूरे सेल रिकॉर्डिंग

Pair recordings involve simultaneous whole cell patch clamp recordings from two synaptically connected neurons, enabling not only direct ...

Electrophysiological and Morphological Characterization of Neuronal Microcircuits in Acute Brain Slices Using Paired Patch-Clamp Recordings

तीव्र मस्तिष्क स्लाइसें में neuronal microcircuits के electrophysiological और morphological विशेषता बनती पैच दबाना रिकॉर्डिंग का उपयोग

The combination of patch clamp recordings from two (or more) synaptically coupled neurons (paired recordings) in acute brain slice preparations with ...

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

मस्तिष्क के ऊतकों में मापन कोशिकी आयन के संकेतों के लिए डबल बैरल और गाढ़ा Microelectrodes

Electrical activity in the brain is accompanied by significant ion fluxes across membranes, resulting in complex changes in the extracellular ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial के प्रभाव बारी वर्तमान उत्तेजना प्राथमिक मोटर प्रांतस्था पर ऑनलाइन संयुक्त दृष्टिकोण द्वारा Transcranial चुंबकीय उत्तेजना के साथ

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices

वयस्क सेरेबेलर स्लाइस में दीर्घकालिक अवसाद प्रेरण का आकलन

Synaptic plasticity provides a mechanism for learning and memory. For cerebellar motor learning, long-term depression (LTD) of synaptic transmissions from ...

Imaging of Intracellular ATP in Organotypic Tissue Slices of the Mouse Brain using the FRET-based Sensor ATeam1.03YEMK

Imaging of Intracellular ATP in Organotypic Tissue Slices of the Mouse Brain using the FRET-based Sensor ATeam1.03YEMK

फ्रेट-आधारित सेंसर ATeam1.03YEMK का उपयोग कर माउस मस्तिष्क के ऑर्गानोटिक ऊतक स्लाइस में इंट्रासेलुलर एटीपी की इमेजिंग

Neuronal activity in the central nervous system (CNS) evokes a high demand on cellular energy provided by the breakdown of adenosine triphosphate (ATP). A ...

Labeling and Imaging of Amyloid Plaques in Brain Tissue Using the Natural Polyphenol Curcumin

मस्तिष्क ऊतक में एमिलॉयड प्लेक की लेबलिंग और इमेजिंग प्राकृतिक पॉलीफेनोल करक्यूमिन का उपयोग करते हुए

Deposition of amyloid beta protein (A&#946;) in extra- and intracellular spaces is one of the hallmark pathologies of Alzheimer&#39;s disease (AD). ...

Ballistic Labeling of Pyramidal Neurons in Brain Slices and in Primary Cell Culture

मस्तिष्क स्लाइस में और प्राथमिक सेल संस्कृति में पिरामिड न्यूरॉन्स की बैलिस्टिक लेबलिंग

It has been reported that the size and shape of dendritic spines is related to their structural plasticity. To identify the morphological structure of ...