Method Article
Nitric oxide (NO) is an important signaling molecule in vascular homeostasis. NO production in vivo is too low for direct measurement. Chemiluminescence provides useful insight into NO cycle via measuring its precursors and oxidation products, nitrite and nitrate. Nitrite / nitrate determination in body tissues and fluids is explained.
Nitrik oksit (NO) damar homeostazının ve aynı zamanda bir nörotransmiter ana düzenleyici moleküllerin biridir. Enzimatik olarak üretilen NO çeşitli oksi-heme proteinleri ve diğer hala iyi bilinmemektedir yollar ile etkileşimleri tarafından nitrit ve nitrat içine oksitlenir. Ters işlem, NO içine nitrit ve nitrat indirgeme son on yılda memelilerde keşfedildi ve o önlemek veya düşünülen kardiyovasküler, metabolik ve kas hastalıklarının bir dizi kolaylaştırmak için ya olası yolların biri olarak dikkat kazanıyor NO azalan düzeyleri ile bağlantılı olabilir. kan, vücut sıvıları ve çeşitli dokularda - Farklı vücut bölümlerinde NO ve metabolitlerinin miktarını tahmin etmek önemlidir. Kan, nedeniyle kolay erişilebilirlik, NO metabolitlerinin tahmini için kullanılan tercih edilen bölme olduğunu. Nedeniyle kısa ömrü (birkaç milisaniye) ve düşük alt nanomolar konsantrasyonu NO kan direkt güvenilir ölçümler <em> in vivo mevcut büyük bir teknik zorluklar. Böylece YOK kullanılabilirlik genellikle oksidasyon ürünleri, nitrit ve nitrat miktarına dayalı tahmin edilmektedir. Bu iki metabolitler her zaman ayrı ayrı ölçülür. biyolojik sıvılar ve dokular konsantrasyonlarını belirlemek için çeşitli iyi bilinen yöntem bulunmaktadır. Burada, sırasıyla üç iyodür veya vanadyum (III) klorür çözeltileri, nitrit veya nitrat indirgeme sonrası NO spektrofotometrik tespit göre, kemilüminesans yöntemi (CL) için bir protokol mevcut. nitrit ve nitrat tespiti için duyarlılık YOK metabolik yollarda değişiklikleri belirlemek için şu anda mevcut en hassas yöntem olarak CL setleri düşük nanomolar aralığında yer almaktadır. Biz örneklerinde kendi miktarlarını belirlemek için toplanması ve nasıl sırasında nitrit ve nitrat mevcut orijinal miktarda korumak için biyolojik sıvılarda ve dokulardan örnekler nasıl hazırlanacağını ayrıntılı olarak açıklar. CL tekniğinin sınırlamalar da exp vardırLained.
Nitrit ve daha az uzatmak nitrat, kandaki düzeyleri vücutta genel devlete YOK metabolizmasını yansıtmaktadır. mikromolar - nitrit kandaki konsantrasyonu ve en çok organ ve dokuların sadece yüksek nanomolar ya da düşük mikromolar, nitrat çok daha yüksek miktarlarda, genellikle mevcut bulunmaktadır. nedeniyle hastalığın ilerlemesi nitrit düzeylerindeki değişiklikler veya diyet alışkanlıklarındaki değişiklikler oldukça küçük ve sadece çok hassas bir yöntem kullanılarak ölçülebilir. Çünkü onların çok farklı düzeylerde ve farklı metabolik süreçlerin, nitrit ve nitrat düzeyleri ayrı belirlenmesi esastır. Nitrit ve nitrat birlikte ölçülen çok az değere sahip olan "NO x belirlenmesi" olarak adlandırılan.
Çeşitli biyolojik numunelerde nitrit ölçülmesi için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir - En yaygın başlangıçta bile, modern modificatio ile 1879 yılında açıklanan olmuştu Griess reaksiyonu dayalı, eski bir varlıkNS, Griess 'yöntemiyle elde edilebilen nitrit duyarlılık sınırı düşük mikromolar arasındadır. Tri-iyodür çözeltisi azaltılması ile birlikte Kemilüminesans (CL), şu anda nitrit konsantrasyonlarının 1-8,10,11 düşük nanomolar aralığında sayılmasına olanak tanıyan, en hassas yöntem olarak kabul edilir. Vanadyum (III) klorür çözeltisi azaltılması ile birlikte, aynı CL yöntem olup, nanomolar aralıkta 9 hassasiyetle, nitrat, hassas ölçümler için de kullanılabilir.
CL ücretsiz gaz NO algılar. Bu nedenle, nitrit, nitrat, R-nitrozo tiyol (R TARGET), R NİTROSOAMİNLERİN (R NNO), ya da metal-NO bileşikleri (daha sonra el yazması olarak anılacaktır "R- (X) = NO"), dönüştürülmelidir CL aracılığıyla kendi özgün miktarlarda ölçmek için NO gazı boşaltın. NO dönüşüm NO metabolitin doğasına bağlı olarak, çeşitli indirgeyici çözüm kullanılarak elde edilir. Dönüştürmeden sonra, kuru NO gazı bir taşıyıcı gaz (O, N, reaksiyon kabından temizlenir2 veya ozon (O 3), azot dioksit oluşturmak üzere NO ile birleştirilir CL analizörünün reaksiyon haznesine, Ar) (NO 2), aktive edilmiş bir halde. Zemin durumuna dönüşü ile, NO 2 * kızılötesi bölgede yayar ve yayılan foton CL aracının photomultiplier (PMT) tarafından tespit edilir. yayılan ışığın yoğunluğu, uygun bir kalibrasyon eğrisi kullanılarak, orijinal türlerin konsantrasyonunun hesaplanmasını sağlar tepkime haznesi NO konsantrasyonu ile doğrudan orantılıdır.
Protokolde, biz en çok kullanılan klinik ortamlarda nitrit ve nitrat ilk bugünkü CL-bazlı tayininin - kan ve plazmada, ve sonra biz doku örneklerinde bu iyonları nasıl belirleneceği tartışmak. Biz de böyle bir kan ve bölmeleri, plazma ve kırmızı kan hücreleri olarak nitrit-reaktif ortamlarda, orijinal fizyolojik nitrit konsantrasyonunu korumak için nasıl ayrıntılı olarak açıklar.
Hayvanların kullanımını dahil olmak üzere tüm protokoller NIDDK Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından kullanılmak üzere onaylanmış ve insan kan sağlıklı donörlerden NIH Kan bankasından elde edilmiştir.
1. Numune Hazırlama
Çözümler Azaltma 2. Hazırlık
3. Kemilüminesans (CL) Çözümleyici Kurulumu ve Ölçümler
Şekil 2, standart ve beş farklı numune toplanmıştır Örnek sonuçlarını gösterir. Bu Şekilde gösterildiği gibi, photomultiplier gerilim artar nitrit içeren çözelti (standartları veya numune) çözümü azaltılması enjekte edilir hemen sonra başlangıç değerine ve getiri enjekte kez tüm nitrit mevcut (enjeksiyon kez kırmızı eğrinin altında oklarla gösterilir) çözelti düşürülmüştür. Ayrıca, doğru hacim ölçümü yüksek tekrarlanabilir veriler elde etmek için gerekli olan bu rakam açıktır. Biz enjeksiyon hacimleri ölçmek için hassas Hamilton şırınga kullanmanızı öneririz. Ben 3 (veya askorbik asit veya VCL 3) çözümü kapasitesini azaltarak kaybı hatası başka bir ortak kaynağıdır. tepe noktalarının başlangıç genişliği, reaksiyon odası içinde çözelti değiştirilmelidir azaltılması önemli ölçüde genişlemeye başlar Genel bir kural olarak,. tepe genişliği NO içine gaz akışı bağlıdır(Şekil 1 RC işaretli) bir tepkime haznesi ve biraz başka kurmak bir deneysel değişir. Biz normal genişliği nitrit ölçümleri için ve nitrat ölçümleri için 2 dakika kadar yaklaşık 1 dakika olarak düşünün.
Algılanmadı miktarı ile foto çoğaltıcı sinyal ilişkilendirmek amacıyla, bir standart eğri ucu altındaki alanın bir arsa ve (pmol olarak) nitrit miktarı olarak imal edilir Şekil 3A'da görüldüğü gibi enjekte edilmiştir. tepe altındaki alanı ölçmek için herhangi bir uygun yazılım gibi Kökeni, Excel gibi, kullanılabilir veya gibi olabilir. (Şekil 3B kırmızı ile işaretli) Bu eğrinin, K eğimi, photomultiplier (PM) sinyalin 1 mV NO neden artış pmol miktarını verir. NO sabit miktarı ile ilgilidir tepe noktasının altındaki eğrinin eğimini yerine alan kullanmanın avantajı, hassasiyet artar. Standart eğri en az 3 farklı inşa edilmiştirnoktaları, her biri iki kez ölçülmüş ve K kullanılarak standart bir çözelti hazırlamak için kullanılan su içinde bir miktar nitrit veya nitrat, mevcut olduğu takdirde, bakiye miktarda düzeltmelerin zorunluluğunu ortadan kaldırmaktadır edilir. 800 mV - Ayrıca, kendi PM doğrusallık için NOA enstrüman bizim ilk testlerini takiben, biz bu lineer tepki 700 kadar meydana belirledi. Bu nedenle, bizim standart eğri, bu PM aralığına kadar örneklerinden tüm sinyaller için geçerlidir. doğrusallık aralığı PM bağlıdır ve zamanla değişebilir. Bu alet ilk kullanıldığı ve PM yaş her birkaç yıl gibi test edilmeden önce tespit edilmesi gerekmektedir.
İlk olarak, tepe noktasının altındaki alan belirlenir: Standart eğri için toplanan veriler olarak numunelerin elde edilen veriler benzer bir şekilde işlenmektedir. Daha sonra bu alanda NO pmol sayısı enjekte Örnek miktarı kökenli veren standart bir eğri, eğimi K bölünür.
gerekli ayarlamalar yapılır. Şekil 3B'de gösterildiği gibi sonuç, genellikle biyolojik sıvılarda (kan, idrar) ya da katı numuneler durumunda doku pikomol / gram olarak nitrit veya nitrat konsantrasyonunun (nM veya uM) olarak ifade edilir. Veriler daha sonra Şekil 3B'de örneğe benzer şekilde çizilmiştir. Şekil 3B verilen örnekte Panel A'da gösterilen 5 ayrı örneklerden elde edilen sonuçlar Burada 2 enjeksiyonları ortalama değerleri çizmek ve bireysel nokta ölçümlerin tekrarlanabilirliği göstermek için SD vermek çizilen.
Şekil 3 'de numuneler için, S1, S2 ve S4 sıçan kan S3 ve S5 sıçan karaciğer. Şekil 3C (n = 3 kan) ya da pm nihai sonuçları SD ile birlikte arsa ve nM ifade gösterirumol / mg doku (karaciğer, n = 2).
Şekil 1: Sievers NOA Kemilüminesans Aracı Kur. Reaksiyon kabı taşıyıcı gaz He yavaşça geçirilerek I 3 (askorbik / asetik asit ya da vcl 3) solüsyonu ile doldurulur. Örnek NO ile ilgili parçalar NO gaza azalır ve NO analizörü taşınır I 3 solüsyon içine septum aracılığıyla Hamilton şırınga ile enjekte edilir. Soğuk tuzak, NaOH dolu tuzak ve filtre nem ve asit buharları karşı analizörü korur. Reaksiyon odası (RC) herhangi bir gaz O 2 tanktan oksijen (O 3 jeneratöründen) O 3 ile birleştirilir. NO 2 * dan Kemilüminesans sinyal photomultiplier tüp (PMT) tarafından tespit ve daha yükseltilir ve işlenir. Veri toplama ve analizi bilgisayar üzerinde gerçekleştirilir. Vakum pompasıtepkime haznesinden (RC) alçak basınç oluşturulur ve kömür filtresi (CF) ile kemilüminesans ölçümden sonra zehirli NO 2 gazı tahliye. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 2: CL tarafından üretilen NO zirvelerin Temsilcisi Arsa. Bu grafik, bir zaman fonksiyonu olarak foto-çoğaltıcı (PMT) sinyalini göstermektedir. Pikleri 1 uM nitrit çözeltisi çeşitli miktarlarda (standartları) ve numune 100 ul enjeksiyon sonucu (S1 - S5) çiftleri ve üç kez enjekte (nitrit standart solüsyon 50 ul). eğri altında kalan Kırmızı oklar enjeksiyon süreleri göstermektedir. A la görmek için buraya tıklayınızBu rakamın rger sürümü.
Şekil 3: Standart Eğrisi (A) ve Rat Kan ve Karaciğer (B) Temsilcisi Sonuçlar, Final Sonuçları Plot (C). Standart eğri (panel A), su içinde 1 uM nitrit çözeltisi, 50, 100 ve 150 ul enjekte tepelerin altındaki alanların ölçülmesiyle elde edilmiştir. eğim, K (kırmızı sayı) photomultiplier geriliminin bir 1mV artış için gerekli NO nmol verir. Standart eğri için kullanılan orijinal tepe Şekil 2'de ve 50, 100 ve 150 ul olarak işaretlenir. S1, S2 ve S4 (koyu gri), sıçan kan, S3 ve S5 sıçan karaciğer dokusu, tüm iki kez enjekte - Şekil 2, aynı zamanda örnekler için, orijinal enjeksiyonları gösterir. bölümünde 3.2.1 açıklandığı gibi dilüsyonları için tüm düzeltmeler yapıldıktan sonra bu zirveleri altında kalan alan, ölçüldü ve., resBireysel örnekler için Panel B'de gösterilen ka bul etmez pmol / g karaciğer veya kan nM nitrit miktarı olarak hesaplanmıştır. Kemiluminesan yönteminin tekrarlanabilirliği takdir, biz her numune için ortalamaları ve standart sapmaları çizilmiştir. Panel C, sıçan kanı ve karaciğerde nihai ürünler, nitrit ve nitrat standart sapma ile birlikte, karaciğer, kan ve iki, üç, her bir örneğin ortalama olarak çizilmiştir gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Protokol çerçevesinde kritik adımlar
orijinal numune hazırlanması, seyreltik ya da tedavi etmek için kullanılabilir (su dahil) çözeltiler alikoları kaydedilmesi gerekir ve olası nitrit ya da (daha çok) nitrat kirlenme kontrol etti. Çoğu kirlenme su gelir ve bir çok kimyasal endojen nitrat belirlenmesine müdahalede bulunan bir çok nitrat kirlilik önemli bir miktarını ihtiva örnek (özellikle ferrisiyanür) tedavisinde kullanılan bulundu. Biz düzenli deneyde kullanmadan önce bu nedenle nitrit ve nitrat kirleticiler için kimyasalların her edin.
Numuneler tedaviler sırasında önemli dilüsyonları defalarca maruz kalabileceği bu yana, tüm numune manipülasyonlar nihai konsantrasyon hesaplamaları için dokümante edilmesi gerekir. En hatalar Protokolün bu kısmı yapılır.
nitrit ölçümleri içine hızlı transfer için örnekler tutarkençözüm koruyarak nitrit gibi nitrit ile reaksiyona girer ve nitrat içine oksitlenir hemoglobin gibi hem içeren proteinler, mevcut özellikle önemlidir. Sabit hale getirildikten sonra, numuneler deneylerinden önce uzun süreli depolama için dondurulabilir.
biyolojik örnekler (özellikle RX-NO) birkaç NO metabolitlerinin tutarlar bazen üretilen NO düzeyleri NOA analizörü arka plan gürültü düzeyde, çok düşüktür. Bu tür bileşikler, ölçülecek olduğunda her zaman mümkün olan en az bir dilüsyonu ile örnekleri hazırlamak için tercih edilir.
Tekniğin Sınırlamalar
Dikkatli numune hazırlama ve enjeksiyonlarla, duyarlılık alt sınır tam olarak hazır numunede YOK adükt mevcut 20 nM yakındır. nitrit ve nitrat olağan biyolojik konsantrasyonları bu konsantrasyonlarını aşan yapmak, ancak, R (X) = NO tutarlar yakın bu aralığa düşebilir.
CL yüksek sensiyet dikkatli numune hazırlama ve hassas hacim ölçümlerini gerektirir.
NO metabolitleri Ölçümlerin Alternatif Yöntemler Açısından CL Önemi
Kemilüminesans (CL) HAYIR, nitrit, nitrat ve RX-NO algılamak için çok hassas bir yöntemdir. Şu anda, CL NO ve metabolitlerinin belirlenmesinde altın standart olarak kabul edilir.
nitrit belirlemek için diğer ortak alternatif Griess reaksiyonu (GR) 'dir. GR önce kimyasal ya da nitratın nitrite enzimatik azaltılmasını gerektirir nitrat 1879 Analiz Peter Griess tarafından tarif edilen diazotizasyon reaksiyonunda göre uygun ve ucuz bir kolorimetrik yöntem. En iyi mevcut ticari olarak temin edilebilen kitler nitrat ve nitrat belirlemek için izin çok kitleri hassasiyeti düşük uM aralığındadır, nitrit 100 nM çevresinde hassasiyetine sahiptir. nitrit ve nitrat numunedeki belirlemek için GR kullanırken, iki adım gereklidir; İlk olarak, nitrit am belirlenmesiİzahname'de numunenin ilk örnekteki sonra nitrit içine nitrat azaltmak ve (bazen NOx olarak anılacaktır) toplam nitrit ve nitrat örneğinde içeriği ölçmek için ikinci kısım kullanın. Gerçek nitrat değeri hem ölçümlerin farktır. Bu iki adım protokole daha iyi bir alternatif kromatografisi ile nitrit ve nitrat önce ayrılmasını olduğunu. Ancak, bu önemli duyarlılığını azaltır ve analiz süresini uzatır.
gelecek Uygulamaları
Biyolojik sistemde NO yolun önemi hakkında artan kanıtlar, biz kalp ve damar sağlığı bir göstergesi olarak nitrit veya nitrat veya diğer NO metabolitlerinin daha sık kullanılması öngörüyoruz. Artan kanıtlar da bu moleküller egzersiz tıpta önemli olabilir ve bunların seviyeleri diyabet, obezite ve metabolik sendrom olan kişilerde değişmiş olabileceğini düşündürmektedir.
Dr Alan Schechter kardiyovasküler hastalıkların tedavisi için nitrit tuzlarının kullanılması Ulusal Sağlık Enstitüleri verilen çeşitli patentler ortak mucidi olarak listelenir. O klinik gelişim ama başka tazminat Bu patentlerin NIH lisans dayalı telif alır.
Yazarlar kanda nitrit ölçümleri için nitrit koruyarak çözeltisinin kullanımı gelişmekte olan Dr. A. Dejam ve MM Pelletier kritik katkıları kabul etmek istiyorum.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
potassium ferricyanide; K3Fe(CN)6 | Sigma | 702587 | |
NEM; N-ethylmaleimide | Sigma | 4260 | |
NP-40; 4-Nonylphenyl-polyethylene glycol | Sigma | 74385 | |
sulfanilamide; AS | Sigma | S9251 | |
HCl | Sigma | H1758 | |
acetic acid, glacial | Sigma | A9967 | |
ascorbic acid | Sigma | A7506 | |
potassium iodide; KI | Sigma | 60399 | |
iodine; I2 | Sigma | 207772 | light sensitive, toxic |
sodium nitrite; NaNO2 | Sigma | 563218 | |
vanadium(III) chloride; VCl3 | Sigma | 208272 | ligt sensitive, toxic |
GentleMac | Miltenyi | ||
Sievers NOA 280i | GE | ||
CLD 88Y | Ecophysics |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır