កម្មវិធីនៃសារធាតុរាវខួរឆ្អឹងខ្នងសិប្បនិម្មិត (ACSF) នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា Patch Clamp Technology

ពាក្យគន្លឹះ៖សារធាតុរាវខួរឆ្អឹងខ្នងសិប្បនិម្មិត, ACSF, CSF សិប្បនិម្មិត, សារធាតុរាវខួរឆ្អឹងខ្នងសំយោគ, CSF សំយោគ, CSF, CSF ក្លែងធ្វើ, បច្ចេកវិទ្យាបិទភ្ជាប់បំណះ

ផលិតផល IPHASE

សេចក្តីផ្តើម

សម្រាប់អ្នកស្រាវជ្រាវផ្នែកសរីរវិទ្យាសរសៃប្រសាទ សារធាតុរាវខួរឆ្អឹងខ្នងសិប្បនិម្មិត (ACSF) គឺជាសារធាតុប្រតិកម្មដ៏សំខាន់បំផុតមួយ និងត្រូវបានគេប្រើញឹកញាប់បំផុតក្នុងការពិសោធន៍បំណះបំណះ។ ឆ្ងាយពីការក្លាយជាដំណោះស្រាយផ្ទៃខាងក្រោយអកម្ម សិប្បនិម្មិត CSF កំណត់ milieu extracellular សំខាន់ដែលកំណត់ស្ថេរភាព ការបន្តពូជ និងភាពពាក់ព័ន្ធខាងសរីរវិទ្យានៃការថត electrophysiological ។

គោលបំណងនៃការពិសោធន៍បំណះបំណះគឺដើម្បីបង្កើតឡើងវិញឱ្យបានជិតបំផុតតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន ស្ថានភាពមុខងារនៅក្នុង vivo នៃណឺរ៉ូនក្រោមលក្ខខណ្ឌ ex vivo ។ នៅក្នុងការពិសោធន៍នោះ Artificial CSF បម្រើជាប្រព័ន្ធគាំទ្រស្នូល។ សមាសធាតុអ៊ីយ៉ុងរបស់វា សមត្ថភាពបណ្ដោះអាសន្ន osmolarity និងលំនឹងឧស្ម័នមានឥទ្ធិពលដោយផ្ទាល់ទៅលើសក្តានុពលនៃភ្នាសសម្រាកសរសៃប្រសាទ ការបាញ់សក្តានុពលសកម្មភាព ការបញ្ជូន synaptic និងឥរិយាបថច្រកចេញចូលឆានែល។

មូលដ្ឋានសរីរវិទ្យានៃសារធាតុរាវ cerebrospinal ដើម

គោលការណ៍រចនា និងការអនុវត្តទាំងអស់នៃ Artificial CSF ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយផ្អែកលើការយល់ដឹងត្រឹមត្រូវអំពីមុខងារសរីរវិទ្យានៃសារធាតុរាវ cerebrospinal ដើម។

សារធាតុរាវ cerebrospinal ដើមគឺជាសារធាតុរាវសរីរវិទ្យាច្បាស់លាស់ដែលព័ទ្ធជុំវិញប្រព័ន្ធសរសៃប្រសាទកណ្តាលដែលផ្តល់នូវបរិយាកាសមីក្រូដែលមានស្ថេរភាពចាំបាច់សម្រាប់សកម្មភាពសរសៃប្រសាទធម្មតា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែភាពប្រែប្រួលនៃសមាសភាព និងលទ្ធភាពប្រើប្រាស់មានកម្រិត CSF ដើមមិនអាចត្រូវបានប្រើប្រាស់ដោយភាពជឿជាក់នៅក្នុងការកំណត់ពិសោធន៍ដែលបានគ្រប់គ្រងនោះទេ។ ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ សារធាតុរាវ cerebrospinal សំយោគត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីចម្លងលក្ខណៈរូបវិទ្យាសំខាន់ៗនៃ CSF ដែលអាចឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវរក្សាបាននូវលក្ខខណ្ឌដែលពាក់ព័ន្ធផ្នែកសរីរវិទ្យានៅទូទាំងការសិក្សានៅក្នុង vitro និង ex vivo ។

ACSF ជាសារធាតុចំរុះក្នុង ការសាកល្បងបំណះបំណះ

នៅក្នុងការពិសោធន៍ការគៀបបំណះ, សារធាតុរាវ Cerebrospinal សិប្បនិម្មិតគឺជាដំណោះស្រាយស្នូលខាងក្រៅ។ ណឺរ៉ូន និងកោសិកា glial នៅក្នុងប្រព័ន្ធសរសៃប្រសាទកណ្តាលត្រូវបានជ្រមុជជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុង CSF ដើមនៅក្នុង vivo ហើយសក្តានុពលនៃភ្នាសសម្រាករបស់ពួកគេ ការបង្កើតសក្តានុពលសកម្មភាព ឆានែលអ៊ីយ៉ុង kinetics និងការបញ្ចេញ synaptic vesicle ពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើការប្រមូលផ្តុំអ៊ីយ៉ុងដែលមានស្ថេរភាព pH, osmolarity និងការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល។

គោលដៅនៃការកត់ត្រាការគៀបបំណះគឺដើម្បីបង្កើតឡើងវិញនូវស្ថានភាពសរីរវិទ្យានៅក្នុង vivo យ៉ាងស្មោះត្រង់តាមដែលអាចធ្វើបានក្រោមលក្ខខណ្ឌ ex vivo ។ ក្នុងនាមជាការក្លែងធ្វើសិប្បនិម្មិតនៃ CSF ដើម CSF សិប្បនិម្មិតផ្តល់នូវមីក្រូបរិស្ថានដែលមានស្ថេរភាពសម្រាប់ជាលិកាសរសៃប្រសាទ និងកោសិកាដាច់ស្រយាល ហើយនៅក្នុងលំហូរការងាររបស់ electrophysiology ភាគច្រើនវាមិនអាចជំនួសបានដោយមជ្ឈិមវប្បធម៌ធម្មតា ឬទឹកអំបិលធម្មតានោះទេ។

កម្មវិធីនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា Patch Clamp Technology

CSF សិប្បនិម្មិតត្រូវបានប្រើពេញមួយដំណើរការការងារពេញលេញនៃការពិសោធន៍ការគៀបបំណះ ចាប់ពីការរៀបចំជាលិការហូតដល់ការកត់ត្រា និងការរៀបចំឱសថ។

1. 1) ការពិសោធន៍ស្រួចស្រាវ បំណះបំណះខួរក្បាល

កំឡុងពេលកាត់ និងកាត់ខួរក្បាល ជាលិកាគួរតែត្រូវបានផ្ទេរយ៉ាងលឿនទៅក្នុងទឹកកក-ត្រជាក់ និងអុកស៊ីសែន ACSF (95% O₂ / 5% CO₂) ។ សីតុណ្ហភាពទាបជួយឱ្យដំណើរការមេតាប៉ូលីសយឺត ខណៈពេលដែលលំនឹងឧស្ម័នត្រឹមត្រូវរក្សាស្ថេរភាព pH និងកាត់បន្ថយការខូចខាត hypoxic ។

បន្ទាប់​ពី​កាត់​រួច ផ្នែក​ខួរក្បាល​ត្រូវ​បាន​បំពង​ជា​ធម្មតា​នៅ​ក្នុង ACSF ដែល​មាន​អុកស៊ីហ្សែន​នៅ​សីតុណ្ហភាព 32–34°C រយៈពេល 1–1.5 ម៉ោង ដើម្បី​អនុញ្ញាត​ឱ្យ​មាន​មុខងារ​ងើប​ឡើង​វិញ។ នៅដំណាក់កាលនេះ សមាសភាពអ៊ីយ៉ុង ភាពស្លេកស្លាំង និងការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល (ឧ. គ្លុយកូស) នៃ CSF សិប្បនិម្មិតគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការថែរក្សាភាពសុចរិតនៃជាលិកា និងលទ្ធភាពជោគជ័យនៃកោសិកា។

ក្នុងអំឡុងពេលថត electrophysiological សារធាតុរាវ cerebrospinal សិប្បនិម្មិតគួរតែត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នាជាបន្តបន្ទាប់ដើម្បីរក្សាបរិយាកាសក្រៅកោសិកាដែលមានស្ថេរភាព។ នេះធានាឱ្យមានតុល្យភាព pH តុល្យភាពអ៊ីយ៉ុង និងសីតុណ្ហភាព ខណៈពេលដែលការយកចេញនូវកាកសំណល់មេតាបូលីស ទីបំផុតគាំទ្រដល់ការទទួលបានទិន្នន័យដែលអាចទុកចិត្តបាន និងអាចផលិតឡើងវិញបាន។

2. 2) ការពិសោធន៍បិទភ្ជាប់ណឺរ៉ូនដាច់ឆ្ងាយស្រួចស្រាវ

ចំពោះការដាច់សរសៃប្រសាទស្រួចស្រាវ ជាលិកាខួរក្បាលត្រូវបានរំលាយជាទូទៅជាមួយនឹងសារធាតុប្រូតេអុីន។ ដំណោះស្រាយអង់ស៊ីមត្រូវបានរៀបចំជាធម្មតានៅលើមូលដ្ឋាននៃសារធាតុរាវ cerebrospinal សិប្បនិម្មិត ដូច្នេះរចនាសម្ព័ន្ធភ្នាស និងមុខងារឆានែលអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងអំឡុងពេលរំលាយអាហារ។ បន្ទាប់ពីការរំលាយអាហារ និងដំណើរការមេកានិក ណឺរ៉ូនដាច់ស្រយាលត្រូវបានលាងសម្អាតម្តងហើយម្តងទៀតជាមួយ ACSF ដើម្បីដកអង់ស៊ីមដែលនៅសេសសល់ ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបានផ្អាកនៅក្នុង ACSF សម្រាប់ការសម្រាក ឬការស្អិត។ ស្ថេរភាព osmolarity និង pH គឺចាំបាច់ពេញមួយដំណើរការនេះដើម្បីការពារការរងរបួសកោសិកា និង apoptosis ។

3. 3) កោសិកាវប្បធម៌ និងខ្សែកោសិកា

សម្រាប់ស្តង់ដារទាំងមូល-ការថតកោសិកា និងការថតឆានែលតែមួយ- សារធាតុរាវ cerebrospinal សិប្បនិម្មិតធម្មតាអាចត្រូវបានប្រើដោយផ្ទាល់ជាដំណោះស្រាយ extracellular ដើម្បីការពារសក្តានុពលភ្នាសសម្រាក និងស្ថានភាពសរីរវិទ្យានៃឆានែលអ៊ីយ៉ុង។

សម្រាប់ភាពឯកោជ្រើសរើសនៃចរន្តអ៊ីយ៉ុងជាក់លាក់ ក្របខ័ណ្ឌ CSF សិប្បនិម្មិតត្រូវបានកែប្រែជាញឹកញាប់។ ឧទាហរណ៍ នៅពេលកត់ត្រាចរន្តកាល់ស្យូម ផ្នែកនៃ NaCl អាចត្រូវបានជំនួសដោយ TEA-Cl ដើម្បីទប់ស្កាត់បណ្តាញប៉ូតាស្យូម ឬសូដ្យូមអាចត្រូវបានយកចេញដើម្បីទប់ស្កាត់ចរន្តសូដ្យូម។ នៅពេលថត NMDA receptor-ចរន្តអន្តរការី កោសិកាខាងក្រៅ Mg2+ អាចត្រូវបានលុបចោល ដើម្បីបំបាត់ការស្ទះឆានែល។ ក្នុងគ្រប់ករណីទាំងអស់ លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវិទ្យាមូលដ្ឋាននៃដំណោះស្រាយត្រូវតែមានស្ថេរភាព។

4. 4) ការវិភាគមុខងាររួម

សារធាតុរាវ cerebrospinal សិប្បនិម្មិតត្រូវបានប្រើដើម្បីរៀបចំដំណោះស្រាយការងារសម្រាប់ម៉ូឌុលឆានែលអ៊ីយ៉ុង និងសមាសធាតុ neuroactive នៅក្នុងការសិក្សាឱសថសាស្ត្រ ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានអនុវត្តតាមរយៈប្រព័ន្ធ perfusion ។ គម្លាតនៅក្នុងសមាសភាព pH ឬអ៊ីយ៉ុងអាចផ្លាស់ប្តូរការរលាយថ្នាំ ស្ថេរភាព ឬសូម្បីតែការអនុលោមតាមប្រូតេអ៊ីនគោលដៅ ដែលនាំឱ្យមានលទ្ធផលមិនត្រឹមត្រូវ។

នៅក្នុងការពិសោធន៍ថតរួមគ្នា optogenetic សកម្មភាពសរសៃប្រសាទត្រូវបានគ្រប់គ្រងដំបូងដោយការភ្ញោចពន្លឺ ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបានត្រួតពិនិត្យដោយការគៀបបំណះ។ ការលាយបញ្ចូលគ្នាជាបន្តបន្ទាប់ជាមួយ ACSF គឺត្រូវបានទាមទារដើម្បីរក្សាបាននូវស្ថានភាព electrophysiological មូលដ្ឋាន ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរដែលបានសង្កេតឃើញអាចត្រូវបានសន្មតថាជាអន្តរាគមន៍ optogenetic ជាជាងការប្រែប្រួលនៃបរិស្ថាន។

ការពិចារណាបច្ចេកទេស និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រពិសោធន៍សំខាន់ៗ

នៅក្នុងការពិសោធន៍ការគៀបបំណះ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលពាក់ព័ន្ធនៃសារធាតុរាវ Cerebrospinal សិប្បនិម្មិតខាងក្រោមគួរតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹង ដើម្បីធានាបាននូវស្ថេរភាពនៃសញ្ញា និងការបន្តពូជ។

ជាសមូហភាព កត្តាទាំងនេះកំណត់ស្ថេរភាពនៃការថត លទ្ធភាពផលិតឡើងវិញនៃទិន្នន័យ និងភាពពាក់ព័ន្ធជីវសាស្រ្តនៃលទ្ធផល។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
សារធាតុរាវ cerebrospinal សិប្បនិម្មិតគឺច្រើនជាងដំណោះស្រាយផ្ទៃខាងក្រោយ។ នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាបំណះបំណះ វាដើរតួជាបរិយាកាសខាងក្រៅកោសិកាដែលគាំទ្រលទ្ធភាពជោគជ័យនៃជាលិកា រក្សាលក្ខណៈសម្បត្តិ electrophysiological និងអនុញ្ញាតឱ្យការវិភាគមុខងារដែលអាចទុកចិត្តបាន។ ដូច្នេះការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពដោយប្រុងប្រយ័ត្ននៃសមាសភាព ACSF និងលក្ខខណ្ឌពិសោធន៍គឺសំខាន់សម្រាប់ដំណើរការការងារ electrophysiology ដែលមានគុណភាពខ្ពស់។

ដើម្បីគាំទ្រតម្រូវការទាំងនេះ IPHASE ផ្តល់នូវផលិតផល ACSF ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ ផលិតក្រោមស្តង់ដារត្រួតពិនិត្យគុណភាពយ៉ាងតឹងរឹង ជាមួយនឹងសមាសភាពអ៊ីយ៉ុងដែលគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹង osmolarity និង pH ។ នេះធានាបាននូវភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃច្រើន-ទៅ-ច្រើន និងការអនុវត្តដែលអាចទុកចិត្តបាន ជួយអ្នកស្រាវជ្រាវឱ្យសម្រេចបាននូវលទ្ធផលពិសោធន៍ដែលមានស្ថេរភាព និងអាចផលិតឡើងវិញបាន។