Translating Extracellular Electron Transfer Activities with Organic Electrochemical Transistors

Yang Gao; Yuchen Zhou; Xudong Ji; Austin J. Graham; Christopher M. Dundas; Ismar E. Miniel Mahfoud; Bailey M. Tibbett; Benjamin Tan; Gina Partipilo; Ananth Dodabalapur; Jonathan Rivnay; Benjamin K. Keitz

doi:10.3791/67928

Organik Elektrokimyasal Transistörler ile Hücre Dışı Elektron Transfer Aktivitelerinin Çevrilmesi

JoVE Journal
Bioengineering

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Journal Bioengineering

Translating Extracellular Electron Transfer Activities with Organic Electrochemical Transistors

Organik Elektrokimyasal Transistörler ile Hücre Dışı Elektron Transfer Aktivitelerinin Çevrilmesi

Full Text

1,446 Views

10:44 min

January 31, 2025

DOI: 10.3791/67928-v

Yang Gao¹, Yuchen Zhou^2,3, Xudong Ji^4,5, Austin J. Graham^1,6, Christopher M. Dundas^1,7, Ismar E. Miniel Mahfoud¹, Bailey M. Tibbett¹, Benjamin Tan^3,8, Gina Partipilo¹, Ananth Dodabalapur^2,3, Jonathan Rivnay^4,5, Benjamin K. Keitz¹

¹McKetta Department of Chemical Engineering,University of Texas at Austin, ²Department of Electrical and Computer Engineering,The University of Texas at Austin, ³Microelectronics Research Center,The University of Texas at Austin, ⁴Department of Biomedical Engineering,Northwestern University, ⁵Simpson Querrey Institute,Northwestern University, ⁶Department of Pharmaceutical Chemistry,University of California San Francisco, ⁷Department of Biology,Stanford University, ⁸Department of Chemistry,University of Texas at Austin

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

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.

Araştırmamız, biyoalgılama ve biyobilgi işlem uygulamalarını genişletmek için bakteriyel hücre dışı elektron transferini veya EET'yi entegre eden biyoelektronik geliştirmeye odaklanmaktadır. EET'nin elektronik malzemelerle nasıl etkileşime girdiği, elektriksel performansı optimize etmek için EET'nin genetik olarak nasıl düzenleneceği ve canlı hücreleri içeren bu elektrokimyasal sistemlerde yeni ortaya çıkan özelliklerin olup olmadığı sorularına cevaplar arıyoruz. Bakteriyel HR hücresi veya elektron transferi araştırmalarındaki gelişmeler, EET yollarının mühendisliği için sentetik biyolojiyi, örneğin redoks izleme için elektrokimyasal sistemi ve hücre aktivitelerine mikroskopi, elektron akış analizi için atomik kuvvet mikroskobu ve makro elektrotları ve malzeme biyolojisi arayüz karakterizasyonu için İHA'lar Raman gibi gelişmiş spektroskopiyi kullanır.

Hastalık üzerinde gösterilen genetik mühendisliğin, OECT çıktılarını modüle edebileceğini ve biyolojik olarak yönlendirilen elektriksel tepkileri mümkün kılabileceğini gösteriyoruz. Bulgular arasında biyoelektronik performansı etkileyen doğrudan ve dolaylı EET yollarının gösterilmesi, genetik mantığın elektriksel sonuçlara bağlanması ve EET yoluyla genetik plastisitenin ayarlanması yer alıyor. Geleneksel OECT çalışmasıyla karşılaştırıldığında, canlı hücreler, hücre dışı elektron transferi yoluyla dinamik genetik olarak programlanabilir kontroller ve gerçek zamanlı yanıtlar için hücresel metabolizmalardan yararlanma yeteneği gibi avantajlar sunar.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos