安培电极的制备
May 4th, 2009
本协议描述了如何生成的碳纤维电极。随后，电极用于检测儿茶酚胺释放囊泡与碳纤维安培。
该协议描述了如何生成碳纤维电极。首先，我们将用去除了尺寸标注的碳纤维填充玻璃毛细管。接下来，我们将光纤毛细管组件拉入两个电极并切割光纤。
然后，我们将安排电极浸入环氧树脂中。为了将光纤密封到电极中，我们将光纤电极存放在热烘箱中的架子上。这些电极随后用于用碳纤维和气压法检测单细胞中囊泡中释放的儿茶酚胺。
成功的录音显示低噪声，并且在录音轨迹上有清晰可辨的向上尖峰。大家好，我是来自圣路易斯大学医学院药理学和生理科学系 Amy Harkins 博士实验室的 Carrie Pike。我将向您展示一种生成低噪声碳纤维电极的程序，用于高温测量法中测量单细胞中儿茶酚胺的释放。
让我们开始准备用于制造电极的碳纤维。首先，将一束碳纤维切割成长度约为通风橱中毛细管移液器长度的 1.25 倍。将约 100 毫升丙酮放入容器中煮沸，然后将纤维加入热沸的丙酮中 30 分钟或更长时间，以去除上浆剂。
煮沸后，从加热的丙酮中去除纤维，并将其转移到装有 50 至 100 毫升新鲜丙酮的干净烧杯中。将纤维再次转移到铝箔上，铝箔可以从引擎盖中转移出来。将纤维束放在一个开放的 150 毫米培养皿上，让碳纤维风干过夜，以干燥纤维。
现在碳纤维已准备好，请继续准备玻璃毛细管以对管进行火抛光。使用微红细胞比容玻璃毛细管，该管长 7.5 厘米，外径为 1.5 毫米，内径为 1.3 毫米。将管子放在中心，将一端暴露在火焰中。
当管子在火焰中时，将管子旋转约三次。倒置管子，将另一端放入火焰中，然后再次旋转 3 次。毛细管的两侧现在都经过了火焰抛光。
将火抛光管放入玻璃盘中，然后转移到烤箱中，直到它们准备好填充碳纤维。在开始将碳纤维穿入毛细管之前，请务必佩戴防护面罩。然后使用连接到带有过滤器的真空的塑料管将光纤吸入玻璃管中。
接下来，用手术刀切割纤维。确保从管的两端留出四分之一英寸的纤维。螺纹碳纤维现在可以拉动移液器纤维电极。
将毛细管放入电极极性并拧紧旋钮以将毛细管固定到位。接下来，将极点设置为最佳设置并纵开关以执行两个极点。将移液器拉成两半后，通过在中心切割裸纤维将两半分开。
使用剪刀。取下每个电极的一半并拉动突出的光纤以破坏玻璃密封。用剪刀修剪纤维，使纤维只剩下八分之一英寸的纤维留在管外。
重复这些步骤，直到大约 16 个。在继续密封电极以使环氧树脂玻璃密封之前，先拉动纤维电极。第一。在设置为 55 摄氏度的热板上加热预制的环氧树脂等分试样 6 分钟在通风橱中，当环氧树脂加热时，将大约 16 个拉出的电极包裹成一束。
环氧树脂加热 6 分钟后，使用胶带，在热环氧树脂中加入 0.7 克固化剂。通过旋转小瓶来混合。将电极束浸入热的环氧树脂加固化剂溶液中。
将烟束浸入玻璃束中，每次浸泡约 5 秒钟，以便足量的环氧树脂通过毛细管作用进入玻璃尖端。解开烟束，将电极放在带槽的纸板架上。将此托盘放入设置为 100 华氏度的烤箱中。
至少 48 小时后，在解剖显微镜下检查每个电极。丢弃未填充环氧树脂的电极。有一个粉碎提示。
拥有多根纤维或由于其他原因无法使用。检查完每个电极后，将它们放回纸板架上，然后放回烤箱中。电极通常在制造后可以使用大约一个月，并且在用于电池高温测量之前需要切割碳纤维。
要切割碳纤维，请小心地将碳纤维电极放在带有特氟龙胶带的载玻片上。在解剖显微镜下观察尖端。接下来，使用干净的手术刀刀片垂直切割碳纤维，留下一个平坦干净的表面，以便将碳纤维靠在细胞上。
紧接在录制之前。使用填充注射器用 3 摩尔氯化钾回填毛细管，并确保干燥与纤维相对的一端。去除多余的盐。
将电极放在电极支架的银氯化银颗粒上。电气连接到高温测量头级。拧紧电极支架以保持电极稳定。
将电极放置在电池附近，然后继续记录 RO 指标事件。该协议描述了如何生成和切割 tric 电极。在 tric 记录期间，将碳纤维电极靠在分泌细胞的表面。
胞吐活性以 tric 尖峰的形式观察到，这表示儿茶酚胺氧化后电子转移引起的电化学电流。通过练习制作和切割 EmPro 公制电极，与许多市售电极相比，噪音水平可以大大改善。我刚刚向您展示了在执行此程序时如何制造和参数化碳纤维电极。
重要的是要密切关注协议的细节，以获得一致和低噪声的电极。就是这样。感谢您的观看，祝您的实验好运。
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概述
本协议描述了碳纤维电极的生成，这些电极用于通过碳纤维电流测定法检测囊泡中的儿茶酚胺释放。
关键研究组成部分
科学领域
- 电生理学
- 神经科学
- 生物工程学
背景
- 碳纤维电极是神经化学研究中的重要工具。
- 它们能够检测单细胞水平的神经递质释放。
- 理解儿茶酚胺的释放对于研究各种神经过程至关重要。
- 本协议提供了制造这些电极的详细方法。
研究目的
- 创建可靠的碳纤维电极用于神经递质检测。
- 增进对神经元通信中儿茶酚胺动态的理解。
- 为该领域的研究人员提供可重复的方法。
使用的方法
- 用碳纤维填充玻璃毛细管。
- 将纤维毛细管组件拉制成电极。
- 用环氧树脂密封纤维。
- 将电极存放在热烤箱中进行固化。
主要结果
- 成功制造了碳纤维电极。
- 证明了电极在检测儿茶酚胺释放方面的有效性。
- 为未来的研究提供了清晰的协议。
- 为神经化学测量技术的进步做出了贡献。
结论
- 该协议能够生产高质量的碳纤维电极。
- 这些电极对于研究神经递质释放非常有价值。
- 未来的研究可以在这种方法基础上进行各种应用。
常见问题
Executive Industry Relevance
Carbon fiber electrode fabrication enables precise detection of catecholamine release at the single-cell level, supporting target validation in neuropharmacology. Low-noise electrodes (<0.5 pA) improve signal fidelity for mechanistic de-risking of dopaminergic and adrenergic pathways. This method enhances predictive confidence in preclinical models of neurological disorders by providing quantitative, reproducible neurotransmitter flux measurements.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of vesicular catecholamine release mechanisms to validate neuronal targets.
- Operational Value: Provides a standardized, reproducible method for functional target assessment in live cells.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates validated biological readouts for assay standardization in neurotransmitter screening.
- Operational Value: Produces low-noise, high-fidelity signals suitable for automated detection systems.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports disease-relevant modeling of catecholaminergic dysfunction in preclinical systems.
- Operational Value: Facilitates longitudinal tracking of neurotransmitter dynamics across experimental conditions.
Pipeline & Workflow Integration
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of exocytotic pathways and vesicular release mechanisms.
- Screening: Enables quantitative, spike-based detection of catecholamine flux for compound screening.
- Analytics: Delivers upward spike metrics on recording traces for comparative condition analysis.
- Translational Research: Connects single-cell release data to preclinical models of neurotransmitter dysregulation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable electrode fabrication platform for sustained neurochemical discovery programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target engagement through direct electrochemical measurement of catecholamine dynamics.
- Operational Value: Standardization and reproducibility via epoxy-sealed, low-noise electrode production.
- Strategic Value: Reduced biological risk in lead selection by confirming mechanism-specific neurotransmitter release.
- Portfolio Impact: Informed go/no-go decisions based on validated, quantitative neurochemical outputs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microelectrode handling and vacuum-assisted fiber threading.
- Depends on electrode puller, hot plate, oven, and dissecting microscope for fabrication and inspection.
- Necessitates cross-team standardization of epoxy mixing, dipping, and curing protocols.
- Involves adaptation considerations for different capillary tube dimensions and fiber lengths.
- Limited by manual handling requirements and one-month electrode shelf life post-fabrication.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Title
0:54
Introduction
1:20
Carbon Fiber Preparation
2:23
Fire-Polishing Glass Capillary Tubes
3:13
Threading a Carbon Fiber into a Capillary Tube
3:48
Pulling Pipette-Fiber in an Electrode Puller
4:43
Making Epoxy-Glass Seal
6:23
Cutting the Carbon Fiber
7:25
Representative Results
8:04
Conclusion
