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Biology

कार्यक्रम योग्य आउटपुट आवृत्ति के साथ एक स्व-निर्मित वाल्ट-एम्पीयरमीटर का उपयोग करते हुए TEER मापन करने के लिए एक सरल दृष्टिकोण

doi: 10.3791/60087 Published: October 5, 2019

Summary

यहाँ, हम प्रदर्शित कैसे प्रोग्राम उत्पादन आवृत्ति है कि transepithelial के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध चॉपस्टिक इलेक्ट्रोड के साथ इस्तेमाल किया जा सकता के साथ एक सस्ती वोल्ट-amperemeter स्थापित करने के लिए /

Abstract

इन विट्रो बैरियर मॉडल सिस्टम के संगम और पारगम्यता का निर्धारण करने के लिए 1980 के दशक से ट्रांसपेथेलियल/एंडोथेलियल विद्युत प्रतिरोध (टीईईईआर) का उपयोग किया गया है। ज्यादातर मामलों में, चॉपस्टिक इलेक्ट्रोड सेलुलर monolayers युक्त एक सेल संस्कृति फिल्टर डालने प्रणाली के ऊपरी और निचले डिब्बे के बीच बिजली प्रतिबाधा निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है। फिल्टर झिल्ली कोशिकाओं का पालन करने के लिए, polarize, और तंग जंक्शनों के निर्माण के द्वारा बातचीत करने की अनुमति देता है. इस तकनीक को विभिन्न सेल लाइनों की एक किस्म के साथ वर्णित किया गया है (उदा., रक्त मस्तिष्क बाधा की कोशिकाओं, रक्त-मस्तिष्कमेरु द्रव बाधा, या जठरांत्र और फुफ्फुसीय पथ). TEER माप उपकरणों को आसानी से विभिन्न प्रयोगशाला उपकरण आपूर्तिकर्ताओं से प्राप्त किया जा सकता है. हालांकि, वहाँ और अधिक लागत प्रभावी और अनुकूलन समाधान कल्पना कर रहे हैं अगर एक उपयुक्त voltammeter स्वयं इकट्ठे है. इस प्रकाशन के समग्र उद्देश्य के लिए वाणिज्यिक रूप से उपलब्ध chopstick इलेक्ट्रोड के साथ TEER माप के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है प्रोग्राम उत्पादन आवृत्ति के साथ एक विश्वसनीय डिवाइस स्थापित करने के लिए है.

Introduction

Epithelial और endothelial कोशिकाओं सेलुलर सीमाओं के रूप में कार्य करते हैं, शीर्ष और शरीर के basolateral पक्षों को अलग. यदि वे तंग जंक्शनों के माध्यम से जुड़े हुए हैं, तो कोशिकीय रिक्त स्थान के माध्यम से निष्क्रिय पदार्थ प्रसार प्रतिबंधित है1,जिसके परिणामस्वरूप चुनिंदा पारगम्य बाधा का निर्माण होता है। कई कृत्रिम बाधा प्रणालियों माइक्रोवास्कुलर endothelial कोशिकाओं का उपयोग कर2 विकसित किया गया है (HBMEC, रक्त मस्तिष्क बाधा3,4,5,6,7), choroid जाल एपिथेलियल कोशिकाओं (HIBCPP/PCPEC, रक्त-मस्तिष्कमेरु द्रव बाधा8,9,10,11,12,13,14, कोलोरेक्टल एडेनोकार्सीनोमा कोशिकाओं (कैको-2, गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल मॉडल15), या एयरवे/ इन प्रणालियों को आम तौर पर पारगम्य झिल्ली पर एक मोनोलेयर में विकसित कोशिकाओं से मिलकर बनता है (यानी, फिल्टर डालने प्रणाली) शीर्ष और basolateral पक्षों के लिए उपयोग की अनुमति देने के लिए. यह महत्वपूर्ण है कि मॉडल प्रणाली की अखंडता vivo स्थितियों में मेल खाता है. अतः कोशिका स्तर पर अनुरेखक यौगिकों के पराकोशिकीय प्रसार को मापने के द्वारा अवरोध फलन का विश्लेषण करने के लिए अनेक तकनीकें विकसित की गई हैं। इन पदार्थों में रेडियोलेबल सुक्रोज, डाई-लेबल एल्बुमिन, FITC-लेबल इनुलिन, या डाई-लेबल ्डेड डेक्सट्रांस2शामिल हैं। हालांकि, रासायनिक रंगों कोशिकाओं को आगे के प्रयोगों के लिए अनुपयोगी बना सकते हैं. बाधा प्रणालियों की निगरानी करने के लिए गैर आक्रामक, एक सेलुलर मोनोलेयर भर में transepithelial/transendothelial विद्युत प्रतिरोध (टीईईईआर) की माप2,18,19इस्तेमाल किया जा सकता है। क्योंकि द्विध्रुवी इलेक्ट्रोड सिस्टम इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेस पर इलेक्ट्रोड ध्रुवण प्रतिबाधा से प्रभावित होते हैं, टेट्रापोलर माप आम तौर पर इस सीमा को दूर करने के लिए उपयोग किया जाता है20. underlaying तकनीक एक चार टर्मिनल संवेदन (4T) है कि पहली बार 1861 में विलियम थॉमसन (भगवान केल्विन)21द्वारा वर्णित किया गया है. संक्षेप में, धारा धारा ले जाने इलेक्ट्रोड की एक जोड़ी द्वारा इंजेक्शन है, जबकि वोल्टेज संवेदन इलेक्ट्रोड की एक दूसरी जोड़ी वोल्टेज ड्रॉप को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है20. आजकल, तथाकथित चॉपस्टिक इलेक्ट्रोड डबल इलेक्ट्रोड की एक जोड़ी से मिलकर बनता है, प्रत्येक वोल्टेज कोमापने के लिए एक चांदी / विद्युत प्रतिबाधा को शीर्ष और बासोपार्श् विक डिब्बे के बीच में कोशिका परत के साथ मापा जाता है (चित्र 1)। आम तौर पर की एक आवृत्ति पर एक वर्ग लहर संकेत 12.5 हर्ट्ज बाहरी इलेक्ट्रोड पर लागू किया जाता है और जिसके परिणामस्वरूप बारी वर्तमान (एसी) मापा. इसके अतिरिक्त, सेल परत भर में संभावित ड्रॉप दूसरे (इनर) इलेक्ट्रोड जोड़ी द्वारा मापा जाता है. विद्युत प्रतिबाधा तो ओम के कानून के अनुसार गणना की है. TEER मान प्रतिबाधा और कोशिका परत सतह क्षेत्र गुणा करके सामान्यीकृत होते हैं और आमतौर पर इसे र् ं ब 2के रूप में व्यक्त किया जाता है।

वहाँ प्रणालियों में जो कोशिकाओं और इलेक्ट्रोड एक और अधिक परिष्कृत तरीके से व्यवस्थित कर रहे हैं, लेकिन यह भी 4T मापने के सिद्धांत पर आधारित हैं और एक ही माप उपकरणों के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है. EndOhm सिस्टम, उदाहरण के लिए, जिसमें फिल्टर डाला जाता है, एक कक्ष और टोपी चॉपस्टिक इलेक्ट्रोड के रूप में एक ही संरचना के साथ गाढ़ा इलेक्ट्रोड की एक जोड़ी के साथ होते हैं. इलेक्ट्रोड के आकार झिल्ली भर में एक अधिक समान वर्तमान घनत्व प्रवाह के लिए अनुमति देता है, जिससे रीडिंग के बीच भिन्नता को कम करने. इससे भी अधिक जटिल (लेकिन यह भी अधिक सटीक) एक Ussing कक्ष है, जहां एक सेल परत रिंगर समाधान22से भरा दो कक्षों को अलग करती है. कक्ष ही ऑक्सीजन के साथ gassed किया जा सकता है, सीओ2, या N2, और हलचल या प्रयोगात्मक पदार्थों के साथ पूरक. के रूप में सेल परत भर आयन परिवहन होता है, एक संभावित अंतर ऊतक के पास दो वोल्टेज संवेदन इलेक्ट्रोड द्वारा मापा जा सकता है. इस वोल्टेज को कोशिका स्तर के बगल में रखे दो धारा-वाहक इलेक्ट्रोडों द्वारा रद्द कर दिया जाता है। मापा धारा तो शुद्ध आयन परिवहन दे देंगे और transepithelial प्रतिरोध, जो बाधा अखंडता को दर्शाता है,22निर्धारित किया जा सकता है. TEER माप भी शरीर पर लागू किया जा सकता है एक चिप सिस्टम है कि बाधा ऊतक मॉडल का प्रतिनिधित्व23,24. इन प्रणालियों कोशिकाओं की vivo शर्तों में नकल और अक्सर कोशिकाओं के कई प्रकार से मिलकर बनता है, परतों में एक दूसरे के शीर्ष पर खड़ी.

निम्नलिखित प्रोटोकॉल बताते हैं कि कैसे प्रोग्राम उत्पादन आवृत्ति है कि व्यावसायिक रूप से उपलब्ध माप प्रणालियों की तुलना में TEER में कोई सांख्यिकीय महत्वपूर्ण अंतर पैदा करता है के साथ एक लागत प्रभावी और विश्वसनीय voltammeter स्थापित करने के लिए.

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Protocol

1. TEER माप के लिए एक बुनियादी वोल्ट-एम्पीयरमीटर की विधानसभा

  1. 5 वी डीसी बिजली की आपूर्ति के रूप में एक मानक यूएसबी चार्जर तैयार, एक यूएसबी एक्सटेंशन कॉर्ड, एक microcontroller कि एक प्रोग्राम वर्ग लहर जनरेटर के रूप में इस्तेमाल किया जाएगा, दो मानक multimeters कि रूट मतलब वर्ग के रूप में वर्तमान और वोल्टेज बारी को मापने में सक्षम हैं ( यह सच है-RMS), केले प्लग के साथ चार केबल, भीतरी चार वायर्ड (6P4C), दो छोटे केबल, एक चमक टर्मिनल, एक 120 k पूर्व प्रतिरोधक, तार अंत ferrules, और टांका lugs के साथ छह पिन सहित एक RJ14 महिला संबंधक के साथ एक टेलीफोन एक्सटेंशन कॉर्ड. आवश्यक उपकरण एक इन्सुलेशन खाल उधेड़नेवाला, एक crimping उपकरण, और एक टांका लोहे हैं.
  2. सबसे पहले, USB एक्सटेंशन microcontroller बोर्ड से कनेक्ट करें।
  3. दो छोटे केबल के अंत इन्सुलेशन पट्टी. किसी भी बार केबल प्रति मिलाप एक तरफ या तो सीधे पिन करने के लिए 0 और 2 microcontroller के या टांका lugs के लिए, जो बारी में संबंधित पिन पर काटा जाता है. दूसरे छोर को तार के छोर पर मिलाकर उन्हें चमकटर्मिनल से जोड़ दें जैसा कि चित्र 1 में दर्शाया गया है।
  4. केले प्लग को मल्टीमीटर से लिंक करें। पट्टी और चार केबलों में से प्रत्येक के दूसरे छोर crimp.
  5. टेलीफोन एक्सटेंशन कॉर्ड को दो टुकड़ों में काटें और मादा कनेक्टर वाले पक्ष के कंडक्टरों को ध्वस्त कर के लए छिलके लगाइये। कंडक्टर और पिन की निरंतरता के लिए जाँच करें.
  6. पहले multimeter का उपयोग $A में वर्तमान को मापने के लिए किया जाएगा (ध्यान दें कि एसी मोड को स्पष्ट रूप से सेट किया जाना है). यह एक श्रृंखला में कनेक्ट के साथ एक 120 k] पूर्व प्रतिरोधक पांच और RJ14 संबंधक के छह पिन करने के लिए, चॉपस्टिक इलेक्ट्रोड के बाहरी इलेक्ट्रोड जोड़ी के लिए इसी.
  7. अंत में, दूसरी मल्टीमीटर लिंक, जो एमवी में transepithelial वोल्टेज ड्रॉप को मापने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा, तीन और RJ14 कनेक्टर के चार पिन करने के लिए चमक टर्मिनल के माध्यम से, चॉपस्टिक इलेक्ट्रोड के भीतर इलेक्ट्रोड जोड़ी के लिए इसी.
  8. यदि वांछित, एक चेसिस में स्थापना माउंट.

2. माइक्रो कंट्रोलर प्रोग्रामिंग

  1. आवश्यकताके रूप में प्रदान किए गए स्रोत कोड (पूरक कोडिंग फ़ाइल 1) को संशोधित करें। दिए गए रूप में, पिन 0 और 2 जमीन और +5 V के बीच वैकल्पिक होगा 40 एमएस दोलन के आधे समय के साथ. इस प्रकार, 5 ट के आयाम के साथ एक वर्ग तरंग संकेत और लगभग 12.5 हर्ट्ज की आवृत्ति उत्पन्न होगी। वास्तविक मान microcontroller के समय उत्सर्जक की अशुद्धि के कारण भिन्न हो सकते हैं।
  2. एक यूएसबी पोर्ट के माध्यम से एक डेस्कटॉप कंप्यूटर के लिए microcontroller कनेक्ट और मिलान सॉफ्टवेयर25के साथ स्रोत कोड अपलोड करें।

3. वोल्टेज आस्टसीलग्राम की रिकॉर्डिंग (वैकल्पिक)

  1. बाईपास पिन पांच और छह RJ14 संबंधक के साथ एक 1 k$ परीक्षण रोकनेवाला और एक आस्टसीलस्कप से कनेक्ट.
  2. आवृत्ति, शिखर वोल्टेज, और तरंग के लिए जाँच करें. डेटा को डिजिटाइज़ और निर्यात करें.
  3. यदि वांछित, एक संदर्भ डिवाइस से रिकॉर्ड आस्टसीलग्राम (EVOM) और तुलना के लिए स्वयं इकट्ठे वोल्टाममीटर.
    नोट: इस स्थिति में, डेटा एक डिजिटल संग्रहण क्षेत्र HM 208 के साथ रिकॉर्ड किया गया था। एक बहुत ही बुनियादी डिजिटल आस्टसीलस्कप होने के नाते, छवि आंतरिक रूप से digitized किया जा सकता है (फ्रोज़न) लेकिन एक एनालॉग पीएम 8143 एक्स-वाई रिकॉर्डर का उपयोग कर प्लॉट किया जा करने के लिए किया था. बाद में छवि को स्कैन किया गया.

4. सेल खेती और TEER माप

  1. बीज मानव चोर Plexus Papilloma (HIBCPP) कोशिका संस्कृति फिल्टर पर कोशिकाओं DMEM/F12 में 3 डिग्री मीटर के एक pores आकार के साथ सम्मिलित करता है ( सामग्री की तालिकादेखें ) 10% भ्रूण बछड़ा सीरम9युक्त . भोजन एट अल9द्वारा वर्णित 5% ब्व्2 वाले जल संतृप्त वायुमंडल में 37 डिग्री सेल्सियस पर कोशिकाओं को बढ़ाएं।
  2. जब फिल्टर 70 डिग्री बउ2के प्रतिबाधा तक पहुँचते हैं, तो सीरम-मुक्त DMEM/F12 में परिवर्तित हो जाते हैं और समय बिंदु को 0 दिन के रूप में परिभाषित करते हैं।
  3. स्वयं इकट्ठे वोल्टाममीटर के RJ14 बंदरगाह के लिए इलेक्ट्रोड कनेक्ट और USB बिजली की आपूर्ति में प्लग. मल्टीमीटर को क्रमशः एसी वोल्टेज मोड (mV) और AC वर्तमान मोड (जेडए) पर सेट करें।
    1. वैकल्पिक रूप से, इलेक्ट्रोड को व्यावसायिक रूप से उपलब्ध संदर्भ डिवाइस से कनेक्ट करें और निर्माता के निर्देशों के अनुसार चालू करें.
  4. इलेक्ट्रोड को 10 मिनट के लिए 80% इथेनॉल में बंध्याकरण करें और एक और 10 मिनट के लिए उपयुक्त माध्यम में साम्य करें।
  5. माप मूल्यों स्थिर रहने तक एक HIBCPP सेल परत युक्त एक कक्ष संस्कृति फिल्टर डालने प्रणाली (कम डिब्बे में इलेक्ट्रोड के लंबे समय तक भाग और ऊपरी डिब्बे में छोटे हिस्से) के दोनों डिब्बों में इलेक्ट्रोड रखो.
  6. किसी संदर्भ युक्ति के लिए, प्रतिबाधा को सीधे नोट करें या स्वयं-संयोजित वोल्टाममीटर के लिए ओम के नियम (R ] U/I) के अनुसार प्रतिबाधा की गणना करें। इलेक्ट्रोड कोण माप को प्रभावित करता है कि अवगत हो.
  7. TEER माप दोहराएँ (चरण 3 $6) दिन 0 से दिन 4 तक.

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Representative Results

अपने व्यावसायिक रूप से उपलब्ध समकक्ष के साथ एक स्वयं इकट्ठे वोल्टाममीटर के संचालन की तुलना करने के लिए, दोनों उपकरणों की एक वोल्टेज आस्टसीलग्राम दर्ज किया गया था.

जैसा कि चित्र 2में दर्शायागया है, संदर्भ यंत्र ने 80 उV के आयाम तथा 80 एमएस के दोलन समय के साथ एक वर्ग तरंग संकेत उत्पन्न किया, जो 12.5 भ्भ् की आवृत्ति से मेल खाता है, जब 1 $ के परीक्षण प्रतिरोधक के साथ ऑन-लोड का प्रचालन किया जाता है।

इसके विपरीत, स्वयं-संयोजित युक्ति के माइक्रो नियंत्रक ने यदि कोई पूर्व-प्रतिरोधक स्थापित नहीं किया गया था, तो 5 ट (चित्र 2) के आयाम के साथ सप्लाई वोल्टता को वर्ग तरंग संकेत में बदल दिया। यह स्पष्ट हो गया कि परिणामस्वरूप वर्तमान किसी भी बाधा समारोह को नष्ट कर देता है और सेल संस्कृति प्रयोगों के लिए लागू नहीं है (डेटा नहीं दिखाया). एक और मुद्दा यह है कि, इस सेटअप में एक 1 के $ परीक्षण रोकनेवाला वोल्टेज के परिणामस्वरूप गिरावट के साथ एक अधिभार का कारण बना (चित्र 2बी)। इसके अतिरिक्त, माइक्रोनियंत्रक का प्रभावी दोलन समय 60 उदउ (आवृत्ति र् 16ण्7 भ्भ्) था तथा इस प्रकार समय उत्सर्जक की अशुद्धि के कारण क्रमादेशित विलंब समय से भिन्न होता है। यदि 120 k पूर्व-प्रतिरोधक स्थापित किया गया था, तो आयाम 40 उV के मूल्य में कमी आई, जो कोशिका संस्कृति के लिए उपयुक्त था (चित्र 2)। जैसा कि आस्टसीलग्राम में देखा गया है, सिग्नल-टू-शोर अनुपात काफी खराब था (चित्र 2 ब्) लेकिन माप को उल्लेखनीय रूप से प्रभावित नहीं करता था।

दोनों उपकरणों का उपयोग कृत्रिम रक्त-मस्तिष्कमेरु द्रव अवरोध के प्रतिबाधा को निर्धारित करने के लिए किया गया था (चित्र 2में दर्शाए गए सरलीकृत परिपथ आरेख)। HIBCPP कोशिकाओं सेल संस्कृति फिल्टर आवेषण पर खेती की गई और TEER 6 दिनों से अधिक मापा गया था: एक दिन से पहले कोशिकाओं सीरम मुक्त शर्तों (दिन -1) और 4 दिनों के लिए मध्यम (दिन 4) बदलने के बाद ले जाया गया शुरू. सभी माप एक ही तरीके से तैयार चार HIBCPP फिल्टर का उपयोग कर चौपाया में किया गया. इसी प्रकार के मान संदर्भ यंत्र तथा स्व-संयोजित वोल्टामीटर (चित्र 3) के लिए प्राप्त किए गए थे। माप पुन: उत्पादन योग्य थे, और मानक विचलन एक ही श्रेणी के भीतर थे. TEER मान 20 डिग्री 550 डिग्री से2 डिग्री से 2 डिग्री से लेकर होते हैं। 0ण्33 बउ2 फिल्टरों का उपयोग करके, यह 83 डिग्री 1,660 डिग्री की पूर्ण प्रतिबाधा के बराबर है।

Figure 1
चित्र 1: TEER माप के लिए एक बुनियादी वोल्ट-एम्पीयरमीटर का लेआउट आरेख। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: Oscillograms और माप सेटअप. (ए) वाणिज्यिक रूप से उपलब्ध ईवीवीएम। (बी)पूर्व-प्रतिरोधक के बिना स्व-संयोजित वोल्टममीटर। (ग)स्व-संयोजित वोल्टममीटर के साथ 120 के$पूर्व प्रतिरोधक। (D)माप सेटअप का सर्किट आरेख। ध्यान दें कि सीइलेक्ट्रोड केवल बिजली के सर्किट में प्रकट होता है जब द्विध्रुवी सिस्टम का उपयोग किया जाता है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्र ासात ले षड्यन्त 3: सेल कल्चर फिल्टर पर HIBCPP सेल लेयर्स की TEER माप सीरम-मुक्त संस्कृति माध्यम (दिन -1) में स्विच करने से पहले, स्विच करने के दिन (दिन 0), और 4 दिनों के बाद (दिन 1]4) तक सम्मिलित करता है। त्रुटि पट्टियाँ एक ही तरीके से तैयार किए गए चार HIBCPP फ़िल्टर के मानक विचलन इंगित करती हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक कोडिंग फ़ाइल 1. इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए कृपया यहाँ क्लिक करें. 

पूरक कोडिंग फ़ाइल 2. इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए कृपया यहाँ क्लिक करें. 

पूरक कोडिंग फ़ाइल 3. इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए कृपया यहाँ क्लिक करें. 

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Discussion

इससे पहले कि एक स्वयं बनाया voltammeter एक दैनिक दिनचर्या में इस्तेमाल किया जा सकता है, यह उचित समारोह के लिए डिवाइस की जांच करने के लिए आवश्यक है. हमारे मामले में, 40 एमएस (12.5 हर्ट्ज) के दोलन का एक आधा समय क्रमादेशित किया गया था, लेकिन प्रभावी दोलन समय 60 एमएस (16.7 हर्ट्ज) हो गया. माइक्रोनियंत्रक के समय उत्सर्जक की इस अशुद्धि का टीईईईईआर माप पर कोई पता लगाने योग्य प्रभाव नहीं था। यह multimeters में से एक की आवृत्ति सेटिंग का उपयोग कर वास्तविक आवृत्ति निर्धारित करने के लिए सबसे अच्छा हो सकता है. यदि कोई विचलन पाया जाता है, तो स्रोत कोड तदनुसार समायोजित किया जा सकता है। इसके अलावा, यह एक परीक्षण रोकनेवाला या अन्य परिभाषित setups सही और पुन: उत्पादन योग्य परिणाम देने के लिए कि क्या जाँच करने के लिए पुरजोर अनुशंसा की जाती है। यदि कृत्रिम सेलुलर बाधा प्रणालियों के साथ काम कर रहे हैं, यह सबसे अच्छा हो सकता है हमेशा प्रतिबाधा माप के साथ अणु प्रवाह सहसंबंधित.

इस स्थिति में, लागू वर्तमान एक 120 k $ पूर्व प्रतिरोधक का उपयोग कर सीमित किया गया था. यह मानते हुए कि विशिष्ट TEER मान 100 र्2,000 से होते हैं, सेल परत में वोल्टता पात की गणना 4 ण्883 टV से की जा सकती है। 1 k का एक TEER एक परीक्षण रोकनेवाला द्वारा नकली किया गया था और जिसके परिणामस्वरूप संभावित ड्रॉप 40 mV होने की पुष्टि की गई थी (चित्र 2ब्) .

वाणिज्यिक रूप से उपलब्ध उपकरणों अक्सर पूर्व प्रतिरोधक टॉगल करने के लिए एक माप रेंज स्विच प्रदान करते हैं और इस प्रकार विभिन्न मूल्यों के लिए वर्तमान आउटपुट सीमा. इस मामले में, यह विभिन्न पूर्व resistors स्थापित करने के लिए या यहां तक कि एक डिफरेंट ोकयरल के साथ रोकनेवाला को प्रतिस्थापित करने के लिए संभव है.

दिखाया सेटअप TEER माप के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उपकरणों के लिए एक लागत प्रभावी विकल्प का प्रतिनिधित्व करता है. मान है कि स्वयं इकट्ठे voltammeter के साथ मापा गया है एक व्यापक रेंज पर संदर्भ डिवाइस के लिए तुलनीय थे. एक ही मानक विचलन के लिए सच है. वर्ग लहर संकेत में शोर विशेष रूप से माप को प्रभावित नहीं किया. प्रोटोकॉल उन वैज्ञानिकों का समर्थन कर सकता है जो सीमित वित्तीय संसाधनों द्वारा प्रतिबंधित हैं या जो कम लागत पर प्रारंभिक प्रयोग करना चाहते हैं।

इसके अतिरिक्त, microcontroller आसानी से विभिन्न आउटपुट आवृत्तियों के लिए क्रमादेशित किया जा सकता है. यह लाभदायक हो सकता है, क्योंकि स्पष्ट प्रतिबाधा में आरमाध्यम, आरटीईईआर,साथ ही क्षमता सीसेल परत26 (चित्र 2डी) होते हैं । इसके अतिरिक्त, सीइलेक्ट्रोड प्रकट होता है यदि द्विध्रुवी सिस्टम का उपयोग किया जाता है, जबकि इलेक्ट्रोड ध्रुवण प्रतिबाधा से प्रभाव tetrapolar सिस्टम में कम है. इसका मतलब यह है कि मापा प्रतिबाधा कम आवृत्तियों पर आरTEER द्वारा प्रभुत्व होगा और, द्विध्रुवी प्रणालियों में, इलेक्ट्रोड की क्षमता से, जबकि उच्च आवृत्तियों पर कुल प्रतिबाधा मध्यम26के प्रतिरोध करने के लिए अभिसरित 27. बीच में, प्रतिबाधा सीसेल परतसे प्रभावित है, जो इसलिए विद्युत प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी28का उपयोग कर सुलभ है.

हम डिवाइस अनुकूलित या विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए reprogrammed किया जा सकता है कि कैसे एक विचार देने के लिए दो (अपरीक्षित) उदाहरण कोड प्रदान करते हैं। सबसे पहले, एक बहुत ही बुनियादी प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी में उत्पादन आवृत्ति बारी द्वारा महसूस किया जा सकता है 20 सेकंड अंतराल के बीच 12.5, 500 और 5000 हर्ट्ज (पूरक कोडिंग फ़ाइल 2). इस स्थिति में, एक टेट्रापोलर20,28 या द्विध्रुवी27 इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जा सकता है। एप्लाइड आवृत्ति में निर्माण बहुमीटर (या किसी भी प्रदर्शन या एलईडी microcontroller से जुड़े) द्वारा दिखाया जा सकता है. दूसरा, डिवाइस बफ़र्स और मीडिया की चालकता को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. यह आमतौर पर 1-110kHz की एक सीमा में उच्च आवृत्तियों के साथ टेट्रापोलर इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है. पूरक कोडिंग फ़ाइल 3 में कोड कोई देरी समय होता है और (हमारे डिवाइस के साथ) लगभग 70kHz की एक आवृत्ति उत्पन्न.

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Disclosures

लेखकों कोई प्रतिस्पर्धी वित्तीय हितों या ब्याज के अन्य संघर्ष है.

Acknowledgments

लेखकों को इलेक्ट्रोटेक्निक और सूचना विज्ञान में अपनी विशेषज्ञ सलाह के लिए हरमन Liggesmeyer और मारविन Bende शुक्रिया अदा करना चाहते हैं.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
120 kOhm resistor General (generic) equipment
Banana plug cables General (generic) equipment
Cables General (generic) equipment
Chopstick electrode Merck Millicell MERSSTX01
Chopstick electrode (alternative) WPI World Precision Instruments STX2
Crimping tool General tool
Digispark / ATtiny85 AZ-Delivery Vertriebs GmbH Digispark Rev.3 Kickstarter
DMEM:F12 Gibco (Thermo Fisher) 31330038
Fetal calf serum (FCS)/Fetal Bovine Serum (FBS) Life Technologies 10270106
Filter inserts 3µm translucent Greiner Bioone 662631
HIBCPP Hiroshi Ishikawa / Horst Schroten
Insulation stripper General tool
Luster terminal General (generic) equipment
Oscilloscope HAMEG Digital Storage Scope HM 208
Plotter PHILIPS PM 8143 X-Y recorder
Software Arduino https://www.arduino.cc Arduino 1.8.9
Soldering iron General tool
Soldering lugs General (generic) equipment
Telephone cable with RJ14 (6P4C) connector General (generic) equipment
Test resistor Merck Millicell MERSSTX04
True-RMS multimeters VOLTCRAFT VC185
USB charger General (generic) equipment
USB extension cord General (generic) equipment
Voltohmmeter for TEER measurement WPI World Precision Instruments EVOM
Voltohmmeter for TEER measurement (alternative) Merck Millicell ERS
Wire end ferrules General (generic) equipment

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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कार्यक्रम योग्य आउटपुट आवृत्ति के साथ एक स्व-निर्मित वाल्ट-एम्पीयरमीटर का उपयोग करते हुए TEER मापन करने के लिए एक सरल दृष्टिकोण
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Theile, M., Wiora, L., Russ, D., Reuter, J., Ishikawa, H., Schwerk, C., Schroten, H., Mogk, S. A Simple Approach to Perform TEER Measurements Using a Self-Made Volt-Amperemeter with Programmable Output Frequency. J. Vis. Exp. (152), e60087, doi:10.3791/60087 (2019).More

Theile, M., Wiora, L., Russ, D., Reuter, J., Ishikawa, H., Schwerk, C., Schroten, H., Mogk, S. A Simple Approach to Perform TEER Measurements Using a Self-Made Volt-Amperemeter with Programmable Output Frequency. J. Vis. Exp. (152), e60087, doi:10.3791/60087 (2019).

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