定制的微透析探针设计
Summary
微透析是在神经科学研究中一个常用的技术。因此商用探头有很大demand.In这项工作探针组件进行了详细建立一个可靠的，同心，定做微透析探针为不到10美元解释。
Abstract
微透析是在神经科学研究中一个常用的技术。因此，商业探头的需求量很大，监测生理，药理和病理变化的脑脊液。不幸的是，商业探头昂贵的研究小组在公共机构。在这项工作中，一个探针组件进行详细说明，以建立一个可靠的，同心的，定制的微透析探针为低于10美元。的微透析探针由聚砜膜具有分子截止为30 kDa的的。探针的体外回收率与不同分子量（在100-1,600大的范围内）和不同的物理化学性质的物质进行比较。探头产生一个体外回收大约20％的小分子化合物的葡萄糖，乳酸盐，乙酰胆碱和ATP。 体外回收率为神经肽与1,000-1,600达量之间的分子量为2-6％。因此，尽管在较高分子量瓦特神经肽八个降低体外恢复值，化合物的透析中的分子量的较低范围（高达500道尔顿）对体外回收率没有很大的影响。本方法允许利用透析膜与其他截止值和膜材料。因此，这种定制的探针组件具有足够的灵活性的优点透析物质在宽的分子量范围。在这里，我们引入一个微透析探针以2mm的交换长度，这是适用于微透析在小鼠和大鼠的大脑区域。然而，探针的尺寸可以很容易地适应较大交换长度在较大的动物中使用。
Introduction
微透析是在神经科学研究中一个常用的技术。在过去的50年中，最小侵入性的微透析技术不断完善，成为一个行之有效的方法来监测外空间的局部浓度的小分子量化合物。几乎每间质液可以自由移动的动物进行调查。
Gaddum介绍，在20世纪60年代推拉技术。他修饰的方法从费尔德等人在其筒箭毒物通过套管终止于侧脑室和通过套管1收集的流出物也灌注。 Gaddum开发，其中套管由两个同心钢针植入在不同脑区和灌注通过溶液而同时除去来自周围的刀片2的神经元释放的神经递质的推挽技术。不幸的是，组织DAMA引起的尖端周围套管戈限于该方法的应用。作为这种方法的一个进一步推进，尾藤和同事提出了透析袋的方法，其中所收集的溶液，从周围组织中通过透析膜隔开。它们注入透析囊到狗脖子的皮下组织。透析袋的含量无蛋白质的，并且可以为离子和氨基酸3许多周后进行分析。接下来的发展是dialytrode，一个原始微透析探针，其最初由Delgado的于1972年4所述。最后，Ungerstedt和同事改善微透析探针的设计，以便它是较小的和位移较少的组织5。
同心微透析探针的行为类似于一个毛细血管。该系统由一个解决方案，包括对周围组织的流体的离子组成，同时缺乏所关注分析物不断灌注。钍Ë透析膜暴露于外部溶液或组织是半渗透性的。它允许的物质的被动扩散进入沿其浓度梯度6探头。渗透率依赖于许多变量，如分子量，形状，电荷和pH的化合物。它也被限制，由于该膜材料的性能，孔膜的尺寸和流速7。
图1和2示出了同心微透析探针。经由入口管导入金属套筒，其围绕熔融二氧化硅的灌注流体进入。内的金属套筒，它流顺着熔融二氧化硅和叶子它在它的前端。在透析膜和聚四氟乙烯（PTFE）-tubing（如特氟隆）之间的空间内的灌注液，然后向上流动。在这里，从组织的物质发生扩散环绕该膜。透析液通过PTF离开探头电子管道，其连接到出口管并可以收集。
微透析技术具有相对于其它体内技术的几个优点。探针构成与透析液不含有酶或细胞的结果的物理屏障。因此，没有必要进行分析前的洗脱物的纯化，以及分析物的无酶促降解发生。氧化降解可发生在管道的分析物的通过期间，但这通常可以通过加入抗氧化剂（ 例如抗坏血酸）的灌注液被阻止。可替换地，氧化性损伤的神经肽，例如，被有效地通过用尖更换出口管路，收集透析液8抑制。透析液可以直接与几乎任何类型的分析方法进行研究和多种分析物可以同时被收集。该系统可在清醒的动物中使用，几乎所有的大脑区域可以是检查。此外，通过探针灌注药物是可能的（retrodialysis）。然而，也有在微透析技术的局限性。偏低的时间分辨率不提供关于神经递质变化的实时信息。因为它是一种侵入性的技术，探针植入引起的手术创伤和麻醉，这会影响神经递质的浓度，在该步骤期间7,9,10是必需的。
在透析液的化合物浓度仅包括少量在细胞外流体中的实际化合物浓度。对于在细胞外流体中的未知化合物浓度的计算中，相对于在体外恢复已被计算。相对于个人在体外回收率为每个探头和每个化合物的测定是在开始体内实验前有必要的。为了这个目的，将探针浸入含的溶液的利益而灌注流体分析物是缺乏的感兴趣的分析物相同的溶液。在透析液测定化合物的浓度后，此数据必须被提到其在周围流体的浓度。几种物质在体外恢复判定可以同时9来实现。
许多神经科学的研究小组利用微透析技术来研究神经递质和代谢物在不同脑区的细胞外空间。因此，商业探针在神经科学研究环境有很大的需求。市售探头一大优点是高功能可靠性。该实验装置用于商业探头是公认和验证众多知名神经递质及代谢产物。然而，尽管可商购的微透析设备价格昂贵，并且在应用程序11的弹性较小，在第是工作一个微透析探针组件中详细介绍，它可以适用于任何应用，并且可以为不到10美元来制造。这种定制的探头是测试在各个脑区8调查同心圆微透析探针。
体外探针回收率的不同分子量（的100-1,600大范围）中，用物质不同的物理化学性质进行了比较。 在体外回收的葡萄糖，乳酸和乙酰胆碱测定，其分子量小于200道尔顿，ATP的具有分子量约500 Da和神经肽血管紧张素II，P物质和生长抑素具有分子量高于1,000达被执行。
Protocol
Representative Results
Discussion
图3示出的示例性探针组件。正确内外径尺寸必须被密切油管观察（OD1.6毫米;编号350微米），熔融二氧化硅（外径105微米;编号40微米）和渗析膜（外径245微米;编号210微米）。同样重要的是，保持隔膜和（105微米）和膜和管（105微米）以及之间熔融二氧化硅之间的空间。如果值不同，在探头压力可以上升，并导致该膜的泄漏。
这里我们介绍一种微透析探针以2mm的交…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors are grateful to G. Barka (SunChrom GmbH, Friedrichsdorf, Germany) for his support and for providing the epoxy glue. Furthermore, the authors acknowledge Fresenius Medical Care (Bad Homburg, Germany) for supplying the Capillary Haemodiafilter FXCorDiax. Funding was obtained from Goethe University of Frankfurt.
Materials
| Epoxy glue | SunChrom GmbH, Fiedrichsdorf, Germany | ||
| Fused silica ID 40 µm OD 105 µm | Ziemer-Chromatographie, Mannheim, Germany | Art. No: 6.040105 | |
| Polysulfone membrane (haemodialysis filter FX Cor Diax 600) | Fresenius Medical Care AG & Co. KGaA, Bad Homburg, Germany | REF: F00001593 | |
| Cyanacrylate glue (Pattex® superglue plastic) | Henkel AG&Co. KGaA, Düsseldorf, Germany | ||
| TEFLON-tubing 1.6 x 0.35 mm | SunChrom® GmbH, Friedberg, Germany | Art. No: 969-195.219 | |
| Scalpel (Feather® Surgical Blade No. 10) | pfm medical ag, cologne, Germany | Art. No: 07310 | |
| Microscope | MEIJI Techno | EMZ-8TR | |
| 30 G x 11" (0.3 x 25 mm) cannula Sterican® Z | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | REF: 9324500 | |
| 25 G x 11/2" (0.5 x 40 mm) cannula 100 Sterican® | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | REF: 9186166 | |
| Fine pen (Stabilo point 88 fine 0.4) | Schwan-STABILO Schwanhäußer GmbH & Co. KG | Art. No: 88/36 | |
| Hot glue (Glue sticks ULTRA Power x 11 mm) | Steinel® GmbH, Herzebrock-Clarholz, Germany | Art. No: 4007841046910 | |
| Sandpaper P60 230 x 280 | Robert Bosch GmbH, Gerlingen-Schillerhöhe, Germany | Catalog Number: 2608605397 |
References
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