Name: חישה של שיבוש טישו גדר עם טרנזיסטור אלקטרוכימי אורגני (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 17 s
Description: למד כיצד לנטר את בריאות רקמת המחסום באמצעות טרנזיסטור אלקטרוכימי אורגני (OECT). שיטה זו מאפשרת זיהוי מהיר ורגיש של שינויים בזרימת יונים דרך האפיתלium הגסטרואינטסטינלי.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים של מאמר זה אין לי שום אינטרסים כלכליים מתחרים.

1. PEDOT: PSS פתרון הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 50 מיליליטר של PEDOT: PSS, להוסיף אתילן גליקול (מגביר מוליכות) ביחס נפח של 1:4 (אתילן גליקול לPEDOT: PSS), 0.5 μl / מיליליטר של חומצת Dodecylbenzenesulfonic (DBSA) כחומרים פעילי שטח, ו10 מ&quot;ג / מיליליטר 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GOPS) כמקשר צולב כדי לקדם את ההידבקות של פולימר הניצוח לשקופית הזכוכית. </li></ol> 2. ייצור OECT (איור 3) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת אנשי קשר מקור ניקוז זהב התאדו תרמית באמצעות יתוגרפיה ההמראה: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין photoresist מעיל בשקופית זכוכית נקייה רגילה ב3,000 סל&quot;ד במשך 30 שניות. ממדי זכוכית הם 3 בx 1 פנימה </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגדיר דפוסים ידי photolithography. ממדים עשויים להשתנות, עם זאת הממדים המפורטים כאן הוצגו להוביל לרגישות האופטימלית. לאחר מכן להשתמש במפתח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאדות ננומטר 5 ושל כרום וזהב 100 ננומטר, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המראת photoresist בacהאמבטיה אטון עבור שעה 1, ומשאירה את המצע עם שטח אנשי קשר Au רק המקור וניקוז. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> האורך הרצוי של PEDOT: ערוץ PSS הוא 1 מ&quot;מ. זו מושגת על ידי דפוסי שימוש בטכניקה לתלישה parylene-C (Pa-C): <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען 3.5 גרם של Pa-C בהתקנת הציפוי. באופן אחיד להתאדות 2 מיקרומטר של parylene-C על גבי המצע עם אנשי קשר של Au. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תבנית הערוץ על ידי photolithography: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין photoresist המעיל ב3,000 סל&quot;ד במשך 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במסכה כדי להאיר ערוץ ומגע זהב 20 שניות לUV, photoresist נחשף יהפוך מסיס במפתחים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במפתח כדי לפתוח את אזור הערוץ בphotoresist. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחרוט Pa-C באזור הערוץ על ידי צעד 15 דקות פלזמה (O 2 (50 SCCM) ו4 פרנק שוויצרי (פלזמה 3 SCCM) ב160 W) כדי לפתוח את הערוץ ואת מגעי הזהב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפקיד את PEDOT: פתרון תערובת PSS על ידי ציפוי ספין ב500 סל&quot;ד 45 שניות. אופים במשך 30 שניות ב110 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתקלף Pa-C כדי לחשוף את PEDOT: ערוץ PSS של המצע שמתחת. ערוץ זה צריך מעט חפיפה עם אנשי קשר Au נעשה בפרוטוקול 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות אופים במשך שעה 1 ב140 ° C בתנאים אטמוספריים. </li></ol> 3. עצרת מכשיר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך PDMS על ידי ערבוב שני פתרונות (מסופקים בדרך כלל יחד בערכה) ב1:10 יחס של ריפוי פתרון בפתרון בסיס. לאפות שעה 1 120 מעלות </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעצב גם באמצעות ניקוב חורים ולחתוך ריבוע מסביב לאזור הרצוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דבק PDMS גם על גבי הערוץ, להביא לאזור ערוץ בסך של כ 6 מ&quot;מ 2. ודא כי מגעים המקור וניקוז אינם מכוסים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך תמיכת פלסטיק עם חור בזה (ניתן להשתמש בבעל ללהכניס את תרבות תאים) ולאחר מכן להדביק אותו על גבי PDMS. תן לזה הלילה יבש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק היטב שאין נזילה ידי prefilling עם ואטאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הלחמה חוטי חשמל על קשר מקור ניקוז עם פח. </li></ol> 4. תרבית תאים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן תקשורת תרבית תאים באופן הבא: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בDMEM, להוסיף גלוטמין 1%, 10% שור סרום עוברי, 0.5% פניצילין, סטרפטומיצין, ו0.1% גנטמיצין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקר את תרבות התקשורת הסלולרי באמצעות מכשיר סינון סטרילי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשמור על קאקו-2 תאים בין המעבר 49 ו68 על 37 מעלות צלזיוס באווירת humidified של 5% CO 2, בתקשורת ובתרבות תא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלק תאים פעם בשבוע באמצעות טריפסין וזרע ב1.5 x 10 4 תאים / להוסיף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שינוי בתקשורת תרבות תא פעמיים בשבוע במשך 3 שבועות. </li></ol> 5. מדידות עם OECT <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר חוט Ag / AgCl לSourceMeter לשימוש כאלקטרודת השער. לטבול את הקצה בתקשורת תרבית תאים, המשמשת כאלקטרוליט, כפי שמודגם באיור 1 א. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר חוטים ממקור וניקוז כדי לאהוא SourceMeter (הגדרת ערוץ כפולה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל מתח דופק ריבועים חיובי (V GS) בין השער והמקור (ששמש כאלקטרודה השוואתית: קרקע). מתח קבוע שלילי בין הניקוז והמקור (V DS) מוחל ונוכחי המתאימים (אני DS) נמדד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש באיסוף נתוני תכנית הריצה מחשב. פרמטרים OECT נכנסו בתכנית רכישה מותאמת אישית צריכים להיות כדלקמן: V DS = -0.2 V, V GS = 0.3 V, על זמן = 2 שניות V GS, את הזמן = 28 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קראו את זרם מקור ניקוז (אני DS) ושער הנוכחי (אני GS). לבצע את המדידה במשך כמה דקות על מנת להבטיח אות בסיס יציבה. </li></ol> 6. שילוב תאים עם OECT למדידה הערה: לפני הניסוי, על שלמותה של שכבת התאים עשויה להיות מאומתת על ידי מדידת TER עם מכשיר ספקטרוסקופיה עכבה. TER של כל inse תא 3 שבועות הישנים קאקו-2rt צריך להיות מעל 400 Ω. 2 סנטימטר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך פסק הזמן של מדידת OECT: הסר את אלקטרודת השער מאלקטרוליט, לשלב להכניס את תרבות תאים, ולהחליף את אלקטרודת השער בפנים להכניס את תרבות תאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את מדידת קו בסיס עם התאים במשך כמה דקות על מנת להבטיח אות יציבה. בסיס זה ישמש כלחישוב הערך המנורמל המתאים לmonolayer שלם (0). </li></ol> 7. הכנה והקדמה של תרכובת רעילה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון 1 M של EGTA במי DI, כדי להתאים את ה-pH של הפתרון ל7.4 עם בסיס טריס הראשון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת פתרון EGTA בנפח המתאים כדי להשיג את הריכוז הרצוי (למשל בין 5 מ&quot;מ ו100 מ&quot;מ) תוך לקיחה בחשבון את עוצמת הקול. EGTA יש להוסיף בתא הבסיסי במהלך פסק הזמן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד באופן רציף ל90 דקות כמו בפרוטוקול 5. אם המדידה היא being מתבצע בטמפרטורת חדר, את היציבות של התאים לא תישאר קבועה לאחר 90 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסופו של הדבר, לגרד את שכבת התאים לגרום להרס של שכבת המחסום ומידה כנגד 15 דקות שלמים, בשלב זה יכול להיעשות על ידי הסרת המסנן ולטבול את אלקטרודת השער בתקשורת. בסיס זה ישמש כלחישוב הערך המנורמל המתאים לmonolayer נהרס. </li></ol>

<ol><li>Farquhar, M. G., Palade, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Junctional+complexes+in+various+epithelia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Junctional complexes in various epithelia.</a> J. Cell Biol. 17, 375-412 (1963).</li>
<li>Gaillard, J. L., Finlay, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+cell+polarization+and+differentiation+on+entry+of+Listeria+monocytogenes+into+the+enterocyte-like+Caco-2+cell+line%5BTitle%5D)+AND+%22Infect.+Immun%22%5BJournal%5D)">Effect of cell polarization and differentiation on entry of Listeria monocytogenes into the enterocyte-like Caco-2 cell line.</a> Infect. Immun. 64, 1299-1308 (1996).</li>
<li>Anderson, J. M., Balda, M. S., Fanning, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+structure+and+regulation+of+tight+junctions%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">The structure and regulation of tight junctions.</a> Curr. Opin. Cell Biol. 5, 772-778 (1993).</li>
<li>Guttman, J. A., Finlay, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tight+junctions+as+targets+of+infectious+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim.+Biophys.+Acta%22%5BJournal%5D)">Tight junctions as targets of infectious agents.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1788, 832-841 (2009).</li>
<li>Anderson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+structure+of+tight+junctions+and+their+role+in+epithelial+transport%5BTitle%5D)+AND+%22News.+Physiol.+Sci%22%5BJournal%5D)">Molecular structure of tight junctions and their role in epithelial transport.</a> News. Physiol. Sci. 16, 126-130 (2001).</li>
<li>Anderson, J. M., Van Itallie, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tight+junctions%3A+Closing+in+on+the+seal%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Tight junctions: Closing in on the seal.</a> Curr. Biol. 9, (1999).</li>
<li>Ma, T. Y., Boivin, M. A., Ye, D., Pedram, A., Said, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+TNF-%7Balpha%7D+modulation+of+Caco-2+intestinal+epithelial+tight+junction+barrier%3A+role+of+myosin+light-chain+kinase+protein+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Gastrointest.+Liver+Physiol%22%5BJournal%5D)">Mechanism of TNF-{alpha} modulation of Caco-2 intestinal epithelial tight junction barrier: role of myosin light-chain kinase protein expression.</a> Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 288, 422-430 (2005).</li>
<li>Schulzke, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epithelial+tight+junctions+in+intestinal+inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+N.Y.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Epithelial tight junctions in intestinal inflammation.</a> Ann. N.Y. Acad. Sci. 1165, 294-300 (2009).</li>
<li>Fisher, S. J., Swaan, P. W., Eddington, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ethanol+metabolite+acetaldehyde+increases+paracellular+drug+permeability+in+vitro+and+oral+bioavailability+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22The+J.+Pharmacol.+Exp.+Therap%22%5BJournal%5D)">The ethanol metabolite acetaldehyde increases paracellular drug permeability in vitro and oral bioavailability in vivo.</a> The J. Pharmacol. Exp. Therap. 332, 326-333 (2010).</li>
<li>Ma, T. Y., Nguyen, D., Bui, V., Nguyen, H., Hoa, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ethanol+modulation+of+intestinal+epithelial+tight+junction+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Ethanol modulation of intestinal epithelial tight junction barrier.</a> Am. J. Physiol. 276, 965-974 (1999).</li>
<li>Nemeth, E., Halasz, A., Barath, A., Domokos, M., Galfi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+hydrogen+peroxide+on+interleukin-8+synthesis+and+death+of+Caco-2+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Immunopharmacol.+Immunotoxicol%22%5BJournal%5D)">Effect of hydrogen peroxide on interleukin-8 synthesis and death of Caco-2 cells.</a> Immunopharmacol. Immunotoxicol. 29, 297-310 (2007).</li>
<li>Vogelmann, R., Amieva, M. R., Falkow, S., Nelson, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Breaking+into+the+epithelial+apical-junctional+complex--news+from+pathogen+hackers%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Breaking into the epithelial apical-junctional complex--news from pathogen hackers.</a> Curr. Opin. Cell Biol. 16, 86-93 (2004).</li>
<li>Nusrat, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clostridium+difficile+toxins+disrupt+epithelial+barrier+function+by+altering+membrane+microdomain+localization+of+tight+junction+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Infect.+Immun%22%5BJournal%5D)">Clostridium difficile toxins disrupt epithelial barrier function by altering membrane microdomain localization of tight junction proteins.</a> Infect. Immun. 69, 1329-1336 (2001).</li>
<li>Obert, G., Peiffer, I., Servin, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rotavirus-induced+structural+and+functional+alterations+in+tight+junctions+of+polarized+intestinal+Caco-2+cell+monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Virol%22%5BJournal%5D)">Rotavirus-induced structural and functional alterations in tight junctions of polarized intestinal Caco-2 cell monolayers.</a> J. Virol. 74, 4645-4651 (2000).</li>
<li>Nagar, B., Overduin, M., Ikura, M., Rini, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+basis+of+calcium-induced+E-cadherin+rigidification+and+dimerization%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Structural basis of calcium-induced E-cadherin rigidification and dimerization.</a> Nature. 380, 360-364 (1996).</li>
<li>Boulenc, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Importance+of+the+paracellular+pathway+for+the+transport+of+a+new+bisphosphonate+using+the+human+Caco-2+monolayers+model%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Importance of the paracellular pathway for the transport of a new bisphosphonate using the human Caco-2 monolayers model.</a> Biochem. Pharmacol. 46, 1591-1600 (1993).</li>
<li>Artursson, P., Magnusson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epithelial+transport+of+drugs+in+cell+culture.+II%3A+Effect+of+extracellular+calcium+concentration+on+the+paracellular+transport+of+drugs+of+different+lipophilicities+across+monolayers+of+intestinal+epithelial+%28Caco-2%29+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pharm.+Sci%22%5BJournal%5D)">Epithelial transport of drugs in cell culture. II: Effect of extracellular calcium concentration on the paracellular transport of drugs of different lipophilicities across monolayers of intestinal epithelial (Caco-2) cells.</a> J. Pharm. Sci. 79, 595-600 (1990).</li>
<li>Artursson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epithelial+transport+of+drugs+in+cell+culture.+I%3A+A+model+for+studying+the+passive+diffusion+of+drugs+over+intestinal+absorptive+%28Caco-2%29+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pharm.+Sci%22%5BJournal%5D)">Epithelial transport of drugs in cell culture. I: A model for studying the passive diffusion of drugs over intestinal absorptive (Caco-2) cells.</a> J. Pharm. Sci. 79, 476-482 (1990).</li>
<li>Artursson, P., Karlsson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+between+oral+drug+absorption+in+humans+and+apparent+drug+permeability+coefficients+in+human+intestinal+epithelial+%28Caco-2%29+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+Biophys.+Res.+Commun%22%5BJournal%5D)">Correlation between oral drug absorption in humans and apparent drug permeability coefficients in human intestinal epithelial (Caco-2) cells.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 175, 880-885 (1991).</li>
<li>Balda, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+dissociation+of+paracellular+permeability+and+transepithelial+electrical+resistance+and+disruption+of+the+apical-basolateral+intramembrane+diffusion+barrier+by+expression+of+a+mutant+tight+junction+membrane+protein%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Functional dissociation of paracellular permeability and transepithelial electrical resistance and disruption of the apical-basolateral intramembrane diffusion barrier by expression of a mutant tight junction membrane protein.</a> J. Cell Biol. 134, 1031-1049 (1996).</li>
<li>Hubatsch, I., Ragnarsson, E. G. E., Artursson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+drug+permeability+and+prediction+of+drug+absorption+in+Caco-2+monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Determination of drug permeability and prediction of drug absorption in Caco-2 monolayers.</a> Nat. Protoc. 2, 2111-2119 (2007).</li>
<li>Uchida, M., Fukazawa, T., Yamazaki, Y., Hashimoto, H., Miyamoto, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+modified+fast+%284+day%29+96-well+plate+Caco-2+permeability+assay%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pharmacol.+Toxicol.+Methods%22%5BJournal%5D)">A modified fast (4 day) 96-well plate Caco-2 permeability assay.</a> J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 59, 39-43 (2008).</li>
<li>Krug, S. M., Fromm, M., Gunzel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-Path+Impedance+Spectroscopy+for+Measuring+Paracellular+and+Transcellular+Epithelial+Resistance%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Two-Path Impedance Spectroscopy for Measuring Paracellular and Transcellular Epithelial Resistance.</a> Biophys. J. 97, 2202-2211 (2009).</li>
<li>Wegener, J., Abrams, D., Willenbrink, W., Galla, H. J., Janshoff, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+multi-well+device+to+measure+transepithelial+electrical+resistances+under+physiological+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22BioTechniques%22%5BJournal%5D)">Automated multi-well device to measure transepithelial electrical resistances under physiological conditions.</a> BioTechniques. 37, 592-594 (2004).</li>
<li>Weber, C. R., Shen, L., Wu, L., Wang, Y., Turner, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Occludin+is+Required+for+Tumor+Necrosis+Factor+%28TNF%29-Mediated+Regulation+of+Tight+Junction+%28TJ%29+Barrier+Function%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">Occludin is Required for Tumor Necrosis Factor (TNF)-Mediated Regulation of Tight Junction (TJ) Barrier Function.</a> Gastroenterology. 140, (2011).</li>
<li>Owens, R. M., Malliaras, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organic+electronics+at+the+interface+with+biology%5BTitle%5D)+AND+%22MRS+Bull%22%5BJournal%5D)">Organic electronics at the interface with biology.</a> MRS Bull. , (2010).</li>
<li>Lin, P., Yan, F., Yu, J. J., Chan, H. L. W., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Application+of+Organic+Electrochemical+Transistors+in+Cell-Based+Biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">The Application of Organic Electrochemical Transistors in Cell-Based Biosensors.</a> Adv. Mater. 22, 3655-3660 (2010).</li>
<li>White, H. S., Kittlesen, G. P., Wrighton, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Derivatization+of+an+Array+of+3+Gold+Microelectrodes+with+Polypyrrole+-+Fabrication+of+a+Molecule-Based+Transistor%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Chemical Derivatization of an Array of 3 Gold Microelectrodes with Polypyrrole - Fabrication of a Molecule-Based Transistor.</a> J. Am. Chem. Soc. 106, 5375-5377 (1984).</li>
<li>Bernards, D. A., Malliaras, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Steady-state+and+transient+behavior+of+organic+electrochemical+transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Steady-state and transient behavior of organic electrochemical transistors.</a> Adv. Funct. Mater. 17, 3538-3544 (2007).</li>
<li>Jimison, L. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+Barrier+Tissue+Integrity+with+an+Organic+Electrochemical+Transistor%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Measurement of Barrier Tissue Integrity with an Organic Electrochemical Transistor.</a> Adv. Mater. 24, 5919-5923 (2012).</li>
<li>Tria, S., Jimison, L. H., Hama, A., Bongo, M., Owens, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensing+of+EGTA+Mediated+Barrier+Tissue+Disruption+with+an+Organic+Transistor%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors%22%5BJournal%5D)">Sensing of EGTA Mediated Barrier Tissue Disruption with an Organic Transistor.</a> Biosensors. 3, 44-57 (2013).</li>
<li>Tria, S. A., Jimison, L. H., Hama, A., Bongo, M., Owens, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+the+organic+electrochemical+transistor+for+in+vitro+toxicology%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim.+Biophys.+Acta%22%5BJournal%5D)">Validation of the organic electrochemical transistor for in vitro toxicology.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1830, 4381-4390 (2013).</li>
<li>Zhu, Z. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+poly%283%2C4-ethylene+dioxythiophene%29%2Fpoly%28styrene+sulfonic+acid%29+transistor+for+glucose+sensing+at+neutral+pH%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">A simple poly(3,4-ethylene dioxythiophene)/poly(styrene sulfonic acid) transistor for glucose sensing at neutral pH.</a> Chem. Commun. , 1556-1557 (2004).</li>
<li>Lin, P., Yan, F., Yu, J., Chan, H. L., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+application+of+organic+electrochemical+transistors+in+cell-based+biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">The application of organic electrochemical transistors in cell-based biosensors.</a> Adv. Mater. 22, 3655-3660 (2010).</li>
</ol>

פרויקט זה נתמך על ידי FP7-People-2009-RG, מארי קירי פרויקט מס 256,367 (CELLTOX) וההצעה האירופית המועצה למחקר ERC-2010-STG לא 258,966 (IONOSENSE), כמו גם מענק משותף מConseil האזורי דה פרובאנס אלפ קוט ד &#39;אזור וCDL פארמה לST. אנו מודים לג&#39;ורג&#39; Malliaras לדיונים שימושיים הנוגעים לעיצוב OECT ותפקוד.

טכניקה זו מספקת שיטה חדשה לשילוב טרנזיסטור אלקטרוכימיים אורגני עם תאי חיים כדי למדוד שלמות רקמות מכשול. היתרונות העיקריים של שיטה זו הם המהירות ורגישות, אלא גם את העלות הנמוכה של המכשיר לניטור דינמי של רקמת מכשול. כמו בשיטה זו משתמשת בתאים חיים, נקודה קריטית היא כדי להיות בטוח לשימוש monolayer, המייצג את שכבת מחסום ללא פגע. הפרמטרים של הגדר צריכים להיות מוגדרים באפיון של הקו הסלולרי. לכן זה חיוני שלא לפגוע בשכבת ...

אפיתל במערכת העיכול הוא דוגמא של רקמת מכשול, אשר שולטת במעבר של מולקולות בין תאים שונים בגוף. האפיתל מורכב מתאי עמודים מוארכים חברו יחד על ידי קומפלקסים של חלבונים המספקים מכשול פיזי 1 נגד פתוגנים ורעלים, תוך מתן אפשרות למעבר של מים וחומרים מזינים הדרושים כדי לקיים את הגוף. סלקטיביות זאת בשל הקיטוב של תאי אפיתל, אשר יוצר שני תחומים קרום שונים: בצד apical של התאים שנחשפו ללום והן בצד הבסיסי של התאים מעוגנים על הרקמות הבסיסיות 2,3. צמתים הדוקים (TJ) הם קומפלקסים של חלבונים המצויים בחלק הפסגה של תאי האפיתל ומהווים חלק ממכלול גדול יותר הידוע בשם צומת הפסגה 4. זרימת יונים על פני רקמת המחסום עשויה גם ללכת דרך transcellular (באמצעות הסלולרי) או באמצעות paracellular (בין שני תאים סמוכים) מסלול. הסכום שלהתחבורה באמצעות שני המסלולים שמכונה התנגדות transepithelial. צומת הפסגה אחראית על הרגולציה של יונים ומולקולות עוברות על פני המחסום 5,6 דרך פתח ספציפי ותפקוד סוגר. חוסר תפקוד או שיבוש של קומפלקסי חלבונים אלה קשורים לעתים קרובות למחלה 7-11. בנוסף, רבים פתוגנים / רעלים enteric ידועים למקד מורכב זה באופן ספציפי, ובכך להיכנס לגוף ומוביל לשלשולים, סביר להניח כתוצאה של חוסר ויסות מסיבית של זרימת יונים / מים על פני המחסום 12-14. רקמת גדר יכולה גם להיות שונה על ידי שינוי microenvironment תאי. Cadherin הוא חלבון חיוני להידבקות תאי תאים, והוא מעורב ביצירת צומת הפסגה. סידן נדרש לקונפורמציה המבנית הנכונה של cadherin, וירידה בסידן תאי הוכח לגרום להרס של צומת תאי תאים ופתיחה הבאה שלמסלול paracellular בין התאים 15. במחקר זה, EGTA (גליקול-BIS אתילן (בטא aminoethyl אתר)-N, N, N &#39;, חומצה אצטית N&#39;-טטרה), chelator סידן ספציפי, היה בשימוש כדי לגרום להפרה ברקמת מכשול, שכן יש הוכח יש השפעה מהירה ודרסטית על paracellular יון לזרום 16,17. chelator סידן זה היה בשימוש על מחוברות וmonolayer המובחן של תא אונליין קאקו-2. בתרבית מוסיף תרבית תאים, קו תא זה ידוע לפתח את המאפיינים של מערכת העיכול ונמצא בשימוש נרחב על ידי תעשיית התרופות כדי לבדוק את הספיגה של תרופות 18,19. שיטות לניטור שלמות רקמות מחסום נמצאות בשפע. שיטות אלה הן בדרך כלל אופטיות, בהסתמך על מכתים immunofluorescence של חלבונים מסוימים הידועים להיות בצומת הפסגה 20, או להסתמך על הכימות של מולקולה נותב ניאון שהיא בדרך כלל בלתי חדיר לרקמות המחסום21,22. עם זאת, שיטות ללא תווית (כלומר ללא fluorophore / כרומופור) עדיפות כמו השימוש בתווית יכולה להיגרם חפצים, ולעתים קרובות מגדיל את העלות וassay הזמן. ניטור של רקמת מחסום חשמלי, ללא תווית התפתחה לאחרונה כשיטת מעקב דינמית 23. לדוגמא התקדמות טכנולוגית האחרונה בספקטרוסקופיה עכבה החשמלית אפשרה הפיתוח של מכשירים לסריקה זמינים מסחרי 24,25 שיכול למדוד את התנגדות transepithelial (TER), מדידה של מוליכות יונים על פני שכבת התאים. אלקטרוניקה אורגנית יצרה הזדמנות ייחודית להתממשק העולם של מוצרי אלקטרוניקה וביולוגיה 26,27 28,29 באמצעות פולימרים מוליכים שיכול לנהל שתי נושאות אלקטרוניות ויוניות. שיטה חדשה לאיתור פרצות ברקמת מחסום באמצעות 30-32 OECT הוצגה לאחרונה. מכשיר זה היה תוקף כנגד טכניקות הקיימותed להעריך שלמות מחסום רקמות, כולל immunofluorescence, מבחני חדירות באמצעות לוציפר צהוב, וספקטרוסקופיה עכבה באמצעות Cellzscope. במקרה של כל התרכובות הרעילות שנבדקו, OECT נמצא לפעול ברגישות שווה או טובה יותר, ועם רזולוציה של זמן מוגבר, בהשוואה לטכניקות שצוינה לעיל. במכשיר זה, PEDOT: PSS, פולימר ניצוח כי הוכח להיות יציב וביולוגי 33,34, משמש כחומר הפעיל בערוץ טרנזיסטור. OECT מורכב מאלקטרודות ניקוז והמקור משני צדי ערוץ פולימרים מוליכים. זה ממוקם אז במגע עם אלקטרוליט, המהווה חלק בלתי נפרד מהמכשיר. אלקטרודת שער היא שקועה בתוך אלקטרוליט (איור 1), וכאשר מתח שער חיובי מיושם בשער, קטיונים מאלקטרוליט נאלצים לתוך הערוץ, ובכך dedoping פולימר הניצוח וכתוצאה משינוי במקור הניקוז נוכחית. דevice לכן מאוד רגיש לשינויים של הרגע בשטף היוני בשל הגברה של טרנזיסטור. שכבת תאים גדלה על הוספת תרבית תאים הושמה בין האלקטרודה השער וערוץ הפולימרים המוליכים. הנוכחות של שכבת תאים שלמה משמשת כמחסום לקטיונים להיכנס לתוך פולימר הניצוח, ולכן, בנוכחות monolayer שלם, הירידות הנוכחיות הניקוז (איור 2: מעבר מהאזור לב). בנוכחות של תרכובת רעילה, רקמת מכשול בהדרגה לאבד את היושרה שלה, ומאפשרות קטיונים להיכנס לסרט הפולימרים והגדלת הנוכחי הניקוז (איור 2: אזור ג). בעזרת טכניקה זו, הפרה ברקמת מחסום נתפס על ידי האפנון של זרם הניקוז, המקביל למודולציה של השטף על פני השכבה. מכשיר זה מסוגל למדוד וריאציות דקות בשטף היוני עם רזולוציה חסרת תקדים של זמן ורגישות בזמן אמת. wil טכנולוגיה זוl להיות עניין בתחום של רעלים לבדיקות סמים, אבחון מחלה או מחקר בסיסי כמודל המחסום ניתן להתאים בקלות. שיטה זו גם תסייע להפחית את הניסויים בבעלי החיים, שכן היא מאפשרת האימות של במבחנה מודלים להחליף בבדיקות vivo.

<table><tbody><tr><td>Clevios pH 1000</td><td>Heraus Clevios</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AZ9260 שרף</td><td>Cipec Specialties</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dodecylbenzenesulfonic חומצה (DBSA)</td> <td>Acros אורגני</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (GOPS)</td> <td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>24 בארות הכנסת תרבית תאים מושעה Millicell&nbsp; PET 0.4 &mu; m Millipore</td><td>Dominique Dutscher</td><td>51705</td><td></td></tr><tr><td>צלחת תרבית תאים 24 בארות BD Falcon</td><td>Dominique Dutscher</td><td>51705</td><td></td></tr><tr><td>Stericup-GPT PES 0.22 &mu; M</td><td>Dominique Dutscher</td><td>51246</td><td></td></tr><tr><td>Advanced DMEM Marque GIBCO</td><td>Fisher Scientific</td><td>E3434T</td><td></td></tr><tr><td>FBS Heat Inact.</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>E3387M</td><td></td></tr><tr><td>פניצילין סטרפטומיצין</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>E3470C</td><td></td></tr><tr><td>GlutaMAX</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>E3524T</td><td></td></tr><tr><td>טריפסין 0.05% EDTA</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>E3513N</td><td></td></tr><tr><td>EGTA (אתילן גליקול-ביס(2-אמינואתילאתר)-N,N,N&פריים;,N&פריים;-חומצה טטראצטית)</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>E4378</td><td></td></tr><tr><td>אתילן גליקול, נטול מים, 99.8%,</td> תאי <td>סיגמא אולדריץ'</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Caco-2</td><td>ATCC</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PDMS</td><td>Dow Corning</td><td>SYLGARD 184 סיליקון אלסטומר</td><td></td></tr><tr><td>Au (99.99%)</td><td>NEYCO</td><td>AU3X6</td><td></td></tr><tr><td>כרום (99.95%)</td><td>NEYCO</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Parylene C</td><td>מערכות</td><td></td><td></td> ציפוי מיוחדות</tr><tr><td>חוט Ag / AgCl</td><td>מכשיר הרווארד Photoresist</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>התמחויות</td><td></td><td></td> Cipec</tr></tbody></table>

חישה של שיבוש טישו גדר עם טרנזיסטור אלקטרוכימי אורגני

Sensing of Barrier Tissue Disruption with an Organic Electrochemical Transistor

מערכת העיכול היא דוגמא של רקמת מחסום המספקת מכשול פיזי מפני כניסה של פתוגנים ורעלים, תוך מתן אפשרות למעבר של יונים ומולקולות הדרושים. פרצה בגדר זה יכול להיגרם על ידי ירידה בריכוז הסידן תאי. ירידה בריכוז סידן זה גורמת לשינוי קונפורמציה בחלבונים המעורבים באיטום של הגדר, מה שמוביל לעלייה של שטף paracellular. כדי לחקות את האפקט הזה סידן chelator אתילן גליקול-BIS (האתר בטא aminoethyl)-N, N, N &#39;, חומצת N&#39;-טטרה אצטית (EGTA) שימשה בmonolayer של תאים הידועים להיות נציג של מערכת העיכול. שיטות שונות כדי לזהות את ההפרעה של רקמת המכשול שכבר קיימות, כגון מבחני immunofluorescence וחדירות. עם זאת, שיטות אלו גוזלות זמן ויקר ואינו מתאימים למדידות דינמיות או תפוקה גבוהה. שיטות אלקטרוניות למדידת רקמות מחסוםשלמות קיימת גם למדידת התנגדות transepithelial (TER), אולם אלה הם בדרך כלל יקרים ומורכבים. פיתוח שיטות מהירים, זולות, ורגישות יש צורך דחוף בשלמות רקמת מכשול הוא פרמטר מרכזי בגילוי סמים ואבחון הפתוגן / רעלן. טרנזיסטור האורגני אלקטרוכימיים (OECT) משולב עם רקמת מחסום יוצרת תאים הוכח כמכשיר חדש מסוגל דינמי ניטור שלמות רקמות מכשול. המכשיר הוא מסוגל למדוד וריאציות דקות בשטף היוני עם רזולוציה של זמן חסר תקדים וברגישות, בזמן אמת, כמדד לשלמות רקמות מכשול. שיטה חדשה זה מבוססת על מכשיר פשוט שיכול להיות תואם עם יישומי הקרנת תפוקה גבוהה ומפוברקות בעלות נמוכה.

במהלך השלב הראשון של מדידה, הניקוז הנוכחי עשויים להשתנות במידה מסוימת, אבל ברוב המקרים זה צריך להישאר יציב (איור 2, חתך). אם האות אינו יציב, הטרנזיסטור אמור להיות מושלך והוחלף. בדיקת יציבות זו גם מבטיחה כי כל הפסדים ראשוניים במוליכות של המכשיר אינם משפיעים על המדידה שלאחר מכן. לאחר כמה דקות של מדידה, להכניס את עם תאי יוצרי רקמת המכשול מונח על גבי הערוץ. הנוכחי הניקוז צריך להקטין באופן מיידי (איור 2, סעיף ב &#39;.). אם זרם הניקוז אינו פוחת, זה יכול...

טרנזיסטור אלקטרוכימי אורגני משולב עם תאי חיים ומשמש לניטור שטף יונים על פני מחסום האפיתל במערכת העיכול. במחקר זה, עלייה בשטף יונים, הקשורים להפרעה בצומת הדוקים, הנגרמת על ידי הנוכחות של EGTA chelator סידן (גליקול-BIS אתילן (אתר בטא aminoethyl)-N, N, N &#39;, אצטית N&#39;-טטרה חומצה), הוא נמדדה.

The gastrointestinal tract is an example of barrier tissue that provides a physical barrier against entry of pathogens and toxins, while allowing the ...

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא לפתח כלי אבחוני רגיש, מהיר וזול לניטור בריאותם של רקמי מחסום. מטרה זו מושגת על ידי ייצור של טרנזיסטור אלקטרוכימי אורגני, המסוגל לנטר במהירות וברגישות שינויים בזרימת יונים באלקטרוליט על ידי מדידת שינויים בזרם המקור-ניקוז (source drain current) של הטרנזיסטור. כשלב שני, יש לשלב שכבה של רקמת מחסום בריאה שגודלה על מסנן על גבי התקן ה-OECT, כדי לאפשר ניטור של זרימת יונים דרך שכבת רקמת המחסום, אשר תהיה חסומה באופן חלקי אם שכבת התאים בריאה.במידה ונוסיף תרכובת רעילה ההורסת או משבשת את שכבת רקמת המחסום, זרימת היונים דרך שכבת התאים לא תהיה חסומה עוד. התוצאות המתקבלות מראות כי ה-OECT יכול לזהות בהצלחה את ההשפעות הרעילות של תרכובת מודל, מה שמוכיח שניתן להשתמש במדידות מהטרנזיסטור כאבחון לניטור בריאותה של רקמת מחסום. היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון ספקטרוסקופיית עכבה, הוא שלמכשירים אלקטרוניים אורגניים יש פוטנציאל לייצור בעלות נמוכה, ולכן הם מתאימים לסריקה בקיבולת גבוהה.את הפרוצדורה ידגימו SHA FIA, סטודנטית לתארים מתקדמים, ו-Mark Hamir, פוסט-דוקטורנט במעבדתי. שיטה זו יכולה לספק תובנות לגבי תאי אפיתל מערכת העיכול, אך ניתן להחיל אותה גם על מערכות אחרות כגון העור, אפיתל הכליות ומחסום הדם-מוח. הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית כשלב הדרוש לשילוב שכבת תאים עם התקן.נדרש טיפול זהיר להגדרת מגעים של Source ו-Drain מזהב שהופרש באופן תרמי באמצעות ליתוגרפיית liftoff. ראשית, יש לבצע spin-coating של פוטורזיסט על זכוכית נקייה במידות של שלושה אינץ' על אינץ' אחד. סובבו במהירות של 3000 RPM למשך 30 שניות ואפ את הדגימות למשך 30 שניות בטמפרטורה של 110 °C.בשלב הבא, הגדירו את התבניות באמצעות פוטוליתוגרפיה בעזרת מסכה ייעודית למגעי הזהב בתוך תא אידוי. שקיעו 5 nm של כרום ו-100 nm של זהב. לאחר מכן, בצעו תהליך lift off לשכבת הפוטורזיסט.השקיעו את המצע באמבט אצטון למשך שעה אחת, כך שיישאר באזור מגעים הזהב של המקור והניקוז רק האורך הרצוי של תעלת ה-pdot PSS, שהוא מילימטר אחד, דבר שמושג באמצעות תבנית בטכניקת קילוף של Lene C. כעת, טענו 3.5 גרם של Lene C למערכת הציפוי. אידו שני מיקרונים של paraline C באופן אחיד מעל המצע עם מגע הזהב כדי להגדיר את התבנית של התעלה באמצעות פוטוליתוגרפיה; בצעו ציפוי סובב (spin coat) של פוטורזיסט במהירות של 3000 RPM למשך 30 שניות, ואפ את המצע למשך שתי דקות בטמפרטורה של 110 °C.בשלב הבא, הגדירו את התבניות באמצעות מסכה ייעודית לאזור התעלה. חלקו של הפוטורזיסט שנחשף ל-UV יהפוך למסיס במפתח לאחר מכן. חרטו את ה-Lene C באזור התעלה על ידי חשיפה לפלסמת חמצן למשך 15 דקות בתא, כדי לפתוח את התעלה ואת מגע הזהב.לאחר מכן, שקיעו את תמיסת תערובת ה-Pdot PSS באמצעות ציפוי סיבוב (spin coating) במהירות של 500 RPM למשך 45 שניות, ואפו למשך 30 שניות בטמפרטורה של 110 °C. לאחר מכן, קלפו את ה-Paraline C כדי לחשוף את תעלת ה-Pdot PSS של המצע שמתחתיה. תעלה זו צריכה לחפוף מעט למגע הזהב.אפו את הדגימות למשך שעה אחת ב-140 °C בתנאי אטמוספירה. בהליך זה, הכינו PDMS על ידי ערבוב תמיסת ההקשיה ותמיסת הבסיס ביחס של 1 ל-10, ואפו למשך שעה אחת ב-120 °C. לאחר מכן, תכננו באר באמצעות מחורר חורים וגזרו ריבוע סביב האזור הרצוי.לאחר מכן, הדביקו באר A-P-D-M-S מעל התעלה כדי ליצור שטח תעלה של ששה מילימטרים רבועיים. הכינו תמיכה מפלסטיק עם חור במרכזה, הדביקו אותה מעל ה-PDMS והניחו לה להתייבש למשך הלילה. לאחר מכן, בדקו את הבאר לדליפות על ידי מילוי מוקדם במים.התחל את הפרוצדורה על ידי הכנת מצע גידול התאים. לאחר מכן, סטריליז את מצע גידול התאים באמצעות התקן סינון סטרילי. לאחר מכן, תחזק תאי Caco 2 במצע גידול התאים בין מעברים 49 ל-68 בטמפרטורה של 37 °C באטמוספירה לחה של 5% CO2.בצעו פיצול של התאים פעם בשבוע באמצעות trypsin והזריעו אותם בריכוז של 1.5 times 10 to the fourth תאים לכל insert. במקביל, החליפו את מצע גידול התאים פעמיים בשבוע לאורך שלושה שבועות. כעת חברו חוט כסף-כלוריד כסף למד-מקור (source meter) לשימוש כאלקטרודת שער.בשלב הבא, חברו את המקור (source) ואת הניקוז (drain) למד-מקור (source meter). לאחר מכן, טבלו את הקצה בתוך מצע גידול תאים, המשמש כאלקטרוליט. הגבירו מתח חיובי בפולס ריבועי בין השער (gate) לבין המקור.לאחר מכן, הפעל מתח קבוע שלילי בין הניקוז (drain) למקור (source) ומדוד את הזרם המתאים. הזן את פרמטרי ה-OECT בתוכנת רכישה מותאמת אישית. קרא את זרם המקור-ניקוז ואת זרם השער (gate current), ובצע את המדידה למשך מספר דקות כדי להבטיח אות בסיס יציב לשילוב תאים בזמן השביתה של מדידת ה-OECT.הוצא את אלקטרודת ההולכה מהאלקטרוליט, לאחר מכן הכנס את התושבת לתרבית תאים והחזר את אלקטרודת ההולכה לתוך התושבת לתרבית תאים. לאחר מכן, בצע מדידת בסיס (baseline) עם התאים למשך מספר דקות כדי להבטיח אות יציב. מדידת בסיס זו תשמש לחישוב הערך הנורמלי עבור שכבה אחת של תאים (monolayer) שלמה.בפרוצדורה זו, הוסיפו תמיסת EGTA בנפח המתאים כדי להשיג את הריכוז הרצוי בתא הבסיס במהלך זמן הכיבוי, ובצעו את המדידה באופן רציף כפי שתיארנו קודם לכן למשך 90 דקות. אם המדידה מבוצעת בטמפרטורת החדר, יציבות התאים לא תישאר קבועה לאחר 90 דקות בסיום ההרצה; שרטטו את שכבת התאים כדי לגרום להרס מלא של שכבת המחסום ומדדו למשך 15 דקות. קו בסיס זה ישמש לחישוב הערך הנורמלי עבור שכבה אחת (monolayer) שהורסה.להלן סקירה כללית של שתי מדידות ה-INCI של תגובת זרם הניקוז לפולסי שער מרובעים לאורך זמן. חלק זה מתייחס ל-OECT שפעל לפני האינטגרציה, במטרה להבטיח את יציבות המכשיר. חלק זה מתייחס לאינטגרציה של תאים היוצרים רקמת מחסום, ושוב, להבטחת אות יציב לפני תחילת הבדיקה של תרכובת רעילה.סעיף זה מתייחס להוספת EGTA לתאי רקמת המחסום, המהווה את התפתחות האות לאורך זמן. מוצגת כאן תגובת זרם הניקוז של ה-OECT לפולס בודד בצורת גל ריבועי. איור זה מציג את התגובה הטרנזיאנטית של ה-OECT לפני ואחרי הוספת תאים יוצרי רקמת מחסום שגודלו על מסנן, ואיור זה מציג את התגובה הטרנזיאנטית של ה-OECT לאחר הוספת תרכובת רעילה על רקמת מחסום וללא רקמת מחסום.גרף זה מציג את התוצאות הנורמליזציה הטיפוסיות מה-OECT. התגובות הנורמליזציה של ה-OECT נמדדו לאורך תקופה של 50 דקות עם הכנסת התקן המסומן בעיגול ריק, שכבת תאים המסומנת באיקס שחור, 5 millimolar EGTA המסומן בעיגול כחול כהה ו-10 millimolar EGTA המסומן בעיגול ציאן. בעת ביצוע הליך זה, חשוב לזכור לא לצלם שכבת תאים עם אלקטרודת שער או לא להחדיר את התמיסה בפיפט בצורה חזקה מדי לתוך התא של תרבית התאים.זכרו כי עבודה עם תאים חיים מחייבת שימוש בציוד מגן מתאים, וכי חומרים שהיו במגע עם חומר ביולוגי של תאים חיים יש להשליכם כפסולת ביולוגית. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה לגבי האופן שבו ניתן לשלב שכבת רקמה מחסومة עם ה-OECT לצורך ניטור רעילות.

sensing-barrier-tissue-disruption-with-an-organic-electrochemical

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

מאמר זה מפרט את הבנייה של חיישן microneedle מבוסס multiplexed. המכשיר מפותח עבור בדגימה באתרו וניתוח אלקטרוכימי של analytes מרובים בצורה מהירה סלקטיבית. אנחנו מדמיינים ברפואה קלינית מחקר ביו משתמש עבור אלה microneedle מבוססי חיישנים.

חיישן הולו Microneedle מבוסס על מרובב דרך העור אלקטרוכימי חישה

אנו מתארים את ייצור מכשיר מדידה ולפרוטוקול biosensors בתדר גבוה המבוסס על צינורות פחמן. טכניקת חישת התדירות הגבוהה מפחית את הסיכון (דביי) השפעת ההקרנה יונית הבסיסית ומאפשרת Nanotube biosensor להיות מופעל בפתרונות כוח יוניים גבוהים שבי biosensors אלקטרוני קונבנציונלי נכשלים. הטכנולוגיה שלנו מספקת פלטפורמה ייחודית לbiosensors אלקטרוני הפועלים בתנאים פיסיולוגיים רלוונטיים נקודה של הטיפול (POC).

המצאה של Biosensor Nanotube פחמן בתדירות גבוהה Nanoelectronic לחישה בפתרוני כוח יוניים גבוהים

במאמר זה, אנו מציגים פרוטוקול להפקיד חומרים אורגניים באופן סלקטיבי על טקסטיל, המאפשרים אינטגרציה הישירה של מכשירים אלקטרוניים אורגניים עם פריטי לבוש. המכשירים המפוברקים ניתן לשלב באופן מלא בטקסטיל, כיבוד המראה המכאני שלהם ומאפשר יכולות חישה.

שיטת ייצור פשוט Scalable עבור מכשירים אלקטרוניים אורגניים על טקסטיל

פרסום זה מתאר את הזיוף של המכשיר איברים על שבב עם אלקטרודות משולב על כימות ישירה של ההתנגדות החשמלית transendothelial (TEER). עבור אימות, מחסום הדם - מוח היה חיקה בתוך המכשיר הזה microfluidic, תפקידה מחסום היה במעקב. שיטות הציג אלקטרודה ואינטגרציה כמת TEER ישירה חלים בדרך כלל.

ייצור ואימות מערכת איברים על שבב עם אלקטרודות משולבת ישירות לכמת התנגדות חשמלית Transendothelial

כאן, אנו מדגימים כיצד להגדיר וולט-אמפר-מונה זול עם תדר פלט מיתכנת שניתן להשתמש בו עם המקל מסחרית זמין אלקטרודות עבור transepi, מדידות התנגדות חשמלית החשמל.

גישה פשוטה לבצע מדידות הטיר באמצעות עצמית וולט-אמפר מונה עם תדר פלט ניתן לתיכנות

כאן, אנו מציגים את פרוטוקול הייצור של מכשיר טרנזיסטור בעל אפקט שדה אורגני המופנן בטעינה (OCMFET) להתמשואות תאית במבחנה . המכשיר, הנקרא מערך מיקרו OCMFET, הוא מכשיר גמיש, בעלות נמוכה ונקני ייחוס, שיאפשר ניטור של הפעילות החשמלית והמטבולית של תרביות תאים אלקטרואקטיביים.

במבחנה ניתוח תאי רב-פרמטרי על-ידי מערכי טרנזיסטור מיקרו אורגניים המווסתים בטעינה

המחקר הבא מעריך את הפרופיל הטוקסיקולוגי של מסגרת מתכתית-אורגנית נבחרת המשתמשת בחישת עכבת תא חשמלי (ECIS), טכניקת סינון בזמן אמת ובתפוקה גבוהה.

חישת מצע תא חשמלי להערכה בזמן אמת של פרופילים טוקסיקולוגיים של מסגרת מתכת-אורגנית

פרוטוקול זה מתאר מודל אמין ויעיל במבחנה של מחסום הדם במוח. השיטה משתמשת בתאי אנדותל של כלי דם מוחיים בעכבר bend.3 ומודדת התנגדות חשמלית טרנסממברנלית.

רישום תקינות תפקודית של מחסום ב-bend.3 תאי אנדותל וסקולריים באמצעות זיהוי התנגדות חשמלית טרנסאנדותל

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לשימוש בטרנזיסטורים אלקטרוכימיים אורגניים (OECTs) כדי לתרגם פעילות העברת אלקטרונים חוץ-תאית (EET) ב- Shewanella oneidensis לאותות חשמליים. מערכת OECT ההיברידית מספקת חוסן, רגישות ופוטנציאל משופרים לבדיקות מהירות בעלות תפוקה גבוהה, מה שהופך אותה לכלי יעיל למדידות EET.

תרגום פעילויות מעבר אלקטרונים חוץ-תאיות באמצעות טרנזיסטורים אלקטרוכימיים אורגניים

פרוטוקול זה מתאר ייצור של טרנזיסטור אפקט שדה רגיש ליונים (ISFET) מבוסס אינדיום-תחמוצת בדיל (ITO), שניתן לבנות כחיישן FET מגודר תמיסה (למשל, חיישן pH) בתהליך קצר ופשוט (כחצי יום). ניתן ליישם ITO-ISFET מקשה אחת זו גם על חישה ביולוגית.

ייצור טרנזיסטור מקשה אחת מבוסס תחמוצת אינדיום-בדיל, המאפשר חישה ביולוגית רגישה

למד כיצד לנטר את בריאות רקמת המחסום באמצעות טרנזיסטור אלקטרוכימי אורגני (OECT). שיטה זו מאפשרת זיהוי מהיר ורגיש של שינויים בזרימת יונים דרך האפיתלium הגסטרואינטסטינלי.

חישה של שיבוש טישו גדר עם טרנזיסטור אלקטרוכימי אורגני

גלה סרטונים נוספים