생리 연구를위한 모든 고체 이온 선택성 전극 (ASSISE)를 기반으로 다중 분석 바이오칩 (MAB)

이 절차의 전반적인 목표는 양이온 및 이온 검출 모두를 위한 모든 고체 상태 이온 선택 전극을 기능화하는 것입니다: 먼저 전기 중합. MAB 스핀 코트의 작동 전극에 있는 전도성 고분자 트랜스듀서 층, 이온 선택성 멤브레인 층 및 하룻밤 동안 바이오칩을 조절하여 이온 선택성 멤브레인을 활성화합니다. 이제 플로우 셀 챔버에서 접촉 패드를 BASSI 3전극 전위 스탯 푸시 측정 용액에 챔버에 연결합니다.

원치 않는 기포를 제거하고, 궁극적으로 MAB 칩을 관심 이온으로 보정하고 MAB의 출력 신호를 실시간으로 기록할 수 있습니다. 기존의 마이크로 전극 및 무선 라벨링 프로브 기술과 달리 모든 고체 이온 선택성 전극은 비침습적이며 이온 활성의 실시간 측정을 위해 다중화하고 생물학적 및 생리학적 시스템을 모델링할 수 있습니다. 우리는 생리학적 측정을 수행하는 데 제한된 공간이 필요한 우주 생물학 연구에 참여하면서 이 방법을 수행하자는 아이디어를 처음 떠올렸습니다.

버번 잎 생리학적 감지 시설의 대학원생인 June Hume Park은 전기 중합을 위한 전기화학 셀을 형성하는 시연을 도와줄 것입니다. Bassi C3 셀 스탠드와 EC 엡실론 전위 stat galvan stat를 사용합니다. 전기 중합 용액을 전기 화학 셀에 넣은 다음 용존 산소를 제거하기 위해 20 분 동안 질소를 거품을 일으킨다.

이제 백금 거즈 상대 전극을 상대 전극 위치에서 전기화학 전지에 클립합니다. 그런 다음 작동 전극이 백금 거즈를 향하도록 하여 MAB를 전기화학 전지의 작동 전극 위치 또는 중앙 위치에 클립하고 원형 전극만 전기 중합 용액에 잠기도록 MAB 깊이를 조정합니다. 정사각형 전기 접촉 패드와의 용액 접촉을 피합니다.

다음으로 전기화학 전지의 기준 전극 위치에 bassi 포화 전극을 놓습니다. 기준 전극이 작동 전극과 상대 전극에 닿지 않는지 확인하십시오. 그런 다음 EC 엡실론 전위를 사용하여 Stat gal Vanos stat는 플러스 마이너스 100 마이크로 암푸 스케일에서 초당 20 밀리볼트의 스캔 속도로 0에서 1.1 볼트까지 단일 순환 그램을 실행합니다.

칼슘 감지를 위해 MAB 거품, e. plus 황산칼슘 용액에 PDO 황산칼슘 증착을 20분 동안 수행합니다. pdot 표면을 특성화하려면 pdot 기반 고분자 접합체의 순환 원격 측정을 사용합니다.

2밀리몰의 시안화칼륨에서 마이너스 653밀리볼트에서 853밀리볼트까지 다양한 스캔 속도로 단일 주기적 그램을 실행하고, 플러스 마이너스 10 마이크로퍼 스케일 중심에서 진공 스피너 척의 다중 분석 물질 바이오 칩을 100 마이크로리터 멤브레인을 MAB 중앙에 증착한 다음 측정을 실행합니다. 다음으로 이온 선택성 멤브레인을 1, 500RPM으로 30초 동안 스핀 코팅하고 5초 동안 위아래로 램프를 하고 스핀 코팅된 MAB를 30분 동안 진공 청소기로 청소합니다. 그런 다음 칩을 섭씨 70도의 오븐에서 20분 동안 굽습니다.

10마이크로몰의 중탄산나트륨과 5밀리몰의 염화칼륨을 조류 매체에서 하룻밤 동안 MAB를 컨디셔닝합니다. 이제 MAB를 미세유체 플로우 셀 칩 홀더에 삽입합니다. 5ml의 테스트 용액에 적절한 초기 pH 값 또는 농도를 주입합니다.

플로우 셀 칩 홀더에서 기포를 제거하고 플로우 셀 칩 홀더를 플로우 셀 전기 설비에 놓습니다. 그런 다음 EC 엡실론 소프트웨어를 열고 개방 회로 전위 모드로 들어갑니다. 시간을 300분으로, 전압 스케일을 플러스에서 1볼트를 뺀 값으로, 차단 주파수를 10킬로헤르츠로 설정하고 2초마다 값을 기록합니다.

보정 프로세스를 계속하기 전에 MAB가 안정화될 때까지 기다립니다. 그런 다음 플로우 셀을 테스트 용액으로 세척하고 보정할 다음 농도를 주입합니다. 플로우 셀에 기포가 유입되지 않는지 확인합니다.

마지막 실행 후 검량선의 나머지 샘플에 대해 측정을 반복합니다. MAB를 제거하고 질소 공기로 건조시킵니다. 다음까지 MAB를 새 컨디셔닝 용액에 다시 넣습니다.

MAB 및 염화칼슘 조건의 교정에 사용, 0.1 몰 염화칼슘 및 10 마이크로몰 질산나트륨에서 하룻밤 동안 pdot 황산칼슘 전도성 고분자 접합체 및 칼슘 선택성 멤브레인을 사용합니다. 그런 다음 pH 또는 탄산염 테스트 용액을 초기 농도인 0.01 millimolar calcium chloride로 교체합니다. 다른 테스트 용액 농도에 대해 반복합니다.

이 데이터는 pdot PSS의 순환 볼타와 이에 상응하는 카타르시스 피크 전류 대 스캔 속도를 보여줍니다. Randall의 수빅 분석은 이온 선택성 멤브레인이 없는 고체 접촉에 대해 4.4 곱하기 10에서 음의 11센티미터 제곱의 유효 표면적을 결정합니다. 모든 고체 상태 ISE의 기능을 테스트하여 실제 세포 배양 환경에서 측정값을 획득할 수 있습니다.

ISE는 lgal 배지에서 20일 동안 보관한 후 pH 4에서 9 사이의 Lgal 배지에서 보정되었습니다. 여기서 PDO PSS는 pH 8.5에서 완충된 lgal 생물학적 배지 및 lgal 생물학적 배지 모두에서 0.01 밀리몰 내지 1 밀리몰의 농도 범위를 가진 탄산염 용액에서 보정되었습니다. 완충된 용액으로 기울기를 낮추면서 농도가 변하는 것을 주목하십시오.

탄산염 선택성 전극은 pH에 따라 달라지며 전압의 증가는 탄산염 종의 증가와 관련이 있습니다. 측정은 pH 7.8에서 이루어지기 때문에 대부분의 종은 중탄산염 형태이며, 생물학적 모델인 클로렐라 불가리스를 사용한 탄산염 농도 측정은 주변의 밝은 상태와 어두운 조건에서 30밀리볼트 변화를 보여주고, 조류 매체만 있는 대조군은 기능적 바이오 칩을 나타내는 반응을 보이지 않습니다. 이러한 MAB ISE는 농도가 증가하는 염화칼슘 용액의 PPSS를 기반으로 하며, 10년당 30밀리볼트에서 2가 양이온에 대한 니안 기울기에 가까운 경사 프로파일을 기반으로 합니다.

칼슘 농도의 변화는 발아 고사리의 칼슘 전류 수준을 측정하는 데 사용됩니다. 이 접근 방식은 생물학, 농업 및 의학에서 이온 수송 및 세포 전기 생리학 및 신호 전달, 식물 및 동물 시스템과 관련된 생체 분자 메커니즘을 연구하는 데 유용합니다.