Объявление

Свернуть
Пока нет объявлений.

Микродиализ в научных исследованиях

Свернуть
X
Свернуть

  • Микродиализ в научных исследованиях

    Микродиализ это метод исследования химического состава внеклеточного пространства живой ткани. Микродиализ позволяет получить представление о процессах, происходящих в ткани, прежде чем эти процессы вызовут системные изменения химического состава крови. Зонд для микродиализа имитирует кровеносный капилляр – зная это, легко представить множество областей применения данного метода.

    Зонд для микродиализа имплантируется в ткань; после имплантации через него с низкой скоростью пропускается физиологический раствор. В районе мембраны происходит уравновешивание химических составов физиологического раствора и внеклеточной жидкости, так что содержание компонентов в перфузате становится пропорциональным их содержанию во внеклеточной жидкости. Анализ перфузата позволяет получить представление о химическом составе изучаемой ткани. Зонд для микродиализа устроен как система концентрических трубок; перфузионная жидкость подается через внутреннюю трубку, доходит до ее дистального конца, где поступает в пространство между внутренней трубкой и внешней диализной мембраной. Направление потока жидкости меняется на противоположное; перфузионная жидкость вытекает через выводной шланг и собирается для последующего анализа.

    Диализ, т.е. процесс обмена молекул между внеклеточной жидкостью и перфузионной жидкостью, происходит, когда перфузионная жидкость находится между внутренней трубкой и диализной мембраной. Важно понимать, что диффузия молекул идет в обоих направлениях. Направление диффузии определяется разницей концентраций вещества по сторонам диализной мембраны.

    Так как молекулярный обмен через диализную мембрану происходит в двух направлениях, микродиализный зонд может использоваться для одновременного отбора эндогенных компонентов и доставки химических веществ (например, лекарств) непосредственно в ткань. Градиент отдельного компонента зависит не только от разницы между концентрациями данного вещества в перфузате и внеклеточной жидкости, но и от скорости потока жидкости в зонде.

    Абсолютный выход (моль/единицу времени) вещества зависит от отсечения мембраны [Обычно определяется как молекулярный вес в Дальтонах, при котором 80% молекул задерживаются мембраной], длины мембраны, скорости подачи перфузионной жидкости и коэффициента диффузии вещества во внеклеточной среде.

    Основы постановки микродиализного эксперимента


    Ниже мы приводим параметры и условия, которые необходимо учитывать при микродиализе:

    1. Предел отсечения мембраны зонда
    Мембрана с низким отсечением препятствует проникновению молекул большого размера в перфузат; мембрана с высоким отсечением приводит к накоплению компонентов с высоким молекулярным весом, например, белков и пептидов.

    2. Длина мембраны
    Чем длиннее мембрана, тем выше выход исследуемых веществ. В отдельных случаях длина мембраны может ограничиваться размером изучаемого образца.

    3. Скорость потока перфузионной жидкости
    Использование высоких скоростей позволит вам удалить/доставить большее количество молекул в единицу времени. Если же вам необходим более концентрированный диализат, работайте при низких скоростях потока. Необходимо заметить, что использование высоких скоростей потока жидкости может привести к физиологическим нарушениям в образце из-за слишком быстрого удаления молекул, необходимых для функционирования ткани.

    4. Состав перфузионной жидкости
    В идеале, состав перфузионной жидкости должен быть максимально приближен к химическому составу внеклеточной жидкости. Однако, содержание таких компонентов, как натрий, калий или кальций, может быть изменено с целью влияния на функционирование клеточных мембран в изучаемом районе образца.

    5. Тип зонда
    Жесткий зонд хорошо подходит для стереотаксических экспериментов в мозге; гибкий зонд более удобен при работе с периферическими органами, такими как жировая такань, мышцы, печень или почки. Введение мозгового зонда может требовать предварительной имплантации направляющей канюли; подкожный зонд может быть имплантирован за час до начала эксперимента.

    6. Время, необходимое для достижения равновесного состояния
    Введение зонда всегда сопровождается повреждением ткани, и восстановление нормальных функций может занять определенное время. Как правило, часа или двух достаточно для возвращения образца в «базовое» состояние.

    7. Должно ли животное находиться в бодрствующем состоянии или оно может быть анестезировано?
    Использование животного в бодрствующем состоянии не означает, что условия эксперимента будут более приближены к "нормальным”. Бодрствующее животное может испытывать боль и находиться в состоянии стресса, что может повлиять на результаты эксперимента в той же степени, что и анестезия.

    8. Контрольный эксперимент
    Одна из наиболее важных стадий исследования. При проведении микродиализа очень сложно оценить влияние большого количества известных и неизвестных факторов. Хорошо спланированный контрольный эксперимент позволит избежать большинства проблем.

    9. Эксперименты "доза-ответ”
    Микродиализ представляет собой исключительно эффективный метод для изучения действия лекарственных препаратов на ткани. Одним из значительных преимуществ микродиализа является возможность легко прослеживать временные зависимости концентраций веществ, а также локальные физиологические изменения в ткани. В свете этого представляется удивительным незначительное количество публикаций, посвященных изучению зависимости "доза-ответ”; особенно, так как известно, что качественный эффект лекарства часто изменятся при изменении дозы.

    10. Объем образца, необходимый для анализа
    Вам может потребоваться образец малого объема, но с высокой концентрацией анализируемых веществ (например, для HPLC), или образец большого объема с высоким содержанием одного из компонентов (например, для радиоиммунного анализа).Соответственно, используйте низкую скорость потока перфузионной жидкости в первом случае и высокую – во втором.

    11. Требуемое временное разрешение
    Частый отбор образца обычно означает использование высоких скоростей потока перфузата с целью получения образца в объеме, достаточном для анализа.

    12. Экспериментальная установка.
    Например, Вы планируете замену перфузионной жидкости в процессе эксперимента с целью изменения ее ионного состава или введения лекарственного компонента? В этом случае вам потребуется переключатель жидкостей или шприцевой насос с независимо контролируемыми шприцами.

    Системы для микродиализа и их конфигурации

    Компания СМА производит несколько моделей каждого из компонентов микродиализных систем. Ваш выбор отдельных устройств и конфигурации системы должен основываться на задаче исследования и требованиях эксперимента. После того, как Вы решили, будете ли Вы работать с анестезированным или свободно двигающимся животным, обратите внимание на наиболее широко используемые конфигурации – от установки с 2-шприцевым насосом и коллектором фракций на 20 образцов до установки с 4-шприцевым насосом и охлаждаемым коллектором на 64 образца. Если Вы не смогли найти конфигурацию, отвечающую Вашим требованием, создайте собственную представитель компании Сайнсприбор будет рад помочь Вам.

    Пожалуйста, не забудьте, что Вам могут также понадобиться хирургические инструменты, шприцы, перфузионная жидкость, шланги и адаптеры, дрели для трепанации, якорные шурупы, зонды и направляющие канюли, зажимы для зондов, флаконы для сбора образцов и крышки к ним.

    Система для микродиализа может включать следующие компоненты:
    • Шприцевый насос
    • Шприцы, перфузионную жидкость
    • Переключатель жидкостей
    • Подставку для зондов СМА 130 In Vitro
    • Зонды для микродиализа и направляющую канюля
    • Коллектор фракций
    • Контроллер температуры
    • Шланги и адаптеры
    • Хирургические инструменты и дополнительные принадлежности

      Возможность размещать комментарии к сообщениям отключена.

    Категории

    Свернуть

    Latest Articles

    Свернуть

    • Активные и пассивные методики картирования мозга 2016
      olmart
      Если Вам хочется овладеть современными методами исследования мозга: Приглашаем магистрантов, аспирантов и молодых исследователей на интенсивную школу, разработанную совместно НИУ ВШЭ, МГППУ, МГУ, ИВНД РАН, СПбГУ и НИЦ Курчатовский Институт. А также в школе участвуют лекторы...
      18.10.2016, 11:04 PM
    • Мозг – это гиперсложный пространственно-временной транслятор или парижский разговор с Юрием Бужаки
      Administrator

      Опубликовано в сокращенном варианте в журнале "В МИРЕ НАУКИ", октябрь 2008 № 10
      http://www.sciam.ru/2008/10/interview.shtml
      Олег Сеньков, PhD (info(at)olegsenkov.com)


      Это интервью мне удалось взять одним ранним июньским утром в одном из кафе на Сант-Жэрман, в Париже, у одного из самых успешных исследователей мозга – Юрия Бужаки (Gyorgy Buzsaki), венгра по происхождению, который вот уже долгие годы живет и работает в США, заведует лабораторией (http://osiris.rutgers.edu/frontmid/indexmid.html), изучающей мозговые осцилляции в гиппокампе и неокортексе при Центре Молекулярных и Поведенческих Нейронаук в университете Рутгерс, занимает сегодня лидирующее положение в топе самых цитируемых авторов научных работ, которых у него более 200, опубликованных в таких высоко-импактных журналах, как «Cell», «Neuron», «Nature Neuroscience», «Science», «PNAS» и т.д., автор недавно вышедшей книги-бестселлера – «Rhythms of the brain» («Ритмы мозга»).
      Париж, 12:30, 20 июня, 2008 г. - Какими экспериментами сейчас занят Мистер Бужаки у себя в лаборатории в Рутгерс?- О-о, многими… (хитро улыбается) Одно из самых моих сокровенных желаний – понять, какие механизмы работы мозга лежат в основе нашего когнитивного поведения, а это самая трудная задача, когда-либо стоящая п...
      29.01.2016, 03:28 PM
    • Тест «часы с поворотом» для оценки пространственной ориентации в норме и у больных с когнитивными расстройствами
      Administrator
      Описывается простой компьютерный тест, предназначенный для определения способности к ориентации (выбор нужного направления относительно некоторого исходно заданного направления). Тест, названный "Часы с поворотом", основан на использовании циферблата часов, повернутого на случайный угол. На таком циферблате испытуемый должен найти положение часовой стрелки (или в другом варианте часовой и минутной стрелок) для указанного в тестовом задании времени. Основные регистрируемые параметры –величина ошибки при установке требуемого времени и время выполнения задания (латентность). Проведенные испытания теста на пожилых здоровых людях и пациентах со слабыми когнитивными расстройствами дают основание предполагать, что данный тест окажется полезным при диагностике...
      29.01.2016, 03:28 PM
    • Аксиоматика женской логики
      Administrator
      Автор: В.О. Леонтьев
      ...
      29.01.2016, 03:28 PM
    • Комментарии к Заметкам о женской логике Д.В.Беклемишева
      Administrator
      Автор: В.О. Леонтьев
      ...
      29.01.2016, 03:28 PM
    • ЭЭГ руководство (часть 1: Basic concepts)
      Administrator
      The selected sections of Chapter 35 “Electroencephalography”. From Handbook: Modern techniques in neuroscience research. Ed. U.Windhorst. Springer-Verlag, 1999. By Ivanitsky A.M., Nikolaev A.R., Ivanitsky G.A.

      EEG Origin

      Generators of electric field which can be registered by scalp electrodes are groups of neurons with uniformly oriented dendrites. The neurons permanently receive impulses from other neurons. These signals affect dendritic synapses inducing excitatory and inhibitory postsynaptic potentials. Currents derived from synapses move through the dendrites and cell body to a trigger zone in the axon base and pass through the membrane to the extracellular space along the way. EEG is a result of summation of potentials derived from the mixture of extracellular currents generated by populations of neurons. Hereby the EEG depends on the cytoarchitectures of the neuronal populations, their connectivity, including the feedback loops, and the geometries of their extracellular fields (Freeman 1992). The main physical sources of the scalp potentials are the pyramidal cells of cortical layers III and V (Mitzdorf 1987).


      Figure. Neuronal oscillators inside the cortex, discharging with their intrinsic frequencies (f1, f2, f3), produce extracellular currents summed o...
      29.01.2016, 03:28 PM
    Обработка...
    X