Ионы калия способствует покоя мембранного потенциала клеток и внеклеточной концентрации K+ является регулятором важнейших клеточных возбудимости. Мы опишем, как сделать, калибровки и использовать монополярной K+-селективный микроэлектродов. Использование таких электродов позволяет измерение электрически вызвала динамика концентрации K+ в взрослых срезах гиппокампа.
Ионы калия значительный вклад покоя мембранного потенциала клеток и, таким образом, внеклеточной концентрации K+ является важным регулятором возбудимость клеток. Изменены концентрации внеклеточного K+ влияют покоя возбудимости потенциал и клеточные мембраны, сдвигая равновесие между закрытые, открытые и инактивированных государствами для напряжени тока зависимых ионных каналов, которые лежат в основе потенциал действия инициирование и проведение. Следовательно это ценный непосредственно измерить внеклеточного K+ динамика в области здравоохранения и государства в больными. Здесь мы опишем, как сделать, калибровки и использовать монополярной K+-селективный микроэлектродов. Мы развернули их ломтиками взрослого мозга гиппокампа для измерения электрически вызвала динамика концентрации K+ . Разумное использование таких электродов является важной частью инструментария, необходимых для оценки сотовой и биофизические механизмы, которые управляют внеклеточной концентрации K+ в нервной системе.
Концентрации ионов калия жестко регулируется в головном мозге, и их колебания оказывают мощное влияние на мембранного потенциала покоя всех клеток. С учетом этих критических взносов важная цель биологии является определить сотовой и биофизические механизмы, которые используются жестко регулировать концентрацию K+ в внеклеточного пространства в различных органах тела1 , 2. важным требованием в этих исследованиях является способность точно измерить концентрации K+ . Хотя многие компоненты, которые способствуют калия гомеостаза в мозге в здоровых и больных государства были определены3,4,5, далее прогресс замедлился ввиду специализированного характера подготовка выборочной микроэлектродов иона калия измерения. Микроэлектродные датчики представляют собой золотой стандарт для измерения K+ концентрации в пробирке, фрагменты тканей и в естественных условиях.
Новые подходы для K+ мониторинга находятся в стадии разработки, с помощью оптических датчиков, однако они не обнаружить концентрации биологически соответствующий диапазон K+ или у не были проверены полностью в биологических системах, хотя первоначальные результаты появляются многообещающие6,,78. По сравнению с оптическими датчиками, микроэлектродов принципиально ограничены для измерения точки источника ионов, хотя массивы электродов может улучшить пространственное разрешение9. Эта статья сфокусирована на сингл бочковая микроэлектродные датчики для мониторинга динамики K+ .
В этой работе, мы докладе подробные ступенчатой процедуры сделать K+ селективный микроэлектродов, используя ionophore на основе valinomycin калия, который позволяет весьма избирательно (104 раза K+ к избирательности Na+ ) K+ движение через мембраны10. Естественно-происходя полипептид, valinomycin действует как K+ проницаемых поры и облегчает стекают K+ электрохимических градиента. Мы также описывают, как для калибровки электродов, как хранить и использовать их и, наконец, как развернуть их для измерения K+ динамика концентрации в кусочки острый гиппокампа мозга от взрослых мышей. Использование таких электродов вместе с генетически измененных мышей, которые не имеют конкретных ионных каналов, предлагается регулировать внеклеточного K+ динамика должна выявить клеточных механизмов, используемых нервной системой для управления окружающего концентрация K + в внеклеточной окружение.
Метод, который мы здесь описывать позволила нам оценить динамику K+ в ответ на электрической стимуляции Шаффер залогов в острой срезах гиппокампа от взрослых мышей. Наш метод подготовки K+ Ион селективного микроэлектродов похож на ранее описанные процедуры12,<…
The authors have nothing to disclose.
Khakh лаборатории было поддержано MH104069 низ. Mody лаборатории было поддержано NS030549 низ. J.C.O. Спасибо Grant(NS058280) обучения NIH T32 нейронных микросхемы.
Vibratome | DSK | Microslicer Zero 1 | |
Mouse: C57BL/6NTac inbred mice | Taconic | Stock#B6 | |
Microscope | Olympus | BX51 | |
Electrode puller | Sutter | P-97 | |
Ag/AgCl ground pellet | WPI | EP2 | |
pCLAMP10.3 | Molecular Devices | n/a | |
Custom microfil 28G tip | World precision instruments | CMF28G | |
Tungsten Rod | A-M Systems | 716000 | |
Bipolar stimulating electrodes | FHC | MX21XEW(T01) | |
Stimulus isolator | World precision instruments | A365 | |
Grass S88 Stimulator | Grass Instruments Company | S88 | |
Borosilicate glass pipettes | World precision instruments | 1B150-4 | |
A to D board | Digidata 1322A | Axon Instruments | |
Signal Amplifier | Multiclamp 700A or 700B | Axon Instruments | |
Headstage | CV-7B Cat 1 | Axon Instruments | |
Patch computer | Dell | n/a | |
Sodium Chloride | Sigma | S5886 | |
Potassium Chloride | Sigma | P3911 | |
HEPES | Sigma | H3375 | |
Sodium Bicarbonate | Sigma | S5761 | |
Sodium Phosphate Monobasic | Sigma | S0751 | |
D-glucose | Sigma | G7528 | |
Calcium Chloride | Sigma | 21108 | |
Magnesium Chloride | Sigma | M8266 | |
valinomycin | Sigma | V0627-10mg | |
1,2-dimethyl-3-nitrobenzene | Sigma | 40870-25ml | |
Potassium tetrakis (4-chlorophenyl)borate | Sigma | 60591-100mg | |
5% dimethyldichlorosilane in heptane | Sigma | 85126-5ml | |
TTX | Cayman Chemical Company | 14964 | |
Hydrochloric acid | Sigma | H1758-500mL | |
Sucrose | Sigma | S9378-5kg | |
Pipette Micromanipulator | Sutter | MP-285 / ROE-200 / MPC-200 | |
Objective lens | Olympus | PlanAPO 10xW |