Ein Verfahren, um den Zeitverlauf der Ethanolkonzentration in den Gehirnen von Ratten während operante Ethanol bestimmen Selbstverabreichung beschrieben. Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektion wird verwendet, um Ethanol in den Proben zu quantifizieren Dialysat, weil es die Empfindlichkeit für die kleinen Volumina erzeugt werden, die erforderlich ist.
Operant Selbstverwaltung Methoden werden häufig verwendet, um die Verhaltens-und pharmakologische Wirkungen vieler Medikamente von Missbrauch, einschließlich Ethanol zu studieren. Allerdings ist Ethanol in der Regel mündlich statt intravenös wie viele andere Drogen selbst verabreicht. Die Pharmakokinetik von oral verabreichten Medikamenten sind komplexer als intravenös zu verabreichende Arzneimittel. Weil das Verständnis der Beziehung zwischen den pharmakologischen und Auswirkungen auf das Verhalten von Ethanol erfordert Kenntnisse über den zeitlichen Verlauf von Ethanol Erreichen des Gehirns während und nach dem Trinken, verwenden wir in vivo Mikrodialyse und Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektor zum Gehirn Dialysat Ethanolkonzentrationen im Laufe der Zeit zu überwachen.
Kombiniert Mikrodialyse-behavioralen Experimenten mit dem Einsatz verschiedener Techniken. In diesem Artikel, stereotaktischen Operation, Verhaltenstraining und Mikrodialyse, die geeignet ist, eine Vielzahl von Selbstverwaltung und neu getestet werden könnenpetrochemischen centered Hypothesen, werden nur einbezogen, um zu zeigen, wie sie zu den nachfolgenden Phasen der Probennahme und Dialysat Ethanol Analyse zusammenhängen. Dialysat Ethanolkonzentration Analyse mittels Gaschromatographie mit Flammen-Ionisations-Detektion, die spezifisch für Ethanol Studien ist, wird im Detail beschrieben. Daten nach diesen Methoden hergestellten zeigen die Muster von Ethanol Erreichen des Gehirns während der Selbstverwaltung Verfahren, und wenn sie mit neurochemischen Analyse der gleichen Dialysat Proben gepaart, lässt Rückschlüsse auf die pharmakologischen und Auswirkungen auf das Verhalten von Ethanol hergestellt werden.
Ein. Stereotaktische Chirurgie
2. Operant Ausbildung
3. Pre-Mikrodialyse Verfahren: Tethering
4. Pre-Mikrodialyse Verfahren: Die Mikrodialysesonde eingesetzt wird am Tag vor der Mikrodialyse Experiment, nachdem die Ratte hat Verhaltenstraining für den Tag fertig
5. Microdialysis Verfahren: Die Entnahme von Proben während der Selbst-verwaltung Sitzung mit appetitive und consummatory Phasen getrennt
6. Microdialysis Verfahren: Vorbereitung der Mikrodialyse Probe für Ethanol-Analyse
7. Post-Mikrodialyse Verfahren
8. Die Analyse der Proben für die Ethanol-Konzentration
9. Ethanol Daten
10. Allgemeine Wartung: Die Faser alle 500 Punktionen, und das Septum geändert werden sollten alle 100 Punktionen
Um die Faser zu ändern
Um das Septum ändern
11. Repräsentative Ergebnisse
Abbildung 1 zeigt beispielsweise Chromatogramme für drei Konzentrationen von Ethanol Standards und für eine Ratte Dialysat Probe am Ende des Ethanol Selbstverabreichung Sitzung gesammelt. Ethanol Peaks sollte relativ symmetrisch, über konsistente Retentionszeiten und ein Signal-Rausch-Verhältnis> 10. Die Nichtbeachtung dieser Kriterien erfüllen bedeutet, dass Ihr System Wartung erfordert. Qualität Chromatographie und richtig vorbereitet Standards produzieren eine lineare Standardkurve (R2 ≥ 0,99; 2A), die verwendet werden, um die Ethanolkonzentration von Dialysat-Proben aus Ethanol gesammelt berechnen Selbst-Verwaltung Tieren im Laufe ihrer Selbstverwaltung Sitzung (2B) .
Abbildung 1. Beispiel Chromatogramme. Ein Mikroliter von Ethanol Standard oder Dialysat Probe wurde in einem Gas beladen chromatograph Fläschchen und analysiert, wie im Text beschrieben. A) Überlagerung von Peaks von 2,5, 5,0 und 10 mM Ethanol Standards erzeugt. B) Peak von einem Dialysat Probe aus einer Ratte, die selbst verwalteten Ethanol hat generiert.
Abbildung 2. Graphical Ergebnisse aus Beispiel Experiment in Abbildung 1 dargestellt. A) Ethanol Standardkurve. B) Zeitlicher Verlauf der Dialysat Ethanolkonzentration in einem Ethanol Selbstverwaltung Sitzung.
Hardware | Parameter | Start-up-Einstellung | Laufende Einstellung | Resting Einstellung |
8400 Bruker (Varian) Autosampler | ||||
Einspritzmodus | Spme | Spme | n / a | |
Solvent Eindringtiefe | 0% | 20% | n / a | |
Beispiel Eindringtiefe | 20% | 20% | n / a | |
Absorptionszeit | 0,01 min | 3 min | n / a | |
Desorptionszeit | 19 min | 1 min | n / a | |
Clean-Modus Lösungsmittelquelle | Ich | Ich | n / a | |
Clean-Modus Adsorption und Desorption der Zeit | 0,01 min | 0,01 min | n / a | |
Wasserbad (heizt Autosampler) * | 50 ° C | 50 ° C | Ab | |
CP-3800 Varian Gaschromatograph | ||||
Injector Backofen | Backofen Macht | Auf | Auf | Auf |
Ofentemperatur | 250 ° C | 220 ° C | 30 ° C | |
Säulenofen | Einschwingzeit | 0,10 min | 0,10 min | 0.10min |
Temperatur | 65 ° C | 65 ° C | 30 ° C | |
Spalte | Fließgeschwindigkeit der mobilen Phase | 8,5 ml / min | 8,5 ml / min | n / a |
Column Druck | ~ 6 psi | ~ 6 psi | ≥ 0,1 psi | |
FID-Detektor | Backofen Macht | Auf | Auf | Auf |
Temperatur | 220 ° C | 220 ° C | 120 ° C | |
Elektronik | Auf | Auf | Ab | |
Zeitkonstante | Schnell | Schnell | Schnell | |
Reichweite | 11 | 11 | 11 | |
Autozero | Ja | Ja | Ja |
Tabelle 2. Gaschromatograph mit Flammenionisationsdetektion Systemparameter. Diese Tabelle zeigt die Parameter für die drei Programme zur Vorbereitung (Start-up-Einstellungen), Laufzeit (Laufzeit-Einstellungen) und Wartung des Systems, während nicht in Gebrauch ist (Ruhe-Einstellungen).
Anwendungen und Grenzen
Drug Selbstverwaltung wird in Nagetieren zu modellieren Drogenabhängigkeit eingesetzt. Viele Arzneimittel des Missbrauchs, die auf diese Weise modelliert werden kann intravenös verabreicht werden, in denen der Arzneistoff direkt mit der zentralen Kammer geliefert. Dies ermöglicht eine engmaschige Überwachung der Dosis über einen Selbst-verwaltung Sitzung. Da Ethanol ist in der Regel mündlich selbst verwaltete, ist es viel schwieriger, Wirkstoffspiegel aufgrund individueller Unterschiede in der Absorption und Stoffwechsel überwachen. Durch die Verwendung von Mikrodialyse zur Probe aus dem Gehirn region of interest, sind wir nicht nur in der Lage, um das Muster von Ethanol erreicht die Region zu überwachen, aber wir sind auch in der Lage, gleichzeitig überwachen Neurotransmitter Veränderungen in der gleichen Region im Laufe der Zeit bei jedem Selbstverwaltung Phase.
Neurochemischen Änderungen und Medikamenten-induzierten Reaktionen im Gehirn mit Drogenmissbrauch und Abhängigkeit verbunden, so die Fähigkeit, gleichzeitig measicher, neurochemische und Wirkstoffkonzentrationen während bestimmter Selbstverwaltung Phasen bietet eine sehr mächtige und einzigartige Werkzeug. Ein Problem im Auge zu korrelieren Dialysat Konzentrationen an Analyten mit dem Verhalten zu halten, ist die physikalischen Eigenschaften der Mikrodialyse Sanitär. Insbesondere ist die Zeit, die für Fluid aus dem Lumen der Mikrodialysesonde dem Sammelröhrchen übertragen kritisch und kürzere Zeiten sind besser. In unserem Labor konstruieren wir die Sonden so dass die Zeit etwa 90 Sekunden. Mit diesen Bedingungen haben wir gefunden, dass es eine accumbal Dopamin Anstieg zu Beginn der Ethanol Verbrauch, der im Verlauf von der Getränkeindustrie und post-Getränk Perioden als den Dialysat Ethanolkonzentration abnimmt. 2,3,8,9 Diese Experimente , wenn sie mit Daten aus pharmakologischen Studien kombiniert, haben uns erlaubt, zu analysieren, die strikt pharmakologische Wirkungen von Ethanol und Selbstverwaltung verbunden Umweltreize auf changes in Neurotransmitter-Konzentrationen.
Es sei darauf hingewiesen, dass diese spezielle Anwendung der kombinierten Verhaltens-Mikrodialyse-Techniken auf die aktuellen Forschungsinteressen unserem Labor wird geeignet sein. Es wurde entwickelt, um das zeitliche Muster von Ethanol das Gehirn erreicht im Vergleich zu dem Muster der Neurotransmitter ändert sich in der Region auszuwerten, so dass wir diese Maßnahmen auch auf synchrone Selbstverabreichung Verhaltensweisen beziehen. Die abgeleiteten Dialysat Ethanolkonzentrationen sind nicht für in vivo-Sonde Recovery korrigiert und sind nur ein Bruchteil des Gehirns Ethanol Gewebskonzentration. Wenn quantitative Mikrodialyse Ethanol erforderlich ist, sollte die Extraktion Bruchteil Ethanol daß aus dem extrazellulären Raum in die Sonde diffundiert experimentell bestimmt werden. Siehe bisherigen Veröffentlichungen aus unserem Labor für Methoden und weitere Diskussion. 10,11,12
Obwohl dieses Protokoll zeigt die Verwendung von Gas-chromatography zusammen mit Festphasenmikroextraktion von Ethanol aus dem Kopfraum des Mikrodialyse Proben könnten andere Methoden zur Analyse der Ethanolgehalt der Mikrodialyse Probe verwendet werden. Allerdings können alternative Methoden aus einigen Nachteilen leiden. Zum Beispiel können weniger empfindlichen analytischen Methoden erfordern einen größeren Probenvolumen das Probenahmen mal größer als die hier dargestellten 5-7 min erfordert. Die Art der hier diskutierten System verwendet eine Festphasenmikroextraktion, die Ethanol konzentriert in der Dampfphase in dem abgedichteten Probenphiole indem Absorption an die Faser in der Phiole Kopfraum platziert. Dies verbessert die Nachweisgrenze im Vergleich zu direkten Kopfraum Probenahme ermöglicht die typischerweise 50-100 Mikroliter des Dampfes zu injizieren. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Dampfraum-Verfahren ist, dass die Probe zur Analyse injiziert extrem sauber und frei von Salzen ist. Direkte Injektion der Flüssigkeit Mikrodialyse Probe kann auch mit höheren Sensit verwendet werdenduktivität, aber dies wird mehr Instrument Ausfallzeiten durch regelmäßige Wartung für die Reinigung der injizierten Salzen erforderlich erfordern.
Trouble-shooting und andere Notizen
Dieser Artikel wurde von Med Associates, Inc. finanziert
Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse aus NIH / NIAAA (AA11852 und AA007471) unterstützt.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name des Reagenzes | Firma | Katalog-Nummer | |
95% Ethanol | Aaper Alcohol and Chemical Co., Shelbyville, KY | E190, 111000190 | |
Ultra-Pure Sucrose | MP Biomedicals, LLC, Solon, OH | 821721 | |
Ultra High Purity Helium | Air Gas | HE UHP300 | |
Luft | Air Gas | AIZ300 | |
Wasserstoff | Air Gas | AIZ300 | |
GC 2 ml-Fläschchen | Agilent | # 8010-0015 | |
GC Verschlusskappen mit PTFE / Silikon Septum | Agilent | # 8010-0084 |
Tabelle 1. Spezifisch Reagenzien
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