Простой подход к выполнению измерений TEER с использованием самодельного Вольт-Ампереметра с программируемой частотой вывода

Измерение трансэпителиального электрического импульса используется с 1980-х годов для определения слияния и барьерной функции эпителиальных монослой в клеточной культуре. Основной метод четырех терминального зондирования, который использует различные пары тока и напряжения зондирования электродов, чтобы сделать более точные измерения. Существует несколько коммерчески доступных устройств для измерения трансепителиального неблагополучия, но, несмотря на простоту использования и высокую надежность, существуют также некоторые недостатки, такие как неотменяемая частота вывода и их дорогота.

Таким образом, мы представляем, как построить экономически эффективный и программируемый вольт-амметр. Сначала мы хотим показать, как работает измерение TEER с коммерчески доступными устройствами. Для этого мы обучат клеточный слой клеток эпителиальных клеток эпителиальной папилломы хороидного сплетения на фильтрах Transwell размером с три микрометра.

Эта настройка была описана Schroten et al. как в пробирке модель гемро-спинномозговой жидкости барьера. Электрод палочки соединен с эпителиальным вольт-амметром.

Устройство включено и настроено для измерения сопротивления. Электрод стерилизован в 80% этанола и впоследствии equilibrated в соответствующей среде. Измеримое значение будет служить эталонным значением для оценки надежности вольт-амметра, который будет собран впоследствии.

В этом примере мы записываем неприступляем 680 ом. Начнем со сборки малобюджетного вольт-амметра с программируемой частотой вывода. Прежде всего, вам понадобится стандартное зарядное устройство USB, и USB удлинитель, как пятивольтный прямой ток питания.

8-битный микроконтроллер на доске разработки USB будет использоваться для генерации квадратного волнового тока. Четыре кабеля с банановыми пробками соединены с двумя стандартными мультиметрами для измерения напряжения и тока. Пожалуйста, убедитесь, что мультиметры способны измерять ток в диапазоне некоторых микроамперов с TrueRMS.

На стандартных телефонных кабелях можно найти женский разъем RJ14. Просто убедитесь, что разъем имеет шесть контактов, из которых по крайней мере внутренние четыре подключены. Наконец, вам понадобится некоторое стандартное оборудование, как наши кабели, блеск терминала, 120 kiloohm резистор, а некоторые инструменты, как изоляция стриптизерш, обжимной инструмент, проволоки конце феррулы, и паяльник.

Устройство собрано точно так же, как показано на диаграмме макета. Во-первых, расширение USB подключено к микроконтроллеру. Во время нормальной работы, он питается от пятивольтного зарядного устройства USB DC, которые могут быть легко подключены к персональным компьютером для программирования.

Два кабеля раздели и обжимной с проволокой конца ferrules с одной стороны. Другая сторона припой либо непосредственно контактный ноль и два микроконтроллера или припой люки, которые, в свою очередь, обрезаются на соответствующие булавки. Далее кабели питания соединены с блеском терминала.

Первый мультиметр будет использоваться для измерения тока и соединен в ряд с резистором 120 килом и током-проходя электродами палочки. Этот механизм гарантирует, что ток вывода ограничен, поэтому измерение не будет иметь никакого влияния на жизнеспособность клеток. Четыре проводника шнура удлинителем телефона демонтируются и обжимаются до феррулей, как показано ранее.

Как только кабель будет подготовлен, вам придется проверить непрерывность проводников и булавок. В нашем примере штифт от трех до шести соединен с белым, коричневым, зеленым и желтым проводником. Теперь булавка пять и шесть, то есть зеленый и желтый, подключены к блеск терминала для применения напряжения к внешней паре электродов.

Наконец, вам придется подключить второй мультиметр, который будет использоваться для измерения падения трансепителиального напряжения, к булавкам три и четыре, то есть, в нашем примере, к белому и коричневому проводнику. Мы решили установить установку в дешевом пластиковом шасси. Перед первым использованием должен быть запрограммирован микроконтроллер.

Исходный код записан на C-код и может быть загружен с помощью USB. Короче говоря, контактный ноль в режиме вывода центра. При включении цикл функции начнет чередоваться в качестве контактов между землей и плюс пять вольт с переменной задержкой.

В нашем примере мы использовали теоретическое время полу колебаний в 40 миллисекунд. Давайте посмотрим, как результаты измерений соотносятся с эталонные значения, которые мы получили ранее. Электрод палочки перепозиционирован на недавно собранный вольт-амметр.

Устройство работает в три этапа. То есть подключить USB-зарядное устройство, переключить левый мультиметр на измерение напряжения переменного тока и переключить второй мультиметр на микроампер. Обратите внимание, что переменный ток должен быть выбран явно.

В этом примере потенциальное падение через систему фильтров Transwell измеряется примерно как 25 милливольт, в то время как мы записываем ток 37,1 микроамперов. В соответствии с Законом Ома, электрическое неуступчивое значение может быть легко рассчитано на уровне 674 ом, что очень близко к эталонной стоимости 680. Мы показали, что значения измерений являются надежными в диапазоне от нуля до 1,8 килохм.

Таким образом, описанный вольт-амметр можно использовать как для первоначальных экспериментов, так и для дальнейших исследований. Однако, если ваши результаты будут опубликованы, вы всегда можете поддержать ваши данные, путем измерения потока молекул через соответствующий слой клеток.