Un método para determinar el curso temporal de la concentración de etanol en el cerebro de ratas durante etanol operante auto-administración se describe. La cromatografía de gases con detección de ionización de llama se utiliza para cuantificar de etanol en las muestras de dializado, debido a que tiene la sensibilidad necesaria para los pequeños volúmenes que se generan.
Operantes de auto-administración métodos se utiliza comúnmente para estudiar los efectos conductuales y farmacológicas de muchas drogas de abuso, incluyendo el etanol. Sin embargo, el etanol es típicamente auto-administrarse por vía oral, en lugar de por vía intravenosa como muchas otras drogas de abuso. La farmacocinética de los fármacos administrados por vía oral son más complejos que los medicamentos administrados por vía intravenosa. Debido a la comprensión de la relación entre los efectos farmacológicos y de comportamiento de etanol requiere el conocimiento de la evolución en el tiempo de etanol alcanza el cerebro durante y después de beber, utilizamos microdiálisis in vivo y cromatografía de gases con detección de ionización de llama para supervisar el cerebro concentraciones de etanol de dializado a través del tiempo.
Combinados de comportamiento microdiálisis-experimentos implican el uso de varias técnicas. En este artículo, la cirugía estereotáxica, y la formación del comportamiento de microdiálisis, que puede ser adaptado para probar una multitud de auto-administración y neupetroquímicas hipótesis centrada, sólo se incluyen para ilustrar cómo se relacionan con las fases posteriores de la toma de muestras y análisis de etanol dializado. Dializado análisis etanol concentración por cromatografía de gases con detección de ionización de llama, que es específico para los estudios de etanol, se describe en detalle. Los datos producidos por estos métodos revelar el patrón de etanol alcanza el cerebro durante el procedimiento de auto-administración, y cuando se combina con el análisis neuroquímico de las muestras de dializado mismas, permite conclusiones que se haya efectuado sobre los efectos farmacológicos y de comportamiento de etanol.
1. La cirugía estereotáxica
2. Formación operante
3. Microdiálisis Procedimientos previos: Tethering
4. Microdiálisis Pre-Procedimiento: La sonda de microdiálisis se introduce el día antes del experimento de microdiálisis, después de la rata ha completado la formación del comportamiento para el día
5. Procedimientos de microdiálisis: Colección de muestras durante el período de auto-administración con fases apetitiva y consumatoria separados
6. Procedimientos de microdiálisis: Preparación de la muestra para el análisis de microdiálisis etanol
7. Microdiálisis procedimientos posteriores
8. Análisis de las muestras para la concentración de etanol
9. Datos del etanol
10. Mantenimiento general: La fibra debe cambiarse cada 500 perforaciones, y el tabique de la cada 100 punciones
Para cambiar la fibra
Para cambiar el septum
11. Los resultados representativos
La Figura 1 muestra los cromatogramas de ejemplo para tres concentraciones de etanol y normas para una muestra de dializado rata recogido al final del etanol auto-administración de sesiones. Picos de etanol debe ser relativamente simétrica, tienen tiempos de retención consistentes, y una relación de señal a ruido> 10. Si no se cumplen estos criterios, significa que el sistema requiere mantenimiento. Cromatografía de estándares de calidad y correctamente preparados de producir una curva estándar lineal (R2 ≥ 0,99; Figura 2A) que se utiliza para calcular la concentración de etanol de las muestras de dializado recogido en etanol auto-administración de animales en el transcurso de su auto-administración de sesiones (Figura 2B) .
Figura 1. Ejemplo cromatogramas. Un microlitro de etanol estándar o de la muestra de dializado se cargó en un gas chromatograph vial y se analizaron como se describe en el texto. A) superposición de los picos generados de 2,5, 5,0 y 10 mM de etanol normas. B) Pico generada a partir de una muestra de líquido de diálisis de una rata que tiene autoadministrado etanol.
Figura 2. Los resultados gráficos del experimento de ejemplo que se muestra en la figura 1. A) Etanol curva estándar. B) Evolución temporal de la concentración de etanol líquido de diálisis a través de una mezcla de etanol autoadministración sesión.
Hardware | Parámetro | Puesta en valor | Ejecución de ajuste | Ajuste de reclinación |
8400 Bruker (Varian) Autosampler | ||||
Inyección de modo | SPME | SPME | n / a | |
Profundidad de penetración de los disolventes | 0% | 20% | n / a | |
Ejemplo de profundidad de penetración | 20% | 20% | n / a | |
Absorción tiempo | 0,01 min | 3 min | n / a | |
Desorción tiempo | 19 min | 1 min | n / a | |
Limpie el modo de fuente solvente | Yo | Yo | n / a | |
Clean modo de adsorción y desorción tiempo | 0,01 min | 0,01 min | n / a | |
Baño de agua (inyector automático calienta) * | 50 ° C | 50 ° C | De | |
CP-3800 cromatógrafo de gases Varian | ||||
Inyector Horno | Horno poder | En | En | En |
Temperatura del horno | 250 ° C | 220 ° C | 30 ° C | |
Estufa de columna | Tiempo de estabilización | 0,10 min | 0,10 min | 0.10min |
Temperatura | 65 ° C | 65 ° C | 30 ° C | |
Columna | Fase móvil caudal | 8,5 ml / min | 8,5 ml / min | n / a |
Columna de presión | ~ 6 psi | ~ 6 psi | ≥ 0,1 psi | |
Detector FID | Horno poder | En | En | En |
Temperatura | 220 ° C | 220 ° C | 120 ° C | |
Electrónica | En | En | De | |
Constante de tiempo | Rápido | Rápido | Rápido | |
Alcance | 11 | 11 | 11 | |
Autocero | Sí | Sí | Sí |
Tabla 2. Cromatógrafo de gases con los parámetros del sistema de detección de ionización de llama. Esta tabla muestra los parámetros para los tres programas que se utilizan para preparar (ajustes de inicio), Run (ejecutar ajustes) y mantener el sistema cuando no está en uso (valores de reposo).
Aplicaciones y limitaciones
Medicamentos auto-administración se utiliza en los roedores a la adicción de drogas modelo. Muchas drogas de abuso que se modelan de esta manera puede administrarse por vía intravenosa, en la que el fármaco se administra directamente en el compartimento central. Esto permite un control estricto de la dosis durante una sesión de auto-administración. Puesto que el etanol es habitualmente de forma oral auto-administrada, es mucho más difícil de controlar los niveles de fármaco debido a las diferencias individuales en la absorción y el metabolismo. Mediante el uso de microdiálisis a la muestra de la región cerebral de interés, no sólo son capaces de controlar el patrón de etanol de llegar a la región, pero también somos capaces de controlar simultáneamente los cambios de neurotransmisores en la misma región en el tiempo durante cada fase de auto-administración.
Alteraciones neuroquímicas y las respuestas inducidas por las drogas en el cerebro están asociados con el abuso y dependencia de drogas, por lo que la capacidad para medir simultáneamenteneuroquímico seguro y las concentraciones de drogas específicas durante las fases de auto-administración es una herramienta muy poderosa y única. Una cuestión a tener en cuenta para la correlación de las concentraciones de analitos dializado con conductas son las características físicas de la tubería microdiálisis. Específicamente, el tiempo que tarda para que el líquido se transfiere desde el lumen de la sonda de microdiálisis para el tubo de recogida es crítica, y tiempos más cortos son mejores. En nuestro laboratorio, la construcción de las sondas de modo que el tiempo es de aproximadamente 90 segundos. Usando estas condiciones, hemos encontrado que hay un aumento de la dopamina accumbal en el inicio del consumo de etanol, lo que disminuye en el curso de los períodos de bebida y post-bebida al aumentar la concentración de etanol de dializado. 2,3,8,9 Estos experimentos , cuando se combinan con los datos de los estudios farmacológicos, nos han permitido analizar los efectos estrictamente farmacológicas de etanol y autoadministración señales ambientales asociadas en canalanges en las concentraciones de neurotransmisores.
Cabe señalar que esta aplicación particular de la combinación del comportamiento de microdiálisis técnicas se adaptan a los intereses actuales de investigación de nuestro laboratorio. Está diseñado para evaluar el patrón temporal de etanol alcanza el cerebro en comparación con el patrón de cambios de neurotransmisores en la misma región, por lo que podemos relacionar estas medidas a síncronos de auto-administración comportamientos. Las concentraciones de etanol derivado de dializado no se corrigen por la sonda en la recuperación in vivo, y son sólo una fracción de la concentración de etanol en el tejido cerebral. Si microdiálisis cuantitativa de etanol se requiere, la fracción de extracción de etanol que se difunde desde el espacio extracelular en la sonda debe ser determinado experimentalmente. Ver publicaciones anteriores de nuestro laboratorio de métodos y nuevos debates. 10,11,12
Aunque este protocolo ilustra el uso de gas chromatography junto con microextracción en fase sólida de etanol del espacio de cabeza de muestras de microdiálisis, otros métodos para el análisis del contenido de etanol de la muestra de microdiálisis se podría utilizar. Sin embargo, los métodos alternativos pueden sufrir de algunas desventajas. Por ejemplo, los métodos analíticos menos sensibles pueden requerir un volumen de muestra más grande que requiere tiempos de muestreo mayor que el 7.5 min ilustra aquí. El tipo de sistema discutido aquí utiliza una microextracción en fase sólida que concentra el etanol en la fase de vapor en el vial de muestra sellada, permitiendo la absorción de la fibra colocada en el espacio de cabeza del vial. Esto mejora el límite de detección en comparación con el muestreo del espacio de cabeza directo que permite típicamente 50-100 microlitros de la que se inyecta vapor. Otra ventaja importante del método del espacio de cabeza es que la muestra inyectada para el análisis es extremadamente limpio y libre de sales. La inyección directa de la muestra de microdiálisis líquido también se puede usar con mayor Sensitividad, pero esto requerirá más tiempo de inactividad instrumento debido a un mantenimiento regular necesario para la limpieza de las sales inyectadas.
Solución de problemas y otras notas
Este artículo fue financiado por Med Associates, Inc.
Esta investigación fue apoyada por las subvenciones del NIH / NIAAA (AA11852 y AA007471).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nombre del reactivo | Empresa | Número de catálogo | |
95% de etanol | AAPER Alcohol and Chemical Co., Shelbyville, KY | E190, 111000190 | |
Ultra-Pure sacarosa | MP Biomedicals, LLC, Solon, OH | 821721 | |
Ultra Alta Pureza helio | Mezcla combustible | HE UHP300 | |
Aire | Mezcla combustible | AIZ300 | |
Hidrógeno | Mezcla combustible | AIZ300 | |
GC 2 ml viales | Agilent | # 8010-0015 | |
GC tapas de los viales con PTFE / silicona septa | Agilent | # 8010-0084 |
Tabla 1. Reactivos específicos
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