외부 전기장은 세포의 막에 전압을 유도, 유도 멤브레인 전압 (ΔΦ) 칭했다. potentiometric 염색 DI – 8 – ANEPPS을 사용하여, 그것은 noninvasively ΔΦ를 측정할 수 있습니다. 이 비디오는 측정을위한 프로토콜을 보여줍니다 ΔΦ DI – 8 – ANEPPS를 사용합니다.
외부 전기장에 세포의 위치는 세포막에 걸쳐 전압 그 결과, 지역 요금 재배포 내부와 세포막의 주변에있는 세포의 외부를 일으 킵니다. 이 전압은 유도 멤브레인 전압을 칭했다 (또한 유도 transmembrane 전압 또는 유도 transmembrane 잠재력의 차이)와 ΔΦ으로 표시, 오직 외부 필드가 존재하는만큼 존재한다. 휴식 전압 막에 존재하면, 유도 전압이에 (추가) superimposes. 이러한 DI – 8 – ANEPPS로 potentiometric 형광 염료, 중 하나를 사용하여, 그것은 세포막에 ΔΦ의 변화를 관찰하고 noninvasively의 가치를 측정하는 것이 가능합니다. ΔΦ의 변화에 비례 형광 강도의 변화와 세포막의 지질 이중층에 바인딩된 경우 DI – 8 – ANEPPS 강력히 형광됩니다. 이 비디오는 측정을위한 프로토콜 ΔΦ DI – 8 – ANEPPS를 사용을 보여줍니다 또한 진폭과 ΔΦ의 공간적 분포에서 셀 모양의 영향을 보여줍니다.
유도 멤브레인 (transmembrane) 전압, ΔΦ의 측정은 전압 – 게이 티드 멤브레인 채널, 액션 잠재적인 전파, 심장 세포 자극, 또는 세포막의 electroporation [3, 4, 5, 6, 연구 등 다양한 실험 설정에 중요한 수 , 7]. 간단한 세포 형태로 ΔΦ analytically 계산하실 수 있습니다. 예를 들어, 구형 세포에 대한, ΔΦ은 전압이 필드 강도와 셀 크기에 비례되는 상태와 멤브레인 따라 코사인 함수를 다음과 슈완의 방정식에 의해 주어집니다 [8, 9]. 더 복잡한 세포 모양의 경우, ΔΦ 코사인에서 상당히 이탈하고 potentiometric 염료 [12, 13, 14, 15]을 사용하여, [2, 10, 11], 또는 실험적으로 컴퓨터를 사용하거나 숫자 결정되어야합니다.
널리 이러한 목적에 사용되는 potentiometric 염료 중 하나는 DI – 8 – ANEPPS (DI – 8 – 부틸 – 아미노 naphthyl – – pyridinium – 프로필 – 산염 에틸렌), 여기 및 발광의 막 전압에 의존 스펙트럼과 빠른 염료입니다 이것은 세포막과 그 가치를 측정하는 ΔΦ의 변형의 비침 투 관찰 수 있습니다. 이 비디오에서는, 우리는 디 – 8 – ANEPPS을 사용하여 ΔΦ 결정을위한 실험 방법을 보여줍니다.
염료는 코네티컷 대학의 교수 레슬리 로우 및 동료 [13, 14]에 의해 개발하고 빠르게 반응 염료의 클래스에 속하는했다. DI – 8 – ANEPPS은 물에 nonfluorescent이며 이것은 세포막의 지질 이중층에 통합하면 강력하게 형광됩니다. 분자내 전하 분포와 염료의 형광 스펙트럼의 프로필과 강도에 해당 변경 사항 변경 ΔΦ 결과에서 변경할 수 있습니다. DI – 8 – ANEPPS의 형광 강도는 ΔΦ의 변화에 비례 다양하며 염료의 반응은 -280 뮤직 비디오에서 250에 이르기까지 다양한 뮤직 비디오 [4, 16] 전압에 대한 선형이다. 이러한 노력도 [17]을보고 있었지만 염료, 고르지 멤브레인 얼룩의 형광 상대적으로 작은 변화, 그리고 염료 국제화는 멤브레인 전압, 예를 들어 자사의 휴식 구성 요소의 절대 측정을위한 DI – 8 – ANEPPS 덜 적합합니다. 그것은, 그러나, 고르기 세포 [4, 5]에 외부 전기 분야에 노출 nonexcitable 세포에서 유도된 막 전압의 발병 [12, 13], 또는 행동 잠재력으로 막 전압에 큰 변화를 측정에 적합합니다. 여기에 적용되지 않지만, DI – 8 – ANEPPS도 있습니다 형광 여기의 ratiometric 측정하여 ΔΦ 결정 [18] 또는 방출 반응의 감도를 증가하고 상기 효과를 감소 [19]. DI – 8 – ANEPPS 얼룩에 막을로서, 그것은 또한 멤브레인 마커로 노골적으로 사용할 수있는 [2].
염색의 단점 중 하나는 photobleaching하는 경향이있다이다, 그래서 강한 빛에 장시간 노출을 피해야한다고. 염료의 보정이 외부 매체 중 (I) 칼륨 ionophore의 valinomycin과 다른 칼륨 농도의 집합으로 수행 [2,18], 또는 (ii) 패치 – 클램프 전압 클램프 모드에서 [17].
마지막으로, 구형 세포와 더 복잡한 형태의 세포에 ΔΦ의 측정, 비디오 ΔΦ의 진폭 및 공간적 분포에 세포 형태의 영향을 보여줍니다. 따라서 구형 세포에 대한 ΔΦ 더 복잡한 세포 형태에 대한 ΔΦ의 공간적 분포가 더 복잡한 반면, 슈완의 방정식과 합의에 코사인 인접해 있습니다 [20] …
이 작품은 프로젝트 Z2 – 9229 및 프로그램 P2 – 0249와 슬로베니아어 연구 기관에 의해 지원되었다. 이 비디오는 "Electroporation 기반 기술 및 트리 트먼트"류블랴나 대학, 슬로베니아에서 전기 공학부에 의해 biannually 조직 과학 워크샵 및 대학원 과정에 대한 보충 자료를 나타냅니다.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
di-8-ANEPPS | Invitrogen | D-3167 | potentiometric fluorescent dye | |
pluronic | Invitrogen | P3000MP | potassium ionophore | |
DMSO | Sigma-Aldrich | D2650 | ||
SMEM | Sigma-Aldrich | M8167 or M4767 | Spinner modification of the Minimum Essential Medium | |
Ham-F12 | Sigma-Aldrich | N4888 | culture medium | |
fetal calf serum | Sigma-Aldrich | F4135 | ||
L-glutamine | Sigma-Aldrich | G7513 | ||
crystacillin | Pliva | 625110 | antibiotic | |
gentamicin | Sigma-Aldrich | G1397 | antibiotic | |
Lab-Tek II | Nalge Nunc | 155379 | chamber | |
DC voltage supply | Elektro-Automatik | |||
microprocessor-controlled switcher | Custom made | |||
electrodes | Custom made | Pt/Ir |