واضعو هذه الدراسة لم يكن لديك أي مصالح مالية المتنافسة.

1. PEDOT: PSS إعداد الحل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إلى 50 مل من PEDOT: جهاز الأمن الوقائي، إضافة جلايكول الإيثيلين (يزيد الموصلية) في نسبة حجم 1:4 (جلايكول الإثيلين لPEDOT: PSS)، و 0.5 ميكرولتر / مل من حمض Dodecylbenzenesulfonic (DBSA) كما السطحي، و 10 ملغ / مل 3 glycidoxypropyltrimethoxysilane (GOPS) باعتبارها رابط عبر لتعزيز التصاق البوليمر إجراء لشريحة زجاجية. </li></ol> 2. OECT التصنيع (الشكل 3) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد تبخرت حراريا الاتصالات ومصدر استنزاف الذهب عن طريق رفع قبالة الطباعة الحجرية: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدور معطف مقاوم الضوء على شريحة زجاجية نظيفة العادي في 3،000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية. أبعاد الزجاج هي 3 × 1 في فيه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد أنماط بواسطة ضوئيه. يجوز تغيير أبعاد، ومع ذلك عرضت أبعاد المدرجة هنا أن تؤدي إلى حساسية الأمثل. ثم استخدام المطور. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تتبخر 5 نانومتر و 100 نانومتر من الكروم والذهب، على التوالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رفع قبالة مقاومة للضوء في ميلانحمام ايتون لمدة 1 ساعة، وترك الركيزة مع مصدر واستنزاف منطقة الاتحاد الافريقي الاتصالات فقط. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الطول المطلوب من PEDOT: قناة PSS هو 1 مم. ويتحقق ذلك من خلال الزخرفة باستخدام parylene-C (PA-C) تقشر التقنية: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل 3.5 غرام من باسكال-C في الإعداد الطلاء. موحد تتبخر 2 ميكرون من parylene-C على رأس الركيزة مع جهات الاتصال الاتحاد الافريقي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نمط القناة التي كتبها ضوئيه: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدور معطف مقاوم الضوء على 3،000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام قناع لتسليط الضوء على قناة اتصال والذهب و 20 ثانية للأشعة فوق البنفسجية، ومقاومة للضوء يتعرض تصبح قابلة للذوبان في المطور. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام المطور لفتح منطقة القناة على مقاومة للضوء. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حفر باسكال-C في منطقة القناة من خلال خطوة البلازما 15 دقيقة (O 2 (50 SCCM) وCHF 4 (3 SCCM) في البلازما 160 W) من أجل فتح قناة اتصال والذهب. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إيداع PEDOT: PSS حل الخليط بواسطة طلاء تدور في500 دورة في الدقيقة لمدة 45 ثانية. تخبز لمدة 30 ثانية في 110 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قشر قبالة باسكال-C للكشف عن PEDOT: PSS قناة الركيزة تحتها. هذه القناة يجب أن تتداخل قليلا مع اتصالات الاتحاد الافريقي المحرز في البروتوكول 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينات خبز لمدة 1 ساعة في 140 درجة مئوية في ظل ظروف الغلاف الجوي. </li></ol> 3. الجمعية الجهاز <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل PDMS عن طريق خلط اثنين من الحلول (عادة الموردة معا في عدة) في 1:10 نسبة علاج الحل في الحل القاعدة. خبز لمدة 1 ساعة في 120 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصميم جيدا باستخدام لكمة ثقب وقطع مربع حول المنطقة المطلوبة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الغراء PDMS جيدا على قمة القناة، لينتج في منطقة القناة من حوالي 6 مم 2. ضمان أن الاتصالات ومصدر استنزاف لا تغطيها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل الدعم البلاستيك مع وجود ثقب في ذلك (يمكن استخدام حامل لإدراج ثقافة الخلية) ثم الغراء على أعلى PDMS. السماح لها بين عشية وضحاها الجافة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختبار البئر عن تسريب من قبل بريفيللينغ مع واتإيه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لحام الأسلاك الكهربائية على اتصال ومصدر استنزاف مع القصدير. </li></ol> 4. الثقافة الخلية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد الخلايا سائل الإعلام والثقافة على النحو التالي: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في DMEM، إضافة 1٪ الجلوتامين، و 10٪ مصل بقري جنيني، 0.5٪ البنسلين الستربتوميسين، و 0.1٪ جنتاميسين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعقيم وسائل الإعلام ثقافة الخلية باستخدام جهاز تصفية العقيمة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحفاظ على كاتشو-2 خلايا مرور بين 49 و 68 عند 37 درجة مئوية في جو مرطب من 5٪ CO 2، في الخلية سائل الإعلام والثقافة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقسيم الخلايا مرة واحدة في الأسبوع باستخدام التربسين والبذور في 1.5 × 10 4 خلية / إدراج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغيير الخلية سائل الإعلام والثقافة مرتين في الأسبوع على مدى 3 أسابيع. </li></ol> 5. القياسات مع OECT <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> توصيل الأسلاك حج / أجكل إلى sourcemeter للاستخدام كبوابة القطب. تزج طرف في وسائل الإعلام ثقافة الخلية، والذي يستخدم مثل بالكهرباء، كما هو موضح في الشكل 1A. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط الأسلاك من مصدر واستنزاف لرانه sourcemeter (الإعداد قناة مزدوجة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق نبضة الجهد التربيعي الموجب (V ع) بين البوابة والمصدر (تستخدم الإلكترود المرجعي: الأرض). يتم تطبيق الجهد المستمر سلبية بين هجرة ومصدر (V DS) ويتم قياس المناظرة الحالية (I DS). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام جمع البيانات برنامج PC التوالي. يجب المعلمات OECT دخلت في برنامج اكتساب مخصصة على النحو التالي: V = -0.2 V DS، V = 0.3 V GS، GS V في الوقت المحدد = 2 ثانية، من الوقت = 28 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تلا مصدر استنزاف الحالي (I DS) والبوابة الحالية (I GS). تنفيذ القياس لعدة دقائق لضمان إشارة خط الأساس مستقرة. </li></ol> 6. دمج الخلايا مع OECT للقياس ملاحظة: قبل التجربة، وسلامة طبقة الخلايا يمكن التحقق من خلال قياس TER مع جهاز المعاوقة التحليل الطيفي. TER كل 3 أسابيع من العمر كاتشو-2 INSE الخليةغ يجب أن يكون فوق 400 Ω. سم 2. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خلال إجازة القياس OECT: إزالة القطب من بوابة بالكهرباء، إدراج إدراج خلية ثقافة، واستبدال البوابة الكهربائي داخل الخلية إدراج الثقافة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إجراء قياس خط الأساس مع الخلايا لعدة دقائق لضمان إشارة مستقرة. سيتم استخدام هذا خط الأساس بالنسبة لحساب قيمة تطبيع المقابلة لأحادي الطبقة سليمة (0). </li></ol> 7. إعداد ومقدمة من مجمع السامة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 1 M حل EGTA في الماء DI، وتعديل لأول مرة الرقم الهيدروجيني من الحل إلى 7.4 مع قاعدة تريس، </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة حل EGTA في حجم مناسب للحصول على التركيز المطلوب (على سبيل المثال بين 5 ملم و 100 ملم) مع الأخذ بعين الاعتبار وحدة التخزين. ينبغي إضافة EGTA في غرفة القاعدية خلال إجازة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس مستمر لمدة 90 دقيقة كما في البروتوكول 5. إذا كان القياس هو بايقامت نانوغرام في درجة حرارة الغرفة، فإن استقرار الخلايا لا تظل ثابتة بعد 90 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في نهاية المدى، خدش طبقة الخلايا أن يؤدي إلى التدمير الكامل للطبقة الحاجز والتدبير لمدة 15 دقيقة، ويمكن أن يتم هذه النقطة عن طريق إزالة الفلتر وتخبط القطب البوابة في وسائل الإعلام. سيتم استخدام هذا خط الأساس بالنسبة لاحتساب القيمة المقابلة لتطبيع أحادي الطبقة تدميرها. </li></ol>

<ol>
	<li>Farquhar, M. G., Palade, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Junctional+complexes+in+various+epithelia.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+cell+polarization+and+differentiation+on+entry+of+Listeria+monocytogenes+into+the+enterocyte-like+Caco-2+cell+line.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+structure+and+regulation+of+tight+junctions.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tight+junctions+as+targets+of+infectious+agents.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+structure+of+tight+junctions+and+their+role+in+epithelial+transport.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tight+junctions:+Closing+in+on+the+seal.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+TNF-{alpha}+modulation+of+Caco-2+intestinal+epithelial+tight+junction+barrier:+role+of+myosin+light-chain+kinase+protein+expression.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epithelial+tight+junctions+in+intestinal+inflammation.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ethanol+metabolite+acetaldehyde+increases+paracellular+drug+permeability+in+vitro+and+oral+bioavailability+in+vivo.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ethanol+modulation+of+intestinal+epithelial+tight+junction+barrier.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+hydrogen+peroxide+on+interleukin-8+synthesis+and+death+of+Caco-2+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breaking+into+the+epithelial+apical-junctional+complex--news+from+pathogen+hackers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clostridium+difficile+toxins+disrupt+epithelial+barrier+function+by+altering+membrane+microdomain+localization+of+tight+junction+proteins.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rotavirus-induced+structural+and+functional+alterations+in+tight+junctions+of+polarized+intestinal+Caco-2+cell+monolayers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+basis+of+calcium-induced+E-cadherin+rigidification+and+dimerization.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Importance+of+the+paracellular+pathway+for+the+transport+of+a+new+bisphosphonate+using+the+human+Caco-2+monolayers+model.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epithelial+transport+of+drugs+in+cell+culture.+I:+A+model+for+studying+the+passive+diffusion+of+drugs+over+intestinal+absorptive+(Caco-2)+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+between+oral+drug+absorption+in+humans+and+apparent+drug+permeability+coefficients+in+human+intestinal+epithelial+(Caco-2)+cells.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&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.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+drug+permeability+and+prediction+of+drug+absorption+in+Caco-2+monolayers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+modified+fast+(4+day)+96-well+plate+Caco-2+permeability+assay.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-Path+Impedance+Spectroscopy+for+Measuring+Paracellular+and+Transcellular+Epithelial+Resistance.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+multi-well+device+to+measure+transepithelial+electrical+resistances+under+physiological+conditions.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occludin+is+Required+for+Tumor+Necrosis+Factor+(TNF)-Mediated+Regulation+of+Tight+Junction+(TJ)+Barrier+Function.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organic+electronics+at+the+interface+with+biology.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Application+of+Organic+Electrochemical+Transistors+in+Cell-Based+Biosensors.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Derivatization+of+an+Array+of+3+Gold+Microelectrodes+with+Polypyrrole+-+Fabrication+of+a+Molecule-Based+Transistor.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Steady-state+and+transient+behavior+of+organic+electrochemical+transistors.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+Barrier+Tissue+Integrity+with+an+Organic+Electrochemical+Transistor.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensing+of+EGTA+Mediated+Barrier+Tissue+Disruption+with+an+Organic+Transistor.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+the+organic+electrochemical+transistor+for+in+vitro+toxicology.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+poly(3,4-ethylene+dioxythiophene)/poly(styrene+sulfonic+acid)+transistor+for+glucose+sensing+at+neutral+pH.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+application+of+organic+electrochemical+transistors+in+cell-based+biosensors.">The application of organic electrochemical transistors in cell-based biosensors.</a> Adv. Mater. 22, 3655-3660 (2010).</li></ol>

ويدعم هذا المشروع من قبل FP7-الشعبية-2009-RG، مشروع ماري كوري رقم 256367 (CELLTOX) واقتراح مجلس البحوث الأوروبي ERC-2010-258966 جنيها استرلينيا لا (IONOSENSE)، فضلا عن منحة مشتركة من CONSEIL الإقليمي دي بروفانس ألب كوت دازور وCDL فارما للST. نشكر جورج Malliaras لإجراء مناقشات مفيدة تتعلق تصميم OECT وظيفة.

يوفر هذا الأسلوب طريقة جديدة لدمج الترانزستور الكهروكيميائية العضوية مع الخلايا الحية لقياس سلامة الأنسجة الحاجز. المزايا الرئيسية لهذه التقنية هي سرعة وحساسية، ولكن أيضا انخفاض تكلفة الجهاز لرصد دينامية من الأنسجة الحاجز. كم?...

ظهارة المعوية هو مثال على حاجز الأنسجة التي تسيطر على مرور الجزيئات بين مقصورات مختلفة من الجسم. يتكون من خلايا ظهارة عمودية ممدود انضم معا عن طريق المجمعات من البروتينات التي توفر حاجزا ضد مسببات الأمراض الجسدية 1 والسموم، في حين يسمح بمرور الماء والمواد الغذائية اللازمة للحفاظ على الجسم. ويرجع ذلك إلى الاستقطاب من الخلايا الظهارية، مما يخلق اثنين من المجالات المختلفة غشاء هذه الانتقائية: الجانب قمية من الخلايا المعرضة لمعة والجانب القاعدية من الخلايا ترتكز على الأنسجة الكامنة 2،3. منعطفات ضيقة (TJ) هي المجمعات من البروتينات الموجودة في الجزء القمي من الخلايا الظهارية والتي هي جزء من مجمع أكبر يعرف باسم مفترق القمي 4. تدفق أيون عبر حاجز الأنسجة قد تذهب إما عن طريق العابر للخلايا (من خلال الخلية) أو عن طريق paracellular (بين اثنين من الخلايا المجاورة) مسار. مجموعالنقل سواء من خلال مسارات يعرف باسم المقاومة بطريق الظهارة. تقاطع القمي هو المسؤول عن تنظيم الأيونات وجزيئات تمر عبر حاجز 5،6 عبر فتحة محددة وظيفة الإغلاق. وغالبا ما ترتبط خلل أو تعطل هذه المجمعات البروتين لمرض 7-11. بالإضافة إلى ذلك، لا يعرف العديد من مسببات الأمراض المعوية / السموم خصيصا لاستهداف هذا المجمع، وبالتالي تدخل الجسم ويؤدي إلى الإسهال، وعلى الأرجح نتيجة التقلبات الهائلة من تدفق أيون / المياه عبر الحاجز 12-14. ويمكن أيضا أن يتم تعديل الحاجز الأنسجة عن طريق تغيير المكروية خارج الخلية. كادهيرين هو بروتين حاسم لالتصاق خلية خلية، وتشارك في تشكيل تقاطع القمي. مطلوب الكالسيوم عن التشكل الهيكلي الصحيح من كادهيرين، ولقد ثبت انخفاضا في خارج الخلية الكالسيوم أن يؤدي إلى تدمير تقاطع خلية خلية وافتتاح اللاحقة للمسار paracellular بين خلايا 15. في هذه الدراسة، EGTA (الإيثيلين جليكول مكرر (بيتا aminoethyl الأثير)-N، N، N &#39;، وحامض الخليك N&#39;رباعي)، وخالب الكالسيوم محددة، وكان يستخدم للحث على خرق الحاجز في الأنسجة، كما أن لديها وقد تبين أن يكون لها تأثير سريع وجذري على paracellular أيون تدفق 16،17. وقد استخدم هذا خالب الكالسيوم على متكدسة وأحادي الطبقة متباينة من خط الخلية كاتشو-2. مثقف في إدراج خلية ثقافة، ويعرف هذا الخط الخلية لتطوير خصائص الجهاز الهضمي، ويستخدم على نطاق واسع من جانب الصناعة الصيدلانية لاختبار امتصاص الأدوية 18،19. أساليب لمراقبة سلامة الأنسجة الحاجز وفيرة. هذه الأساليب هي في كثير من الأحيان البصرية، والاعتماد على تلطيخ المناعي للبروتينات خاصة من المعروف أن عند تقاطع قمي 20، أو الاعتماد على القياس الكمي للجزيء التتبع الفلورسنت التي عادة غير منفذ للأنسجة حاجز21،22. ومع ذلك، وأساليب خالية من التسمية (أي بدون fluorophore / حامل اللون) هي الأفضل مثل استخدام تسمية يمكن أن تحمل الأعمال الفنية، وغالبا ما يزيد من تكلفة الفحص والوقت. وقد برزت، ورصد تسمية خالية من الأنسجة الكهربائية حاجز مؤخرا كوسيلة من وسائل الرصد الحيوي 23. على سبيل المثال سمحت التطورات التكنولوجية الحديثة في مقاومة الكهربائية الطيفي تطوير جهاز المسح الضوئي المتوفرة تجاريا 24،25 التي يمكن قياس المقاومة بطريق الظهارة (TER)، وهو قياس تصرف أيون عبر طبقة الخلايا. وقد خلق الالكترونيات العضوية فرصة فريدة للتواصل في عالم الالكترونيات وعلم الأحياء 26،27 28،29 باستخدام إجراء البوليمرات التي يمكن إجراء كل من الناقلين الالكترونية والأيونية. تم استحداث تقنية جديدة للكشف عن المخالفات في الأنسجة حاجز باستخدام OECT 30-32 مؤخرا. والتحقق من صحة هذا الجهاز ضد التقنيات القائمة بناإد لتقييم سلامة حاجز الأنسجة، بما في ذلك المناعي، فحوصات النفاذية باستخدام وسيفر الصفراء، ومقاومة التحليل الطيفي باستخدام Cellzscope. في حالة جميع المركبات السامة اختبارها، تم العثور على OECT للعمل مع حساسية مساوية أو أفضل، مع زيادة والقرار الزماني، بالمقارنة مع التقنيات المذكورة أعلاه. في هذا الجهاز، PEDOT: جهاز الأمن الوقائي، وإجراء البوليمر التي قد تظهر لتكون مستقرة وحيويا 33،34، ويستخدم كمادة نشطة في القناة الترانزستور. يتكون OECT هجرة ومصدر أقطاب كهربائية على جانبي قناة البوليمر التوصيلي. ثم يتم وضع هذا في اتصال مع المنحل بالكهرباء، والتي تشكل جزءا لا يتجزأ من الجهاز. هي مغمورة A القطب البوابة في الكهارل (الشكل 1)، وعندما يتم تطبيق الجهد بوابة إيجابية عند البوابة، يضطر الكاتيونات من بالكهرباء في القناة، وبالتالي dedoping البوليمر وإجراء يؤدي إلى تغيير في مصدر استنزاف الحالية. دevice بالتالي حساسة للغاية لتغييرات في اللحظة في تدفق الأيونية بسبب التضخيم من الترانزستور. وضعت طبقة الخلايا نمت على إدراج ثقافة الخلية بين القطب البوابة والقناة الموصلة البوليمر. وجود طبقة الخلايا سليمة بمثابة حاجز للالكاتيونات الدخول في البوليمر إجراء، وبالتالي، في وجود أحادي الطبقة سليمة، والانخفاضات الحالية هجرة (الشكل 2: الانتقال من المنطقة لب). في وجود مركب سام، فإن الأنسجة حاجز تفقد تدريجيا سلامتها، والسماح للالكاتيونات دخول في فيلم البوليمر وزيادة استنزاف الحالية (الشكل 2: المنطقة ج). مع هذا الأسلوب، يعتبر خرق في الأنسجة حاجز من التشكيل الحالي للهجرة، الموافق للتعديل للتدفق عبر أحادي الطبقة. هذا الجهاز قادر على قياس التغيرات الدقيقة في تدفق الأيونية مع القرار الزماني غير مسبوقة وحساسية في الزمن الحقيقي. هذا فيل التكنولوجيال تكون ذات فائدة في مجال علم السموم لاختبار المخدرات، وتشخيص الأمراض أو البحوث الأساسية كنموذج حاجز يمكن تكييفها بسهولة. وهذا الأسلوب يساعد أيضا على الحد من التجارب على الحيوانات، كما أنه يتيح التحقق من صحة نماذج في المختبر ليحل محل اختبار في الجسم الحي.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="589">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">CLEVIOS PH 1000</td>
			<td style="width:87px;">HERAUS CLEVIOS</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">AZ9260 resin</td>
			<td style="width:87px;">CIPEC SPECIALITIES</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA)</td>
			<td style="width:87px;">Acros Organic</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GOPS)</td>
			<td style="width:87px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">24-well Suspended cell Culture insert Millicell&#160; PET 0.4 &#956;m Millipore</td>
			<td style="width:87px;">Dominique dutscher</td>
			<td style="width:119px;">51705</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">24-well cell culture plate BD Falcon</td>
			<td style="width:87px;">Dominique dutscher</td>
			<td style="width:119px;">51705</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">STERICUP-GP PES 0.22 &#956;M</td>
			<td style="width:87px;">Dominique dutscher</td>
			<td style="width:119px;">51246</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">ADVANCED DMEM Marque GIBCO</td>
			<td style="width:87px;">Fisher scientific</td>
			<td style="width:119px;">E3434T</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">FBS HEAT INACT. S.AMERICAN</td>
			<td style="width:87px;">Fisher scientific</td>
			<td style="width:119px;">E3387M</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">PENICILLIN STREPTOMYCIN</td>
			<td style="width:87px;">Fisher scientific</td>
			<td style="width:119px;">E3470C</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">GLUTAMAX</td>
			<td style="width:87px;">Fisher scientific</td>
			<td style="width:119px;">E3524T</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">TRYPSIN 0.05% EDTA</td>
			<td style="width:87px;">Fisher scientific</td>
			<td style="width:119px;">E3513N</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">EGTA (Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N&#8242;,N&#8242;-tetraacetic acid)</td>
			<td style="width:87px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">E4378</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">ETHYLENE GLYCOL, ANHYDROUS, 99.8%,</td>
			<td style="width:87px;">Sigma aldrich</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Caco-2 cells</td>
			<td style="width:87px;">ATCC</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">PDMS</td>
			<td style="width:87px;">Dow corning</td>
			<td style="width:119px;">SYLGARD 184 SILICONE ELASTOMER</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Au (99.99%)</td>
			<td style="width:87px;">NEYCO</td>
			<td style="width:119px;">AU3X6</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Chromium (99.95%)</td>
			<td style="width:87px;">NEYCO</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Parylene C</td>
			<td style="width:87px;">Specialty Coating Systems</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:216px;">Ag/AgCl wire</td>
			<td style="width:87px;">HARVARD APPARATUS</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:216px;">Photoresist</td>
			<td style="width:87px;">CIPEC SPECIALITIES</td>
			<td style="width:119px;">R&#233;sine AZ9260</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

sensing of barrier tissue disruption with an organic electrochemical transistor

الجهاز الهضمي هو مثال على حاجز الأنسجة التي توفر حاجز مادي ضد دخول مسببات الأمراض والسموم، في حين يسمح بمرور الأيونات والجزيئات الضرورية. يمكن أن يكون سبب الاختراق في هذا الحاجز عن طريق انخفاض في تركيز الكالسيوم خارج الخلية. هذا الانخفاض في تركيز الكالسيوم يؤدي إلى تغيير متعلق بتكوين جزئي في البروتينات المشاركة في الختم من الجدار، مما أدى إلى زيادة في تدفق paracellular. لتقليد هذا التأثير الكالسيوم خالب جلايكول الإثيلين مكرر (الأثير بيتا aminoethyl)-N، N، N &#39;، وكان يستخدم حمض الخليك N&#39;رباعي (EGTA) على أحادي الطبقة من الخلايا المعروف أن ممثل الجهاز الهضمي. أساليب مختلفة للكشف عن اختلال النسيج حاجز موجودة بالفعل، مثل المناعي ونفاذية المقايسات. ومع ذلك، وهذه الأساليب هي مضيعة للوقت ومكلفة وغير مناسبة لقياسات الحيوية أو الإنتاجية العالية. الوسائل الإلكترونية لقياس الأنسجة حاجزتوجد أيضا النزاهة لقياس المقاومة بطريق الظهارة (TER)، ولكن هذه غالبا ما تكون مكلفة ومعقدة. هناك حاجة لتطوير طرق سريعة، ورخيصة، وحساسة على وجه السرعة كما على سلامة الأنسجة حاجز معلمة رئيسيا في اكتشاف الأدوية ووسائل التشخيص الممرض / السم. وقد تبين الترانزستور الكهروكيميائية العضوية (OECT) تتكامل مع النسيج حاجز تشكيل خلايا كجهاز جديدة قادرة على رصد حيوي سلامة الأنسجة الحاجز. الجهاز قادر على قياس التغيرات الدقيقة في تدفق الأيونية مع القرار الزماني لم يسبق لها مثيل والحساسية، في الوقت الحقيقي، كمؤشر على سلامة الأنسجة الحاجز. ويستند هذا الأسلوب الجديد على جهاز بسيط يمكن أن تكون متوافقة مع التطبيقات فحص إنتاجية عالية وبتكلفة منخفضة ملفقة.

خلال الخطوة الأولى من القياس، واستنزاف الحالي قد تختلف إلى حد ما، ولكن في معظم الحالات، ينبغي أن تظل مستقرة (الشكل 2، القسم). إذا كانت إشارة غير مستقرة، يجب التخلص من الترانزستور واستبدالها. يضمن هذا الاختيار الاستقرار أيضا أن أي خسائر الأولي في التوصيل من ال...

Watch this Scientific Journal Video about Sensing of Barrier Tissue Disruption with an Organic Electrochemical Transistor at JoVE.com

Sensing of Barrier Tissue Disruption with an Organic Electrochemical Transistor

تم دمج الترانزستور العضوي الكهروكيميائية مع الخلايا الحية وتستخدم لمراقبة تدفق الأيونات عبر حاجز الظهارية المعوية. في هذه الدراسة، وزيادة في تدفق أيون، تتعلق تعطيل منعطفات ضيقة، الناجم عن وجود EGTA خالب الكالسيوم (جلايكول الإثيلين مكرر (الأثير بيتا aminoethyl)-N، N، N &#39;، الخليك N&#39;رباعي حامض)، ويقاس.

الاستشعار من الجدار الأنسجة تعطيل مع الترانزستور العضوي الكهروكيميائية

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

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

11.6K Views.  Ecole Nationale Superieure des Mines.  تم دمج الترانزستور العضوي الكهروكيميائية مع الخلايا الحية وتستخدم لمراقبة تدفق الأيونات عبر حاجز الظهارية المعوية. في هذه الدراسة، وزيادة في تدفق أيون، تتعلق تعطيل منعطفات ضيقة، الناجم عن وجود EGTA خالب الكالسيوم (جلايكول الإثيلين مكرر (ال...

Video: Sensing of Barrier Tissue Disruption with an Organic Electrochemical Transistor

Hollow Microneedle-based Sensor for Multiplexed Transdermal Electrochemical Sensing

The development of a minimally invasive multiplexed monitoring system for rapid analysis of biologically-relevant molecules could offer individuals suffering from chronic medical conditions facile assessment of their immediate physiological state. Furthermore, it could serve as a research tool for analysis of complex, multifactorial medical conditions. In order for such a multianalyte sensor to be realized, it must be minimally invasive, sampling of interstitial fluid must occur without pain or harm to the user, and analysis must be rapid as well as selective.
Initially developed for pain-free drug delivery, microneedles have been used to deliver vaccines and pharmacologic agents (e.g., insulin) through the skin.1-2 Since these devices access the interstitial space, microneedles that are integrated with microelectrodes can be used as transdermal electrochemical sensors. Selective detection of glucose, glutamate, lactate, hydrogen peroxide, and ascorbic acid has been demonstrated using integrated microneedle-electrode devices with carbon fibers, modified carbon pastes, and platinum-coated polymer microneedles serving as transducing elements.3-7,8
This microneedle sensor technology has enabled a novel and sophisticated analytical approach for in situ and simultaneous detection of multiple analytes. Multiplexing offers the possibility of monitoring complex microenvironments, which are otherwise difficult to characterize in a rapid and minimally invasive manner. For example, this technology could be utilized for simultaneous monitoring of extracellular levels of, glucose, lactate and pH,9 which are important metabolic indicators of disease states7,10-14 (e.g., cancer proliferation) and exercise-induced acidosis.15

This article details the construction of a multiplexed microneedle-based sensor. The device is being developed for in situ sampling and electrochemical analysis of multiple analytes in a rapid and selective manner. We envision clinical medicine and biomedical research uses for these microneedle-based sensors.

أجوف Microneedle المستندة إلى الاستشعار عن تعدد في الإرسال الاستشعار الكهروكيميائية عبر الجلد

The development of a minimally invasive multiplexed monitoring system for rapid analysis of biologically-relevant molecules could offer individuals ...

Bacterial Detection &amp; Identification Using Electrochemical Sensors

Electrochemical sensors are widely used for rapid and accurate measurement of blood glucose and can be adapted for detection of a wide variety of analytes. Electrochemical sensors operate by transducing a biological recognition event into a useful electrical signal. Signal transduction occurs by coupling the activity of a redox enzyme to an amperometric electrode. Sensor specificity is either an inherent characteristic of the enzyme, glucose oxidase in the case of a glucose sensor, or a product of linkage between the enzyme and an antibody or probe.
Here, we describe an electrochemical sensor assay method to directly detect and identify bacteria. In every case, the probes described here are DNA oligonucleotides. This method is based on sandwich hybridization of capture and detector probes with target ribosomal RNA (rRNA). The capture probe is anchored to the sensor surface, while the detector probe is linked to horseradish peroxidase (HRP). When a substrate such as 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine (TMB) is added to an electrode with capture-target-detector complexes bound to its surface, the substrate is oxidized by HRP and reduced by the working electrode. This redox cycle results in shuttling of electrons by the substrate from the electrode to HRP, producing current flow in the electrode.

We describe an electrochemical sensor assay method for rapid bacterial detection and identification. The assay involves a sensor array functionalized with DNA oligonucleotide capture probes for ribosomal RNA (rRNA) species-specific sequences. Sandwich hybridization of target rRNA with the capture probe and a horseradish peroxidase-linked DNA oligonucleotide detector probe produces a measurable amperometric current.

كشف البكتيرية والاستدلال باستخدام مجسات الكهروكيميائية

Electrochemical  sensors are widely used for rapid and accurate measurement of blood glucose and  can be adapted for detection of a wide variety of ...

Electric Cell-substrate Impedance Sensing for the Quantification of Endothelial Proliferation, Barrier Function, and Motility

Electric Cell-substrate Impedance Sensing (ECIS) is an in vitro impedance measuring system to quantify the behavior of cells within adherent cell layers. To this end, cells are grown in special culture chambers on top of opposing, circular gold electrodes. A constant small alternating current is applied between the electrodes and the potential across is measured. The insulating properties of the cell membrane create a resistance towards the electrical current flow resulting in an increased electrical potential between the electrodes. Measuring cellular impedance in this manner allows the automated study of cell attachment, growth, morphology, function, and motility. Although the ECIS measurement itself is straightforward and easy to learn, the underlying theory is complex and selection of the right settings and correct analysis and interpretation of the data is not self-evident. Yet, a clear protocol describing the individual steps from the experimental design to preparation, realization, and analysis of the experiment is not available. In this article the basic measurement principle as well as possible applications, experimental considerations, advantages and limitations of the ECIS system are discussed. A guide is provided for the study of cell attachment, spreading and proliferation; quantification of cell behavior in a confluent layer, with regard to barrier function, cell motility, quality of cell-cell and cell-substrate adhesions; and quantification of wound healing and cellular responses to vasoactive stimuli. Representative results are discussed based on human microvascular (MVEC) and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC), but are applicable to all adherent growing cells.

This protocol reviews Electric Cell-substrate Impedance Sensing, a method to record and analyze the impedance spectrum of adherent cells for the quantification of cell attachment, proliferation, motility, and cellular responses to pharmacological and toxic stimuli. Detection of endothelial permeability and assessment of cell-cell and cell-substrate contacts are emphasized.

الكهربائية الخلوي الركيزة مقاومة استشعار لتقدير حجم انتشار غشائي، الحاجز وظيفة، والحركة

Electric Cell-substrate Impedance Sensing (ECIS) is an in vitro impedance measuring system to quantify the behavior of cells within adherent cell layers. ...

Preparation of Silicon Nanowire Field-effect Transistor for Chemical and Biosensing Applications

Surveillance using biomarkers is critical for the early detection, rapid intervention, and reduction in the incidence of diseases. In this study, we describe the preparation of polycrystalline silicon nanowire field-effect transistors (pSNWFETs) that serve as biosensing devices for biomarker detection. A protocol for chemical and biomolecular sensing by using pSNWFETs is presented. The pSNWFET device was demonstrated to be a promising transducer for real-time, label-free, and ultra-high-sensitivity biosensing applications. The source/drain channel conductivity of a pSNWFET is sensitive to changes in the environment around its silicon nanowire (SNW) surface. Thus, by immobilizing probes on the SNW surface, the pSNWFET can be used to detect various biotargets ranging from small molecules (dopamine) to macromolecules (DNA and proteins). Immobilizing a bioprobe on the SNW surface, which is a multistep procedure, is vital for determining the specificity of the biosensor. It is essential that every step of the immobilization procedure is correctly performed. We verified surface modifications by directly observing the shift in the electric properties of the pSNWFET following each modification step. Additionally, X-ray photoelectron spectroscopy was used to examine the surface composition following each modification. Finally, we demonstrated DNA sensing on the pSNWFET. This protocol provides step-by-step procedures for verifying bioprobe immobilization and subsequent DNA biosensing application.

We describe key steps for biosensing by using polysilicon nanowire field-effect transistors, including the preparation of the device and the immobilization and confirmation of a DNA molecular probe on the nanowire surface, as well as conditions for DNA sensing.

إعداد السيليكون أسلاك متناهية الصغر حقل التأثير الترانزستور لتطبيقات كيميائية وBiosensing

Surveillance using biomarkers is critical for the early detection, rapid intervention, and reduction in the incidence of diseases. In this study, we ...

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

In reconstructive surgery, there is a clinical need for an alternative to the current methods of autologous reconstruction which are complex, costly and trade one defect for another. Tissue engineering holds the promise to address this increasing demand. However, most tissue engineering strategies fail to generate stable and functional tissue substitutes because of poor vascularization. This paper focuses on an in vivo tissue engineering chamber model of intrinsic vascularization where a perfused artery and a vein either as an arteriovenous loop or a flow-through pedicle configuration is directed inside a protected hollow chamber. In this chamber-based system angiogenic sprouting occurs from the arteriovenous vessels and this system attracts ischemic and inflammatory driven endogenous cell migration which gradually fills the chamber space with fibro-vascular tissue. Exogenous cell/matrix implantation at the time of chamber construction enhances cell survival and determines specificity of the engineered tissues which develop. Our studies have shown that this chamber model can successfully generate different tissues such as fat, cardiac muscle, liver and others. However, modifications and refinements are required to ensure target tissue formation is consistent and reproducible. This article describes a standardized protocol for the fabrication of two different vascularized tissue engineering chamber models in vivo.

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

This is a guideline for constructing in vivo vascularized tissue using a microsurgical arteriovenous loop or a flow-through pedicle configuration inside a tissue engineering chamber. The vascularized tissues generated can be employed for organ regeneration and replacement of tissue defects, as well as for drug testing and disease modeling.

هندسة الأنسجة عن طريق الجوهرية الأوعية الدموية في<em&gt; في فيفو</em&gt; غرفة هندسة الأنسجة

In reconstructive surgery, there is a clinical need for an alternative to the current methods of autologous reconstruction which are complex, costly and ...

Wet Chemistry and Peptide Immobilization on Polytetrafluoroethylene for Improved Cell-adhesion

Endowing materials surface with cell-adhesive properties is a common strategy in biomaterial research and tissue engineering. This is particularly interesting for already approved polymers that have a long standing use in medicine because these materials are well characterized and legal issues associated with the introduction of newly synthesized polymers may be avoided. Polytetrafluoroethylene (PTFE) is one of the most frequently employed materials for the manufacturing of vascular grafts but the polymer lacks cell adhesion promoting features. Endothelialization, i.e., complete coverage of the grafts inner surface with a confluent layer of endothelial cells is regarded key to optimal performance, mainly by reducing thrombogenicity of the artificial interface.
This study investigates the growth of endothelial cells on peptide-modified PTFE and compares these results to those obtained on unmodified substrate. Coupling with the endothelial cell adhesive peptide Arg-Glu-Asp-Val (REDV) is performed via activation of the fluorin-containing polymer using the reagent sodium naphthalenide, followed by subsequent conjugation steps. Cell culture is accomplished using Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVECs) and excellent cellular growth on peptide-immobilized material is demonstrated over a two-week period.

Cell-adhesiveness is key to many approaches in biomaterial research and tissue engineering. A step-by-step technique is presented using wet-chemistry for the surface modification of the important polymer PTFE with peptides.

الرطب الكيمياء والببتيد الشلل على تترافلوروإيثيلين لتحسين خلية التصاق

Endowing materials surface with cell-adhesive properties is a common strategy in biomaterial research and tissue engineering. This is particularly ...

Development of an Electrochemical DNA Biosensor to Detect a Foodborne Pathogen

Vibrio parahaemolyticus (V. parahaemolyticus) is a common foodborne pathogen that contributes to a large proportion of public health problems globally, significantly affecting the rate of human mortality and morbidity. Conventional methods for the detection of V. parahaemolyticus such as culture-based methods, immunological assays, and molecular-based methods require complicated sample handling and are time-consuming, tedious, and costly. Recently, biosensors have proven to be a promising and comprehensive detection method with the advantages of fast detection, cost-effectiveness, and practicality. This research focuses on developing a rapid method of detecting V. parahaemolyticus with high selectivity and sensitivity using the principles of DNA hybridization. In the work, characterization of synthesized polylactic acid-stabilized gold nanoparticles (PLA-AuNPs) was achieved using X-ray Diffraction (XRD), Ultraviolet-visible Spectroscopy (UV-Vis), Transmission Electron Microscopy (TEM), Field-emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), and Cyclic Voltammetry (CV). We also carried out further testing of stability, sensitivity, and reproducibility of the PLA-AuNPs. We found that the PLA-AuNPs formed a sound structure of stabilized nanoparticles in aqueous solution. We also observed that the sensitivity improved as a result of the smaller charge transfer resistance (Rct) value and an increase of active surface area (0.41 cm2). The development of our DNA biosensor was based on modification of a screen-printed carbon electrode (SPCE) with PLA-AuNPs and using methylene blue (MB) as the redox indicator. We assessed the immobilization and hybridization events by differential pulse voltammetry (DPV). We found that complementary, non-complementary, and mismatched oligonucleotides were specifically distinguished by the fabricated biosensor. It also showed reliably sensitive detection in cross-reactivity studies against various food-borne pathogens and in the identification of V. parahaemolyticus in fresh cockles.

A protocol for the development of an electrochemical DNA biosensor comprising a polylactic acid-stabilized, gold nanoparticles-modified, screen-printed carbon electrode to detect Vibrio parahaemolyticus is presented.

تطوير Biosensor الكهروكيميائية الحمض النووي للكشف عن مسببات الأمراض المنقولة عن طريق الأغذية

Vibrio parahaemolyticus (V. parahaemolyticus) is a common foodborne pathogen that contributes to a large proportion of public health problems globally, ...

In Vitro Multiparametric Cellular Analysis by Micro Organic Charge-modulated Field-effect Transistor Arrays

Modern electrophysiology has been constantly fueled by the parallel development of increasingly sophisticated tools and materials. In turn, discoveries in this field have driven technological progress in a back-and-forth process that ultimately determined the impressive achievements of the past 50 years. However, the most employed devices used for cellular interfacing (namely, the microelectrode arrays and microelectronic devices based on transistors) still present several limitations such as high cost, the rigidity of the materials, and the presence of an external reference electrode. To partially overcome these issues, there have been developments in a new scientific field called organic bioelectronics, resulting in advantages such as lower cost, more convenient materials, and innovative fabrication techniques.
Several interesting new organic devices have been proposed during the past decade to conveniently interface with cell cultures.&#160;This paper presents the protocol for the fabrication of devices for cellular interfacing based on the organic charge-modulated field-effect transistor (OCMFET). These devices, called micro OCMFET arrays (MOAs), combine the advantages of organic electronics and the peculiar features of the OCMFET to prepare transparent, flexible, and reference-less tools with which it is possible to monitor both the electrical and the metabolic activities of cardiomyocytes and neurons in vitro, thus allowing a multiparametric evaluation of electrogenic cell models.

In Vitro Multiparametric Cellular Analysis by Micro Organic Charge-modulated Field-effect Transistor Arrays

Here, we present the fabrication protocol of an organic charge-modulated field-effect transistor (OCMFET)-based device for in vitro cellular interfacing. The device, called a micro OCMFET array, is a flexible, low-cost, and reference-less device, which will enable the monitoring of the electrical and metabolic activities of electroactive cell cultures.

في فيترو تحليل خلوي متعدد البارامترات بواسطة صفيفات ترانزستور ذات تأثير ميداني معدلة بواسطة Micro Organic

Modern electrophysiology has been constantly fueled by the parallel development of increasingly sophisticated tools and materials. In turn, discoveries in ...

Disruption of the Blood-Spinal Cord Barrier Using Low-Intensity Focused Ultrasound in a Rat Model

Low-intensity focused ultrasound (LIFU) uses ultrasonic pulsations at lower intensities than ultrasound and is being tested as a reversible and precise neuromodulatory technology. Although LIFU-mediated blood-brain barrier (BBB) opening has been explored in detail, no standardized technique for blood-spinal cord barrier (BSCB) opening has been established to date. Therefore, this protocol presents a method for successful BSCB disruption using LIFU sonication in a rat model, including descriptions of animal preparation, microbubble administration, target selection&#160;and localization, as well as BSCB disruption visualization and confirmation. The approach reported here is particularly useful for researchers who need a fast and cost-effective method to test and confirm target localization and precise BSCB disruption in a small animal model with a focused ultrasound transducer, evaluate the BSCB efficacy of sonication parameters, or explore applications for LIFU at the spinal cord, such as drug delivery, immunomodulation, and neuromodulation. Optimizing this protocol for individual use is recommended, especially for advancing future preclinical, clinical, and translational work.

Disruption of the blood-spinal cord barrier (BSCB) can be successfully achieved with the intravenous administration of microbubbles and the application of low-intensity focused ultrasound (LIFU). This protocol details the opening of the BSCB using LIFU in a rodent model, including equipment setup, microbubble injection, target localization, and BSCB disruption visualization.

اضطراب الحاجز الدموي للحبل الشوكي باستخدام الموجات فوق الصوتية المركزة منخفضة الكثافة في نموذج الفئران

Low-intensity focused ultrasound (LIFU) uses ultrasonic pulsations at lower intensities than ultrasound and is being tested as a reversible and precise ...

تقييم التغيرات في سلوك الخلية المستحثة ب MOF عن طريق استشعار الركيزة الخلوية الكهربائية

Electric Cell-Substrate Sensing for Real-Time Evaluation of Metal-Organic Framework Toxicological Profiles

Metal-organic frameworks (MOFs) are hybrids formed through the coordination of metal ions and organic linkers in organic solvents. The implementation of MOFs in biomedical and industrial applications has led to concerns regarding their safety. Herein, the profile of a selected MOF, a zeolitic imidazole framework, was evaluated upon exposure to human lung epithelial cells. The platform for evaluation was a real-time technique (i.e., electric cell-substrate impedance sensing [ECIS]). This study identifies and discusses some of the deleterious effects of the selected MOF on the exposed cells. Furthermore, this study demonstrates the benefits of using the real-time method versus other biochemical assays for comprehensive cell evaluations. The study concludes that observed changes in cell behavior could hint at possible toxicity induced upon exposure&#160;to MOFs of different physicochemical characteristics and the dosage of those frameworks being used. By understanding changes in cell behavior, one foresees the ability to improve safe-by-design strategies of MOFs to be used for biomedical applications by specifically tailoring their physicochemical characteristics.

تسليط الضوء على المؤلف: التقدم في تقييم استجابة الخلايا الظهارية الرئوية البشرية للأطر المعدنية العضوية 

The following study evaluates the toxicological profile of a selected metal-organic framework utilizing electric cell-substrate impedance sensing (ECIS), a real-time, high-throughput screening technique.

استشعار الركيزة الخلوية الكهربائية للتقييم في الوقت الحقيقي للملامح السمية للإطار المعدني العضوي

Metal-organic frameworks (MOFs) are hybrids formed through the coordination of metal ions and organic linkers in organic solvents. The implementation of ...