Une approche simple pour effectuer des mesures TEER à l'aide d'une Volt-Amperemètre auto-faite avec fréquence de sortie programmable

La mesure de l’impédance électrique transepitheliale a été utilisée depuis les années 1980 pour déterminer la confluence et la fonction de barrière des monocouches épithéliales dans la culture cellulaire. La technique sous-jacente est une détection à quatre terminaux qui utilise différentes paires d’électrodes de transport de courant et de détection de tension pour effectuer des mesures plus précises. Il existe plusieurs dispositifs disponibles dans le commerce pour mesurer l’impédance transepithelial, mais malgré la facilité d’utilisation et la fiabilité élevée, il ya aussi quelques inconvénients que la fréquence de sortie non traduisible et leur coût.

Ainsi, nous représentons la façon de construire un volt-ammètre rentable et programmable. Dans un premier temps, nous voulons montrer comment fonctionne la mesure TEER avec des appareils disponibles dans le commerce. Pour ce faire, nous avions cultivé une couche cellulaire de cellules de papillome épithélial choroïde plexus sur les filtres Transwell avec une taille poreuse de trois micromètres.

Cet arrangement a été décrit par Schroten et autres comme modèle in vitro de la barrière de fluide sang-céphalo-rachidien. Maintenant, une électrode baguette est reliée à un volt-ammètre épithélial.

L’appareil est allumé et réglé pour mesurer la résistance. L’électrode est stérilisée à 80% d’éthanol et par la suite équilibrée dans un milieu approprié. L’impédance à mesurer servira de valeur de référence afin d’évaluer la fiabilité du volt-ammètre qui sera assemblé par la suite.

Dans cet exemple, nous enrôlés une impedance de 680 ohms. Commençons par l’assemblage d’un volt-ammètre à petit budget avec fréquence de sortie programmable. Tout d’abord, vous aurez besoin d’un chargeur USB standard, et d’une rallonge USB comme alimentation à courant direct de cinq volts.

Un microcontrôleur 8 bits sur une carte de développement USB sera ensuite utilisé pour générer un courant d’onde carrée. Quatre câbles avec bouchons banane sont reliés à deux multimètres standard pour mesurer la tension et le courant. S’il vous plaît assurez-vous que les multimètres sont capables de mesurer le courant dans une gamme de certains microampères avec TrueRMS.

Un connecteur RJ14 femelle peut être trouvé sur les câbles téléphoniques standard. Assurez-vous juste que le connecteur a six broches dont au moins les quatre intérieurs sont câblés. Enfin, vous aurez besoin d’un équipement standard, comme nos câbles, un terminal de lustre, une résistance de 120 kiloohm, et quelques outils comme décapants d’isolation, un outil de sertissage, ferrules d’extrémité de fil, et fer à souder.

L’appareil est assemblé exactement comme illustré dans le diagramme de mise en page. Dans un premier temps, l’extension USB est connectée au microcontrôleur. Pendant le fonctionnement normal, il est alimenté par un chargeur USB DC de cinq volts, qui peut facilement être connecté à un ordinateur personnel pour la programmation.

Deux câbles sont dépouillés et sertis avec des ferrules d’extrémité de fil d’un côté. L’autre côté est soudé soit directement à épingler zéro et deux du microcontrôleur ou à soudé pattes, qui à leur tour sont coupés sur les broches respectives. Ensuite, les câbles de livraison d’énergie sont connectés à un terminal de lustre.

Le premier multimètre sera utilisé pour mesurer le courant et est relié en série avec une résistance de 120 kiloohm et des électrodes de baguette qui passent actuellement. Cet arrangement garantit que le courant de sortie est limité, de sorte que la mesure n’aura aucun impact sur la viabilité des cellules. Les quatre conducteurs de la rallonge téléphonique sont démontés et sertis aux ferrules comme indiqué auparavant.

Une fois le câble préparé, vous devrez tester la continuité des conducteurs et des broches. Dans notre exemple, les broches trois à six sont reliées au conducteur blanc, brun, vert et jaune. Maintenant épingler cinq et six, qui est vert et jaune, sont connectés au terminal lustre pour appliquer la tension à la paire d’électrodes externes.

Enfin, vous devrez connecter le deuxième multimètre, qui sera utilisé pour mesurer la chute de tension transepithelial, aux broches trois et quatre, c’est-à-dire, dans notre exemple, au conducteur blanc et brun. Nous avons décidé de monter l’installation dans un châssis en plastique bon marché. Avant la première utilisation, le microcontrôleur doit être programmé.

Le code source est écrit en C+et peut être téléchargé par USB. En bref, épinglez zéro dans un mode de sortie centrale. Lorsqu’elle est allumée, la boucle de fonction commence à alterner sous forme d’épingles entre le sol et plus cinq volts avec un retard variable.

Dans notre exemple, nous avons utilisé un temps théorique de demi-oscillation de 40 millisecondes. Voyons comment les résultats de mesure se comparent aux valeurs de référence que nous avions obtenues auparavant. L’électrode baguette est repositionnée sur le volt-ammètre récemment assemblé.

L’appareil est alimenté en trois étapes. C’est-à-dire brancher un chargeur USB, passer du multimètre gauche à la mesure de tension AC, et passer du deuxième multimètre au microampère. Attention, cette alternance de courant doit être choisie explicitement.

Dans cet exemple, la baisse potentielle à travers le système de filtre Transwell est mesurée comme environ 25 millivolts, tandis que nous entrons un courant de 37,1 microamperes. Selon la loi d’Ohm, l’impedance électrique peut être facilement calculée à 674 ohms, ce qui est très proche de la valeur de référence de 680. Nous avons montré que les valeurs de mesure sont fiables sur une plage de zéro à 1,8 kiloohms.

Ainsi, le volt-ammètre décrit peut être utilisé à la fois pour des expériences initiales et pour d’autres études. Toutefois, si vos résultats sont publiés, vous voudrez peut-être toujours prendre en charge vos données, en mesurant le flux de molécules à travers la couche cellulaire respective.