Name: 昆虫の触角葉でガスクロマトグラフィー - マルチユニットレコーディング（GCMR）を使用して、嗅覚揮発性物質の同定 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-02-24T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
Description: 学ぶガスクロマトグラフィーとマルチユニットレコーディングを用いた昆虫触角葉での神経記録法。複雑な花の香りから生物学的に活性な臭気物質を同定し、ミツバチの嗅覚情報処理メカニズムを解明する手法です。

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この作品は、NSFの助成IOSの1121692で、ワシントンの研究財団の大学によってサポートされていました。

1。揮発性Follection <ol><li>この例では、Mから揮発性のサンプルを使用するlewisii花-カリフォルニア州に高山野草ネイティブ。揮発性物質をRiffell らに従って動的吸着法を用いて収集されます14。簡単に説明すると、このメソッドは花がテフロン袋に囲まれている閉ループ捕捉システムを採用しています。不活性の真空ポンプを使用して、花の周りの空気がPorapak Q行列でいっぱいパスツールピペットからなる &quot;トラップ&quot;を介して吸引される。ポンプからの戻り空気は活性炭によってフィルタリングされます。所定時間後、私たちの場合24時間で、Porapak Q行列は、濃縮された抽出物を収集するために、非極性溶媒、典型的にはヘキサンで溶出させる。抽出液を-80℃·分析まで保存されます。必要であれば、サンプルが窒素ガス気流下で、分析の前に濃縮することができる。サンプルは、既に十分に特徴付けられていない限り、それを介してのアリコートを実行サンプルを使用する前に、揮発性成分を識別するために、ガスクロマトグラフ質量分析計（GC-MS）。 </li></ol> 2。電気生理学的準備<ol><li>千μlのピペットチップの先端から約1cmを切った。ピペットチップのベースにマルハナバチ（ マルハナバチインパチェンス ） を配置し、頭だけが露出するまでそっと先端の反対側の端に向かって押します。 </li><li>歯科用ワックスを溶かすとセキュリティのための複眼の上にワックスが付着していることを確認して、露出した頭部のまわりでそれを成形し、完全に不動ハチの頭を作るために。ハチのアンテナの上に任意のワックスを取得しないようにしてください。 </li><li>ヘッドが固定されたら、カミソリの刃ブレーカまたはキューティクルをカットするメス適切なサイズを使用し、頭部カプセルに角、窓状、切り込みを入れる。ブレードブレーカを使用して、直ちにアンテナと複眼の1つに隣接後ろ、頭部カプセルの背側から開始します。カット1複眼から反対側の複眼に直線。反対複眼に直線をカットした後、その胸部に近い頭部カプセルカーブと終了するまで背側切開を作り始める。この時点で、頭部カプセルの反対側の端に向かってカットし始める。最後に、一度ラインが反対側の端にカットされており、初期の切開の開始位置に戻ってラインをカット。これは電極の挿入が妨げになるとして、それは、アンテナに隣接しているキューティクルを除去することが重要である。 </li><li>キューティクルがカットされたら、その後蜂の脳と、もっと重要なのは、触角葉を公開する必要があります蜂のキューティクルを除去するためにピンセットを使用しています。直ちに脳がdessicatedにならないように、昆虫生理食塩水で脳をsuperfusing始める。脳が露出した後、慎重に直ちに触角ローブの上に神経周囲シースを除去するために、非常に微細なピンセットを使用しています。非常に慎重にされないように鉗子で穿刺蜂の脳を。 </li></ol> 3。マルチチャンネル録音付きガスクロマトグラフィ<ol><li>蜂 &quot;準備&quot; - その脳が露出してチューブ内に固定 - 今電気生理学的記録の準備ができています。エアテーブル上に配置された磁気ベースに固定し、クランプで蜂を置きます。 </li><li>生理食塩水が継続的に脳をsuperfusesように、IVバッグ、フローコントローラ、チューブ（昆虫生理食塩水で満たされた）に配置します。 </li><li>蜂の目に、タングステン線で作られたマイクロマニピュレータ、insertareference電極を使用。 </li><li>独立したマイクロマニピュレータを使用して、このようなコイル状のワイヤーテトロード、またはシリコンマルチチャネル電極（Neuronexusテクノロジーズ）として、多チャンネル電極を挿入 ハチの触角葉に。この電極は、TDT系のZバスbioampプロセッサへのTDTのシステムのS-3のZシリーズのように、前置増幅器に接続されています。ガスクロマトからの出力シールドBNCケーブルを経由してクロマトグラムの検出器は、神経とGC信号の両方が同期されているアンプやデータ·アクイジション·システムと接続することができます。 </li><li>安定させるための神経録音の約30〜60分待ちます。自発的な活動と記録チャネルの単位の波形の形状が一貫になったら、蜂を刺激し、臭気に録音チャンネルの応答を観察するために臭気のシリンジを使用しています。 </li><li>個々の記録チャンネル上の信号の3.5から5シグマによる自動しきい値記録チャネルによってニューロンから細胞外スパイクを記録します。マニュアルしきい値処理は、電気的ノイズからの汚染を避けるために、いくつかのチャネルが必要な場合があります。ニューロンからの活動電位は記録チャネルの電圧スパイクとして表示されます。チャネルの電圧がしきい値を超えると、システムはそれによってターキン、しきい値への到達前と後数ミリ秒をバッファし、保存しますgaは波形のスナップショット、またはスパイク。 </li><li>直ちに空気テーブルの隣には、GCです。 GCに花のエキスを注入する前に、GC分析の温度上昇のための方法が正しいことを確認します。私たちの例では、10℃/分の速度で温度上昇が続く4分間50から始まる温度法°Cを使用します。 220℃我々は追加の6分のGCを保持し、その時点で、C。我々は、キャリアガスとしてヘリウムを、DB-5のGCカラム（J＆Wサイエンティフィック、フォルサム、カリフォルニア州、米国）を使用します。入口は、200℃に設定した温度と、スプリットレスです水素炎イオン化検出器の温度を230℃に設定されている</li><li> GCカラムに吸着した揮発性物質を解放するために、GCの加熱された注入口に花のヘッドスペースの抽出サンプルを注入します。カラムからの流出液は水素炎イオン化検出器（FID）とガラスの &quot;Y&quot;コネクター（J＆W Scientific）を用いたミツバチアンテナとの間に1:1に分割されます。 RECを開始は、GCにサンプルを注入するように電極からディング。 </li><li> GCの実行が終了した後、5〜15分間準備休止してください。次に、いずれかGCに別のサンプルを注入したり、単一の揮発性化合物又は化合物の混合物を使用して準備を刺激する。準備を刺激するこの後者の方法では、一定の空気の流れから空気のパルスは、化合物が堆積されている上に濾紙を入れたガラスシリンジを介して転送されます。匂い刺激は、ソフトウェアによって制御ソレノイド活性化バルブによってパルスした。 </li><li>ユニット活動が突然停止し、または変更された場合は、生理的食塩水の点滴をチェックして、15分間の準備休止してください。自発的な活動はその前のレベルを回復しない場合は可能であればその後の準備は破棄され、別の蜂が使用されるべきである。 </li><li>実験後、まだ組織内プローブを用いた20分間5％ホルマリンで脳を固定します。次に、消費税の脳そして4時間2％グルタルアルデヒドに置き、その後、段階的なエタノール脱水系列を行うとサリチル酸メチルと脳をクリアします。固定に基づいており、組織のクリア、電極が組織を穿刺アラバマ州の場所は、共焦点顕微鏡によって明確に識別する必要があります。 </li></ol> 4。データ解析<ol><li>記録された神経単位を分離し、同定するための実験の後に収集されたデータを分析します。このようなピークまたは谷振幅、ピーク半値幅などのスパイク形状、または減圧措置に基づいて別々の波形、または&quot;スパイク&quot;（主成分）17に代表的なソフトウェアプログラムを（オフラインソーター、MClust、そしてSClust）を使用し、18（ 図2）。三次元空間で分離された（PC1〜PC3）と、互いに統計的に異なっているスパイクのだけそれらのクラスタを使用して（多変量ANOVA、P &lt;0.05）（ 図2）、さらなる分析のため。を参照してくださいテトロード記録とスパイクソーティング方法論の完全な説明については、引用＃S 17から19。 </li><li>各クラスタ内のタイム·スタンプスパイク、ラスタープロットと発火率応答（ 図2、図3（a））を作成するためのMATLABまたはNeuroexplorer（NEXテクノロジーズウィンストンセーラム、ノースカロライナ州）を用いて、分析のためにこれらのデータをエクスポートします。 </li><li>同時に記録GCデータを用いて揮発性成分の保持時間を特定します。それらの時点でユニットの応答を調べるために、クロマトグラムからピークの頂点によって決定揮発性物質の保持時間を使用します。 </li><li> GC分析を介して個々のユニットの応答を調べるために、100ミリ秒間隔でスパイクの数をbinおよび揮発性物質を溶出する保持時間を参照して、速度応答を焼成の時間経過を調べる。 100ミリ秒間隔でスパイクのビニングは、GCから溶出​​する匂い物質への神経応答の時間経過について、十分な詳細、または信号を提供します。 </li><li> EXAに異なる溶出揮発性物質への人口応答を採掘、前、3秒のサンプリング·ウィンドウの上に1.5秒を個々のユニットの発火率応答を統合し、1.5秒後の保持時間揮発性（ 図3）。この期間は、GCから揮発性溶出の期間の典型です。我々は、色分けして（赤が高発射レート応答であり、青は低い応答です）によってユニットの速度応答を発射示し、（列）のGC排水にアンサンブル応答を表す各行が活性マトリックスとして、それらを配置する（ 図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>
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<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>

特別な利害関係は宣言されません。

昆虫嗅覚媒介行動は、再生、ホストサイトの選択、適切な食糧資源の識別を含む多くの異なるプロセスを駆動する。これらのプロセスの研究では、光源から出射された揮発性物質と同様に、行動を媒介されるそれらの化合物を同定するための能力を識別する能力を必要とします。ややこしいことは臭いが一緒に個々の成分6,7,13,19,20とは異なる知覚される独特の香りを作成し、個々の化合物の数十〜数百から構成されているということです。最初は性フェロモンシステム12で、さらに最近では食品と産卵関連の匂い13,20で行われた研究では、混合物の行動の有効性は、混合物中のいくつかは、キーの揮発性物質の関数として存在し、ことが示されている混合物は、個々の成分よりも有意に大きい行動反応を引き出すこと。それらのキーを識別する成分は、このように現代の化学生態学ならびに嗅覚神経生物学の重要なコンポーネントです。 様々な技術は、昆虫の行動を駆動することを生物活性化合物の同定のための最後の50年の間に生じている。昆虫アンテナによる揮発性物質の検出のための主要な技術は...

<table border="1"><tbody><tr><td> アイテムの名前 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td><td> 注釈 </td></tr><tr><td> PorapakタイプQ 80から100メッシュ</td><td>ウォーターズ</td><td> WAT027060 </td><td></td></tr><tr><td>レイノルズ·オーブンバッグ</td><td>レイノルズ</td><td></td><td></td></tr><tr><td> GC </td><td>アジレント</td><td> 7820A </td><td></td></tr><tr><td> GCカラム</td><td> J＆Wサイエンティフィック、フォルサム、カリフォルニア州、米国</td><td> DB-5（30メートル、0.25ミリメートル、0.25μm）を</td><td></td></tr><tr><td>分析ヘリウムキャリアガス</td><td> Praxair社</td><td> HE K </td><td> 1 cc /分</td></tr><tr><td> 16チャネルシリコン電極</td><td> Neuronexus Technologies </td><td> a4x4-3mm50-177 </td><td></td></tr><tr><td>細線たNiCr、0.012ミリメートルの直径） </td><td>サンドビックカンタルのHPリード</td><td> PX000004 </td><td>カスタム極管とstereotrodesを作るための</td></tr><tr><td>前置増幅器</td><td>タッカー·デイビスシステム</td><td> PZ-2 </td><td></td></tr><tr><td>アンプ</td><td>タッカー·デイビスシステム</td><td> RZ-2 </td><td></td></tr><tr><td>データ取得システム - OpenExのスイート</td><td>タッカー·デイビスシステム</td><td></td><td></td></tr><tr><td>オンラインスパイクソーティングソフトウェア - SpikePac </td><td>タッカー·デイビスシステム</td><td></td><td></td></tr><tr><td>オフラインスパイクソーティングソフトウェア - Mclustスパイクソーティングツールボックス</td><td>デビッドRedish、神経科学、大学の学科ミネソタ州の</td><td>無料でダウンロードできます<a href="http://redishlab.neuroscience.umn.edu/MClust/MClust.html" target="_blank">http://redishlab.neuroscience.umn.edu/MClust/MClust.html</a> </td><td> MATLABのツールボックス</td></tr></tbody></table>

昆虫の触角葉でガスクロマトグラフィー - マルチユニットレコーディング（gcmr）を使用して、嗅覚揮発性物質の同定

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

すべての生物は、その環境への彼らの行動や生理的な応答を決定する感覚刺激に満ちた世界に生息しています。嗅覚はに反応し、間で、複雑な香りの刺激を区別するために彼らの嗅覚システムを使用して昆虫、特に重要である。これらの臭気はこのような再生や生息地の選択1月3日のようなプロセスを仲介する行動を誘発する。食用作物の受粉4-6、草食7、病気8,9の伝送を含む、農業と人間の健康のために非常に重要である昆虫を媒介行動によってさらに、化学センシング。嗅覚信号と昆虫行動における役割の同定は、生態学的なプロセスおよびヒューマン·食糧資源と幸福の両方を理解するためにこのように重要です。 現在までに、昆虫行動を駆動揮発性物質の同定は困難で、しばしば退屈であった。現在の技術には、ガスクロマトグラフィー結合electroantennogram記録（GC-EAG）、およびガスクロマトグラフィー-結合されたシングル感覚子の録音（GC-SSR）10-12。これらの技術は、生物活性化合物の同定に不可欠であることが判明した。 13,14、我々は、触角葉のニューロン（昆虫の主嗅覚中枢AL）からマルチチャンネルの電気生理学的記録（ &#39;GCMR &quot;と呼ばれる）に結合し、ガスクロマトグラフィーを用いた方法を開発しました。この最先端の技術は、私たちは匂いの情報は昆虫脳の中でどのように表現されるかを調べることが可能になります。嗅覚処理のこのレベルの匂いに対する神経反応がALニューロンへのアンテナの受容ニューロンの収束の度合いに非常に敏感なせいであるので、さらに、ALの録音は自然な臭気の活性成分の検出を効率的かつ高感度にできるようになります。ここでは、GCMRを説明し、その使用例を与える。 いくつかの一般的な手順はinvolアール生理揮発性物質と昆虫応答の検出にVED。揮発性物質は、最初に興味のある情報源から収集します（この例では、我々は属Mimulus（Phyrmaceae）から花を使用）および標準のGC-MS技術を14-16を使用して、必要に応じて特徴づけする必要があります。昆虫は記録電極が神経録音が始まる触角葉およびマルチチャネルに挿入された後、最小限の切開を用いた研究のために準備されます。神経データの後処理はその後、特定の匂い物質は、昆虫の神経系で重要な神経反応を起こしているか明らかにする。 ここでお見せする例では、受粉の研究に固有のものですが、GCMRは試験生物と揮発性ソースの広い範囲に拡大することができます。たとえば、このメソッドは媒介昆虫と作物の害虫を集めたり反発臭気物質の識別に使用することができます。また、GCMRはまた、POと益虫に対して誘引を識別するために使用することができますllinators。技術は同様に非昆虫被験者に拡張される可能性があります。

Mを使用GCMRアッセイでlewisiiフローラルの香りは、GCに抽出物の3μlを注入します。 GCを介して溶出する揮発性物質の総数は、一般的に60から70揮発性物質である。 Mの香りlewisiiは、主に 6 -炭素例えば、2 -ヘキサノールなどの揮発性物質、およびヘッドスペースの&lt;1％を含むセスキテルから成る香りの残りの部分とは、β-ミルセン（非環式）およびα-ピネンなど、モノテルペノイドで構成されています。 GCMRは触角葉ニューロンの感度だけでなく、生物学的に重要な揮発性物質の神経処理を利用しています。しかし、このような性質のマルチチャンネル録音は、実質的には、触角葉の神経細胞のランダムなサンプルを取る。異なる製剤間のプローブ位置の位置のわずかな変化が異なるニューロンをサンプリングするために記録配列を引き起こす可能性があるためです。また、正確な位置とMo記録は、細胞外であるため、記録されたニューロンのrphologiesは不明である。これら...

嗅覚は、昆虫の多くの異なった行動を媒介し、よく揮発性化合物の数十〜数百から構成される複雑な混合物である。昆虫の触角葉でマルチチャンネル録音でガスクロマトグラフィーを用いて、我々は、生物活性化合物の同定のための方法を説明します。

昆虫の触角葉でガスクロマトグラフィー - マルチユニットレコーディング（GCMR）を使用して、嗅覚揮発性物質の同定

すべての生物は、環境に対する行動的および生理的な反応を決定する感覚刺激に満ちた世界に生息しています。嗅覚は...

この手順の目的は、マルハナバチの脳内での記録を通じて、複雑な香気成分の中から生物学的に有効な誘引物質を特定することです。まず、行動学的に有効な香気成分を収集し、次に、実験用のガスクロマトグラフおよび多チャンネル記録システムを準備します。3番目のステップでは、触角葉における神経記録のため、マルハナバチの脳の調製および解剖を行います。次に、電極を触角葉に挿入して実験を行い、複合的な臭気およびその個々の構成成分に対する神経活動を分析することで、揮発性物質のパフ（噴霧）に対する反応を測定します。これにより、ガスクロマトグラフィーで得られた生物学的に活性な臭気物質を特定することが可能です。したがって、G-C-E-A-Gなどの他の手法と比較した本手法の主な利点は、触角荷重ニューロンの感度が高く、脳内のニューロンが特定の花の揮発性物質にどのように反応するかを特性評価できる点にあります。電気生理学的記録の手法およびヘッドスペース揮発性物質の採取に必要な手順があるため、電気生理学的な分析と化学的な分析を組み合わせたステップを習得することは困難であり、本手法を視覚的に提示することは極めて重要です。この技術は、マルハナバチの嗅覚処理に関する知見を提供できるだけでなく、蚊やサシガメなどの疾患媒介因子や、アブラムシや蛾などの農作物害虫といった他の系にも適用可能です。本手順では、マイクロマニピュレーター上にタングステン線で作製した参照電極を用意してください。マイクロマニピュレーターは、コイル状ワイヤー、テューブ、またはシリコン製マルチチャンネル電極などのマルチチャンネル電極を備えており、遮蔽BNCテーブルに出力端子を持つガスクロマトグラフを備えたプリアンプに接続されています。GC検出器の出力は、神経信号とGC信号の両方が同期するように、アンプおよびデータ収集システムにインターフェースされています。この例では、GCのキャリアガスにはヘリウムを使用し、DB-5 GCカラムを用いています。GCは、温度を200 °Cに設定したスプリット方式の注入口を使用し、水素炎イオン化検出器の温度は230 °Cに設定されています。GC内でサンプルが加熱された後、カラムからの流出液はガラス製Y字コネクタを用いて、水素炎イオン化検出器とBアンテナに1:1の比率で分割されます。この例では、カリフォルニア原産の高山植物であるMimus lewisiiの花から動的吸着法で採取された揮発性成分を導入するためにGCが使用されています。あるいは、gcを使用する代わりに、単一の揮発性化合物または化合物の混合物を空気パルスによって導入することも可能です。化合物が吸着したろ紙を挿入した別のガラス製シリンジを用いて射出します。空気パルスは、コンピュータで制御されるソレノイド作動バルブを用いて、一定の気流から分流されます。1 mLピ

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神経科学

臭気物質の嗅覚ニューロンの電気生理学的応答は、単一感覚子記録を使って昆虫で測定することができます。このビデオの記事では、ショウジョウバエの触角の単一感覚子記録を実行する方法を紹介します（...

昆虫における単一感覚子録音キイロショウジョウバエとハマダラカ</em

多電極アレイ（MEA）の録音は、神経細胞の大規模な集団の電気的活動を研究するための方法を提供する。同時に組織を刺激しながらここで、我々はマウス鋤鼻上皮からのレコードにMEAの準備の詳細を示す。...

鋤鼻上皮の多電極アレイ録音

昆虫の嗅覚システムは、アンテナ上にあるすべての嗅覚受容体の神経細胞（ORNs）から、個々に収容されたものからの応答を加算しているelectroantennograms（EAG）と、単一感覚子記録（SSR）の形で記録嗅覚誘発応答のためのユニークな機会を提供するそれぞれ感覚器、。...

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成人臍orangeworm（の電気生理学的応答の測定による急速に画面宿主植物揮発性物質の方法...

宿主植物の揮発性物質のスクリーニングツールとしてElectroantennographicバイオアッセイ

我々は、無脊椎動物の嗅覚経路の最初の3つの段階で臭気誘発反応を特徴づける細胞外マルチユニット記録技術のバリエーションを示しています。これらの技術は簡単にだけでなく、他の神経系において、アンサンブル活動を調べるために適合させることができます。...

ローカスの神経活動を特徴づけるためにマルチユニット記録方法（<em&gt; Schistocercaアメリカーナ</em&gt;）嗅覚回路

私たちは、自律型ロボットで昆虫の触角を電気アンテナ図(EAG)の形で使用するためのプロトコルを記述します。当社の実験設計により、1日以内に安定した録音が可能になり、最大10Hzの個々の臭気パッチを解決します。嗅覚検索のためのEAGセンサーの効率は、ロボットを臭気源に向かって運転することで実証されています。...

嗅覚検索用自律型ロボットに昆虫Electroantennogramセンサを用いた

このプロトコールの全体的な目標は、長鎖クチクラフェロモンに応答するショウジョウバエの嗅覚受容体ニューロンからの単一感覚記録のための低揮発性の付臭剤を提示する方法を示すことである。...

からの電気生理学的記録<em&gt;ショウジョウバエ</em&gt;低揮発性の臭気物質に対するトリコイドセンシラ

Colobopsis explodens属短調の労働者はガスクロマトグラフィー質量分析法による後続の溶媒抽出および分析のための肥大下顎腺貯水池内のワックスのようなコンテンツを分離する解剖しました。注釈およびオープン ソース ソフトウェア MetaboliteDetector を使用して揮発性成分の同定についても述べる.

ボルネオから下顎腺貯留層内容の分離 ' GC MS と MetaboliteDetector による Volatilome 解析のためアリの (守) を爆発

昆虫の口器の palps で単一ゴキブリ触角 basiconica...

イナゴ Palp 触角 Basiconica の単一ゴキブリ録音

ここでは、非破壊サンプリング手順を用いて、花の香料揮発性物質を咲かせる花から集めるプロトコルを提示する。...

GC-MS熱脱着サンプリングのためのヘッドスペース揮発性収集技術を用いたフローラルフレグランス揮発性物質の迅速な収集

生理的には、嗅覚受容体は匂い分子気相に吸入によってアクティブ化されます。ただし、ほとんどの in vitro システムは、液相嗅覚刺激を利用します。嗅覚刺激による気相匂い物質受容体活性化のリアルタイムでの in vitro...

気相で、嗅覚による嗅覚受容体活性化の In Vitro モニタリング リアルタイム

学ぶガスクロマトグラフィーとマルチユニットレコーディングを用いた昆虫触角葉での神経記録法。複雑な花の香りから生物学的に活性な臭気物質を同定し、ミツバチの嗅覚情報処理メカニズムを解明する手法です。

昆虫の触角葉でガスクロマトグラフィー - マルチユニットレコーディング（GCMR）を使用して、嗅覚揮発性物質の同定

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