هنا ، يتم توفير بروتوكول لقياس محتوى الحديد غير الهيم في الأنسجة الحيوانية ، باستخدام اختبار لوني بسيط وراسخ يمكن تنفيذه بسهولة في معظم المختبرات.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
هنا ، يتم توفير بروتوكول لقياس محتوى الحديد غير الهيم في الأنسجة الحيوانية ، باستخدام اختبار لوني بسيط وراسخ يمكن تنفيذه بسهولة في معظم المختبرات.
الحديد هو أحد المغذيات الدقيقة الأساسية. كل من الحمل الزائد للحديد ونقصه ضاران للغاية بالبشر ، ويتم تنظيم مستويات الحديد في الأنسجة بدقة. كان استخدام النماذج الحيوانية التجريبية للحمل الزائد أو نقص الحديد مفيدا لتعزيز المعرفة بالآليات التي ينطوي عليها التنظيم النظامي والخلوي لتوازن الحديد. عادة ما يتم قياس مستويات الحديد الكلية في الأنسجة الحيوانية باستخدام التحليل الطيفي للامتصاص الذري أو باستخدام فحص قياس الألوان بناء على تفاعل الحديد غير الهيم مع كاشف باثوفينانثرولين. لسنوات عديدة ، تم استخدام فحص الألوان لقياس محتوى الحديد غير الهيم في مجموعة واسعة من الأنسجة الحيوانية. على عكس التحليل الطيفي للامتصاص الذري ، فإنه يستبعد مساهمة حديد الهيم المشتق من الهيموغلوبين الموجود في خلايا الدم الحمراء. وعلاوة على ذلك، فإنه لا يتطلب مهارات تحليلية متطورة أو معدات باهظة الثمن، وبالتالي يمكن تنفيذه بسهولة في معظم المختبرات. وأخيرا، يمكن أن يكون الفحص اللوني إما قائما على كوفيت أو متكيفا مع تنسيق صفيحة صغيرة، مما يسمح بإنتاجية أعلى للعينة. يوفر هذا العمل بروتوكولا راسخا مناسبا للكشف عن التغيرات في مستويات الحديد في الأنسجة في مجموعة متنوعة من النماذج الحيوانية التجريبية للحمل الزائد للحديد أو نقص الحديد.
الحديد هو أحد المغذيات الدقيقة الأساسية ، اللازمة لوظيفة البروتينات المشاركة في العمليات البيولوجية الحاسمة مثل نقل الأكسجين أو إنتاج الطاقة أو تخليق الحمض النووي. الأهم من ذلك ، أن كل من فائض الحديد ونقص الحديد ضاران للغاية بصحة الإنسان ، ويتم تنظيم مستويات الحديد في الأنسجة بدقة. يعد امتصاص الحديد الغذائي غير الطبيعي ، والوجبات الغذائية التي تعاني من نقص الحديد ، وعمليات نقل الدم المتكررة ، والالتهابات المزمنة من الأسباب الشائعة للاضطرابات المرتبطة بالحديد التي تؤثر على مليارات الأشخاص في جميع أنحاء العالم1،2،3.
كانت النماذج الحيوانية التجريبية للحمل الزائد أو نقص الحديد مفيدة لتعزيز معرفتنا بالآليات التي ينطوي عليها التنظيم النظامي والخلوي لتوازن الحديد4. وعلى الرغم من التقدم الكبير المحرز خلال العقدين الماضيين، لا تزال العديد من الجوانب الرئيسية بعيدة المنال. في السنوات القادمة ، سيظل القياس الدقيق لمستويات الحديد الإجمالية في الأنسجة الحيوانية خطوة حاسمة للمضي قدما في البحث في مجال بيولوجيا الحديد.
تقوم معظم المختبرات بقياس كمية حديد الأنسجة إما باستخدام التحليل الطيفي للامتصاص الذري (AAS) أو قياس الطيف الكتلي للبلازما المقترن بالحث (ICP-MS) أو فحص الألوان بناء على تفاعل الحديد غير الهيم مع كاشف باثوفينانثرولين. يعتمد هذا الأخير على الطريقة الأصلية التي وصفها تورانس وبوثويل منذ أكثر من 50 عاما5,6. في حين تم تطوير شكل مختلف من هذه الطريقة في وقت لاحق باستخدام الفيروزين كبديل ل bathophenanthroline7 ، فإن هذا الأخير لا يزال الكاشف الكروموجيني الأكثر استشهادا على نطاق واسع في الأدبيات.
تعتمد طريقة الاختيار غالبا على الخبرة والبنية التحتية المتاحة. في حين أن AAS و ICP-MS أكثر حساسية ، إلا أن اختبار قياس الألوان لا يزال يستخدم على نطاق واسع لأنه يقدم المزايا الهامة التالية: أ) يستبعد مساهمة حديد الهيم المشتق من الهيموغلوبين الموجود في خلايا الدم الحمراء. ب) لا يتطلب مهارات تحليلية متطورة أو معدات باهظة الثمن ؛ و iii) يمكن تكييف الفحص الأصلي القائم على cuvette مع تنسيق microplate ، مما يسمح بإنتاجية أعلى للعينة. يستخدم نهج قياس الألوان المقدم في هذا العمل بشكل روتيني لقياس التغيرات في مستويات الحديد غير الهيم في الأنسجة في مجموعة متنوعة من النماذج الحيوانية التجريبية للحمل الزائد للحديد الزائد أو نقص الحديد ، من القوارض إلى الأسماك وذبابة الفاكهة. هنا ، يتم توفير بروتوكول لقياس محتوى الحديد غير الهيم في الأنسجة الحيوانية ، باستخدام اختبار بسيط وراسخ ومقياس الألوان يجب أن تجده معظم المختبرات سهل التنفيذ.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم شراء الفئران C57BL/6 تجاريا وكانت الفئران الهيبسيدين الخالية (Hamp1−/−) على خلفية C57BL/68 هدية كريمة من صوفي فولونت (معهد كوتشين، فرنسا). تم إيواء الحيوانات في منشأة الحيوانات i3S في ظل ظروف محددة خالية من مسببات الأمراض ، في بيئة يتم التحكم فيها بدرجة الحرارة والضوء ، مع حرية الوصول إلى تشاو القوارض القياسية والمياه. تم شراء قاروص البحر الأوروبي (Dicentrarchus labrax) من مزرعة سمكية تجارية وتم إيواؤه في منشأة ICBAS الحيوانية ، في بيئة يتم التحكم في درجة حرارتها وضوءها ، وتم تغذيتها يوميا بتغذية قاروص البحر القياسية. تمت الموافقة على جميع الإجراءات المتعلقة بالحيوانات الفقارية من قبل لجنة أخلاقيات الحيوانات i3S والسلطة الوطنية ، Direção-Geral de Alimentação e Veterinária (DGAV). يتم سرد معلومات حول الكواشف التجارية والمعدات والحيوانات في جدول المواد.
1. إعداد الحل
ملاحظة: قم بالتعامل مع جميع الكواشف والمحاليل وإعدادها باستخدام الأواني الزجاجية الخالية من الحديد أو الأواني البلاستيكية التي تستخدم لمرة واحدة. لا تسمح للمواد المختبرية المعدنية (مثل ملاعق الفولاذ المقاوم للصدأ) بالتلامس مع أي كاشف أو محلول ، بسبب خطر تلوث الحديد. تأكد من أن أي أواني زجاجية قابلة لإعادة الاستخدام خالية من الحديد. اغسل المواد بالمنظفات المخبرية المناسبة لمدة 30-60 دقيقة ، وشطفها بالماء منزوع الأيونات ، وانقع طوال الليل في محلول حمض النيتريك بنسبة 37٪ المخفف 1: 3 بالماء منزوع الأيونات ، وشطف مرة أخرى بالماء منزوع الأيونات ، واتركه حتى يجف.
2. تجفيف العينات
3. عينة الهضم الحمضي
4. تطوير اللون
5. قراءة الامتصاص
6. حساب محتوى الحديد الأنسجة

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مقارنة بين كوفيت و 96 بئرا
يعتمد قياس الحديد غير الهيمي عن طريق التفاعل مع كاشف باثوفينانثرولين الموصوف أصلا من قبل تورانس وبوثويل5،6 على استخدام مقياس الطيف الضوئي لقراءة الامتصاص. وبالتالي ، فإن الأحجام المستخدمة في تفاعل الكروموجين متوافقة مع حجم كوفيت مقياس الطيف الضوئي العادي. يصف هذا العمل طريقة التكيف التي يتم فيها تحضير تفاعلات الكروموجين مباشرة في صفيحة صغيرة من 96 بئرا لقياس الامتصاص في قارئ الصفائح الدقيقة ، مما يتطلب أحجام كاشفة أص...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يتم توفير بروتوكول لقياس محتوى الحديد غير الهيم في الأنسجة الحيوانية ، وذلك باستخدام تكييف لفحص الألوان القائم على bathophenanthroline الذي وصفه تورانس و Bothwell5,6 في الأصل. الخطوات الحاسمة لهذه الطريقة هي تجفيف عينات الأنسجة. تمسخ البروتين وإطلاق الحديد غير العضوي عن طريق التحلل المائي الحمضي ؛ الحد من الحديد الحديديك (Fe3 +) إلى الحالة الحديدية (Fe2 +) في وجود العامل المختزل حمض الثيوغليكوليك ، وتفاعله مع كاشف باثوفينانثرولين (تفاعل الكر...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح.
تم تمويل هذا العمل من قبل الصناديق الوطنية من خلال FCT-Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P.، في إطار المشروع UIDB/04293/2020.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 96 بئر صفيحة شفافة للأشعة فوق البنفسجية | Sarstedt | 82.1581.001 | |
| الميزان التحليلي | Kern | ABJ 220-4M | |
| أسيتات الصوديوم اللامائية | Merck | 106268 | |
| سلفونات الباثيفينانثرولين (4،7-Diphenyl-1،10-phenantroline dissulfonic acid) | Sigma-Aldrich | B1375 | |
| C57BL / 6 فئران (Mus musculus< / em>) | نهر تشارلز | ||
| مسحوق الحديد الكربونيل ، & ge ؛ 99.5٪ | Sigma-Aldrich | 44890 | |
| كوفيت يمكن التخلص منه في بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) | VWR | 634-0678P | |
| ماء مقطر مزدوج معقم | ب. براون | 0082479E | |
| قارئ صفيحة مضان | BioTek Instruments | FLx800 | |
| حمض الهيدروكلوريك ، 37٪ | سيجما | ألدريتش 258148 | |
| فرن الهضم بالميكروويف وأكواب التفلون الأبيض | CEM | MDS-2000 | |
| حمض النيتريك | فيشر 15687290 | ||
| فرن | الموثق | ED115 | |
| قوارض تشاو | هارلان مختبرات | 2014S | Teklad Global 14٪ بروتين صيانة القوارض الغذائية التي تحتوي على 175 مجم / كجم من |
| الحديد سمك القاروص (Dicentrarchus labrax< / em>) | Sonrionansa | ||
| تغذية سمك القاروص | البحر Skretting | L-2 Alterna 1P | |
| مقياس الطيف الضوئي أحادي الشعاع UV-Vis | Shimadzu | UV mini 1240 | |
| حمض الثيوجليكوليك | Merck | 100700 | |
| حمض ثلاثي كلورو أسيتيك | Merck 100807 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن