कस्टम के बनाए microdialysis जांच डिजाइन
Summary
Microdialysis तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान के क्षेत्र में एक सामान्य तकनीक का इस्तेमाल किया है। इसलिए वाणिज्यिक जांच महान demand.In में एक जांच विधानसभा कम से कम $ 10 के लिए एक विश्वसनीय, गाढ़ा, कस्टम निर्मित MICRODIALYSIS जांच का निर्माण करने के बारे में विस्तार से समझाया गया है इस काम कर रहे हैं।
Abstract
Microdialysis तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान के क्षेत्र में एक सामान्य तकनीक का इस्तेमाल किया है। इसलिए वाणिज्यिक जांच मस्तिष्कमेरु द्रव में, शारीरिक औषधीय और रोग परिवर्तन पर नजर रखने के लिए महान मांग में हैं। दुर्भाग्य से, वाणिज्यिक जांच सार्वजनिक संस्थानों में अनुसंधान समूहों के लिए महंगे हैं। इस काम में, एक जांच विधानसभा कम से कम $ 10 के लिए एक विश्वसनीय, गाढ़ा, कस्टम निर्मित MICRODIALYSIS जांच का निर्माण करने के बारे में विस्तार से समझाया गया है। MICRODIALYSIS जांच 30 केडीए के एक आणविक कट ऑफ के साथ एक polysulfone झिल्ली के होते हैं। जांच के लिए इन विट्रो (100-1,600 दा की रेंज में) अलग आणविक वजन और विभिन्न भौतिक गुणों के साथ पदार्थों की वसूलियां तुलना कर रहे हैं। जांच छोटे यौगिकों ग्लूकोज, लैक्टेट, एसीटाइलकोलीन और एटीपी के लिए लगभग 20% की एक में इन विट्रो वसूली अर्जित करता है। 2-6% से 1,000-1,600 दा राशि के बीच एक आणविक वजन के साथ neuropeptides के लिए इन विट्रो वसूलियां। इस प्रकार, उच्च आणविक डब्ल्यू जबकिneuropeptides के आठ, इन विट्रो वसूली मूल्यों में आणविक वजन का कम रेंज (अप करने के लिए 500 डीए) में यौगिकों के डायलिसिस के लिए इन विट्रो वसूली दर पर कोई बड़ा असर पड़ता है कम। वर्तमान पद्धति अन्य कट-ऑफ मूल्य और झिल्ली सामग्री के साथ एक डायलिसिस झिल्ली के उपयोग की अनुमति देता है। इसलिए, इस कस्टम बनाया जांच विधानसभा एक व्यापक आणविक वजन सीमा में पदार्थों dialyze करने के लिए पर्याप्त लचीलापन का लाभ दिया है। यहाँ, हम माउस और चूहे के मस्तिष्क क्षेत्रों में MICRODIALYSIS के लिए लागू है, जो 2 मिमी की एक मुद्रा की लंबाई के साथ एक MICRODIALYSIS जांच शुरू। हालांकि, जांच के आयामों को आसानी से बड़े जानवरों में इस्तेमाल किया जा करने के लिए बड़ा विनिमय लंबाई के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।
Introduction
Microdialysis तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान के क्षेत्र में एक सामान्य तकनीक का इस्तेमाल किया है। पिछले 50 वर्षों के दौरान, न्यूनतम इनवेसिव MICRODIALYSIS तकनीक लगातार बाह्य अंतरिक्ष में छोटे आणविक भार यौगिकों के स्थानीय सांद्रता की निगरानी के लिए एक अच्छी तरह से स्थापित विधि बनने के लिए सुधार किया गया है। लगभग हर मध्य ऊतक तरल पदार्थ स्वतंत्र रूप से चलती जानवरों में जांच की जा सकती है।
Gaddum 1960 के दशक में धक्का खींच तकनीक की शुरुआत की। उन्होंने कहा कि फेल्डबर्ग एट अल से एक दृष्टिकोण को संशोधित किया। जिसमें tubocurarine एक प्रवेशनी पार्श्व वेंट्रिकल में समाप्त होने और एक प्रवेशनी 1 के माध्यम से भी प्रवाह का संग्रह के माध्यम से perfused किया गया था। Gaddum एक साथ 2 टिप आसपास के न्यूरॉन्स से जारी न्यूरोट्रांसमीटर हटाने के दौरान दो गाढ़ा इस्पात सुइयों से मिलकर प्रवेशनी एक समाधान से अलग मस्तिष्क क्षेत्रों में प्रत्यारोपित और perfused किया गया था, जिसमें धक्का खींच तकनीक विकसित की है। दुर्भाग्य से, ऊतक दामाटिप के आसपास प्रवेशनी की वजह से जीई इस विधि के आवेदन सीमित है। इस पद्धति का एक और उन्नति के रूप में, Bito और सहकर्मियों एकत्र समाधान के लिए एक डायलिसिस झिल्ली से आसपास के ऊतकों से अलग हो गया था, जिसमें एक डायलिसिस बैग विधि की शुरुआत की। वे कुत्ते गर्दन के चमड़े के नीचे ऊतक में एक डायलिसिस थैली प्रत्यारोपित किया। डायलिसिस बैग की सामग्री प्रोटीन से मुक्त है और आयनों और अमीनो एसिड 3 के लिए कई सप्ताह बाद विश्लेषण किया जा सकता है। अगले विकास dialytrode, मूल रूप से 1972 में 4 डेलगाडो द्वारा वर्णित किया गया था, जो एक आदिम MICRODIALYSIS जांच की थी। यह छोटी थी और कम ऊतक 5 विस्थापित इतना है कि अंत में, Ungerstedt और उनके सहयोगियों MICRODIALYSIS जांच के डिजाइन में सुधार हुआ।
एक गाढ़ा MICRODIALYSIS जांच एक रक्त केशिका को इसी तरह से व्यवहार करता है। प्रणाली लगातार ब्याज की विश्लेष्य की कमी है, जबकि आसपास के ऊतक तरल पदार्थ की आयनिक रचना की विशेषता एक समाधान द्वारा perfused है। गुबाहरी समाधान या ऊतक के संपर्क में ई डायलिसिस झिल्ली अर्द्ध पारगम्य है। यह उनकी एकाग्रता ढाल 6 के साथ जांच में पदार्थों के निष्क्रिय प्रसार परमिट। पारगम्यता ऐसे आणविक वजन, आकार, प्रभारी और परिसर के पीएच के रूप में कई चर पर निर्भर है। झिल्ली सामग्री के गुणों के लिए, झिल्ली के आकार ताकना और दर 7 प्रवाह के कारण यह भी सीमित है।
1 आंकड़े और 2 एक गाढ़ा MICRODIALYSIS जांच दिखा। छिड़काव तरल पदार्थ जुड़े सिलिका चारों ओर से घेरे है, जो धातु आस्तीन में एक इनलेट टयूबिंग के माध्यम से प्रवेश करती है। धातु आस्तीन के अंदर, यह जुड़े सिलिका के साथ नीचे नदियों और उसके सिरे पर छोड़ देता है। डायलिसिस झिल्ली और polytetrafluoroethylene (PTFE) (जैसे Teflon के रूप में) -tubing के बीच अंतरिक्ष में छिड़काव तरल पदार्थ तो ऊपर की ओर बहती है। इधर, ऊतक से पदार्थों के प्रसार झिल्ली के चारों ओर जो होता है। अपोहित PTF के माध्यम से जांच के पत्तेट्यूबिंग आउटलेट से जुड़ा हुआ है और एकत्र किया जा सकता है जो ई-ट्यूबिंग,।
MICRODIALYSIS तकनीक विवो तकनीक में दूसरे के सापेक्ष कई फायदे हैं। जांच अपोहित कोई एंजाइम या सेल शामिल हैं कि परिणाम के साथ एक शारीरिक बाधा का गठन किया। इसलिए, वहाँ विश्लेषण करने से पहले eluate की शुद्धि के लिए कोई ज़रूरत नहीं है, और analytes की कोई enzymatic गिरावट जगह लेता है। ऑक्सीडेटिव गिरावट ट्यूबिंग में analytes के पारित होने के दौरान हो सकता है, लेकिन इस बार perfusate के लिए एक एंटीऑक्सीडेंट (जैसे एस्कॉर्बिक एसिड) जोड़ने से रोका जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, neuropeptides को oxidative नुकसान, उदाहरण के लिए, कुशलता अपोहित 8 इकट्ठा करने के लिए एक टिप के साथ आउटलेट टयूबिंग जगह से दबा दिया गया था। अपोहित विश्लेषणात्मक पद्धति के लगभग किसी भी प्रकार के साथ सीधे जांच की जा सकता है और कई analytes एक साथ एकत्र किया जा सकता है। इस प्रणाली के जाग पशुओं में इस्तेमाल किया जा सकता है, और लगभग सभी मस्तिष्क क्षेत्रों किया जा सकता हैजांच की। इसके अलावा, जांच के माध्यम से दवाओं की जान फूंकना संभव (retrodialysis) है। हालांकि, यह भी MICRODIALYSIS तकनीक की सीमाएं हैं। कुछ हद तक कम समय संकल्प न्यूरोट्रांसमीटर परिवर्तन के बारे में वास्तविक समय की जानकारी प्रदान नहीं करता है। यह एक आक्रामक तकनीक है, क्योंकि जांच के आरोपण के इस कदम 7,9,10 के दौरान आवश्यक है न्यूरोट्रांसमीटर सांद्रता प्रभावित कर सकते हैं, जो शल्य आघात और संज्ञाहरण, का कारण बनता है।
अपोहित में यौगिक एकाग्रता बाह्य तरल पदार्थ में वास्तविक यौगिक एकाग्रता का केवल एक छोटी राशि शामिल है। बाह्य तरल पदार्थ में अज्ञात यौगिक एकाग्रता की गणना के लिए, रिश्तेदार इन विट्रो वसूली की गणना की जानी है। व्यक्ति हर जांच के लिए इन विट्रो वसूलियां में रिश्तेदार और हर यौगिक के निर्धारण में विवो प्रयोग शुरू करने से पहले आवश्यक है। इस प्रयोजन के लिए जांच युक्त समाधान में डूबा हुआ हैछिड़काव तरल पदार्थ जबकि ब्याज की विश्लेष्य ब्याज की विश्लेष्य कमी एक ही समाधान है। अपोहित में यौगिक सांद्रता के निर्धारण के बाद, इस डेटा आसपास के तरल पदार्थ में उनकी एकाग्रता के लिए भेजा जाना है। कई पदार्थों की इन विट्रो वसूली निर्धारण एक साथ 9 से लागू किया जा सकता है।
कई तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान समूहों अलग मस्तिष्क क्षेत्रों के बाह्य अंतरिक्ष में न्यूरोट्रांसमीटर और चयापचयों की जांच के लिए MICRODIALYSIS तकनीक का उपयोग करें। इस प्रकार, वाणिज्यिक जांच तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान के माहौल में काफी मांग कर रहे हैं। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध जांच का एक बड़ा लाभ यह है कि उच्च कार्यात्मक विश्वसनीयता है। वाणिज्यिक जांच के लिए प्रयोगात्मक सेट अप अच्छी तरह से स्थापित और कई जाने-माने न्यूरोट्रांसमीटर और चयापचयों के लिए मान्य है। हालांकि, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध MICRODIALYSIS उपकरण महंगा है और वें में, आवेदन 11 में कम लचीलापन है, जबकिकिसी भी आवेदन के लिए अनुकूलित किया जा सकता है और कम से कम $ 10 के लिए निर्मित किया जा सकता है, जो एक MICRODIALYSIS जांच विधानसभा में विस्तार से प्रस्तुत किया है काम है। यह कस्टम बनाया जांच मस्तिष्क के विभिन्न क्षेत्रों 8 में जांच के लिए परीक्षण एक गाढ़ा MICRODIALYSIS जांच है।
अलग आणविक वजन (100-1,600 दा की रेंज) और साथ साथ पदार्थों के इन विट्रो जांच वसूली में विभिन्न भौतिक गुणों की तुलना कर रहे हैं। एक आणविक वजन के साथ एक आणविक वजन कम से कम 200 दा, एटीपी के साथ ग्लूकोज, लैक्टेट और acetylcholine के इन विट्रो वसूली दृढ़ संकल्प के लगभग 500 दा और neuropeptides एंजियोटेनसिन द्वितीय, 1000 दा के ऊपर एक आणविक वजन के साथ पदार्थ पी और सोमेटोस्टैटिन किया जाता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
चित्रा 3 एक अनुकरणीय जांच विधानसभा से पता चलता है। सही भीतरी और बाहरी व्यास आयाम बारीकी ट्यूबिंग के लिए मनाया जा चुके हैं (आयुध डिपो 1.6 मिमी, आईडी 350 माइक्रोन), जुड़े सिलिका (आयुध डिपो के 105 माइक्रोन; म?…
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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