ISF obejmuje 15-20% całkowitej objętości mózgu i oferuje mikrośrodowisko krytyczne dla transdukcji sygnału, transportu substratu i usuwania odpadów1. W związku z tym możliwość pozyskiwania ISF od żywych zwierząt zapewni większe implikacje dla różnych procesów biologicznych, a także mechanizmu choroby. Mikrodializa in vivo jest jedną z niewielu metod, które pobierają próbki i określają ilościowo cząsteczki zewnątrzkomórkowe z ISF od obudzonych, swobodnie poruszających się zwierząt, a tym samym służy jako użyteczne narzędzie w dziedzinie badań neurobiologicznych2,3. W tej metodzie sondy mikrodializacyjne z półprzepuszczalnymi błonami są wprowadzane do mózgu i perfundowane buforem perfuzyjnym ze stosunkowo wolnym natężeniem przepływu (0,1-5 μl/min). Podczas tej perfuzji cząsteczki zewnątrzkomórkowe w ISF biernie dyfundują do sondy zgodnie z gradientem stężeń i zbierają się jako dializat. Chociaż ten artykuł koncentruje się na metodzie pobierania próbek ISF w mózgu, zarówno zasada, jak i metoda mogą być zastosowane do innych narządów poprzez odpowiednią modyfikację, jeśli to konieczne.
Mikrodializa została po raz pierwszy zastosowana na początku lat sześćdziesiątych i od tego czasu jest szeroko stosowana do zbierania małych cząsteczek, w tym aminokwasów lub neuroprzekaźników w mózgu. Jednak niedawna dostępność komercyjna sond do mikrodializy z membranami odcinającymi o dużej masie cząsteczkowej (100 kDa-3 MDa) rozszerzyła jej zastosowanie również na stosunkowo większe białka w ISF4,5,6,7. Badania z użyciem tych sond doprowadziły do ustalenia, że białka takie jak tau lub α-synukleina, które przez długi czas uważano za wyłącznie cytoplazmatyczne, są również fizjologicznie obecne w ISF4,5,8.
Jedną z trudności związanych z używaniem sond do mikrodializy z dużymi membranami odcinającymi (zazwyczaj ponad 1,000 kDa) jest to, że są one bardziej podatne na utratę płynu ultrafiltracyjnego z powodu wewnętrznego ciśnienia zgromadzonego w sondach. Zastosowane tutaj sondy do mikrodializy mają unikalną strukturę, aby uniknąć tego problemu. Ciśnienie nie zostanie wytworzone z powodu tej struktury, dlatego mikrodializa z tymi sondami powinna być prowadzona w trybie "push-pull" przy użyciu pompy strzykawkowej do perfuzji sond (=push) i pompy rolkowej/perystaltycznej do zbierania dialiatu pochodzącego z wylotu sondy (=pull)9 (Chociaż wymaga zarówno pomp push, jak i pull, Ze względu na otwory wentylacyjne znoszące ciśnienie znajdujące się w sondach, technicznie rzecz biorąc, system jest napędzany tylko przez pompę ciągnącą). Ten artykuł rozpoczyna się od stereotaktycznej chirurgii implantacji kaniuli prowadzącej i opisuje, jak skonfigurować linie mikrodializy w celu pobrania ISF przez sondy mikrodializ z membranami odcinającymi 1,000 kDa.