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효소 바이오 센서의 사용은 내인성 ATP 또는 H를 정량화하기 2 O 2 신장에
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Use of Enzymatic Biosensors to Quantify Endogenous ATP or H2O2 in the Kidney

효소 바이오 센서의 사용은 내인성 ATP 또는 H를 정량화하기 2 O 2 신장에

Full Text
12,303 Views
10:00 min
October 12, 2015

DOI: 10.3791/53059-v

Oleg Palygin1, Vladislav Levchenko1, Louise C. Evans1, Gregory Blass1, Allen W. Cowley Jr.1, Alexander Staruschenko1

1Department of Physiology,Medical College of Wisconsin

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

효소 마이크로전극 바이오센서는 생물학적으로 관련된 농도에서 세포 외 세포 신호를 실시간으로 측정할 수 있습니다. 다음 프로토콜은 바이오센서의 적용을 신장에서 ATP 및H2O2의 생체 외 및 생체 내 검출로 확장합니다.

이 절차의 전반적인 목표는 전체 신장에서 TP 및 과산화수소의 실시간 내인성 간질 농도를 측정하는 것입니다. 이는 먼저 체외 및 체외 응용 분야를 위한 센서를 TP 및 과산화수소의 알려진 농도로 재수화하고 교정함으로써 수행됩니다. 체외 센서 설치를 위해 신장을 외과적으로 삽입하고 혈액에서 세척했습니다.

이 절차는 대동맥을 통해 신장을 씻어내는 방식으로 수행됩니다. 그런 다음 쥐의 신장을 외과적으로 분리하여 기록실에 넣고 식염수를 관류합니다. TP 및 과산화수소는 in vivo 절차를 위해 ex vivo 센서를 사용하여 측정됩니다.

혈액이 관류된 신장을 시각화할 수 있도록 절개가 이루어집니다. 신장은 부실 스틸 캡에 삽입되고 약물 적용을 위해 간질 카테터를 설치할 수 있습니다. 추가 신장 간질 A TP 및 과산화수소 농도는 생체 내 센서를 사용하여 측정됩니다.

궁극적으로 이러한 프로토콜은 신장 간질에서 실시간 TP 및 과산화수소 측정을 위한 효소 마이크로 전극 바이오센서의 사용을 용이하게 합니다. 효소 바이오센서의 주요 장점은 생물학적 조직에서 내인성 간질 농도를 직접 측정할 수 있다는 것입니다. 여기서 이 기술은 분리된 셀린 관류 신장의 간질 또는 생체 내에서 TP 및 과산화수소 농도를 감지하는 데 사용됩니다.

효소 바이오센서 정밀도를 통해 세포 외 A TP 또는 과산화수소 농도의 기저 및 동적 조절을 실시간으로 측정할 수 있습니다. 이러한 측정은 기능적으로 구별되는 신장 영역에 대한 약물 적용 또는 질병 프로파일을 확립할 수 있습니다. A TP 및 null 센서를 모두 섭씨 2도에서 8도까지 최소 10분 동안 버퍼 A가 포함된 별도의 재수화 챔버에 팁을 배치하여 재수화합니다.

듀얼 채널 POTENTIA stat를 켜고 녹음 시스템 소프트웨어를 시작합니다. 데이터를 A-S-C-I-I 코드로 저장하고 센서 극성을 양극 양성으로 저장하도록 프로그램을 설정합니다. 3ml의 버퍼가 있는 보정 챔버를 준비하고 기준 전극을 챔버로 내립니다.

재수화에서 각 센서를 제거합니다. 마이크로 매니퓰레이터에 부착하고 교정 챔버 용액에 삽입합니다. 신호 잡음을 줄이기 위해 고성능 실험실 공기 테이블의 패러데이 케이지에서 모든 보정 및 연구를 수행합니다.

화염 측정 기록 중. 캘리브레이션 챔버에서 ex vivo 센서에 대한 순환 부피 원격 측정을 수행합니다. 10 사이클 동안 초당 100 밀리 볼트의 속도로 센서를 마이너스 500 밀리 볼트에서 플러스 500 밀리 볼트로 순환함으로써 센서의 감도를 크게 향상시키고 센서를 플러스 600 밀리 볼트로 분극화합니다.

마지막 사이클 후에 센서 전류는 asim tote로 감소합니다. 학습 읽기는 최소 5분 후에 이루어집니다. 영점 판독값을 연속적으로 기록하고, A TP 센서의 원하는 감지 범위를 포함하는 교정 라인을 생성하기 위해 설정된 양의 TP 용액을 챔버에 추가합니다.

A TP 솔루션은 처음에는 센서 신호에서 날카로운 피크를 생성한 후 A TP가 챔버 전체에 고르게 확산됨에 따라 감소가 발생합니다. 신호 레벨이 안정화되면 신호 값을 기록해야 합니다. A TP가 추가될 때마다 밀리리터당 2밀리그램의 스톡에서 증발하는 3마이크로리터를 추가하여 A TP 센서의 특이성을 테스트합니다.

TP 애플리케이션에 의해 생성된 전류는 연속적으로 제로 레벨로 감소해야 하며, 신호 레벨이 안정화되면 null 센서 신호 값의 감지 범위를 포함하는 보정 라인을 생성하기 위해 챔버에 설정된 양의 과산화수소 용액을 연속적으로 추가해야 합니다. 과산화수소가 첨가될 때마다 밀리리터당 2밀리그램의 스톡에서 3마이크로리터의 소 레이스를 추가하여 널 센서의 특이성을 테스트합니다. 과산화수소 응용 프로그램에 의해 생성된 전류는 생체 외 연구를 위해 제로 판독값으로 감소해야 합니다.

Rapa ligature는 복강 및 상장간막 동맥 주위와 이 동맥 위의 복부 대동맥 주위입니다. 그러나 신장 동맥 아래의 복부 대동맥 주위에 두 개의 결찰자를 결찰하지 마십시오. 신장 동맥 아래 원위부로 복부 대동맥을 결찰합니다.

대동맥을 결찰 위 최소 1cm, 신장 동맥 아래에 고정합니다. 가장 낮은 결속과 클램프 사이에 폴리에틸렌 튜브로 복부 대동맥을 카테터화합니다. 두 번째 대동맥 결찰자로 카테터를 고정합니다.

클램프를 제거하고 장간막 동맥과 체강 동맥, 그리고 이 동맥 위의 대동맥을 결찰합니다. 신장이 완전히 데칠 때까지 실온에서 2-3분 동안 Hank's Balance Salt 용액을 사용하여 분당 6ml의 신장을 관류합니다. 또한, 유출액 수집을 위해 신장 정맥에 카테터를 삽입할 수 있습니다.

수술용 핀셋을 사용하여 센서 삽입에 필요한 신장 캡슐을 조심스럽게 제거합니다. 대동맥의 카테터 연결 부분을 포함하여 신장을 절제합니다. 신장을 목욕 용액으로 채워진 3ml 페트리 접시에 넣습니다.

캐뉼레이션된 대동맥을 통해 분당 650마이크로리터의 일정한 속도로 신장을 목욕 용액으로 관류합니다. 신장에 고무 밴드를 묶고 핀으로 실리콘으로 코팅된 접시에 부착하여 신장을 고정합니다. 기준 전극을 페트리 접시의 신장 가까이에 놓고 끝이 수조 용액에 잠겨

있도록 합니다.

센서를 신장에 빠르게 삽입할 수 있도록 마이크로 매니퓰레이터를 배치합니다. 또는 각 마이크로 매니퓰레이터에 부착된 더미 프로브를 사용하여 각 센서에 대해 센서를 원하는 위치에 배치하고 20초 이상 지속되지 않도록 할 수 있습니다. 재수화실에서 센서를 제거하고 마이크로 매니퓰레이터에 부착한 다음 센서를 식기 수조 용액에 삽입합니다.

공기에 더 오래 노출될 것으로 예상되는 경우 노출될 때마다 센서를 글리세롤 용액에 잠시 담그십시오. potentia stat가 있는 센서를 플러스 600밀리볼트로 분극화하고 전류가 Asim 토트에 흐르도록 합니다. 각 센서를 신장의 동일한 깊이로 전진시킵니다.

텍스트 프로토콜에 따라 데이터 분석을 수행합니다. 효소 마이크로 전극 바이오센서의 설계로 인해 분석물과 전체 신장을 실시간으로 검출하여 재현 가능한 결과를 얻을 수 있습니다. 정확한 사전 및 사후 교정이 중요합니다.

이 그림은 TP 센서 교정 중에 X pvo, TP 및 null 센서에 의해 생성된 신호의 대표적인 트레이스를 보여줍니다. 보정 절차는 TP의 동적 변화를 계산하는 데 사용되는 선형 피팅을 생성합니다. 널 센서는 알려진 과산화수소 농도를 수조 용액에 첨가하여 보정되고 asim to am 파라메트릭 값이 기록됩니다. 수조 용액에 촉매를 첨가하면 급격한 전류 감쇠가 발생합니다.

생체 내 센서는 유사한 트레이스를 생성하지만 산화 전류가 아닌 환원성 전류를 감지하므로 전류는 음수입니다.보정은 또한 0.3 - 80 마이크로몰 범위에서 선형 맞춤을 생성합니다. 다른 퓨린 제품에 비해 TP에 대한 in vivo 센서의 특이성은 여기에 나와 있습니다. 이 그림에서 입증되었듯이, 안지오텐신은 내염성 및 염분에 민감한 쥐로부터 갓 분리된 신장에서 2개의 유도 간질성 내인성 과산화수소 농도 변화를 일으켰습니다.

안지오텐신 2는 양쪽 신장에서 과산화수소의 급성 방출을 유도합니다. 그러나, 최대 진폭은 특히 고염 사료를 먹었을 때 소금에 민감한 쥐의 신장에서 현저하게 증가했다. 이 절차를 시도하는 동안 센서 팁과 신장 피질의 표면이 섬세하기 때문에 둘 중 하나가 손상되면 정확한 기록이 손상될 수 있음을 기억하는 것이 중요합니다.

이 동영상을 시청한 후에는 내인성 물질과 신장과 같은 전체 기관을 측정하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 또한 성공적인 녹음에 필요한 보정 및 수술 절차를 정확하게 수행할 수 있습니다. 우리는 TP와 과산화수소 바질 수치를 연구하기 위해 이 방법을 적용했으며, 이는 신장에서 방출됩니다.

그러나 동일한 접근 방식을 사용하여 해당 센서를 적용할 때 아데노신 글루타메이트, 포도당 및 기타 물질의 농도를 결정할 수 있습니다.

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