Biochip Multi-analito (MAB) Basado en electrodos selectivos de iones todo de estado sólido (ASSISE) para la investigación fisiológica

El objetivo general de este procedimiento es funcionalizar un electrodo selectivo de iones de estado sólido para la electropolimerización inicial de catión y detección de iones. Una capa transductora de polímero conductor en los electrodos de trabajo de la capa de centrifugación MAB, una capa de membrana selectiva de iones y acondiciona los biochips durante la noche para activar la membrana selectiva de iones. Ahora, en la cámara de la celda de flujo, conecte las almohadillas de contacto a la solución de medición de empuje estadístico de potencial de tres electrodos BASSI en la cámara.

Al eliminar las burbujas no deseadas, en última instancia, se pueden realizar calibraciones del chip MAB a iones de interés y registrar la señal de salida del MAB en tiempo real. A diferencia de las tecnologías tradicionales de microelectrodos y sondas de marcado por radio, todos los electrodos selectivos de iones de estado sólido no son invasivos y se pueden multiplexar para mediciones en tiempo real de las actividades iónicas y modelar sistemas biológicos y fisiológicos. Primero tuvimos la idea de realizar este método mientras participábamos en investigaciones de astrobiología que requieren un espacio limitado para realizar mediciones fisiológicas.

June Hume Park, una estudiante de posgrado en una instalación de detección fisiológica de hojas de bourbon, me ayudará con una demostración para formar la celda electroquímica para la electropolimerización. Utilice un soporte de celda Bassi C3 y un estadístico de potenciales épsilon EC galván. Coloque la solución de electropolimerización en la celda electroquímica, luego burbujee nitrógeno durante 20 minutos para eliminar el oxígeno disuelto.

Ahora sujete un contraelectrodo de gasa de platino a la celda electroquímica en la posición del contraelectrodo. A continuación, sujete el MAB en la posición del electrodo de trabajo o en la posición central de la celda electroquímica con los electrodos de trabajo frente a la gasa de platino, ajuste la profundidad del MAB para que sólo los electrodos circulares queden sumergidos en la solución de electropolimerización. Evitar el contacto de la solución con las almohadillas de contacto eléctrico cuadradas.

A continuación, coloque un electrodo saturado bassi en la posición del electrodo de referencia de la celda electroquímica. Asegúrese de que el electrodo de referencia no toque los electrodos de trabajo y de contraelectrodo. Luego, usando los potenciales épsilon EC, Stat gal Vanos stat ejecuta un solo gramo cíclico de cero a 1,1 voltios con una tasa de escaneo de 20 milivoltios por segundo en una escala de más menos 100 micro ampu

Para la detección de calcio, realice la deposición de sulfato de calcio PDO en la burbuja MAB, la solución de sulfato de calcio e. plus durante 20 minutos. Para caracterizar las superficies de pdot, utilice la telemetría cíclica de los conjugados poliméricos basados en pdot.

En dos milimolares de cianuro de potasio, ejecute gramos cíclicos individuales de menos 653 milivoltios a 853 milivoltios con tasas de escaneo variables en un centro de escala de más menos menos 10 microper, el bio chipp multianalito en el mandril giratorio al vacío, deposite la membrana de 100 microlitros en el centro del MAB y ejecute la medición. A continuación, recubra la membrana selectiva de iones a 1.500 RPM durante 30 segundos Con una rampa de cinco segundos hacia arriba y hacia abajo, aspire el MAB recubierto de centrifugado durante 30 minutos. Luego hornee el chip en un horno a 70 grados centígrados durante 20 minutos.

Acondicione el MAB durante la noche en bicarbonato de sodio de 10 micromolares y cloruro de potasio de cinco milimolares en medios de algas. Ahora inserte el MAB en el soporte de chip de la celda de flujo microfluídico. Inyecte cinco mililitros de solución de prueba con el valor o concentración de pH inicial adecuado.

Retire las burbujas del soporte de chip de la celda de flujo y coloque el soporte de chip de la celda de flujo en el dispositivo eléctrico de la celda de flujo. A continuación, abra el software EC epsilon e ingrese al modo de potencial de circuito abierto. Establezca el tiempo en 300 minutos, la escala de voltaje en más menos un voltio, la frecuencia de corte en 10 kilohercios y también registre el valor cada dos segundos.

Deje que el MAB se estabilice antes de continuar con el proceso de calibración. A continuación, enjuague la celda de flujo con la solución de prueba e inyecte la siguiente concentración que se va a calibrar. Asegúrese de que no se permita la entrada de burbujas en la celda de flujo.

Repita las mediciones para las muestras restantes de la curva de calibración después de la última ejecución. Retirar el MAB y secarlo con aire nitrogenado. Vuelva a colocar el MAB en una solución de acondicionamiento fresca hasta la próxima.

Uso para la calibración de MAB y cloruro de calcio, acondicione el MAB con conjugado de polímero conductor de sulfato de calcio pdot y membrana selectiva de calcio durante la noche en cloruro de calcio 0.1 molar y nitrato de sodio 10 micromolares. A continuación, sustituya las soluciones de prueba de pH o carbonato por una concentración inicial de cloruro de calcio de 0,01 milimolares. Repita el procedimiento para las otras concentraciones de la solución de prueba.

Estos datos muestran una volta cíclica de pdot PSS y su correspondiente corriente máxima catártica en comparación con la velocidad de escaneo. El análisis subic de Randall determina un área de superficie efectiva de 4,4 por 10 elevado al 11 centímetro cuadrado negativo para el contacto sólido sin membrana selectiva de iones. Como prueba de la capacidad de todos los ISE de estado sólido para adquirir mediciones en el entorno real de cultivo celular.

Los ISE se calibraron en medio Lgal con un pH que osciló entre cuatro y nueve después de 20 días de almacenamiento en el medio lgal. Aquí, PDO PSS se calibró en solución de carbonato con un rango de concentración de 0,01 milimolar a un milimolar tanto en medio biológico lgal como en medio biológico lgal tamponado a pH 8,5. Obsérvese el cambio en la concentración con un descenso de la pendiente con la solución tamponada.

El electrodo selectivo de carbonato depende del pH y un incremento en el voltaje se correlaciona con un incremento en las especies de carbonato. Dado que las mediciones se realizan a pH 7.8, la mayoría de las especies se encuentran en la forma de bicarbonato, las mediciones de concentración de carbonato con modelo biológico Chlorella vulgaris en condiciones de luz y oscuridad ambiental muestran un cambio de 30 milivoltios, un control con solo medios de algas no muestra una respuesta indicativa de un biochip funcional. Estos ISE MAB se basan en PPSS en solución de cloruro de calcio con concentración creciente, un perfil de pendiente cercano a nian para el catión divalente a 30 milivoltios por década.

El cambio en la concentración de calcio se utilizará para medir los niveles actuales de calcio en el helecho en germinación. Este enfoque tiene utilidad en biología, agricultura y medicina para estudiar los mecanismos biomoleculares que involucran el transporte de iones y la electrofisiología y señalización celular y los sistemas de plantas y animales.