프로그래밍 가능한 출력 주파수를 사용하여 자체 제작 된 볼트 암페어미터를 사용하여 TEER 측정을 수행하는 간단한 접근 방식

전피성 전기 임피던스의 측정은 세포 배양에서 상피 단층의 합류 및 장벽 기능을 결정하기 위해 1980 년대부터 사용되어 왔다. 기본 기술은 4단 센싱으로, 다양한 쌍의 전류 운반 및 전압 감지 전극을 사용하여 보다 정확한 측정을 합니다. 일시적인 임피던스를 측정하는 몇 가지 상용 장치가 있지만 사용의 용이성과 높은 신뢰성에도 불구하고 비 트랜스탈용 출력 주파수및 고가의 기능으로 도저히 단점이 있습니다.

따라서 비용 효율적이고 프로그래밍 가능한 볼트 암미터를 구축하는 방법을 나타냅니다. 처음에는 상용 장치로 TEER 측정이 어떻게 작동하는지 보여주고 싶습니다. 이렇게 하기 위해, 우리는 3 마이크로미터의 기공 크기로 Transwell 필터에 choroid 신경골 상피 유두종 세포의 세포 층을 배양했습니다.

이 설정은 혈액 뇌척수액 장벽의 체외 모델로 슈로텐 외에 의해 설명되었습니다. 이제 젓가락 전극이 상피 볼트 암미터에 연결됩니다.

장치가 켜져 있고 저항을 측정하도록 설정됩니다. 전극은 80%에탄올로 살균되고 이어서 적절한 배지로 평형화된다. 측정할 임피던스는 나중에 조립될 볼트 암미터의 신뢰성을 평가하기 위해 기준값으로 작용할 것이다.

이 예제에서는 680 옴의 임피던스를 기록합니다. 프로그래밍 가능한 출력 주파수가 있는 저예산 볼트 암미터의 어셈블리부터 시작해 보겠습니다. 우선 표준 USB 충전기와 USB 확장 코드가 5볼트 직동 전류 전원 공급 장치로 필요합니다.

그런 다음 USB 개발 보드의 8비트 마이크로 컨트롤러를 사용하여 사각형 웨이브 전류를 생성합니다. 바나나 플러그가 있는 4개의 케이블은 전압과 전류를 측정하기 위해 두 개의 표준 멀티미터에 연결됩니다. 다미터가 TrueRMS를 통해 일부 마이크로앰퍼 범위에서 전류를 측정할 수 있는지 확인하십시오.

여성 RJ14 커넥터는 표준 전화 케이블에서 찾을 수 있습니다. 커넥터에 적어도 내부 4개가 유선된 6개의 핀이 있는지 확인하십시오. 마지막으로, 당신은 몇 가지 표준 장비가 필요합니다, 우리의 케이블로, 광택 단자, 120 킬로롬 저항기, 절연 스트리퍼로 일부 도구, 압착 도구, 와이어 엔드 ferrules, 및 납땜 철.

이 장치는 레이아웃 다이어그램에 설명된 대로 정확하게 조립됩니다. 처음에는 USB 확장이 마이크로 컨트롤러에 연결됩니다. 정상적인 작동 중에 5볼트 DC USB 충전기로 구동되며 프로그래밍을 위해 개인용 컴퓨터에 쉽게 연결할 수 있습니다.

두 개의 케이블이 벗겨지고 한쪽에 와이어 엔드 ferrules로 압착됩니다. 다른 쪽은 마이크로 컨트롤러의 0과 두 개를 고정하거나 납땜 러그를 직접 납땜하여 각각의 핀에 잘립니다. 다음으로, 전력 전달 케이블은 광택 단자에 연결됩니다.

첫 번째 멀티미터는 전류를 측정하는 데 사용되며 120km 저항기와 전류 가시 젓가락 전극으로 연재됩니다. 이러한 배열은 출력 전류가 제한되도록 보장하므로 측정이 셀 생존 가능성에 영향을 미치지 않습니다. 전화 연장 코드의 네 가지 도체는 해체되고 이전과 같이 ferrules에 압착됩니다.

케이블이 준비되면 도체와 핀의 연속성을 테스트해야 합니다. 우리의 예에서 핀 3 ~6은 흰색, 갈색, 녹색 및 노란색 도체에 연결되어 있습니다. 이제 녹색과 노란색인 핀 5와 6은 광택 단자에 연결되어 외부 전극 쌍에 전압을 가한다.

마지막으로, 과피 전압 강하를 측정하는 데 사용되는 두 번째 멀티미터를 연결하여 3및 4, 즉 당사의 예에서 흰색 및 갈색 도체에 고정해야 합니다. 우리는 저렴한 플라스틱 섀시에 설치를 장착하기로 결정했습니다. 첫 번째 사용 전에 마이크로 컨트롤러를 프로그래밍해야 합니다.

소스 코드는 C+로 작성되며 USB로 업로드할 수 있습니다. 간단히 말해서, 중앙 출력 모드에 0을 고정합니다. 전원을 켜면 함수 루프가 가변 지연이 있는 접지와 5볼트 사이의 핀으로 번갈아 시작됩니다.

우리의 예에서, 우리는 40 밀리 초의 이론적 반 진동 시간을 사용했다. 측정 결과가 이전에 얻은 참조 값과 어떻게 비교되는지 살펴보겠습니다. 젓가락 전극은 최근에 조립된 볼트 암미터로 재배치됩니다.

장치가 세 단계로 전원을 켜고 있습니다. 즉, USB 충전기를 연결하고 왼쪽 멀티미터를 AC 전압 측정으로 전환하고 두 번째 멀티미터를 마이크로앰페어로 전환합니다. 교대 전류를 명시적으로 선택해야 하는 주의해야 합니다.

이 예에서는 Transwell 필터 시스템 전반의 잠재적 인 낙하가 약 25 밀리볼트로 측정되고 전류는 37.1 마이크로 앰퍼를 기록합니다. 옴의 법칙에 따르면, 전기 임피던스는 680의 기준값에 매우 가까운 674 옴에서 쉽게 계산할 수 있습니다. 측정 값은 0에서 1.8 킬로롬까지 범위에서 신뢰할 수 있음을 보여주었습니다.

따라서, 설명된 볼트-암미터는 초기 실험과 추가 연구를 위해 둘 다 사용될 수 있다. 그러나 결과가 게시될 경우 각 세포 층에서 분자 플럭스를 측정하여 항상 데이터를 지원할 수 있습니다.