Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

بيوشيب متعددة الحليلة (MAB) بناء على أقطاب ايون انتقائية الصلبة بالكامل للدولة (ASSISE) للبحوث الفسيولوجي

Published: April 18, 2013 doi: 10.3791/50020

Summary

أقطاب ايون انتقائية الصلبة بالكامل للدولة (ASSISEs) شيدت من موصل البوليمر (CP) محول توفير عدة أشهر من العمر وظيفية في وسائل الإعلام السائل. هنا، نحن تصف عملية تصنيع ومعايرة ASSISEs في شكل المختبر على واحد في رقاقة. وتتجلى ASSISE أنه قد حافظ على الملف الشخصي منحدر شبه Nernstian بعد التخزين لفترات طويلة في وسائل الإعلام البيولوجية المعقدة.

Protocol

1. إعداد بولي (3،4-ethylenedioxythiophene): بولي (الصوديوم 4-styrenesulfonate) (PEDOT: PSS) الحل Electropolymerization لH + وCO 3 2 - الأيونات

  1. إضافة 70 ملغ بولي (الصوديوم 4-styrenesulfonate) (نا + PSS -) إلى 10 مل منزوع الأيونات (DI) المياه ودوامة حتى فرقت تماما (حوالي 10 ثانية).
  2. إضافة 10.7 ميكرولتر 3،4-ethlyenedioxythiophene (EDOT) إلى حل في 1.1 ودوامة حتى يتم خلط حل تماما.

2. إعداد بولي (3،4-ethylenedioxythiophene): كبريتات الكالسيوم (PEDOT: كاسو 4) الحل Electropolymerization لكا 2 + الأيونات

  1. إضافة 136 ملغ كبريتات الكالسيوم (كاسو 4) إلى 10 مل من الماء DI ودوامة؛ فإن الحل لا تفريق تماما، ويبدو درب التبانة.
  2. إضافة 10.7 ميكرولتر EDOT إلى حل في 2.1 ودوامة حتى تمتزج تماما.

3. Electropolymerization المستندة إلى PEDOTبوليمر موصل

  1. A Bioanalytical سيستمز (BASI) موقف الخلية C3 (الشكل 3)، والمفوضية الأوروبية إبسيلون potentiostat / galvanostat تستخدم لتشكيل خلية كهروكيميائية لelectropolymerization. وضع EDOT: حل electropolymerization PSS في الخلية الكهروكيميائية وفقاعة النيتروجين لمدة 20 دقيقة لإزالة الأكسجين الذائب.
  2. الآن مقطع من البلاتين الشاش في موقف القطب المضاد للخلية كهروكيميائية. ثم مقطع MAB في موقف القطب عمل خلية كهروكيميائية مع أقطاب العمل التي تواجه البلاتين الشاش. ضبط عمق MAB بحيث فقط الأقطاب دائرية وغرقت في PEDOT: حل electropolymerization PSS. تجنب الاتصال مع حل مربع منصات الاتصال الكهربائية.
  3. وضع BASI مشبعة الفضة / كلوريد الفضة (حج / أجكل) القطب في موقف القطب مرجع الخلية الكهروكيميائية. تأكد من أن الإلكترود المرجعي ليس في ما بين العمل ومواجهة الاثارأقطاب ص.
  4. لPEDOT: PSS ترسب: فقاعة الخلية الكهروكيميائية لمدة 20 دقيقة، واستخدام EC إبسيلون potentiostat / galvanostat لتشغيل voltammogram دوري واحد من 0V - 1.1V مع معدل المسح من 20 بالسيارات / ثانية على نطاق ± 100 أمبير.
  5. لPEDOT: كاسو 4 ترسب: فقاعة الخلية الكهروكيميائية لمدة 20 دقيقة، واستخدام EC إبسيلون potentiostat / galvanostat لتشغيل chronopotentiometry في 814 غ لمدة 30 دقيقة.

4. Voltammetry دوري من يصرف البوليمر المستندة إلى PEDOT في K 3 الحديد (CN) 6

  1. تنفيذ الخطوات 3،1-3،3 أعلاه.
  2. استخدام EC إبسيلون potentiostat / galvanostat لتشغيل voltammograms دوري واحد من -653 بالسيارات إلى 853 بالسيارات مع تفاوت معدلات المسح الضوئي من (25، 50، 75، 100، L25، 150، 175، 200) بالسيارات / ثانية على ± 10 أمبير نطاق .

5. بروتوكول سطح Functionalization

  1. إيداع موصل البوليمر المكورات محددة للأيونات من الفائدة كما في الخطوة 3.
  2. تطبيق غشاء ايون انتقائية كما في الخطوة 6.

6. تطبيق غشاء ايون انتقائية

  1. مركز MAB على فراغ الدوار تشاك.
  2. إيداع 100 ميكرولتر على الغشاء وسط MAB والتشغيل.
  3. تدور معطف غشاء ايون انتقائية مع المغطي تدور في 1،500 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية مع 5 ثوانى المنحدر صعودا وهبوطا.
  4. فراغ MAB تدور المغلفة لمدة 30 دقيقة وخبز رقاقة في الفرن على 70 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة.

7. معايرة PEDOT-PSS موصل بوليمر المتقارنة مع درجة الحموضة والكربونات (CO 3 2 -) غشاء ايون انتقائية

  1. بشرط ان MAB بين عشية وضحاها في 10 ميكرومتر بيكربونات الصوديوم (NaHCO 3) و 5 ملي كلوريد البوتاسيوم (بوكل) في وسائل الإعلام الطحالب.
  2. إدراج MAB في حامل رقاقة تدفق خلية ميكروفلويديك.
  3. حقن 5 مل محلول الاختبار مع قيمة الرقم الهيدروجيني الأولي أو تركيز (مثل درجة الحموضة 4 أو 10 ميكرومتر لCO 3 2 -). إزالة صغيري BLES من صاحب رقاقة تدفق الخلايا.
  4. ضع حامل رقاقة تدفق الخلايا على المباراة الكهربائية تدفق الخلايا.
  5. فتح البرنامج إبسيلون EC ودخول في وضع إمكانات الدائرة المفتوحة (OP). ضبط الوقت إلى 300 دقيقة، وحجم الجهد ل± 1V، وتردد قطع إلى 10 كيلو هرتز، وتسجيل قيمة كل 2 ثانية.
  6. السماح للاستقرار MAB (ابحث عن خط شقة) قبل متابعة عملية المعايرة.
  7. بمجرد استقرار MAB، تدفق خلية تدفق مع حل الاختبار وحقن تركيز المقبل ليتم معايرة (الرقم الهيدروجيني 5 أو 25 ميكرومتر CO 3 2 -). تأكد من أن يسمح عدم وجود فقاعات لدخول الخلية التدفق. كرر الخطوات من 7.5 و 7.6 درجة الحموضة ل6، 7، 8، و 9 أو CO 3 2 - تركيزات 50، 75، 100، 250، 500، 750، و 1،000 ميكرومتر.
  8. بعد تشغيل تركيز الماضي، وإزالة MAB والجافة مع الهواء النيتروجين.
  9. وضع MAB مرة أخرى إلى حل الطازجة تكييف حتى استخدام المقبل.

"jove_title"> 8. معايرة PEDOT: كاسو 4 موصل بوليمر المتقارنة في 2 و CaCl

  1. بشرط ان MAB بين عشية وضحاها في 7 مل من 0.1 M و CaCl 2 و 10 ميكرومتر نانو 3.
  2. اتبع خطوات مماثلة ل7،2-7،10. في الخطوة 8.3، تحل محل كربونات محلول الاختبار مع تركيز أولي من 0.01 مم CaCl 2. كرر لتركيزات محلول الاختبار من 0.05، 0.1، 0.5، 1 و 10 ملم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

وتظهر PSS وذروته الكاثودية المناظرة الحالية ف) مقابل معدل المسح (V 1/2) في أرقام 5A و 5B على التوالي: مثال على voltammogram دوري (CV) نتيجة PEDOT. PEDOT: كاسو 4 على مختلف معدلات المسح الضوئي والذروة الحالية الكاثودية لا تظهر. تم العثور على كاسو 4 بدون غشاء ايون انتقائية لتكون 4.4 × 10 -11 سم 2 و 5.8 × 10 -11 سم على التوالي: استخدام Randles-Sevcik تحليل 10، والمناطق السطحية الفعال للاتصال PEDOT الصلبة: PSS وPEDOT. هذه القيم هي صغيرة نسبيا بالمقارنة مع أقطاب أفادت السابقة نظرا لحجم القطب كونها ~ 130 مرات أصغر من حجم القطب ذكرت من فريق بحثنا 11. لاحظ أن القطب مساحة فعالة MAB يمكن أن تتعزز تعديل السطح مع مواد متناهية الصغر 11.

وتظهر PSS البوليمر تقارن في وسائل الإعلام الطحالب مع درجة الحموضة تتراوح 4-9 بعد 20 يوما التخزين في المتوسط ​​الطحالب في الشكل (6) الاختلاف في التشكيل الجانبي المنحدر قد يكون عائدا لمجمع: ر "النتائج> معايرة لISES على أساس PEDOT. متوسطة البيولوجية (آي تي ​​سي سي المتوسطة: حل 1.0 L بريستول و 1.0 غرام البروتياز ببتون (تشخيص النظام BD، سباركس، MD، الولايات المتحدة الأمريكية)، التي لديها مركبات قاذورات والتدخل الأملاح التي يمكن أن تؤثر على قياسات والغرض من هذا العمل هو لاختبار قدرة ASSISE للحصول على القياسات في بيئة زراعة الخلايا الفعلية.

ننتقل الآن إلى نتائج المعايرة لPEDOT: PSS في كربونات (CO 3 2 -) حل بتركيز يتراوح من 0.01 ملم الى 1 ملم في كل من متوسطة البيولوجية الطحالب والمتوسطة البيولوجية الطحالب مخزنة في درجة الحموضة 8.5 (الشكل 7). يتم إجراء قياسات في درجة الحموضة 7.8. وأقحم يظهر تغير في التركيز، مع تخفيض المنحدر مع مخزنةحل. تظهر النتائج الاعتماد الرقم الهيدروجيني من القطب كربونات انتقائية. هذه النتائج هي ذات مغزى إذا ما أخذنا في الاعتبار وجود أنواع مختلفة كربونات في شكل المنحل، على وجه التحديد H 2 CO 3 (حمض الكربونيك)، HCO 3 - (بيكربونات،) وCO 3 2 - (كربونات). قيمة A1 PK لحامض الكربونيك لشكل بيكربونات هو 6.4 في حين بلغت قيمة A2 PK من بيكربونات لكربونات هو 10.4. عندما كان الرقم الهيدروجيني أكبر من الباكاف الحمضية، والأنواع هو في شكله deprotonated، في حين عندما يكون الرقم الهيدروجيني أقل من الباكاف الحمضية، والأنواع هو في شكله البروتونية. منذ يتم إجراء قياسات في درجة الحموضة 7.8، معظم الأنواع هي في شكل بيكربونات. وكانت الزيادة في الجهد يرتبط الزيادة في الأنواع كربونات. بسبب الاعتماد الرقم الهيدروجيني للتركيز كربونات، لا بد من النظر في هذه التبعية عند إجراء القياسات البيولوجية في وسائل الإعلام. القياسات باستخدام MAB مع PEDOT: المستندة إلى PSSوتظهر في ISE 150 ميكرولتر المتوسطة الطحالب التي تحتوي على الطحالب الدقيقة شلوريلا الشائع في درجة الحموضة 7.8 في الشكل 8. نلاحظ تغييرا بالسيارات 30 والذي يرتبط إلى تغيير العقد في تركيز كربونات بالتناوب في ظروف الضوء والظلام. ويمكن تفسير هذه النتائج من خلال النظر في النشاط الفسيولوجي من الطحالب خلال عملية التمثيل الضوئي. تحت الظروف المظلمة تبقى الطحالب في حالة من السكون التي يحدث فيها أي نشاط التمثيل الضوئي. ويمكن رؤية هذا في الرسم البياني حيث لا تزال القراءة بالسيارات ثابت وعلى مقربة من القراءة الأساسية الأولية. مرة واحدة يتعرض لها الطحالب إلى الضوء، فهي تمر بنشاط التمثيل الضوئي، وبالتالي انخفاض في HCO 3 - لوحظ وCO 3 2 مستويات كما هو متوقع. من حيث قراءة بالسيارات هذه يجب أن تتوافق مع زيادة في الجهد منذ مستويات HCO 3 - وانخفضت 3 مستويات ثاني أكسيد الكربون 2. نتائج المعايرة لPEDOT: كاسو 4 في وتظهر و CaCl 2 حل بتركيزات تتراوح من 0.01 ملم الى 1 ملم في الشكل 9. وPEDOT: كاسو 4 يستخدم لنمط تنسيق القطب 3D لقياس مستويات الكالسيوم من السرخس بوغ Ceratopteris richardii؛ لا يتم عرض تلك النتائج هنا. تظهر النتائج ملف تعريف المنحدر Nernstian تقريبا لمدة 30 بالسيارات في تغيير العقد في كا 2 + التركيز. سيتم استخدام نتيجة معايرة لقياس مستويات الكالسيوم الحالي في الإنبات جراثيم السرخس. لا يتم عرض تلك النتائج هنا.

لجميع القياسات، يتم تفصيلها في مجموعة خطية القياس لتناسب المدى المطلوب للتطبيق.

الشكل 1
الشكل 1. بيوشيب متعددة الحليلة (MAB)، ويتكون من بيوشيب متعددة تعمل وأقطاب المرجعية.

er.within الصفحات = "دائما"> الشكل 2
الشكل 2. MAB التصميم التخطيطي. وMAB هو 10 × 11 مم بيوشيب الذي يتكون من 9 أقطاب حزب العمال (O = 240 ميكرون) يقصد به أقطاب العمل ISE (WES)، و5 قروش (O = 480 ميكرون) أقطاب يقصد بها أقطاب المرجعية (RES ). مجموعتين تتألف من ثلاثة أقطاب مشاركة الإلكترود المرجعي (RE)، في حين أن ما تبقى من 3 ديهم RE الخاصة بهم. والقصد من مجموعات من ثلاثة ويس مع الدقة لقياس فرق الجهد المشترك، رغم أن القصد من بقية لقياس تجاه المؤثرات الخارجية. متباعدة WES والدقة المقابلة لها على قدم المساواة في 1.4 ملم إربا. وترتبط هذه الأقطاب إلى حزب العمال منصات الاتصال (0.5 × 0.5 مم) التي تقع في واحدة من نهاية بيوشيب.

20fig3.jpg "/>
الشكل 3. موقف الخلية BASI ثلاثة القطب potentiostat / نظام galvanostat. يتم توصيل BASI كهربائيا إلى ميكروفلويديك غرفة تدفق خلية وسجلات قياسات الجهد في الوقت الحقيقي.

الشكل 4
الشكل 4. ميكروفلويديك غرفة تدفق خلية. تم توصيل حقنة في كل من مدخل ومخرج للغرفة ميكروفلويديك لدفع السوائل القياس على بيوشيب.

الرقم 5
الشكل 5. (أ) لمحات Voltammetry دوري بمعدلات المختلفة في المسح و (ب) ذروة الكاثودية المقابلة مقابل معدل المسح لRandles-Sevcik . تحليل وبناء على تحليل Randles-Sevcik، وحسبت المناطق الفعالة من الأقطاب السطح لتكون 4.4 × 10 -11 سم 2 و 5.8 × 10 -11 سم 2 لPEDOT: PSS وPEDOT:. كاسو 4 على التوالي انقر هنا لعرض أكبر شخصية .

الشكل 6
الشكل 6. الملف الشخصي معايرة لMAB ISES على أساس PEDOT: PSS في حل مع زيادة درجة الحموضة لمدة 4 قياسات مختلفة أجريت مع نفس بيوشيب على مدى 28 أيام تظهر النتائج مجموعة أكبر خطأ في الرقم الهيدروجيني 4 بسبب تذبذب H + الأيونات في حد الكشف أقل.

لدى عودتهم 7 "FO: محتوى العرض =" 5.5in "FO: SRC =" / files/ftp_upload/50020/50020fig7highres.jpg "SRC =" / files/ftp_upload/50020/50020fig7.jpg "/>
الشكل 7. الملف الشخصي معايرة لMAB ISES على أساس PEDOT: PSS في كربونات الكالسيوم 3 حل مع زيادة تركيز CO 3 2 - في كل من الطحالب والمتوسطة مخزنة المتوسطة الطحالب في درجة الحموضة 8.5 أظهرت النتائج تأثير درجة الحموضة على CO 3 2 - الاستشعار عن بعد نظرا ل. توافر العديد من الأنواع كربونات في مختلف المستمر القيم تفارق (الباكاف الحمضية) - H 2 CO 3 (حمض الكربونيك)، HCO 3 - (بيكربونات،) وCO 3 2 - (كربونات). منذ MABS هي لتنفيذ القياسات في عينات الطبيعي، وتتم معايرة مع وسائل الاعلام الطحالب غير مصقول، مما يدل على منحدر -30 بالسيارات في تغيير العقد في CO 3 2 - التركيز.

0020/50020fig8highres.jpg "SRC =" / files/ftp_upload/50020/50020fig8.jpg "/>
الشكل 8. CO 3 2 - قياس تركيز مع البيولوجية نموذج شلوريلا الشائع في ضوء المحيط والظروف المظلمة مما يدل على تغير بالسيارات 30 ~ 30 بالسيارات هذا التغيير يرتبط إلى تغيير العقد في CO 3 2 - التركيز. عنصر تحكم مع وسائل الاعلام الطحالب فقط لا يظهر أي استجابة لذلك، يدل على بيوشيب وظيفية.

الشكل 9
الشكل 9. الملف الشخصي معايرة لMAB ISES على أساس PEDOT: PSS في 2 و CaCl حل مع زيادة تركيز تظهر النتائج الشخصي منحدر شبه Nernstian لالموجبة ثنائي التكافؤ في 30 بالسيارات في تغيير العقد في كا 2 + التركيز.

S "> المكونات الكيميائية للH + غشاء الوزن٪ شركة عدد كتالوج البولي يوريثان (PU) 23.1٪ سيغما الدريتش 81367-5G البولي فينيل (PVC) 9.9٪ سيغما الدريتش 81387-250G tetrakis البوتاسيوم [3،5-مكررا (trifluoromethyl) فينيل] بورات (KTFPB) 0.5٪ سيغما الدريتش 60588-10MG الهيدروجين حامل الأيون I (H + حامل الأيون) 1٪ سيغما الدريتش 95292-حجز 100mg مكررا (2 إيثيل) sebacate (DOS) 65.5٪ سيغما الدريتش 84818-25ML المكونات الكيميائية للكا 2 + غشاء الوزن٪ البولي يوريثان (PU) 10.0٪ سيغما الدريتش 81367-5G البولي فينيل (PVC) 19.0٪ سيغما الدريتش 81387-250G tetrakis البوتاسيوم [4 - chloropheny) بورات (KTpCPB) 0.7٪ سيغما الدريتش 60591-حجز 100mg الكالسيوم حامل الأيون الأول (كا 2 + حامل الأيون) 1.0٪ سيغما الدريتش 21193-حجز 100mg مكررا (2 إيثيل) sebacate 69.3٪ 84818-25ML المكونات الكيميائية للCO 3 2 - غشاء الوزن٪ البولي يوريثان (PU) 17.8٪ سيغما الدريتش 81367-5G البولي فينيلكلوريد (PVC) 18.2٪ سيغما الدريتش 81387-250G كلوريد Tridodecylmethylammonium (tmACl) 1.0٪ سيغما الدريتش 91661-حجز 100mg كربونات حامل الأيون الرابع (CO 3 2 - حامل الأيون) 9.0٪ سيغما الدريتش 21856-1EA مكررا (2 إيثيل) sebacate 54.0٪ سيغما الدريتش 84818-25ML

الجدول 1. ايون انتقائية التركيب الكيميائي الغشاء. تذاب جميع المؤلفات في غشاء المذيبات (سيكلوهكسانون) بنسبة 10٪ وزن / حجم. لجميع التراكيب غشاء، و 4.3 ملغ من السيليكون رابع كلوريد (سيغما الدريتش، رقم الكتالوج: 215120) تم اضافة ل 100 ملغ من المكونات الجافة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

وMAB بيوشيب يتكون من ASSISEs التي يتم بناؤها من ISM على قمة CP طبقة تنبيغ المكورات المستندة إلى PEDOT على القطب حزب العمال، فإن الجمع بين الذي transduces تركيز الأيونية من الفائدة إلى إشارة كهربائية يمكن قياسها. ويعرف إمكانات القطب مستقرة من قبل كل طبقة وطبقة CP ISM. كل من طبقات أيضا تحديد مدة العمل من MAB ونوعية (الضوضاء، والانحراف) للإشارة الكهربائية المقاسة.

PEDOT هو جاذبية خاصة كطبقة بسبب تنبيغ إلى كل خصائصه الأيونية والإلكترونية (عندما تكون في شكلها المؤكسد). PEDOT لديه القدرة على الأكسدة والاختزال عالية السعة لتقليل القطب موصل استقطاب الآثار؛ قمنا بقياس إمكاناتها الأكسدة مستقرا عند 153 فولت ± 6 مقابل حج / أجكل. هذه الخاصية هو ضروري لتحقيق الاستقرار المحتمل للISE، والذي يستخدم الاتصال الداخلي صلب 12. وPEDOT: يستخدم PSS CP المكورات باعتبارها محول للSMAالكاتيونات الأحادي التكافؤ ليرة لبنانية (مثل H +) والأنيونات ثنائي التكافؤ (مثل CO 3 2 -). ويرجع ذلك إلى اعتمادها على درجة الحموضة في الملف الشخصي غير الخطية المنحدر من القطب كربونات انتقائية. لإجراء قياسات مع الطحالب، يجب أن يتم قياس وقت واحد لH + وCO 3 2 - الأيونات. نتيجة لCO 3 2 - قياسات مماثلة لتلك التي من الأقطاب الكهربائية التقليدية 13 وأقطاب مستو المماثلة التي هي أكبر من ذلك بكثير في البعد 14. وبالتالي، فإن الهندسة القطب ذكرت هنا لا يغير خصائص فرق الجهد. وعلاوة على ذلك، عندما يتم تخزينها مؤقتا الحل في درجة الحموضة 8.5، والوضع المنحدر من أجل التغيير في العقد CO 3 2 - تركيز يقلل من -30 إلى -17 بالسيارات. ويمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أن H 2 CO HCO 3 CO 3 2 -، وحلت CO 2 تتعايش كلها في المحاليل المائية، وهذا equilibriuم يعتمد على درجة الحموضة. وهناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لاستكشاف هذا الجانب من نتائج أيون الكربونات. لإجراء قياسات مع الكاتيونات ثنائي التكافؤ، ونحن استبدال العداد أيون PSS مع كاسو 4 الملح، مما أدى إلى PEDOT: كاسو 4 البوليمر المترافقة. ونحن نعتقد أن فائض ثنائي التكافؤ كا 2 + الأيونات الموجبة من كاسو حله 4 ضمن المكورات البوليمر يمنع ملزم من الكالسيوم قياس 2 + من محلول العينة.

الطرق الكهروكيميائية (دوري الفلطية الامبيرية والاستقطاب) وتستخدم لتكييف البدنية والخصائص الكهروكيميائية للالمكورات البوليمر المستندة إلى PEDOT. هذه الطرق الكهروكيميائية للترسب هي مفيدة للبناء السريع للASSISEs. تطبيق ASSISEs لا يقتصر على أجهزة استشعار أيون، ويمكن functionalized وتقارن CP مع الجزيئات الحيوية وMAB يمكن أن يعمل جهاز الاستشعار البيولوجي. ونظرا لعمر طويل العمل تعمل تظاهر مع ISES لH + الأيونات، وMAB هو سويتابلي للتطبيقات التي تتطلب مراقبة طويلة الأجل في البيئة البيولوجية المتوسطة سائل معقدة. وبالتالي، فمن لديه القدرة على أن تكون مفيدة في البحوث الطبية الحيوية في الجسم الحي، ورصد طويل الأجل من الأيونات في فحص المخدرات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدينا شيء في الكشف عنها.

Acknowledgments

ونود أن نشكر ناسا البيولوجيا الفلكية العلوم وتنمية الصك التكنولوجيا (ASTID) برنامج لدعم التمويل (أرقام المنح و103498 103692)، غيل لوكوود من مركز Birck Nantechnology في جامعة بوردو لwirebonding من الأجهزة MAB، وجون هيونغ بارك لل CAD الرسم للغرفة تدفق خلية.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3,4-Ethylenedioxythiophene Sigma-Aldrich 483028
Poly(sodium 4-styrenesulfonate) Sigma-Aldrich 243051
EC epsilon galvanostat/potentiostat Bioanalytical Systems Inc. e2P
Saturated Ag/AgCl reference electrode Bioanalytical Systems Inc. MF-2052
Pt gauze Alfa Aesar 10283
Potassium ferricyanide Sigma-Aldrich P-8131
Potassium nitrate J.T. Baker 3190-01
Sodium bicarbonate Mallinckrodt/ Macron 7412-12
Sodium carbonate Sigma-Aldrich S-7127
Calcium chloride J.T. Baker 1311-01
Potassium chloride Sigma-Aldrich P9541
Calcium sulphate Sigma-Aldrich 237132
C3 cell stand Bioanalytical Systems Inc. EF-1085
Flow-cell chip holder Custom, courtesy of NASA Ames
Flow-cell electrical fixture Custom, courtesy of NASA Ames
Table 2. Specific reagents and equipment.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Migdalski, J., Bas, B., Blaz, T., Golimowski, J., Lewenstam, A. A Miniaturized and Integrated Galvanic Cell for the Potentiometric Measurement of Ions in Biological Liquids. J. Solid State Electrochem. 13, 149-155 (2009).
  2. Designing a Water-quality Monitor with Ion-selective-electrodes. Buehler, M. G., Kounaves, S. P., Martin, D. P. Proceedings of the IEEE Aerospace Conference, 1, 331-338 (2001).
  3. Adamchuk, V. I., Lund, E. D., Sethuramasamyraja, B., Morgan, M. T., Doberman, A., Marx, D. B. Direct Measurement of Soil Chemical Properties on-the-go using Ion-selective-electrodes. Journal Computers and Electronics in Agriculture. 48 (3), 272-294 (2005).
  4. Oelβner, W., Hermann, S., Kaden, H. Electrochemical Sensors and Sensor Module for Studying Biological Systems in Space Vehicles. Aerospace Science and Technology. 1, 291-296 (1997).
  5. Bobacka, J. Conducting Polymer-based Solid-state Ion-selective Electrodes. Electroanalysis. 18 (1), 7-18 (2006).
  6. Buck, R. Ion Selective Electrodes in Analytical Chemistry. , Plenum Press. New York. (1980).
  7. Nam, H., Cha, G. S. Chapter 18. Biosensors and their Applications. Yang, V. C., Ngo, T. T. , Kluwer Academic/Plenum Publishers. N.Y. (2000).
  8. Anatova-Ivanova, S., Mattinen, U., Radu, A., Bobacka, J., Lewenstem, A., Migdalski, J., Danielewski, M., Diamond, D. Development of Miniature All-solid-state Potentiometric Sensing System. Sensors and Actuators B. 146, 199-205 (2010).
  9. Michalska, A., Galuszkiewicz, A., Ogonowska, M., Ocypa, M., Maksymiuk, K. PEDOT Films: Multifunctional Membranes for Electrochemical Ion sensing. J. Solid State Electrochem. 8, 381-389 (2004).
  10. Bard, A. J., Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. ed, 2nd , 2nd ed, Wiley. New York. (2000).
  11. Claussen, J. C., Artiles, M. S., McLamore, E. S., Mohanty, S., Shi, J., Rickus, J., Fisher, T. S., Porterfield, D. M. Electrochemical Glutamate Biosensing with Naanocube and Nanosphere Augmented Single-walled Carbon Nanotube Networks: A Comparative Study. J. Mater. Chem. 21, 11224-11231 (2011).
  12. Bobacka, J. Potential Stability of All-solid-state Ion-selective Electrodes using Conducting Polymers as Ion-to-electron Transducers. Anal. Chem. 71, 4932-4937 (1999).
  13. Lee, J. H., Yoon, I. J., Yoo, C. L., Pyun, H. J., Cha, G. S., Nam, H. Potentiometric Evaluation of Solvent Polymeric Carbonate-selective Membranes based on Molecular Tweezer-type Neutral Carriers. Anal. Chem. 72, 4694-4699 (2000).
  14. Song, F., Ha, J., Park, B., Kwak, T. H., Kim, I. T., Nam, H., Cha, G. S. All-solid-state Carbonate Selective Electrode based on a Molecular Tweezer-type Neutral Carrier with Solvent-soluble Conducting Polymer Solid Contact. Talanta. 57, 263-270 (2002).
بيوشيب متعددة الحليلة (MAB) بناء على أقطاب ايون انتقائية الصلبة بالكامل للدولة (ASSISE) للبحوث الفسيولوجي
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wan Salim, W. W. A., Zeitchek, M.More

Wan Salim, W. W. A., Zeitchek, M. A., Hermann, A. C., Ricco, A. J., Tan, M., Selch, F., Fleming, E., Bebout, B. M., Bader, M. M., ul Haque, A., Porterfield, D. M. Multi-analyte Biochip (MAB) Based on All-solid-state Ion-selective Electrodes (ASSISE) for Physiological Research. J. Vis. Exp. (74), e50020, doi:10.3791/50020 (2013).

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