Culturing and Electrophysiology of Cells on NRCC Patch-clamp Chips

Due to its exquisite sensitivity and the ability to monitor and control individual cells at the level of ion channels, patch-clamping is the gold standard ...

National Research Council of Canada

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We report on a simple and high-yield manufacturing process for silicon planar patch-clamp chips, which allow low capacitance and series resistance from individually identified cultured neurons. Apertures are etched in a high-quality silicon nitride film on a silicon wafer; wells are opened on the backside of the wafer by wet etching and passivated by a thick deposited silicon dioxide film to reduce the capacitance of the chip and to facilitate the formation of a high-impedance cell to aperture seal. The chip surface is suitable for culture of neurons over a small orifice in the substrate with minimal leak current. Collectively, these features enable high-fidelity electrophysiological recording of transmembrane currents resulting from ion channel activity in cultured neurons. Using cultured Lymnaea neurons we demonstrate whole-cell current recordings obtained from a voltage-clamp stimulation protocol, and in current-clamp mode we report action potentials stimulated by membrane depolarization steps. Despite the relatively large size of these neurons, good temporal and spatial control of cell membrane voltage was evident. To our knowledge this is the first report of recording of ion channel activity and action potentials from neurons cultured directly on a planar patch-clamp chip. This interrogation platform has enormous potential as a novel tool to readily provide high-information content during pharmaceutical assays to investigate in vitro models of disease, as well as neuronal physiology and synaptic plasticity.

A novel silicon patch-clamp chip permits high-fidelity recording of ion channel activity from functionally defined neurons.

Nous rapportons un proc&#xE9;d&#xE9; de fabrication simple et &#xE0; rendement &#xE9;lev&#xE9; pour de silicium planes de patch-clamp puces, qui permettent une faible capacit&#xE9; et la r&#xE9;sistance s&#xE9;rie de identifi&#xE9;s individuellement des neurones en culture. Ouvertures sont grav&#xE9;s dans un film de haute qualit&#xE9; de nitrure de silicium sur une plaquette de silicium; puits sont ouverts sur la face arri&#xE8;re de la plaquette par gravure humide et passiv&#xE9; par un film &#xE9;pais de dioxyde de silicium d&#xE9;pos&#xE9; &#xE0; r&#xE9;duire la capacit&#xE9; de la puce et pour faciliter la formation d&#x26;#39; une cellule &#xE0; haute imp&#xE9;dance d&#x26;#39;&#xE9;tanch&#xE9;it&#xE9; d&#x26;#39;ouverture. La surface de puce est adapt&#xE9; pour la culture de plus de neurones un petit orifice dans le substrat avec un minimum de courant de fuite. Collectivement, ces fonctionnalit&#xE9;s permettent de haute fid&#xE9;lit&#xE9; de l&#x26;#39;enregistrement &#xE9;lectrophysiologique des courants transmembranaires r&#xE9;sultant de l&#x26;#39;activit&#xE9; des canaux ioniques dans les neurones en culture. En utilisant des cultures de neurones Lymnaea nous faisons preuve de cellules enti&#xE8;res enregistrements actuels obtenus &#xE0; partir d&#x26;#39;un protocole de stimulation voltage-clamp, et en courant en mode pince nous rapportons des potentiels d&#x26;#39;action stimul&#xE9;es par &#xE9;tapes d&#xE9;polarisation de la membrane. Malgr&#xE9; la taille relativement importante de ces neurones, un bon contr&#xF4;le temporelle et spatiale de la tension membrane cellulaire &#xE9;tait &#xE9;vident. A notre connaissance c&#x26;#39;est le premier rapport de l&#x26;#39;enregistrement de l&#x26;#39;activit&#xE9; des canaux ioniques et des potentiels d&#x26;#39;action de neurones cultiv&#xE9;s directement sur un plan de patch-clamp puce. Cette plate-forme d&#x26;#39;interrogation a un potentiel &#xE9;norme en tant que nouvel outil &#xE0; fournir rapidement des informations &#xE0; haute teneur en cours de tests pharmaceutiques pour enqu&#xEA;ter sur des mod&#xE8;les in vitro de la maladie, ainsi que la physiologie neuronale et la plasticit&#xE9; synaptique.

Une Silicon Novel patch-clamp Chip Permis haute fid&#xE9;lit&#xE9; d&#x26;#39;enregistrement de l&#x26;#39;activit&#xE9; de canaux ioniques fonctionnellement neurones d&#xE9;finies

Wir berichten &uuml;ber eine einfache und hochverzinsliche Herstellungsprozess f&uuml;r Silizium planar Patch-Clamp-Chips, die niederohmigen Kapazit&auml;ts- und Serie von individuell bestimmte kultivierten Neuronen erm&ouml;glichen. &Ouml;ffnungen sind in einem qualitativ hochwertige Silizium-Nitrid-Film auf einem Silizium-Wafer ge&auml;tzt; Brunnen sind auf der R&uuml;ckseite des Wafers durch Nass&auml;tzen ge&ouml;ffnet und passiviert ein dickes hinterlegten Siliciumdioxid-Film, die Kapazit&auml;t des Chips zu reduzieren und die Bildung einer Zelle hochohmige auf Blende Siegel zu erleichtern. Die Chip-Oberfl&auml;che eignet sich f&uuml;r die Kultur der Neuronen &uuml;ber eine kleine &Ouml;ffnung in das Substrat mit aktuellen minimal Leck. Diese Features werden kollektiv, High-Fidelity-elektrophysiologische Aufnahme Transmembran Str&ouml;mungen aus Ion Channel-Aktivit&auml;ten in kultivierten Neuronen aktivieren. Mit kultivierte Lymnaea Neuronen zeigen wir ganze Zellen aktuelle Aufnahmen ein Klemm-Spannung Anregung Protokoll entnommen und im Klemm-Strom-Modus berichten wir Aktionspotentiale durch Membrane Depolarisierung Schritte angeregt. Trotz der relativ gro&szlig;en Gr&ouml;&szlig;e dieser Neuronen zeigte gute zeitliche und r&auml;umliche Kontrolle der Zellmembran Spannung. Unseres Wissens ist dies der erste Bericht der Aufnahme von Ion Channel-Aktivit&auml;ten und Aktionspotentiale von Neuronen, die direkt auf eine planare Patch-Clamp-Chip kultiviert. Dieses Verh&ouml;r-Plattform hat enormes Potential als neuartige Werkzeug leicht hoher Informationsgehalt w&auml;hrend pharmazeutische Proben zur Untersuchung von in-vitro-Modelle von Krankheit, sowie neuronale Physiologie und synaptische Plastizit&auml;t bereitstellen.

Eine neuartige Patch-Clamp-Siliziumchip erlaubt originalgetreue Aufnahme von Ion Channel-Aktivit&auml;ten von funktional definierte Neuronen.

Abbiamo relazione su un semplice e ad alto rendimento processo produttivo per silicon chip planare patch-clamp, che permettono la resistenza bassa capacitanza e serie da neuroni coltivati identificati individualmente. Aperture sono incise in un film di nitruro di silicio di alta qualit&agrave; su un wafer di silicio; pozzi sono aperti sul retro della cialda da acquaforte bagnata e passivate da un film di spessore depositato biossido di silicio per ridurre la capacit&agrave; del chip e per facilitare la formazione di una cella ad alta impedenza a sigillo di apertura. La superficie del chip &egrave; adatta per la coltura di neuroni sopra un piccolo orifizio nel substrato con minima perdita di corrente. Collettivamente, queste funzionalit&agrave; consentono la registrazione elettrofisiologica ad alta fedelt&agrave; di correnti transmembrane risultante dall&#39;attivit&agrave; del canale ionico in neuroni coltivati. Utilizzando colti Lymnaea neuroni dimostriamo tutta la cella corrente registrazioni ottenute da un protocollo di stimolazione del morsetto di tensione, e nella modalit&agrave; di corrente-morsetto segnalandovi potenziali d&#39;azione stimolati da fasi di depolarizzazione di membrana. Nonostante le dimensioni relativamente grandi di questi neuroni, buon controllo spaziale e temporale della tensione di membrana delle cellule &egrave; stato evidente. A nostra conoscenza questo &egrave; il primo rapporto di registrazione dell&#39;attivit&agrave; del canale ionico e potenziale d&#39;azione da neuroni coltivati direttamente su un chip di patch-clamp planare. Questa piattaforma di interrogatorio ha un enorme potenziale come strumento di romanzo prontamente fornire informazioni ad alto contenuto durante dosaggi farmaceutici per indagare su modelli in vitro di malattia, cos&igrave; come la fisiologia neuronale e la plasticit&agrave; sinaptica.

Un chip di silicio romanzo patch-clamp permette la registrazione ad alta fedelt&agrave; di attivit&agrave; del canale ionico da neuroni funzionalmente definiti.

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vitro&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3067;&#x8ABF;&#x67FB;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x533B;&#x85AC;&#x54C1;&#x30A2;&#x30C3;&#x30BB;&#x30A4;&#x306E;&#x9593;&#x3001;&#x9AD8;&#x60C5;&#x5831;&#x91CF;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3059;&#x308B;&#x65B0;&#x305F;&#x306A;&#x30C4;&#x30FC;&#x30EB;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x5927;&#x304D;&#x306A;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x3092;&#x6301;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x65B0;&#x898F;&#x30B7;&#x30EA;&#x30B3;&#x30F3;&#x30D1;&#x30C3;&#x30C1;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x306F;&#x3001;&#x6A5F;&#x80FD;&#x7684;&#x306B;&#x5B9A;&#x7FA9;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30CB;&#x30E5;&#x30FC;&#x30ED;&#x30F3;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x30C1;&#x30E3;&#x30CD;&#x30EB;&#x6D3B;&#x6027;&#x306E;&#x9AD8;&#x5FE0;&#x5B9F;&#x5EA6;&#x9332;&#x97F3;&#x3092;&#x8A31;&#x53EF;&#x3057;&#x307E;&#x3059;

&#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xAC04;&#xB2E8;&#xD55C; &#xBCF4;&#xACE0; &#xBC0F; &#xB192;&#xC740; &#xD56D;&#xBCF5; &#xC2E4;&#xB9AC;&#xCF58; &#xC81C;&#xC870; &#xACF5;&#xC815; &#xC218; &#xC788;&#xB3C4;&#xB85D; &#xAC1C;&#xBCC4;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xD655;&#xC778; &#xB41C; &#xACBD;&#xC791;&#xB41C; &#xB274;&#xB7F0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB0AE;&#xC740; &#xCEE4;&#xD328;&#xC2DC;&#xD134;&#xC2A4; &#xBC0F; &#xC2DC;&#xB9AC;&#xC988; &#xC800;&#xD56D; &#xD3C9;&#xBA74; &#xD328;&#xCE58; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xCE69;. Apertures &#xC2E4;&#xB9AC;&#xCF58; &#xC6E8;&#xC774;&#xD37C;;&#xC5D0; &#xACE0;&#xAE09; &#xC2E4;&#xB9AC;&#xCF58; &#xB098;&#xC774;&#xD2B8; &#xB77C; &#xC774;&#xB4DC; &#xD544;&#xB984;&#xC5D0; &#xC0C8;&#xACA8;&#xC838; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6F0; &#xC2A4;&#xB294; &#xC6E8;&#xC774;&#xD37C;&#xC758; &#xB4B7;&#xBA74;&#xC5D0; &#xC2B5;&#xC2DD;&#xB41C; &#xC5D0;&#xCE6D;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC5F4;&#xB9AC;&#xACE0; passivated &#xB450;&#xAEBC;&#xC6B4; &#xC608;&#xCE58; &#xC774;&#xC0B0;&#xD654; &#xADDC;&#xC18C; &#xD544;&#xB984; &#xCE69;&#xC758; &#xCEE4;&#xD328;&#xC2DC;&#xD134;&#xC2A4;&#xB97C; &#xAC10;&#xC18C; &#xD558; &#xACE0; &#xC870;&#xB9AC;&#xAC1C; &#xC778;&#xAC10; &#xD558;&#xC774; &#xC784;&#xD53C;&#xB358;&#xC2A4; &#xC140;&#xC758; &#xD615;&#xC131;&#xC744; &#xCD09;&#xC9C4;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574;. &#xCE69; &#xD45C;&#xBA74; &#xCD5C;&#xC18C;&#xD55C;&#xC758; &#xB204;&#xC124; &#xC804;&#xB958;&#xC640; &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xC791;&#xC740; &#xAD6C;&#xBA4D;&#xC744; &#xD1B5;&#xD574; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xBB38;&#xD654;&#xC5D0; &#xC801;&#xD569; &#xD558;&#xB2E4;. &#xC0E8; &#xB2E4;, &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xACBD;&#xC791;&#xB41C; &#xB274;&#xB7F0;&#xC758; &#xC774;&#xC628; &#xCC44;&#xB110; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD558;&#xB294; &#xB9C9; &#xD6A1;&#xB2E8; &#xD574;&#xB958;&#xC758; &#xACE0; &#xCDA9;&#xC2E4;&#xB3C4; electrophysiological &#xB179;&#xC74C;. &#xAD50;&#xC591;&#xB41C; Lymnaea &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC804;&#xCCB4; &#xC140; &#xD604;&#xC7AC; &#xB179;&#xC74C; &#xC804;&#xC555; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xC790;&#xADF9; &#xD504;&#xB85C;&#xD1A0;&#xCF5C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC5BB;&#xC740; &#xC2DC;&#xC5F0; &#xBC0F; &#xC804;&#xB958; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xBAA8;&#xB4DC;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC6B0;&#xB9AC; &#xBCF4;&#xACE0; &#xB9C9; depolarization &#xB2E8;&#xACC4;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC790;&#xADF9;&#xB41C; &#xD589;&#xB3D9; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xB825;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xBE44;&#xAD50;&#xC801; &#xD070; &#xD06C;&#xAE30;&#xC5D0;&#xB3C4; &#xBD88;&#xAD6C; &#xD558; &#xACE0; &#xC138;&#xD3EC; &#xB9C9; &#xC804;&#xC555;&#xC758; &#xC88B;&#xC740; &#xC2DC;&#xAC04;&#xC801; &#xBC0F; &#xACF5;&#xAC04;&#xC801; &#xC81C;&#xC5B4; &#xBD84;&#xBA85; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xC9C0;&#xC2DD;&#xC744; &#xD558;&#xB824;&#xBA74;&#xC774; &#xC774;&#xC628; &#xCC44;&#xB110; &#xD65C;&#xB3D9; &#xBC0F; &#xD3C9;&#xBA74; &#xD328;&#xCE58; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xCE69;&#xC5D0; &#xC9C1;&#xC811; &#xACBD;&#xC791; &#xD558;&#xB294; &#xB274;&#xB7F0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD589;&#xB3D9; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xB825;&#xC758; &#xAE30;&#xB85D;&#xC758; &#xCCAB; &#xBC88;&#xC9F8; &#xBCF4;&#xACE0;&#xC11C;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xC2EC;&#xBB38; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC; &#xC27D;&#xAC8C; &#xC81C;&#xC57D; &#xBD84;&#xC11D; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xC9C8;&#xBCD1;, &#xC2E0;&#xACBD; &#xC0DD;&#xB9AC;&#xD559; &#xBC0F; &#xC2DC; &#xB0C5; &#xC2A4;&#xAC00; &#xC18C;&#xC131;&#xC758; &#xCCB4; &#xC678; &#xBAA8;&#xB378;&#xC744; &#xC870;&#xC0AC; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548; &#xB192;&#xC740; &#xC815;&#xBCF4; &#xCF58;&#xD150;&#xCE20;&#xB97C; &#xC81C;&#xACF5; &#xD558;&#xB294; &#xC18C;&#xC124; &#xB3C4;&#xAD6C;&#xB85C; &#xAC70; &#xB300; &#xD55C; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xB825;&#xC774; &#xC788;&#xB2E4;.

&#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xC2E4;&#xB9AC;&#xCF58; &#xD328;&#xCE58; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xCE69; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC815;&#xC758; &#xB41C; &#xB274;&#xB7F0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC774;&#xC628; &#xCC44;&#xB110; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC758; &#xACE0; &#xCDA9;&#xC2E4;&#xB3C4; &#xB179;&#xC74C;&#xC744; &#xD5C8;&#xC6A9;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Se presenta en un proceso de fabricaci&#xF3;n simple y de alto rendimiento para el plano de silicio chips de patch-clamp, que permiten baja capacitancia y resistencia en serie a partir identificados individualmente las neuronas cultivadas. Las aberturas est&#xE1;n grabados en una pel&#xED;cula de silicio de alta calidad de nitruro sobre una oblea de silicio; pozos se abren en la parte posterior de la oblea por grabado h&#xFA;medo y pasivado por una gruesa pel&#xED;cula depositada de di&#xF3;xido de silicio para reducir la capacitancia del chip y para facilitar la formaci&#xF3;n de una celda de alta impedancia para sellar la abertura. La superficie del chip es adecuado para el cultivo de neuronas a trav&#xE9;s de un peque&#xF1;o orificio en el substrato con una m&#xED;nima p&#xE9;rdida de corriente. En conjunto, estas caracter&#xED;sticas permiten a los de alta fidelidad de registro electrofisiol&#xF3;gico de las corrientes transmembrana resultado de la actividad del canal de iones en las neuronas cultivadas. Utilizando cultivos de neuronas Lymnaea demostramos conjunto de c&#xE9;lulas grabaciones actuales obtenidos a partir de un protocolo de estimulaci&#xF3;n fijaci&#xF3;n de voltaje, y en modo de corriente-clamp se reporta los potenciales de acci&#xF3;n estimulada por los pasos despolarizaci&#xF3;n de la membrana. A pesar del tama&#xF1;o relativamente grande de estas neuronas, un buen control temporal y espacial de la tensi&#xF3;n de la membrana celular era evidente. A nuestro entender este es el primer informe de registro de la actividad de canales de iones y los potenciales de acci&#xF3;n de las neuronas cultivadas directamente en un plano de patch-clamp chip. Esta plataforma de interrogatorio tiene un enorme potencial como una herramienta novedosa para proporcionar facilidad de alto contenido de la informaci&#xF3;n durante los ensayos farmac&#xE9;uticos para investigar en modelos in vitro de la enfermedad, as&#xED; como la fisiolog&#xED;a neuronal y la plasticidad sin&#xE1;ptica.

Una novela de silicio de patch-clamp chip Permite la grabaci&#xF3;n de alta fidelidad de la actividad de canal i&#xF3;nico de las neuronas funcionalmente definidos

Vi presentiamo un microchip polimero capace di monitoraggio attivit&agrave; neuronale con una fedelt&agrave; mai ottenuto su un dispositivo di patch-clamp planare. Cardio-respiratorio neuroni sinistra pedale dorsale 1 (LPeD1) dal mollusco Lymnaea sono stati coltivati su superficie di polyimide di microchip per 2-4 ore. Neuroni coltivati formano guarnizioni ad alta resistenza (gigaseals) tra la membrana cellulare e la superficie circostante aperture incise nel polyimide. Formazione di Gigaseal &egrave; stata osservata senza applicare forza esterna, come aspirazione, su neuroni. Registrazioni ad alta fedelt&agrave; ha provocato la formazione di gigaseals, cos&igrave; come i valori di capacit&agrave; resistenza e shunt del basso accesso del microchip polimero. Cultura on-chip di neuroni consentito, per la prima volta su un dispositivo polimerici patch-clamp, la registrazione di potenziali d&#39;azione fisiologica ad alta fedelt&agrave;. Microfabbricazione dei poli ibrido (dimethylsiloxane)-microchip polyimide (PDMS-PI) &egrave; discusso, tra cui una tecnica di due-strato PDMS lavorazione con conseguente ridotto al minimo restringimento variazioni.

Registrazioni ad alta fedelt&agrave; patch-clamp da neuroni coltivati su un microchip di polimero.

Wir pr&auml;sentieren einen Polymer-Mikrochip &Uuml;berwachung neuronaler Aktivit&auml;t mit einer Treue f&auml;hig, noch nie auf eine planare Patch-Clamp-Ger&auml;t erh&auml;ltlich. Kardio-respiratorische Neuronen linke Pedal Dorsal 1 (LPeD1) von Weichtieren Lymnaea wurden auf dem Mikrochip-Polyimid-Oberfl&auml;che f&uuml;r 2 bis 4 Stunden kultiviert. Kultivierte Neuronen gebildet Hochwiderstandsf&auml;hige Dichtungen (Gigaseals) zwischen der Zellmembran und die Oberfl&auml;che rund um &Ouml;ffnungen in die Polyimid ge&auml;tzt. Gigaseal Bildung wurde beobachtet, ohne &auml;u&szlig;ere Kraft, wie z. B. Absaugung, auf Neuronen zu &uuml;bernehmen. Die Bildung von Gigaseals, sowie die niedrigen Zugang Widerstand und Shunt Kapazit&auml;tswerte von Polymer-Mikrochip f&uuml;hrten zu High-Fidelity-Aufnahmen. Auf dem Chip Kultur von Neuronen erlaubt, zum ersten Mal auf einem Polymeren Patch-Clamp-Ger&auml;t, die Aufzeichnung von High Fidelity physiologische Aktionspotentiale. Microfabrication des Hybrid Poly (Dimethylsiloxane)-Polyimid (PDMS-PI) Mikrochip wird diskutiert, einschlie&szlig;lich eine zweischichtige PDMS Verarbeitung-Technik, was zu schrumpfen Variationen minimiert.

High-Fidelity-Patch-Clamp-Aufnahmen von Neuronen, die auf einem Mikrochip Polymer kultiviert.

&#x6211;&#x4EEC;&#x76EE;&#x524D;&#x80FD;&#x591F;&#x76D1;&#x6D4B;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x6D3B;&#x52A8;&#x7684;&#x4FDD;&#x771F;&#x5EA6;&#x7684;&#x5E73;&#x9762;&#x819C;&#x7247;&#x94B3;&#x8BBE;&#x5907;&#x4E0A;&#x83B7;&#x5F97;&#x4EE5;&#x524D;&#x4ECE;&#x6CA1;&#x805A;&#x5408;&#x7269;&#x5FAE;&#x82AF;&#x7247;&#x3002;&#x5FC3;&#x810F;&#x547C;&#x5438;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x5DE6;&#x8E0F;&#x677F;&#x80CC; 1 (LPeD1) &#x4ECE;&#x8F6F;&#x4F53;&#x52A8;&#x7269;&#x7A3B;&#x7530;&#x690E;&#x5B9E;&#x4E3A; 2 &#x5230; 4 &#x4E2A;&#x5C0F;&#x65F6;&#x88AB;&#x57F9;&#x517B;&#x5FAE;&#x82AF;&#x7247;&#x7684;&#x805A;&#x9170;&#x4E9A;&#x80FA;&#x8868;&#x9762;&#x4E0A;&#x3002;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x5F62;&#x6210;&#x7EC6;&#x80DE;&#x819C;&#x548C;&#x5468;&#x56F4;&#x5149;&#x5708;&#x94ED;&#x523B;&#x5728;&#x805A;&#x9170;&#x4E9A;&#x80FA;&#x7684;&#x8868;&#x9762;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x5BC6;&#x5C01;&#x9AD8;&#x7535;&#x963B; (gigaseals)&#x3002;Gigaseal &#x5F62;&#x6210;&#x6709;&#x4EBA;&#x6CA1;&#x6709;&#x5438;&#xFF0C;&#x5982;&#x5916;&#x90E8;&#x7528;&#x529B;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x3002;&#x5F62;&#x6210;&#x7684; gigaseals&#xFF0C;&#x4EE5;&#x53CA;&#x805A;&#x5408;&#x7269;&#x5FAE;&#x82AF;&#x7247;&#x7684;&#x4F4E;&#x8BBF;&#x95EE;&#x5206;&#x6D41;&#x548C;&#x7535;&#x963B;&#x7535;&#x5BB9;&#x503C;&#x5BFC;&#x81F4;&#x7684;&#x9AD8;&#x4FDD;&#x771F;&#x5F55;&#x97F3;&#x3002;&#x7247;&#x4E0A;&#x6587;&#x5316;&#x7684;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x5728;&#x805A;&#x5408;&#x7269;&#x819C;&#x7247;&#x94B3;&#x8BBE;&#x5907;&#x4E0A;&#xFF0C;&#x7B2C;&#x4E00;&#x6B21;&#x5141;&#x8BB8;&#x5F55;&#x5236;&#x9AD8;&#x4FDD;&#x771F;&#x751F;&#x7406;&#x52A8;&#x4F5C;&#x7535;&#x4F4D;&#x3002;&#x5FAE;&#x7EC6;&#x52A0;&#x5DE5;&#x7684;&#x6DF7;&#x5408;&#x805A; (&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7845;&#x6C27;&#x70F7;&#xFF09; &#x7684;&#x8BA8;&#x8BBA;&#xFF0C;&#x5305;&#x62EC;&#x9020;&#x6210;&#x4E24;&#x5C42;&#x805A;&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7845;&#x6C27;&#x70F7;&#x5904;&#x7406;&#x6280;&#x672F;&#x6700;&#x5C0F;&#x5316;&#x7F29;&#x5C0F;&#x53D8;&#x5316;&#x805A;&#x9170;&#x4E9A;&#x80FA; (&#x805A;&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7845;&#x6C27;&#x70F7;-PI) &#x82AF;&#x7247;&#x3002;

&#x4ECE;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x7EC6;&#x80DE;&#x805A;&#x5408;&#x7269;&#x5FAE;&#x82AF;&#x7247;&#x4E0A;&#x7684;&#x9AD8;&#x4FDD;&#x771F;&#x819C;&#x7247;&#x94B3;&#x5F55;&#x5236;&#x3002;

We present a polymer microchip capable of monitoring neuronal activity with a fidelity never before obtained on a planar patch-clamp device. Cardio-respiratory neurons Left Pedal Dorsal 1 (LPeD1) from mollusc Lymnaea were cultured on the microchip's polyimide surface for 2 to 4 hours. Cultured neurons formed high resistance seals (gigaseals) between the cell membrane and the surface surrounding apertures etched in the polyimide. Gigaseal formation was observed without applying external force, such as suction, on neurons. The formation of gigaseals, as well as the low access resistance and shunt capacitance values of the polymer microchip resulted in high-fidelity recordings. On-chip culture of neurons permitted, for the first time on a polymeric patch-clamp device, the recording of high fidelity physiological action potentials. Microfabrication of the hybrid poly(dimethylsiloxane)-polyimide (PDMS-PI) microchip is discussed, including a two-layer PDMS processing technique resulting in minimized shrinking variations.

High-fidelity patch-clamp recordings from neurons cultured on a polymer microchip.

Nous pr&#xE9;sentons une puce polym&#xE8;re capable de suivre l&#x26;#39;activit&#xE9; neuronale avec une fid&#xE9;lit&#xE9; jamais obtenu sur un plan de patch-clamp appareil. Cardio-respiratoires neurones p&#xE9;dale de gauche dorsale 1 (LPeD1) &#xE0; partir de Lymnaea mollusques ont &#xE9;t&#xE9; cultiv&#xE9;es sur la surface de la micropuce polyimide pour 2 &#xE0; 4 heures. Neurones mis en culture form&#xE9;e joints &#xE0; haute r&#xE9;sistance (gigaseals) entre la membrane cellulaire et la surface entourant les ouvertures grav&#xE9;es dans le polyimide. La formation a &#xE9;t&#xE9; observ&#xE9;e Gigaseal sans appliquer une force externe, telle que aspiration, sur les neurones. La formation d&#x26;#39;gigaseals, ainsi que la r&#xE9;sistance d&#x26;#39;acc&#xE8;s faible et des valeurs de capacit&#xE9; de shunt de la puce de polym&#xE8;re entra&#xEE;n&#xE9; enregistrements haute fid&#xE9;lit&#xE9;. Sur la puce de la culture de neurones a permis, pour la premi&#xE8;re fois sur un polym&#xE8;re de patch-clamp dispositif, l&#x26;#39;enregistrement des potentiels d&#x26;#39;action de haute fid&#xE9;lit&#xE9; physiologiques. Microfabrication du poly hybride (dim&#xE9;thylsiloxane)-polyimide (PI-PDMS) micropuce est examin&#xE9;, comprenant une technique &#xE0; deux couches PDMS de traitement r&#xE9;sultant en minimisant les variations r&#xE9;tr&#xE9;cissement.

Haute-fid&#xE9;lit&#xE9; de patch-clamp enregistrements de neurones en culture sur un Microchip Polymer

&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x524D;&#x306B;&#x5E73;&#x9762;&#x30D1;&#x30C3;&#x30C1;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x3067;&#x5F97;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x3053;&#x3068;&#x306F;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x5FE0;&#x5B9F;&#x306B;&#x795E;&#x7D4C;&#x6D3B;&#x52D5;&#x3092;&#x76E3;&#x8996;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306E;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x30DD;&#x30EA;&#x30DE;&#x30FC;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x8EDF;&#x4F53;&#x200B;&#x200B;&#x52D5;&#x7269;Lymnaea&#x304B;&#x3089;&#x80CC;1&#xFF08;LPeD1&#xFF09;&#x306E;&#x30DA;&#x30C0;&#x30EB;&#x5DE6;&#x5FC3;&#x80BA;&#x30CB;&#x30E5;&#x30FC;&#x30ED;&#x30F3;&#x306F;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x793E;&#x306F;&#x3001;2&#x304B;&#x3089;4&#x6642;&#x9593;&#x306E;&#x30DD;&#x30EA;&#x30A4;&#x30DF;&#x30C9;&#x8868;&#x9762;&#x4E0A;&#x3067;&#x57F9;&#x990A;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x57F9;&#x990A;&#x795E;&#x7D4C;&#x7D30;&#x80DE;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x819C;&#x3068;&#x30DD;&#x30EA;&#x30A4;&#x30DF;&#x30C9;&#x30A8;&#x30C3;&#x30C1;&#x30F3;&#x30B0;&#x958B;&#x53E3;&#x90E8;&#x3092;&#x56F2;&#x3080;&#x8868;&#x9762;&#x3068;&#x306E;&#x9593;&#x306B;&#x9AD8;&#x62B5;&#x6297;&#x30B7;&#x30FC;&#x30EB;&#xFF08;gigaseals&#xFF09;&#x3092;&#x5F62;&#x6210;&#x3057;&#x305F;&#x3002; Gigaseal&#x5F62;&#x6210;&#x306F;&#x30CB;&#x30E5;&#x30FC;&#x30ED;&#x30F3;&#x306B;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x5438;&#x5F15;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x3001;&#x5916;&#x529B;&#x3092;&#x9069;&#x7528;&#x305B;&#x305A;&#x306B;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x3002; gigaseals&#x3068;&#x540C;&#x69D8;&#x306B;&#x3001;&#x4F4E;&#x30A2;&#x30AF;&#x30BB;&#x30B9;&#x62B5;&#x6297;&#x3068;&#x30DD;&#x30EA;&#x30DE;&#x30FC;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x306E;&#x30B7;&#x30E3;&#x30F3;&#x30C8;&#x5BB9;&#x91CF;&#x5024;&#x306E;&#x5F62;&#x6210;&#x306F;&#x3001;&#x9AD8;&#x5FE0;&#x5B9F;&#x5EA6;&#x9332;&#x97F3;&#x3068;&#x306A;&#x308A;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30CB;&#x30E5;&#x30FC;&#x30ED;&#x30F3;&#x306E;&#x30AA;&#x30F3;&#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x6587;&#x5316;&#x306F;&#x3001;&#x30DD;&#x30EA;&#x30DE;&#x30FC;&#x30D1;&#x30C3;&#x30C1;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x3001;&#x9AD8;&#x5FE0;&#x5B9F;&#x5EA6;&#x306E;&#x751F;&#x7406;&#x7684;&#x6D3B;&#x52D5;&#x96FB;&#x4F4D;&#x306E;&#x8A18;&#x9332;&#x306B;&#x521D;&#x3081;&#x3066;&#x3001;&#x8A31;&#x53EF;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30CF;&#x30A4;&#x30D6;&#x30EA;&#x30C3;&#x30C9;&#x30DD;&#x30EA;&#xFF08;&#x30B8;&#x30E1;&#x30C1;&#x30EB;&#x30B7;&#x30ED;&#x30AD;&#x30B5;&#x30F3;&#xFF09;&#x3001;&#x30DD;&#x30EA;&#x30A4;&#x30DF;&#x30C9;&#xFF08;PDMS-PI&#xFF09;&#x306E;&#x5FAE;&#x7D30;&#x52A0;&#x5DE5;&#x306F;&#x3001;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x306F;&#x6700;&#x5C0F;&#x7E2E;&#x5C0F;&#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x3001;&#x4E8C;&#x5C64;PDMS&#x51E6;&#x7406;&#x6280;&#x8853;&#x3092;&#x542B;&#x3081;&#x3066;&#x3001;&#x8AAC;&#x660E;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30DD;&#x30EA;&#x30DE;&#x30FC;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x4E0A;&#x3067;&#x57F9;&#x990A;&#x3057;&#x305F;&#x30CB;&#x30E5;&#x30FC;&#x30ED;&#x30F3;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x5FE0;&#x5B9F;&#x5EA6;&#x306E;&#x9AD8;&#x3044;&#x30D1;&#x30C3;&#x30C1;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x8A18;&#x9332;

&#xC120;&#xBB3C;&#xC774; &#xD3F4;&#xB9AC;&#xBA38; &#xB9C8;&#xC774;&#xD06C;&#xB85C; &#xCE69; &#xD3C9;&#xBA74; &#xD328;&#xCE58; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xC7A5;&#xCE58;&#xC5D0; &#xC785;&#xC218; &#xD558;&#xAE30; &#xC804;&#xC5D0; &#xD558;&#xC9C0;&#xB294; &#xCDA9;&#xC2E4;&#xB3C4; &#xBAA8;&#xB2C8;&#xD130;&#xB9C1; &#xC2E0;&#xACBD; &#xD65C;&#xB3D9; &#xB2A5;&#xB825;. &#xC2EC;&#xC7A5; &#xD638;&#xD761; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC67C;&#xCABD; &#xD398;&#xB2EC; &#xB4F1; 1 (LPeD1) mollusc Lymnaea&#xC5D0;&#xC11C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB9C8;&#xC774;&#xD06C;&#xB85C; &#xCE69;&#xC758; &#xD3F4; &#xB9AC; &#xC774;&#xBBF8; &#xB4DC; &#xD45C;&#xBA74;&#xC5D0; 2 ~ 4 &#xC2DC;&#xAC04;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xAD50;&#xC591; &#xD588;&#xB2E4;. &#xAD50;&#xC591;&#xB41C; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC; &#xB9C9;&#xACFC;&#xB294; polyimide&#xC5D0; &#xC0C8;&#xACA8;&#xC838; apertures&#xC744; &#xB458;&#xB7EC;&#xC2FC; &#xD45C;&#xBA74; &#xC0AC;&#xC774; &#xB192;&#xC740; &#xC800;&#xD56D; &#xC530; (gigaseals)&#xC744; &#xD615;&#xC131; &#xD588;&#xB2E4;. Gigaseal &#xD615;&#xC131;&#xC740; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0; &#xD761;&#xC785;, &#xAC19;&#xC740; &#xC678;&#xBD80; &#xD798;&#xC744; &#xC801;&#xC6A9; &#xD558;&#xC9C0; &#xC54A;&#xACE0; &#xAD00;&#xCC30; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. Gigaseals&#xC758; &#xD615;&#xC131; &#xBFD0;&#xB9CC; &#xC544;&#xB2C8;&#xB77C; &#xACE0;&#xBD84;&#xC790; &#xB9C8;&#xC774;&#xD06C;&#xB85C; &#xCE69;&#xC758; &#xB0AE;&#xC740; &#xC561;&#xC138;&#xC2A4; &#xC800;&#xD56D; &#xBC0F; &#xC158;&#xD2B8; &#xCEE4;&#xD328;&#xC2DC;&#xD134;&#xC2A4; &#xAC12; &#xB192;&#xC740; &#xCDA9;&#xC2E4;&#xB3C4; &#xB179;&#xC74C; &#xADC0;&#xCC29;&#xB418; &#xC5C8; &#xB2E4;. &#xB274;&#xB7F0;&#xC758; &#xC628; &#xCE69; &#xBB38;&#xD654; &#xACE0;&#xBD84;&#xC790; &#xD328;&#xCE58; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xC7A5;&#xCE58;&#xC5D0; &#xCC98;&#xC74C;&#xC73C;&#xB85C; &#xACE0;&#xD654;&#xC9C8; &#xC0DD;&#xB9AC; &#xD65C;&#xB3D9; &#xC804;&#xC704;&#xB97C; &#xAE30;&#xB85D; &#xD558;&#xB294; &#xD5C8;&#xC6A9;. &#xD558;&#xC774;&#xBE0C;&#xB9AC;&#xB4DC; &#xD3F4; &#xB9AC; (dimethylsiloxane)&#xC758; &#xC81C;&#xC791;-polyimide (PI PDMS) &#xB9C8;&#xC774;&#xD06C;&#xB85C; &#xCE69;&#xC740; &#xB17C;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; 2 &#xCE35; PDMS &#xCC98;&#xB9AC; &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558; &#xC5EC; &#xCD95;&#xC18C; &#xBCC0;&#xD615; &#xCD5C;&#xC18C;&#xD654;.

&#xD3F4;&#xB9AC;&#xBA38; &#xB9C8;&#xC774;&#xD06C;&#xB85C; &#xCE69;&#xC5D0; &#xAD50;&#xC591; &#xB274;&#xB7F0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB192;&#xC740; &#xCDA9;&#xC2E4;&#xB3C4; &#xD328;&#xCE58; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xB179;&#xC74C;.

Se presenta un microchip de pol&#xED;mero capaz de monitorear la actividad neuronal con una fidelidad nunca antes obtenida en un plano de patch-clamp dispositivo. Cardio-respiratorias neuronas pedal izquierdo dorsal 1 (LPeD1) de Lymnaea moluscos fueron cultivadas en la superficie del microchip de poliamida de 2 a 4 horas. Cultivos de neuronas forman juntas de alta resistencia (gigaseals) entre la membrana celular y la superficie que rodea las aberturas grabadas en la poliimida. Formaci&#xF3;n Gigaseal se observ&#xF3; sin aplicar una fuerza externa, tal como aspiraci&#xF3;n, en las neuronas. La formaci&#xF3;n de gigaseals, as&#xED; como la resistencia bajo acceso y los valores de capacitancia de derivaci&#xF3;n del microchip pol&#xED;mero result&#xF3; en grabaciones de alta fidelidad. El chip cultivo de neuronas permite, por primera vez en un pol&#xED;mero parche-abrazadera dispositivo, la grabaci&#xF3;n de alta fidelidad potenciales de acci&#xF3;n fisiol&#xF3;gicos. Microfabricaci&#xF3;n de la poli h&#xED;brido (dimetilsiloxano)-poliimida (PDMS-PI) microchip se discute, incluyendo una t&#xE9;cnica de dos capas de PDMS procesamiento resultante en minimizadas las variaciones contracci&#xF3;n.

De alta fidelidad de patch-clamp grabaciones de neuronas cultivadas en un microchip de pol&#xED;mero

&#x6240;&#x6709;&#x53EF;&#x5174;&#x594B;&#x6027;&#x7EC6;&#x80DE;&#x529F;&#x80FD;&#x4F9D;&#x8D56;&#x4E8E;&#x5D4C;&#x5165;&#x5728;&#x5176;&#x7EC6;&#x80DE;&#x819C;&#x7684;&#x79BB;&#x5B50;&#x901A;&#x9053;&#x3002;&#x79BB;&#x5B50;&#x901A;&#x9053;&#x7ED3;&#x6784;&#x6216;&#x529F;&#x80FD;&#x7684;&#x6270;&#x52A8;&#x5BFC;&#x81F4;&#x5FC3;&#x529F;&#x80FD;&#x4E0D;&#x5168;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x81F3;&#x795E;&#x7ECF;&#x9000;&#x884C;&#x6027;&#x75BE;&#x75C5;&#x7684;&#x75C5;&#x7406;&#x73B0;&#x8C61;&#x3002;&#x56E0;&#x6B64;&#xFF0C;&#x82E5;&#x8981;&#x7406;&#x89E3;&#x53EF;&#x5174;&#x594B;&#x6027;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x529F;&#x80FD;&#xFF0C;&#x5E76;&#x7EA0;&#x6B63;&#x5176;&#x75C5;&#x7406;&#x751F;&#x7406;&#x5B66;&#xFF0C;&#x5B83;&#x662F;&#x91CD;&#x8981;&#x7684;&#x662F;&#x8981;&#x4E86;&#x89E3;&#x5404;&#x79CD;&#x8BD5;&#x9A8C;&#x6761;&#x4EF6;&#x4E0B;-&#x5305;&#x62EC;&#x66B4;&#x9732;&#x4E8E;&#x65B0;&#x578B;&#x836F;&#x7269;&#x9776;&#x6807;&#x7684;&#x79BB;&#x5B50;&#x901A;&#x9053;&#x529F;&#x80FD;&#x3002;&#x73BB;&#x7483;&#x5438;&#x7BA1;&#x819C;&#x7247;&#x94B3;&#x662F;&#x8981;&#x76D1;&#x89C6;&#x7684;&#x5185;&#x5728;&#x548C;&#x7A81;&#x89E6;&#x5C5E;&#x6027;&#x7684;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x7684;&#x5148;&#x8FDB;&#x7684;&#x6280;&#x672F;&#x3002;&#x7136;&#x800C;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x79CD;&#x6280;&#x672F;&#x662F;&#x52B3;&#x52A8;&#x5BC6;&#x96C6;&#x578B;&#x548C;&#x5177;&#x6709;&#x4F4E;&#x7684;&#x6570;&#x636E;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x3002;&#x5E73;&#x9762;&#x819C;&#x7247;&#x94B3;&#x82AF;&#x7247;&#xFF0C;&#x96C6;&#x6210;&#x5230;&#x81EA;&#x52A8;&#x5316;&#x7CFB;&#x7EDF;&#xFF0C;&#x63D0;&#x4F9B;&#x9AD8;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x4F46;&#x53EA;&#x9650;&#x4E8E;&#x79BB;&#x7EC6;&#x80DE;&#x4ECE;&#x60AC;&#x6D6E;&#x6DB2;&#xFF0C;&#x56E0;&#x800C;&#x9650;&#x5236;&#x4E86;&#x5176;&#x4F7F;&#x7528;&#x4E2D;&#x5EFA;&#x6A21;&#x7684;&#x751F;&#x7406;&#x529F;&#x80FD;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x82AF;&#x7247;&#xFF0C;&#x56E0;&#x6B64;&#x5E76;&#x4E0D;&#x6D89;&#x53CA;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x901A;&#x4FE1;&#x7814;&#x7A76;&#x6700;&#x9002;&#x5408;&#x3002;&#x591A;&#x7535;&#x6781;&#x9635;&#x5217; &#xFF08;&#x591A;&#x8FB9;&#x73AF;&#x5883;&#x534F;&#x5B9A;&#xFF09;&#xFF0C;&#x76F8;&#x6BD4;&#x4E4B;&#x4E0B;&#xFF0C;&#x6709;&#x80FD;&#x529B;&#x901A;&#x8FC7;&#x6D4B;&#x91CF;&#x5C40;&#x90E8;&#x573A;&#x7535;&#x4F4D;&#x4ECE;&#x80DE;&#x5916;&#x7684;&#x591A;&#x4E2A;&#x7AD9;&#x70B9;&#xFF0C;&#x76D1;&#x89C6;&#x7F51;&#x7EDC;&#x6D3B;&#x52A8;&#xFF0C;&#x4F46;&#x7279;&#x5B9A;&#x79BB;&#x5B50;&#x901A;&#x9053;&#x6D3B;&#x52A8;&#x4E00;&#x9879;&#x6311;&#x6218;&#x4ECE;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x591A;&#x8DEF;&#x590D;&#x7528;&#x4FE1;&#x53F7;&#x4E2D;&#x63D0;&#x53D6;&#x3002;&#x8FD9;&#x91CC;&#x6211;&#x4EEC;&#x4ECB;&#x7ECD;&#x4E00;&#x79CD;&#x65B0;&#x578B;&#x5E73;&#x9762;&#x819C;&#x7247;&#x94B3;&#x82AF;&#x7247;&#x6280;&#x672F;&#xFF0C;&#x4F7F;&#x5355;&#x4E2A;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143; synaptically &#x8FDE;&#x63A5;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x7F51;&#x7EDC;&#xFF0C;&#x5728;&#x591A;&#x4E2A;&#x5730;&#x70B9;&#x540C;&#x65F6;&#x9AD8;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x7535;&#x751F;&#x7406;&#x5BA1;&#x8BAF;&#x4ECE;&#x800C;&#x5C06;&#x591A;&#x8FB9;&#x73AF;&#x5883;&#x534F;&#x5B9A;&#x4E0E;&#x819C;&#x7247;&#x94B3;&#x6280;&#x672F;&#x7684;&#x4F18;&#x70B9;&#x7ED3;&#x5408;&#x8D77;&#x6765;&#x3002;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x53EF;&#x63A2;&#x6D4B;&#x901A;&#x8FC7;&#x8FDE;&#x63A5;&#x5230;&#x4E13;&#x7528;&#x5730;&#x4E0B;&#x5FAE;&#x6D41;&#x63A7;&#x901A;&#x9053;&#x7684;&#x5149;&#x5708;&#x3002;&#x6210;&#x957F;&#x5728;&#x7F51;&#x7EDC;&#x4E2D;&#x7684;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x6309; physisorbed &#x6216; chemisorbed &#x7684;&#x5316;&#x5B66;&#x7EBF;&#x7D22;&#x5230;&#x5B54;&#x5BF9;&#x9F50;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x6B21;&#x5BA1;&#x67E5;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x63CF;&#x8FF0;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x82AF;&#x7247;&#xFF0C;&#x4ECE;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5316;&#x5B66;&#x9635;&#x5217;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x548C;&#x76EE;&#x524D;&#x7684;&#x751F;&#x7406;&#x6570;&#x636E;&#x65B9;&#x6CD5;&#x7684;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x548C;&#x5236;&#x4F5C;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x3002;

&#x4ECE;&#x4E86;&#x89E3;&#x5230;&#x65B0;&#x578B;&#x836F;&#x7269;&#x53D1;&#x73B0;&#x7EC6;&#x80DE;&#x529F;&#x80FD;&#xFF1A; &#x5E73;&#x9762;&#x819C;&#x7247;&#x94B3;&#x9635;&#x5217;&#x82AF;&#x7247;&#x6280;&#x672F;&#x7684;&#x4F5C;&#x7528;&#x3002;

All excitable cell functions rely upon ion channels that are embedded in their plasma membrane. Perturbations of ion channel structure or function result in pathologies ranging from cardiac dysfunction to neurodegenerative disorders. Consequently, to understand the functions of excitable cells and to remedy their pathophysiology, it is important to understand the ion channel functions under various experimental conditions - including exposure to novel drug targets. Glass pipette patch-clamp is the state of the art technique to monitor the intrinsic and synaptic properties of neurons. However, this technique is labor intensive and has low data throughput. Planar patch-clamp chips, integrated into automated systems, offer high throughputs but are limited to isolated cells from suspensions, thus limiting their use in modeling physiological function. These chips are therefore not most suitable for studies involving neuronal communication. Multielectrode arrays (MEAs), in contrast, have the ability to monitor network activity by measuring local field potentials from multiple extracellular sites, but specific ion channel activity is challenging to extract from these multiplexed signals. Here we describe a novel planar patch-clamp chip technology that enables the simultaneous high-resolution electrophysiological interrogation of individual neurons at multiple sites in synaptically connected neuronal networks, thereby combining the advantages of MEA and patch-clamp techniques. Each neuron can be probed through an aperture that connects to a dedicated subterranean microfluidic channel. Neurons growing in networks are aligned to the apertures by physisorbed or chemisorbed chemical cues. In this review, we describe the design and fabrication process of these chips, approaches to chemical patterning for cell placement, and present physiological data from cultured neuronal cells.

From understanding cellular function to novel drug discovery: the role of planar patch-clamp array chip technology.

Toutes les fonctions des cellules excitables se fondent sur des canaux ioniques qui sont incorpor&eacute;s dans leur membrane plasmique. Les perturbations de la fonction ou la structure de canal d&#39;ion entra&icirc;ner des pathologies allant de dysfonction cardiaque aux maladies neurod&eacute;g&eacute;n&eacute;ratives. Par cons&eacute;quent, pour comprendre les fonctions des cellules excitables et rem&eacute;dier &agrave; leur physiopathologie, il est important de comprendre les fonctions de canal d&#39;ion dans diverses conditions exp&eacute;rimentales - y compris l&#39;exposition &agrave; des cibles de nouveaux m&eacute;dicaments. Patch-clamp de pipette de verre est la technique de pointe pour surveiller les propri&eacute;t&eacute;s intrins&egrave;ques et synaptiques des neurones. Cependant, cette technique est beaucoup de travail et a donn&eacute;es &agrave; faible d&eacute;bit. Puces Planar patch-clamp, int&eacute;gr&eacute;s dans des syst&egrave;mes automatis&eacute;s, d&#39;offrir des d&eacute;bits &eacute;lev&eacute;s mais sont limit&eacute;es &agrave; des cellules isol&eacute;es des suspensions, ce qui limite leur utilisation dans la mod&eacute;lisation d&#39;une fonction physiologique. Ces puces ne sont donc pas plus adapt&eacute;s aux &eacute;tudes portant sur la communication neuronale. Multi&eacute;lectrodes tableaux (AME), en revanche, avoir la possibilit&eacute; de surveiller l&#39;activit&eacute; r&eacute;seau en mesurant les potentiels de champs locaux de plusieurs sites extracellulaires, mais l&#39;activit&eacute; des canaux ioniques sp&eacute;cifiques est difficile &agrave; extraire de ces signaux multiplex&eacute;s. Nous d&eacute;crivons ici une technologie de puce de nouveaux planar patch clamp qui permet l&#39;interrogatoire &eacute;lectrophysiologique haute r&eacute;solution simultan&eacute;e de neurones individuels sur des sites multiples dans les r&eacute;seaux neurones synapses connect&eacute;s, combinant ainsi les avantages des techniques MEA et patch clamp. Chaque neurone peut &ecirc;tre sond&eacute;e par une ouverture qui se connecte &agrave; un canal microfluidique souterraine d&eacute;di&eacute;e. De plus en plus dans les r&eacute;seaux de neurones sont align&eacute;s sur les ouvertures par physisorb&eacute;es ou chimisorb&eacute;s des signaux chimiques. Dans cette revue, nous d&eacute;crivons le processus de conception et de fabrication de ces puces, approches de structuration chimique pour le placement de la cellule et pr&eacute;senter des donn&eacute;es physiologiques des cellules neuronales cultiv&eacute;es.

De comprendre la fonction cellulaire &agrave; la d&eacute;couverte de nouveaux m&eacute;dicaments : le r&ocirc;le de la technologie de puce planar patch-clamp.

Alle erregbar Zelle Funktionen st&uuml;tzen sich auf Ionenkan&auml;le, die in ihrer Plasmamembran eingebettet sind. St&ouml;rungen von Ionen-Kanal-Struktur oder Funktion f&uuml;hren Pathologien von kardialen Dysfunktion bis hin zu neurodegenerativen Erkrankungen. Um die Funktionen von excitable Zellen zu verstehen und ihre Pathophysiologie zu beseitigen, ist es daher wichtig zu verstehen, die Ion-Kanalfunktionen unter verschiedenen experimentellen Bedingungen - einschlie&szlig;lich der Gef&auml;hrdung durch neuartige Droge-Ziele. Glas-Pipette Patch-Clamp ist die modernste Technik, die intrinsischen und synaptischen Eigenschaften der Neuronen zu &uuml;berwachen. Aber diese Technik ist arbeitsintensiv und hat geringen Datendurchsatz. Planare Patch-Clamp-Chips, Automationen, integriert bieten hohe Durchs&auml;tze aber begrenzt an isolierten Zellen von Suspensionen, ihre Verwendung bei der Modellierung physiologische Funktion eingeschr&auml;nkt sind. Diese Chips sind daher nicht f&uuml;r Studien mit neuronalen Kommunikation am geeignetsten. Multielectrode Arrays (MEAs), im Gegensatz dazu haben die Netzwerk-Aktivit&auml;t &uuml;berwachen durch Messung lokales Feld Potenziale mehrerer extrazellul&auml;re Standorte, aber spezifische Ion Channel-Aktivit&auml;ten ist eine Herausforderung, um aus dieser Multiplex-Signale zu extrahieren. Hier beschreiben wir eine neuartige planare Patch-Clamp-Chip-Technologie, die es erm&ouml;glicht die gleichzeitige hochaufl&ouml;sende elektrophysiologische Befragung des einzelnen Neuronen an mehreren Standorten in synaptisch neuronale Netzwerke, damit kombinieren die Vorteile von MEA und Patch-Clamp-Technik. Jedes Neuron kann durch eine Blende sondiert werden, die einen dedizierten unterirdischen Microfluidic-Kanal verbindet. Neuronen wachsen in Netzwerken werden die &Ouml;ffnungen von Physisorbed oder chemisorbed chemische Signale ausgerichtet. In diesem Bericht beschreiben wir den Prozess-Design und Fertigung dieser Chips, Ans&auml;tze zur chemischen Musterung f&uuml;r Zelle Platzierung und physiologische Daten von kultivierten neuronalen Zellen.

Vom Verst&auml;ndnis der Zellfunktion zu neuartigen Drogeentdeckung: die Rolle der planare Patch-Clamp-Array-Chip-Technologie.

Tutte le funzioni delle cellule eccitabili si basano su canali ionici che sono incorporati nella loro membrana plasmatica. Perturbazioni della struttura di canale ionico o funzione causare patologie che vanno dalla disfunzione cardiaca a patologie neurodegenerative. Di conseguenza, per capire le funzioni delle cellule eccitabili e per porre rimedio a loro Fisiopatologia, &egrave; importante comprendere le funzioni di canale ionico in varie condizioni sperimentali - tra cui l&#39;esposizione a obiettivi farmacologici romanzo. Pipetta vetro patch-clamp &egrave; la tecnica d&#39;avanguardia per monitorare le propriet&agrave; intrinseche e sinaptiche dei neuroni. Tuttavia, questa tecnica &egrave; laborioso e ha velocit&agrave; di trasmissione dati a bassa. Chip planare patch-clamp, integrati in sistemi automatizzati, offrono alta velocit&agrave; ma sono limitati a cellule isolate da sospensioni, limitando il loro uso in funzione fisiologica di modellazione. Questi chip non sono quindi pi&ugrave; adatti per gli studi che coinvolgono la comunicazione neuronale. Matrici multielectrode (AAM), al contrario, hanno la capacit&agrave; di monitorare l&#39;attivit&agrave; di rete misurando i potenziali di campo locale da pi&ugrave; siti extracellulari, ma &egrave; difficile attivit&agrave; del canale ionico specifico per estrarre da questi segnali multiplexati. Qui descriviamo una tecnologia chip romanzo patch-clamp planare che consente la simultanea interrogatorio elettrofisiologico ad alta risoluzione di singoli neuroni in pi&ugrave; siti in reti neuronali sinapticamente connesse, quindi combinando i vantaggi delle tecniche di MEA e patch-clamp. Ogni neurone pu&ograve; essere sondato attraverso un&#39;apertura che si connette a un canale dedicato microfluidica sotterraneo. Crescendo in reti di neuroni sono allineati per le aperture di fisisorbito o chemisorbite segnali chimici. In questa recensione, si descrive il processo di progettazione e fabbricazione di questi chip, approcci di patterning chimico per il posizionamento delle cellule e presentano i dati fisiologici da cellule neuronali in coltura.

Da capire la funzione cellulare alla scoperta di nuovi farmaci: il ruolo della tecnologia di chip array planari patch-clamp.

&#x3059;&#x3079;&#x3066;&#x306E;&#x8208;&#x596E;&#x6027;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x539F;&#x5F62;&#x8CEA;&#x819C;&#x306B;&#x57CB;&#x3081;&#x8FBC;&#x307E;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3; &#x30C1;&#x30E3;&#x30CD;&#x30EB;&#x306B;&#x4F9D;&#x5B58;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3; &#x30C1;&#x30E3;&#x30CD;&#x30EB;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3084;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x6442;&#x52D5;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x5FC3;&#x6A5F;&#x80FD;&#x969C;&#x5BB3;&#x795E;&#x7D4C;&#x5909;&#x6027;&#x75BE;&#x60A3;&#x306B;&#x81F3;&#x308B;&#x307E;&#x3067;&#x306E;&#x75C5;&#x7406;&#x7D50;&#x679C;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x305D;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x3001;&#x8208;&#x596E;&#x6027;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3092;&#x7406;&#x89E3;&#x3057;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x75C5;&#x614B;&#x3092;&#x6539;&#x5584;&#x3059;&#x308B;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x65B0;&#x898F;&#x5275;&#x85AC;&#x30BF;&#x30FC;&#x30B2;&#x30C3;&#x30C8;&#x3078;&#x306E;&#x66DD;&#x9732;&#x3092;&#x542B;&#x3080;&#x3001;&#x7A2E;&#x3005; &#x306E;&#x5B9F;&#x9A13;&#x6761;&#x4EF6; - &#x4E0B;&#x306E;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3; &#x30C1;&#x30E3;&#x30CD;&#x30EB;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3092;&#x7406;&#x89E3;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x91CD;&#x8981;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x30AC;&#x30E9;&#x30B9; &#x30D4;&#x30DA;&#x30C3;&#x30C8; &#x30D1;&#x30C3;&#x30C1; &#x30FB; &#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x306E;&#x30CB;&#x30E5;&#x30FC;&#x30ED;&#x30F3;&#x306E;&#x7D44;&#x307F;&#x8FBC;&#x307F;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x30B7;&#x30CA;&#x30D7;&#x30B9; &#x30D7;&#x30ED;&#x30D1;&#x30C6;&#x30A3;&#x3092;&#x76E3;&#x8996;&#x3059;&#x308B;&#x6700;&#x5148;&#x7AEF;&#x306E;&#x6280;&#x8853;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x305F;&#x3060;&#x3057;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x624B;&#x6CD5;&#x3067;&#x52B4;&#x50CD;&#x96C6;&#x7D04;&#x7684;&#x3001;&#x4F4E;&#x30C7;&#x30FC;&#x30BF; &#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x3002;&#x5E73;&#x9762;&#x30D1;&#x30C3;&#x30C1; &#x30FB; &#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x306E;&#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x306F;&#x3001;&#x81EA;&#x52D5;&#x5316;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306B;&#x7D71;&#x5408;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x9AD8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x3067;&#x3059;&#x306B;&#x9694;&#x96E2;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30BB;&#x30EB;&#x304B;&#x3089;&#x3053;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x751F;&#x7406;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x4F7F;&#x7528;&#x3092;&#x5236;&#x9650;&#x3059;&#x308B;&#x61F8;&#x6FC1;&#x6DB2;&#x3001;&#x9650;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3057;&#x305F;&#x304C;&#x3063;&#x3066;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x306F;&#x795E;&#x7D4C;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x30B3;&#x30DF;&#x30E5;&#x30CB;&#x30B1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3092;&#x542B;&#x3080;&#x8ABF;&#x67FB;&#x306E;&#x6700;&#x3082;&#x9069;&#x3057;&#x305F;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3002;&#x591A;&#x96FB;&#x6975;&#x30A2;&#x30EC;&#x30A4; (Mea) &#x306F;&#x5BFE;&#x7167;&#x7684;&#x306B;&#x3001;&#x8907;&#x6570;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x5916;&#x306E;&#x30B5;&#x30A4;&#x30C8;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x5C40;&#x6240;&#x96FB;&#x754C;&#x96FB;&#x4F4D;&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x30CD;&#x30C3;&#x30C8;&#x30EF;&#x30FC;&#x30AF;&#x6D3B;&#x52D5;&#x3092;&#x76E3;&#x8996;&#x3059;&#x308B;&#x80FD;&#x529B;&#x304C;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x591A;&#x91CD;&#x4FE1;&#x53F7;&#x304B;&#x3089;&#x62BD;&#x51FA;&#x3059;&#x308B;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3; &#x30C1;&#x30E3;&#x30CD;&#x30EB;&#x6D3B;&#x6027;&#x306B;&#x6311;&#x6226;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x305D;&#x308C;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066; MEA &#x3068;&#x30D1;&#x30C3;&#x30C1; &#x30FB; &#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x306E;&#x6280;&#x8853;&#x306E;&#x5229;&#x70B9;&#x3092;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x3066;&#x6709;&#x52B9;&#x306B;&#x500B;&#x3005; &#x306E;&#x30CB;&#x30E5;&#x30FC;&#x30ED;&#x30F3;&#x306E;&#x30B7;&#x30CA;&#x30D7;&#x30B9;&#x63A5;&#x7D9A;&#x306E;&#x795E;&#x7D4C;&#x30CD;&#x30C3;&#x30C8;&#x30EF;&#x30FC;&#x30AF;&#x306B;&#x8907;&#x6570;&#x306E;&#x30B5;&#x30A4;&#x30C8;&#x3067;&#x540C;&#x6642;&#x306E;&#x9AD8;&#x89E3;&#x50CF;&#x5EA6;&#x306E;&#x96FB;&#x6C17;&#x751F;&#x7406;&#x5B66;&#x7684;&#x5C0B;&#x554F;&#x5C0F;&#x8AAC;&#x5E73;&#x9762;&#x30D1;&#x30C3;&#x30C1;&#x30AF; &#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x6280;&#x8853;&#x3092;&#x8A18;&#x8FF0;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5404;&#x30CB;&#x30E5;&#x30FC;&#x30ED;&#x30F3;&#x306F;&#x5C02;&#x7528;&#x5730;&#x4E0B;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x6D41;&#x4F53;&#x30C1;&#x30E3;&#x30F3;&#x30CD;&#x30EB;&#x306B;&#x63A5;&#x7D9A;&#x3059;&#x308B;&#x958B;&#x53E3;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D6;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30CB;&#x30E5;&#x30FC;&#x30ED;&#x30F3; &#x30CD;&#x30C3;&#x30C8;&#x30EF;&#x30FC;&#x30AF;&#x306E;&#x6210;&#x9577;&#x306B;&#x958B;&#x53E3;&#x90E8;&#x7269;&#x7406;&#x5438;&#x7740;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x5316;&#x5B66;&#x5438;&#x7740;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x5316;&#x5B66;&#x7684;&#x624B;&#x304C;&#x304B;&#x308A;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x6574;&#x5217;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x7DCF;&#x8AAC;&#x3067;&#x306F;, &#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x306F;&#x3001;&#x795E;&#x7D4C;&#x7D30;&#x80DE;&#x304B;&#x3089;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x3059;&#x308B;&#x5316;&#x5B66;&#x30D1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30CB;&#x30F3;&#x30B0; &#x30BB;&#x30EB;&#x914D;&#x7F6E;&#x3068;&#x73FE;&#x5728;&#x306E;&#x751F;&#x7406;&#x30C7;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x8A2D;&#x8A08;&#x30FB;&#x4F5C;&#x88FD;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x65B0;&#x898F;&#x5275;&#x85AC;&#x3078;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x6A5F;&#x80FD;&#x7406;&#x89E3;&#x304B;&#x3089;: &#x5E73;&#x9762;&#x30D1;&#x30C3;&#x30C1;&#x30AF; &#x30A2;&#x30EC;&#x30A4; &#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;&#x6280;&#x8853;&#x306E;&#x5F79;&#x5272;&#x3002;

&#xBAA8;&#xB4E0; &#xACE0;&#xB974;&#xAE30;&#xAC00; &#xC140; &#xAE30;&#xB2A5; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC6D0;&#xD615;&#xC9C8; &#xB9C9;&#xC5D0; &#xD3EC;&#xD568; &#xB41C; &#xC774;&#xC628; &#xCC44;&#xB110;&#xC5D0; &#xC758;&#xC874;. &#xC774;&#xC628; &#xCC44;&#xB110; &#xAD6C;&#xC870; &#xB610;&#xB294; &#xD568;&#xC218; &#xBB3C;&#xACB0; &#xC2EC;&#xC7A5; &#xAE30;&#xB2A5; &#xC7A5;&#xC560;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC2E0;&#xACBD; &#xD1F4;&#xD589; &#xC131; &#xC9C8;&#xD658;&#xC5D0; &#xC18D;&#xD558;&#xB294; &#xBCD1; &#xB9AC; &#xACB0;&#xACFC;. &#xB530;&#xB77C;&#xC11C;, &#xACE0;&#xB974;&#xAE30;&#xAC00; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744; &#xC774;&#xD574; &#xD558; &#xACE0; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC774;&#xC0C1; &#xD574;&#xACB0; &#xD558;&#xAE30;-&#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xC57D;&#xBB3C; &#xD45C;&#xC801;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xB178;&#xCD9C;&#xC744; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558; &#xC5EC; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xC870;&#xAC74;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC774;&#xC628; &#xCC44;&#xB110; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744; &#xC774;&#xD574; &#xD558;&#xB294; &#xAC83;&#xC774; &#xC911;&#xC694; &#xD558;&#xB2E4;. &#xC720;&#xB9AC; &#xD53C; &#xD3AB; &#xD328;&#xCE58; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xB274;&#xB7F0;&#xC758; &#xAE30;&#xBCF8; &#xBC0F; &#xC2DC; &#xB0C5; &#xC2A4; &#xC18D;&#xC131;&#xC744; &#xBAA8;&#xB2C8;&#xD130;&#xB9C1; &#xD558;&#xB824;&#xBA74; &#xCCA8;&#xB2E8; &#xAE30;&#xC220;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098;,&#xC774; &#xBC29;&#xBC95;&#xC740; &#xB178;&#xB3D9; &#xC9D1;&#xC57D;&#xC801;&#xC778; &#xD558;&#xBA70; &#xB0AE;&#xC740; &#xB370;&#xC774;&#xD130; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9;&#xC774;. &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xC81C;&#xD55C; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xACA9;&#xB9AC; &#xB41C; &#xC140;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C;&#xC11C; &#xC0DD;&#xB9AC; &#xAE30;&#xB2A5; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1;&#xC5D0; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC0AC;&#xC6A9;&#xC744; &#xC81C;&#xD55C;, &#xC815;&#xC9C0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC81C;&#xACF5; &#xD558;&#xB294; &#xD3C9;&#xBA74; &#xD328;&#xCE58; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xCE69;, &#xC790;&#xB3D9;&#xD654; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC5D0; &#xD1B5;&#xD569;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xCE69;&#xC740; &#xB530;&#xB77C;&#xC11C; &#xAC00;&#xC7A5; &#xC2E0;&#xACBD; &#xD1B5;&#xC2E0; &#xAD00;&#xB828; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC5D0; &#xC801;&#xD569; &#xD558;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. Multielectrode &#xBC30;&#xC5F4; (MEAs) &#xBC18;&#xBA74;, &#xC5EC;&#xB7EC; &#xC138;&#xD3EC; &#xC678; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB85C;&#xCEEC; &#xD544;&#xB4DC; &#xC804;&#xC704;&#xB97C; &#xCE21;&#xC815; &#xD558; &#xC5EC; &#xB124;&#xD2B8;&#xC6CC;&#xD06C; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC744; &#xBAA8;&#xB2C8;&#xD130;&#xB9C1; &#xD558;&#xB294; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744;&#xAC00;&#xC9C0;&#xACE0; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xD2B9;&#xC815; &#xC774;&#xC628; &#xCC44;&#xB110; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC740; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xB2E4;&#xC911;&#xD654; &#xB41C; &#xC2E0;&#xD638;&#xC5D0;&#xC11C; &#xCD94;&#xCD9C;&#xD560; &#xB3C4;&#xC804; &#xC774;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xB530;&#xB77C;&#xC11C; MEA &#xBC0F; &#xD328;&#xCE58; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xAE30;&#xBC95;&#xC758; &#xC7A5;&#xC810;&#xC774; &#xACB0;&#xD569; synaptically &#xC5F0;&#xACB0; &#xB41C; &#xC2E0;&#xACBD; &#xB124;&#xD2B8;&#xC6CC;&#xD06C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8;&#xC5D0;&#xC11C; &#xAC1C;&#xBCC4; &#xB274;&#xB7F0;&#xC758; &#xB3D9;&#xC2DC; &#xACE0;&#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; electrophysiological &#xC2EC;&#xBB38; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xD3C9;&#xBA74; &#xD328;&#xCE58; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xCE69; &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xC124;&#xBA85; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xAC01; &#xB274;&#xB7F0; &#xC804;&#xC6A9;&#xB41C; &#xC9C0; &#xD558; &#xBBF8;&#xC138; &#xCC44;&#xB110;&#xC5D0; &#xC5F0;&#xACB0; &#xD558;&#xB294; &#xC870;&#xB9AC;&#xAC1C;&#xB97C; &#xD1B5;&#xD574; &#xD0D0;&#xC0C9;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB274;&#xB7F0; &#xB124;&#xD2B8;&#xC6CC;&#xD06C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC131;&#xC7A5; &#xD558; &#xC5EC; apertures physisorbed &#xB610;&#xB294; chemisorbed &#xD654;&#xD559; &#xC2E0;&#xD638;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC815;&#xB82C; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xAC80;&#xD1A0; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xCE69;, &#xACBD;&#xC791;&#xB41C; &#xD55C; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD654;&#xD559; &#xD328;&#xD134;&#xD654; &#xC140; &#xBC30;&#xCE58;&#xC640; &#xD604;&#xC7AC;&#xC758; &#xC0DD;&#xB9AC; &#xC801; &#xB370;&#xC774;&#xD130;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC811;&#xADFC;&#xC758; &#xC124;&#xACC4; &#xBC0F; &#xC81C;&#xC870; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4;&#xC5D0; &#xC124;&#xBA85; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xC18C;&#xC124; &#xC57D;&#xBB3C; &#xBC1C;&#xACAC;&#xC5D0; &#xD734;&#xB300; &#xC804;&#xD654; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744; &#xC774;&#xD574;: &#xD3C9;&#xBA74; &#xD328;&#xCE58; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xBC30;&#xC5F4; &#xCE69; &#xAE30;&#xC220;&#xC758; &#xC5ED;&#xD560;.

Todas las funciones de la c&eacute;lula excitable dependen de los canales i&oacute;nicos que se encajan en su membrana plasm&aacute;tica. Las perturbaciones de la estructura del canal del ion o funci&oacute;n producir patolog&iacute;as que van desde la disfunci&oacute;n cardiaca a trastornos neurodegenerativos. Por lo tanto, para entender las funciones de las c&eacute;lulas excitables y para remediar su patofisiolog&iacute;a, es importante entender las funciones de canales de iones bajo diferentes condiciones experimentales - incluida la exposici&oacute;n a los objetivos de la nueva droga. Pipeta de vidrio patch-clamp es la t&eacute;cnica de vanguardia para controlar las propiedades intr&iacute;nsecas y sin&aacute;pticas de las neuronas. Sin embargo, esta t&eacute;cnica es laborioso y tiene bajo rendimiento. Fichas de patch-clamp planar, integrados en sistemas automatizados, ofrecen altos rendimientos pero se limitan a c&eacute;lulas aisladas de suspensiones, lo que limita su uso en la funci&oacute;n fisiol&oacute;gica de modelado. Estos chips no son, por lo tanto, m&aacute;s convenientes para estudios que incluyeron la comunicaci&oacute;n neuronal. Micropozo-microcanal arrays (MEAs), por el contrario, tener la capacidad para monitorear la actividad de la red mediante la medici&oacute;n de potenciales de campo local desde m&uacute;ltiples sitios extracelulares, pero la actividad del canal del ion espec&iacute;fico es dif&iacute;cil extraer de estas se&ntilde;ales multiplexadas. Aqu&iacute; describimos una tecnolog&iacute;a de chip de novela planar de la abrazadera del remiendo-que permite el interrogatorio electrofisiol&oacute;gico alta resoluci&oacute;n simult&aacute;neo de neuronas individuales en m&uacute;ltiples sitios en redes neuronales CCIS conectadas, combinando as&iacute; las ventajas de t&eacute;cnicas MEA y patch-clamp. Cada neurona puede ser explorado a trav&eacute;s de una abertura que se conecta a un canal dedicado microflu&iacute;dicos subterr&aacute;neo. Creciendo en redes de neuronas est&aacute;n alineadas con las aberturas por physisorbed o chemisorbed se&ntilde;ales qu&iacute;micas. En esta revisi&oacute;n, se describe el proceso de dise&ntilde;o y fabricaci&oacute;n de estos chips, enfoques patrones qu&iacute;micos para la colocaci&oacute;n de la c&eacute;lula y presentes datos fisiol&oacute;gicos de los cultivos de c&eacute;lulas neuronales.

Comprender la funci&oacute;n celular al descubrimiento de nuevos f&aacute;rmacos: el papel de la tecnolog&iacute;a de chip de matriz plana patch-clamp.

Mike W. Denhoff

Institute for Microstructural Sciences

National Research Council of Canada

Culturing and Electrophysiology of Cells on NRCC Patch-clamp Chips

Mike W. Denhoff

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National Research Council of Canada

Culturing and Electrophysiology of Cells on NRCC Patch-clamp Chips

Institute for Microstructural Sciences