Yöntem makalesi

Gerilime Duyarlı Bir Boya ile Boyanmış Beyin Dilimlerinde Nöronal Aktivitenin Optik Kaydı

851 görüntüleme

8 Temmuz 2025

Bu makalede

Özet

Kaynak: Tominaga, Y., et al. Gerilime Duyarlı Boya Kullanarak Beyin Dilimlerinde Geniş Alanlı Tek Fotonlu Optik Kayıt. J. Vis. Exp. (2019).

Bu video, voltaja duyarlı bir boya ile boyanmış bir beyin dilimindeki nöronal aktivitedeki değişiklikleri gözlemlemek için bir prosedürü göstermektedir. Boya, floresan yoğunluğunu değiştirerek nöronun zar potansiyelindeki değişiklikleri yansıtır. Elektriksel uyaranların ve gelişmiş görüntüleme tekniklerinin uygulanması yoluyla bu işlem, VSD floresansına dayalı olarak nöronal membran potansiyelindeki gerçek zamanlı değişikliklerin görsel olarak izlenmesini sağlar.

Protokol

Hayvan örneklerini içeren tüm prosedürler, uygun hayvan etik inceleme komitesi tarafından gözden geçirilmiş ve onaylanmıştır.

1. Deney Düzeneğinin Günlük Hazırlanması

  1. Amplifikatörü, bilgisayarı ve kamera sistemini açın ve yazılımın çalışıp çalışmadığını kontrol edin.
  2. Yapay beyin omurilik sıvısını (ACSF) 50 mL'lik bir tüpe yerleştirin ve karbojen ile köpürtün.
  3. ACSF'yi dolaştırmak için peristaltik bir pompa kullanın. Akış hızını yaklaşık 1 mL/dk'ya ayarlayın.
  4. Emme pipetinin yüksekliğini, deney odasının içindeki sıvı seviyesi her zaman sabit olacak şekilde ayarlayın.
    not: Çözeltinin seviyesi, kararlı bir kayıt elde etmek için önemlidir, bu nedenle ayarlama bir mikromanipülatör kullanılarak yapılmalıdır.
  5. 3 M KCl agar (%2) ile doldurulmuş sarı çipten oluşan toprak elektrodunu, az miktarda 3 M KCl çözeltisi içeren bir Ag-AgCl teli ile bir tutucuya takın.
  6. Konik ince borulu sarı bir uç kullanarak cam elektroda (1 mm dış çap, 0,78 mm iç çap mikropipet çektirme ile çekilen) az miktarda ACSF (hacmin yaklaşık üçte ikisi) doldurun ve elektrot tutucusuna yerleştirin.
  7. Tutucuyu manipülatöre takılan çubuğa takın. Elektrot direncinin yaklaşık 1 MΩ.
    olduğunu bir amplifikatör kullanarak emin olun. not: Uzun şaftlı geniş açıklıklı (4-8 μm açıklıklı) yama tipi elektrot, alan kaydı için ve uyarıcı bir elektrot olarak iyi olmalıdır.

2. Bir Kayıt Oturumu Başlatma

  1. Forseps ile nemli odadan bir dilim hazırlığı alın.
  2. Dilimi mikroskop altında hızlı bir şekilde deney odasına yerleştirin (Şekil 1).
  3. Halkanın kenarını silikon O-ringin içine sıkıca itin. Zarı veya deney odasının altını kırmamaya dikkat edin.
    not: Görüş alanındaki uyarıcı ve kayıt elektrotlarının yönüne göre dilimin yönü dikkate alınmalıdır. Sağlıklı dilim membran filtreye yapışmalıdır, bu nedenle dilimleri sabitlemek için ağırlıklar ve naylon ağlar gibi başka cihazlar kullanmaya gerek yoktur.
  4. Uyarıcı elektrotun ucunu ve alan potansiyeli kayıt elektrodunu, iletilen ışıkla mikroskop altındaki dilime yerleştirin.
  5. Yanıtı kontrol etmek için elektrofizyolojik kayıt sistemini kullanın. Verilen konfigürasyon ile olağan (lekesiz) elektrofizyolojik kaydı onaylayın.
    not: Kayıt elektrodu atlanabilir, ancak dilimin fizyolojisini kontrol etmek için yararlıdır.
  6. Uyarma ışığı yoğunluğunu, 70x suya daldırma objektif lensi ve 80x PLAN APO tüp lensi ile 10 kHz'de örnekleme yaparken numunede 13-15 mW/cm2'ye karşılık gelen kameradaki maksimum kapasitenin yaklaşık %5-1'ine ayarlayın. Uyarma ışığı dalga boyu 530 nm'dir ve emisyon filtresi > 590 nm'dir.
    not: Uyarma ışığı miktarını en aza indirmek için bir deklanşör kullanın. Sürekli ışık maruziyeti kesit fizyolojisini bozabilir. Işığın olası zararlı etkisi, ışığın yoğunluğuna ve süresine bağlıdır. Işığın etkisini değerlendirmek için elektrofizyolojik kayıt kullanın. Mukavemetin 13-15 mW/cm2 olması durumunda, yaklaşık 1 s maruziyet toleransın üst sınırı olmalıdır.
  7. Odak dalga boyuna bağlı olarak farklı olabileceğinden, floresan ışık kaynağını kullanarak odağı toplama sistemi ile ayarlayın ve alımı başlatın.
  8. Bir görüntü alma yazılımındaki verileri inceleyin.
    not: Detaylı analiz için sayısal analiz yazılımının orijinal mikroprogramlama paketini kullandık.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

figure-results-1
Şekil 1. Dilim hazırlıklarından gelen optik sinyaller için kayıt sistemi. (A) Mevcut el yazmasındaki dilimleri görüntülemek için kullanılan mikroskobun bir fotoğrafı. Optikler, bir objektif lens (5x NA0.60), dikroik filtre için bir ayna kutusu (580 nm) ve bir projeksiyon (tüp) lensinden (PLAN APO x1.0) oluşur. Projeksiyon merceğinin üst kısmına bir c-mount aracılığıyla yüksek hızlı bi...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Herhangi bir çıkar çatışması beyan edilmedi.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Yüksek hızlı görüntü elde etme sistemiBrainvision co., Ltd.MiCAM - UltimaGörüntüleme sistemi
Yüksek hızlı görüntü elde etme sistemiBrainvision co., Ltd.MiCAM 02Görüntüleme sistemi
Geniş alan görüntüleme için MacroscepeBrainvision co., Ltd.THT makroskopumakro kapsam
Foto-diodod stabillileştirici ile yüksek güçlü LED aydınlatma sistemiBrainvision co., Ltd.LEX-2GLED aydınlatma
Görüntü elde etme yazılımıBrainvision co., Ltd.BV-anaGörüntü Edinme Yazılımı
Çok fonksiyonlu elektrik stimülatörüBrainvision co., Ltd.ESTM-8Uyaran izolatörü + AD/DA dönüştürücü
Dilim desteği için membran filtreMerk Millipore Ltd., MA, Amerika Birleşik DevletleriOmnipor, JHWP01300, 0.45 μm gözenekler,membran filtre/ 0.45 13
Sayısal analiz yazılımıWavemetrics Inc., VEYA, ABDIgorPro TeknolojisiAnaliz Yazılımı
Stimülasyon izolatörüİP A.Ş.A395Uyaran izolatörü
AD/DA dönüştürücüAltyapı TeknolojisiITC-18AD/DA dönüştürücü
Gerilime duyarlı boya Di-4-ANEPPSInvitrogen, Thermo-Fisher Scientific, Waltham, MA, ABDkatalog numarası: D-1199VSD: Di-4-ANEPPS
Polietoksillenmiş hint yağıSigma-AldrichKrem EL C5135polietoksillenmiş hint yağı
Serisi Serisi Serisi Serisi Gazetesi

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Elektriksel Stim lasyonFloresan G r nt lemeAksiyon PotansiyeliMembran PotansiyeliElektrofizyolojiG r nt Edinimi

İlgili makaleler