Langendorff perfüze sıçan Kalpler Optik Haritalama
Summary
Bu makale, potansiyometrik boya kullanarak (di-8-ANEPPS) Langendorff perfüze sıçan kalpleri yüzeyinde optik görüntü aksiyon potansiyeli hareketi yüksek bir zamansal ve mekansal çözünürlükte tekniği açıklar.
Abstract
Voltaj duyarlı floresan boya ile kalp yüzey Optik haritalama deneysel modellerde elektrik uyarım araştırmak için önemli bir araç haline geldiğini hücre kültürleri bütün organları ölçek aralığı<sup> [1, 2]</sup>. Normal kalp ritmi sırasında veya aritmi başlaması ve bakım boyunca state-of-the-art optik görüntüleme sistemleri, üretim ve aksiyon potansiyelleri yayılmasını neredeyse anında görüntülenmiştir.<sup> [1]</sup>. Piyasada bulunan en son sistemleri, son derece yüksek uzaysal çözünürlüklerde bilgi sağlayabilir ve daha geleneksel elektrofizyolojik yöntemler dayattığı engelleri aşmak için başlangıçta geliştirilmiş özel tasarlanmis ekipmanlar dayalı<sup> [1]</sup>. Yüksek çözünürlüklü ve yüksek hızda tamamlayıcı metal oksit yarı iletkeni (CMOS) kameralar ve yoğun bir şekilde parlak ışık yayan diyot (LED) yanı sıra voltaj duyarlı boyalar, optik, ve filtreler Gelişmeleri elektrik sinyal alımı yapmaya başladı mikroskopları ile çalışmak için daha alışkın kardiyovasküler hücre biyologlar için pratik. CMOS kameraların en yeni nesil numune hazırlama türüne bağlı olarak 16.384 piksel saniyede 10.000 kare, edinebilirler rağmen, fotodiyot diziler, lazer tarama sistemleri ve soğutmalı olarak köklü floresan satın alma teknolojileri şarj çiftli aygıt (CCD dinamik aralık saygı, sinyal-gürültü oranı) kameralar hala bazı belirgin avantajları vardır ve kuantum verimliliği<sup> [1, 3]</sup>. Bu çalışmada, Lewis sıçan kalpleri perfüze edildi<em> Ex vivo</em> 37 kristalloid perfüzat (Krebs-Henseleit çözüm) ° C değiştirilmiş bir Langendorff aparat. 20 dakikalık bir istikrar döneminden sonra, kalpler aralıklı görüntü alımı sırasında kasılması ile ilişkili hareket ortadan kaldırmak için 11 mmol / L 2,3-butanedione monoxime ile perfüze edildi. Optik haritalama için, hızlı tepki potansiyometrik prob di-8-ANEPPS kalpleri yüklenir<sup> [4]</sup> (5 mmol / L) ve kısa bir süre 475 ± 15 nm uyarma ışığı ile hazırlık aydınlattı. > Kalp hazırlık yayılan 605 nm ışık, aydınlatma tipik bir 2 ikinci dönemde yatay bir Makroskop'ta bağlı bir yüksek hızda CMOS kamera ile görüntülendi. Bu gösteri için, kupa, izole edilmiş bir elektrik stimülasyonu ünitesine bağlı bir koaksiyel elektrot ile dakikada 300 atım tempolu. Eşzamanlı bipolar elektrografik kayıtları kolay kullanılabilen yazılım kullanarak gerilim sinyalleri ile birlikte satın alındı ve analiz edildi. Bu şekilde, Langendorff perfüze sıçan kalpleri yüzeyinde aksiyon potansiyelleri görüntülenebilmekte ve elektrografik sinyalleri ile kayıtlı olabilir.
Protocol
Discussion
Miyokard iskemisi önlemek için anestezi uygulanmış sıçanlarda kalp kaldırılması hızla yapılmalıdır. Iskemi veya yetersiz koroner perfüzyon oluşursa, kalp büyük olasılıkla aritmiler geliştirmek ve enfarkte olabilir. Ayrıca, bu kalpleri bilgilendirici kayıtları ve daha sonraki analizler için yeterli floresan emisyon gösterecektir. Boya yüklemeden önce, miyokard hücrelerinin elektriksel impulsları istikrar için bir fizyolojik elektrolit ortam kurmak ve sürdürmek için yeterli Krebs-Henseleit…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ve Boston Çocuk Hastanesi'nden Kalp İletim Fonu katkılar; Bu çalışma, araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri hibe (HL088206 HL068915) tarafından desteklenmektedir.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| CardioCMOS-SM128f | Equipment | RedShirt Imaging, Decatur, GA 30030 USA | ||
| CardioPlex Software | Equipment | RedShirt Imaging, Decatur, GA 30030 USA | ||
| LUXEON LED Light Source 460-490 nm | Equipment | Lumileds Lighting, US, LLC, San Jose, CA 95131 USA | LXHL-PB02 | |
| ECG Amplifier Type 689 Hugo Sachs Elektronik | Equipment | Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA | 730149 | |
| Dichroic Mirror 505 nm | Equipment | Semrock, Rochester, NY 14624 USA | FF505-SDi01-25×36 | |
| Emission Filter 605 nm Long Pass | Equipment | SciMedia, Costa Mesa, CA 92626 USA | ||
| THT Sideways | Equipment | SciMedia, Costa Mesa, CA 92626 USA | 25 BM-8 | |
| Mini Ball Joint Holder | Equipment | Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA | BS4 73-0177 | |
| Small Stimulation Electrode Set | Equipment | Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA | BS4 73-0160 | |
| BM-6 Benchtop Vibration Isolation Platform | Equipment | Technology Inc., Inglewood, CA 90301 | 25 BM-6 | |
| Monopolar ECG Electrode | Equipment | Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA | BS4 73-0200 | |
| Roller Pump SCI 400 | Equipment | Watson-Marlow Bredel Inc., Wilmington, MA 01887 USA | 401U/D1 | |
| Roller Pump MasterFlex Easy Load II | Equipment | Cole Parmer, Vernon Hills, Illinois 60061 USA | Model 77201-60 | |
| Tubing Marprene #14 | Equipment | Watson-Marlow Bredel Inc., Wilmington, MA 01887 USA | 902.0016.016 | |
| MasterFlex Tubing | Equipment | PharMed, Westlake, OH 44145 USA | 06485-25 | |
| S48 Square Pulse Stimulator | Equipment | Grass Technologies, West Warwick, RI 02893 USA | Model S48 | |
| SIU5 RF TRANSFORMER ISOLATION UNIT | Equipment | Grass Technologies, West Warwick, RI 02893 USA | Model SIU5 | |
| 5 Liter Water Jacketed Reservoir | Equipment | Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA | 120142-5 | |
| 2 Liter Water Jacketed Reservoir | Equipment | Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA | 120142-2 | |
| 0.5 Liter Water Jacketed Reservoir | Equipment | Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA | 120142-0 | |
| 0.25 Liter Water Jacketed Reservoir | Equipment | Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA | 120142-025 | |
| 10 ml Heating Coil | Equipment | Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA | 158822 | |
| Compliance Bubble Trap | Equipment | Radnoti Glass Technology Inc., Monrovia CA 91016 USA | 130149 | |
| Luer Disconnect Cannula | Equipment | Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA | 72-1444 | |
| 3-Way stopcock, FLL to MLT, No Port Covers | Equipment | Harvard Apparatus, Holliston, MA 01746 USA | BS4 72-2630 | |
| Thermocouple Thermometer | Equipment | Cole Parmer, Vernon Hills, Illinois 60061 USA | WU-91100-40 | |
| Ultra Fine IT-Series Flexible Microprobe | Equipment | PhysiTemp Instruments Inc., Clifton, NJ 07013 USA | IT-24P | |
| Oscilloscope Tektronix TDS 1002 | Equipment | Tektronix Inc., Beaverton, OR 97005 USA | TDS 1002B | |
| 2,3-Butanedione monoxime | Reagent | Sigma, St. Louis, MO 63132 USA | B0753 | |
| Ketamine HCl | Reagent | Hospira Inc., Lake Forest, IL 60045 USA | RL-0065 | |
| Xylazine | Reagent | Lloyd Inc., Iowa 51601 USA | LB15705A | |
| E-TOXA-CLEAN® | Reagent | Sigma, St. Louis, MO 63132 USA | E9029 | |
| Di-8-ANEPPS | Reagent | Invitrogen, Carlsbad, CA 92008 USA | D-3167 |
References
- Efimov, I. R., Nikolski, V. P., Salama, G. Optical imaging of the heart. Circ Res. 95 (1), 21-33 (2004).
- Hucker, W. J. Images in cardiovascular medicine. Optical mapping of the human atrioventricular junction. Circulation. 117 (11), 1474-147 (2008).
- Entcheva, E., Bien, H. Macroscopic optical mapping of excitation in cardiac cell networks with ultra-high spatiotemporal resolution. Prog Biophys Mol Biol. 92 (2), 232-257 (2006).
- Entcheva, E. Fluorescence imaging of electrical activity in cardiac cells using an all-solid-state system. IEEE Trans Biomed Eng. 51 (2), 333-341 (2004).
- Stamm, C. Rapid endotoxin-induced alterations in myocardial calcium handling: obligatory role of cardiac TNF-alpha. Anesthesiology. 95 (6), 1396-1405 (2001).
- Choi, Y. H. Cardiac conduction through engineered tissue. Am J Pathol. 169 (1), 72-85 (2006).
- Skrzypiec-Spring, M. Isolated heart perfusion according to Langendorff—still viable in the new millennium. J Pharmacol Toxicol Methods. 55 (2), 113-126 (2007).
- Fedorov, V. V. Application of blebbistatin as an excitation-contraction uncoupler for electrophysiologic study of rat and rabbit hearts. Heart Rhythm. 4 (5), 619-626 (2007).
