يقدم هذا البروتوكول طريقة يمكن الوصول إليها لخلق بيئة محكمة الغلق للغاز لإدارة التخدير المتطاير ليرقات أسماك الزرد للتجارب السلوكية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يقدم هذا البروتوكول طريقة يمكن الوصول إليها لخلق بيئة محكمة الغلق للغاز لإدارة التخدير المتطاير ليرقات أسماك الزرد للتجارب السلوكية.
تصف هذه الدراسة طريقة فريدة لإعطاء التخدير المتطاير ، مثل الأيزوفلوران والسيفوفلوران ، ليرقات الزرد أثناء التجارب السلوكية. في حين أن أسماك الزرد تقدم العديد من المزايا ككائن حي نموذجي للفقاريات - بما في ذلك السلوكيات المعقدة ، وقابلية التتبع الجيني ، والأجنة الشفافة ، والتطور السريع - فإن استخدامها في دراسة التخدير المتطاير كان محدودا. غالبا ما يتطلب إعطاء التخدير المتطاير أجهزة معقدة أو مرهقة قد لا يمكن الوصول إليها على نطاق واسع ، مما يخلق حواجز أمام الدراسة الدوائية لأدوية التخدير المتطاير في الكائنات الحية النموذجية المائية. تقدم هذه الطريقة تقنية مباشرة باستخدام صفائح سيليكون لاصقة لإنشاء ختم محكم للغاز على ألواح زجاجية مكونة من 96 بئرا. تم إجراء التحقق من الصحة من خلال تقييم الحركة العفوية ، والتي لم تظهر فروق ذات دلالة إحصائية بين الآبار المختومة والمفتوحة على مدى فترة 90 دقيقة. بالإضافة إلى ذلك ، ظل تركيز التخدير مستقرا بمرور الوقت ، كما تم قياسه بواسطة HPLC. تشمل النتائج التمثيلية التحديد التجريبي لقيم التركيز الفعال المتوسط (EC50) للسيفوفلوران. توفر هذه الدراسة نهجا بسيطا ويمكن الوصول إليه للتجارب الدوائية باستخدام التخدير المتطاير ، والتي يمكن تكييفها بسهولة لدراسة العوامل المتطايرة الأخرى ونقاط النهاية التجريبية.
كانت النماذج الحيوانية غير المائية (الديدان والذباب والقوارض والأرانب والرئيسيات وما إلى ذلك) تاريخيا هي النماذج الأكثر استخداما لدراسة علم الأدوية المخدر. في كل نوع من هذه الأنواع ، تكون التخدير المتطاير (التي تعطى عن طريق استنشاق الغازات) أقل صعوبة بكثير من إعطاء التخدير الوريدي (الذي يتم إعطاؤه إما عن طريق الوريد أو داخل الصفاق)1. بالإضافة إلى التحدي التقني المتمثل في إعطاء الأدوية الوريدية ببساطة ، فإن تحقيق حالة ثابتة من التخدير أسهل بكثير مع العوامل المتطايرة من العوامل الوريدية2.
يمكن إعطاء التخدير الوريدي للأنواع المائية اليرقاتية عن طريق الانتشار من الوسط المائي المحيطبها 3،4 ، وبالتالي فهو أقرب إلى إعطاء التخدير المتطاير للأنواع غير المائية. لسنوات عديدة ، كانت الضفادع الصغيرة (Xenopus laevis) هي النموذج المفضل لدراسة التخدير نظرا لسهولة إعطاء الدواء والحركية الدوائية المستقرة التي تم تحقيقها عن طريق إضافة الحمام البسيط للمخدر إلى مياه البركة الاصطناعية5،6. ومع ذلك ، هناك أمثلة قليلة نسبيا على دراسة التخدير المتطاير في هذا النموذج نظرا لمتطلبات الأجهزة محكمة الغلق التي غالبا ما تكون مصممة لهذا الغرض ويمكن أن تكون مرهقة لاستخدام7،8.
في السنوات الأخيرة ، أصبحت أسماك الزرد نموذجا مفضلا لدراسة التخدير الوريدي بسبب نفس سهولة إعطاء الدواء بالإضافة إلى مزايا أخرى مثل سلوكياتها المعقدة الموصوفة جيدا وتوافر الوحدات التجارية لمراقبة هذهالسلوكيات 9. استخدمت العديد من الدراسات الحديثة وحدات المراقبة المتاحة تجاريا لفحص المركبات النشطة عصبيا ، بما في ذلك التخدير ، باستخدام تنسيقات 96 بئرا و 24 بئرا لقياس سلوك يرقات الزرد4،10،11،12،13،14،15. تعتبر مراحل اليرقات مناسبة بشكل خاص لدراسات علم الأدوية نظرا لقدرتها على تقييم العديد من الاستجابات السلوكية ، وصغر حجمها ، وتوافقها العالي مع الإنتاجية ، والدوائر العصبية المميزةجيدا 9،16،17. ومع ذلك ، فإن أحد القيود المهمة في هذه الدراسات حول التخدير في نموذج الزرد هو الصعوبة النسبية في إعطاء التخدير المتطاير. أدى هذا القيد إلى أمثلة ضئيلة للمقارنة بين العوامل المتطايرة والوريدية4،15،18. تضيف القدرة على دراسة ومقارنة فئتي التخدير بسهولة في نموذج حيواني واحد أداة مهمة لتسهيل دراسة علم الأدوية المخدر في جميع الفصول.
تقليديا ، تتطلب دراسة التخدير الوريدي في الأنواع المائية معدات متخصصة ، وغالبا ما تكون مخصصة ، قد يصعب استخدامها أو قد لا تكون محكمة الغلق بما يكفي لمنع فقدان المخدر طوال مدة التجربة. يقدم الإجراء الموصوف هنا وسيلة بديلة يسهل الوصول إليها لإنتاج مانع تسرب للغاز في غرفة زجاجية مناسبة لمراقبة سلوك يرقات الزرد باستخدام وحدة مراقبة تجارية (انظر جدول المواد).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم إجراء جميع تجارب أسماك الزرد وفقا لبروتوكولات استخدام المعتمدة من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدامه (IACUC). تم الاحتفاظ بأسماك الزرد البالغة في المنشأة المائية بجامعة بنسلفانيا تحت إشراف مختبر الموارد الحيوانية بالجامعة (ULAR). تم تربية أسماك الزرد البرية طويلة الزعانف في Tübingen في المنزل لجميع التجارب وتم الحفاظ عليها في ظل ظروف التربية القياسية مع دورة ضوء / ظلام 13/11 ساعة حتى وصلت إلى 5 أيام بعد الإخصاب (dpf). أجريت التجارب باستخدام التكرارات البيولوجية ، مع براثن مشتقة من أزواج تزاوج متميزة لضمان التنوع البيولوجي الكافي. تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.
1. تصنيع صفائح السيليكون اللاصقة
ملاحظة: يمكن الحصول على مكافئات هذه المادة (لوح السيليكون بالإضافة إلى المادة اللاصقة) من مصادر تجارية، ولكن غالبا بتكلفة أكبر وتوافر أقل.
2. إعداد الحلول
ملاحظة: تم إجراء جميع محاليل المخزون والمقايسة لأدوية التخدير المتطايرة قبل التجربة مباشرة لتجنب فقدان تركيز المركبات المتطايرة.
3. إعداد التجربة السلوكية
ملاحظة: قد تستغرق هذه الخطوة من البروتوكول بعض الممارسة. يوصى بالعمل بدون أسماك أو محاليل تحتوي على مواد ثمينة حتى تشعر بالراحة مع هذه التقنية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مقارنة بمراقبة البئر المفتوحة التقليدية
من أجل تقييم ما إذا كان للختم اللاصق أي تأثير على الحركة التلقائية ، تم إجراء مقارنة بين الضوابط في الآبار المفتوحة مقابل الآبار المختومة. كما هو موضح في الشكل 2 أ ، لم يلاحظ أي فرق ذي دلالة إحصائية في الحركة بين هذه المجموعات لمدة ~ 30 دقيقة القياسية المستخدمة في التجارب الموضحة في هذه المقالة. إدراكا منه أن النماذج التجريبية الأخرى قد تحتاج إلى تعرض تجريبي أطول ، تم تنفيذ دورة زمنية مدتها ساعتان ، ولم تكشف عن أي اختلاف إحصائي في ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
توضح هذه المقالة طريقة لإعطاء التخدير المتطاير بسهولة ، مثل سيفوفلوران ، لسمك الزرد اليرقي ، والذي تم استخدامه لتحديد فعالية التخدير المتطاير في الأسماك البرية. على الرغم من أن هذه التقنية بسيطة من الناحية المفاهيمية ، إلا أنها قد تتطلب ممارسة لضمان صف من الآبار مغلق بشكل كاف وخالي من الفقاعات في إطار زمني قصير لتقليل فقدان العوامل المتطايرة. نظرا لأن هذه الطريقة مخصصة للمركبات المتطايرة ، فإنها لا تتطلب فقط تطبيقا دقيقا لمادة لاصقة السيليكون على لوحة البئر ولكن أيضا إعدادا دقيقا للحلول ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي تعارض للإفصاح عنه.
تم تمويل هذا العمل من قبل مؤسسة تعليم وأبحاث التخدير (FAER). تم إنشاء الشكل 1 في BioRender.com.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 96 صفائح زجاجية دقيقة | Zinsser أمريكا الشمالية | 3600500 | "هذه الألواح الزجاجية مصنوعة من زجاج البورسليكات عالي النقاء ومقاوم للحرارة والأسطح مصقولة بالحمض. الألواح مستطيلة في البصمة القياسية للوحة SBS الدقيقة (85 × 127 مم). تم تصميم هذه الألواح الدقيقة للمفاعلات الزجاجية بشكل أساسي للاستخدام مع تطبيقات الكيمياء وهي مقاومة لدرجات حرارة تصل إلى 530 درجة ؛ ج. يمكن تعميمها. يتم تشكيلها من لوح زجاجي متجانس وتتميز بهندسة وشكل موحدين لتوفير درجات حرارة ثابتة من بئر إلى بئر (في حدود 0.2 درجة مئوية نموذجية). |
| 2.0 مل شفافة ، فتحة كبيرة ، قوارير خيط 9 مم ؛ | كيمجلاس لايف ساينسز | السيرة الذاتية 1150-1232 | "مع فتحة أكبر بنسبة 40٪ ، تم تصميم هذه القوارير خصيصا للعمل في أجهزة أخذ العينات التلقائية ذات الذراع الروبوتية. كما أنها تتضمن تصميم Step Fial الفريد الذي يركز بدقة على إدراج حجم محدود في عنق القارورة. " |
| شريط مطلي مزدوج 3M 9490LE | شركة AbbVie | 24WG90 | "3M مزدوج المغلفة الشريط 9490LE مع 3M Laminating لاصق 300LSE يوفر قوة رابطة عالية لمعظم الأسطح ، بما في ذلك العديد من البلاستيك منخفض الطاقة السطحية مثل البولي بروبيلين والدهانات المطلية بالمسحوق. يوفر لاصق الأكريليك أيضا التصاق ممتاز للأسطح الملوثة قليلا بالزيت المستخدم عادة مع أجزاء الماكينة. يوفر الشريط المطلي المزدوج 3M 9490LE ميزة إضافية تتمثل في لاصق الترقق 3M 300MP على جانب واحد لتوفير قوة رابطة ممتازة لمجموعة متنوعة من مواد الرغوة والنسيج (6 بوصة × 5 ياردة) " |
| غرفة المراقبة DanioVision | نولدوس | DVOC-0041 | "DanioVision هو نظام كامل ، مصمم للاختبار عالي الإنتاجية ليرقات سمك الزرد في ألواح متعددة الآبار. ويشمل غرفة المراقبة وبرنامج تتبع الفيديو EthoVision XT الشهير ". |
| وحدة التحكم في درجة الحرارة DanioVision | نولدوس | DVTCU-0011 | "وحدة التحكم في درجة الحرارة DanioVision هي نظام تدفق: يتدفق الماء بالتساوي تحت لوحة البئر عند درجة الحرارة التي تختارها. درجة الحرارة هي نفسها في جميع أنحاء لوحة البئر ". |
| برنامج Ethovision XT16 | نولدوس | قاعدة NSE-EV | "EthoVision XT هو برنامج تتبع الفيديو الأكثر تطبيقا والذي يتتبع ويحلل سلوك وحركة ونشاط أي ، مسمى كعلامة تجارية من قبل Noldus" |
| إيزوفلوران | بيرامال للرعاية الحرجة | NDC # 66794-017-10 | سائل للاستنشاق ، مخدر استنشاق غير قابل للاشتعال ، يحتوي على 100 مل من الأيزوفلوران. مخزنة في درجة حرارة الغرفة الخاضعة للرقابة 20 درجة مئوية ؛ إلى 25º C |
| سكوتش لحام لاصق فوري التمهيدي AC79 واضح | 3 م | "62-3916-0860-1 (معرف المنتج) C2103N (دفعة)" | "تم تصميم 3M Scotch-Weld Instant Adhesive Primer AC79 للاستخدام على اللدائن ذات الطاقة السطحية المنخفضة التي يصعب ربطها ، مثل EPDM والسيليكون والمطاط الآخر. يعد إعداد السطح وتطبيقه أمرا سهلا وأن التمهيدي اللاصق يجف بسرعة للحفاظ على حركة المهام بسرعة. |
| صفائح سيليكون بسمك 0.5 مم | موردين مختلفين | غير متاح | تم شراء صفائح السيليكون الشفافة من موردين متعددين |
| Speedball Pop-in Hard Rubber Brayer مع إطار بلاستيكي ، 4 بوصات " | كرة السرعة | 793728 | "يحتوي Speedball Pop-In Hard Brayer على أسطوانة تنقر لسهولة التنظيف. إطار من البلاستيك من قطعة واحدة مع أسطوانة بعرض 4 بوصات قابلة للفصل. مصنوع من مطاط الصمغ الطبيعي النقي مع لمسة نهائية أرضية. يبلغ عرض البخاخ المطاطي الصلب 4 بوصات مع إطار بلاستيكي قوي ورائع لتطبيق الغراء " |
| أغطية لولبية SureSTART 9 مم ، تطبيقات عالية الإنتاجية من المستوى 2 ، النوع: غطاء برغي AVCS أسود PP ، سيليكون أبيض / أحمر PTFE حجز 1.0 مم | ثيرمو ساينتفيك | 6ASC9ST1B | "استخدم أغطية لولبية Thermo Scientific SureSTART مقاس 9 مم مع قوارير لولبية بفتحة 9 مم. يتم تصنيع أغطية الأداء من المستوى 2 واختبارها لضمان انخفاض النزيف والمتانة وقابلية التكرار للنتائج لتحليلات GC-MS و LC-MS الروتينية. اختر من بين أغطية البولي بروبلين المزودة بحاجز سيليكون / PTFE متعدد الأغراض بقيم صلابة مختلفة مصممة لتقليل مشكلات إبرة أخذ العينات التلقائية. تشتمل أغطية AVCS الخاصة بنا على تقنية نظام إغلاق القارورة المتقدمة لضمان الضغط الأمثل للختم عند إغلاق القارورة. |
| أولتان سيفوفلوران | شركة AbbVie | NDC # 0074-4456-04 | سائل متطاير للاستنشاق ، يتم تعبئته في زجاجات ملونة كهرمانية تحتوي على 250 مل سيفوفلوران. مخزنة في درجة حرارة الغرفة الخاضعة للرقابة 15 درجة مئوية ؛ إلى 30º C |
| قوارير التلألأ السائل Wheaton ، أغطية متصلة بالقوارير ، زجاج ، رقائق معدنية / لب ، 24-400 ، 20 مل ؛ | DWK علوم الحياة | 986561 | قوارير متلألئة سعة 20 مل تم تحويلها من أنابيب زجاجية من النوع الأول من البورسليكات أو PET أو HDPE. متوفر مع غطاء مرفق. |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.