Microinjectrode systeem voor gecombineerde geneesmiddel infusie en elektrofysiologie

Dit microinjectrode systeem is ontworpen voor drugsinfusie, elektrofysiologie en levering en opontvoer van experimentele sondes zoals micro-elektroden en nanosensoren. Het is geoptimaliseerd voor herhaald gebruik bij wakker gedragende dieren met kleine penetratieschade aan omliggende weefsels. Het microinjectrode systeem kan voor meerdere doeleinden worden geconfigureerd.

De eerste is een eenvoudige opstelling van de canule voor de plaatsing van een experimentele sonde die anders te fragiel zou zijn om de dura mater binnen te dringen. De tweede is een microfluïde infusie van een geneesmiddel, onafhankelijk of gekoppeld aan een canule met een experimentele sonde. De microfluïde componenten van het systeem zorgen voor de levering van volumes in de nanoliterschaal.

Meet de lengte van de canule en de nanosensorsonde of micro-elektroneedrode. Sonde moet langer zijn dan de canule door de lengte die is om uit te steken van de canule tip plus ongeveer een centimeter. Laad onder een vergrootglas de sonde via de achterkant in de canule om het puntje van de sonde te beschermen.

Plaats de canule met de sonde in de T-verbinding vanaf de onderste ferrule. Plaats de bovenste flat-end kant van de canule in het midden van de T-splitsing. Vermijd het blokkeren van de kruising via de canule door het terug te trekken in de kruising en draai het vervolgens aan.

Bevestig een slang aan de bovenkant van de micro-elektroder. Back load de micro-elektroder door de capillaire buizen, T-aansluiting, canule en bijbehorende ferrules. Snijd de micro-elektroneder op de gewenste lengte en schraap het uiteinde eraf.

Zorg ervoor dat de achterkant van de elektrode minder dan een centimeter van de achterkant van de capillaire slang uitsteekt en de punt van de elektrode uit de canule steekt op de gewenste afstand aan de onderkant. Plaats de micro-elektrodenterminal in de gouden pin en soldeer de gouden pin aan de micro-elektrodenterminal. Voeg epoxylijm toe tussen de gouden pin en de bovenste ferrule om de micro-elektrod aan de ferrule te bevestigen.

Nadat de epoxy is uitgehard, bij voorkeur langer dan 24 uur, maak de bovenste ferrule los om ervoor te zorgen dat de micro-elektroder zich volledig in de canule terugtrekt. Om het microfluidic circuit te bouwen, plaatst u een breed bord op een stabiel oppervlak. Plaats de twee drie-weg kleppen parallel aan de langste zijden van de brede raad ongeveer 12 centimeter uit elkaar met een poort tegenover elkaar.

Gebruik schroeven om de kleppen vast te stellen aan de brede raad en snijd nog eens 10 centimeter van capillaire buizen voor de liniaal lijn en plaats het tussen. Gebruik standaard ferrules om de buizen aan te draaien aan de tegenover de poorten van de kleppen. Snijd 10 tot 20 centimeter van de capillaire buizen en gebruik de standaard ferrules en de Luer lock connectors om de slang op de spuit aan te sluiten op een van de poorten op de ingangsklep.

Snijd een klein stukje capillaire en sluit het aan op de uitgangsklep als de spoellijn. Snijd twee langere stukken capillaire buizen rond 100 centimeter om de uitgangsklep aan te sluiten op de microinjectrode. Sluit de medicijnpomp en markerpomp aan op de ingangsklep.

Zorg er eerst voor dat de experimentele micro-elektronerode sonde in de canule wordt ingetrokken. Om een op maat gemaakte adapter met schroeven aan de microinjectrode te bevestigen, laadt u de microinjectrode door de geleidebuis en bevestigt u deze met behulp van een paar schroeven aan de op maat gemaakte microaandrijvingsadapter. Meet de diepte van de microaandrijvingspositie waarbij de microinjectrode uit de geleidebuis steekt en trek deze vervolgens een centimeter in om zich voor te bereiden op het inbrengen.

Voor micro-infusie-experimenten, sluit de hersenlijn aan de ongebruikte T-knooppunt opening van de micro-injectierode. Gebruik een standaard ferrule en draai aan met de ferrule moersleutel. Zorg ervoor dat de bovenste ferrule ook wordt aangescherpt.

Plaats vervolgens de microdrive over een beker. Laad chlorhexidine op 20 gram per liter in de een milliliter gas strakke spuit en plaats het in de drug pomp. Draai de stroomrichting van de kleppen en stel een lage stroomsnelheid van 50 tot 200 microliters per minuut in, zodat de vloeistof van de medicijnpomp via de invoerklep naar de uitgangsklep en de hersenlijn gaat.

Spoel het circuit met chloorhexidine gedurende minimaal 10 minuten. Herhaal het spoelen met steriele zoutoplossing en vervolgens met lucht. Breng voorzichtig pluisvrije doekjes aan op de kruispunten om eventuele vloeistoflekken door de ferrules te onthullen.

De meest kritieke stap is het verifiëren dat de assemblage van injectrode en microfluïde circuit lekvrij is. Laad het medicijn in de 500 microliter gasdichte spuit, pers de lucht en plaats het vervolgens in de medicijnpomp. Pas de stroom aan op 50 microliter per minuut en laat de vloeistof reizen tot een paar druppels in de microinjectrode achterblijven.

Vervolgens, weken de geleidebuis in chloorhexidine bij de concentratie van 20 gram per liter gedurende 15 minuten. Draai de richting van de uitgangsklep naar de spoellijn om de markering te verplaatsen terwijl de markeringspomp wordt gevorderd totdat een duidelijke rand van kleur en olie wordt waargenomen op de liniaallijn. Zorg ervoor dat er altijd olie tussen het medicijn en de kleur om niet mengen van de twee in water oplosbare materialen en verliest de scherpe rand tussen hen.

Markeer de uitgangspositie van deze olieverflijn. Na de nodige experimentele opstelling trekt u de micro-elektroneder in de canule door de bovenste ferrule los te maken. Bevestig de microaandrijving aan de opnamekamer en laat de geleidebuis zakken om de dura binnen te dringen.

Vervolgens verlaag de microinjectrode tot ongeveer twee millimeter boven de opnamesite in de hersenen. Draai de bovenste ferrule aan en sluit de gouden pinnen aan op het opnamesysteem. Blijf de microinjectrode naar de doellocatie brengen.

Schakel vervolgens de uitgangsklep naar de hersenlijn. Voor infusie-experimenten, gebruik maken van de handmatige microsyringe pomp om de kolom van olie te verplaatsen met 0,5 centimeter per minuut. Zodra het gewenste volume is toegediend, schakelt u de uitgangsklep in de richting van de spoellijn.

In deze studie, injectie van een GABA Een agonist door de rechter hersenhelft FEF gebied werd uitgevoerd voor omkeerbare inactivatie van het frontale oogveld, terwijl het dier klaar met een geheugen-geleide saccade taak. Polaire plot toont de prestaties van excentriciteit voor verschillende locaties ten opzichte van het fixatiepunt. De prestaties daalden duidelijk in het linker visuele hemifield twee uur na injectie.

Saccade sporen voor acht perifere geheugenplaatsen vóór en na de injectie van Muscimol in FEF worden hier getoond. De nauwkeurigheid van de saccade in het linker visuele hemifield verminderde na injectie Muscimol. Zodra de installatie is voltooid, is de methode zeer betrouwbaar en robuust.

Echter, als gevolg van de neerslag van kleine moleculen in de buis en havens, een grondige spoeling is vereist voor elk gebruik en na elk experiment om de microfluïde vrij van obstakels en lekken te houden. Hoewel de methode werd aangetoond in het frontale oogveld in een niet-menselijke primaat, kan het principe worden toegepast op elk ander hersengebied waar een combinatie van elektrische stimulatie, registratie en drugsinjectie gewenst zijn bij soorten knaagdiergrootte of groter. Ons systeem heeft de flexibiliteit om te worden gebruikt voor het opnemen van onafhankelijk of in combinatie met drugsinjectie en heeft de mogelijkheid om elke fragiele experimentele sonde die beschermd is tegen schade door de dura mater en het neurale weefsel met minimale weefselschade door de kleine canulediameter nauwkeurig te plaatsen.