Translating Extracellular Electron Transfer Activities with Organic Electrochemical Transistors

Yang Gao; Yuchen Zhou; Xudong Ji; Austin J. Graham; Christopher M. Dundas; Ismar E. Miniel Mahfoud; Bailey M. Tibbett; Benjamin Tan; Gina Partipilo; Ananth Dodabalapur; Jonathan Rivnay; Benjamin K. Keitz

doi:10.3791/67928

תרגום פעילויות מעבר אלקטרונים חוץ-תאיות באמצעות טרנזיסטורים אלקטרוכימיים אורגניים

JoVE Journal
Bioengineering

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Journal Bioengineering

Translating Extracellular Electron Transfer Activities with Organic Electrochemical Transistors

תרגום פעילויות מעבר אלקטרונים חוץ-תאיות באמצעות טרנזיסטורים אלקטרוכימיים אורגניים

Full Text

1,397 Views

10:44 min

January 31, 2025

DOI: 10.3791/67928-v

Yang Gao¹, Yuchen Zhou^2,3, Xudong Ji^4,5, Austin J. Graham^1,6, Christopher M. Dundas^1,7, Ismar E. Miniel Mahfoud¹, Bailey M. Tibbett¹, Benjamin Tan^3,8, Gina Partipilo¹, Ananth Dodabalapur^2,3, Jonathan Rivnay^4,5, Benjamin K. Keitz¹

¹McKetta Department of Chemical Engineering,University of Texas at Austin, ²Department of Electrical and Computer Engineering,The University of Texas at Austin, ³Microelectronics Research Center,The University of Texas at Austin, ⁴Department of Biomedical Engineering,Northwestern University, ⁵Simpson Querrey Institute,Northwestern University, ⁶Department of Pharmaceutical Chemistry,University of California San Francisco, ⁷Department of Biology,Stanford University, ⁸Department of Chemistry,University of Texas at Austin

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

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.

המחקר שלנו מתמקד בפיתוח ביואלקטרוניקה המשלבת העברת אלקטרונים חוץ-תאית חיידקית או EET כדי להרחיב יישומי ביו-חישה ומחשוב ביולוגי. אנו מחפשים תשובות לאופן שבו EET מתקשר עם חומרים אלקטרוניים, כיצד לווסת EET מבחינה גנטית על מנת לייעל את הביצועים החשמליים והאם יש תכונות חדשות במערכות אלקטרוכימיות אלה המכילות תאים חיים. ההתקדמות במחקר תאי HR חיידקיים או העברת אלקטרונים משתמשת בביולוגיה סינתטית להנדסת מסלולי EET, מערכת אלקטרוכימית לניטור חמצון-חיזור, למשל, ומיקרוסקופ לפעילות התא, ביצוע מיקרוסקופ כוח אטומי ואלקטרודות מאקרו לניתוח זרימת אלקטרונים וספקטרוסקופיה מתקדמת כמו כטב"מים ראמאן לאפיון ממשק ביולוגיה חומרית.

אנו מראים כי הנדסה גנטית שהוכחה על מחלות יכולה לווסת את תפוקות OECT, ולאפשר תגובות חשמליות מונעות ביולוגית. הממצאים כוללים הדגמה של מסלולי EET ישירים ועקיפים המשפיעים על ביצועי ביואלקטרוניקה, צימוד לוגיקה גנטית לתוצאות חשמליות וכוונון פלסטיות גנטית באמצעות EET. בהשוואה לעבודה מסורתית של OECT, תאים חיים מציעים יתרונות כגון בקרות דינמיות הניתנות לתכנות גנטי באמצעות מעבר אלקטרונים חוץ-תאי ויכולת למנף מטבוליזם תאי לתגובות בזמן אמת.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos