$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Doku toplama, Johns Hopkins Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından yetkilendirilen koşullar altında gerçekleştirildi.
1. Küçük ölçekli ganglioside ekstraksiyonu ve kısmi arıtma
DİKKAT: Uçucu ve toksik çözücülerle çalışırken uygun havalandırma kullanın. Boyunca plastikten kaçının; çözücüler, sonraki analizlere müdahale eden birçok plastikten kimyasal bileşenleri çıkaracaktır. Politetrafloroetilen (PTFE) bir istisnadır; Cam saklama şişelerini kapatmak için PTFE astarlı kapaklar kullanılmalıdır.
- Çıkarma
- Tek bir taze veya çözülmüş fare beynini (veya sagital yarı beyin, ~ 0.2-0.5 g) tartın ve bir kova buz içinde önceden soğutulmuş bir Potter-Elvehjem homojenizatörüne yerleştirin.
NOT: Daha önce dondurulmuş beyinler 0-4 °C'de çözüldükten sonra kullanılabilir.
- G başına 4,1 mL ıslak su ağırlığı ekleyin ve 10 vuruşla homojenleştirin.
NOT: Doğru çözücü oranları, optimum ekstraksiyon ve bölmenin anahtarıdır, amaç, beyin dokusunun% 80 sulu olduğu varsayılarak, kloroform-metanol-sulu (4: 8: 3).
- G başına 13 mL ıslak ağırlık metanol ekleyin, ortam sıcaklığına (22 °C) kaydırın ve karıştırın.
NOT: Çözüm bulutlu görünecektir. Bu adımda metanol ilavesi, kloroform olmadan, protein çökelmesini optimize eder. Sonraki tüm adımlar ortam sıcaklığındadır (22 °C).
- Ortam sıcaklığında (22 °C) PTFE astarlı vidalı kapaklı kalın duvarlı cam vidalı bir boruya aktarın ve iyice karıştırın. G başına 6,5 mL kloroform, kapak ıslak ağırlığı ekleyin ve iyice karıştırın. 15 dakika boyunca 450 x g'de santrifüj. Şeffaf süpernatantı taze vidalı kapaklı bir tüpe aktarın ve "geri kazanılmış ekstrakt hacmi" hacmini ölçün.
- Bölüm
- Adım 1.1.4'te açıklandığı gibi berrak süpernatant, kapak, vorteks kuvvetlice ve santrifüje 0.173x "geri kazanılmış ekstrakt hacmi" su ekleyin.
NOT: Amaç, 4:8:5.6 oranında kloroform-metanolü-sulu olmasıdır. Karışım bulanık olacak ve iki faza ayrılacaktır: ~ 4: 1 oranında üst sulu zengin bir faz ve daha düşük kloroform bakımından zengin bir faz. Tam faz ayrımı için 60 dakika bekleyin veya 15 dakika boyunca 450 x g'de santrifüj yapın.
- Gangliosidleri içeren üst fazı, PTFE astarlı vidalı kapaklı taze bir cam tüpe aktarın.
- Ters faz kartuş kromatografisi
- 5 mL'lik bir cam şırınga kullanarak, bir tC18 katı faz ekstraksiyon kartuşunu (400 mg) 3 mL metanol ve ardından 3 mL kloroform-metanol su (2:43:55) ile yıkayın. Aynı cam şırıngayı kullanarak adım 1.2.2'den üst fazı tC18 kartuşuna yükleyin, akışı toplayın ve adsorpsiyonu optimize etmek için kolona yeniden yükleyin.
- Cam şırıngayı kullanarak, kartuşu 3 mL kloroform-metanol su (2:43:55) ve ardından 3 mL metanol su (1:1) ile yıkayın.
- Gangliosidleri 3 mL metanol ile taze vidalı kapaklı bir tüpe sürün. ≤ 45 °C'de yumuşak bir azot akışı altında kuruluğa buharlaştırın. Metanol içinde orijinal doku ıslak ağırlığının g'si başına 1 mL'de çözün.
2. Büyük ölçekli ganglioside ekstraksiyonu ve saflaştırma
DİKKAT: Uçucu çözücülerle çalışırken, patlamaya dayanıklı karıştırıcılar kullanın. PTFE dışında plastik kullanmayın. Tetrahidrofuran, kloroform ve etil eter toksik uçucu organik bileşiklerdir. Koruyucu eldivenler ve güvenlik gözlükleri ile bir duman başlığında çalışın.
- Çıkarma
- Dondurulmuş sığır beynini birkaç saat boyunca 4 ° C'de çözün. Gri maddeyi meninkslerden ve beyaz maddeden ayırın.
NOT: Aşağıdaki prosedür 100 ± 20 g izole beyin gri maddesi için açıklanmıştır ve ölçeklenebilir.
- Bir karıştırıcıya 100 g beyin gri maddesi yerleştirin ve soğutulmuş 10 mM potasyum fosfat tamponu pH 6.8'in g başına 1 mL beyin ıslak ağırlığı ekleyin. 20 sn'lik düşük seviyede homojenize edin. Beyin ıslak ağırlığı başına 8 mL tetrahidrofuran ekleyin ve 10 saniye boyunca düşük homojenize edin. Cam santrifüj şişelerine dekant ve ortam sıcaklığında (22 °C) 15 dakika boyunca 5.000 x g'da santrifüj.
- Süper natantı toplayın, hacmini ölçün ve bir cam ayırıcı huniye aktarın. Süpernatanın mL'si başına 0.3 mL etil eter ekleyin. Kuvvetlice çalkalayın, ardından iki fazın, bir üst eter fazının ve bir alt sulu fazın ayrıldığı 30 dakika boyunca rahatsız edilmeden oturmaya bırakın. Gangliosidleri içeren alt fazı, PTFE astarlı kapaklı bir cam şişede toplayın.
- Ayırma hunisinde kalan üst (eter) faza, orijinal süpernatantın mL'si başına 0,1 mL su ekleyin (adım 2.1.3). Kuvvetlice çalkalayın, fazların ayrılmasına izin verin, alt (sulu) fazı toplayın ve önceki alt fazla birleştirin. Birleştirilmiş alt fazları kuru bir toza buharlaştırın ve tartın.
- Sabunlaşma
- Kapalı bir tüpe g tozu başına 10 mL 100 mM sulu NaOH ekleyin. 3 saat boyunca 37 °C'de karıştırın ve inkübe edin. 100 mM sulu HCl'nin damla damla eklenmesiyle soğumaya ve pH 4.5'e ayarlanmaya bırakın. hacmi ölçün ve bir cam ayırıcı huniye aktarın.
NOT: Siyalik asitler asit kararsızdır; pH 4.5'in altında asitleşmeyi önleyin.
- Sulu hacme dayanarak, 2.67 hacim metanol ekleyin, yavaşça karıştırın, ardından tek fazlı bir kloroform-metanol sulu çözeltisi oluşturmak için 1.33 hacim kloroform ekleyin (4: 8: 3). İyice karıştırın.
- Orijinal sulu hacme dayanarak, karışımı kloroform-metanol-sulu hale getirmek için 2.6 hacim su ekleyin ve 4: 8: 5.6 oranına getirin. Kuvvetlice çalkalayın, ardından iki fazı, gangliosidleri içeren bir polar üst fazı ve polar olmayan bir alt fazı ayırmak için rahatsız edilmeden oturmaya bırakın. Üst fazı PTFE astarlı kapaklı bir cam şişede toplayın.
NOT: Yalile edilmemiş lipitler, resorsinol kullanılarak boyanmış ince tabaka kromatografisi (TLC) plakalarında görünmeyecek, ancak bir p-anisaldehit boyası kullanıldığında görünecektir. Bu sabunlaştırmanın amacı, fosfolipitler gibi O-asetillenmiş bileşikleri uzaklaştırmaktır.
- Ters faz kromatografisi
- Aşağıdaki üç çözücünün her birinin 50 mL'sini vakum veya basınç kullanarak kolondan geçirerek büyük ölçekli (10 g) bir tC18 katı faz ekstraksiyon kartuşunu önceden yıkayın (her yıkamada <1 dakika): metanol, metanol su (1:1), ardından kloroform-metanol-su (2:43:55). Üst fazı adım 2.2.3'ten kolona vakum veya basınçla yükleyin, akışı toplayın, yeniden yükleyin ve akışı toplayın.
- Kolonu 30 mL kloroform-metanol su (2:43:55), daha sonra 30 mL metanol su (1:1) ile yıkayın, ardından gangliosidleri 50 mL metanol ile ve tekrar 10 mL metanol ile süzün, her yıkamayı ve her elüsyonu ayrı ayrı toplayın. TLC (aşağıda) kullanılması, gangliosidin akışta bulunmadığını ve ilk elüsyonda (50 mL metanol) yıkandığını ve salındığını doğrular. Salınan gangliosidleri kuru bir toza buharlaştırın ve tartın.
NOT: tC18 kromatografisinin amacı, gangliosidleri hem daha az hem de daha fazla polar kirleticiden ayırmaktır. Sabunlaştırmadan sonra karışık beyin gangliosid verimi, g kuru beyin ekstresi başına ~ 120 mg'dır (adım 2.1.4). Gangliosidlerin TLC tarafından akışta veya yıkamalarda görünmesi, katı faz ekstraksiyon kolonunun doymuş olduğunu gösterir. Metanol elüsyonundan sonra, daha az polar lipitleri yakalamak için kolon kloroform-metanol (1: 1) ile daha da salınabilir.
- Bireysel gangliosidlerin HPLC saflaştırılması
- HPLC Solvent A: asetonitril-5 mM sulu sodyum fosfat tamponu pH 5.6 (83:17) ve Solvent B: asetonitril-20 mM sodyum fosfat tamponu, pH 5.6 (1:1) hazırlayın. Her iki çözücüyü de 5 dakika boyunca gazdan arındırın.
- Bir HPLC kolonunu (amin bağlı (NH2) silika kürelerle dolu 20 x 250 mm sütun, 5 μm çap, 100 şgözenek boyutu) 0 Solvent A ile 5 mL/dk'da 20 dakika boyunca önceden dengeleyin. UV HPLC kolon atık su dedektörünü 215 nm'ye ayarlayın.
- Ganglioside tozunu ters fazdan çözün, 5 mg / mL'de suda süzün. Ganglioside karışımının 0,5 mL'sini HPLC üzerine enjekte edin ve çözücü gradyanını (Tablo 1) 5 mL / dak'da çalıştırarak fraksiyonları toplayın. Gangliosidler, 25-70 dakika tutma süreleri (majör beyin gangliosidleri) ile A215 zirveleri olarak görünecektir: GM1 ≈ 28 dakika; GD1a ≈ 38 dk; GD1b ≈ 46 dk; GT1b ≈ 65 dk. Her çalıştırmadan sonra 20 dakika boyunca Solvent A ile yeniden dengeleyin. İnce tabaka kromatografisi ile fraksiyonları analiz edin.
| Süre (dk) | %A | %B |
| 0 | 100 | 0 |
| 7 | 100 | 0 |
| 12 | 63 | 37 |
| 82 | 54 | 46 |
| 82.01 | 0 | 100 |
| 92 | 0 | 100 |
Tablo 1: HPLC için çözücü gradyanı.
3. Gangliosidlerin ince tabaka kromatografisi (TLC) analizi
DİKKAT: Kloroform toksik uçucu bir organik bileşiktir. Koruyucu eldivenler ve güvenlik gözlükleri ile bir duman başlığında çalışın.
- Solvent ve TLC plaka hazırlamanın çalıştırılması
- Kloroform-metanol-sulu% 0.25 KCl (hacimce 60:35:8) çalışan bir çözücü hazırlayın. Paslanmaz çelik kapaklı 10 cm x 10 cm'lik bir cam TLC haznesine dökün, böylece çözücü derinliği ~ 0,5 cm olur. Hava akımları olmayan bir alanda >10 dakika boyunca örtün ve dengelenmeye izin verin.
NOT: TLC odasını hava akımlarından izole etmek için, akrilik 5 taraflı bir kutu inşa edilebilir veya satın alınabilir (Şekil 2). Odanın içinde solvente doymuş filtre kağıdı kullanmayın.
- 10 cm x 10 cm veya 5 cm x 10 cm silika jel kaplı cam destekli yüksek performanslı TLC plakayı 10 dakika boyunca 125 °C'de bir kurutma fırınına yerleştirin. Soğumaya bırakın. Plakanın altından 1 cm yukarıda ve her iki taraftan en az 1 cm yükseklikte bir çizgi boyunca 2 mm'lik ayrımlarla 5 mm'lik lekelenme çizgileri çizmek için donuk bir #2 kalem kullanın (Şekil 3). İşaretleme sırasında silika tabakasını rahatsız etmekten kaçının.
- Metanol içinde 100 μM GM1, 50 μM GD1a ve GD1b ve 33 μM GT1b içeren standart bir saf gangliosit karışımı hazırlayın.
NOT: Bu karışım, dört gangliosidin her biri için μL başına 100 pmol ganglioside sialik asit içerir; bu, sialik aside bağımlı olan resorsinol boyama ile güçlü bir kolorimetrik sinyal sağlayan bir miktardır.
- Ganglioside çözünürlüğü
- 10-μL Hamilton şırıngasını metanol ile eğimli bir iğne ile yıkayın. İğnenin ölü hacmini doldurmak için bir cam şırıngaya 1 μL metanol ve ardından 1 μL numune veya standart çekin. Şırıngada <1 μL çözücü (metanol) kalana kadar numuneyi 5 mm'lik önceden işaretlenmiş çizgiler üzerinde eşit şekilde tespit edin. Tüm numuneler tespit edildikten sonra plakanın ortam sıcaklığında (22 °C) kurumasını bekleyin.
NOT: Şırıngayı numune yükleme arasında metanol ile yıkayın. Kurumayı hızlandırmak için düşük ayarlı ısıtılmamış bir hava üfleyici kullanılabilir.
- Benekli ve kurutulmuş plakayı, alt kenarı çalışan çözücüye batırılmış olarak önceden dengelenmiş TLC odasına yerleştirin ve hava akımlarını örtün ve koruyun (Şekil 2). Çalışan çözücünün, çözücü ön kısım plakanın üst kısmından 1 cm içeri ulaşana kadar kılcal hareketle plakayı yukarı doğru ilerletmesine izin verin. Plakanın kenarındaki çözücü önünü çıkarın ve bir kalemle işaretleyin. Çözücülerin bozulmadan veya hafif hava akışı altında tamamen buharlaşmasına izin verin.

Resim 2: Ganglioside TLC ekipmanı ve kurulumu. İkiz oluk haznesi, çalışan çözücü ile her iki tarafta 0,5 cm ≈ doldurulur. Plaka, menşe ucu çalışan tampona batırılmış olarak bir tarafa doğru yerleştirilir. Oda, hava akımlarını önlemek için akrilik bir kutu ile kaplanmıştır. Panel A, plaka yerleştirmeden önce yandan görünüm. Solvent seviyesi, hazne tabanının birkaç mm yukarısında görülebilir; Panel B, geliştirme sırasında önden görünüm. Solvent ön kısmı, plakanın yukarısındaki yolun yaklaşık% 40'ında görülebilir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
- Ganglioside boyama
DİKKAT: Reaktif lekeleri toksiktir. Hidroklorik asit aşındırıcı ve toksiktir. Reaktifleri koruyucu eldivenler ve güvenlik gözlükleri ile bir duman başlığında hazırlayın ve püskürtün.
NOT: Plaka, kalitatif görüntü analizi için görüntülenebilir veya kelepçeleri çıkarıp kapak plakasını şeffaf bantla yerine sabitleyerek saklanabilir. Kantitatif analiz, bitişik şeritlerde tespit edilen ganglioside standartlarının dansitometrisi ölçülerek gerçekleştirilebilir.
- Sialik asitlerine dayanarak gangliosidlerin tespiti için resorsinol sprey reaktifi hazırlayın. % 6'lık bir resorsinol stoğu için 6 g resorsinol 100 mL suda çözün. % 1'lik bir stok yapmak için 1 g CuSO4'ü 100 mL suda çözün. 64.7 mL suya% 6 resorsinol stoğunun 5 mL'sini,% 1 CuSO4 stoğunun 0.31 mL'sini ekleyin, ardından yavaşça 30 mL konsantre HCl ekleyin ve hafifçe karıştırın. Bir ay boyunca 4 ° C'de saklanabilir.
- Kimyasal bir duman davlumbazında, davlumbazın duvarlarını asit spreyinden korumak için çözülmüş gangliosidlere sahip TLC plakasını, menşei biten kesilmiş bir karton kutuya yerleştirin. Resorsinol sprey reaktifini bir cam TLC püskürtücüye yerleştirin, basınçlı azot kaynağına takın ve plakayı dikey ve yatay yönlerde çapraz olarak hafifçe püskürtün. TLC sorbent yüzeyine eşit şekilde, ancak hafifçe püskürtün.
- Plakayı hemen aynı boyutlarda temiz bir kuru cam kapak plakasıyla örtün ve kapak plakasını bağlayıcı klipslerle yerine sabitleyin (Şekil 3). Kapalı plakayı 125 °C'de 20 dakika ısıtın. Gangliosidler beyaz bir arka plana karşı koyu mor görünecektir.
NOT: Püskürtme tamamlandığında plaka ıslak görünmemelidir. Kapak plakaları, sorbentin daha önce kullanılan TLC plakalarından tek kenarlı bir tıraş bıçağı kullanılarak kazınmasıyla şekillendirilebilir.
DİKKAT: Silika tozu akciğerler için toksiktir. Bir maske kullanın ve silikayı kapalı bir kaba atın.

Şekil 3: Çözülmüş karışık gangliosidin TLC plakası. Resorsinol boyama ve ısıtıldıktan sonra resorsinol lekelendikten ve yerine kırpılmış cam kapak plakası ile ısıtıldıktan sonra çözülmüş karışık gangliosid standartlarının (sol şerit) ve saflaştırılmış karışık sığır gri madde gangliosidlerinin (sağ şerit) TLC plakası. Standart gangliosidler (yukarıdan aşağıya) GM3, GM2, GM1, GD3, GD1a, GD1b, GT1b ve GQ1b'dir. Soğuduktan sonra, plaka görüntülenebilir ve / veya kapak plakası depolama için yerine bantlanabilir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
- Gangliosidler ve fosfolipitler için genel lipid boyaması.
DİKKAT: Sülfürik asit toksik ve aşındırıcıdır. Etanol'e konsantre asit ilavesi ekzotermiktir ve yavaşça yapılmalıdır. Boyama reaktifini koruyucu eldivenler ve güvenlik gözlükleri ile bir duman başlığında hazırlayın.
- 500 mL etanol'e yavaşça 15 mL konsantre sülfürik asit ekleyerek p-anisaldehit boyası hazırlayın. Devam etmeden önce çözeltinin soğumasını sağlamak için 30 dakika karıştırın. 15 mL p-anisaldehit ekleyin ve hafifçe karıştırın. Bu, altı aya kadar oda sıcaklığında (22 ° C) saklanabilir.
- Kimyasal bir duman davlumbazında, TLC plakasını çözülmüş gangliosidlerle, orijin ucu aşağıya, p-anisaldehit lekesi içeren bir beherin içine batırın. ≥ 2 s için koşu cephesine daldırın. TLC'yi lekeden çıkarın ve boşalmasına izin verin. TLC plakasını sıcak bir plaka üzerinde düşük sıcaklıkta ısıtarak geliştirin.
NOT: Lipitler mor bir arka plana karşı koyu görünecektir. Boyama çözeltisi tekrarlanan kullanım için geri kazanılabilir.