Name: Organik Elektrokimyasal Transistör Bariyer Doku bozulması ve Algılama (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 17 s
Description: Keşfedin organik elektrokimyasal transistör kullanarak bariyer doku sağlığını izleme yöntemini. Bu düşük maliyetli teknoloji, gastrointestinal epitel bariyerindeki iyon akışı değişikliklerini hızlı ve hassas bir şekilde tespit eder.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Bu çalışmanın yazarları, herhangi bir rakip mali çıkarları yoktur.

1.. PEDOT: PSS Çözüm Hazırlığı <ol><li> PEDOT, 50 ml ile (PEDOT etilen glikol: PSS) PSS, etilen glikol (iletkenliğini artırır) 1:4 bir hacim oranında eklemek, 0.5 ul / yüzey aktif madde olarak dodesil asit (DBSA) ml ve 10 mg / ml cam slayt için iletken polimerin yapışmasını geliştirmek için bir çapraz bağlayıcı olarak 3-glisidoksipropiltrimetoksisilan (GOPS). </li></ol> 2. OECT Fabrikasyon (Şekil 3) <ol><li> Lift-off litografi yoluyla termal buharlaştırılarak altın kaynak ve drenaj kişileri tanımlayın: <ol><li> 30 saniye boyunca 3,000 rpm&#39;de normal temiz bir cam slayt üzerinde kat photoresist&#39;i Spin. Cam boyutlar inç x in 1 3 olan </li><li> Vaziyeti ile desenleri tanımlamak. Boyutlar Ancak burada listelenen boyutlar uygun duyarlılık yol gösterildi, değişmiş olabilir. Sonra geliştirici kullanabilirsiniz. </li><li> Sırasıyla 5 nm ve krom ve altın 100 nm buharlaşır. </li><li> Lift-off photoresist&#39;i bir ac içindekaynak ve drenaj sadece Au temas alanı ile alt-tabakanın bırakarak 1 saat boyunca etone banyosu. </li></ol></li><li> PEDOT istenen uzunluğu: PSS Kanal 1 mm&#39;dir. Bu, parilen-C (Pa-C) soyulan tekniği kullanılarak desenlendirme ile elde edilir: <ol><li> Kaplama kurulumunda Pa-C 3.5 g yükleyin. Düzgün Au kontaklı substratın üzerine parylene,-C 2 um buharlaşır. </li><li> Pattern vaziyeti ile kanal: <ol><li> 30 saniye boyunca 3,000 rpm&#39;de kat photoresist&#39;i Spin. </li><li> UV kanalı ve altın temas 20 saniye aydınlatmak için bir maske kullanın, maruz fotorezist geliştirici çözünür hale gelecektir. </li><li> Fotorezist üzerinde kanal alanını açmak için geliştirici kullanın. </li></ol></li><li> Kanal ve altın temas açmak için bir 15 dakika plazma aşama (O 2 (50 sccm) ve CHF 4 160 W (3 sccm) plazma) ile kanal alanında Pa-C Etch. </li></ol></li><li> Spin kaplamada tarafından PSS karışımı çözüm: PEDOT yatırınız45 saniye boyunca 500 rpm. 110 ° C&#39;de 30 saniye boyunca fırında </li><li> Peel-off Pa-C PEDOT ortaya çıkarmak için: altında substratın PSS kanalı. Bu kanal biraz Protokol 1&#39;de yapılan Au kişiler ile üst üste gelmelidir. </li><li> Atmosferik şartlar altında 140 ° C&#39;de 1 saat boyunca fırında örnekleri. </li></ol> 3. Montaj Cihazı <ol><li> Baz çözelti içinde çözelti işlenmesi için bir oran 01:10 (genellikle bir kit içinde bir araya verilir) iki çözeltinin karıştırılması ile PDMS yapın. 120 ° C&#39;de 1 saat boyunca fırında </li><li> Bir delik yumruk kullanarak iyi tasarım ve istenilen alanı çevresinde bir kare kesti. </li><li> Yaklaşık 6 mm &#39;2 bir kanal alanı sonuçlanması, kanalın üstünde iyi bir PDMS yapıştırın. Kaynak ve drenaj kişiler kapalı olmadığından emin olun. </li><li> Bunu bir delik (hücre kültürü insert için tutucu kullanabilirsiniz) bir plastik destek olun ve sonra PDMS üstüne tutkal. Kuru gecede edelim. </li><li> Wat ile doldurulmasına tarafından sızıntı için iyi tester. </li><li> Kalay ile kaynak ve drenaj temas elektrik telleri lehimleyin. </li></ol> 4. Hücre Kültürü <ol><li> , Aşağıdaki gibi hücre kültür ortamını hazırlayın: <ol><li> DMEM içinde,% 1 glutamin,% 10 fetal büyükbaş hayvan serumu,% 0.5 &#39;lik Penisilin-Streptomisin, ve% 0.1 gentamisin ekleyin. </li><li> Steril bir filtre cihazı kullanılarak hücre kültürü ortamı sterilize edin. </li></ol></li><li> Hücre kültür ortamı içinde,% 5 CO2 bulunan nemli bir atmosferde 37 ° C &#39;de 49 ve 68 geçiş arasında Caco-2 hücreleri koruyun. </li><li> X 10 4 hücre / insert 1.5 tripsin ve tohum kullanarak haftada bir kez hücreleri bölün. </li><li> 3 hafta boyunca haftada iki kez hücre kültür ortamı değiştirin. </li></ol> 5. OECT ile Ölçümler <ol><li> Geçit elektrotu olarak kullanım için bir SOURCEMETER bir Ag / AgCl bağlayın. Grafik 1a&#39;da gösterildiği gibi, elektrolit olarak kullanılan hücre kültür ortamı, en uç bırakın. </li><li> T kaynak ve drenaj teller bağlayıno (çift kanal kurulumu) SOURCEMETER. </li><li> Bir kare darbe pozitif gerilim (: toprak referans elektrot olarak kullanılır) kapısı ve kaynağı arasındaki (V GS) uygulayın. Drenaj ve kaynak (V DS) arasında negatif bir sabit gerilim uygulanır ve ilgili akım (I DS) ölçülür. </li><li> Çalışan bir PC programı veri toplama kullanın. Aşağıdaki gibi özelleştirilmiş bir satın alma programı girilen OECT parametreler olmalıdır: V DS = -0.2 V, V GS = 0.3 V, V GS zamanında = 2 sn, zaman kapalı = 28 sn. </li><li> Kaynak drenaj akımı (I DS) ve kapı akımı (I GS) okuyunuz. Istikrarlı bir temel sinyal sağlamak için birkaç dakika için ölçüm yapacak. </li></ol> 6. Ölçümü için OECT ile Hücreleri entegre Not: Deneyden önce, hücre tabakasının bütünlüğünün bir empedans Spektroskopisi cihazla TER ölçülmesi ile doğrulanabilir. Her 3 haftalık Caco-2 hücre INSE TERrt 400 Ω üstünde olmalıdır. cm 2. <ol><li> OECT ölçüm kapalı süre boyunca: elektrolitten kapı elektrodu çıkarın hücre kültürü eki birleştirmek, ve hücre kültür kabı içinde kapı elektrodu değiştirin. </li><li> Sabit bir sinyal sağlamak için bir kaç dakika için hücreler ile bir temel değer ölçümü yapın. Bu başlangıç ​​sağlam bir tek tabaka (0) &#39;e tekabül normalize değerinin hesaplanması için olarak kullanılacaktır. </li></ol> 7. Hazırlanması ve Toksik Bileşik Giriş <ol><li> İlk Tris baz ile 7.4 çözeltinin pH değerinin ayarlanması, DI su içinde EGTA, 1 M çözelti hazırlayın. </li><li> Dikkate alınarak hacmi (örneğin, 5 mM ve 100 mM arasında), istenen konsantrasyon elde etmek için uygun bir hacimde EGTA çözeltisi ekleyin. EGTA kapalı süre boyunca bazal odası içinde ilave edilmelidir. </li><li> Protokol 5&#39;de olduğu gibi, 90 dakika boyunca sürekli olarak ölçün. Bei ölçüm ise,ng, oda sıcaklığında, hücrelerin stabilitesi, 90 dakika sonra sabit kalır olmaz gerçekleştirilir. </li><li> Seferin sonunda, bu nokta, filtre kaldırılması ve medya kapı elektrodu daldırılmasıyla yapılabilir, 15 dakika boyunca, bariyer tabakası ve bir ölçü tam yok edilmesi ile sonuçlanabilir hücre katmanı çizik. Bu taban, bir tek tabaka yok tekabül normalize değerinin hesaplanması için olarak kullanılacaktır. </li></ol>

<ol><li>Farquhar, M. G., Palade, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Junctional+complexes+in+various+epithelia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Junctional complexes in various epithelia.</a> J. Cell Biol. 17, 375-412 (1963).</li>
<li>Gaillard, J. L., Finlay, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+cell+polarization+and+differentiation+on+entry+of+Listeria+monocytogenes+into+the+enterocyte-like+Caco-2+cell+line%5BTitle%5D)+AND+%22Infect.+Immun%22%5BJournal%5D)">Effect of cell polarization and differentiation on entry of Listeria monocytogenes into the enterocyte-like Caco-2 cell line.</a> Infect. Immun. 64, 1299-1308 (1996).</li>
<li>Anderson, J. M., Balda, M. S., Fanning, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+structure+and+regulation+of+tight+junctions%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">The structure and regulation of tight junctions.</a> Curr. Opin. Cell Biol. 5, 772-778 (1993).</li>
<li>Guttman, J. A., Finlay, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tight+junctions+as+targets+of+infectious+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim.+Biophys.+Acta%22%5BJournal%5D)">Tight junctions as targets of infectious agents.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1788, 832-841 (2009).</li>
<li>Anderson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+structure+of+tight+junctions+and+their+role+in+epithelial+transport%5BTitle%5D)+AND+%22News.+Physiol.+Sci%22%5BJournal%5D)">Molecular structure of tight junctions and their role in epithelial transport.</a> News. Physiol. Sci. 16, 126-130 (2001).</li>
<li>Anderson, J. M., Van Itallie, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tight+junctions%3A+Closing+in+on+the+seal%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Tight junctions: Closing in on the seal.</a> Curr. Biol. 9, (1999).</li>
<li>Ma, T. Y., Boivin, M. A., Ye, D., Pedram, A., Said, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+TNF-%7Balpha%7D+modulation+of+Caco-2+intestinal+epithelial+tight+junction+barrier%3A+role+of+myosin+light-chain+kinase+protein+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Gastrointest.+Liver+Physiol%22%5BJournal%5D)">Mechanism of TNF-{alpha} modulation of Caco-2 intestinal epithelial tight junction barrier: role of myosin light-chain kinase protein expression.</a> Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 288, 422-430 (2005).</li>
<li>Schulzke, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epithelial+tight+junctions+in+intestinal+inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+N.Y.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Epithelial tight junctions in intestinal inflammation.</a> Ann. N.Y. Acad. Sci. 1165, 294-300 (2009).</li>
<li>Fisher, S. J., Swaan, P. W., Eddington, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ethanol+metabolite+acetaldehyde+increases+paracellular+drug+permeability+in+vitro+and+oral+bioavailability+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22The+J.+Pharmacol.+Exp.+Therap%22%5BJournal%5D)">The ethanol metabolite acetaldehyde increases paracellular drug permeability in vitro and oral bioavailability in vivo.</a> The J. Pharmacol. Exp. Therap. 332, 326-333 (2010).</li>
<li>Ma, T. Y., Nguyen, D., Bui, V., Nguyen, H., Hoa, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ethanol+modulation+of+intestinal+epithelial+tight+junction+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Ethanol modulation of intestinal epithelial tight junction barrier.</a> Am. J. Physiol. 276, 965-974 (1999).</li>
<li>Nemeth, E., Halasz, A., Barath, A., Domokos, M., Galfi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+hydrogen+peroxide+on+interleukin-8+synthesis+and+death+of+Caco-2+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Immunopharmacol.+Immunotoxicol%22%5BJournal%5D)">Effect of hydrogen peroxide on interleukin-8 synthesis and death of Caco-2 cells.</a> Immunopharmacol. Immunotoxicol. 29, 297-310 (2007).</li>
<li>Vogelmann, R., Amieva, M. R., Falkow, S., Nelson, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Breaking+into+the+epithelial+apical-junctional+complex--news+from+pathogen+hackers%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Breaking into the epithelial apical-junctional complex--news from pathogen hackers.</a> Curr. Opin. Cell Biol. 16, 86-93 (2004).</li>
<li>Nusrat, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clostridium+difficile+toxins+disrupt+epithelial+barrier+function+by+altering+membrane+microdomain+localization+of+tight+junction+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Infect.+Immun%22%5BJournal%5D)">Clostridium difficile toxins disrupt epithelial barrier function by altering membrane microdomain localization of tight junction proteins.</a> Infect. Immun. 69, 1329-1336 (2001).</li>
<li>Obert, G., Peiffer, I., Servin, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rotavirus-induced+structural+and+functional+alterations+in+tight+junctions+of+polarized+intestinal+Caco-2+cell+monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Virol%22%5BJournal%5D)">Rotavirus-induced structural and functional alterations in tight junctions of polarized intestinal Caco-2 cell monolayers.</a> J. Virol. 74, 4645-4651 (2000).</li>
<li>Nagar, B., Overduin, M., Ikura, M., Rini, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+basis+of+calcium-induced+E-cadherin+rigidification+and+dimerization%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Structural basis of calcium-induced E-cadherin rigidification and dimerization.</a> Nature. 380, 360-364 (1996).</li>
<li>Boulenc, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Importance+of+the+paracellular+pathway+for+the+transport+of+a+new+bisphosphonate+using+the+human+Caco-2+monolayers+model%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Importance of the paracellular pathway for the transport of a new bisphosphonate using the human Caco-2 monolayers model.</a> Biochem. Pharmacol. 46, 1591-1600 (1993).</li>
<li>Artursson, P., Magnusson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epithelial+transport+of+drugs+in+cell+culture.+II%3A+Effect+of+extracellular+calcium+concentration+on+the+paracellular+transport+of+drugs+of+different+lipophilicities+across+monolayers+of+intestinal+epithelial+%28Caco-2%29+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pharm.+Sci%22%5BJournal%5D)">Epithelial transport of drugs in cell culture. II: Effect of extracellular calcium concentration on the paracellular transport of drugs of different lipophilicities across monolayers of intestinal epithelial (Caco-2) cells.</a> J. Pharm. Sci. 79, 595-600 (1990).</li>
<li>Artursson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epithelial+transport+of+drugs+in+cell+culture.+I%3A+A+model+for+studying+the+passive+diffusion+of+drugs+over+intestinal+absorptive+%28Caco-2%29+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pharm.+Sci%22%5BJournal%5D)">Epithelial transport of drugs in cell culture. I: A model for studying the passive diffusion of drugs over intestinal absorptive (Caco-2) cells.</a> J. Pharm. Sci. 79, 476-482 (1990).</li>
<li>Artursson, P., Karlsson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+between+oral+drug+absorption+in+humans+and+apparent+drug+permeability+coefficients+in+human+intestinal+epithelial+%28Caco-2%29+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+Biophys.+Res.+Commun%22%5BJournal%5D)">Correlation between oral drug absorption in humans and apparent drug permeability coefficients in human intestinal epithelial (Caco-2) cells.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 175, 880-885 (1991).</li>
<li>Balda, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+dissociation+of+paracellular+permeability+and+transepithelial+electrical+resistance+and+disruption+of+the+apical-basolateral+intramembrane+diffusion+barrier+by+expression+of+a+mutant+tight+junction+membrane+protein%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Functional dissociation of paracellular permeability and transepithelial electrical resistance and disruption of the apical-basolateral intramembrane diffusion barrier by expression of a mutant tight junction membrane protein.</a> J. Cell Biol. 134, 1031-1049 (1996).</li>
<li>Hubatsch, I., Ragnarsson, E. G. E., Artursson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+drug+permeability+and+prediction+of+drug+absorption+in+Caco-2+monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Determination of drug permeability and prediction of drug absorption in Caco-2 monolayers.</a> Nat. Protoc. 2, 2111-2119 (2007).</li>
<li>Uchida, M., Fukazawa, T., Yamazaki, Y., Hashimoto, H., Miyamoto, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+modified+fast+%284+day%29+96-well+plate+Caco-2+permeability+assay%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pharmacol.+Toxicol.+Methods%22%5BJournal%5D)">A modified fast (4 day) 96-well plate Caco-2 permeability assay.</a> J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 59, 39-43 (2008).</li>
<li>Krug, S. M., Fromm, M., Gunzel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-Path+Impedance+Spectroscopy+for+Measuring+Paracellular+and+Transcellular+Epithelial+Resistance%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Two-Path Impedance Spectroscopy for Measuring Paracellular and Transcellular Epithelial Resistance.</a> Biophys. J. 97, 2202-2211 (2009).</li>
<li>Wegener, J., Abrams, D., Willenbrink, W., Galla, H. J., Janshoff, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+multi-well+device+to+measure+transepithelial+electrical+resistances+under+physiological+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22BioTechniques%22%5BJournal%5D)">Automated multi-well device to measure transepithelial electrical resistances under physiological conditions.</a> BioTechniques. 37, 592-594 (2004).</li>
<li>Weber, C. R., Shen, L., Wu, L., Wang, Y., Turner, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Occludin+is+Required+for+Tumor+Necrosis+Factor+%28TNF%29-Mediated+Regulation+of+Tight+Junction+%28TJ%29+Barrier+Function%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">Occludin is Required for Tumor Necrosis Factor (TNF)-Mediated Regulation of Tight Junction (TJ) Barrier Function.</a> Gastroenterology. 140, (2011).</li>
<li>Owens, R. M., Malliaras, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organic+electronics+at+the+interface+with+biology%5BTitle%5D)+AND+%22MRS+Bull%22%5BJournal%5D)">Organic electronics at the interface with biology.</a> MRS Bull. , (2010).</li>
<li>Lin, P., Yan, F., Yu, J. J., Chan, H. L. W., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Application+of+Organic+Electrochemical+Transistors+in+Cell-Based+Biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">The Application of Organic Electrochemical Transistors in Cell-Based Biosensors.</a> Adv. Mater. 22, 3655-3660 (2010).</li>
<li>White, H. S., Kittlesen, G. P., Wrighton, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Derivatization+of+an+Array+of+3+Gold+Microelectrodes+with+Polypyrrole+-+Fabrication+of+a+Molecule-Based+Transistor%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Chemical Derivatization of an Array of 3 Gold Microelectrodes with Polypyrrole - Fabrication of a Molecule-Based Transistor.</a> J. Am. Chem. Soc. 106, 5375-5377 (1984).</li>
<li>Bernards, D. A., Malliaras, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Steady-state+and+transient+behavior+of+organic+electrochemical+transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Steady-state and transient behavior of organic electrochemical transistors.</a> Adv. Funct. Mater. 17, 3538-3544 (2007).</li>
<li>Jimison, L. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+Barrier+Tissue+Integrity+with+an+Organic+Electrochemical+Transistor%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Measurement of Barrier Tissue Integrity with an Organic Electrochemical Transistor.</a> Adv. Mater. 24, 5919-5923 (2012).</li>
<li>Tria, S., Jimison, L. H., Hama, A., Bongo, M., Owens, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensing+of+EGTA+Mediated+Barrier+Tissue+Disruption+with+an+Organic+Transistor%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors%22%5BJournal%5D)">Sensing of EGTA Mediated Barrier Tissue Disruption with an Organic Transistor.</a> Biosensors. 3, 44-57 (2013).</li>
<li>Tria, S. A., Jimison, L. H., Hama, A., Bongo, M., Owens, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+the+organic+electrochemical+transistor+for+in+vitro+toxicology%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim.+Biophys.+Acta%22%5BJournal%5D)">Validation of the organic electrochemical transistor for in vitro toxicology.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1830, 4381-4390 (2013).</li>
<li>Zhu, Z. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+poly%283%2C4-ethylene+dioxythiophene%29%2Fpoly%28styrene+sulfonic+acid%29+transistor+for+glucose+sensing+at+neutral+pH%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">A simple poly(3,4-ethylene dioxythiophene)/poly(styrene sulfonic acid) transistor for glucose sensing at neutral pH.</a> Chem. Commun. , 1556-1557 (2004).</li>
<li>Lin, P., Yan, F., Yu, J., Chan, H. L., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+application+of+organic+electrochemical+transistors+in+cell-based+biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">The application of organic electrochemical transistors in cell-based biosensors.</a> Adv. Mater. 22, 3655-3660 (2010).</li>
</ol>

Bu proje FP7-People-2009-RG, Marie Curie Projesi No 256367 (CELLTOX) ve Avrupa Araştırma Konseyi, ERC-2010-StG Önerisi No 258966 (IONOSENSE) yanı sıra, Conseil Regional de bir ortak hibe tarafından desteklenmektedir ST için Provence Alpes Cote d&#39;Azur ve CDL Pharma. Biz OECT tasarım ve fonksiyon ile ilgili faydalı tartışmalar için George Malliaras teşekkür ederim.

Bu teknik engel doku bütünlüğünü ölçmek için, canlı hücreler ile bir organik elektrokimyasal transistör entegre etmek için yeni bir yöntem sağlamaktadır. Bu tekniğin başlıca avantajları hızlılığı ve hassasiyet değil, aynı zamanda dinamik bariyer doku izlenmesi için, cihazın düşük maliyetli vardır. Bu yöntem, canlı hücreleri kullanır gibi, kritik bir noktaya sağlam bir bariyer katmanı temsil eden bir tek tabaka, kullandığınızdan emin olmaktır. Bariyerin parametreler hücre çizgisinin karakteri...

Mide-bağırsak epiteli, vücudun çeşitli kompartmanlar arasında moleküllerin geçişini kontrol bariyer doku, bir örneğidir. Su ve vücut sürdürmek için gerekli besin geçişine izin verirken epitelyum, patojenler ve toksinlere karşı fiziksel bir engel sağlamak 1 proteinlerin kompleksleri ile birbirine uzatılmış sütun hücrelerden oluşur. Lumen ve alttaki dokulara 2,3 üzerine bağlanan hücrelerin bazal tarafına maruz kalan hücrelerin tepe tarafı: Bu seçicilik, iki farklı membran etki yaratır epitel hücrelerinin polarizasyon, kaynaklanmaktadır. Sıkı bağlantıları (TJ) epitel hücrelerinin apikal kısmı mevcut proteinlerin kompleksleri olan ve apikal birleşme 4 olarak bilinen büyük bir kompleks bir parçasıdır. Bariyer doku boyunca iyon akışı (hücre yoluyla) ile veya hücre üzerinden (iki bitişik hücreler arasında) bir paraselüler yolu ile ya da gidebilir. ToplamıHer iki yol izleri üzerinden taşıma transepitelyal direnç olarak da bilinir. Apikal birleşme iyonları ve belirli bir açma ve kapama fonksiyonu ile bariyer 5,6 geçerken moleküllerin düzenlenmesinden sorumludur. Bu protein komplekslerinin bir fonksiyon bozukluğu ya da rahatsızlığın çoğunlukla hastalık 7-11 ile ilgilidir. Buna ek olarak, çok sayıda enterik patojenler / toksinler bariyer 12-14 arasında iyon / su akışının büyük bozukluğunun bir sonucu olarak, büyük olasılıkla bu şekilde vücuda giren ve ishale yol açan, özellikle bu kompleks hedef bilinmektedir. Bariyer dokusu, aynı zamanda, hücre dışı mikro-değiştirilerek değiştirilebilir. Kaderin hücre-hücre yapışması için önemli bir protein olduğunu ve apikal birleşme oluşumunda yer almaktadır. Kalsiyum Cadherin doğru yapısal uyum için gereklidir, ve hücre dışı kalsiyum olarak bir azalma, hücre-hücre birleşme yıkılması ve takip eden bir açılış ile sonuçlandığı gösterilmiştirHücrelerin 15 arasında paraselüler yolu. O olduğu gibi, bu çalışmada, EGTA (etilen glikol-bis (beta-aminoetil eter)-N, N, N &#39;, N&#39;-tetra asetik asit), spesifik bir kalsiyum kenetleme maddesi, bariyer dokuda ihlali indüklemek için kullanılmıştır iyon 16,17 akış paraselüler üzerinde hızlı ve şiddetli bir etkisi olduğu gösterilmiştir. Bu, kalsiyum kenetleyici Caco-2 hücre hattının bir belirsiz ve farklı tek tabaka kullanılmıştır. Hücre kültürü içinde uçlar kültürlü, bu hücre çizgisi, gastrointestinal sistemin özelliklerini geliştirmek için yaygın olarak bilinen ve ilaç 18,19 emilimini test etmek için, farmasötik endüstrisinde kullanılır. Bariyer doku bütünlüğünü izlemek için yöntemler bol vardır. Bu yöntemler, apikal birleşme 20 ° olduğu bilinen belirli proteinlerin immünofloresan boyama dayanarak ya da bariyer dokuya normal geçirimsiz olan, bir floresanlı işaretleyici molekülün miktarının dayanarak, genellikle optik vardır21,22. Bir etiketin kullanımı eserler tabi ve genellikle maliyet ve deney süresi artar gibi Ancak, (örneğin bir florofor / kromofor olmayan) bir etiket içermeyen yöntemleri tercih edilir. Bariyer doku Elektrikli, etiketi içermeyen son izleme dinamik bir izleme yöntemi 23 olarak ortaya çıkmıştır. Örneğin, elektrik empedansı spektroskopisi son zamanlardaki teknolojik ilerlemeler transepitelyal direnci (TER), hücre tabakası boyunca iyon iletkenliği bir ölçüm ölçebilen bir ticari olarak temin edilebilir bir tarama cihazının 24,25 gelişimini sağladı. Organik elektronik, elektronik ve iyonik taşıyıcılar hem de gerçekleştirebilirsiniz iletken polimerler kullanarak elektronik ve biyoloji 26,27 28,29 dünyasını arayüzü için eşsiz bir fırsat yarattı. OECT 30-32 kullanarak bariyer dokusunda ihlallerini tespit etmek için yeni bir yöntem son zamanlarda kullanılmaya başlandı. Bu cihaz, mevcut tekniklerin bize karşı valide edildiCellzscope kullanarak Lucifer sarı kullanarak immünofloresan, geçirgenlik deneyleri de dahil olmak üzere doku bariyer bütünlüğünü ve empedans spektroskopisi değerlendirmek ed. Test edilen tüm toksik bileşiklerin durumunda, OECT eşit ya da daha iyi bir hassasiyetle çalıştığı bulunan ve yukarıdaki yöntemlere göre artan zamansal çözünürlüğe sahip oldu. Bu cihazda, PEDOT: PSS, kararlı ve biyolojik olarak uyumlu 33,34 olduğu gösterilen bir iletken polimer, transistörün kanalı içinde aktif madde olarak kullanılır. OECT bir iletken polimer kanalın her iki tarafındaki boşaltma ve kaynak elektrotları oluşmaktadır. Bu da, cihazın bir parçasını oluşturan bir elektrolit ile temas halinde yerleştirilir. Bir kapı elektrot, elektrolit (Şekil 1) içine daldırılır ve bir pozitif kapı voltajı kapısında uygulandığında, elektrolitten katyonları ve böylece iletken polimer dedoping ve kaynak-drenaj bir değişiklik ile ortaya çıkan, kanal içine zorlanır akımı. Device böylece nedeniyle transistör amplifikasyon iyonik akı dakika değişiklikleri son derece duyarlıdır. , Bir hücre kültürü eki üzerinde büyümüş bir hücre tabakası kapı elektrodu ile iletken polimer kanal arasında yerleştirilmiştir. Bozulmamış bir hücre tabakasının varlığı, boşaltma akımı azalır (: bölge A&#39;dan b geçiş Şekil 2) katyonları sağlam bir tek tabaka mevcudiyetinde, bu nedenle, iletken polimer içine girmek için bir bariyer görevi görür. Zehirli bir bileşiğin varlığında, bariyer doku aşamalı katyonları polimer filmin içine girmek sağlayarak ve (: c bölge Şekil 2), boşaltma akımını artırarak, bütünlüğünü kaybeder. Bu teknik ile, bariyer dokuda ihlal tek tabaka üzerinde akısının modülasyonu karşılık gelen, boşaltma akımının modülasyonu tarafından görülür. Bu cihaz, gerçek zamanlı olarak görülmemiş zamansal çözünürlük ve hassasiyet ile iyonik flux dakika varyasyonları ölçmek mümkün değildir. Bu teknoloji, Will uyuşturucu testi, hastalığın teşhis veya bariyer modeli kolayca adapte edilebilir gibi temel araştırma için toksikoloji alanında ilgi. Bu yöntem, aynı zamanda in vitro modellerin doğrulama vivo test yerine sağlar olarak, deney hayvan azaltmaya yardımcı olacaktır.

<table><tbody><tr><td>Clevios pH 1000</td><td>Heraus Clevios</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AZ9260 reçine</td><td>Cipec Spesiyaliteleri</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dodesilbenzensülfonik asit (DBSA)</td><td>Acros Organik</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3-Glisidoksipropiltrimetoksisilan (GOPS)</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>24 oyuklu Askıya Alınmış hücre Kültürü eki Millicell&nbsp; PET 0.4 & mu; m Millipore</td><td>Dominique Dutscher</td><td>51705</td><td></td></tr><tr><td>24 oyuklu Hücre kültürü plakası BD Falcon</td><td>Dominique Dutscher</td><td>51705</td><td></td></tr><tr><td>Stericup-GPT PES 0.22 & mu; M</td><td>Dominique Dutscher</td><td>51246</td><td></td></tr><tr><td>Gelişmiş DMEM Marque GIBCO</td><td>Fisher Scientific</td><td>E3434T</td><td></td></tr><tr><td>FBS Isı Yasası.</td><td>Fisher Scientific</td><td>E3387M</td><td></td></tr><tr><td>Penisilin Streptomisin</td><td>Fisher Scientific</td><td>E3470C</td><td></td></tr><tr><td>GlutaMAX</td><td>Fisher Scientific</td><td>E3524T</td><td></td></tr><tr><td>Tripsin %0.05 EDTA</td><td>Fisher Scientific</td><td>E3513N</td><td></td></tr><tr><td>EGTA (Etilen glikol-bis (2-aminoetileter) -N, N, N ve asal;, N ve asal; -tetraasetik asit)</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>E4378</td><td></td></tr><tr><td>Etilen glikol, susuz, %99,8,Sigma</td> <td>Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Caco-2 hücreleri</td><td>ATCC</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PDMS</td><td>Dow Corning</td><td>SYLGARD 184 SİLİKON ELASTOMER</td><td></td></tr><tr><td>Au (%99,99)</td><td>NEYCO</td><td>AU3X6</td><td></td></tr><tr><td>Krom (%99,95)</td><td>NEYCO</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Parylene C</td><td>Özel Kaplama Sistemleri</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ag / AgCl tel</td><td>Harvard Aparatı</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fotorezist</td><td>Cipec Spesiyaliteleri</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

organik elektrokimyasal transistör bariyer doku bozulması ve algılama

Sensing of Barrier Tissue Disruption with an Organic Electrochemical Transistor

Gastrointestinal sistem, gerekli iyon ve moleküllerin geçişine izin verirken, patojen ve toksinlerin girişine karşı fiziksel bir engel oluşturur bariyer doku bir örnektir. Bu bariyer bir kırılma hücre dışı kalsiyum konsantrasyonunda bir azalmaya neden olabilir. Kalsiyum konsantrasyonundaki bu azalma, paraselüler akısının bir artışa yol açan, bariyerin mühürlenmesi ile ilgili proteinlerin yapısal bir değişikliğe neden olmaktadır. Bu etkisini taklit etmek için kalsiyum kenetleme maddesi, etilen glikol-bis (beta-aminoetil eter)-N, N, N &#39;, N&#39;-tetra asetik asit (EGTA), gastrointestinal sistemin temsili olarak bilinen hücrelerin bir mono-tabakası üzerinde kullanıldı. Bariyer dokusunun bozulması tespit etmek için farklı yöntemler daha önce bu imüno ve geçirgenlik deneyleri gibi, mevcuttur. Ancak, bu metodlar zaman alıcı ve pahalı ve dinamik veya yüksek verimlilik ölçümleri için uygun değildir. Bariyer doku ölçülmesi için elektronik yöntemlerbütünlüğü de transepitelyal direnci (TER) ölçülmesi için mevcut, ancak bu genellikle pahalı ve karmaşıktır. Bariyer doku bütünlüğü ilaç keşfi ve patojen / toksin teşhis önemli bir parametre olduğu, ucuz, hızlı ve hassas yöntemlerinin geliştirilmesi acilen ihtiyaç vardır. Bariyer doku oluşturan hücreler ile entegre Organik elektrokimyasal transistör (OECT) dinamik bariyer doku bütünlüğünün izleme yeteneğine sahip yeni bir cihaz olarak gösterilmiştir. Cihaz bariyer doku bütünlüğünün bir göstergesi olarak, gerçek zamanda, görülmemiş zamansal çözünürlük ve hassasiyet ile iyonik flux dakika varyasyonları ölçmek mümkün değildir. Bu yeni yöntem, yüksek veri akışı tarama uygulamaları ile uyumlu olması ve düşük maliyetle imal edilmiş olabilir, basit bir cihaz dayanmaktadır.

Ölçüm, ilk aşama esnasında, boşaltma akımı biraz farklılık gösterebilir, ama çoğu durumda (Şekil 2, bölüm a) sabit kalacaktır. Sinyal kararlı değilse, transistor atılır ve değiştirilmesi gerekir. Bu istikrar kontrol de cihazın iletkenliği başlangıçta herhangi bir kayıp sonradan ölçümünü etkilemez yok olmasını sağlar. Ölçüm birkaç dakika sonra, hücreler, doku bariyeri oluşturan uç kanalın üzerine yerleştirilir. Drenaj akımı derhal (Şekil 2, bölüm b.) Azaltmak gerekir. Boşaltma akımı azal...

Organik Elektrokimyasal Transistor canlı hücreler ile entegre ve mide-bağırsak epitelyal bariyer boyunca iyon akışı izlemek için kullanılır. Bu çalışmada, kalsiyum kenetleme maddesi EGTA (etilen glikol-bis (beta-aminoetil eter)-N, N, N &#39;, N&#39;-tetra asetik asit varlığı ile indüklenen sıkı birleşme bozulması ile ilişkili iyon akışında bir artış, asit), ölçülür.

Organik Elektrokimyasal Transistör Bariyer Doku bozulması ve Algılama

The gastrointestinal tract is an example of barrier tissue that provides a physical barrier against entry of pathogens and toxins, while allowing the ...

Aşağıdaki deneyin genel amacı, bariyer doku sağlığını izlemek için düşük maliyetli, hassas ve hızlı bir tanı yöntemi geliştirmektir. Bu, transistörün kaynak-boşaltma akımındaki değişimleri ölçerek bir elektrolitteki iyon akışı değişimlerini hızlı ve hassas bir şekilde izleyebilen bir organik elektrokimyasal transistör üretilerek gerçekleştirilir. İkinci adım olarak, hücre tabakası sağlıklı olduğunda kısmen engellenecek olan bariyer doku tabakası boyunca iyon akışının izlenmesine olanak tanımak için, bir filtre üzerinde büyütülmüş sağlıklı bir bariyer doku tabakası OECT cihazına entegre edilir.Bariyer doku tabakasını tahrip eden veya bozan toksik bir bileşik eklendiğinde, hücre tabakası boyunca gerçekleşen iyon akışı artık engellenmeyecektir. OECT'nin model bir bileşiğin toksik etkilerini başarıyla tespit edebildiğini gösteren sonuçlar elde edilmiş, böylece transistörden alınan ölçümlerin bariyer dokusunun sağlığını izlemek için bir tanı aracı olarak kullanılabileceği kanıtlanmıştır. Bu tekniğin empedans spektroskopisi gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, organik elektronik cihazların düşük maliyetle üretilme potansiyeline sahip olması ve bu nedenle yüksek kapasiteli taramala

sensing-barrier-tissue-disruption-with-an-organic-electrochemical

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Bu makale ayrıntıları Multiplex microneedle tabanlı sensör yapımı. Aygıt bir hızlı ve seçici bir şekilde birden fazla analitlerin in situ numune alma ve elektrokimyasal analizi için geliştirilmektedir. Biz klinik tıp tasavvur ve biyomedikal araştırmalar, bu microneedle tabanlı sensörler için kullanır.

Multiplexed Transdermal Elektrokimyasal Algılama Hollow microneedle tabanlı Sensör

Biz cihaz imalat ve karbon nanotüp tabanlı yüksek frekans biyosensörler için ölçü protokol açıklar. Yüksek frekans algılama tekniği temel iyonik (Debye) tarama etkisi azaltır ve geleneksel elektronik biyosensörler başarısız yüksek iyonik gücü çözümleri ameliyat olmak için nanotüp biyosensör sağlar. Teknolojimiz noktası bakım (POC) fizyolojik gerekli koşulların faaliyet gösteren elektronik biyosensör için benzersiz bir platform sağlar.

Yüksek İyonik Güç Çözümleri Algılama için karbon Nanotube Yüksek Frekans nanoelektronik Biyosensör Fabrikasyon

Bu yazıda, seçici giyilebilir organik elektronik cihazların doğrudan entegrasyon sağlar tekstil organik malzemeler, mevduat bir protokol mevcut. fabrikasyon cihazlar tamamen mekanik bir görünüme saygı ve algılama yetenekleri sağlayan, tekstil entegre edilebilir.

Tekstil Organik Elektronik Cihazlar Basit ve Ölçeklenebilir Fabrikasyon Yöntemi

Bu yayın entegre elektrotlar transendothelial elektrik direniş (AYLARININ) doğrudan miktar için bir organ-on-chip cihazı imalatı açıklar. Doğrulama, kan - beyin bariyerini bu mikrosıvısal cihazın içinde taklit ve bariyer fonksiyonu izlenir. Elektrot entegrasyon ve doğrudan AYLARININ miktar için sunulan yöntemleri genel olarak geçerlidir.

İmalat ve Organ-on-chip sistemin doğrudan Transendothelial elektrik direncini ölçmek için entegre elektrotlar ile doğrulama

Burada, transepitelyal/endotel elektriksel direnç ölçümleri için piyasada bulunan çubuk elektrotlarla kullanılabilen programlanabilir çıkış frekansına sahip ucuz bir volt-ampermetrenin nasıl kurulabileceğini gösteriyoruz.

Programlanabilir Çıkış Frekansı Ile Kendi Kendine Yapılmış Volt-Ampermetre Kullanarak TEER Ölçümlerini Gerçekleştirmek Için Basit Bir Yaklaşım

Burada, in vitro hücresel interfacing için organik yük modülasyonlu alan etkili transistör (OCMFET) tabanlı bir cihazın imalat protokolünü sunuyoruz. Mikro OCMFET dizisi olarak adlandırılan cihaz, elektroaktif hücre kültürlerinin elektriksel ve metabolik faaliyetlerinin izlenmesini sağlayacak esnek, düşük maliyetli ve referanssız bir cihazdır.

In Vitro Mikro Organik Yük modüle Edilmiş Alan Etkili Transistör Dizileri ile ÇokParametrik Hücresel Analiz

Aşağıdaki çalışma, gerçek zamanlı, yüksek verimli bir tarama tekniği olan elektrik hücresi-substrat empedans algılamasını (ECIS) kullanan seçilmiş bir metal-organik çerçevenin toksikolojik profilini değerlendirmektedir.

Metal-Organik Çerçeve Toksikolojik Profillerinin Gerçek Zamanlı Değerlendirilmesi için Elektrik Hücresi-Substrat Algılama

Bu protokol, beyin kan bariyerinin güvenilir ve verimli bir in vitro modelini tanımlar. Yöntem, fare serebral vasküler endotel hücreleri bEnd.3'ü kullanır ve transmembran elektrik direncini ölçer.

bEnd.3 Transendotelyal Elektriksel Direnç Tespiti Yoluyla Vasküler Endotel Hücrelerinde Bariyer Fonksiyonel Bütünlük Kaydı

Burada, Shewanella oneidensis'teki hücre dışı elektron transferi (EET) aktivitesini elektrik sinyallerine çevirmek için organik elektrokimyasal transistörlerin (OECT'ler) kullanılması için bir protokol sunuyoruz. Hibrit OECT sistemi, hızlı, yüksek verimli testler için gelişmiş sağlamlık, hassasiyet ve potansiyel sağlayarak onu EET ölçümleri için etkili bir araç haline getirir.

Organik Elektrokimyasal Transistörler ile Hücre Dışı Elektron Transfer Aktivitelerinin Çevrilmesi

Bu protokol, kısa ve basit bir işlem (yaklaşık yarım gün) kullanılarak çözelti kapılı bir FET sensörü (örn. pH sensörü) olarak yapılabilen tek parça indiyum-kalay oksit (ITO) bazlı iyona duyarlı alan etkili transistörün (ISFET) üretimini açıklar. Bu tek parça ITO-ISFET, biyoalgılamaya da uygulanabilir.

Hassas Biyoalgılamayı Mümkün Kılan Çözelti Kapılı İndiyum-Kalay-Oksit Bazlı Tek Parça Transistör İmalatı

Keşfedin organik elektrokimyasal transistör kullanarak bariyer doku sağlığını izleme yöntemini. Bu düşük maliyetli teknoloji, gastrointestinal epitel bariyerindeki iyon akışı değişikliklerini hızlı ve hassas bir şekilde tespit eder.

Organik Elektrokimyasal Transistör Bariyer Doku bozulması ve Algılama

Daha fazla video keşfet