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Biology

回路基板と生体膜のモデル化と軸索の電気信号の測定：学生研究室の演習を

Published: January 18, 2011 doi: 10.3791/2325
Automatic Translation
1, 1, 2, 1
1Department of Biology, University of Kentucky, 2Department of Physiology, University of Toronto

Summary

これは、生体膜が電気的モデルを用いて理解する方法のデモンストレーションです。我々はまた、学生の志向の研究室でザリガニの腹神経索から活動電位を記録するための手順を示しています。

Abstract

これは電気的モデルが生体膜を特徴付けるために使用する方法のデモンストレーションです。この演習では、また、電気生理学で使用されている生物物理学用語を紹介します。同装置は、ライブの準備上に膜モデルで使用されています。分離された神経索の一部のプロパティを調べています：神経活動電位、神経細胞の採用、および環境要因への神経索の応答性を。

Discussion

オンラインビデオプレゼンテーションと本論文で我々の目標は、細胞の生物物理学的特性が、一部では、電気回路としてモデル化できることを実証することです。さらに、比較的容易に得られるライブ神経組織で、伝導速度、不応期および電気生理学的記録技術の基本原則は、設備のささやかな投資と学部学生の研究室でも利用が可能だ。提示テーマと根本的なパラダイムは、容易に様々なコースの要件に合わせて変更することができます。

ザリガニとその豊かさの維持管理は、それらの学生主導の実験のための魅力的なモデルです。甲殻類の腹側神経コードは一般的に強固であり、3時間の学生実験室には十分です時間の最小限の生理食塩水、で生理的整合性を保持。

ザリガニのVNCの大きな軸索の一部がギャップ結合を介して接続されていることを考えると、彼らの貢献についての追加実験を行うことができる、そして標準的なカエル坐骨神経標本に見られるとは異なる性質を発揮することができます。坐骨神経は、複合活動電位と伝導特性に対処するための古典的なモデルです。それも、伝導特性、軸索の採用、そしてこれら二つの製剤の間に不応期を比較する学生のための興味深い比較実験かもしれない。

Disclosures

利害の衝突は宣言されません。

Acknowledgments

これらの実験は、コースで使用されている実験室のマニュアル、トロントの動物学、大学の学科で、博士HLアトウッドによって編成から変更されました。演習も使用して、"基礎神経科学第 6 回集中IBROワークショップ"のために制作されたと1993年に高麗大学、ソウル、韓国（Cooper ら 、1993）で開催されたマニュアルから変更されました。現在の変更は、さまざまな大学で一日の学生向け研究室を提示する一般的な機器を使用する必要がありました。ケンタッキー州の大学、生物学科、学部及び芸術科学大学のOfficeでサポート。

Materials

Circuit board
  1. Electronics listed below for the breadboard experiments can be obtained at an local electronics store such as Radio Shack.
  2. Bread board, resistors, capacitors, batteries and wires that can serve as junctions for the breadboard as outlined in the experiments.
  3. A common voltmeter (Wavetek Meterman voltmeter)
  4. A/D board for on line recording to a computer. Electrical signals are recorded on line to a PowerLab/4s interface (ADInstruments, Colorado Springs, CO, USA). We use standard software from ADInstruments named Chart or Scope.

Physiology experiments
  1. Crayfish (Procambarus clarkii). Atchafalaya Biological Supply Co., Raceland, LA., USA.
  2. Standard crayfish saline: Modified from Van Harreveld's solution (1936). (in mM) 205 NaCl; 5.3 KCl; 13.5 CaCl22H2O; 2.45 MgCl26H2O; 5 HEPES and adjusted to pH 7.4. All saline chemicals were obtained from Sigma chemical company (St. Louis, MO).
  3. Dissection tools: Fine #5 tweezers, fine scissors, knife blade holder, #26002-20 insect pins (all obtained from Fine Science Tools (USA), Inc., 373-G Vintage Park Drive, Foster City, CA 94404-1139)
  4. A nerve chamber dish (ADInstruments, Colorado Springs, CO, USA) to hold the nerve. The wires that come with the nerve chamber dish can be used to stimulate the nerve.
  5. A suction electrode is used to record the signals.
  6. The manipulator or a clamp on a ring stand will also serve as a holder for the suction electrode.
  7. Faraday Cage
  8. Dissecting Microscope
  9. High Intensity Illuminator (light source)
  10. Microscope Platform
  11. AC/DC Differential Amplifier (A-M Systems Inc. Model 3000)
  12. PowerLab 26T (AD Instruments)
  13. Extracellular amplifier (AD Instruments)
  14. LabChart 7 (ADI Instruments)
  15. Dissecting tools
  16. A ring stand and clamp to serve as a holder for the recording suction electrode

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References

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Tags

基本的なプロトコル、問題47、無脊椎動物、ザリガニ、モデル、学生実験室、神経索
回路基板と生体膜のモデル化と軸索の電気信号の測定：学生研究室の演習を
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Robinson, M. M., Martin, J. M.,… More

Robinson, M. M., Martin, J. M., Atwood, H. L., Cooper, R. L. Modeling Biological Membranes with Circuit Boards and Measuring Electrical Signals in Axons: Student Laboratory Exercises. J. Vis. Exp. (47), e2325, doi:10.3791/2325 (2011).

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