Name: זיהוי נדיפים חוש ריח באמצעות קלטות כרומטוגרפיה-Multi-יחידת גז (GCMR) באונת מחושי החרקים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-02-24T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
Description: חקור זיהוי נדיפים ביולוגיים פעילים במוח דבורת-הבומבוס באמצעות כרומטוגרפיית גז ורישום עצבי רב-ערוצי. שיטה זו מאפשרת למדענים לנתח תגובות נוירוניות לתערובות ריח מורכבות ולפענח אותות חוש ריח בחרקים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

עבודה זו נתמכה על ידי מענק NSF IOS 1121692, ועל ידי אוניברסיטת קרן המחקר של וושינגטון.

1. Follection ההפכפך <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוגמה זו, אנו משתמשים בדגימות נדיפים ממ &#39; פרחי lewisii - יליד אלפיני פרחי בר בקליפורניה. נדיפים נאספים באמצעות שיטות ספיחה דינמיות לפי Riffell et al. 14. בקצרה, שיטה זו מעסיקה מערכת השמנת לולאה סגורה שבו פרחים מוקפים בשקית טפלון. שימוש במשאבת ואקום אינרטי, האוויר סביב הפרחים נשאב באמצעות &quot;מלכודת&quot; המורכבת מפסטר פיפטה מלאה Porapak Q מטריצה. אוויר ההחזרה מהמשאבה מסונן על ידי פחם פעיל. לאחר פרק זמן שנקבע, במקרה שלנו 24 השעות, Porapak Q מטריצת eluted עם הלא קוטבי ממס, בדרך כלל הקסאן, לאסוף את התמצית המרוכזת. אז התמצית מאוחסנת ב-80 ° C עד ניתוח. במידת צורך, דגימות יכולות להיות מרוכזות לקראת ניתוח תחת זרם של גז חנקן. אם המדגם הוא גם מאופיין כבר, לרוץ aliquot שלו דרךגז כרומטוגרף מסת ספקטרומטר (GC-MS) כדי לזהות רכיבים תנודתיים לפני שימוש במדגם. </li></ol> 2. הכנת אלקטרו <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותך כ 1 סנטימטר מהקצה של קצה פיפטה 1000 μl. הנח דבורה (רקפת Bombus) לבסיס של קצה פיפטה ודחף בעדינות לכיוון הקצה השני של הקצה עד שרק ראשו חשוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממס שעוות שיניים ולעצב אותו סביב ראשו החשוף, ולוודא כי נדבק השעווה על העיניים המתחמות לביטחון וכדי שהראש של הדבורה נייחת לחלוטין. הקפד שלא לקבל כל שעווה על האנטנה של הדבורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שראשו כבר מובטח, להפוך את הכיכר, חתך, חלון דמוי לתוך כמוסת הראש באמצעות תער להב מפסק או בגודל מתאים אזמל כדי לחתוך את הציפורן. שימוש בלהב המפסק, להתחיל מהצד הגבי של כמוסת הראש, מייד מאחורי אחד האנטנה וסמוך לעיניים המורכבות. חותךקו ישר, מעין אחת למתחם העין המתחמת הנגדית. לאחר חיתוך קו ישר לעין המורכבת ההפוכה, להתחיל לבצע חתך dorsally עד עקומות ראש הקפסולה ומסתיימת באזור בית החזה שלה. בשלב זה, מתחיל לחתוך לכיוון הקצה השני של הקפסולה בראש. לבסוף, לאחר השורה נחתכה לקצה השני, לחתוך קו בחזרה למצב ההתחלתי של החתך הראשוני. חשוב להסיר את הציפורן שנמצאה בסמוך לאנטנה, כפי שזה יעכב את הכניסה של האלקטרודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהציפורן היא לחתוך, השתמש זוג מלקחיים כדי להסיר את ציפורן הדבורה, שאמור לחשוף ואז המוח של הדבורה, וחשוב יותר, את אונות מחושים. מייד מתחיל superfusing המוח עם מלח חרקים, כך שהמוח אינו הופך מיובש. אחרי המוח חשוף, להשתמש בזהירות זוג מלקחיים עדינים מאוד כדי להסיר את נדן perineural מייד מעל אונות מחושים. להיות זהיר מאוד שלאלנקב המוח של הדבורה עם המלקחיים. </li></ol> 3. כרומטוגרפיה של גז עם הקלטה מרובים ערוצים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדבורה &quot;ההכנה&quot; - קבועה בצינור עם המוח שלה נחשף - עכשיו הוא מוכן להקלטת אלקטרו. הנח את הדבורה במלחציים, מחובר לבסיס מגנטי שנמצא על שולחן אוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סדר שקית האינפוזיה, בקר זרימה, וצינור (מלא בתמיסת מלח חרקים) כך שמלוח ברציפות superfuses המוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש micromanipulator, אלקטרודה insertareference, עשוי חוטי טונגסטן, לתוך העין של הדבורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש micromanipulator נפרד, הכנס אלקטרודה ערוץ רב, כגון tetrode מפותל תיל, או האלקטרודה רבה ערוצי סיליקון (טכנולוגיות Neuronexus), לאונות המחושים של הדבורה. אלקטרודה זו מחוברת למגבר מראש כגון סדרה של מערכת TDT S-3 Z למעבד bioamp Z-אוטובוס של מערכת TDT. פלט מהגז Chroהגלאי של matogram באמצעות כבל BNC מסוכך יכול להיות ממשק עם מערכת רכישת המגבר ונתונים כגון ששניהם אות העצבית ומסונכרנת GC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש להמתין כ 30-60 דקות להקלטות העצביות לייצוב. ברגע שהפעילות ספונטנית ובצורת גל של יחידות בערוצי ההקלטה הפכו עקבית, השתמש במזרק ריח כדי לעורר את הדבורה ולבחון את התגובה של ערוצי ההקלטה לריח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקלט קוצים תאיים מתאי עצב על ידי קביעת ערכי סף אוטומטי את ערוצי ההקלטה של ​​3.5-5 סיגמא של האות בערוצי ההקלטה הבודדים. thresholding הידני עשוי להידרש לערוצים מסוימים, כדי למנוע זיהום מרעש חשמלי. את פוטנציאל הפעולה מהנוירונים יופיע כקוצי מתח בערוץ ההקלטה. כאשר המתח של הערוץ עולה על הסף, המערכת אוגרת וחוסכת את כמה אלפית לפני ואחרי חציית הסף, ובכך לוקחתga Snap-זריקה של הגל, או ספייק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד בסמוך לשולחן האוויר הוא GC. לפני הזרקת התמצית הפרחונית לGC, לוודא שהשיטה לרמפת הטמפרטורה של ריצת GC היא נכונה. בדוגמא שלנו, אנו משתמשים בשיטת הטמפרטורה מתחילה ב 50 מעלות צלזיוס למשך 4 דקות אחרי עלייה של טמפרטורה בשיעור של 10 מעלות צלזיוס / דקה. עד 220 מעלות צלזיוס, שבזמן שאנו מחזיקים GC ל6 דקות נוספות. אנו משתמשים DB-5 עמודת GC (J &amp; W מדעי, פולסום, קליפורניה, ארה&quot;ב), עם הליום כגז המוביל. הכניסה היא splitless, עם טמפרטורה להגדיר עד 200 ° C. טמפרטורת גלאי להבת היינון מוגדרת עד 230 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזרק מדגם התמצית של אמיץ הפרחוני ליציאת ההזרקה המחוממת של GC לשחרר את נדיפים adsorbed לעמודת GC. השפכים מהעמודה מפוצלים 01:01 בין גלאי להבת היינון (FID) ואנטנת הדבורים באמצעות זכוכית &quot;Y&quot; מחבר (J &amp; W מדעי). בגין recציוד רפואי ומדעי מאלקטרודה כפי שאתה מזריק לתוך מדגם GC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר ריצת GC סיימה, הניח להכנה במשך 5 עד 15 דקות. אז או להזריק דוגמה נוספת לGC או לעורר באמצעות הכנת תרכובות נדיפות בודדות או תערובות של תרכובות. בשיטה שנייה זה של גירוי ההכנה, פולסים של אוויר מזרם אוויר קבוע מופנים באמצעות מזרק זכוכית המכיל פיסת נייר מסנן שבו התרכובות הופקדו. גירוי הריח היה פעם באמצעות שסתום סולנואיד הופעל נשלט על ידי התוכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם פעילות של יחידה מפסיקה לפתע או שינויים, בדוק את עירוי תמיסת המלח ולהניח להכנה במשך 15 דקות. אם הפעילות הספונטנית אינה להשיב את רמתה הקודמת ולאחר מכן את ההכנה אמורה להיות מושלכת ועוד דבורה בשימוש אם הוא זמין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הניסוי, לתקן את המוח עם 5% פורמלין למשך 20 דקות עם הבדיקה עדיין ברקמה. בשלב הבא, בלו המוחולמקם אותו בglutaraldehyde 2% ל 4 שעות, ולאחר מכן לעשות סדרת התייבשות אתנול מדורגת ולנקות את המוח עם סליצילט תיל. בהתבסס על התיקון והניקוי של רקמות, מקומות בAL בי האלקטרודות נקבה את הרקמה צריכה להיות ניכרת היטב על ידי מיקרוסקופיה confocal. </li></ol> 4. ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנתח נתונים שנאספו לאחר הניסוי להפריד ולזהות את היחידות העצביות המוקלטות. השתמש בתוכנות טיפוסיות (סדרן מנותק, MClust, וSClust) לגל נפרד, או &quot;קוצים&quot;, המבוסס על צורות ספייק, כמו שיא או העמק אמפליטודה, חץ רוחב שיא, וכו &#39;, או באמצעים מופחתים (רכיבים עיקריים) 17 , 18 (איור 2). השתמש רק בצבירים אלה של קוצים שהפרידו במרחב תלת ממדי (PC1-PC3) ובחינה סטטיסטית שונה אחד מהשני (ANOVA הרב המשתנה, p &lt;0.05) (איור 2) לניתוח נוסף. עייןצל&quot;ש # של 17-19 לתיאור מלא של הקלטת tetrode ומתודולוגיות ספייק מיון-. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קוצי חותמת זמן בכל אשכול, ולייצא נתונים אלה לניתוח באמצעות MATLAB או Neuroexplorer (טכנולוגיות Nex, ווינסטון סאלם, צפון קרוליינה) ליצירת חלקות רסטר ותגובות קצב ירי (איורים 2, 3 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זהה את זמני השמירה של נדיפים תוך שימוש בנתוני GC נרשם בו זמנית. השתמש בזמני השימור של נדיפים, שנקבעו על ידי השיא של השיא מהכרומתוגרמה, לבחון תגובות יחידה בנקודתי הזמן אלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לבחון תגובות יחידה בודדות באמצעות הפעלת GC, ייפטר מספר הקוצים במרווחי 100 msec ולבחון את הזמן במהלך ירי תגובת שיעור תוך התייחסות לזמן השמירה של משחררי נדיפים. Binning שיבולים במרווחי 100 msec מספק מספיק פרטים, או אות, על הזמן כמובן של התגובה העצבית לodorant משחררים מGC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לExaלכרות את תגובות אוכלוסייה לנדיפים המשחררים השונים, לשלב את תגובות קצב הירי של יחידות בודדות מעל חלון 3 שניות דגימה, 1.5 שניות לפני, ו -1.5 שניות אחרי, זמן השמירה של נדיף (איור 3). פרק זמן זה הוא אופייני לתקופת משחררים הפכפכים מGC. אנחנו מראים ירי תגובות תעריפים, ביחידות על ידי קידוד צבעיהם (אדום הוא תגובת קצב ירי גבוהה; הכחול הוא תגובה נמוכה) וסידורם כמטריצת פעילות עם כל שורה מייצגת את התגובה להרכב שפכי GC (עמודות) ( איור 3). </li></ol>

<ol><li>Hildebrand, J. G., Shepherd, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+olfactory%3A+converging+evidence+for+common+principles+across+phyla%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of olfactory: converging evidence for common principles across phyla.</a> Annual Review of Neuroscience. 20, 595-631 (1997).</li>
<li>Reisenman, C. E., Riffell, J. A., Bernays, E. A., Hildebrand, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antagonistic+effects+of+floral+scent+in+an+insect-plant+interaction%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Royal+Society+B%3A+Biological+Sciences%22%5BJournal%5D)">Antagonistic effects of floral scent in an insect-plant interaction.</a> Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 277, 2371-2379 (2010).</li>
<li>Reisenman, C. E., Riffell, J. A., Hildebrand, J. G. International Symposium on Olfaction and Taste. 1170, 462-467 (2009).</li>
<li>Alarcón, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Congruence+between+visitation+and+pollen-transport+networks+in+a+California+plant-pollinator+community%5BTitle%5D)+AND+%22Oikos%22%5BJournal%5D)">Congruence between visitation and pollen-transport networks in a California plant-pollinator community.</a> Oikos. 119, 35-44 (2010).</li>
<li>Alarcón, R., Waser, N. M., Ollerton, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Year-to-year+variation+in+the+topology+of+a+plant-pollinator+interaction+network%5BTitle%5D)+AND+%22Oikos%22%5BJournal%5D)">Year-to-year variation in the topology of a plant-pollinator interaction network.</a> Oikos. 117, 1796-1807 (2008).</li>
<li>Riffell, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+consequences+of+innate+preferences+and+olfactory+learning+in+hawkmoth-flower+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22P.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Behavioral consequences of innate preferences and olfactory learning in hawkmoth-flower interactions.</a> P. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 3404-3409 (2008).</li>
<li>De Moraes, C. M., Lewis, W. J., Pare, P. W., Alborn, H. T., Tumlinson, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Herbivore-infested+plants+selectively+attract+parasitoids%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Herbivore-infested plants selectively attract parasitoids.</a> Nature. 393, 570(1998).</li>
<li>Carey, A. F., Wang, G., Su, C. -Y., Zwiebel, L. J., Carlson, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Odorant+reception+in+the+malaria+mosquito+Anopheles+gambiae%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Odorant reception in the malaria mosquito Anopheles gambiae.</a> Nature. 464, 66-71 (2010).</li>
<li>Turner, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultra-prolonged+activation+of+CO2-sensing+neurons+disorients+mosquitoes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Ultra-prolonged activation of CO2-sensing neurons disorients mosquitoes.</a> Nature. 474, 87-91 (2011).</li>
<li>Pellegrino, M., Nakagawa, T., Vosshall, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+sensillum+recordings+in+the+insects+Drosophila+melanogaster+and+Anopheles+gambiae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Single sensillum recordings in the insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae.</a> J Vis Exp. (36), e1725(2010).</li>
<li>Syed, Z., Leal, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+measurements+from+a+moth+olfactory+system%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological measurements from a moth olfactory system.</a> J. Vis. Exp. (49), e2489(2011).</li>
<li>Roelofs, W. L., Comeau, A., Hill, A., Milicevic, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex+attractant+of+the+codling+moth%3A+characterization+with+electroantennogram+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Sex attractant of the codling moth: characterization with electroantennogram technique.</a> Science. 174, 297-299 (1971).</li>
<li>Riffell, J. A., Lei, H., Christensen, T. A., Hildebrand, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+and+coding+of+behaviorally+significant+odor+mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Characterization and coding of behaviorally significant odor mixtures.</a> Current Biology. 19, 335-340 Forthcoming.</li>
<li>Riffell, J. A., Lei, H., Hildebrand, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+correlates+of+behavior+in+the+moth+Manduca+sexta+in+response+to+complex+odors%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Neural correlates of behavior in the moth Manduca sexta in response to complex odors.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A. 106, 19219-19226 (2009).</li>
<li>Raguso, R. A., Pellmyr, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+headspace+analysis+of+floral+volatiles%3A+a+comparison+of+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Oikos%22%5BJournal%5D)">Dynamic headspace analysis of floral volatiles: a comparison of methods.</a> Oikos. 81, 238-254 (1998).</li>
<li>Rodriguez-Saona, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Herbivore-induced+blueberry+volatiles+and+intra-plant+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Herbivore-induced blueberry volatiles and intra-plant signaling.</a> J Vis Exp. , e3440(2011).</li>
<li>Nguyen, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-drive+array+for+chronic+in+vivo+recording%3A+tetrode+assembly%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Micro-drive array for chronic in vivo recording: tetrode assembly.</a> J Vis Exp. , e1098(2009).</li>
<li>Schjetnan, A. G. P., Luczak, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recording+large-scale+neuronal+ensembles+with+silicon+probes+in+the+anesthetized+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Recording large-scale neuronal ensembles with silicon probes in the anesthetized rat.</a> J Vis Exp. , e3282(2011).</li>
<li>Deisig, N., Giurfa, M., Lachnit, H., Sandoz, J. -C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+representation+of+olfactory+mixtures+in+the+honeybee+antennal+lobe%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neural representation of olfactory mixtures in the honeybee antennal lobe.</a> European Journal of Neuroscience. 24, 1161-1174 (2006).</li>
<li>Stökl, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+deceptive+pollination+system+targeting+drosophilids+through+olfactory+mimicry+of+yeast%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">A deceptive pollination system targeting drosophilids through olfactory mimicry of yeast.</a> Current Biology. 20, 1846-1852 (2010).</li>
<li>Schneider, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elektrophysiologische+untersuchungen+von+chemo-+und+mechanorezeptoren+der+antenne+des+seidenspinners+Bombyx+mori+L%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Comparative+Physiology+A%3A+Neuroethology%2C+Sensory%2C+Neural%2C+and+Behavioral+Physiology%22%5BJournal%5D)">Elektrophysiologische untersuchungen von chemo- und mechanorezeptoren der antenne des seidenspinners Bombyx mori L.</a> Journal of Comparative Physiology A: Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 40, 8-41 (1957).</li>
<li>Arn, H., Städler, E., Rauscher, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+electroantennographic+detector%3A+a+selective+and+senstitive+tool+in+the+gas+chromatographic+analysis+of+insect+pheromones%5BTitle%5D)+AND+%22Zeitschrift+f%C3%BCr+Naturforschung%22%5BJournal%5D)">The electroantennographic detector: a selective and senstitive tool in the gas chromatographic analysis of insect pheromones.</a> Zeitschrift für Naturforschung. 30c, 722-725 (1975).</li>
<li>Schneider, D., Boeckh, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rezeptorpotential+und+nervenimpulse+einzelner+olfaktorischer+sensillen+der+insektenantenne%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Comparative+Physiology+A%3A+Neuroethology%2C+Sensory%2C+Neural%2C+and+Behavioral+Physiology%22%5BJournal%5D)">Rezeptorpotential und nervenimpulse einzelner olfaktorischer sensillen der insektenantenne.</a> Journal of Comparative Physiology A: Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 45, 405-412 (1962).</li>
<li>Blight, M. M., Pickett, J. A., Wadhams, L. J., Woodcock, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antennal+perception+of+oilseed+rape+Brassica+napus+%28Brassicaceae%29+volatiles+by+the+cabbage+seed+weevil+Ceutorhynchus+assimilis+%28Coleoptera%2C+Curculionidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Ecology%22%5BJournal%5D)">Antennal perception of oilseed rape Brassica napus (Brassicaceae) volatiles by the cabbage seed weevil Ceutorhynchus assimilis (Coleoptera, Curculionidae).</a> Journal of Chemical Ecology. 21, 1649-1664 (1995).</li>
<li>Lin, D. Y., Shea, S. D., Katz, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Representation+of+natural+stimuli+in+the+rodent+main+olfactory+bulb%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Representation of natural stimuli in the rodent main olfactory bulb.</a> Neuron. 50, 937-949 (2006).</li>
<li>Lei, H., Reisenman, C. E., Wilson, C. H., Gabbur, P., Hildebrand, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spiking+patterns+and+their+functional+implications+in+the+antennal+lobe+of+the+tobacco+hornworm+Manduca+sexta%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Spiking patterns and their functional implications in the antennal lobe of the tobacco hornworm Manduca sexta.</a> PLoS ONE. 6, e23382(2011).</li>
<li>Syed, Z., Leal, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+olfactory+response+of+Culex+mosquitoes+to+a+human-+and+bird-derived+attractant%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Acute olfactory response of Culex mosquitoes to a human- and bird-derived attractant.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 106, 18803-18808 (2009).</li>
</ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

התנהגויות חרקי חוש ריח בתיווך לנהוג תהליכים רבים ושונים, כולל רבייה, בחירת מארח אתר, וזיהוי משאבי מזון המתאימים. חקר התהליכים הללו מחייב את היכולת לזהות את נדיפים הנפלטים מהמקור, כמו גם את היכולת לזהות תרכובות אלו המתווכים את ההתנהגויות. מסבך עניינים הוא שריחות מורכבים מעשרות עד מאה הבודדות של תרכובות היוצרות שילוב ניחוח ייחודי שנתפס באופן שונה מהמרכיבים הבודדים 6,7,13,19,20. מחקר, שנערך בתחילה במערכת מין פרומו 12, ולאחרונה בריחות מזון והטלה הקשורות 13,2...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שמו של פריט </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> Porapak סוג ש 80-100 רשת </td><td> ווטרס </td><td> WAT027060 </td><td></td></tr><tr><td> שקיות תנור ריינולדס </td><td> ריינולדס </td><td></td><td></td></tr><tr><td> GC </td><td> Agilent </td><td> 7820A </td><td></td></tr><tr><td> טור GC </td><td> J &amp; W מדעי, פולסום, קליפורניה, ארה&quot;ב </td><td> DB-5 (30 מ &#39;, 0.25 מ&quot;מ, 0.25 מיקרומטר) </td><td></td></tr><tr><td> גז מוביל הליום אנליטי </td><td> Praxair </td><td> הוא K </td><td> 1 סמ&quot;ק / דקה </td></tr><tr><td> האלקטרודה 16-ערוץ סיליקון </td><td> Neuronexus technologies </td><td> a4x4-3mm50-177 </td><td></td></tr><tr><td> NiCr פיין תיל, קוטר מ&quot;מ 0.012) </td><td> Sandvik Kanthal HP ריד </td><td> PX000004 </td><td> להכנת tetrodes וstereotrodes מותאם אישית </td></tr><tr><td> קדם מגבר </td><td> טאקר-דייוויס מערכת </td><td> PZ-2 </td><td></td></tr><tr><td> מגבר </td><td> טאקר-דייוויס מערכת </td><td> RZ-2 </td><td></td></tr><tr><td> נתוני רכישת מערכה - OpenEx חבילה </td><td> טאקר-דייוויס מערכת </td><td></td><td></td></tr><tr><td> תוכנה מקוונת מחודד מיון - SpikePac </td><td> טאקר-דייוויס מערכת </td><td></td><td></td></tr><tr><td> תוכנה מנותקת מחודד מיון - ארגז כלי Mclust ספייק מיון- </td><td> הדוד Redish, מחלקה למדעי המוח, האוניברסיטהמינסוטה </td><td> הורדה חינם <a href="http://redishlab.neuroscience.umn.edu/MClust/MClust.html" target="_blank">בhttp://redishlab.neuroscience.umn.edu/MClust/MClust.html</a> </td><td> MATLAB ארגז כלים </td></tr></tbody></table>

זיהוי נדיפים חוש ריח באמצעות קלטות כרומטוגרפיה-multi-יחידת גז (gcmr) באונת מחושי החרקים

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings (GCMR) in the Insect Antennal Lobe

כל היצורים חיים בעולם מלא בגירויים חושיים שקובעים התגובה התנהגותית ופיזיולוגית שלהם לסביבתם. Olfaction חשוב במיוחד בחרקים, המשתמשים במערכות חוש הריח שלהם כדי להגיב, ולהפלות בין גירויי ריח, מורכבים. ריחות אלה לעורר התנהגויות אשר מתווכים תהליכים כגון רבייה ובית גידול בחירת 1-3. בנוסף, חישה כימית על ידי חרקי התנהגויות מתווכות שהם משמעותיים ביותר לחקלאות ולבריאותו של אדם, כוללים האבקה 4-6, תזונה צמחונית של גידולי מזון 7, והעברת מחל 8,9. זיהוי אותות ריח ותפקידם בהתנהגות חרקים כן חשוב להבנת שני תהליכים אקולוגיים ומשאבי מזון אדם ורווחתו. עד כה, זיהוי נדיפים המניעים את התנהגות חרקים כבר קשה ולעתים מייגע. טכניקות שוטפות כוללותהקלטת גז כרומטוגרפיה מצמידי electroantennogram (GC-EAG), וגז כרומטוגרפיה שילוב הקלטות sensillum יחידות (GC-SSR) 10-12. טכניקות אלה הוכחו כחיוניים בזיהוי של תרכובות ביו. אנחנו פתחנו שיטה שמשתמשת בגז כרומטוגרפיה מצמידה להקלטות אלקטרו מרובים ערוצים (מכונה &#39;GCMR&#39;) מתא העצב באונת המחושים (AL; מרכז ההרחה הראשוני של החרק) 13,14. טכניקה זו מדינה-of-the-art מאפשרת לנו לחקור כיצד מידע ריח מיוצג במוח החרק. יתר על כן, בגלל תגובות עצביות לריחות ברמה זו של עיבוד חוש ריח הן בגלל רגישות גבוהה למידת ההתכנסות של נוירונים הקולטן של האנטנה לנוירונים AL, הקלטות AL תאפשרנה זיהוי של רכיבים פעילים של ריחות טבעיים ביעילות וברגישות גבוהה. כאן אנו מתארים GCMR ולתת דוגמה לשימוש בו. כמה צעדים כלליים הם involVED בזיהוי של ביו נדיפים ותגובה של חרקים. נדיפים ראשונים צריכים להיות שנאספו ממקורות העניין (בדוגמה זו אנו משתמשים בפרחים מסוג פרח הקוף (Phyrmaceae)) ומאופיין במידת הצורך באמצעות טכניקות הסטנדרטיות GC-MS 14-16. חרקים מוכנים למחקר באמצעות נתיחה מינימאלית, לאחר שחוט רושם מוכנס לתוך אונת מחושים ורבי ערוצי הקלטה עצבית מתחילה. לאחר העיבוד של הנתונים העצביים ואז מגלה שodorants מסוים לגרום לתגובות עצביות משמעותיות על ידי מערכת העצבים של החרקים. למרות הדוגמא שנציג כאן היא ספציפית למחקרי האבקה, GCMR ניתן להרחיב למגוון רחב של אורגניזמים לימוד ומקורות נדיפים. לדוגמה, בשיטה זו ניתן להשתמש בזיהוי odorants מושך או דוחה חרקים ומזיקי וקטור צומח. יתר על כן, GCMR יכול לשמש גם כדי לזהות משיכה לחרקים מועילים, כגון פוllinators. הטכניקה עשויה להיות מורחבת לנושאים שאינם חרקים, כמו גם.

בבדיקה באמצעות GCMR מ &#39; ניחוח פרחוני lewisii, אנחנו מזריקים 3 μl של התמצית לGC. המספר הכולל של נדיפים משחררים דרך GC הוא בדרך כלל 60-70 נדיפים. הריח של מ &#39; lewisii מורכב בעיקר מmonoterpenoids, כולל myrcene β (אציקליים) וα-pinene, יחד עם שארית הריח המורכב מנדיפים שש פחמן, כגון 2-hexanol וsesquiterpenoids המרכיבים &lt;1% מאמיצים. GCMR מנצל את הרגישות של תאי עצב ב...

רמזי ריח לתווך התנהגויות רבות ושונות בחרקים, ולעתים קרובות הם תערובות מורכבות מורכבות מעשרות עד מאה תרכובות נדיפות. שימוש בגז כרומטוגרפיה עם הקלטה רבה ערוצית באונת מחושי החרקים, אנו מתארים שיטה לזיהוי של תרכובות ביו.

זיהוי נדיפים חוש ריח באמצעות קלטות כרומטוגרפיה-Multi-יחידת גז (GCMR) באונת מחושי החרקים

כל האורגניזמים שוכנים בעולם מלא בגירויים חושיים הקובעים את תגובתם ההתנהגותית והפיזיולוגית לסביבתם. חישוף היא...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא לזהות חומרי ריח בעלי השפעה ביולוגית בתערובות ריח מורכבות באמצעות הקלטות במוח של דבורת בומבוס. מטרה זו מושגת תחילה על ידי איסוף תערובות ריח בעלות השפעה התנהגותית, ושנית, על ידי הכנת הגז-כרומטוגרף ומערכות ההקלטה רב-العרוציות עבור הניסוי. השלב השלישי הוא הכנה ודיסקציה של מוח דבורת הבומבוס לצורך הקלטות עצביות באנטנה ובאובן האולפקטורי (antennal lobe).לאחר מכן נערך הניסוי על ידי החדרת האלקטרודות לתוך אונה של מחוש, ומדידת תגובות למולקולות נדיפות המופעלות בנשיפה באמצעות ניתוח הפעילות העצבית בתגובה לריחות מורכבים ולמרכיביהם הבודדים. ניתן לזהות חומרי ריח פעילים ביולוגית שהופקו באמצעות כרומטוגרפיה גזית. לפיכך, היתרון המרכזי של טכניקה זו ביחס לשיטות אחרות כגון G-C-E-A-G הוא הרגישות של נוירוני המחוש והיכולת לאפיין כיצד נוירונים במוח מגיבים למולקולות נדיפות ספציפיות של פרחים.הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית, שכן השלבים המשותפים של ניתוח אלקטרופיזיולוגי וכימי קשים ללמידה בשל טכניקת ההקלטה של ההכנה האלקטרופיזיולוגית והשלבים הדרושים לאיסוף חומרים נדיפים מהחלל העליון (headspace). אף שטכניקה זו יכולה לספק תובנות לגבי העיבוד הריחני של דבורי חורג, ניתן להחילה גם על מערכות אחרות, כגון גורמי מחלה כמו יתושים או פשקי נשיקה, או מזיקי גידולים כמו כנימות או עשים. עבור הליך זה

identification-olfactory-volatiles-using-gas-chromatography-multi

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

התגובות של אלקטרו עצב סנסורי חוש הריח כדי odorants ניתן למדוד חרקים באמצעות הקלטות sensillum יחיד. במאמר זה הווידאו נדגים כיצד לבצע הקלטות sensillum אחת האנטנות של זבוב החומץ...

Sensillum הקלטות סינגל חרקים תסיסנית melanogaster ו אנופלס gambiae</em

מערך Multielectrode (MEA) הקלטות לספק שיטה ללימוד את הפעילות החשמלית של אוכלוסיות גדולות של נוירונים. כאן, אנו מציגים את הפרטים של הכנה MEA להקליט האפיתל עכבר vomeronasal ובמקביל מגרה את הרקמות.

מערך Multielectrode הקלטות של האפיתל Vomeronasal

מערכות חוש הריח חרקים לספק הזדמנויות ייחודיות עבור odorant-Induced התגובות הקלטה בצורות של electroantennograms (EAG) והקלטות sensillum יחיד (SSR), אשר סיכם תגובות מכל קולטן נוירונים odorant (ORNs) הממוקם על האנטנה ועל מאלה שוכנו הפרט sensilla, בהתאמה.

מדידות אלקטרו ממערכת עש חוש הריח

השיטה במהירות המארחות נדיפים מסך צמחים ידי מדידת התגובה של אלקטרו orangeworm הטבור מבוגר...

המבדק Electroantennographic ככלי מיון עבור נדיפים צמחים מארח

אנחנו מדגימים וריאציות של טכניקה רבת יחידת ההקלטה התאית לאפיין תגובות ריח מעורר בשלושת השלבים הראשונים של מסלול ההרחה חסר חוליות. טכניקות אלה יכולים בקלות להיות מותאמות לבחינת פעילות הרכב במערכות עצביות אחרות גם כן.

שיטות הקלטה בעל מספר יחידות לאפיין את הפעילות עצבית בארבה (<em&gt; Schistocerca אמריקנה</em&gt;) מעגלי ריח

אנו מתארים פרוטוקול לשימוש באנטנות חרקים בצורה של אלקטרואנטנוגרמות (EAGs) על רובוטים אוטונומיים. העיצוב הניסיוני שלנו מאפשר הקלטות יציבות תוך יום ופותר כתמי ריח בודדים עד 10 הרץ. היעילות של חיישני EAG לחיפושי ריח מודגמת בהנעת רובוט לעבר מקור ריח.

באמצעות חיישני Electroantennogram חרקים על אוטונומי רובוטים לחיפושי חוש הריח

המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא להדגים כיצד להציג odorants של התנודתיות נמוכה להקלטת single-sensillum מ נוירונים קולטן תסיסנית חוש הריח המגיבים שרשרת פרומונים ארוכים שרשרת.

הקלטה אלקטרופיזיולוגית מ<em&gt; תסיסנית</em&gt; Trichoid Sensilla בתגובה ריחות של תנודתיות נמוכה

עובדים מינור של המין נמלה Colobopsis explodens ביתר כדי לבודד את התוכן כמו שעווה המאוחסן שלהם מאגרים בלוטת mandibular מתעצם הממס-מיצוי הבאים וניתוח על ידי גז כרומטוגרפיה-ספקטרומטריית. ביאור וזיהוי של המרכיבים נדיף בתוכנות קוד פתוח MetaboliteDetector מתואר גם.

בידוד של בלוטת Mandibular תוכן המאגר של אפור פרווה "פיצוץ של הנמלים (Formicidae) לניתוח Volatilome על ידי GC-MS ו- MetaboliteDetector

מאמר זה מתאר פרוטוקול מפורט ויעיל עבור הקלטות יחיד sensillum basiconica sensilla קאלאמרי של חרקים mouthparts.

Sensillum אחת ההקלטות של ארבה משוש Sensilla Basiconica

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לאיסוף ניחוח פרחוני אנטימיקרוביאלים מפרחים פורחים, באמצעות הליך דגימה לא הרסני.

אוסף מהיר של ניחוח פרחוני וולאטילס באמצעות מרחב ראש שיטה איסוף נדיפות עבור GC-MS מדגם תרמי

מבחינה פיזיולוגית, odorant רצפטורים מופעלים על ידי מולקולות odorant בשאיפה בשלב אדי. עם זאת, ביותר מערכות in vitro לנצל שלב נוזלי odorant גירוי. כאן, אנו מציגים שיטה המאפשרת ניטור בזמן אמת במבחנה של הפעלת קולטן odorant על odorant גירוי בשלב אדי.

בזמן אמת בחוץ גופית ניטור של הפעלת קולטן Odorant מאת Odorant בהשלב אדי

חקור זיהוי נדיפים ביולוגיים פעילים במוח דבורת-הבומבוס באמצעות כרומטוגרפיית גז ורישום עצבי רב-ערוצי. שיטה זו מאפשרת למדענים לנתח תגובות נוירוניות לתערובות ריח מורכבות ולפענח אותות חוש ריח בחרקים.

זיהוי נדיפים חוש ריח באמצעות קלטות כרומטוגרפיה-Multi-יחידת גז (GCMR) באונת מחושי החרקים

גלה סרטונים נוספים