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 JoVE Bioengineering

Bioelectric वर्तमान हिल जांच के साथ मापन

,

Dermatology, University of California, Davis

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Cite this Article: Bioelectric वर्तमान हिल जांच के साथ मापन

Reid, B., Zhao, M. Measurement of Bioelectric Current with a Vibrating Probe. J. Vis. Exp. (47), e2358, doi:10.3791/2358 (2011).

Abstract: Bioelectric वर्तमान हिल जांच के साथ मापन

इलेक्ट्रिक क्षेत्रों, आयनों के सक्रिय परिवहन द्वारा उत्पन्न, कई जैविक प्रणालियों में मौजूद हैं और अक्सर ऊतकों और अंगों में महत्वपूर्ण कार्यों की सेवा. उदाहरण के लिए, वे घाव भरने के दौरान सेल प्रवास के निर्देशन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं. यहाँ हम निर्माण और बाह्य बिजली की धाराओं को मापने के लिए ultrasensitive हिल जांच के उपयोग का वर्णन. जांच एक अछूता, एक छोटे से प्लैटिनम काले (30-35 सुक्ष्ममापी) टिप है, जो शारीरिक खारा में μA / 2 सेमी रेंज में ईओण धाराओं का पता लगा सकते हैं के साथ धातु के तार तेज है. जांच के बारे में 200 हर्ट्ज पर एक piezoelectric शराबी द्वारा स्फूर्त है. एक ईओण का वर्तमान की उपस्थिति में, जांच अपने आंदोलन के चरम सीमाओं के बीच एक वोल्टेज अंतर का पता लगाता है. बाहरी शोर बाहर कंपन की जांच की आवृत्ति पर बंद करके प्रवर्धक फिल्टर एक ताला. डेटा को कंप्यूटर पर दर्ज किया गया है. जांच और उचित खारा में प्रयोगों के शुरू और अंत में calibrated है, जो बिल्कुल μA / 2 सेमी 1.5 के एक मौजूदा लागू होता है एक कक्ष का उपयोग कर. हम वर्णन कैसे जांच करने के लिए, सिस्टम सेट और जांचना. हम भी कॉर्निया माप की तकनीक का प्रदर्शन, और विभिन्न नमूनों (कॉर्निया, मस्तिष्क, त्वचा) से कुछ प्रतिनिधि के परिणाम दिखाने के.

Protocol: Bioelectric वर्तमान हिल जांच के साथ मापन

1. जांच निर्माण

खाली जांच विश्व प्रेसिजन उपकरण से खरीद रहे हैं (elgiloy / स्टेनलेस parylene लेपित microelectrodes) (नीचे 'विशिष्ट अभिकर्मकों और उपकरणों की टेबल' देख). जांच टिप के पीछे 25-30 मिमी काट रहा है और के बारे में कटौती के अंत में 5 मिमी parylene इन्सुलेशन के एक स्केलपेल (# 11 ब्लेड) के साथ दूर scraped एक अच्छे संबंध सुनिश्चित करने. जांच एक सोने R30 संबंधक का उपयोग कर विद्युत प्रवाहकीय चांदी लोड epoxy (जैसे संस्कार SL65 लोक) [* नीचे ध्यान दें देख] में मुहिम शुरू की है. जांच रात कमरे के तापमान पर संग्रहीत किया जाता है कठोर epoxy की अनुमति है. अगला, तो सोने और प्लैटिनम के साथ जांच टिप चढ़ाया हुआ है, नैनो amp एक बिजली की आपूर्ति का उपयोग कर. जांच टिप एसीटोन में rinsed है और नैनो amp एक शक्ति स्रोत के नकारात्मक उत्पादन से जुड़ा है. जांच टिप विदारक माइक्रोस्कोप (X40) के अंतर्गत देखा जा सकता है और सोना चढ़ाना समाधान (पोटेशियम (0.2% w / v (CN) Kau 2 आसुत जल में (DH 2 हे)) dicyanoaurate संदर्भ सकारात्मक जुड़े तार. में पहली बार रखा उत्पादन और समाधान में रखा सर्किट पूर्ण 5 के एक मौजूदा NA 5 मिनट है, तो 20 NA की वृद्धि हुई है जब तक टिप के बारे में आधा वांछित अंतिम आकार (के बारे में 10-15 सुक्ष्ममापी) है के लिए लागू किया जाता है. जांच टिप DH में rinsed है. 2 हे और फिर platinizing (chloroplatinic एसिड हाइड्रेट, 1% w / ध् H2PtCl6 * 6 2 हे) समाधान में रखा प्लस (द्वितीय) के नेतृत्व एसीटेट trihydrate (0.1% w / v (2 CH3CO) 2 DH में पंजाब 2 * 3H 2 हे ) हे 250 के एक मौजूदा NA 5 मिनट के लिए लागू किया जाता है, तो 500 NA की वृद्धि हुई है जब तक टिप वांछित अंतिम आकार के बारे में 80% है वर्तमान μA 1 की वृद्धि हुई है और अंतिम टिप व्यास तक 1 सेकंड फटने में लागू है. दुकान (30-35 सुक्ष्ममापी के बारे में) प्राप्त अंत में, टिप DH 2 ओ जांच में rinsed है. कमरे के तापमान पर अनिश्चित काल के किया जा सकता है यदि जांच क्षतिग्रस्त हो रहे हैं, सोने R30 कनेक्टर्स फिर से इस्तेमाल किया जा सकता है.

[* नोट: कुछ जांच सिस्टम जांच एम्पलीफायर को सीधे जुड़े बढ़ते संकेत ले. अन्य प्रणालियों एक अलग बढ़ते बिंदु और संकेत संबंधक है. उत्तरार्द्ध मामले में, एक अंत में एक R30 संबंधक के साथ एक छोटी तार (2-3 सेमी) पहले R30 संबंधक soldered है से पहले जांच बढ़ते (चित्रा 2A देखें).]

2. जांच सिस्टम

जांच एक piezo बिजली शराबी से जुड़ा हुआ है एक 3 - आयामी सूक्ष्म positioner (चित्रा 1) पर घुड़सवार. जांच कंपन हिल जांच बिजली की आपूर्ति जो भी कंपन आयाम और आवृत्ति के समायोजन की अनुमति देता है के द्वारा नियंत्रित है. जांच बिजली की आपूर्ति के लिए एक संदर्भ संकेत भेजता है ताला में एम्पलीफायर, जो भी कंपन आवृत्ति और चरण कोण प्रदर्शित करता है. यह भी तो एक जांच कंपन की एक त्वरित दृश्य संदर्भ है एक आस्टसीलस्कप कनेक्ट करने के लिए उपयोगी है. जांच से संकेत प्रवर्धक में लॉक करने के लिए चला जाता है. जांच और नमूना मापा जा फाइबर ऑप्टिक रोशनी के साथ एक विदारक माइक्रोस्कोप (X40 x6 बढ़ाई) के साथ देखा जा सकता है. अंशांकन और नमूना मापन के दौरान, एक संदर्भ और एक जमीन तार (पृथ्वी) समाधान में (चित्रा 2B देखें) चाहिए. प्रवर्धक एक एनालॉग डिजिटल इंटरफेस (आई / ओ) के माध्यम से एक कंप्यूटर से जुड़ा है. डेटा स्ट्रेथक्लाइड इलैक्ट्रोफिजियोलॉजी सॉफ्टवेयर पूरे सेल कार्यक्रम (WinWCP) का उपयोग कर दर्ज की गई है.

लॉक - इन प्रवर्धक सेटिंग्स: संवेदनशीलता [200 μV], गतिशील संकल्प [सामान्य], ऑफसेट [पर], विस्तार [x1], समय लगातार: पूर्व [10 एस], पोस्ट [0.1 एस] यदि एक तेजी से प्रतिक्रिया की आवश्यकता है, पूर्व लगातार समय 3 s को कम किया जा सकता है ऑफसेट नियंत्रण जांच ट्रेस करने के लिए स्क्रीन के केन्द्र के निकट लाने के लिए प्रयोग किया जाता है. यदि बड़े प्रतिक्रिया की उम्मीद कर रहे हैं, ट्रेस ले जाया जा सकता है या नीचे.

WCP सॉफ्टवेयर सेटिंग्स: कीर्तिमान अवध्ि [204.8 एस], चैनल प्रति नमूने [1024], नमूनाकरण अंतराल [0.2 एस], वोल्ट रेंज [+ / - 0.2 वी] यदि बड़ी धाराओं प्रत्याशित हैं, वी 1 या 5 वोल्ट रेंज बढ़ाया जा सकता है वी.

3. जांच सेटिंग्स

नई जांच करने के लिए परीक्षण किया है और उनके अद्वितीय आवृत्ति और चरण कोण निर्धारित है. नया जांच अंशांकन शारीरिक खारा (चित्रा 2B) युक्त कक्ष में रखा गया है. बिजली की आपूर्ति चालू है और आवृत्ति को बदल दिया अधिकतम कंपन तक मनाया जाता है. इस जांच के गुंजयमान आवृत्ति है. इस आवृत्ति में जांच का प्रयोग अस्थिरता का कारण और रिकॉर्डिंग में शोर का उत्पादन कर सकते हैं, इसलिए जांच 'डी' देखते जांच का काम आवृत्ति (आम तौर पर 150-200 हर्ट्ज) देने के लिए 10 हर्ट्ज subtracting द्वारा. कंपन आयाम निकाला जाता है ताकि जांच कंपन दूरी टिप व्यास के रूप में एक ही है, ताकि देखा जब जांच जांच टिप के 'डबल' छवि स्फूर्त है (चित्रा 2B देखें). चरण कोण को निर्धारित करने के लिए, जांच अंशांकन कक्ष में खारा में रखा गया है और 1.5 μA / 2 सेमी बार बार लागू की एक वर्तमान. चरण कोण प्रवर्धक में ताला पर निकाला जाता है जब तक वहाँ कोई जवाब नहीं है. जोड़ना या घटाकर इस के लिए 90 °कोण अधिकतम प्रतिक्रिया देता है, और इस जांच का काम चरण कोण के कोण है. प्रत्येक जांच के लिए आवृत्ति और चरण कोण भविष्य में उपयोग के लिए उल्लेख किया है. एक प्रयोग के दौरान, यह महत्वपूर्ण है कि आवृत्ति, आयाम और चरण कोण के इन सेटिंग्स नहीं बदल रहे हैं, के रूप में यह जांच की प्रतिक्रिया बदल जाएगा. सुविधा के लिए, जब वर्तमान बह रहा है दक्षिण के लिए उत्तर 'रिकॉर्डिंग का पता लगाने में एक उर्ध्व विक्षेपन (यहाँ' शिखर 'करार दिया है) का उत्पादन, और वर्तमान बह' उत्तर - दक्षिण 'नीचे विक्षेपन दिखाने चाहिए चाहिए ( चित्रा 3A देखें). यदि यह गलत तरीका है, तो चरण कोण 180 ° जोड़ने प्रतिक्रियाओं दौर flipping द्वारा ठीक कर देंगे. जांच के समारोह के पीछे सिद्धांत, अंशांकन, आदि पर विस्तृत जानकारी के लिए देखें रीड एट अल 1 .

अंशांकन: जांच के एक 'मानकीकृत' बिल्कुल μA / 2 सेमी, एक अंशांकन कक्ष में जांच के लिए लागू 1.5 के वर्तमान जवाब, नमूने में वर्तमान गणना (चित्र 2B, 3A देखें) का प्रयोग किया जाता है. पहले नमूना माप, जांच उचित समाधान है, जैसे + कॉर्निया के लिए कृत्रिम फाड़ समाधान बीएसएस में calibrated है. दक्षिण - उत्तर और उत्तर - दक्षिण, एक ऊपर और एक नीचे विक्षेपन उत्पादन, क्रमशः, जावक और आवक धाराओं के बराबर नमूने के उन्मुखीकरण के आधार पर: वर्तमान दो दिशाओं में लागू किया जाता है. जांच ट्रेस एक स्थिर आधारभूत और कम शोर (अंजीर की तुलना 3A और 3B.) होना चाहिए. जांच प्रयुक्त समाधान में प्रयोग osmolality वाष्पीकरण के कारण परिवर्तन के लिए क्षतिपूर्ति के अंत में calibrated है. जब डेटा का विश्लेषण, प्रयोग की पहली छमाही से माप अंत अंशांकन का उपयोग कर की गणना दूसरी छमाही से शुरू अंशांकन मूल्यों, और माप का उपयोग कर परिकलित किया जा सकता है.

नमूना मापन: एक कक्ष के लिए नमूना पकड़ और स्थिर करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है. उदाहरण के लिए, चित्रा 3C तार loops के साथ पेट्री डिश के लिए कॉर्निया माप के लिए आँखें पकड़ से पता चलता है. पकवान युक्त शारीरिक खारा विदारक खुर्दबीन और देखने के क्षेत्र में ध्यान में रखा नमूना पर ब्याज के क्षेत्र के अंतर्गत रखा है. जांच तो समाधान और नमूना सतह और भी ध्यान में केंद्रित समानांतर में रखा जाता है तो यह मापा जा नमूना पर बिंदु के रूप में एक ही स्तर पर है. जांच के रूप में अब तक ले जाया जाता है के रूप में सुविधाजनक है (उदाहरण के 1-2 सेमी) नमूना से दूर, कंपन पर दिया (और कंप्यूटर सॉफ्टवेयर रिकॉर्ड करने के लिए सेट) के लिए एक स्थिर आधारभूत (क्षैतिज) (देखें चित्र -4 ए) की स्थापना. जांच तो मापने स्थिति में ले जाया जाता है, सतह से 50 सुक्ष्ममापी के बारे में. जब नया मान ('शिखर') स्थिर है, जांच संदर्भ की स्थिति को वापस ले जाया जाता है और ट्रेस आधारभूत रिटर्न. यह नियमित रूप से समय बिंदुओं पर दोहराया जा सकता है timelapse डेटा का उत्पादन करने के लिए, या नमूना ले जाया गया है / थोड़ा घुमाया और विभिन्न पदों पर दोहराया स्थानिक वर्तमान मानचित्रण डेटा उपज (देखें चित्रा 4B, 5B).

डेटा विश्लेषण डेटा WinWCP (चित्रा 5A देखें) का उपयोग विश्लेषण कर रहे हैं. क्षैतिज लाल 'शून्य' रेखा से ऊपर ले जाया जाता है या नीचे तो यह ट्रेस आधारभूत पहले मापने के चोटी के समानांतर है. ऊर्ध्वाधर हरी मापने लाइन ट्रेस आधारभूत पार ले जाया जाता है. हरे रंग में हरे रंग की लाइन के नीचे पढ़ने उत्पादन शून्य (0.००,०१२ जैसे) के लिए करीब होना चाहिए. यह संख्या बिंदु जहां लाल और हरे रंग की लाइनों को पार, और नीले रंग का पता लगाने के बीच differnce पता चलता है. लाल रेखा तो ले जाया जाता है जब तक यह चोटी के ऊपर के साथ समानांतर है. हरी उत्पादन पढ़ने mV में चोटी के आकार है. सभी माप चोटियों, और अंशांकन डेटा के लिए डेटा, कोई Microsoft Excel स्प्रेडशीट टेम्पलेट (देखें तालिका 1) में डाल रहे हैं. तारीख, जांच संख्या, वोल्टेज रेंज (VR) समाधान का इस्तेमाल किया, पदों को मापने, समय अंक, आदि जैसे प्रासंगिक जानकारी भी स्प्रेडशीट में डाला जा सकता है. वर्तमान दिशा में (या नमूना के बाहर: 'मैं / ओ') का उल्लेख किया, है और आवक धाराओं भी 'शिखर' स्तंभ में एक ऋणात्मक मान दिया जाता है. वर्तमान = चोटी * (1.5/calibration) जहां 1.5 μA / 2 सेमी में लागू वर्तमान अंशांकन में है: दाएँ हाथ के कॉलम में मौजूदा सूत्र का उपयोग कर की गणना है. इस प्रकार: 'unw1' = * 12.45 (1.5/56.12) = 0.३३२७६९०७ μA / 2 सेमी.

4. सफलता के लिए गोपनीयता

सभी इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी में के रूप में, महत्वपूर्ण उपकरणों की उचित ग्राउंडिंग (ग्राउंडिंग) शोर को समाप्त करने में मदद करता है. इस प्रकार, कम से कम सूक्ष्म positioner और माइक्रोस्कोप के हवाई जहाज़ के पहिये, earthed होना चाहिए और शायद भी प्रकाश स्रोत (चित्रा 1 देखें). उपयोगकर्ता भी स्थैतिक बिजली का एक स्रोत हो सकता है, कर सकते हैं ताकि एक कलाई बैंड के माध्यम से ग्राउंडिंग कुछ मामलों में जांच की अस्थिरता को रोका जा सकता है, लेकिन हमेशा जरूरी नहीं है. एक फैराडे पिंजरे आवश्यक नहीं है, ताला के रूप में सभी (जैसे 60Hz पावर ग्रिड से) आवृत्ति से अलग आवृत्तियों बाहर फिल्टर प्रवर्धक जांच में हिल जाता है. एक कंपन अलगाव तालिका उपयोगी है, लेकिन जरूरी नहीं है. एक ठोस, स्थिर पीठ या तालिका बस के रूप में अच्छी तरह से काम करता है. इसके अलावा बुनियादी सेएक्सेल स्प्रेडशीट में जानकारी (ऊपर देखें) एक प्रयोगशाला पुस्तक तापमान में परिवर्तन, दवा परिवर्धन, आदि के रूप में अतिरिक्त उपयोगी जानकारी रिकॉर्ड करने के लिए उपयोगी है यदि तस्वीरों नीचे खुर्दबीन ले रहे हैं, तो बढ़ाई ध्यान दें. प्रासंगिक यदि, यह भी उपयोगी है नमूना स्थिति और / या जांच माप के उन्मुखीकरण दिखा (चित्रा 6 को देखें) (ओं) का एक संक्षिप्त वर्णन आकर्षित.

चुनौती कदम

  1. बनाने जांच: जांच और R30 संबंधक के बीच एक अच्छा विद्युत कनेक्शन होना चाहिए. यदि विद्युत मंच पर कुछ भी नहीं होता है, तो यह शायद कारण है.
  2. अंशांकन: नमूना आप को मापने हो जाएगा के लिए उपयुक्त खारा या संस्कृति के माध्यम का उपयोग करें. क्या पर या नहीं अंशांकन चैम्बर के तहत भरने के लिए के रूप में इस प्रतिक्रिया को बदल सकते हैं. तरल की सतह कक्ष के शीर्ष भर में फ्लैट होना चाहिए.
  3. नमूना माप: अग्रिम योजना, जैसे आप एक विशेष / नमूना पकड़ माउंट (चित्र 3C देखें) चैम्बर बनाने की जरूरत है? जब एक नमूना से मापने, जांच लंबे अक्ष नमूना की सतह के समानांतर के साथ केंद्रित हो, ताकि कंपन की जांच की दिशा (और इस प्रकार वर्तमान मापा जा दिशा) सतह नमूना है (उदाहरण के लिए सीधा है चाहिए, 4B चित्रा देखें ). नमूना और / या माप के लिए विभिन्न पदों पर घुमाया ले जाया जा सकता है. यह जांच और नमूना की सतह के बीच एक लगातार दूरी बनाए रखना महत्वपूर्ण है जब मापने है. मापा वर्तमान नमूना की सतह से दूरी के लिए आनुपातिक है, के रूप में जांच नमूना की सतह, व्युत्क्रम वर्ग कानून द्वारा वर्तमान बूंदों से दूर ले जाता है. यही है, जब एक नमूना की सतह पर उत्पन्न वर्तमान को मापने, पता चला वर्तमान inversely सतह से दूरी के वर्ग के समानुपाती है. एक ऐपिस graticule जांच और नमूना की सतह के बीच की दूरी का न्याय करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

समस्या निवारण

  • समस्या: अंशांकन पर कोई जवाब नहीं. समाधान: चेक खारा दोनों इलेक्ट्रोड से संपर्क है. लगातार चालू अंशशोधक में बैटरी की जाँच करें.
  • समस्या: छोटे प्रतिक्रिया. समाधान: DH 2 हे और / या एसीटोन साफ जांच. चरण कोण की जाँच करें.
  • समस्या: शोर या अस्थिर आधारभूत (चित्रा 3B देखें). समाधान: जाँच करें ग्राउंडिंग तारों.
  • समस्या: ट्रेस स्क्रीन बंद कूदता है. समाधान: जांच टिप नमूना को छूने के लिए अनुमति नहीं है.

5. प्रतिनिधि परिणाम

चित्रा 3A एक अंशांकन ट्रेस का एक अच्छा उदाहरण से पता चलता है. नोट स्थिर आधारभूत (क्षैतिज), कम शोर और बड़े प्रतिक्रिया. एक तुलना के रूप में, चित्रा 3B अस्थिर आधारभूत के साथ एक शोर ट्रेस दिखाता है. एक माउस कॉर्निया घाव पर विभिन्न पदों पर वर्तमान माप 4B चित्रा में दिखाए जाते हैं. शीर्ष पैनल जांच पदों से पता चलता है, मध्यम पैनल जांच के रूप में कंप्यूटर पर दर्ज निशान से पता चलता है और कम पैनल विभिन्न पदों पर धाराओं के एक ग्राफ है, वर्तमान घाव का एक प्रोफ़ाइल दिखा. चित्रा 5B एक माउस त्वचा नियमित समय अंतराल पर बने घाव घाव वर्तमान समय कोर्स पर डेटा के उत्पादन पर माप से पता चलता है.

चित्रा 1
चित्रा 1 जांच सिस्टम हिल.. विस्तृत विवरण के लिए पाठ देखें. ब्लू पाठ तारों को जोड़ने के समारोह का वर्णन करता है. ग्रीन प्रतीकों ग्राउंडिंग अंक दिखा.

चित्रा 2
चित्रा 2 ए. जांच बढ़ते. जांच चांदी लोड पहले electroporating epoxy, के साथ एक सोने R30 संबंधक में सरेस से जोड़ा हुआ है. कुछ सिस्टम में, एक छोटी करने के लिए संकेत ले जाने के तार के साथ एक दूसरे संबंधक पर soldered है. स्केल पट्टी 3 मिमी. प्लैटिनम गेंद पैमाने पर नहीं है. बी जांच अंशांकन. लगातार चालू अंशशोधक (बाएं) 1.5 μA / जांच करने के लिए 2 सेमी अंशांकन कक्ष में (दाएं) के एक मौजूदा लागू होता है. बाएँ निचले: एक जांच के निकट अप. जब जांच स्फूर्त है (कम सही), आयाम निकाला जाता है ताकि टिप के एक डबल छवि में देखा जाता है. स्केल बार 100 सुक्ष्ममापी.

चित्रा 3
चित्रा 3 ए. जांच अंशांकन ट्रेस. स्थिर आधारभूत, कम शोर और बड़े प्रतिक्रिया के साथ एक अच्छा जांच अंशांकन ट्रेस, का उदाहरण है. वर्तमान बह दक्षिण उत्तर एक उर्ध्व विक्षेपन देता है, और बह वर्तमान उत्तर - दक्षिण एक नीचे विक्षेपन का उत्पादन. एक अस्थिर, शोर जांच ट्रेस बी. सी. चेम्बर्स बढ़ते (बाएं) माउस या चूहा (दाएं) कॉर्निया माप के लिए आंखों के लिए बनाया है. स्केल 5mm पट्टी.

चित्रा 4
चित्रा 4 माप उदाहरण सिद्ध है. ए एक स्थिर आधारभूत संदर्भ नमूना से 1-2 की स्थिति में जांच के साथ स्थापित है. जब जांच नमूने के पास मापने स्थिति के लिए ले जाया जाता है, यह एक का पता लगाता हैवर्तमान और ट्रेस ऊपर की तरफ deflects (जावक वर्तमान). एक माउस कॉर्निया भर में विभिन्न पदों पर बी माप होगा. जांच की सतह के लिए केंद्रित समानांतर है, इसलिए, कंपन सीधा है. ऊपर की ओर चोटियों जावक धाराओं दिखा. अधिकतम वर्तमान घाव किनारों पर देखा है पदों (बी एंड एफ). जांच के योजनाबद्ध स्थिति एफ (सही घाव बढ़त) को मापने पर दिखाया गया है. स्केल बार 300 सुक्ष्ममापी.

चित्रा 5
चित्रा 5 ए. जांच के निशान का विश्लेषण. ऊपरी पैनल: लाल शून्य रेखा से ऊपर ले जाया जाता है या नीचे तो यह ट्रेस आधारभूत के साथ समानांतर है, तो हरी मापने लाइन आधारभूत भर में ले जाया जाता है तो हरे रंग में उत्पादन में पढ़ने शून्य (०.०००१२) के करीब है. लोअर पैनल: लाल रेखा तब तक ले जाया जाता है जब तक यह ट्रेस चोटी के शीर्ष के साथ समानांतर है, और उत्पादन पढ़ने mV में चोटी पर (12.45) के आकार देता है. वर्तमान इस अंशांकन डेटा का उपयोग (देखें तालिका 1) से परिकलित किया जाता है. बी माउस त्वचा timelapse डेटा घाव. लोग घायल हो गए पहले वर्तमान शून्य समय (लाल प्रतीक) में दिखाया गया है. माप लोग घायल हो गए के बाद नियमित रूप से timepoints पर एक माउस त्वचा घाव पर एक ही स्थान पर किए गए थे. बाद प्रारंभिक क्षणिक आवक धाराओं (शून्य से नीचे), वर्तमान उलट और जावक धाराओं (सकारात्मक) धीरे गुलाब और plateaued.

चित्रा 6
चित्रा 6 लैब-किताब नमूने जांच दिखा पदों को मापने. ए चूहा मस्तिष्क, लाल डॉट्स पदों और जांच प्रतीकों को मापने दिखाने जांच के उन्मुखीकरण को दिखाते हैं. बी चूहा कॉर्निया घाव, लाल डॉट्स मापने पदों को दिखाने के लिए और तीर वर्तमान मापा की दिशा दिखाने के.

तालिका 1
तालिका 1 जांच आंकड़ा भंडारण और बढ़ाता करने के लिए एक्सेल स्प्रेडशीट के उदाहरण. pN2_cal1 = अंशांकन शुरू; कैलोरी + और कैलोरी = mV में अंशांकन मूल्यों, वी.आर. = वोल्टेज रेंज, शिखर = mV में नमूना माप, आई / ओ = वर्तमान के प्रवाह (में या नमूना के बाहर).

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Discussion: Bioelectric वर्तमान हिल जांच के साथ मापन

हम एक कम लागत, बुनियादी, लेकिन अत्यधिक संवेदनशील हिल जैविक प्रणालियों की एक किस्म में गैर invasively विद्युत प्रवाह को मापने के लिए जांच प्रणाली का वर्णन.

संभावित संशोधन

  1. यदि / प्लैटिनम iridium इलेक्ट्रोड (विश्व परिशुद्धता उपकरण, बिल्ली PTM23B20 #) स्टेनलेस स्टील के बजाय प्रयोग किया जाता है, तो सोना चढ़ाना चरण समाप्त किया जा सकता है.

अनुप्रयोगों

हम हिल जांच का इस्तेमाल किया है में बिजली के वर्तमान उपाय चूहा: 2 कॉर्निया, चूहे लेंस 3,4, माउस 5 त्वचा, Xenopus मेढक का डिंभकीट 6, मानव त्वचा 7, मानव कॉर्निया 8; Zebrafish भ्रूण 1, 1 Dictyostelium चूहा, एक मस्तिष्क. हिल जांच पहले Jaffe और Nuccitelli 9 द्वारा वर्णित किया गया था. एक कंप्यूटर नियंत्रित जांच है जो दो आयामों में वर्तमान उपाय भी 10 में वर्णित किया गया है. प्रासंगिक दिलचस्प की समीक्षा भी 11-13 शामिल हैं.

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Disclosures: Bioelectric वर्तमान हिल जांच के साथ मापन

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgements: Bioelectric वर्तमान हिल जांच के साथ मापन

हम प्रोफेसर रिचर्ड Borgens, पक्षाघात अनुसंधान, पर्ड्यू विश्वविद्यालय, के लिए हिल जांच प्रणाली कोडांतरण में मदद के लिए केंद्र के लिए आभारी हैं. इस अध्ययन MZ और बीआर Nei अनुदान NIH 1R01EY019101 द्वारा समर्थित था, और कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ पुनर्योजी RB1 01,417 चिकित्सा, NSF MCB 0,951,199 से अनुदान द्वारा और रोकें दृष्टिहीनता, UC डेविस नेत्र विज्ञान अनुसंधान से एक अप्रतिबंधित अनुदान द्वारा भाग में.

Materials: Bioelectric वर्तमान हिल जांच के साथ मापन

Name Company Catalog Number Comments
Eligoy-Stainless Electrode World Precision Instruments, Inc. SSM33A70 76 mm, 7 MΩ, 1-2μm tip
Gold R30 connector www.vectorelect.com R30 Re-usable
Silver-loaded epoxy 3M SL65 Mix 1-part Resin with 1-part Hardener
Dissecting microscope Olympus Corporation SZ40 Magnification x6 to x40
Potassium dicyanoaurate (KAu(CN)2) Sigma-Aldrich 379867 CAUTION: Toxic
Chloroplatinic acid hydrate (H2PtCl6 x 6H2O) Sigma-Aldrich 520896 CAUTION: Toxic
Lead(II) acetate trihydrate (Pb(CH3CO2)2 x 3H2O) Sigma-Aldrich 185191 CAUTION: Toxic
Nano-Amp power source Home made - Powered by six 1.5 V (AAA) batteries
3-dimensional micro-positioner Line Tool Co. Model H
Lock-in amplifier Stanford Research Systems SR530
Digital I/O interface National Instruments PCI-6220
Shielded Connector Block with BNC connections National Instruments BNC-2110
Strathclyde Electrophysiology Software University of Strathclyde Institute of Pharmacy and Biomedical Sciences, UK WinWCP V4.1.5 Free download from: http://spider.science.strath.ac.uk/sipbs/software_ses.htm
Calibration Chamber Home made
Constant Current Calibrator Vibrating Probe Company Powered by one 9 V (PP3) battery

References: Bioelectric वर्तमान हिल जांच के साथ मापन

  1. Reid, B., Nuccitelli, R. & Zhao, M. Non-invasive measurement of bioelectric currents with a vibrating probe. Nat. Protoc. 2(3), 661-9282, (2007).
  2. Reid, B., Song, B., McCaig, C.D. & Zhao, M. Wound healing in rat cornea: the role of electric currents. FASEB J. 19(3): 379-86, (2005).
  3. Lois, N., Reid, B., Song, B., Zhao, M., Forrester, J.V. & McCaig C.D. Electric currents and lens regeneration in the rat. Exp. Eye Res. 90: 316-323, (2010).
  4. Wang, E., Reid, B., Lois, N., Forrester, J.V., McCaig, C.D. & Zhao, M. Electrical inhibition of lens epithelial cell proliferation: an additional factor in secondary cataract? FASEB J. 19(7): 842-4, (2005).
  5. Guo, A., Song, B., Reid, B., Gu, Y., Forrester, J.V., Jahoda, C. & Zhao, M. Effects of physiological electric fields on migration of human dermal fibroblasts. J. Invest. Derm. (2010).
  6. Reid, B., Song, B. & Zhao, M. Electric currents in Xenopus tadpole tail regeneration. Dev. Biol. 335(1): 198-207, (2009).
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1 Comment

nice set-up! i dont see the the piezo-electric bender in the materials list -am i missing something?

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Posted by: MikeOctober 25, 2011, 2:36 PM

Hi Mike,
Sorry for the delayed response. The two bender units I have used were made in-house, i.e. piezo bender plates (e.g.from http://www.piezo.com/prodbm0nav.html) were mounted in an aluminium holder, with appropriate connector for the vibrating probe glued on. See also: Reid et al. Nature Protocols. 2007;2(3):661-9.
Brian.

1.1

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Posted by: Brian ReidNovember 15, 2011, 3:47 PM

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