E-mail ??????



RU | EN
 
 

 
Микродиализ в научных исследованиях
Микродиализ это метод исследования химического состава внеклеточного пространства живой ткани. Микродиализ позволяет получить представление о процессах, происходящих в ткани, прежде чем эти процессы вызовут системные изменения химического состава крови. Зонд для микродиализа имитирует кровеносный капилляр – зная это, легко представить множество областей применения данного метода.

Зонд для микродиализа имплантируется в ткань; после имплантации через него с низкой скоростью пропускается физиологический раствор. В районе мембраны происходит уравновешивание химических составов физиологического раствора и внеклеточной жидкости, так что содержание компонентов в перфузате становится пропорциональным их содержанию во внеклеточной жидкости. Анализ перфузата позволяет получить представление о химическом составе изучаемой ткани. Зонд для микродиализа устроен как система концентрических трубок; перфузионная жидкость подается через внутреннюю трубку, доходит до ее дистального конца, где поступает в пространство между внутренней трубкой и внешней диализной мембраной. Направление потока жидкости меняется на противоположное; перфузионная жидкость вытекает через выводной шланг и собирается для последующего анализа.
  
Диализ, т.е. процесс обмена молекул между внеклеточной жидкостью и перфузионной жидкостью, происходит, когда перфузионная жидкость находится между внутренней трубкой и диализной мембраной. Важно понимать, что диффузия молекул идет в обоих направлениях. Направление диффузии определяется разницей концентраций вещества по сторонам диализной мембраны.

Так как молекулярный обмен через диализную мембрану происходит в двух направлениях, микродиализный зонд может использоваться для одновременного отбора эндогенных компонентов и доставки химических веществ (например, лекарств) непосредственно в ткань. Градиент отдельного компонента зависит не только от разницы между концентрациями данного вещества в перфузате и внеклеточной жидкости, но и от скорости потока жидкости в зонде.

Абсолютный выход (моль/единицу времени) вещества зависит от отсечения мембраны [Обычно определяется как молекулярный вес в Дальтонах, при котором 80% молекул задерживаются мембраной], длины мембраны, скорости подачи перфузионной жидкости и коэффициента диффузии вещества во внеклеточной среде.

Основы постановки микродиализного эксперимента

Ниже мы приводим параметры и условия, которые необходимо учитывать при микродиализе:

1. Предел отсечения мембраны зонда
Мембрана с низким отсечением препятствует проникновению молекул большого размера в перфузат; мембрана с высоким отсечением приводит к накоплению компонентов с высоким молекулярным весом, например, белков и пептидов.

2. Длина мембраны
Чем длиннее мембрана, тем выше выход исследуемых веществ. В отдельных случаях длина мембраны может ограничиваться размером изучаемого образца.

3. Скорость потока перфузионной жидкости
Использование высоких скоростей позволит вам удалить/доставить большее количество молекул в единицу времени. Если же вам необходим более концентрированный диализат, работайте при низких скоростях потока. Необходимо заметить, что использование высоких скоростей потока жидкости может привести к физиологическим нарушениям в образце из-за слишком быстрого удаления молекул, необходимых для функционирования ткани.

4. Состав перфузионной жидкости
В идеале, состав перфузионной жидкости должен быть максимально приближен к химическому составу внеклеточной жидкости. Однако, содержание таких компонентов, как натрий, калий или кальций, может быть изменено с целью влияния на функционирование клеточных мембран в изучаемом районе образца.

5. Тип зонда
Жесткий зонд хорошо подходит для стереотаксических экспериментов в мозге; гибкий зонд более удобен при работе с периферическими органами, такими как жировая такань, мышцы, печень или почки. Введение мозгового зонда может требовать предварительной имплантации направляющей канюли; подкожный зонд может быть имплантирован за час до начала эксперимента.

6. Время, необходимое для достижения равновесного состояния
Введение зонда всегда сопровождается повреждением ткани, и восстановление нормальных функций может занять определенное время. Как правило, часа или двух достаточно для возвращения образца в «базовое» состояние.

7. Должно ли животное находиться в бодрствующем состоянии или оно может быть анестезировано?
Использование животного в бодрствующем состоянии не означает, что условия эксперимента будут более приближены к "нормальным”. Бодрствующее животное может испытывать боль и находиться в состоянии стресса, что может повлиять на результаты эксперимента в той же степени, что и анестезия.

8. Контрольный эксперимент
Одна из наиболее важных стадий исследования. При проведении микродиализа очень сложно оценить влияние большого количества известных и неизвестных факторов. Хорошо спланированный контрольный эксперимент позволит избежать большинства проблем.

9. Эксперименты "доза-ответ”
Микродиализ представляет собой исключительно эффективный метод для изучения действия лекарственных препаратов на ткани. Одним из значительных преимуществ микродиализа является возможность легко прослеживать временные зависимости концентраций веществ, а также локальные физиологические изменения в ткани. В свете этого представляется удивительным незначительное количество публикаций, посвященных изучению зависимости "доза-ответ”; особенно, так как известно, что качественный эффект лекарства часто изменятся при изменении дозы.

10. Объем образца, необходимый для анализа
Вам может потребоваться образец малого объема, но с высокой концентрацией анализируемых веществ (например, для HPLC), или образец большого объема с высоким содержанием одного из компонентов (например, для радиоиммунного анализа).Соответственно, используйте низкую скорость потока перфузионной жидкости в первом случае и высокую – во втором.

11. Требуемое временное разрешение
Частый отбор образца обычно означает использование высоких скоростей потока перфузата с целью получения образца в объеме, достаточном для анализа.

12. Экспериментальная установка.
Например, Вы планируете замену перфузионной жидкости в процессе эксперимента с целью изменения ее ионного состава или введения лекарственного компонента? В этом случае вам потребуется переключатель жидкостей или шприцевой насос с независимо контролируемыми шприцами.

Системы для Микродиализа и их Конфигурации

Компания СМА производит несколько моделей каждого из компонентов микродиализных систем. Ваш выбор отдельных устройств и конфигурации системы должен основываться на задаче исследования и требованиях эксперимента. После того, как Вы решили, будете ли Вы работать с анестезированным или свободно двигающимся животным, обратите внимание на наиболее широко используемые конфигурации – от установки с 2-шприцевым насосом и коллектором фракций на 20 образцов до установки с 4-шприцевым насосом и охлаждаемым коллектором на 64 образца. Если Вы не смогли найти конфигурацию, отвечающую Вашим требованием, создайте собственную представитель компании Сайнсприбор будет рад помочь Вам. 

Пожалуйста, не забудьте, что Вам могут также понадобиться хирургические инструменты, шприцы, перфузионная жидкость, шланги и адаптеры, дрели для трепанации, якорные шурупы, зонды и направляющие канюли, зажимы для зондов, флаконы для сбора образцов и крышки к ним.

Система для микродиализа может включать следующие компоненты:
  • Шприцевый насос
  • Шприцы, перфузионную жидкость
  • Переключатель жидкостей
  • Подставку для зондов СМА 130 In Vitro
  • Зонды для микродиализа и направляющую канюля
  • Коллектор фракций
  • Контроллер температуры
  • Шланги и адаптеры
  • Хирургические инструменты и дополнительные принадлежности