微透析技术与方法-研究生
2.自由活动实验(慢性实验 chronic preparation) 用 pentobarbital 或 halothane (0.15% halothane/air mixture, air mixture: 95% O2 + 5% CO2)麻醉
需要液体转动轴,动物在自由运动的情形下,不 受限制地收集透析液 需要适当的动物活动室(动物行为合乎生理状况, 如隔音、保温、保湿、光控等)
目前我们虽知透析液中钙离子的含量,对单胺的 释出有影响,但影响的程度则未知。组织间的不 同差异,钙离子可能是一个影响因素。
五、微透析实验操作
(一)透析探针的植入 1.必须的仪器:外科器械、钻孔机、立体定位仪 2.定位软件、图谱: Paxinos, G., and W. C. (1997) The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates (The Third Edition): San Diego, Academic Press. Paxinos, G., and F. K. B. J. (2001) The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates (The Second Edition): San Diego, Academic Press.
Halothane麻醉恢复快又比较不会发生意外,但要 求小动物麻醉机
六、微透析实验的注意事项
(一)组织损害 脑组织急性植入小导管或探针,导致立即地,但 数分钟到数小时内可恢复的变化,如在探针邻近 区域, • 组织被压凹, • 血脑障壁被破坏, • 葡萄糖代谢受影响, • 神经元损害
(二)慢性实验过程 微透析探针植入几天,透析膜附近的组织,立即 发生神经胶质(gliotic)反应,结果造成炎症细胞 和结缔组织覆盖在半透膜上,形成障壁(barrier) 阻碍透析进行。例如: 探针植入后几天,基本的单胺释出和药物引起的 单胺释出都会下降
③
Freely moving rats
Dialysis probe Area of diffusion
二、微透析技术原理
微透析探头是由具有一定截留分子量的纤维半透 膜制成(microdialysis probe,MDP); 将探头埋入待测的组织区域,以恒定速度向探头 内灌注与组织液成分相近的等渗灌流液;
(六)透析液中钙离子的浓度
大多数微透析使用的透析液,都含有 1-3.4 mM 浓度的钙离子。
动物组织不同区域,钙离子浓度从1-3 mM 不等。 透析液中含有3.4 mM 和含有1.2 mM 钙离子时, 对 药 物 引 起 的 DA 变 化 , 会 有 定 量 的 (quantitative)不同。
3.在线收集与检测 (Online) 将探针出口直接连到 HPLC 的承载阀(load-valve) 上,而直接在线上自动分析透析液。即把一台 HPLC 限制在单一动物身上,使透析实验全自动化
(五)灌流液 (perfusate)
1. Ringer's solution:
• 147 mM Na+ • 4.0 mM K+ • 2.0 mM Ca2+
微透析系统示意图-Anesthesized rats
Anesthesized rats
微透析系统示意图- Freely moving rats
②
④ ①
Perfusion medium: aCSF Flow rate: 2 l/min
③
Freely moving rats
Dialysis probe Area of diffusion
(二)微透析探针植入前的准备 1.手术前,将透析探针(储存在干的状态下)连 上透析系统,并安置在立体定位仪的把手。
2.将把手夹在一个小蒸馏架上,将探针浸到含有 透析液的烧杯中,使透析膜完全浸湿和微微张 开。一旦透析膜弄湿后,就不可将透析膜移出 溶液,因为透析膜干掉后,会影响单胺的回收 率。 3.检查透析膜,确定它是流通而不渗漏的;并排 空系统内气体。
2. 人工脑积液 (artificial cerebrospinal liquid, aCSF)
• 140 mM NaCl • 3.0 mM KCl • 1.2-3.4 mM CaCl2 • 1.0 mM MgCl2
• 1.2 mM Na2HPO4 • 0.27 mM NaH2PO4 • 7.2 mM glucose • pH 7.4
(三)透析液转换器 Carnegie Medicine 公司发展了一个全自动的透析 液转换器 CMA/110 及 CMA/111。因这个机器有 微调的功能,马达驱动的设备,来转换透析液, 在转换过程中不会让空气进入。
(四)透析液收集
1.手动收集透析液 虽然耗时间,但可使一台 HPLC 发挥最大功用。 例如收集时间要 20 分钟,测定一个样品只要 7-8 分钟,则一台 HPLC 力足以应付 3 种样品; 使样品分离和分析很明确 2.自动收集器 (CMA/140) 按一定间间隔将透析液收集在冷藏( refrigerated ) 设备的旋转盘上的玻璃小瓶内 , 这就不需在实验 过程中一直看守着仪器。但就无法一边收一边分 析透析液
当灌流液流经探头前端透析膜时,组织内小分子 量生物活性物质即顺浓度梯度从膜外扩散入膜内, 并随灌流液被引流至探头外;
按一定的时间间隔连续收集透析液,检测其中待 测生物活性物质水平,可监测该区域内细胞外生 物活性物质浓度的经时变化过程
微透析技术原理优点
组织损伤小、取样少、方 便、快捷、可连续监测且 易实现自动化等优点。
微透析技术特点(续)
检测方法: --单胺类物质测定主要采用高效液相色谱 (HPLCECD 法; --氨基酸类物质多用 HPLC-荧光法测定; --乙酰胆碱、乳酸、抗坏血酸、丙酮酸和嘌呤 类等物质多采用 HPLC-紫外检测法; --神经肽类物质主要用放射免疫法测定。
四、透析相关仪器及透析液
(一)微透析探针 组成成分:小口径的透析膜、硅管、防水万用胶、 硅胶毛细管
1.橡胶管; 2.硅胶管(silica tubing)粗管; 3.硅胶管(silica tubing)细管; 4.聚乙烯管(PE-10 (polyethylene tubing); 5.透析膜(Dialysis membrane); 6.环氧乙烷(epoxy adhesive); 7.注射针头。
(二)透析泵 1.流速稳定且缓慢,介于 1-5μl/min
三、微透析技术特点
MDP:常用管式半透膜与不锈钢、石英或塑料毛 细管构成,半透膜由再生纤维素、聚碳酸脂或聚 丙烯腈制成。截留分子量 5,000-100,000 dolton 不等。适合神经递质等小分子物质通透,而蛋白 质难以通透 ; 灌流液:脑微透析的灌流液一般采用人工脑脊液 (artificial cerebra液;
2.快速的前进/后退模式,连续而可调整的流速, 和微调控制选择(microprocessor control option)
3.液体转动轴(liquid swivel):动物可自由行动, 不会被透析管缠住
4.常用透析泵 CMA/100, Harvard Microliter , Sage Model 341A
无论是术后 4 天纹状体的 DA,还是术后 7 天海 马回的 5-HT,其基本的释出量仍都与钙离子相关, 暗示它们都源自神经元
HPLC-ED 分析单胺及其代谢物实验。(A)单胺及其代谢物标准品。(B)纹 状体透析液。1. norepinephrine; 2. epinephrine; 3. dopamine; 4. DOPAC; 5. 5-HIAA; 6. HVA; 7. 3-MT(3-methoxytyramine); 8. 5-HT.
微透析技术与方法
洪宗元 皖南医学院定量药理研究所
微透析技术
微透析技术是一种微量
化学采样与检测技术
微透析系统组成 微透析技术原理 微透析技术特点 透析相关仪器及透析液 微透析实验操作 微透析实验的注意事项
一、微透析系统组成
② ④ ①
Perfusion medium: aCSF Flow rate: 2 l/min
(三)麻醉 1.非复原性(急性实验 acute preparation) 用 chloral hydrate 或 urethane麻醉,麻醉时间较长
实验进行中,用加温毯或台灯将动物体温维持在 37 °C。
手术(30min),然后等 2 小时作基础值测定期 (baseline period),看(单胺释出量)有否趋于稳定, 然后药物注射之后,继续测定 2 小时左右的给药 测定期(post-drug)。