Biochip z wieloma analitami (MAB) oparty na elektrodach jonoselektywnych w stanie stałym (ASSISE) do badań fizjologicznych

Ogólnym celem tej procedury jest funkcjonalizacja elektrody jonoselektywnej w stanie stałym zarówno do kationu, jak i detekcji jonów Pierwsza elektropolimeryzacja. Przewodząca warstwa przetwornika polimerowego na elektrodach roboczych powłoki spinowej MAB, jonoselektywna warstwa membrany i kondycjonuje biochipy przez noc, aby aktywować membranę jonoselektywną. Teraz w komorze celi przepływowej podłącz podkładki kontaktowe do roztworu do pomiaru potencjału trójelektrodowego BASSI do pomiaru statycznego wtłaczania do komory.

Usuwając niechciane pęcherzyki, ostatecznie można przeprowadzić kalibrację chipa MAB do interesujących jonów, a sygnał wyjściowy z MAB być rejestrowany w czasie rzeczywistym. W przeciwieństwie do tradycyjnych technologii mikroelektrod i sond do znakowania radiowego, wszystkie elektrody jonoselektywne w stanie stałym są nieinwazyjne i mogą być multipleksowane w celu pomiarów aktywności jonów w czasie rzeczywistym oraz modelowania systemów biologicznych i fizjologicznych. Po raz pierwszy wpadliśmy na pomysł wykonania tej metody podczas udziału w badaniach astrobiologicznych, które wymagają ograniczonej przestrzeni do wykonania pomiarów fizjologicznych.

June Hume Park, studentka w ośrodku wykrywającym fizjologiczne liście bourbona, pomoże mi w demonstracji tworzenia ogniwa elektrochemicznego do elektropolimeryzacji. Użyj podstawki pod ogniwo Bassi C3 i statystyki potencjałów EC epsilon galvan stat. Umieść roztwór do elektropolimeryzacji w ogniwie elektrochemicznym, a następnie bąbelkuj azot przez 20 minut, aby usunąć rozpuszczony tlen.

Teraz przypnij przeciwelektrodę z gazy platynowej do ogniwa elektrochemicznego w pozycji przeciwelektrody. Następnie przypnij MAB w pozycji elektrody roboczej lub pozycji środkowej ogniwa elektrochemicznego z elektrodami roboczymi skierowanymi w stronę gazy platynowej, wyreguluj głębokość MAB tak, aby tylko elektrody okrągłe były zanurzone w roztworze do elektropolimeryzacji. Unikanie kontaktu roztworu z kwadratowymi elektroklockami stykowymi.

Następnie umieść elektrodę nasyconą bassi w pozycji elektrody odniesienia ogniwa elektrochemicznego. Upewnij się, że elektroda referencyjna nie dotyka elektrody roboczej i przeciwelektrody. Następnie, korzystając z potencjałów EC epsilon, Stat gal Vanos stat, uruchom pojedynczy gram cykliczny od zera do 1,1 V z szybkością skanowania 20 miliwoltów na sekundę w skali plus minus 100 mikroampu.

W celu wykrycia wapnia należy przeprowadzić osadzanie siarczanu wapnia PDO na pęcherzyku MAB, roztworze e. plus siarczan wapnia przez 20 minut. Aby scharakteryzować powierzchnie pdot, należy użyć cyklicznej telemetrii koniugatów polimerowych opartych na pdot.

W dwumilimolowym cyjanku potasu uruchom pojedyncze cykliczne gramy od minus 653 miliwoltów do 853 miliwoltów z różnymi szybkościami skanowania na środku skali plus minus 10 mikrona multianalit bio chipp na uchwycie wirnika próżniowego, umieść membranę o pojemności 100 mikrolitrów na środku MAB i uruchom pomiar. Następnie powij membranę jonoselektywną przy 1 500 obr./min przez 30 sekund Z pięciosekundowym wzrostem w górę iw dół, odkurz MAB pokryty spinem przez 30 minut. Następnie piecz frytki w piekarniku o temperaturze 70 stopni Celsjusza przez 20 minut.

Kondycjonuj MAB przez noc w 10 mikromolowym wodorowęglanie sodu i pięciomilimolowym chlorku potasu w pożywce z algami. Teraz włóż MAB do uchwytu chipa mikroprzepływowej komórki przepływowej. Wstrzyknąć pięć mililitrów roztworu testowego o odpowiedniej początkowej wartości pH lub stężeniu.

Usuń wszelkie pęcherzyki z uchwytu na wióry komory przepływowej i umieść uchwyt na wióry w komórce przepływowej na uchwycie elektrycznym komory przepływowej. Następnie otwórz oprogramowanie EC epsilon i wejdź w tryb potencjału obwodu otwartego. Ustaw czas na 300 minut, skalę napięcia na plus minus jeden wolt, częstotliwość odcięcia na 10 kiloherców, a także rejestruj wartość co dwie sekundy.

Poczekaj, aż MAB ustabilizuje się przed kontynuowaniem procesu kalibracji. Następnie przepłukać celę przepływową roztworem testowym i wstrzyknąć następne stężenie do kalibracji. Upewnij się, że żadne pęcherzyki nie mogą dostać się do komory przepływowej.

Powtórzyć pomiary dla pozostałych próbek krzywej kalibracyjnej po ostatnim przebiegu. Usuń MAB i wysusz go powietrzem azotowym. Umieść MAB z powrotem w świeżym roztworze kondycjonującym do następnego dnia.

Do kalibracji MAB i chlorku wapnia należy skonfigurować MAB za pomocą koniugatu polimeru przewodzącego siarczanu wapnia pdot i selektywnej membrany wapniowej w 0,1 molowym chlorku wapnia i 10 mikromolowym azotanie sodu. Następnie zastąp roztwory testowe pH lub węglanowe początkowym stężeniem 0,01 milimolowego chlorku wapnia. Powtórzyć dla pozostałych stężeń roztworu badanego.

Dane te pokazują cykliczną woltę pdot PSS i odpowiadający mu katharsis prąd szczytowy w funkcji szybkości skanowania. Analiza subiczna Randalla określa efektywną powierzchnię 4,4 razy 10 do minus 11 centymetra kwadratowego dla kontaktu ciała stałego bez membrany jonoselektywnej. Jako test zdolności wszystkich półprzewodnikowych ISE do uzyskiwania pomiarów w rzeczywistym środowisku hodowli komórkowych.

ISE kalibrowano w pożywce Lgal o pH od czterech do dziewięciu po 20 dniach przechowywania w pożywce lgal. Tutaj PDO PSS kalibrowano w roztworze węglanowym o zakresie stężeń od 0,01 milimola do jednego milimola zarówno w pożywce biologicznej lgal, jak i pożywce biologicznej lgal buforowanej przy pH 8,5. Zwrócić uwagę na zmianę stężenia wraz ze zmniejszeniem nachylenia za pomocą roztworu buforowego.

Elektroda węglanowa selektywna jest zależna od pH, a wzrost napięcia koreluje ze wzrostem ilości węglanów. Ponieważ pomiary są wykonywane przy pH 7,8, większość gatunków jest w postaci wodorowęglanów, pomiary stężenia węglanów za pomocą modelu biologicznego chlorella vulgaris w świetle otoczenia i ciemności wykazują zmianę o 30 miliwoltów, a kontrola z samymi pożywkami z glonów nie wykazuje odpowiedzi wskazującej na funkcjonalny biochipp. Te MAB ISE są oparte na PPSS w roztworze chlorku wapnia o rosnącym stężeniu, profilu nachylenia zbliżonym do nian dla kationu dwuwartościowego przy 30 miliwoltach na dekadę.

Zmiana stężenia wapnia zostanie wykorzystana do pomiaru poziomu prądu wapnia w kiełkującej paproci. Podejście to ma zastosowanie w biologii, rolnictwie i medycynie do badania mechanizmów biomolekularnych obejmujących transport jonów i elektrofizjologię i sygnalizację komórkową oraz systemy roślinne i zwierzęce.