Biochip multi-analyte (MAB) Basé sur des électrodes sélectives d'ions All-état solide (ASSISE) pour la recherche physiologique

L’objectif global de cette procédure est de fonctionnaliser une électrode sélective ionique à l’état solide pour la détection de cations et d’ions : Une couche de transducteur en polymère conducteur sur les électrodes de travail du revêtement de spin MAB, une couche de membrane sélective d’ions et conditionne les biopuces pendant la nuit pour activer la membrane sélective d’ions. Maintenant, dans la chambre de la cellule d’écoulement, connectez les pastilles de contact à la solution de mesure de stat push de potentiel à trois électrodes BASSI dans la chambre.

En éliminant les bulles indésirables, il est possible d’étalonner la puce MAB en ions d’intérêt et d’enregistrer le signal de sortie du MAB en temps réel. Contrairement aux technologies traditionnelles de micro-électrodes et de sondes de radiomarquage, toutes les électrodes sélectives d’ions à l’état solide sont non invasives et peuvent être multiplexées pour des mesures en temps réel de l’activité ionique et modéliser des systèmes biologiques et physiologiques. Nous avons d’abord eu l’idée de réaliser cette méthode alors que nous participions à des recherches en astrobiologie qui nécessitent un espace limité pour effectuer des mesures physiologiques.

June Hume Park, une étudiante diplômée dans une installation de détection physiologique de feuilles de bourbon, m’aidera avec une démonstration pour former la cellule électrochimique pour l’électropolymérisation. Utilisez un support de cellule Bassi C3 et une statistique de potentiels epsilon EC. Placez la solution d’électropolymérisation dans la cellule électrochimique, puis faites bouillir l’azote pendant 20 minutes pour éliminer l’oxygène dissous.

Fixez maintenant une contre-électrode de gaze de platine à la cellule électrochimique en position de contre-électrode. Fixez ensuite le MAB à la position de l’électrode de travail ou à la position centrale de la cellule électrochimique avec les électrodes de travail face à la gaze de platine, ajustez la profondeur du MAB de sorte que seules les électrodes circulaires soient immergées dans la solution d’électropolymérisation. Éviter le contact de la solution avec les pastilles de contact électriques carrées.

Placez ensuite une électrode à saturation bassi à la position d’électrode de référence de la pile électrochimique. Assurez-vous que l’électrode de référence ne touche pas les électrodes de travail et les contre-électrodes. Ensuite, en utilisant les potentiels epsilon EC, stat gal Vanos stat, exécutez un seul gramme cyclique de zéro à 1,1 volts avec une vitesse de balayage de 20 millivolts par seconde sur une échelle de plus moins 100 microampu.

Pour la détection du calcium, effectuez le dépôt de sulfate de calcium PDO sur la bulle MAB, la solution de sulfate de calcium e. plus pendant 20 minutes. Pour caractériser les surfaces des pdot, utilisez la télémétrie cyclique des conjugués de polymères à base de pdot.

Dans deux millimolaires de cyanure de potassium, exécutez des grammes cycliques uniques de moins 653 millivolts à 853 millivolts avec des taux de balayage variables sur un centre d’échelle de plus moins 10 micropar micro, la biopuce multianalyte sur le mandrin rotatif à vide, déposez la membrane de 100 microlitres au centre du MAB et exécutez la mesure. Ensuite, appliquez une couche d’essorage sur la membrane sélective d’ions à 1 500 tr/min pendant 30 secondes Avec une montée et une descente de cinq secondes, aspirez le MAB enduit d’essorage pendant 30 minutes. Faites ensuite cuire la frite dans un four à 70 degrés Celsius pendant 20 minutes.

Conditionnez l’ABM pendant la nuit avec 10 micromolaires de bicarbonate de sodium et cinq millimolaires de chlorure de potassium dans un milieu algal. Insérez maintenant le MAB dans le porte-puce de la cellule d’écoulement microfluidique. Injecter cinq millilitres de solution d’essai avec la valeur initiale ou la concentration appropriée.

Retirez toutes les bulles du support de puce de cellule d’écoulement et placez le support de puce de cellule d’écoulement sur l’appareil électrique de la cellule d’écoulement. Ensuite, ouvrez le logiciel EC epsilon et entrez en mode de potentiel de circuit ouvert. Réglez le temps sur 300 minutes, l’échelle de tension sur plus moins un volt, la fréquence de coupure sur 10 kilohertz et enregistrez également la valeur toutes les deux secondes.

Laissez le MAB se stabiliser avant de poursuivre le processus d’étalonnage. Ensuite, rincez la cellule d’écoulement avec la solution d’essai et injectez la concentration suivante à étalonner. Assurez-vous qu’aucune bulle ne doit pénétrer dans la cellule d’écoulement.

Répétez les mesures pour les échantillons restants de la courbe d’étalonnage après le dernier essai. Retirez le MAB et séchez-le avec de l’air azoté. Remettez l’ABM dans une solution de conditionnement fraîche jusqu’à la prochaine fois.

À utiliser pour l’étalonnage du MAB et du chlorure de calcium, conditionnez le MAB avec le conjugué de polymère conducteur de sulfate de calcium pdot et la membrane sélective de calcium pendant la nuit dans du chlorure de calcium de 0,1 molaire et du nitrate de sodium de 10 micromolaires. Remplacez ensuite les solutions d’essai de pH ou de carbonate par une concentration initiale de 0,01 millimolaire de chlorure de calcium. Répéter l’opération pour les autres concentrations de la solution d’essai.

Ces données montrent une volta cyclique du PSS pdot et son courant de crête cathartique correspondant en fonction de la vitesse de balayage. L’analyse subique de Randall détermine une surface effective de 4,4 fois 10 puissance moins 11e centimètre carré pour le contact solide sans membrane sélective d’ions. Comme test de la capacité de tous les ISE à l’état solide à acquérir des mesures dans l’environnement réel de la culture cellulaire.

Les ISE ont été étalonnés dans un milieu Lgal avec un pH allant de quatre à neuf après 20 jours de stockage dans le milieu lgal. Ici, le PDO PSS a été étalonné dans une solution carbonatée avec une plage de concentration de 0,01 millimolaire à un millimolaire dans le milieu biologique lgal et le milieu biologique lgal tamponné à pH 8,5. Notez le changement de concentration avec un abaissement de la pente avec la solution tamponnée.

L’électrode sélective du carbonate dépend du pH et une augmentation de la tension est corrélée à une augmentation de l’espèce carbonatée. Comme les mesures sont effectuées à un pH de 7,8, la plupart des espèces sont sous forme de bicarbonate. Les mesures de concentration en carbonate avec le modèle biologique Chlorella vulgaris dans des conditions ambiantes de lumière et d’obscurité montrent un changement de 30 millivolts, un contrôle avec uniquement des milieux algales ne montre aucune réponse indiquant une biopuce fonctionnelle. Ces ISE MAB sont basés sur le PPSS dans une solution de chlorure de calcium à concentration croissante, un profil de pente proche de la pente nationale pour le cation divalent à 30 millivolts par décennie.

La modification de la concentration de calcium sera utilisée pour mesurer les niveaux de courant de calcium dans la fougère en germination. Cette approche est utile en biologie, en agriculture et en médecine pour étudier les mécanismes biomoléculaires impliquant le transport d’ions, l’électrophysiologie et la signalisation cellulaires, ainsi que les systèmes végétaux et animaux.