مقالة منهجية

مراقبة البصرية من الخلايا الحية النشاط الكهربائي من قبل مترافق البوليمرات

DOI:

10.3791/53494

⸱

يناير 28, 2016

 ,  ,  ,  , 
1Center for Nano Science and Technology @PoliMi, Istituto Italiano di Tecnologia, 2Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم وصف طريقة لتحفيز النشاط الكهربائي لمزارع الخلايا في المختبر بالضوء المرئي ، بناء على استخدام البوليمرات العضوية شبه الموصلة.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
تمثل الواجهات الهجينة < p class = 'jove_content'> أداة جديدة للتطبيقات المختبرية وفي الجسم الحي. على وجه الخصوص ، تعرض البوليمرات المترافقة العديد من الخصائص المثلى كركائز للأنظمة البيولوجية ، مثل التوافق الحيوي الجيد ، والخصائص الميكانيكية الممتازة ، وتكنولوجيا المعالجة الرخيصة والسهلة ، وإمكانية الترسيب على ركائز خفيفة ورقيقة ومرنة. تم استخدام هذه المواد للواجهات الخلوية مثل المجسات العصبية والترانزستورات للإثارة وتسجيل النشاط العصبي وأجهزة الاستشعار الحيوية والمشغلات لإطلاق الأدوية. أظهرت التجارب الحديثة أيضا إمكانية استخدام البوليمرات المترافقة للتعديل البصري بالكامل للنشاط الكهربائي للخلايا. تم الإبلاغ عن العديد من حالات الدراسة في المختبر ، بما في ذلك الشبكات العصبية الأولية والخلايا النجمية وخلايا الخط الثانوية. علاوة على ذلك ، فقد ثبت أن نقل صور الإشارة بوساطة البوليمرات العضوية يعيد حساسية الضوء في شبكية العين المتدهورة ، مما يشير إلى أنه يمكن استخدام هذه الأجهزة للطرف الاصطناعي للشبكية الاصطناعية في المستقبل. بشكل عام ، تمثل البوليمرات المترافقة الحساسة للضوء نهجا جديدا للتعديل البصري للنشاط الخلوي.

في هذا العمل ، يتم وصف جميع الخطوات المطلوبة لتصنيع واجهة بوليمر حيوي للإثارة البصرية للخلايا الحية. تتمثل وظيفة الواجهة النشطة في تحويل المنبه الضوئي إلى تعديل لإمكانات غشاء الخلية. كحالة دراسية ، مفيدة للدراسات المختبرية ، يتم استخدام غشاء رقيق من البولي ثيوفين كطبقة وظيفية ممتصة للضوء ، ويتم استخدام خلايا الكلى الجنينية البشرية (HEK-293) كمكون بيولوجي للواجهة. يتم توفير أمثلة عملية للتحكم الناجح في إمكانات غشاء الخلية عند التحفيز بنبضات ضوئية مختلفة المدة. على وجه الخصوص ، يتضح أنه يمكن تحقيق تأثيرات إزالة الاستقطاب وفرط الاستقطاب على غشاء الخلية اعتمادا على مدة حافز الضوء. البروتوكول المبلغ عنه ذو صلاحية عامة ويمكن تمديده مباشرة ليشمل مستحضرات بيولوجية أخرى.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

إمكانية للتلاعب في النشاط الخلوي مع القرار المكانية والزمانية الدقيق تمثل استراتيجية رئيسية في البحث العلمي العصبي وعلاج الاضطرابات العصبية والنفسية. وتستند 1 الأساليب التقليدية على التحفيز الكهربائي للخلايا باستخدام أقطاب المتمركزة في القرب أو في اتصال مع النظام المستهدف، (2) الذي يمكن أن يكون من تعقيد مختلفة (وحيدة الخلية، الشبكة الخلوية، شرائح الدماغ، في الجسم الحي أنسجة المخ). خلال القرن الماضي، وقد وفرت استخدام التصحيح، المشبك، والمعادن وأقطاب متكاملة الركيزة صورة مفصلة عن علم وظائف الأعضاء والفيزيولوجيا المرضية من الخلايا العصبية واحدة وآليات عمل الشبكات العصبية. ومع ذلك، التحفيز الكهربائي يعاني من القيود الهامة. يرتبط أول من القرار المكانية الفقراء عموما بسبب الأبعاد المادية من الأقطاب الكهربائية والهندسة بهم ثابتة، والتي لا يمكن تكييفه بسهولةنظم نظم معقدة مثل الأنسجة البيولوجية. أيضا، المشاكل المتصلة مقاومة الأقطاب وعبر الحديث بين نظم التحفيز وتسجيل قد تتدهور نسبة النهائية للقياسات إشارة إلى الضوضاء. 3 ومن ناحية أخرى، فإن استخدام الضوء لتحفيز يمكن أن يساعد على التغلب على الكثير من القيود من نهج الكهربائية. أولا وقبل كل شيء، فإنه يوفر المكاني لم يسبق لها مثيل (<1 ميكرون)، والقرار الزماني (<1 ميللي ثانية)، مما يجعل من الممكن لاستهداف أنواع معينة من الخلايا أو حتى حجرات خلية فرعية. وبالإضافة إلى ذلك فمن غاية غير الغازية لأنه يتجنب أي اتصال جسدي مع الأنسجة من الاهتمام والتحفيز disentangles من التسجيل. وعلاوة على ذلك، سواء شدة الضوء والطول الموجي يمكن أن تنظم بدقة وبروتوكولات التحفيز بالتالي المتنوعة يمكن تطبيقها. 3،4

ومع ذلك، فإن الغالبية العظمى من الخلايا الحيوانية لا تقدم أي حساسية معينة للضوء. عدة استراتيجيات لstimulatio البصريةن وبالتالي تم اقتراح، إما استغلال الوسطاء الجزيئية الحساسة للضوء في مكان قريب أو داخل الخلايا، أو باستخدام جهاز متفاعل وضعها خارجيا، على مقربة من الخلية. تشير الفئة الأولى إلى الآليات الذاتية مثل التحفيز عن طريق مرئية أو الأشعة تحت الحمراء (IR) الضوء، فضلا عن استخدام أي مركبات photoisomerizable / photocleavable أو التعبير الجيني للالمحركات الجزيئية للضوء (optogenetics). وتشمل الفئة الأخيرة التقنيات لتحفيز خارجي يتحقق مع استخدام غير العضوية نانو / الجسيمات الدقيقة أو ركائز السيليكون ضوئية. 5 ومع ذلك، كل هذه النظم والجوانب المشرقة وعيوب. على وجه الخصوص، وامتصاص الذاتية للخلايا في المدى المنظور ضعيفة ولا يمكن الاعتماد عليها، والجيل يصاحب ذلك من أنواع الاكسجين التفاعلية قد تكون ضارة إلى الخلية. بشكل عام، يتم استخدام الأشعة تحت الحمراء لإحداث التسخين الحراري المحلية بسبب امتصاص الماء، ولكن معامل انقراض المياه الصغيرة، مما يتطلب الحاديرونغ ضوء الأشعة تحت الحمراء (من عشرات إلى مئات W / مم 2) يصعب تسليم عبر البصريات المجهر القياسية ويمكن أن تشكل مخاوف تتعلق بالسلامة للتطبيقات في الجسم الحي. من ناحية أخرى، مركبات حبس-صور للتحويل لديها إجراءات محدودة الوقت، وغالبا ما تتطلب ضوء الأشعة فوق البنفسجية التي يصعب تسليم نظرا لاختراق الأنسجة محدودة. إضافة إلى أنها تعاني من مشاكل انتشار المركبات تفعيلها على التحلل الضوئي خارج المنطقة المضاءة. وأخيرا، قد سمحت أدوات optogenetic العلماء لاستهداف الفئات السكانية الخلوية محددة ومحصورة الفرعية والناشئة بسرعة باعتبارها واحدة من التكنولوجيات الرئيسية في البحث العلمي العصبي. ومع ذلك، وإدراج شريحة الحمض النووي الخارجية عبر ناقلات فيروسية يثير قضايا هامة تتعلق بالسلامة، لا سيما في ضوء اعتماد على المرضى من البشر. 5،6 لهذه الأسباب، والبحث عن المواد والأجهزة الجديدة قادرة على خلية التلاعب البصري هو موضوع ساخن للغاية.

في الآونة الأخيرة، رواية، وقد اقترح النهج القائم على استخدام البوليمرات مترافق حساسة للضوء، وقادرة على تنبيغ حافزا البصرية بكفاءة في التشكيل من النشاط الكهربائي الخلية. وتحفيز الخلية التي كتبها بوليمر Photoexcitation (CSPP) تقنية تستغل العديد من الميزات تمكين مفتاح نموذجية من أشباه الموصلات العضوية: فهي حساسة في جوهرها إلى النور في المدى المرئي (7)؛ فهي حيويا، لينة ومطابق ومرونتها الميكانيكية يسمح واجهة الحميمة مع النسيج على حد سواء في المختبر والمجراة 10/08. بغض النظر عن ذلك، فإنها يمكن أن functionalized بسهولة إلى التكيف بشكل أفضل مع واجهة مع الخلايا الحية، وتمكين الإثارة محددة، تحقق والاستشعار القدرات. 11،12 وعلاوة على ذلك، فإنها تدعم الإلكترونية وكذلك النقل الأيونية، مما يجعلها مثالية لمزيج البيولوجيا الإعلانية الإلكترونية. 13،14 ومن المثير للاهتمام، وأنها يمكن أن تعمل في وضع الضوئية، وتجنب الحاجة إلى تطبيق التحيز و الخارجية15 أو التحفيز البصري خلية فعالة.

وقد موثوقية تقنية CSPP سابقا تظاهروا في العديد من النظم، بما في ذلك الخلايا العصبية الأولية، 15،16 النجمية، 17 خطوط الخلايا الثانوية 18 والأنسجة الشبكية explanted. 16 في هذا العمل، وجميع الخطوات اللازمة لافتعال حساسة للضوء والحيوية والبوليمر ووصف واجهة 19 لتحفيز البصري نظم في المختبر بالتفصيل. كحالة دراسة، والعضوية مزيج الضوئية نموذج أولي من الإقليم العادية بولي (3-hexylthiophene) (ص ص-P3HT)، يعمل بوصفه المانحة الإلكترون، واستر فينيل-C61-زبدي، حمض الميثيل (PCBM)، بوصفها ويعمل متقبل الإلكترون. كما النظام البيولوجي، وتستخدم الجنينية البشرية الكلى (HEK-293) الخلايا. وأعطى مثالا على بروتوكول ضوئي مع تسجيل النسبي للنشاط الخلايا عن طريق القياسات الكهربية.

منصة وصفغير أنه من صحة العامة، وأنها يمكن أن تمتد بسهولة إلى استخدام البوليمرات مترافق أخرى (عن طريق ضبط عملية الحل إعداد والمعلمات ترسب بشكل صحيح)، وأنواع مختلفة من الخلايا (عن طريق تغيير بشكل صحيح بروتوكول زراعة الخلايا، والطلاء الداخلي والوقت المطلوب لبذر الخلايا وانتشار) والبروتوكولات التحفيز المختلفة (ضوء الطول الموجي والتردد محفزات ومدة وكثافة photoexcitation).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. إعداد متفاعل ركائز

  1. إعداد P3HT: PCBM الحل (1: 1 ث / ث) في الكلوروبنزن بتركيز P3HT من 20 جرام / لتر. مزيج الحل مع محرك مغناطيسي لمدة 4 على الأقل ساعة على 60 درجة مئوية. النظر في حجم 150 ميكرولتر من محلول لكل الركيزة لتكون مستعدة.
  2. نظيفة الشرائح الزجاجية المغلفة ايتو (R ق = 10 Ω / متر مربع، 18x18 مم 2، سمك 170 ميكرون) مع حمامات متتالية من الماء منزوع الأيونات، والأسيتون والأيزوبروبانول في sonicator (10 دقيقة لكل خطوة). تجفيف coverslips بمسدس النيتروجين. وضع العينات في نظافة البلازما في 100 واط لمدة 10 دقيقة.
  3. إيداع طبقة رقيقة من الطبقة النشطة على ركائز تنظيفها عن طريق تدور طلاء.
    1. مع طرف الماس، وقطع شريحة زجاجية المجهر، (سمك ≈ 1 مم) لنفس الأبعاد الجانبية للركائز ITO المغلفة. إزالة P3HT: حل PCBM من موقد واتركها تبرد في درجة حرارة الغرفة.
    2. تعيين سانت اثنينEPS البرنامج تدور المغطي: ط) 30 ثانية في 800 دورة في الدقيقة. ب) 30 ثانية في 1600 دورة في الدقيقة. وضع الشريحة على تشاك لتدور المغطي والبدء في الفراغ لإصلاحه. وضعت قطرة من الأسيتون على الشريحة ثم الركيزة تنظيفها، مع الجانب ITO المغلفة متجهة لأعلى. بدء دوران تدور المغطي للتخلص من الأسيتون الزائد.
    3. وضع 150 ميكرولتر من P3HT: حل PCBM على ركائز والبدء من جديد لتدور المغطي (استخدام نفس البروتوكول هو موضح في 1.3.2).
    4. بعد انتهاء تدور المغطي، وإزالة عينة وفصل بعناية الركيزة المغلفة من شريحة زجاجية. تنظيف الجزء الخلفي من الركيزة مع مسحة غرف الأبحاث مغموسة في الأسيتون.
      ملاحظة: يمكن تخزين ركائز متفاعل لبضعة أيام في مربع الظلام حتى استخدامها. لفترات أطول، والاحتفاظ بها في صندوق قفازات مع غاز خامل.

2. إعداد خلية ثقافة متوسطة والكهربية حلول

  1. إعداد المتوسطة النمو الكامل (CGM) لHEK-293 الخلايا: Dulbecco التعديل النسر المتوسطة (DMEM) تستكمل مع 10٪ مصل بقري جنيني (FBS) لا الحرارة المعطل، 100 U / البنسلين مل و 100 ميكروغرام / مل الستربتومايسين. تعقيم المتوسطة مع نظام 0.2 ميكرون الترشيح وتخزينها في 4 درجات مئوية.
  2. إعداد الحل خارج الخلية في الماء عالى النقاء (تركيزات مم): 135 كلوريد الصوديوم، 5.4 بوكل، 5 HEPES، 10 الجلوكوز، 1.8 CaCl 2، 1 MgCl 2. ضبط درجة الحموضة إلى 7.4 مع هيدروكسيد الصوديوم. تعقيم الحل مع نظام 0.2 ميكرون الترشيح وتخزينها في 4 درجات مئوية.
  3. إعداد الحل داخل الخلايا في الماء عالى النقاء (تركيزات مم): 12 بوكل، 125 K-غلوكونات، 1 MgCl 2، 0.1 CaCl 2، 10 EGTA، 10 HEPES، 10 ATP-نا 2. لاحظ أن ATP-نا 2 حساسة للحرارة وإضافته آخر. ضبط درجة الحموضة إلى 7.4 مع هيدروكسيد الصوديوم. تعقيم الحل مع نظام 0.2 ميكرون الترشيح، وقسامة في 1 مل الأنابيب وتخزينها في -20 ° C.

3. طلاء HEK-293 الخلاياعلى ركائز النشطة

  1. وضع الركيزة متفاعل في كوب زجاجي مغطاة الألومنيوم أو طبق بتري مغلقة ووضعها في الفرن على 120 درجة مئوية لمدة 2 ساعة للتعقيم. من هذه اللحظة فصاعدا، تنفيذ جميع العمليات في ظروف معقمة. وضع العينات في غطاء العقيمة والسماح لهم يبرد.
  2. معطف الركيزة متفاعل مع طبقة التصاق للحد من للا مائية السطحية وتعزيز التصاق الخلية.
    1. وضع ركائز النشطة في طبق بتري P35 أو لوحة 6 multiwell. ونظرا لللا مائية طبقة البوليمر مترافق، وجعل polydimethylsiloxane (PDMS) جيد لإصلاح العينة وحصر الحلول.
      1. مزيج PDMS ومحفز في 10: نسبة 1 بقضيب الزجاج للحصول على الطين اللزج.
      2. صب الطين في لوحة 6 multiwell، الاستغناء مبلغ يكفي لتغطية نصف كل بئر.
      3. انتظر PDMS البلمرة في RT.
      4. قطع PDMS الشفاء في منتصف لobtaining شكل مربع من نفس البعد من العينة البوليمر.
      5. تعقيم الآبار PDMS عن طريق الغمر في 70٪ خليط الماء الإيثانول لمدة 30 دقيقة على الأقل.
    2. في حالة استخدام PDMS جيدا، خدش طبقة متفاعل على طول الحدود من البئر مع ملاقط مدببة، من أجل تجنب انفصال طبقة بأكملها عند إزالة PDMS جيدا بعد زراعة الخلايا.
    3. تغطية كامل سطح كل عينة مع الحل فبرونيكتين (2 ملغم / لتر في PBS). وحدة تخزين بين 500-750 ميكرولتر لكل عينة وعادة ما يكفي إذا كان PDMS كذلك يستخدم (السطحية واضح من البئر: 15x15 مم 2). دون PDMS جيدا، حوالي 2 مل من محلول فبرونيكتين ضرورية لتزج تماما العينة. الانتباه إلى أن الركيزة لا تطفو في حين اضاف الحل. احتضان العينات عند 37 درجة مئوية لمدة 1 ساعة على الأقل.
    4. إزالة الحل فبرونيكتين مع ماصة الزجاج ويغسل مرة واحدة مع 2 مل من برنامج تلفزيوني.
  3. ررأكل HEK-293 الخلايا على العينات المعالجة فبرونيكتين في كثافة 15000 خلية / سم 2 في كامل متوسطة النمو. استخدام حجم 750-1،000 ميكرولتر من CGM لكل عينة إذا كان PDMS كذلك يستخدم، وإلا 2-3 مل من CGM اللازمة. احتضان الخلايا عند 37 درجة مئوية و 5٪ CO 2 لمدة 24-48 ساعة.

4. بروتوكول تحفيز الضوئية والكهربية القياسات

  1. وضع حل خارج الخلية في حمام مائي عند 37 ° C إلى thermalize. ذوبان الجليد الحل داخل الخلايا، ووضعها في حقنة 1 مل مع إبرة قياس 34 والاحتفاظ بها في اتصال مع الثلج لتجنب تدهور ATP.
  2. اتخاذ الركيزة المغلفة خلية من الحاضنة، وإزالة بعناية PDMS جيدا إذا كان موجودا. إزالة المتوسطة النمو مع ماصة الزجاج وشطف العينة مع حل خارج الخلية. المضي قدما ببطء لتجنب انفصال الخلية.
  3. وضع الجهاز في صاحب العينة للمحطة الكهربية مع solutio خارج الخليةن والقطب المرجعية. إعداد بال micropipettes الزجاج جديدة لالتصحيح، المشبك مع مجتذب (مقاومة مثالية في نطاق 2-4 MΩ). ملء نصف ماصة مع الحل داخل الخلايا وتركيبها على micromanipulator.
  4. بحث عن الخلية الصحيحة لرأب الصدع على الجهاز. لتجنب الإثارة غير المرغوب فيها من الركيزة متفاعل، واستخدام الإضاءة الأشعة تحت الحمراء للتصوير، وضع مرشح تمرير الطول الموجي الطويل (على سبيل المثال، خفض الطول الموجي λ = 750 نانومتر يمكن استخدامها للبوليمرات امتصاص في الظاهر) أمام للإضاءة المجهر.
  5. تصحيح الخلية المحددة وتطبيق البروتوكول المطلوب لتحفيز البصري من خلال توفير الضوء على عينة عبر مسار مضان الإثارة المجهر (الشكل 1). وصف مفصل للبروتوكول التصحيح، المشبك يمكن العثور في اشارة 20.
    1. ضع ماصة التصحيح على مقربة من غشاء الخلية مع مناور المصغر. خلال تحديد المواقع، تطبيق overpressurه إلى ماصة من أجل تجنب التصاق الأوساخ على معلومات سرية. يجب أن تكون ماصة بضعة ميكرونات فوق الخلية.
    2. بدء تخفيض ماصة نحو غشاء الخلية في حين تسيطر على المقاومة ماصة على برنامج حاسوبي لمراقبة التصحيح. عندما المقاومة ماصة زاد حوالي 1 MΩ، وإزالة الزائد من ماصة أثناء تطبيق طيف الامتصاص، من أجل تشكيل gigaseal بين ماصة وغشاء الخلية (أي ينبغي أن تزيد المقاومة تقاس بقيمتها أكبر من 1 GΩ) .
    3. تطبيق السلبية المحتملة لماصة على مقربة من خلية المتوقعة المحتملة يستريح (لHEK293 الخلية لإمكانات -40 بالسيارات يمكن استخدامها) للمساعدة في استقرار الختم. تعويض العابرين بالسعة بسبب السعة ماصة مع الأوامر النسبية على مكبر للصوت التصحيح و / أو برنامج حاسوبي لمراقبة التصحيح.
    4. كسر الغشاء للسماح بالوصول الكهربائية إلى السيتوبلازم الخلية عن طريق تطبيق شفط نبضة قصيرة ومكثفةلماصة. تعيين مكبر للصوت التصحيح لوضع المشبك الحالي (I = 0، أي مع عدم وجود حقنها في الخلايا الحالية) لتعقب إمكانات غشاء الخلية. انتظر بضع دقائق لمعرفة ما إذا كان احتمال خلية مستقرة.
    5. تطبيق بروتوكول الإضاءة المطلوبة إلى الخلية وتسجيل تأثير على غشاء المحتملة.
      ملاحظة: يمكن أن يتم تسليم الإضاءة على عينة إما من أسفل أو من أعلى، اعتمادا على بنية المجهر.
      1. تحديد الطول الموجي الإثارة أن يمتص جيدا من المواد الفعالة؛ لP3HT: PCBM مزيج، الطول الموجي في نطاق 450-600 نانومتر يمكن استخدامها. الكثافة photoexcitation مناسبة هي في حدود 10-100 ميغاواط / مم 2.
        ملاحظة: نبضات قصيرة من الضوء (أقل من 10-20 مللي ثانية) النتيجة في الاستقطاب عابرة للخلية، بينما مع الإضاءة لفترات طويلة (مئات ميلي ثانية أو نبضات أطول) لوحظ فرط الاستقطاب المستمر إلى أن يتم تشغيل ضوء قبالة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الخلايا يمكن أن يكون مثقف بسهولة على P3HT: ركائز PCBM، شريطة أن يكون طبقة التصاق مناسبة وتودع (مثل فبرونيكتين المستخدمة في الخطوة 3.2 من بروتوكول صفها). P3HT: PCBM قمم امتصاص البصرية في الجزء الأخضر من الطيف المرئي. ومع غيرها من البوليمرات مترافق الحساسة للضوء يمكن اختيار، وفقا لمجموعة موجات ضوئي المفضل (الشكل 2). وقد تجلى توافق مع الحياة من هذه ركائز ليس فقط مع خطوط الخلايا 18،21 مثل HEK-293، ولكن أيضا مع الثقافات الأول...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

خطوات حاسمة من البروتوكول ذكرت لتحفيز البصري للخلايا تتعلق بشكل رئيسي في المختبر اختيار البوليمر حساسة للضوء، والمعلمات التعقيم الحراري، وشدة ومدة المنبهات الخفيفة. تم اختيار الفيلم PCBM رقيقة هنا، لأنه يضمن الاستقرار الزماني والكهروكيميائية جيدة: A P3HT. ومع ذلك، ينبغي للمرء أن تلاحظ أن ليس كل البوليمرات الحساسة للضوء يمكن أن تقدم عروضا التماثلية، 22 بشكل أكثر تحديدا على الإضاءة. بالإضافة إلى ذلك، في هذه الحالة اختيار التعقيم الحراري المعلمات لا تؤدي ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم العمل من قبل الاتحاد الأوروبي من خلال مشروع FP7-PEOPLE-212-ITN 316832-OLIMPIA ،

Telethon - إيطاليا (منح GGP12033 و GGP14022) ، Fondazione Cariplo (معرف المنحة 2013-0738).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
rr-P3HTسيجما ألدريتش698989-5G
ركائز مطلية ب ITONano-CSIT10300100
FibronectinSigma AldrichF1141
كلوروبنزينسيجما ألدريتش319996
PCBMNano-CNano-CPCBM-BF
acetone   ؛سيجما ألدريتش270725
كحول الأيزوبروبيلسيجما ألدريتش563935
خلايا HEKمعايير LGC srlATCC-CRL-1573
HEPESSigma AldrichH0887
PBSSigma AldrichP5244
E-MEMLGC معايير srlATCC-30-2003
EDTASigma معايير AldrichE8008-FBS
LGC srlATCC-30-2020

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Alivisatos, A. P., et al. Nanotools for Neuroscience and Brain Activity Mapping. ACS Nano. 7 (3), 1850-1866 (2013).
  2. Spira, M. E., Hai, A. Multi-electrode array technologies for neuroscience and cardiology. Nat. Nanotechnol. 8 (2), 83-94 (2013).
  3. Scanziani, M., Häusser, M. Electrophysiology in the age of light. Nature. 461 (7266), 930-939 (2009).
  4. Bareket-Keren, L., Hanein, Y. Novel interfaces for light directed neuronal stimulation: advances and challenges. Int. J. Nanomed. 9 (1), 65-83 (2014).
  5. Antognazza, M. R., et al. Shedding Light on Living Cells. Adv. Mater. , (2014).
  6. Martino, N., Ghezzi, D., Benfenati, F., Lanzani, G., Antognazza, M. R. Organic semiconductors for artificial vision. J. Mater. Chem. B. 1 (31), 3768-3780 (2013).
  7. Antognazza, M. R., Scherf, U., Monti, P., Lanzani, G. Organic-based tristimuli colorimeter. Appl. Phys. Lett. 90 (16), 163509(2007).
  8. Liao, C., Zhang, M., Yao, M. Y., Hua, T., Li, L., Yan, F. Flexible Organic Electronics in Biology: Materials and Devices. Adv. Mater. , (2014).
  9. Khodagholy, D., et al. NeuroGrid: recording action potentials from the surface of the brain. Nat. Neurosci. 18 (2), 310-315 (2015).
  10. Campana, A., et al. Electrocardiographic Recording with Conformable Organic Electrochemical Transistor Fabricated on Resorbable Bioscaffold. Adv. Mater. 26 (23), 3874-3878 (2014).
  11. Bonetti, S., et al. A Lysinated Thiophene-Based Semiconductor as a Multifunctional Neural Bioorganic Interface. Adv. Healthc. Mater. , (2015).
  12. Benfenati, V., et al. A transparent organic transistor structure for bidirectional stimulation and recording of primary neurons. Nat. Mater. 12 (7), 672-680 (2013).
  13. Rivnay, J., Owens, R. M., Malliaras, G. G. The Rise of Organic Bioelectronics. Chem. Mater. 26 (1), 679-685 (2014).
  14. Pires, F., et al. Neural stem cell differentiation by electrical stimulation using a cross-linked PEDOT substrate: Expanding the use of biocompatible conjugated conductive polymers for neural tissue engineering. BBA-Gen. Subjects. 1850 (6), 1158-1168 (2015).
  15. Ghezzi, D., et al. A hybrid bioorganic interface for neuronal photoactivation. Nat. Commun. 2 (166), 1-7 (2011).
  16. Ghezzi, D., et al. A polymer optoelectronic interface restores light sensitivity in blind rat retinas. Nat. Photonics. 7 (5), 400-406 (2013).
  17. Benfenati, V., et al. Photostimulation of Whole-Cell Conductance in Primary Rat Neocortical Astrocytes Mediated by Organic Semiconducting Thin Films. Adv. Healthc. Mater. 3 (3), 392-399 (2014).
  18. Martino, N., et al. Photothermal cellular stimulation in functional bio-polymer interfaces. Sci. Rep. 5 (8911), (2015).
  19. Antognazza, M. R., Ghezzi, D., Musitelli, D., Garbugli, M., Lanzani, G. A hybrid solid-liquid polymer photodiode for the bioenvironment. Appl. Phys. Lett. 94 (24), 243501(2009).
  20. Essentials of Neuroscience. Patch Clamp Electrophysiology. JoVE Science Education Database. , JoVE. Cambridge, MA. (2015).
  21. Scarpa, G., Idzko, A. L., Götz, S., Thalhammer, S. Biocompatibility Studies of Functionalized Regioregular Poly(3-hexylthiophene) Layers for Sensing Applications. Macromol. Biosci. 10 (4), 378-383 (2010).
  22. Bellani, S., et al. Reversible P3HT/Oxygen Charge Transfer Complex Identification in Thin Films Exposed to Direct Contact with Water. J. Phys. Chem. C. 118 (12), 6291-6299 (2014).
  23. Wells, J., et al. Optical stimulation of neural tissue in vivo. Opt. Lett. 30 (5), 504-506 (2005).
  24. Shapiro, M. G., Homma, K., Villarreal, S., Richter, C. P., Bezanilla, F. Infrared light excites cells by changing their electrical capacitance. Nat. Commun. 3 (736), 1-10 (2012).
  25. Duke, A. R., et al. Transient and selective suppression of neural activity with infrared light. Sci. Rep. 3 (2600), 1-8 (2013).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

HEK 293 P3HT PCBM

مقالات ذات صلة