بيوشيب متعددة الحليلة (MAB) بناء على أقطاب ايون انتقائية الصلبة بالكامل للدولة (ASSISE) للبحوث الفسيولوجي

الهدف العام من هذا الإجراء هو تشغيل قطب كهربائي انتقائي للأيونات في الحالة الصلبة لكل من الكاتيون والكشف عن الأيونات أول بلمرة كهربائية. طبقة محول بوليمر موصلة على أقطاب العمل لطبقة الدوران MAB ، طبقة غشاء انتقائية للأيونات وتكييف الرقائق الحيوية بين عشية وضحاها لتنشيط الغشاء الانتقائي للأيونات. الآن في غرفة خلية التدفق ، قم بتوصيل وسادات التلامس بمحلول قياس الدفع المحتملة بثلاثة أقطاب كهربائية من BASSI في الغرفة.

إزالة الفقاعات غير المرغوب فيها ، في النهاية يمكن إجراء معايرة لشريحة MAB للأيونات ذات الأهمية وتسجيل إشارة الإخراج من MAB في الوقت الفعلي. على عكس تقنيات القطب الكهربائي الصغير التقليدية ومسبار الملصقات الراديوية ، فإن جميع الأقطاب الكهربائية الانتقائية للأيونات في الحالة الصلبة غير جراحية ويمكن تعدد إرسالها للقياسات في الوقت الفعلي لأنشطة الأيونات ونماذج الأنظمة البيولوجية والفسيولوجية. خطرت لنا فكرة تنفيذ هذه الطريقة لأول مرة أثناء المشاركة في أبحاث علم الأحياء الفلكي التي تتطلب مساحة محدودة لإجراء القياس الفسيولوجي.

سيساعدني جون هيوم بارك ، طالب الدراسات العليا في منشأة الاستشعار الفسيولوجي لأوراق بوربون ، في عرض توضيحي لتشكيل الخلية الكهروكيميائية للبلمرة الكهربائية. استخدم حامل خلية Bassi C3 وإحصائيات إبسيلون إبسيلون الإحصائية. ضع محلول البلمرة الكهربائية في الخلية الكهروكيميائية ، ثم قم بفقاعة النيتروجين لمدة 20 دقيقة لإزالة الأكسجين المذاب.

الآن قم بقص قطب كهربائي مضاد للشاش البلاتيني في الخلية الكهروكيميائية في موضع القطب المضاد. ثم قم بقص MAB في موضع قطب العمل أو الموضع المركزي للخلية الكهروكيميائية مع أقطاب العمل التي تواجه الشاش البلاتيني ، واضبط عمق MAB بحيث يتم غمر الأقطاب الكهربائية الدائرية فقط في محلول البلمرة الكهربائية. تجنب ملامسة الحل مع وسادات التلامس الكهربائية المربعة.

بعد ذلك ، ضع قطبا مشبعا في موضع القطب المرجعي للخلية الكهروكيميائية. تأكد من أن القطب المرجعي لا يلمس الأقطاب الكهربائية العاملة والمضادة. ثم باستخدام إمكانات EC epsilon ، تقوم Stat gal Vanos بتشغيل جرام دوري واحد من صفر إلى 1.1 فولت بمعدل مسح 20 مللي فولت في الثانية على مقياس زائد ناقص 100 ميكرو أمبو.

لاستشعار الكالسيوم ، قم بإجراء ترسب كبريتات الكالسيوم PDO على فقاعة MAB ، e. بالإضافة إلى محلول كبريتات الكالسيوم لمدة 20 دقيقة. لتوصيف أسطح pdot ، استخدم القياس عن بعد الدوري لاقترانات البوليمر القائمة على pdot.

في اثنين من السيانيد البوتاسيوم المليمولار ، يتم تشغيل جرام دوري واحد من سالب 653 مللي فولت إلى 853 مللي فولت مع معدلات مسح متفاوتة على مركز مقياس زائد ناقص 10 ميكروبر ، تقوم الشريحة الحيوية متعددة التحليلات على ظرف الدوار الفراغي بإيداع غشاء 100 ميكرولتر على مركز MAB وتشغيل القياس. قم بتغطية الغشاء الانتقائي للأيونات بعد ذلك عند 1 ، 500 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية مع منحدر لمدة خمس ثوان لأعلى ولأسفل ، قم بتفريغ MAB المطلي بالدوران لمدة 30 دقيقة. ثم تخبز الرقائق في فرن 70 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة.

قم بتكييف MAB طوال الليل في 10 بيكربونات الصوديوم ميكرومولار ، وخمسة مللي مولار كلوريد البوتاسيوم في وسط الطحالب. الآن أدخل MAB في حامل رقاقة خلية تدفق الموائع الدقيقة. حقن خمسة ملليلتر من محلول الاختبار بقيمة أو تركيز الأس الهيدروجيني الأولي المناسب.

قم بإزالة أي فقاعات من حامل رقاقة خلية التدفق وضع حامل شريحة خلية التدفق على التركيبات الكهربائية لخلية التدفق. بعد ذلك ، افتح برنامج EC epsilon وادخل إلى وضع جهد الدائرة المفتوحة. اضبط الوقت على 300 دقيقة ، ومقياس الجهد إلى زائد ناقص فولت واحد ، وتردد القطع إلى 10 كيلو هرتز ، وقم أيضا بتسجيل القيمة كل ثانيتين.

دع MAB يستقر قبل متابعة عملية المعايرة. ثم اغسل خلية التدفق بمحلول الاختبار وقم بحقن التركيز التالي المراد معايرته. تأكد من عدم السماح لأي فقاعات بالدخول إلى خلية التدفق.

كرر القياسات للعينات المتبقية من منحنى المعايرة بعد التشغيل الأخير. قم بإزالة MAB وجففه بهواء النيتروجين. ضع MAB مرة أخرى في محلول التكييف الطازج حتى التالي.

استخدم لمعايرة MAB وكلوريد الكالسيوم ، قم بتكييف MAB بالبوليمر الموصل لكبريتات الكالسيوم pdot وغشاء انتقائي للكالسيوم طوال الليل في 0.1 مولار كلوريد الكالسيوم و 10 ميكرومولار نترات الصوديوم. ثم استبدل محاليل اختبار الأس الهيدروجيني أو الكربونات بتركيز أولي قدره 0.01 مللي مولار كلوريد الكالسيوم. كرر مع تركيزات محلول الاختبار الأخرى.

تظهر هذه البيانات فولتا دورية ل pdot PSS وتيار الذروة الشافي المقابل مقابل معدل المسح. يحدد تحليل راندال الفرعي مساحة سطح فعالة تبلغ 4.4 في 10 إلى سالب 11 سنتيمتر مربع للتلامس الصلب بدون غشاء انتقائي للأيونات. كاختبار لجميع قدرة ISEs ذات الحالة الصلبة على الحصول على قياسات في بيئة زراعة الخلايا الفعلية.

تمت معايرة ISEs في وسائط Lgal مع درجة حموضة تتراوح من أربعة إلى تسعة بعد 20 يوما من التخزين في وسط lgal. هنا تمت معايرة PDO PSS في محلول كربونات بنطاق تركيز 0.01 ملليمولار إلى مليمولار واحد في كل من الوسط البيولوجي للطحالب والوسط البيولوجي الطحالبي المخزنة عند درجة الحموضة 8.5. لاحظ التغيير في التركيز مع خفض المنحدر باستخدام المحلول المخزن مؤقتا.

القطب الانتقائي للكربونات على الأس الهيدروجيني ويرتبط الزيادة في الجهد بزيادة في أنواع الكربونات. نظرا لأن القياسات يتم إجراؤها عند درجة الحموضة 7.8 ، فإن معظم الأنواع في شكل بيكربونات ، وقياسات تركيز الكربونات مع النموذج البيولوجي chlorella vulgaris في ظروف الإضاءة المحيطة والظلام تظهر تغييرا بمقدار 30 مللي فولت ، حيث لا يظهر التحكم باستخدام وسائط الطحالب فقط أي استجابة تشير إلى وجود شريحة حيوية وظيفية. تعتمد MAB ISEs هذه على PPSS في محلول كلوريد الكالسيوم مع زيادة التركيز ، وهو ملف تعريف منحدر قريب من nian للكاتيون ثنائي التكافؤ عند 30 مللي فولت في العقد.

سيتم استخدام التغيير في تركيز الكالسيوم لقياس مستويات تيار الكالسيوم في السرخس الإنبات. هذا النهج له فائدة في علم الأحياء والزراعة والطب لدراسة الآليات الجزيئية الحيوية التي تنطوي على نقل الأيونات والفيزيولوجيا الكهربية للخلايا والإشارات والأنظمة النباتية والحيوانية.