Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

قياس الحالية Bioelectric مع التحقيق الذي تجريه بالاهتزاز

Published: January 4, 2011 doi: 10.3791/2358

Summary

يوصف تصنيع والمعايرة واستخدام غير الغازية مجسات لقياس التذبذب الحالي bioelectric في الأنظمة البيولوجية المختلفة.

Abstract

المجالات الكهربائية ، التي تم إنشاؤها بواسطة النقل النشط للأيونات ، موجودة في كثير من النظم البيولوجية وغالبا ما تخدم وظائف مهمة في الأنسجة والأعضاء. على سبيل المثال ، وأنها تلعب دورا هاما في توجيه الهجرة الخلية أثناء التئام الجروح. نحن هنا وصف لتصنيع واستخدام ultrasensitive تحقيقات تهتز لقياس التيارات الكهربائية خارج الخلية. لجنة التحقيق هي معزولة ، والأسلاك المعدنية شحذ مع تلميح البلاتين سوداء صغيرة (30-35 ميكرون) ، والتي يمكن الكشف عن التيارات الأيونية في نطاق 2 أمبير / سم في ملحي الفسيولوجية. هو صدي لجنة التحقيق في نحو 200 هرتز بواسطة بندر كهرضغطية. في وجود تيار الأيونية ، والتحقيق يكشف الفرق الجهد بين طرفي النقيض من حركته. وقفل في المرشحات مكبر للصوت الضوضاء الدخيلة عن طريق حصر للتردد على لجنة التحقيق من الاهتزاز. يتم تسجيل البيانات على جهاز الكمبيوتر. يتم معايرة التحقيق في بداية ونهاية التجارب في المياه المالحة المناسبة ، وذلك باستخدام الدائرة التي تطبق بالضبط الحالي البالغ 1.5 أمبير / سم 2. ونحن تصف كيفية جعل التحقيقات ، وإعداد نظام ومعايرة. كما تبين لنا هذه التقنية لقياس القرنية ، وتظهر بعض النتائج ممثل من عينات مختلفة (القرنية ، والجلد والدماغ).

Protocol

1. تحقيق التصنيع

يتم شراؤها من الآلات فارغة تحقيقات دقيقة العالمي (elgiloy / غير القابل للصدأ microelectrodes parylene المغلفة) (انظر "جدول محدد الكواشف والمعدات" أدناه). يتم قطع التحقيق 25-30 ملم وراء تلميح وحوالي 5 ملم من العزل parylene في نهاية خفض كشط بعيدا مع مشرط (شفرة # 11) لضمان وجود اتصال جيد. هي التي شنت لجنة التحقيق في الموصل R30 الذهب موصل بالكهرباء باستخدام الفضة محملة الايبوكسي (مثل طقوس - SL65 لوك) [* انظر الملاحظة أدناه]. يتم تخزين التحقيق في درجة حرارة الغرفة بين عشية وضحاها للسماح للالايبوكسي لتتصلب. المقبل ، هو غيض مطلي بالذهب والتحقيق ثم البلاتين ، وذلك باستخدام امدادات الطاقة نانو أمبير. يتم شطف غيض التحقيق في الأسيتون وتوصيلها إلى الإخراج السلبية لمصدر طاقة نانو أمبير. يعتبر غيض التحقيق تشريح تحت المجهر (X40) وضعت للمرة الأولى في حل طلاء الذهب (dicyanoaurate البوتاسيوم (0.2 ٪ وزن / جامعة الملك عبد العزيز (CN) 2 في الماء المقطر (DH 2 O)). سلك إشارة إيجابية متصلة الإخراج وضعت في محلول اكتمال الدائرة. A الحالي البالغ 5 NA يطبق لمدة 5 دقائق ثم عادت وارتفعت إلى 20 NA حتى غيض حوالي نصف الحجم المطلوب النهائي (حوالي 10-15 ميكرون) ، وتشطف غيض التحقيق في DH 2 O ثم وضعت في محلول platinizing (chloroplatinic هيدرات حمض ؛ 1 ٪ ث / ت H2PtCl6 * 6H 2 O) ، بالإضافة إلى الرصاص (II) هيدرات خلات (0.1 ٪ ث / ت الرصاص (CH3CO 2) 2 * 3H 2 O في 2 درهم O). تيار من 250 تطبيق NA لمدة 5 دقائق ، ثم ارتفع إلى 500 NA حتى غيض حوالي 80 ٪ من الحجم النهائي المطلوب. يزداد الحالي إلى 1 أمبير وتطبيقها في رشقات نارية ثوانى 1 حتى القطر تلميح النهائي يمكن الحصول على (حوالى 30-35 ميكرون) وأخيرا ، يتم شطف طرف في مجسات درهم 2 O. يكون تخزين في درجة حرارة الغرفة لأجل غير مسمى ، وإذا معطوبة تحقيقات ، يمكن أن يكون الذهب R30 الموصلات إعادة استخدامها.

[* ملاحظة : بعض أنظمة التحقيق والتحقيق تصاعد متصلا مباشرة إلى مكبر للصوت لنقل الإشارات. نظم أخرى لها نقطة منفصلة تصاعد وموصل الإشارة. في الحالة الأخيرة ، هو ملحوم قصيرة (2-3 سم) مع سلك موصل R30 في نهاية واحدة للموصل R30 الأولى قبل تركيب التحقيق (انظر الشكل 2A).]

2. المسبار النظام

ويرد في التحقيق إلى بندر بيزو كهربائية مركبة على ميضعة الجزئي 3 الأبعاد (الشكل 1). ويتم التحكم بواسطة مسبار الاهتزاز توريد الطاقة تهتز التحقيق الذي يسمح أيضا تعديل سعة الاهتزاز والتردد. التيار الكهربائي التحقيق يرسل إشارة إشارة إلى قفل في مكبر للصوت ، والذي يعرض أيضا تواتر الاهتزاز وزاوية المرحلة. كما أنها مفيدة لتوصيل الذبذبات حتى واحد لديه مرجع سريع البصرية من الاهتزاز التحقيق. إشارة من لجنة التحقيق يذهب إلى قفل في مكبر للصوت. يمكن الاطلاع على التحقيق والعينة المراد قياسها مع مجهر تشريح (التكبير X6 إلى X40) ، مع الألياف البصرية الإضاءة. خلال القياسات والمعايرة والعينة ، ويجب أن يكون مرجعا والبرية على (الأرض) سلك يكون في حل (انظر الشكل 2B). يتم توصيل مكبر الصوت الى الكومبيوتر عن طريق واجهة (I / O) التناظرية الرقمية. يتم تسجيل البيانات باستخدام برنامج ستراثكلايد الكهربية برمجيات خلية الجامع (WinWCP).

قفل في إعدادات مكبر للصوت : الحساسية [200 μV] ، القرار الحيوي [العادية] ، ويقابل [في] ، توسيع [X1] ، دوام ثابت : قبل [10 ثانية] ، آخر [ق 0،1]. إذا كنت بحاجة لاستجابة أسرع ، ويمكن تقليل الوقت قبل ثابت إلى 3 ثانية. يستخدم عنصر التحكم تعويض لجعل التحقيق لتتبع بالقرب من مركز الشاشة. إذا كان من المتوقع استجابات واسعة ، يمكن نقل تتبع صعودا أو هبوطا.

WCP إعدادات البرنامج : المدة سجل [204.8 ق] ، عينات لكل قناة [1024] ، الفاصل الزمني أخذ العينات [ق 0،2] ، متوسط ​​الجهد [+ / -- 0.2 V]. إذا كان من المتوقع تيارات كبيرة ، ويمكن زيادة متوسط ​​الجهد إلى 1 أو 5 V V.

3. إعدادات المسبار

تحقيقات جديدة لا بد من اختبار وتحديد تواتر فريدة من نوعها وزاوية المرحلة. يتم وضع مسبار جديد في الغرفة التي تحتوي على معايرة المالحة الفسيولوجية (الشكل 2B). يتم تشغيل التيار الكهربائي على وتيرة تحول حتى لوحظ الاهتزاز القصوى. هذا هو تردد الرنين من التحقيق. التحقيق في استخدام هذا التردد يمكن أن يسبب عدم الاستقرار وتنتج الضوضاء في التسجيل ، وبالتالي فإن التحقيق هو "دي ضبطها" من خلال طرح 10 هرتز لإعطاء الترددات لجنة التحقيق في العمل (عادة 150-200 هرتز). يتم ضبط السعة الاهتزاز بحيث تكون المسافة الاهتزاز التحقيق هو نفس القطر تلميح ، حتى عندما يتم التحقيق في الواقعة صدي 'صورة مزدوجة" في تلميح التحقيق وينظر (انظر الشكل 2B). لتحديد زاوية المرحلة ، يتم وضع مسبار في المياه المالحة في غرفة المعايرة وتيار 1.5 أمبير / سم 2 تطبيقها بشكل متكرر. الزاوية في المرحلة يتم ضبط قفل مكبر للصوت في حين لم يكن هناك استجابة. إضافة أو طرح 90 درجة لهذازاوية يعطي استجابة الأقصى ، وهذه الزاوية هي زاوية التحقيق في مرحلة العمل. وأشار إلى زاوية الترددات ولكل مرحلة التحقيق للاستخدام في المستقبل. أثناء التجربة ، فمن المهم أن لا يتم تغيير هذه الإعدادات من زاوية تردد ، والسعة المرحلة ، لأن هذا سوف يغير استجابة المسبار. للراحة ، وعندما يتدفق التيار "من الجنوب الى الشمال" ، وينبغي أن ينتج هذا الانحراف التصاعدي (وهو ما يسمى هنا "الذروة") في تتبع تسجيل ، والحالية التي تتدفق "بين الشمال وإلى الجنوب" يجب أن تظهر انحراف النزولي ( انظر الشكل 3A). إذا كانت هذه هي طريقة خاطئة ، مضيفا ثم إلى 180 درجة زاوية مرحلة الإصلاح من قبل التقليب الجولة الردود. انظر ريد وآخرون 1 للحصول على معلومات مفصلة عن النظرية وراء وظيفة التحقيق ، والمعايرة ، الخ.

ويستخدم المجس استجابة لتيار "موحد" من 1.5 بالضبط أمبير / سم 2 ، وتطبق على التحقيق في غرفة المعايرة ، لحساب التيار في العينة (انظر الشكل 2B ، 3A) : المعايرة. قبل قياس العينة ، يتم معايرة التحقيق في حل مناسب ، على سبيل المثال BSS الاصطناعي + الحل المسيل للدموع لالقرنية. ويطبق حاليا في اتجاهين : بين الشمال والجنوب والشمال والجنوب ، وتنتج الصعودي والنزولي انحراف ، على التوالي ، أي ما يعادل التيارات الظاهرة والباطنة ، اعتمادا على التوجه للعينة. وينبغي أن تتبع التحقيق لديها خط مستقر وانخفاض مستوى الضجيج (قارن التين. 3A و 3B). يتم معايرة التحقيق في نهاية التجربة في محلول يستخدم للتعويض عن تغيير الأسمولية بسبب التبخر. عند تحليل البيانات ، يمكن حساب القياسات من النصف الأول من هذه التجربة باستخدام القيم بدءا المعايرة والقياسات في النصف الثاني من حسابها باستخدام المعايرة الغاية.

قياس العينة : يجوز للدائرة أن تكون مصممة لعقد ويستوقف العينة. على سبيل المثال ، يظهر الشكل 3C أطباق بتري مع حلقات الاسلاك لاجراء قياسات للعيون القرنية. يوضع طبق يحتوي الفسيولوجية المالحة تحت المجهر تشريح ومنطقة الفائدة على عينة وضعت في التركيز في مجال الرؤية. ثم يتم وضع حل لجنة التحقيق في ومتوازية الموجه إلى سطح العينة ، وكذلك في التركيز بحيث يكون على نفس مستوى نقطة على العينة المراد قياسها. تحولت الاهتزاز هو نقل التحقيق بقدر ما هو مناسب (على سبيل المثال 1-2 سم) بعيدا عن العينة ، على (وبرامج الحاسوب لتسجيل مجموعة) لإنشاء مستقرة (الأفقي) خط الأساس (انظر الشكل 4A). ومن ثم انتقل التحقيق في موقف قياس ، على بعد حوالى 50 ميكرون من السطح. عندما ('الذروة') قيمة جديدة غير مستقرة ، ويتم نقل التحقيق مرة أخرى إلى موقف المرجعية والتتبع العودة الى الاساس. ويمكن تكرار ذلك في نقطة زمنية منتظمة لإنتاج بيانات timelapse ، أو نقل عينة / استدارة طفيفة والمتكررة في المواقف المختلفة لانتاج خرائط البيانات المكانية الحالية (انظر الشكل 4B ، 5B).

تحليل البيانات : ويتم تحليل البيانات باستخدام WinWCP (انظر الشكل 5A). يتم نقل الخط 'صفر' الأحمر الأفقي صعودا أو هبوطا لذلك هو مواز لتتبع خط الأساس قبل ذروة قوته. يتم نقل الخط الرأسي لقياس الخضراء عبر تتبع خط الأساس. ينبغي قراءة في الإخراج الأخضر في أسفل الخط الأخضر أن تكون قريبة من الصفر (على سبيل المثال 0.00012). هذا الرقم يدل على differnce بين نقطة حيث الخطوط الحمراء والخضراء الصليب ، وتتبع زرقاء. ثم يتم نقل الخط الأحمر حتى أنه بالتوازي مع الجزء العلوي من الذروة. القراءة الإخراج الأخضر هو حجم الذروة في بالسيارات. يتم وضع بيانات عن جميع القمم القياس والمعايرة والبيانات ، في جدول مايكروسوفت إكسل قالب (انظر الجدول 1). ويمكن أيضا المعلومات ذات الصلة مثل تاريخ ورقم التحقيق نطاق الجهد (VR) ، والحل المستخدمة ، وقياس المواقف والوقت نقاط ، الخ توضع في جدول البيانات. الاتجاه الحالي : ويلاحظ (داخل أو خارج العينة "I / O") ، وتعطى أيضا تيارات الداخل قيمة سالبة في العمود "الذروة". يحسب الحالية في العمود الأيمن باستخدام الصيغة : = الذروة الحالية * (1.5/calibration) حيث 1.5 هي الحالي في تطبيق 2 أمبير / سم في المعايرة. وبالتالي : 'unw1' = 12،45 * (1.5/56.12) = 0،33276907 أمبير / سم 2.

4. أسرار النجاح

كما هو الحال في جميع الكهربية وأسس سليمة (التأريض) من المعدات الحيوية يساعد على القضاء على الضجيج. وبالتالي ، يجب على الأقل أن اختبأ في ميضعة الصغرى والشاسيه من المجهر ، وربما أيضا مصدر للضوء (انظر الشكل 1) يمكن للمستخدم أيضا أن يكون مصدرا للكهرباء الساكنة ، وذلك عن طريق التأريض الفرقة الرسغ يمكن منع عدم الاستقرار في التحقيق في بعض الحالات ، ولكن ليس ضروريا دائما. قفص فاراداي ليست ضرورية ، وتأمين المرشحات في مكبر للصوت من جميع الترددات (على سبيل المثال 60HZ من شبكة الكهرباء) وبصرف النظر عن وتيرة التحقيق في تهتز. جدول العزلة الاهتزاز هو مفيد ولكنه ليس أساسيا. والصلبة ، ومقعد ثابت أو جدول الأعمال فقط كذلك. وبصرف النظر عن الأساسيةالمعلومات الواردة في جداول البيانات اكسل (انظر أعلاه) فإنه من المفيد أن يسجل في احد المعامل الكتاب معلومات مفيدة إضافية مثل التغيرات في درجة الحرارة ، والإضافات المخدرات ، وما إذا كان يتم التقاط الصور لأسفل المجهر ، لاحظ التكبير. إذا كان ذلك مناسبا ، كما أنها مفيدة لرسم تخطيطي للعينة (ق) تبين الموقف و / أو التوجه لقياسات المسبار (انظر الشكل 6).

الخطوات الصعبة

  1. المسبار القرار : يجب أن يكون هناك اتصال جيد بين الكهربائية التحقيق وموصل R30. كأن شيئا لم يحدث في مرحلة الكهربائي ، ثم وهذا هو على الارجح السبب.
  2. المعايرة : استخدام المياه المالحة أو متوسطة الثقافة المناسبة لأنك سوف تكون عينة القياس. لا الزائد أو الناقص ملء الغرفة المعايرة كما يمكن أن يغير هذه الاستجابة. يجب على سطح السائل تكون مسطحة في أعلى الغرفة.
  3. قياسات العينات : الخطة في وقت مبكر ، على سبيل المثال لا تحتاج إلى جعل دائرة خاصة لعقد / جبل العينة (انظر الشكل 3C)؟ عند قياس من العينة ، والتحقيق يجب أن يكون الموجه مع المحاذي طويلة على سطح العينة ، بحيث اتجاه التحقيق من الاهتزاز (وبالتالي اتجاه يجري قياسه الحالي) هو عمودي على سطح العينة (على سبيل المثال ، انظر الشكل 4B ). يمكن نقل نموذج و / أو تدويرها لإجراء قياسات في مواقع مختلفة. من المهم الحفاظ على مسافة ثابتة بين التحقيق وعند قياس سطح العينة. قياس التيار يتناسب مع المسافة من سطح العينة ، والتحقيق يتحرك بعيدا عن سطح العينة ، وقطرات الحالية لقانون التربيع العكسي. وهذا هو ، عند قياس التيار ولدت على سطح العينة ، ويتم الكشف الحالية تتناسب عكسيا مع مربع المسافة من سطح الأرض. يمكن استخدام العدسة graticule الحكم على المسافة بين التحقيق وسطح العينة.

المشاكل

  • المشكلة : لم يكن هناك استجابة في المعايرة. الحل : هو الاختيار المالحة على حد سواء بالاتصال الأقطاب. فحص البطارية في تدريج تيار مستمر.
  • المشكلة : استجابة الصغيرة. الحل : التحقيق في تنظيف و / درهم 2 O أو الأسيتون. زاوية الاختيار المرحلة.
  • المشكلة : ضوضاء أو الأساس غير مستقرة (انظر الشكل 3B). الحل : أسلاك التأريض تحقق.
  • المشكلة : تتبع يقفز خارج الشاشة. الحل : عدم السماح للمس تلميح التحقيق العينة.

5. ممثل النتائج

ويبين الشكل 3A مثال جيد على تتبع المعايرة. لاحظ مستقرة (الأفقي) خط الأساس ، وانخفاض مستوى الضجيج واستجابة كبيرة. وعلى سبيل المقارنة ، يبين الشكل 3B تتبع صاخبة مع خط الأساس غير مستقرة. وتظهر القياسات الحالية في مواقع مختلفة في ماوس جرح القرنية في الشكل 4B. لوحة الأعلى يظهر مواقف التحقيق ، وسط لوحة تظهر آثار التحقيق كما هو مسجل على الكمبيوتر واللوحة السفلى هو الرسم البياني للتيارات في المواقف المختلفة ، والتي تبين لمحة عن الجرح الحالي. 5B يوضح الشكل القياسات في ماوس جرح الجلد التي قدمت في فترات زمنية منتظمة لإنتاج البيانات على الجرح طبعا في الوقت الحالي.

الشكل 1
الشكل 1. بالاهتزاز نظام التحقيق. انظر النص لوصف مفصل. يصف النص الأزرق وظيفة من الأسلاك الموصلة. الرموز الخضراء تظهر نقاط التأريض.

الشكل 2
الشكل 2 ألف. التحقيق في تصاعد مستمر. يتم لصقها على التحقيق في موصل R30 الذهب بالفضة محملة الايبوكسي ، قبل electroporating. في بعض النظم ، ملحوم موصل الثاني مع سلك قصيرة لتحمل إشارة على. مقياس شريط 3 ملم. الكرة البلاتين ليست على نطاق كبير. باء دقق المعايرة. ومعير المستمر الحالية (يسار) يطبق الحالي البالغ 1.5 أمبير / سم 2 إلى التحقيق في غرفة المعايرة (يمين). اليسرى السفلى : عن قرب من التحقيق. صدي عند التحقيق (الجزء السفلي الأيمن) ، يتم ضبط السعة بحيث ينظر إلى صورة مزدوجة من غيض. مقياس شريط 100 ميكرون.

الشكل 3
الشكل 3 ألف. المسبار المعايرة التتبع. مثال على أثر التحقيق المعايرة جيدة ، مع خط الأساس مستقرة ، وانخفاض الضوضاء والاستجابة الكبيرة. الحالية التي تتدفق من الجنوب الى الشمال يعطي انحراف التصاعدي ، والحالية التي تتدفق الى الشمال والجنوب ينتج انحراف النزولي. باء غير مستقر ، تتبع التحقيق صاخبة. قدم جيم الدوائر المتزايدة للماوس (يسار) أو الفئران (يمين) لقياسات العيون القرنية. شريط مقياس 5mm.

الشكل 4
الشكل 4. اثبات أمثلة القياس. A. هو وضع خط أساس مستقرة مع لجنة التحقيق في موقف المرجعية 1-2 من العينة. عندما يتم نقل التحقيق الى قياس موقف بالقرب من العينة ، وذلك بالكشف عنالحالية وتتبع ينحرف صعودا (الحالي الخارج). والقياسات باء في المواقف المختلفة عبر القرنية الماوس. المسبار موازية موجهة إلى السطح ، لذلك الاهتزاز هو عمودي. قمم التصاعدي تظهر تيارات الخارج. وينظر الحالي كحد أقصى في حواف الجرح (B & F مواقف). يظهر التخطيطي لجنة التحقيق في قياس F موقف (يمين حافة الجرح). مقياس شريط 300 ميكرون.

الشكل 5
الشكل 5 ألف. تحليل آثار التحقيق. اللوحة العليا : يتم نقل الخط الأحمر الصفر صعودا أو هبوطا لذلك هو بالتوازي مع خط الأساس التتبع ، ثم يتم نقل الخط الأخضر عبر لقياس خط الأساس وبالتالي فإن الإخراج في القراءة خضراء قريبة من الصفر (0.00012). اللوحة السفلى : يتم نقل بعد ذلك خط أحمر حتى أنه بالتوازي مع أعلى ذروة التتبع ، والقراءة الإخراج يعطي حجم الذروة في بالسيارات (12.45). ويتم احتساب الحالية من هذا باستخدام بيانات المعايرة (انظر الجدول 1). الجرح باء ماوس الجلد البيانات timelapse. ويرد الحالي قبل اصابة في وقت صفر (الحمراء رمزا). أجريت قياسات في نفس الموقف في ماوس جرح الجلد في timepoints العادية بعد اصابة. بعد الأولي تيارات الداخل عابرة (تحت الصفر) ، عكس التيار والتيارات الخارج (إيجابية) ارتفع ببطء واستقرت.

الشكل 6
الشكل 6. مختبر كتاب اسكتشات تبين مسبار قياس المواقف. ألف فأر الدماغ ؛ بقع حمراء تظهر قياس المواقف والرموز التحقيق تبين اتجاه التحقيق. باء جرح القرنية الجرذ ؛ بقع حمراء تظهر مواقف قياس والسهام تظهر الاتجاه الحالي يقاس.

الجدول 1
الجدول 1. مثال على جدول Excel لتخزين البيانات وقياس التحقيق. pN2_cal1 = المعايرة انطلاق ؛ كال + والكالسيوم = القيم المعايرة في بالسيارات ؛ VR = مجموعة الجهد ، والذروة في قياسات العينات = MV ، ط / س = تدفق الحالية (داخل أو خارج من العينة).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

وصفنا بتكلفة منخفضة ، والأساسية ، ولكن حساسة للغاية التحقيق تهتز نظام لقياس غير جراحية التيار الكهربائي في العديد من النظم البيولوجية.

التعديلات الممكنة

  1. إذا البلاتين / الايريديوم أقطاب (آلات دقيقة العالمي ؛ القط # PTM23B20) وتستخدم بدلا من الفولاذ المقاوم للصدأ ، ومن ثم يمكن القضاء على مرحلة الطلاء بالذهب.

تطبيقات

وقد استخدمنا التحقيق تهتز لقياس التيار الكهربائي في كل من : القرنية الفئران 2 ؛ العدسة 3،4 الفئران ؛ الماوس الجلد 5 ؛ القيطم الشرغوف 6 ؛ جلد الإنسان (7) ؛ القرنية الإنسان 8 ؛ اسماك الزرد الجنين 1 ؛ Dictyostelium 1 ؛ دماغ الفئران 1. وكان أول وصف لجنة التحقيق التي تهتز جافي وNuccitelli 9. مجس الكمبيوتر التي تسيطر عليها التدابير الحالية في بعدين كما وصفت 10. كما تتضمن تقييما للاهتمام ذات الصلة 11-13.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

Acknowledgments

نحن ممتنون للبروفيسور ريتشارد Borgens ، ومركز للبحوث الشلل ، جامعة بوردو ، للمساعدة في تجميع نظام التحقيق تهتز. وأيد هذه الدراسة من قبل المعاهد الوطنية للصحة NEI 1R01EY019101 منحة لMZ وغرفتين ، وجزئيا من المنح المقدمة من معهد كاليفورنيا للالطب التجديدي RB1 01417 - NSF ، MCB - 0951199 ، وبمنحة من أبحاث المطلقة للوقاية من العمى ، جامعة كاليفورنيا في ديفيس طب وجراحة العيون

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Eligoy-Stainless Electrode World Precision Instruments, Inc. SSM33A70 76 mm, 7 MΩ, 1-2μm tip
Gold R30 connector www.vectorelect.com R30 Re-usable
Silver-loaded epoxy 3M SL65 Mix 1-part Resin with 1-part Hardener
Dissecting microscope Olympus Corporation SZ40 Magnification x6 to x40
Potassium dicyanoaurate (KAu(CN)2) Sigma-Aldrich 379867 CAUTION: Toxic
Chloroplatinic acid hydrate (H2PtCl6 x 6H2O) Sigma-Aldrich 520896 CAUTION: Toxic
Lead(II) acetate trihydrate (Pb(CH3CO2)2 x 3H2O) Sigma-Aldrich 185191 CAUTION: Toxic
Nano-Amp power source Home made - Powered by six 1.5 V (AAA) batteries
3-dimensional micro-positioner Line Tool Co. Model H
Lock-in amplifier Stanford Research Systems SR530
Digital I/O interface National Instruments PCI-6220
Shielded Connector Block with BNC connections National Instruments BNC-2110
Strathclyde Electrophysiology Software University of Strathclyde Institute of Pharmacy and Biomedical Sciences, UK WinWCP V4.1.5 Free download from: http://spider.science.strath.ac.uk/sipbs/software_ses.htm
Calibration Chamber Home made
Constant Current Calibrator Vibrating Probe Company Powered by one 9 V (PP3) battery

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Reid, B., Nuccitelli, R., Zhao, M. Non-invasive measurement of bioelectric currents with a vibrating probe. Nat. Protoc. 2, 661-9282 (2007).
  2. Reid, B., Song, B., McCaig, C. D., Zhao, M. Wound healing in rat cornea: the role of electric currents. FASEB J. 19, 379-386 (2005).
  3. Lois, N., Reid, B., Song, B., Zhao, M., Forrester, J. V., McCaig, C. D. Electric currents and lens regeneration in the rat. Exp. Eye Res. 90, 316-323 (2010).
  4. Wang, E., Reid, B., Lois, N., Forrester, J. V., McCaig, C. D., Zhao, M. Electrical inhibition of lens epithelial cell proliferation: an additional factor in secondary cataract. FASEB J. 19, 842-844 (2005).
  5. Guo, A., Song, B., Reid, B., Gu, Y., Forrester, J. V., Jahoda, C., Zhao, M. Effects of physiological electric fields on migration of human dermal fibroblasts. J. Invest. Derm. , (2010).
  6. Reid, B., Song, B., Zhao, M. Electric currents in Xenopus tadpole tail regeneration. Dev. Biol. 335, 198-207 (2009).
  7. Zhao, M., Song, B., Pu, J., Wada, T., Reid, B. Electrical signals control wound healing through phosphatidylinositol-3-OH kinase-γ. 442, 457-460 (2006).
  8. Reid, B., EO, G. raue-H. ernandez, Mannis, M. J., Zhao, M. Modulating endogenous electric currents in human corneal wounds - a novel approach of bioelectric stimulation without electrodes. Cornea. , Forthcoming (2010).
  9. Nuccitelli, R. An ultrasensitive vibrating probe for measuring steady extracellular currents. J. Cell Biol. 63, 614-628 (1974).
  10. Hotary, K. B., Nuccitelli, R., Robinson, K. R. A computerized 2-dimensional vibrating probe for mapping extracellular current patterns. J. Neurosci. Meth. 43, 55-67 (1992).
  11. Nuccitelli, R. Endogenous ion currents and DC electric fields in multicellular animal tissues. Bioelectromagnetics Supplement. 1, 147-157 (1992).
  12. Levin, M. Bioelectric mechanisms in regeneration: Unique aspects and future perspectives. Seminars in Cell Dev. Biol. 20, 543-556 (2009).
  13. Zhao, M. Electric fields in wound healing - An overriding signal that directs cell migration. Seminars in Cell Dev. Biol. 20, 674-682 (2009).

Tags

الهندسة الحيوية ، العدد 47 ، الكهربائية ، والميدان ، الحالية ، وتهتز ، مسبار
قياس الحالية Bioelectric مع التحقيق الذي تجريه بالاهتزاز
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Reid, B., Zhao, M. Measurement ofMore

Reid, B., Zhao, M. Measurement of Bioelectric Current with a Vibrating Probe. J. Vis. Exp. (47), e2358, doi:10.3791/2358 (2011).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter