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使用离子选择性和离子电渗疗法微电极表征脑切片中的细胞外间隙

July 8th, 2025

In This Article

Abstract

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来源:Odackal, J. 等人 用四甲基铵进行实时离子电渗疗法,以量化大脑细胞外间隙的体积分数和曲折度。J. Vis. Exp.(2017 年)

该视频演示了如何通过使用离子选择性和离子电渗疗法微电极来测量和比较电信号,从而表征脑切片中的细胞外空间。这个过程有助于确定空间的体积分数和扭曲程度。

Protocol

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所有涉及动物样本的程序均已由适当的动物伦理审查委员会审查和批准。

1. 脑切片中的实时离子电渗疗法

  1. 将 400 μm 厚的脑切片放入记录室中,确保其完全浸没在流动的人工脑脊液 (ACSF) 中。使用水彩画笔定位切片,并用网格轻轻固定。
  2. 将离子电渗疗法微电极和 ISM 移动到脑切片上感兴趣区域的上方。浸入流动的 ACSF 中,但浸入切片上方。
  3. 将参比通道和离子传感通道的电压偏移到"0" mV。等待两个通道中的电压稳定下来。在图表记录仪上,标记在 ISM 的离子传感通道上测得的电压。使用此选项可计算 Wanda 中的基线 V 参数。
  4. 将 ISM 和离子电渗疗法微电极放置在切片中 200 μm 深处,彼此相距 120 μm。将微电极移动到脑切片后等待信号稳定。
    注意: 施加到离子电渗疗法微电极的偏置电流导致四甲基铵 (TMA) 的少量积累。过早进行录音并低估信号积累是一个常见的错误。
  5. 在图表记录仪上,标记在 ISM 离子感应通道的脑切片中测得的稳定电压。计算步骤 8.3 和步骤 8.4 中测得的 TMA 信号之间的电压差,并将该值输入到 Wanda GUI 的测量电极框中的"基线 V (mV)"字段中。
  6. 在 GUI 的左侧,确保正确记录/输入所有实验参数。将"培养基"设置为"大脑",将"传输数"设置为步骤 7.4 中为离子电渗疗法微电极计算的平均值,将"温度"设置为包含切片的浴液的温度><。 注意: 必须为每组测量值记录 V。基线 V 将被 Wanda 转换为基线 C (mM) 参数(脑组织中 TMA 的浓度)。
  7. 单击"获取"开始录制,并允许它进行完整录制。等到 TMA 信号返回到基线,然后再获取新的记录。
  8. 在从选定的大脑位置移除微电极之前,请连续记录两到三次。在每次记录之前将测得的温度输入到 Wanda 软件中。
  9. 将两个微电极对角线移回切片表面。将两者升高到切片上方至少 50 μm。使用图表记录器,确定现在测得的 V 与步骤 8.3 中的测量值之间的任何变化。
  10. 将 ISM 和离子电渗微电极的尖端在 x、y 和 z 轴上相对居中。从显微纵器控制框的显示中获取间距更改 (如果有)。

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Materials

<表格border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"> List of materials used in this article Name Company Catalog Number Comments 用于 ISM 的放大器 达甘 IX2-700 型双细胞内前置放大器 离子和参考电压放大器,具有 N=0.1(用于参考桶)和 N=0.001(用于离子桶)头级 生物化合物显微镜(带 4 倍和 10 倍物镜) 用于微电极尖端的削片和微电极的检查;各种供应商,例如 AmScope 硼硅酸盐 θ 毛细管玻璃管 哈佛仪器 Warner Instruments 型号 TG200-4;订单 #64-0811 用于离子选择性微电极和离子电泳微电极的双管玻璃管;外径 2.0 mm,内径 1.4 mm,隔膜 0.2 mm,长度 10 cm 图表记录器 在四甲基铵标准校准期间和RTI实验期间,连续记录离子选择性微电极上的电压;例如,记录Kipp & Zonen类型的BD112双通道图表,可提供翻新。 商业软件 MathWorks 公司 MATLAB,数据采集工具箱 使用 Wanda 和 Walter 程序进行数据采集和分析。请注意,可以使用学术许可证。 护目镜 渔夫 固定载物台复合显微镜 奥林巴斯 BX51WI 系列 可以使用其他具有固定载物台的复合显微镜 钳子 精细科学工具 #11251-10 以碎玻璃毛细管;Dumond #5,最好使用过,不再需要进行精细工作 离子电渗单元 达甘 ION-100 和 PS-100 ION-100 是一种单通道离子电渗疗法装置,顺应性为 +/- 130 V;PS-100 是外部电源;替代品:例如 Axon Instruments(现为 Molecular Devices)制造的 Axoprobe-1A,已停产,检查翻新设备的库存情况(eBay 和其他网站) 微电极支架 WPI M3301EH 用于固定离子选择性微电极预制件,用于硅烷化,并将液体离子交换器填充离子选择性桶的尖端;WPI 出售这款支架的两个版本,透明M3301EH和黑色M3301EH。根据我们的经验,透明M3301EH似乎比黑M3301EH更坚固。 显微作器 成重 MM-3 系列 在硅烷化过程中对离子选择性微电极预制件进行定位,并在离子选择性桶的尖端填充液体离子交换器;可用任何工作状态良好的三轴显微纵器代替 物镜 5X DRY 奥林巴斯 MPlan N 目标 10 倍水浸 奥林巴斯 UMPlan FL N 10 倍物镜为水浸,数值孔径为 0.3,工作距离为 3.3 mm 用于固定载物台显微镜的平台和 X-Y 平移台 EXFO公司 直布罗陀 — 伯利 平台容纳切片室、显微作器和附件,X-Y 平移载物台在不影响记录稳定性的情况下移动显微镜 具有精确 X、Y、Z 定位的机器人显微作器 萨特仪器 MP-285 型 需要两个 MirComanipulator 来分别固定离子选择性微电极和离子电渗微电极。也可以将微量移液器胶合成间隔阵列(见正文)。 带低通滤波器的信号调节单元 Axon 仪器 Cyber Amp 320 或 380 制造商不再提供,但可以从 E-Bay 获得;替代品:例如 Cygnus Technology 的 FLA-01 滤波器/放大器。这是一款使用多极点贝塞尔滤波器的单通道仪器,最小截止频率为 10 Hz,但如果需要,公司可能愿意将其修改为较低的截止频率 (2 Hz)。 银线 A-M 系统 #7830 直径 0.015 英寸,裸露(无涂层) 切片室 哈佛仪器 华纳 型号 RC-27L 这是浸没式切片室;不要使用界面切片室 立体显微镜 用于硅烷化和填充离子选择性桶的尖端液体离子交换器;水平安装;各种供应商 四甲基铵 (TMA) 氯化物 西格玛-奥德里奇 T-3411 5 M 溶液;注意:急性毒性(口服、皮肤、吸入)、致癌性、对水生环境有害,有关完整说明,请参见 Sigma-Aldrich 安全信息

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