Name: 나란히 이온 교환 멤브레인 사이의 이온 농도 분극을 병합하면 편광 영역의 전파를 차단하는 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 6 s
Description: 배우세요 이온 농도 분극을 이용한 바이오에이전트 예비농축 방법을 탐구하세요. 두 개의 동일한 양이온 선택성 멤브레인 사이에서 ICP 영역을 제어하여 다양한 조건에서도 안정적인 바이오센싱 성능을 확보할 수 있습니다.

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본 연구는 한국과학기술연구원 내부지원금(2E26180)과 한국연구재단 지원받은 차세대 바이오의료기기 플랫폼 프로그램(NRF-2015M3A9E202888)의 지원을 받았다.

양이온 교환 1. 제작 미세 유체 칩을 멤브레인 통합 <ol><li> 실리콘 마스터의 준비 <ol><li> 디자인 실리콘 마스터 두 종류 : 양이온 교환 수지와 폴리 디메틸 실록산 (PDMS)와 마이크로 채널을 구축하기위한 다른 하나의 패턴. 주 : 세부 형상은 단계 1.3.1 및 1.4.1에 대해 설명한다. </li><li> 종래의 포토 리소그래피 (27)을 에칭 깊은 반응성 이온을 사용하여 실리콘 마스터를 제작. </li><li> 30 분 동안 진공 항아리에 트리클로로 실란 (~ 30 μL)와 미세 패턴 실리콘 주인을 silanization합니다. 주의 : 트리클로로 실란은 가연성이며 급성 독성 (흡입, 경구 섭취)을 가진 자연 발화성 액체이다. </li></ol></li><li> PDMS 금형의 제조 <ol><li> 10에서 경화제와 실리콘 엘라스토머 기재 믹스 : 1의 비율이 미 경화 PDMS로 컵을 배치(30 ~ 40 mL의 실리콘 4의 웨이퍼에 미세 복제에 대한) 30 분 동안 진공 항아리에 거품을 제거합니다. 주 : 실리콘베이스는 비닐 그룹과 백금 계 촉매로 종료 실록산 올리고머가 포함되어 있습니다. 경화제는 세 가지 실리콘 - 수소 결합 (28)이 올리고머 가교가 포함되어 있습니다. </li><li> 실리콘 마스터의 비경 PDMS를 부어 송풍기 거품을 제거하고, 대류 오븐에서 2 시간 동안 80 ° C에서 PDMS 치료. </li><li> 칼과 PDMS 모양을 제대로 실리콘 마스터에서 경화 된 PDMS를 분리하고 (그림 2a와 b에 나타낸 바와 같이, 제곱 모양을 ⅳ). </li></ol></li><li> 양이온 교환 막을 패터닝 <ol><li> 상기 두 개의 병렬 미세 채널에 수직 PDMS 몰드의 절반을 절단하여 2.0 mm 생검 펀치로 PDMS 채널의 단부에 구멍을 펀치. 참고 : 양이온 선택적 막을 패터닝을위한 PDMS 금형은 두 파가하기 병렬 마이크로 채널 (폭 : 100 μm의; 높이 : 50 μm의, 채널 간 거리 : 100 μm의, 그림 1a). 금형의 원래 형상은 절단 선을 따라 주형 분리 미러링 상상 될 수있다. L 모양의 마이크로 채널은 중복없이 두 개의 구멍을 펀칭 권장합니다. </li><li> 유리 슬라이드와 테이프로 PDMS 금형 및 송풍기를 청소하고 그들 사이의 가역적 인 첨부 파일을 생성하기 위해 유리 슬라이드에 금형을 넣어. </li><li> 마이크로 플로우 패터닝 기술 (29)에 따르면, 단계 분리 된 채널의 개방 단부에서의 양이온 교환 수지 1.3.1 릴리스 ~ 10 μL (도 1B). 펀치 구멍에 주사기 머리를 놓고 플런저 (그림 1b에서 검은 색 화살표)를 당겨; 부드러운 부압 양이온 교환 수지를 끌어, 수지는 두 채널을 채울 것이다. 주 : 마이크로 채널의 높이보다 큰 15 것을 권장합니다81; m, 수지의 점도가 채널을 채우기 위해 고압을 필요로하기 때문이다. 한편, 패터닝 된 이온 선택성 막보다 두껍게 1 ㎛가되기 때문에 높이가 100 μm의 초과하지 않도록 더 나은; 이러한 두꺼운 막은 막과 PDMS 채널 (13) 사이에 갭을 생성 할 수있다. </li><li> 패터닝 된 수지를 건드리지 않고 PDMS 몰드를 분리하고 수지에서 용매를 증발시켜 5 분 동안 95 ℃에서 가열에 유리 슬라이드를 배치했다. 주 : 상기 패터닝 된 막의 두께는, &lt;1 ㎛보다 일반적으로 작다. 금형 부드럽게 개방형 측에 금형 힌지에 의해 분리 된 (점선와 그림 1b에 화살표)된다. 이 수지를 충전 한 후 금형 미만의 1 분을 분리하는 것이 가장 좋습니다. 몰드 몇 분 후에 분리되는 경우, 두꺼운 막을 얻을 수 있지만 인해 모세관 효과에 오목한 형상을 가질 것이다. </li><li> 불필요한 떼어면도날을 가진 패터닝 된 막의 부분을 구분 라인 패턴 (도 1C)를 만드는. 주 : 여기에 사용 된 양이온 교환 물질은 강, 유리에 접착되지 않는 패턴을 의미하는 그룹 퍼 플루오르있다. 따라서, 간단한 방법 블레이 딩 용이 막의 불필요한 부분을 제거 할 수있다. </li></ol></li><li> 마이크로 멤브레인 패터닝 된 기판의 통합 <ol><li> 마이크로 채널의 말단에 두 개의 구멍을 막 패턴을 단계 130에서 제작 한 막 - 패터닝 된 기판 상에 PDMS 채널 접합 후에 위치 할 다른 두 개의 구멍 펀치. 주 : PDMS 마이크로 채널이 하나의 채널을 갖는다 (: 50-100 μm의, 높이 : 폭 10 μm의), 그러나 그것은 이웃하는 채널 (도 1D)의 단부에 결합된다. </li><li> W (100)와 50 mTorr로 40 초 동안 즉시 산소 플라즈마 처리 후의 박막 패터닝 기판에 PDMS 마이크로 채널 접합. 주 : 마이크로의 중앙에 수직으로 패턴 막을 놓습니다. </li></ol></li></ol> 2. ICP 예비 농도 <ol><li> 실험을위한 준비 <ol><li> 1-100 밀리미터의 KCl, 1 mM의 NaCl을 포함하여 여러 시험 용액을 제조 (PH ~ 7), 1 mM의 염화나트륨 및 0.2 mM의 염산 (약 pH 3.7), 1 mM의 염화나트륨 및 0.2 mM의 수산화 나트륨 (PH의 혼합물의 혼합물을 ~ 10.3), 및 1X 인산염 완충 식염수. </li><li> 테스트 솔루션에 음으로 하전 된 형광 염료 (~ 1.55 μM)를 추가합니다. 주 : 염료 충전 전류 (30), (31)에 기여하지 않도록 첨가 된 염료의 농도는 염 이온 (&lt;10 μM)보다 훨씬 낮아야한다. </li><li> 상기 채널 중 하나를 저장조의 샘플 용액로드 및 용액과 채널을 채우는 다른 저장조에 부압을 적용한다. 연구에 의해 유체 역학적으로 두 개의 저수지를 연결큰 방울을 eleasing 것은 채널 (도 2a)을 따라 압력 구배를 제거한다. </li><li> 저수지의 ICP 효과를 보상하기 위해 주사기 또는 피펫을 사용하여 완충 용액 (1 M KCl을, 1 M의 NaCl)에, 양이온 교환 패턴에 연결되어있는 두 개의 저장조를 채운다. </li><li> 두 패턴 화 막 (오른쪽 왼쪽 저장조 캐소드에서 애노드)를 통해 상기 저장소에서 와이어를 배치하고, 소스 측정 유닛 (도 2a)로 연결한다. </li></ol></li><li> 유도 결합 플라스마 현상과 ICP의 농축의 시각화 <ol><li> 반전 표면 형광 현미경에 ICP 장치를로드합니다. 전압 (0.5100 V)를 적용하고, 소스 측정 유닛과 전류 반응을 측정한다. </li><li> 전하 결합 소자 카메라로 형광 이미지를 캡처 및 이미징 소프트웨어 (32)를 사용하여 형광 강도를 분석한다. </li></ol></li></ol>

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우리는 10,000 배 달성 제조 프로토콜과인가 전압 (0.5 내지 V), 이온 강도 (1-100 mM)을 범위의 시공간 정의 된 예비 집 신기의 성능과의 pH (3.7-10.3)를 설명했다 10 분 내에서 염료 및 단백질의 농축. 이전 ICP 장치 등으로, 농축 성능은 높은 전압에서 더 낮은 이온 강도로된다. 우리가 여기에서 고려할 수있는 하나의 추가 매개 변수는이 양이온 교환막 사이의 거리입니다. 우리는 층간 막 거리를 증가 시키면, 전계가 농축 속도 (26)의 감소의 결과로, 동일한인가 전압에 따라 감소한다. 본 연구에 사용 된 마이크로 플로우 패터닝 기술 (29)은 패터닝 양이온 교환 수지에 대한 강력한 방법이므로 마이크로 유체 시스템에 이온 교환 물질을 통합 금 표준 방법 중 하나이다. 엔evertheless, 짧은 막간 거리 (미만인 수백 마이크로 미터) 두 병치 양이온 교환 막을...

이온 농도 분극 (ICP)의 이온 농도 기울기 1, 2 부가 전위 강하의 결과로 이온 투과성 막에 농축 이온 고갈 중에 발생하는 현상을 말한다. 이 농도 구배는 직선이며, 더 높은 전압이 막에 이온 농도까지 (오믹 체제)인가로 급격하게 제로 (제한 체제)에 접근한다. 확산이 제한된 상태에서, 기울기 (및 대응하는 이온 플럭스) / 최대화 한 포화되는 것으로 알려져있다. 전압 (또는 전류) 더 증가 할 때, 종래의 이해를 넘어, overlimiting 전류가 존 경계 1,3- 평평한 공핍 영역과 매우 날카로운 농도 기울기로 관측되었다. 평면 영역은 매우 낮은 이온 농도를 갖고 있지만 표면 전도 전자 osmoti<html> C 흐름 (EOF) 및 / 또는 전기 삼투 불안정 이온 플럭스를 촉진하고 overlimiting 전류 3, 4, 5를 유도한다. 6, 7, 8, 9 및 / 또는 preconcentrates 걸러 정전 장벽, 10, 11을 대상으로 흥미롭게 평탄 공핍 영역이 작용한다. (전기적 중성을 만족 용) 대전 입자의 표면 전하를 선별하는 이온의 양이 부족하기 때문에, 입자가이 공핍 영역을 통과하기 때문에 그 경계에서 줄 수 없다. 이 비선형 ICP 효과는, 막 10, 11, 12, 13, 다양한 종류의 일반적인 현상&gt; 14 기하학 6, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21; 연구자 여과 6, 7, 8의 다양한 형태를 개발할 수 있었던 이유는, 9이며 상기 비선형 ICP를 이용하여 10, 11, 농축 장치. 심지어 높은 유연성 및 견고성 여전히 비선형 ICP 장치에 대한 운전 조건을 명확히하기위한 실용적인 도전이다. 유도 결합 플라스마의 비선형 체제 신속 음극쪽으로 이동하는 음이온의 변위를 야기하는 양이온 교환 막을 통해 양이온을 제거한다. 로그 결과, 평탄 공핍 영역은 충격 전파 22 연상하는 빨리 전파한다. 마니 등. 이 역동적 인 탈 이온화 (또는 고갈) (23)를 충격했다. 이온 공핍 영역의 확장을 방지 지정된 위치에서 촬상 대상 preconcentrate 것은 예를 들면, 확장 영역 (24)에 대해 EOF 또는 압력 구동 흐름을 적용하여 필요하다. Zangle 등은. 22은 1 차원 모델에서 ICP 전파 기준을 명확히하고, 고도로 전기 영동 이동도 17, 이온 강도 (18) 등의 pH 25, 및에 의존한다. 이것은 적절한 작동 조건 샘플 조건에 따라 변경 될 것을 나타냅니다. 여기, 우리는 spatiotemp 내 목표를 preconcentrates 신규 ICP 플랫폼을위한 상세 설계 및 실험 프로토콜을 제시구두 위치 (26)을 정의했다. 이온 공핍 영역의 확장이없이 작동 시간의 지정된 위치에 고정 농축 플러그두고 이온 풍부 영역에 의해인가 전압, 이온 강도 및 pH가 차단된다. 상세한 영상 프로토콜은 미세 유체 소자로 양이온 교환막를 통합하고, 종래에 비해 새로운 ICP 플랫폼 농축 성능을 입증하기 위해 단순한 방법을 도시하기위한 것이다.

<table><tbody><tr><td>실가드 184 실리콘 엘라스토머 키트</td><td>다우 코닝</td><td></td><td></td></tr><tr><td>트리클로로실란</td><td>시그마 알드리치</td><td>175552</td><td>고독성</td></tr><tr><td>나피온 과불화 수지, 20 wt%</td> <td>시그마 알드리치</td><td>527122</td><td></td></tr><tr><td>염화나트륨</td><td>시그마 알드리치</td><td>71394</td><td></td></tr><tr><td>염화칼</td>륨 <td>시그마 알드리치</td><td>60121</td><td></td></tr><tr><td>Alexa Fluor 488, 카르복실산, 숙시니미딜 에스테르</td>, <td>Invitrogen</td><td>A20000</td><td></td></tr>, <tr><td>이소티오시아네이트 복합 알부민</td>, <td>Sigma Aldrich</td>, <td>A9771</td><td></td></tr>, <tr><td>인산염 완충액, 식염수, 1x</td><td>Wengene</td><td>LB004-02</td><td></td></tr>, <tr><td>Tween 20</td>, <td>Sigma Aldrich</td>, <td>P1379</td><td></td></tr>, <tr><td>에피형광 현미경</td>, <td>Olympus</td><td>IX-71</td><td></td></tr>, <tr><td>전하 결합 장치 카메라</td><td>Hamamtsu Co.</td><td>ImageEM X2</td><td></td></tr><tr><td>소스 측정 장치</td><td>Keithley Instruments</td><td>2635A</td><td></td></tr><tr><td>Covance-MP</td><td>Femto Science</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

나란히 이온 교환 멤브레인 사이의 이온 농도 분극을 병합하면 편광 영역의 전파를 차단하는

Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone

이온 농도 분극 (ICP) 현상은 미량의 생체 시료를 preconcentrate하는 가장 지배적 인 우세한 방법 중 하나입니다. 유도 결합 플라스마 충전 생체 분자 (즉, 이온 고갈 영역)에 대한 비 침습적 영역을 유도하고, 대상은이 지역 경계에 농축 정도 할 수 있습니다. ICP로 농축 높은 성능에도 불구하고, 비 증식 이온 공핍 영역의 동작 조건을 검색하는 것이 곤란하다. 이 좁은 운영 창을 극복하기 위해, 우리는 최근 시공간으로 고정 농축을위한 새로운 플랫폼을 개발했다. 단 이온 고갈 사용 방법 이전과는 달리,이 플랫폼은 이온 공핍 영역의 전파를 중지 ICP (즉, 이온 농축)의 반대 극성을 이용한다. 공핍 영역이있는 농축 영역을 마주하여 두 영역이 함께 병합하고 멈춘다. 본 논문에서는이 시공간으로 정의 ICP의 platf을 구축 할 수있는 자세한 실험 프로토콜을 설명ORM 종래 장치들과 그들을 비교함으로써 새로운 플랫폼의 농축 동력학을 특성화. 질적 이온의 농도 프로파일 및 현재 시간 응답이 성공적으로 병합 ICP 및 독립형 ICP의 다른 다이나믹 캡처. 만 ~ 5 V로 농축 위치를 고정 할 수있는 통상적 인 것과 대조적으로, 새로운 플랫폼은 동작 조건의 넓은 범위 내의 특정 위치에서 목표 응축 플러그를 생성 할 수있다 : 전압 (0.5 내지 V), 이온 강도 (1-100 mM)을하여 pH (3.7-10.3).

멤브레인 통합 마이크로 유체 예비 집 신기의 개략적 인 제조 단계는도 1에 도시된다. 제조에 대한 상세한 설명은 프로토콜에 주어진다. 디자인과 시공간으로 정의 된 예비 집 신기 (26)의 장치 이미지는 종래의 예비 집 신기 (11) (그림 2)의 것과 대조된다. 시공간 정의 된 예비 집 신기의 ICP 현상은 전류 - 전압 응답 시간과 형광 강도 프로파일 (도 3-4)의 관점에서 연구되었다. 유도 결합 플라스마 단일 막 예비 집 신기 (3), (11), 세 개의 다른 정권과 현상 (오믹, 제한 및 overlimiting) 전류 - 전압 곡선에서 관찰되었다 유사 : 0.5 V (오믹 한정) 및 ...

작동 조건에 관계없이 상기 ICP 대역의 전파를 정지 할 수있는 신규 한 이온 농도 분극 (ICP) 플랫폼에 대한 프로토콜을 설명한다. 플랫폼의 독특한 능력은 ICP 현상이 극성은 이온 고갈과 농축, 병합의 사용에있다.

The ion concentration polarization (ICP) phenomenon is one of the most prevailing methods to preconcentrate low-abundance biological samples. The ICP ...

본 실험의 전반적인 목표는 두 개의 동일한 이온 교환 막 사이에 이온 농도 분극 구역을 가둠으로써 바이오 제제를 사전 농축하는 것입니다. 이 방법은 센서의 검출 한계보다 낮은 농도의 저함량 바이오 분자를 어떻게 검출할 것인가와 같은 해당 분야의 핵심 질문에 대한 답을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주된 장점은 운전 조건에 관계없이 매우 특정한 충돌 지점에서 ICP 구역과 사전 농축된 바이오 제제를 생성할 수 있다는 점입니다.이 절차를 시작하려면, 일반적인 포토리소그래피 또는 심부 반응성 이온 식각을 사용하여 polydimethylsiloxane 마이크로채널 및 양이온 선택성 막 몰드를 위한 실리콘 마스터를 제작하십시오. 실리콘 마스터를 약 30 µL의 trichlorosilane이 들어 있는 진공 데시케이터에 넣으십시오. 데시케이터를 닫고 실리콘 마스터를 30분 동안 실란화 처리하십시오.다음으로, 실리콘 엘라스토머 베이스와 경화제를 무게비 10:1로 혼합하여 경화되지 않은 PDMS를 준비합니다. 혼합물을 진공 상태에서 30분 동안 탈기합니다. 그 후, 탈기된 경화 전 PDMS를 실리콘 마스터 위에 붓습니다.핸드 블로워를 사용하여 PDMS에서 기포를 제거한 다음, PDMS 몰드를 80 °C에서 2시간 동안 경화시킵니다. 경화된 PDMS 구성 요소를 실리콘 마스터에서 분리합니다. 칼을 사용하여 각 구성 요소를 직사각형 모양으로 성형합니다.다음으로, 양이온 선택성 막 몰드의 가장자리에서 기제작된 마이크로채널까지 두 개의 선을 절개합니다. 2mm 생검 펀치를 사용하여 각 L자형 채널의 끝부분에 구멍을 뚫습니다. 아크릴 접착 테이프와 블로어를 사용하여 양이온 교환 막 몰드의 마이크로머신 표면에 있는 유리 슬라이드를 세척합니다.몰드의 깨끗한 면을 유리 슬라이드 위에 놓아 몰드를 슬라이드에 가역적으로 밀봉합니다. L자형 채널의 끝단과 접촉하는 유리 슬라이드 위에 10 µL의 양이온 교환 수지를 놓습니다. 시린지 팁을 마이크로채널 구멍 위에 놓고 플런저를 천천히 당겨 수지를 채널 내부로 끌어들입니다.레진 채널을 채운 후 1분 이내에 슬라이드 위의 패턴 레진을 건드리지 않도록 주의하며 몰드를 조심스럽게 떼어냅니다. 슬라이드를 95°C에서 5분 동안 가열하여 레진에서 용매를 증발시킵니다. 면도날을 사용하여 슬라이드에서 불필요한 양이온 교환 레진 부분을 제거하여 L자형 양이온 선택성 막을 형성합니다.다음으로, 생검 펀치(biopsy punch)를 사용하여 미리 제작된 PDMS 마이크로채널 구성요소의 각 끝단에 2.0 millimeter 크기의 저장조를 뚫습니다. 그런 다음 L자형 막의 끝단에 해당하는 PDMS 부분에 두 개의 구멍을 더 뚫습니다. PDMS 마이크로채널 구성요소와 막이 패턴화된 기판을 100 watts 및 50 Pa의 조건에서 40초 동안 산소 플라즈마 처리합니다. 처리된 기판의 면을 PDMS 마이크로채널의 처리된 면 위에 올려놓으며, 이때 양이온 선택성 막이 마이크로채널을 가로지르고 PDMS의 구멍들과 일치하도록 배치합니다.장치 조립을 완료하기 위해 PDMS 구성 요소가 기판에 밀착되도록 필요한 만큼 가볍게 압력을 가합니다. 실험을 시작하려면 농도와 pH가 서로 다른 여러 개의 테스트 이온 용액을 준비합니다. 1 M 염화칼륨 또는 염화나트륨 완충 용액을 조제합니다.각 테스트 용액에 음전하를 띤 형광 염료를 소량 첨가하되, 전기 전류 용액에 미치는 영향이 무시할 수 있을 정도로 염료 농도를 낮게 유지하십시오. 첫 번째 테스트 용액을 마이크로채널의 한쪽 저장조에 넣습니다. 다른 쪽 마이크로채널 저장조에 완만한 음압을 가하여 용액을 마이크로채널 내부로 끌어당깁니다.채널 내의 압력 구배를 제거하기 위해 테스트 용액의 커다란 방울을 두 마이크로채널 저장소 위에 배치합니다. 그런 다음 ICP 효과를 보정하기 위해 선택한 완충 용액으로 양이온 선택성 막 저장소를 채웁니다. ICP 칩을 전하결합소자(CCD) 카메라가 장착된 도립 형광 현미경 위에 올립니다.왼쪽 막 저장조에 양극을 연결하고 오른쪽 막 저장조에 음극을 연결합니다. 전극을 소스 측정 장치(SMU)에 연결합니다. 소스 측정 장치를 사용하여 장치에 전압을 인가하고 전류 응답을 측정합니다.전압 인가 중에 칩의 형광 이미지를 획득합니다. 실험 후, 적절한 이미징 소프트웨어를 사용하여 형광 강도를 분석합니다. 이 방법을 통해 미세유체 전농축기를 제작하였으며, 다양한 테스트 용액에 해당하는 형광 강도 프로파일의 전류-전압-시간 응답을 조사하였습니다.전형적인 단일 막 예집중 장치와 마찬가지로, 세 가지 서로 다른 전압 영역이 관찰되었습니다. 옴(Ohmic) 및 제한(limiting) 영역에서는 양이온 선택성 막에서 선형 농도 구배가 형성되었으며 약 1초 후에 병합되었습니다. 단일 막 예집중 장치와 달리, 초제한(over-limiting) 영역에서는 ICP 구역이 1초 미만으로 병합되었으며, 형광 이미징을 통해 고갈 충격(depletion shock)을 관찰할 수 있었습니다.전도도의 상응하는 감소는 전류-시간 응답에 반영되었습니다. 이후 전류-시간은 회복되었습니다. 이는 과제한 영역의 여러 전압에서 관찰되었습니다.이러한 전류 회복은 전압 인가 동안 전농축 플러그를 격리하는 양이온 선택성 막 사이에 결합된 ICP 구역에 의한 연결 수송 덕분인 것으로 분석되었습니다. 일반적인 ICP 전농축 장치에서는 고갈 구역과 전농축 플러그가 미세 채널을 따라 자유롭게 전파되기 때문에 이러한 전류 회복이 관찰되지 않았습니다. 이온 강도, 산성도 및 염기성이 증가함에 따라 시공간적으로 정의된 전농축 장치 내 전농축 플러그의 상대적 강도는 감소했으나, 플러그는 여전히 국한되어 있었습니다.전처리 농축에 관한 추가 테스트 결과, 더 좁은 채널 내에 더 넓은 양이온 교환 막을 배치하면 이러한 불리한 조건에서도 ICP 전처리 농축을 촉진할 수 있음을 확인하였습니다. 이 기술을 숙달하여 적절하게 수행한다면 30분 이내에 완료할 수 있습니다. 이 기술의 개발 이후, 전기동역학 분야의 연구자들은 미세유체 시스템에서의 응용 가능성을 탐색할 수 있는 기반을 마련하게 되었습니다.이 영상을 시청한 후에는 미세유체 시스템 사이에 이온 교환 물질을 통합하는 방법과 이 플랫폼을 사용하여 생물학적 제제를 사전 농축하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

평면 지질 bilayers, 또한 불리는 인공 지질 bilayers, 당신이 공부할 수 있도록 이온 실시하는 잘 정의된 환경에서 채널을. 여기, 우리는 이중층 챔버를 준비하는 데 필요한 각 단계의 전극 및 이중층은 단일 채널 측정에 적합한 것을 테스트를 보여줍니다.

전기 생리학 실험을위한 인공 Bilayers의 준비

Isotachophoresis (ITP)는 독소 검출에서 샘플 준비에 이르기까지 다양한 애플 리케이션과 강력한 계면 분리 및 preconcentration 기술입니다. 분리와 작은 분자 및 세포 배양 lysate로부터 핵산 정화의 검출 : 우리는 ITP의 물리적 원리와 두 구체적인 예를 들어 응용 프로그램에이 기법을 적용하는 방법론을 검토합니다.

이온의 분리 및 핵산의 정화를위한 온칩 Isotachophoresis

수평 및 수직 특히 전기 액체 브리지는 강도 높은 전기장의 극성 유전체 액체의 상호 작용을 탐구하기위한 간단하고 강력한 도구입니다. 기본 장치와 (예를 들면, 물, DMSO, 및 글리세롤)이 제시된다 세 액체 열 감지 이미지를 포함한 동작의 예들의 구조.

폴라 유전체 액체에서 특히 전기 교량의 준비

세균 mechanosensitive 채널은 생체 분자 장치에서 mechanoelectrical 트랜스 듀서로 사용할 수 있습니다. 물방울 인터페이스 이중층 (DIB의), 이러한 장치에 휴대 영감 빌딩 블록, 통합 및 mechanosensitive 채널을 자극하는 새로운 플랫폼을 나타냅니다. 여기서 우리는, DIB의 형성 기계적인 자극에서 mechanosensitive 채널의 연구를 허용하는 새로운 마이크로 피펫 기반 방법을 보여줍니다.

다기능, 물방울 인터페이스 이중층에서 세균 Mechanosensitive 이온 채널의 설립과 자극에 대한 방법을 마이크로 피펫 기반

이 원고는 양성자 교통 시스템의 활동을 측정 하 양성자-선택적 전극 및 패치 방법 클램핑의 응용 프로그램을 설명 합니다. 이러한 메서드는 일반적으로 양성자 수송 활동, 적당 한 감도, 시간 해상도 및 부족 한 세포내 환경 제어 등을 연구 하는 데 사용 하는 기술의 몇 가지 제한 사항이 극복.

전기 중립 전송기의 활동을 연구 전기 생리학 측정의 응용

이온 수송 통로의 정류 단방향 이온 끌고 충돌기 흐름을 생성 하는 효과적인 방법입니다. 흐름 채널에서 이온 교환 멤브레인을 설정 하 여 전기 편광된 상태 생성 되 고 전기 분야 외부에서 적용 될 때 구동 액체 흐름을 원인.

생성 및 제어 충돌기의 수성 전해질 솔루션에 흐르는

여기, 선물이 연락처 거품 bilayer 메서드를 사용 하 여 지질 bilayers의 대형을 위한 프로토콜. 물 거품 물-오일 인터페이스에는 단층은 형성 하는 그것에 의하여, 유기 용 매에 불어 진다. 두 펫은 bilayer를 형성 하기 위하여 거품을 도킹 하려면 조작 됩니다.

패치-Clampers에 대 한 연락처 거품 Bilayers 지질 Bilayer 실험

우리는 발전용 양이온 교환 멤브레인(CEM)과 음이온 교환 멤브레인(AEM)을 이용하여 역전기분해 장치의 제조를 시연한다.

역전기분해 장치 제조를 위한 이온 교환 멤브레인

그라마시딘 A-도핑된 액상 계면 이중층을 조립, 전기자극, 분석하는 실험 프로토콜이 제시됩니다. 지질-단백질 구조-기능 관계는 막 면적, 이온 플럭스, 단일 채널 전도도 변화를 측정하고, 이러한 반응을 전기 시냅스에서 영감을 받은 막 모델에서 이온 전도의 가소성 유사 변화와 연관하여 정량화합니다.

액상 인터페이스 이중층을 이용한 지질-단백질 막 구조-기능 특성 분석

이 프로토콜은 지속 가능한 금속-유기 프레임워크/폴리머 혼합 매트릭스 멤브레인을 제작하고, 전기화학 임피던스 분광법을 사용하여 온도 및 습도 가변 하에서 평면 내 양성자 전도도를 정확히 측정하는 재현 가능한 방법론을 설명합니다. 이는 양성자 교환막 연료전지(PEMFC)에 유용할 수 있습니다.

전기화학 임피던스 분광법을 이용한 MOF 기반 혼합 매트릭스 막의 양성자 전도도 측정

배우세요 이온 농도 분극을 이용한 바이오에이전트 예비농축 방법을 탐구하세요. 두 개의 동일한 양이온 선택성 멤브레인 사이에서 ICP 영역을 제어하여 다양한 조건에서도 안정적인 바이오센싱 성능을 확보할 수 있습니다.

나란히 이온 교환 멤브레인 사이의 이온 농도 분극을 병합하면 편광 영역의 전파를 차단하는

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