Ett multifunktionellt verktyg i kampen mot stroke

Hemoprotein

Studien bygger på upptäckten av ett hemoprotein, Neuroglobin (Ngb), som finns i olika delar i hjärnan, i pankreas och i näthinnan. Studier har visat att proteinet har en skyddande funktion mot syrebrist relaterade hjärnskador. Hur detta sker är i dagsläget inte klarlagd.
I vår grupp vidareutvecklas tekniker för att kunna utforska responsen av funktionella enstaka celler mot olika kemiska miljöer i realtid. Vi vill studera och förstå Ngbs påverkan på neuroners signaleringsförmåga och nervcellernas elektrofysiologiska aktivitet under hypoxiska (syrefattiga) och anoxiska (syrefria) förhållanden med hjälp av patch-clamp teknik och optiskt spektroskopi.

Exakta elektrofysiologiska mätningar

För att utföra exakta elektrofysiologiska mätningar under välkontrollerade fysiologiska förhållanden utvecklas ett multifunktionellt system av patch clamp i kombination med gastätt mikroflödessystem, optiska manipulationstekniker och optisk spektroskopi.
Uppställningen är byggd på ett vibrationsfri optisk bord (Technical Manufacturing Corporation, TMC, USA) där teknikerna integreradts i ett inverterat mikroskop (IX 71, Olympus, Japan).

• Patch clamp teknik
  Patch Clamp – en tunn glaspipett som innehåller en elektrod ansätts mot cellmembranet, en referenselektrod finns i omgivande vätskan. Elektroderna mäter cellmembranets elektriska signaler som registreras och analyseras via en förstärkare (Heka EPC 7 Patch Clamp Amplifier, Tyskland) .

•  Mikroflödessystem
  Ett mikrokanalsystem gjutet eller etsat i ett transparent material tillåter elektrofysiologiska mätningar på enstaka nervcell under optimal kontroll över snabba miljöändringar.

• Optisk pincett
  Ljus från NIR-diod laser (IQ1A, Power Technology, USA) används för att fånga och styra en nervcell genom mikrokanalsystemet mot patch-clmap pipetten.
   
• Optisk spektroskopi
  UV-Vis optisk spektrometer (Ocean Optics, HR4000, USA) används för att övervaka cellens biokemiska sammansättning och syrebindning genom att mäta ämnens ljusabsorption vid olika våglängder. 
   

Projektets långsiktiga mål

Projektets långsiktiga mål är att med detta system kunna förstå cellens beteende, respons och försvarsmekanismer i syrefattiga förhållanden relaterade till Ngb som kan skapa nya sätt att tolka andra syrebrist relaterade sjukdomar som Alzheimers och Parkinsons.