Multi-analito Biochip (MAB) Com base em eletrodos íon-seletivos All-solid-state (ASSISE) para a pesquisa fisiológica

O objetivo geral deste procedimento é funcionalizar um eletrodo seletivo de íons de estado sólido para cátion e uma detecção de íons Primeiro eletropolimerizar. Uma camada condutora de transdutor de polímero nos eletrodos de trabalho do revestimento de rotação MAB, uma camada de membrana seletiva de íons e condiciona os biochips durante a noite para ativar a membrana seletiva de íons. Agora, na câmara da célula de fluxo, conecte as almofadas de contato à solução de medição de impulso de potencial de três eletrodos BASSI na câmara.

Removendo bolhas indesejadas, em última análise, calibrações do chip MAB para íons de interesse podem ser realizadas e o sinal de saída do MAB registrado em tempo real. Ao contrário das tecnologias tradicionais de microeletrodos e sondas de marcação de rádio, todos os eletrodos seletivos de íons de estado sólido não são invasivos e podem ser multiplexados para medições em tempo real de atividades iônicas e modelar sistemas biológicos e fisiológicos. Tivemos a ideia de realizar esse método pela primeira vez enquanto participávamos de pesquisas em astrobiologia que requerem espaço limitado para realizar medições fisiológicas.

June Hume Park, uma estudante de pós-graduação em uma instalação de sensoriamento fisiológico de folhas de bourbon, me ajudará com uma demonstração Para formar a célula eletroquímica para eletropolimerização. Use um suporte de célula Bassi C3 e um EC epsilon potentials stat galvan stat. Coloque a solução de eletropolimerização na célula eletroquímica e, em seguida, borbulhe nitrogênio por 20 minutos para remover o oxigênio dissolvido.

Agora prenda um contra-eletrodo de gaze de platina à célula eletroquímica na posição do contra-eletrodo. Em seguida, prenda o MAB na posição do eletrodo de trabalho ou na posição central da célula eletroquímica com os eletrodos de trabalho voltados para a gaze de platina, ajuste a profundidade do MAB para que apenas os eletrodos circulares fiquem submersos na solução de eletropolimerização. Evitando o contato da solução com as almofadas de contato elétrico quadradas.

Em seguida, coloque um eletrodo saturado de bassi na posição do eletrodo de referência da célula eletroquímica. Certifique-se de que o eletrodo de referência não toque nos eletrodos de trabalho e contra-eletrodos. Em seguida, usando os potenciais épsilon EC, o stat de Vanos executa um único grama cíclico de zero a 1,1 volts com uma taxa de varredura de 20 milivolts por segundo em uma escala de micro ampu mais menos 100.

Para detecção de cálcio, execute a deposição de sulfato de cálcio PDO na bolha MAB, a solução de sulfato de cálcio e. mais por 20 minutos. Para caracterizar as superfícies pdot, use telemetria cíclica dos conjugados poliméricos baseados em pdot.

Em cianeto de potássio de dois milimolares, execute gramas cíclicos únicos de 653 milivolts negativos a 853 milivolts com taxas de varredura variáveis em um centro de escala de mais menos 10 microper, o biochip multianalito no mandril giratório a vácuo, deposite a membrana de 100 microlitros no centro do MAB e execute a medição. Em seguida, gire a membrana seletiva de íons a 1.500 RPM por 30 segundos Com uma rampa de cinco segundos para cima e para baixo, aspire o MAB revestido por rotação por 30 minutos. Em seguida, asse o chip em forno a 70 graus Celsius por 20 minutos.

Condicione o MAB durante a noite em bicarbonato de sódio 10 micromolar e cloreto de potássio cinco milimolares em meio de algas. Agora insira o MAB no suporte de chip de célula de fluxo microfluídico. Injete cinco mililitros de solução de teste com o valor ou concentração de pH inicial apropriado.

Remova todas as bolhas do suporte do chip da célula de fluxo e coloque o suporte do chip da célula de fluxo no dispositivo elétrico da célula de fluxo. Em seguida, abra o software EC epsilon e entre no modo de potencial de circuito aberto. Defina o tempo para 300 minutos, a escala de tensão para mais menos um volt, a frequência de corte para 10 kilohertz e também registre o valor a cada dois segundos.

Deixe o MAB estabilizar antes de continuar com o processo de calibração. Em seguida, lave a célula de fluxo com solução de teste e injete a próxima concentração a ser calibrada. Certifique-se de que nenhuma bolha possa entrar na célula de fluxo.

Repetir as medições para as restantes amostras da curva de calibração após a última execução. Remova o MAB e seque-o com ar de nitrogênio. Coloque o MAB de volta em uma solução de condicionamento fresca até a próxima.

Use para calibração de MAB e cloreto de cálcio, condicione o MAB com conjugado de polímero condutor de sulfato de cálcio pdot e membrana seletiva de cálcio durante a noite em cloreto de cálcio 0,1 molar e nitrato de sódio 10 micromolar. Em seguida, substitua as soluções de teste de pH ou carbonato por uma concentração inicial de cloreto de cálcio 0,01 milimolar. Repita para as outras concentrações da solução de teste.

Esses dados mostram uma volta cíclica de pdot PSS e sua corrente de pico catártica correspondente versus a taxa de varredura. A análise subica de Randall determina uma área de superfície efetiva de 4,4 vezes 10 elevado ao 11º centímetro quadrado negativo para o contato sólido sem membrana seletiva de íons. Como um teste de todos os ISEs de estado sólido

Os ISEs foram calibrados em meio Lgal com pH variando de quatro a nove após 20 dias de armazenamento no meio lgal. Aqui, o PDO PSS foi calibrado em solução carbonatada com uma faixa de concentração de 0,01 milimolar a um milimolar em meio biológico lgal e meio biológico lgal tamponado em pH 8,5. Observe a mudança na concentração com um rebaixamento da inclinação com a solução tamponada.

O eletrodo seletivo de carbonato depende do pH e um incremento na tensão se correlaciona com um incremento nas espécies de carbonato. Como as medições são feitas em pH 7,8, a maioria das espécies está na forma de bicarbonato, as medições de concentração de carbonato com modelo biológico de chlorella vulgaris em condições ambientais claras e escuras mostram uma mudança de 30 milivolts, um controle apenas com meios de algas não mostra resposta indicativa de um biochip funcional. Esses ISEs MAB são baseados em PPSS em solução de cloreto de cálcio com concentração crescente, um perfil de inclinação próximo ao niano para cátion divalente a 30 milivolts por década.

A mudança na concentração de cálcio será usada para medir os níveis de corrente de cálcio na samambaia em germinação. Essa abordagem tem utilidade em biologia, agricultura e medicina para estudar os mecanismos biomoleculares envolvendo transporte de íons e eletrofisiologia celular e sinalização e sistemas vegetais e animais.