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Slice Preparation, Organotypic Tissue Culturing and Luciferase Recording of Clock Gene Activity in the Suprachiasmatic Nucleus

A central circadian (~24 hr) clock coordinating daily rhythms in physiology and behavior resides in the suprachiasmatic nucleus (SCN) located in the ...

Karolinska Institutet

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Significant advances have been made in the understanding of the pathophysiology, molecular targets and therapies for the treatment of a variety of nervous-system disorders. Particular therapies involve electrical sensing and stimulation of neural activity, and significant effort has therefore been devoted to the refinement of neural electrodes. However, direct electrical interfacing suffers from some inherent problems, such as the inability to discriminate amongst cell types. Thus, there is a need for novel devices to specifically interface nerve cells. Here, we demonstrate an organic electronic device capable of precisely delivering neurotransmitters in vitro and in vivo. In converting electronic addressing into delivery of neurotransmitters, the device mimics the nerve synapse. Using the peripheral auditory system, we show that out of a diverse population of cells, the device can selectively stimulate nerve cells responding to a specific neurotransmitter. This is achieved by precise electronic control of electrophoretic migration through a polymer film. This mechanism provides several sought-after features for regulation of cell signalling: exact dosage determination through electrochemical relationships, minimally disruptive delivery due to lack of fluid flow, and on-off switching. This technology has great potential as a therapeutic platform and could help accelerate the development of therapeutic strategies for nervous-system disorders.

Organic electronics for precise delivery of neurotransmitters to modulate mammalian sensory function.

Des progr&egrave;s significatifs ont &eacute;t&eacute; r&eacute;alis&eacute;s dans la compr&eacute;hension de la physiopathologie, les cibles mol&eacute;culaires et les th&eacute;rapies pour le traitement de divers troubles du syst&egrave;me nerveux. Th&eacute;rapies particuli&egrave;res impliquent &eacute;lectriques de d&eacute;tection et stimulation de l&#39;activit&eacute; neuronale, et un effort important a donc &eacute;t&eacute; consacr&eacute; au raffinement des &eacute;lectrodes neurales. Cependant, interfa&ccedil;age &eacute;lectrique directe souffre de quelques probl&egrave;mes intrins&egrave;ques, tels que l&#39;incapacit&eacute; d&#39;&eacute;tablir une distinction entre les types de cellules. Ainsi, il y a un besoin de nouveaux dispositifs d&#39;interface sp&eacute;cifiquement les cellules nerveuses. Ici, nous d&eacute;montrons un dispositif &eacute;lectronique organique capable de fournir avec pr&eacute;cision les neurotransmetteurs in vitro et in vivo. Lors de la conversion &eacute;lectronique s&#39;adressant &agrave; la prestation des neurotransmetteurs, le dispositif imite la synapse nerveuse. &Agrave; l&#39;aide du syst&egrave;me auditif p&eacute;riph&eacute;rique, nous montrons que sur une population diversifi&eacute;e de cellules, l&#39;appareil peut stimuler s&eacute;lectivement les cellules nerveuses r&eacute;pondant &agrave; un neurotransmetteur sp&eacute;cifique. Ceci est r&eacute;alis&eacute; par un contr&ocirc;le &eacute;lectronique pr&eacute;cis de migration &eacute;lectrophor&eacute;tique &agrave; travers un film de polym&egrave;re. Ce m&eacute;canisme offre plusieurs fonctionnalit&eacute;s tr&egrave;s recherch&eacute;es pour la r&eacute;gulation de la signalisation cellulaire : exacte d&eacute;termination de la dose par le biais de relations &eacute;lectrochimiques, livraison perturbateur au minimum exigible d&#39;un manque d&#39;&eacute;coulements de fluides et de commutation marche / arr&ecirc;t. Cette technologie a un grand potentiel comme plateforme th&eacute;rapeutique et pourrait aider &agrave; acc&eacute;l&eacute;rer le d&eacute;veloppement de strat&eacute;gies th&eacute;rapeutiques pour les troubles du syst&egrave;me nerveux.

&Eacute;lectronique organique pour la livraison pr&eacute;cise de neurotransmetteurs pour moduler la fonction sensorielle chez les mammif&egrave;res.

Bedeutende Fortschritte wurden in das Verst&auml;ndnis der Pathophysiologie und molekulare Therapien f&uuml;r die Behandlung einer Vielzahl von nerv&ouml;s-System-Erkrankungen. Bestimmte Therapien umfassen elektrische Sensorik und Stimulation der neuronalen Aktivit&auml;t und erheblichen Aufwand hat daher die Verfeinerung der neuronalen Elektroden gewidmet worden. Direkte elektrische Anbindung leidet jedoch einige inh&auml;rente Probleme, wie die Unf&auml;higkeit unter Zelltypen unterscheiden. So gibt es eine Notwendigkeit f&uuml;r neuartige Ger&auml;te speziell Schnittstelle Nervenzellen. Hier zeigen wir eine organische elektronische Vorrichtung, die Lage genau Neurotransmitter in vitro und in vivo zu transportieren. Bei der Umwandlung von elektronischen Adressierung in Lieferung von Neurotransmittern, ahmt das Ger&auml;t der Nerv Synapse. Anhand des peripheren auditiven Systems zeigen wir, die aus einer vielf&auml;ltigen Bev&ouml;lkerung der Zellen, das Ger&auml;t selektiv Nervenzellen reagieren auf eine bestimmte Neurotransmitter stimulieren kann. Dies wird erreicht durch pr&auml;zise elektronische Regelung der elektrophoretische Migration durch einen Polymerfilm. Dieser Mechanismus bietet mehrere begehrte Features f&uuml;r die Regulierung der Zelle signalisieren: exakte Dosierung Bestimmung durch elektrochemische Verh&auml;ltnisse, unterbrechungsarmes Lieferung wegen Mangel an Fl&uuml;ssigkeitsstr&ouml;mung und an / aus-schalten. Diese Technologie hat gro&szlig;es Potenzial als therapeutische Plattform und k&ouml;nnte dazu beitragen, die Entwicklung therapeutischer Strategien f&uuml;r nerv&ouml;se System St&ouml;rungen zu beschleunigen.

Organische Elektronik f&uuml;r pr&auml;zise Lieferung von Neurotransmittern, S&auml;ugetier-sensorische Funktion modulieren.

Sono stati fatti progressi significativi nella comprensione della patofisiologia, bersagli molecolari e le terapie per il trattamento di una variet&agrave; di disturbi del sistema nervoso. Terapie particolari coinvolgono elettrici sensing e stimolazione dell&#39;attivit&agrave; neurale, e notevole sforzo quindi &egrave; stato dedicato al perfezionamento degli elettrodi neurali. Tuttavia, diretto interfacciamento elettrico soffre di alcuni problemi inerenti, come l&#39;incapacit&agrave; di discriminare tra i tipi di cellule. Cos&igrave;, c&#39;&egrave; bisogno di nuovi dispositivi a specificamente le cellule nervose interfaccia. Qui, noi dimostrare un organico dispositivo elettronico in grado di fornire appunto neurotrasmettitori in vitro e in vivo. Nella conversione di indirizzi elettronici nella consegna dei neurotrasmettitori, il dispositivo simula la sinapsi nervose. Utilizzando il sistema uditivo periferico, mostriamo che fuori una popolazione eterogenea di cellule, il dispositivo pu&ograve; stimolare selettivamente le cellule nervose, rispondendo a un neurotrasmettitore specifico. Questo risultato &egrave; ottenuto dal controllo elettronico preciso della migrazione elettroforetica attraverso un film polimerico. Questo meccanismo fornisce diverse funzionalit&agrave; ricercate per regolamento di segnalazione delle cellule: esatta determinazione del dosaggio tramite relazioni elettrochimici, minimamente dirompente consegna dovuta alla mancanza di flusso del fluido e on-off di commutazione. Questa tecnologia ha un grande potenziale come una piattaforma terapeutica e potrebbe contribuire ad accelerare lo sviluppo di strategie terapeutiche per i disturbi del sistema nervoso.

Elettronica organica per la consegna precisa dei neurotrasmettitori per modulare la funzione sensoriale dei mammiferi.

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&#x6709;&#x6A5F;&#x30A8;&#x30EC;&#x30AF;&#x30C8;&#x30ED;&#x30CB;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x54FA;&#x4E73;&#x985E;&#x306E;&#x611F;&#x899A;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3092;&#x8ABF;&#x7BC0;&#x3059;&#x308B;&#x795E;&#x7D4C;&#x4F1D;&#x9054;&#x7269;&#x8CEA;&#x306E;&#x6B63;&#x78BA;&#x306A;&#x914D;&#x4FE1;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x3002;

&#xC774;&#xC0C1;, &#xBD84;&#xC790; &#xB300;&#xC0C1;&#xACFC; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; &#xC7A5;&#xC560;&#xC758; &#xCE58;&#xB8CC;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xCE58;&#xB8CC;&#xC758; &#xC774;&#xD574;&#xC5D0; &#xC0C1;&#xB2F9;&#xD55C; &#xC9C4;&#xC804;&#xC774; &#xB9CC;&#xB4E4;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC804;&#xAE30; &#xAC10;&#xC9C0; &#xBC0F; &#xC2E0;&#xACBD; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC758; &#xC790;&#xADF9;&#xC744; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558;&#xB294; &#xD2B9;&#xC815; &#xCE58;&#xB8CC; &#xBC0F; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC804;&#xADF9;&#xC758; &#xAD6C;&#xCCB4;&#xD654;&#xC5D0; &#xC0C1;&#xB2F9;&#xD55C; &#xB178;&#xB825; &#xB530;&#xB77C;&#xC11C; &#xD574;&#xC624;&#xACE0; &#xC788;&#xB2E4;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098;, &#xC9C1;&#xC811; &#xC804;&#xAE30; &#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4; &#xC138;&#xD3EC; &#xC720;&#xD615; &#xC0AC;&#xC774;&#xC5D0;&#xC11C; &#xAD6C;&#xBCC4; &#xD558;&#xC9C0; &#xBABB;&#xD558;&#xB294; &#xB4F1; &#xBA87; &#xAC00;&#xC9C0; &#xACE0;&#xC720;&#xC758; &#xBB38;&#xC81C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xACAA;&#xACE0; &#xC788;&#xB2E4;. &#xB530;&#xB77C;&#xC11C;, &#xD2B9;&#xBCC4;&#xD788; &#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xC7A5;&#xCE58;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD544;&#xC694;&#xAC00; &#xC788;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xC815;&#xD655; &#xD558; &#xAC8C; &#xCCB4; &#xC678; &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; vivo&#xC5D0;&#xC11C; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC804;&#xB2EC; &#xBB3C;&#xC9C8;&#xC744; &#xC81C;&#xACF5;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xC720;&#xAE30; &#xC804;&#xC790; &#xC7A5;&#xCE58;&#xB97C; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC2E0;&#xACBD; &#xC804;&#xB2EC; &#xBB3C;&#xC9C8;&#xC758; &#xC804;&#xB2EC;&#xC5D0; &#xC804;&#xC790; &#xC8FC;&#xC18C; &#xBCC0;&#xD658; &#xC7A5;&#xCE58; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC2DC; &#xB0C5; &#xC2A4;&#xB97C; &#xC2EB;&#xC5B4; &#xD558;&#xC9C0;. &#xC8FC;&#xBCC0; &#xCCAD;&#xAC01; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xADF8; &#xC140;&#xC758; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xC778;&#xAD6C; &#xC7A5;&#xCE58; &#xC120;&#xD0DD;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xD2B9;&#xC815; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC804;&#xB2EC; &#xBB3C;&#xC9C8;&#xC5D0; &#xBC18;&#xC751; &#xD558;&#xB294; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC;&#xB97C; &#xC790;&#xADF9; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xD3F4;&#xB9AC;&#xBA38; &#xD544;&#xB984;&#xC744; &#xD1B5;&#xD574; &#xC804;&#xAE30; &#xC774;&#xB3D9; &#xB9C8;&#xC774;&#xADF8;&#xB808;&#xC774;&#xC158;&#xC758; &#xC815;&#xBC00;&#xD55C; &#xC804;&#xC790; &#xC81C;&#xC5B4;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC774;&#xB8E8;&#xC5B4;&#xC9D1;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998; &#xC138;&#xD3EC; &#xC2E0;&#xD638; &#xC804;&#xB2EC;&#xC758; &#xADDC;&#xC81C;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xBA87; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC120;&#xD638; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744; &#xC81C;&#xACF5; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;: &#xC720;&#xCCB4; &#xD750;&#xB984; &#xBC0F; &#xC628;-&#xC624;&#xD504; &#xC2A4;&#xC704;&#xCE6D;&#xC758; &#xBD80;&#xC871;&#xC73C;&#xB85C; &#xC778;&#xD574; &#xCD5C;&#xC18C;&#xD55C; &#xD30C;&#xAD34;&#xC801;&#xC778; &#xBC30;&#xB2EC; &#xC804;&#xAE30; &#xAD00;&#xACC4;&#xB97C; &#xD1B5;&#xD574; &#xBCF5;&#xC6A9;&#xB7C9; &#xACB0;&#xC815; &#xC815;&#xD655;&#xD55C;. &#xC774; &#xAE30;&#xC220;&#xACFC; &#xCE58;&#xB8CC; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC;&#xC73C;&#xB85C; &#xD070; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xB825;&#xC744;&#xAC00;&#xC9C0;&#xACE0; &#xAE34;&#xC7A5; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; &#xC7A5;&#xC560;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xCE58;&#xB8CC; &#xC804;&#xB7B5;&#xC758; &#xAC1C;&#xBC1C;&#xC744; &#xAC00;&#xC18D;&#xD654; &#xD558;&#xB294; &#xB370; &#xB3C4;&#xC6C0;&#xC774; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xD3EC;&#xC720;&#xB958; &#xAC10;&#xAC01; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744; &#xC870;&#xC808;&#xC5D0; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC804;&#xB2EC; &#xBB3C;&#xC9C8;&#xC758; &#xC815;&#xD655;&#xD55C; &#xBC30;&#xB2EC;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC720;&#xAE30; &#xC804;&#xC790;.

Se han logrado avances significativos en la comprensi&oacute;n de la patofisiolog&iacute;a, dianas moleculares y terapias para el tratamiento de una variedad de trastornos del sistema nervioso. Terapias particulares implican el&eacute;ctricos detecci&oacute;n y estimulaci&oacute;n de la actividad de los nervios, y un esfuerzo importante por lo tanto se ha dedicado al refinamiento de electrodos neurales. Sin embargo, la interconexi&oacute;n el&eacute;ctrica directa padece algunos problemas inherentes, como la incapacidad para discriminar entre tipos de c&eacute;lulas. Por lo tanto, hay una necesidad de dispositivos nuevos para espec&iacute;ficamente las c&eacute;lulas nerviosas de interfaz. Aqu&iacute;, demostramos un dispositivo electr&oacute;nico org&aacute;nico capaz de suministrar precisamente neurotransmisores in vitro e in vivo. En la conversi&oacute;n de abordar electr&oacute;nicos en entrega de neurotransmisores, el dispositivo imita la sinapsis nerviosas. Usando el sistema auditivo perif&eacute;rico, demostramos que de una poblaci&oacute;n diversa de las c&eacute;lulas, el dispositivo puede estimular selectivamente las c&eacute;lulas nerviosas responden a un neurotransmisor espec&iacute;fico. Esto se logra mediante un control electr&oacute;nico preciso de migraci&oacute;n electrofor&eacute;tica a trav&eacute;s de una pel&iacute;cula de pol&iacute;mero. Este mecanismo ofrece varias caracter&iacute;sticas buscadas para la regulaci&oacute;n de la se&ntilde;alizaci&oacute;n celular: exacta determinaci&oacute;n de la dosificaci&oacute;n a trav&eacute;s de relaciones electroqu&iacute;micas, m&iacute;nimo de disrupci&oacute;n entrega debido a la falta de flujo de fluidos y encendido y apagado de la conmutaci&oacute;n. Esta tecnolog&iacute;a tiene un gran potencial como plataforma terap&eacute;utica y podr&iacute;a ayudar a acelerar el desarrollo de estrategias terap&eacute;uticas para los trastornos del sistema nervioso.

Electr&oacute;nica org&aacute;nica para entrega precisa de neurotransmisores para modular la funci&oacute;n sensorial mam&iacute;fera.

&#x5316;&#x5B66;&#x5FAE;&#x89C2;&#x73AF;&#x5883;&#x52A8;&#x6001;&#x63A7;&#x5236;&#x662F;&#x751F;&#x547D;&#x79D1;&#x5B66;&#x7684;&#x8BB8;&#x591A;&#x9886;&#x57DF;&#x7EE7;&#x7EED;&#x53D1;&#x5C55;&#x7684;&#x5FC5;&#x8981;&#x6761;&#x4EF6;&#x3002;&#x79BB;&#x5B50;&#x4E0E;&#x751F;&#x7269;&#x5206;&#x5B50;&#x4F20;&#x9012;&#x79EF;&#x6781;&#x5316;&#x5B66;&#x7535;&#x8DEF;&#x624D;&#x80FD;&#x5B9E;&#x73B0;&#x8FD9;&#x79CD;&#x63A7;&#x5236;&#x3002;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x8FD9;&#x79CD;&#x7535;&#x8DEF;&#x7684;&#x57FA;&#x7840;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x62A5;&#x544A;&#x57FA;&#x4E8E;&#x5BFC;&#x7535;&#x9AD8;&#x5206;&#x5B50;&#x8584;&#x819C;&#x7684;&#x9634;&#x79BB;&#x5B50;&#x548C;&#x9633;&#x79BB;&#x5B50;&#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x819C;&#x56FA;&#x6001;&#x79BB;&#x5B50;&#x53CC;&#x6781;&#x578B;&#x6676;&#x4F53;&#x7BA1; &#xFF08;IBJT&#xFF09;&#x3002;IBJT &#x662F;&#x5BF9;&#x4F20;&#x7EDF;&#x7684;&#x534A;&#x5BFC;&#x4F53; BJT &#x79BB;&#x5B50;&#x7C7B;&#x4F3C;&#xFF0C;&#x91C7;&#x7528;&#x6807;&#x51C6;&#x7684;&#x5FAE;&#x7EC6;&#x52A0;&#x5DE5;&#x6280;&#x672F;&#x5236;&#x9020;&#x3002;&#x6676;&#x4F53;&#x7BA1;&#x7279;&#x6027;&#x968F;&#x6A21;&#x578B;&#x63CF;&#x8FF0;&#x7684;&#x64CD;&#x4F5C;&#xFF0C;&#x5728;&#x5176;&#x4E2D;&#x9634;&#x79BB;&#x5B50;&#x57FA;&#x6781;&#x7535;&#x6D41;&#x653E;&#x5927;&#x7535;&#x6D41;&#x3001; &#x9633;&#x79BB;&#x5B50;&#x6355;&#x6536;&#x5242;&#x539F;&#x5219;&#x5217;&#x793A;&#x3002;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x795E;&#x7ECF;&#x9012;&#x8D28;&#x4E59;&#x9170;&#x80C6;&#x78B1;&#x4F20;&#x9012;&#x751F;&#x7269;&#x7535;&#x5B50;&#x7535;&#x8DEF;&#x5143;&#x4EF6;&#x91C7;&#x7528; IBJT&#xFF0C;&#x8868;&#x73B0;&#x662F;&#x5B83;&#x8C03;&#x8282;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5185;&#x4FE1;&#x53F7;&#x4F20;&#x9012;&#x7684;&#x529F;&#x6548;&#x3002;

&#x79BB;&#x5B50;&#x53CC;&#x6781;&#x578B;&#x6676;&#x4F53;&#x7BA1;&#x3002;

Dynamic control of chemical microenvironments is essential for continued development in numerous fields of life sciences. Such control could be achieved with active chemical circuits for delivery of ions and biomolecules. As the basis for such circuitry, we report a solid-state ion bipolar junction transistor (IBJT) based on conducting polymers and thin films of anion- and cation-selective membranes. The IBJT is the ionic analogue to the conventional semiconductor BJT and is manufactured using standard microfabrication techniques. Transistor characteristics along with a model describing the principle of operation, in which an anionic base current amplifies a cationic collector current, are presented. By employing the IBJT as a bioelectronic circuit element for delivery of the neurotransmitter acetylcholine, its efficacy in modulating neuronal cell signaling is demonstrated.

Ion bipolar junction transistors.

Contr&ocirc;le dynamique des micro-environnements chimiques est essentiel pour la poursuite du d&eacute;veloppement dans de nombreux domaines des sciences de la vie. Ce contr&ocirc;le pourrait &ecirc;tre assur&eacute; avec des circuits actifs chimiques pour la livraison des ions et des biomol&eacute;cules. Comme le fondement de ces circuits, nous rapportons un transistor &agrave; jonction bipolaire ion &agrave; l&#39;&eacute;tat solide (IBJT) bas&eacute; sur des polym&egrave;res et des couches minces de membranes s&eacute;lectives-anions et cations. Le IBJT est l&#39;analogue ionique &agrave; semi-conducteur classique BJT et est fabriqu&eacute; en utilisant des techniques de microfabrication standard. Caract&eacute;ristiques du transistor avec un mod&egrave;le d&eacute;crivant le principe de fonctionnement, dans lequel un courant base anionique amplifie un collectionneur cationique actuel, sont pr&eacute;sent&eacute;s. En employant le IBJT comme un &eacute;l&eacute;ment de circuit bio&eacute;lectroniques pour la livraison de l&#39;ac&eacute;tylcholine, un neurotransmetteur, son efficacit&eacute; dans la modulation de la signalisation de cellules neuronales est d&eacute;montr&eacute;e.

Transistors &agrave; jonction bipolaire ion.

Dynamische Kontrolle der chemischen Mikroumgebungen ist notwendig f&uuml;r die weitere Entwicklung in vielen Bereichen der Life Sciences. Eine solche Kontrolle k&ouml;nnte mit aktiven chemischen Schaltungen f&uuml;r die Lieferung von Ionen und Biomolek&uuml;len erreicht werden. Als Grundlage f&uuml;r solche Schaltungen berichten wir eine Solid-State-Ionen bipolar Feldeffekttransistor (IBJT) basierend auf Durchf&uuml;hrung von Polymeren und D&uuml;nnschichten Anion und kation-selektiven Membranen. Die IBJT ist die ionische analog zu den konventionellen Semiconductor BJT und wird mit standard Microfabrication Techniken hergestellt. Transistor-Eigenschaften sowie ein Modell zur Beschreibung des Grundsatzes der Betrieb, in dem ein anionischer base Strom eine kationische Kollektorstrom verst&auml;rkt werden vorgestellt. Durch den Einsatz der IBJT als Element bioelectronic Schaltung f&uuml;r die Lieferung von den Neurotransmitter Acetylcholin, ist seine Wirksamkeit bei der Modulation der neuronalen Zelle Signalisierung gezeigt.

Ion bipolar Junction Transistoren.

Controllo dinamico dei microambienti chimici &egrave; essenziale per lo sviluppo continuato in numerosi campi delle scienze della vita. Tale controllo potrebbe essere realizzato con circuiti chimici attivi per la consegna degli ioni e biomolecole. Come base per tali circuiti, riportiamo un transistor a giunzione bipolare ioni allo stato solido (IBJT) basato sulla conduzione di polimeri e pellicole sottili di membrane selettive anioni e cationi. Il IBJT &egrave; l&#39;analogo ionico a semiconduttore BJT convenzionale ed &egrave; fabbricato utilizzando tecniche di microfabbricazione standard. Le caratteristiche del transistor insieme ad un modello che descrive il principio di funzionamento, in cui una corrente di base anionica amplifica un collezionista cationico corrente, vengono presentate. Impiegando il IBJT come un elemento di circuito bioelettronica per la consegna del neurotrasmettitore acetilcolina, &egrave; dimostrato la sua efficacia nel modulare la segnalazione delle cellule neuronali.

Transistor a giunzione bipolare dello ione.

&#x52D5;&#x7684;&#x5236;&#x5FA1;&#x5316;&#x5B66;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x306E;&#x751F;&#x547D;&#x79D1;&#x5B66;&#x306E;&#x3055;&#x307E;&#x3056;&#x307E;&#x306A;&#x5206;&#x91CE;&#x3067;&#x7D99;&#x7D9A;&#x7684;&#x306A;&#x958B;&#x767A;&#x306B;&#x4E0D;&#x53EF;&#x6B20;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x30B3;&#x30F3;&#x30C8;&#x30ED;&#x30FC;&#x30EB;&#x306F;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x3084;&#x751F;&#x4F53;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x914D;&#x4FE1;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x30A2;&#x30AF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x306A;&#x5316;&#x5B66;&#x56DE;&#x8DEF;&#x3092;&#x9054;&#x6210;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x56DE;&#x8DEF;&#x306E;&#x57FA;&#x790E;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x306F;&#x3001;&#x30DD;&#x30EA;&#x30DE;&#x30FC;&#x3068;&#x9670;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x3068;&#x967D;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x9078;&#x629E;&#x6027;&#x819C;&#x306E;&#x8584;&#x819C;&#x5C0E;&#x96FB;&#x56FA;&#x4F53;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3; &#x30D0;&#x30A4;&#x30DD;&#x30FC;&#x30E9;&#x63A5;&#x5408;&#x30C8;&#x30E9;&#x30F3;&#x30B8;&#x30B9;&#x30BF; (IBJT) &#x3092;&#x5831;&#x544A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;IBJT &#x5F93;&#x6765;&#x306E;&#x534A;&#x5C0E;&#x4F53; BJT &#x3078;&#x306E;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x6027;&#x306E;&#x30A2;&#x30CA;&#x30ED;&#x30B0;&#x3067;&#x3042;&#x308A;&#x3001;&#x6A19;&#x6E96;&#x306E;&#x5FAE;&#x7D30;&#x52A0;&#x5DE5;&#x6280;&#x8853;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x88FD;&#x9020;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30C8;&#x30E9;&#x30F3;&#x30B8;&#x30B9;&#x30BF;&#x7279;&#x6027;&#x306E;&#x30AB;&#x30C1;&#x30AA;&#x30F3;&#x306E;&#x30B3;&#x30EC;&#x30AF;&#x30BF;&#x30FC;&#x96FB;&#x6D41;&#x3001;&#x30A2;&#x30CB;&#x30AA;&#x30F3;&#x306E;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x96FB;&#x6D41;&#x5897;&#x5E45;&#x52D5;&#x4F5C;&#x539F;&#x7406;&#x3092;&#x8AAC;&#x660E;&#x3059;&#x308B;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3068;&#x3068;&#x3082;&#x306B;&#x63B2;&#x8F09;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x795E;&#x7D4C;&#x4F1D;&#x9054;&#x7269;&#x8CEA;&#x30A2;&#x30BB;&#x30C1;&#x30EB;&#x30B3;&#x30EA;&#x30F3;&#x306E;&#x914D;&#x4FE1;&#x7528;&#x306E;&#x6240;&#x5316;&#x56DE;&#x8DEF;&#x7D20;&#x5B50;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x3001;IBJT &#x306E;&#x63A1;&#x7528;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x3001;&#x795E;&#x7D4C;&#x7D30;&#x80DE;&#x30B7;&#x30B0;&#x30CA;&#x30EB;&#x4F1D;&#x9054;&#x3092;&#x5909;&#x8ABF;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x52B9;&#x529B;&#x3092;&#x767A;&#x63EE;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3; &#x30D0;&#x30A4;&#x30DD;&#x30FC;&#x30E9;&#x63A5;&#x5408;&#x30C8;&#x30E9;&#x30F3;&#x30B8;&#x30B9;&#x30BF;&#x3002;

&#xD654;&#xD559; microenvironments &#xB3D9;&#xC801; &#xC81C;&#xC5B4; &#xC0DD;&#xBA85; &#xACFC;&#xD559;&#xC758; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xBD84;&#xC57C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC9C0;&#xC18D;&#xC801;&#xC778;&#xB41C; &#xBC1C;&#xC804;&#xC744; &#xC704;&#xD574; &#xD544;&#xC218;&#xC801;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC81C;&#xC5B4; &#xC774;&#xC628;&#xACFC; biomolecules&#xC758; &#xBC30;&#xB2EC;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD65C;&#xC131; &#xD654;&#xD559; &#xD68C;&#xB85C; &#xB2EC;&#xC131; &#xB420; &#xC218; &#xC788;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xAC19;&#xC740; &#xD68C;&#xB85C; &#xAE30;&#xBCF8;&#xC73C;&#xB85C; &#xACE0;&#xBD84;&#xC790;&#xC640; &#xC74C;&#xC774;&#xC628; &#xBC0F; &#xC591;&#xC774;&#xC628; &#xC120;&#xD0DD;&#xC131; &#xB9C9;&#xC758; &#xBC15;&#xB9C9; &#xC2E4;&#xC2DC;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xACE0;&#xCCB4; &#xC774;&#xC628; &#xBC14;&#xC774; &#xD3F4;&#xB77C; &#xC811;&#xD569; &#xD2B8;&#xB79C;&#xC9C0;&#xC2A4;&#xD130; (IBJT)&#xC744; &#xBCF4;&#xACE0;. IBJT&#xB294; &#xAE30;&#xC874;&#xC758; &#xBC18;&#xB3C4;&#xCCB4; BJT&#xC5D0; &#xC774;&#xC624;&#xB2C8;&#xC544; &#xC544;&#xB0A0;&#xB85C;&#xADF8; &#xC774;&#xBA70; &#xD45C;&#xC900; &#xC81C;&#xC791; &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC81C;&#xC870;. &#xD2B8;&#xB79C;&#xC9C0;&#xC2A4;&#xD130; &#xD2B9;&#xC131; &#xC74C;&#xC774;&#xC628; &#xAE30;&#xBCF8; &#xC804;&#xB958; &#xC591;&#xC774;&#xC628; &#xCEEC;&#xB809;&#xD130; &#xC804;&#xB958;&#xB97C; &#xC99D;&#xD3ED; &#xD558;&#xB294; &#xC791;&#xB3D9; &#xC6D0;&#xB9AC;&#xB97C; &#xC124;&#xBA85; &#xD558;&#xB294; &#xBAA8;&#xB378;&#xACFC; &#xD568;&#xAED8; &#xC81C;&#xACF5; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC2E0;&#xACBD; &#xC804;&#xB2EC; &#xBB3C;&#xC9C8; &#xC544; &#xC138; &#xD2F8; &#xCF5C;&#xB9B0;&#xC758; &#xBC30;&#xB2EC;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; bioelectronic &#xD68C;&#xB85C; &#xC18C;&#xC790;&#xB85C;&#xB294; IBJT&#xB97C; &#xCC44;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC2E0;&#xACBD; &#xC138;&#xD3EC; &#xC2E0;&#xD638; &#xBCC0;&#xC870;&#xC5D0;&#xC11C; &#xADF8; &#xD6A8;&#xB2A5; &#xC785;&#xC99D; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xC774;&#xC628; &#xBC14;&#xC774; &#xD3F4;&#xB77C; &#xC811;&#xD569; &#xD2B8;&#xB79C;&#xC9C0;&#xC2A4;&#xD130;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Control din&aacute;mico de microambientes qu&iacute;micas es esencial para el desarrollo continuado en diversos campos de las ciencias biol&oacute;gicas. Este control puede lograrse con circuitos activos qu&iacute;micos para entrega de iones y biomol&eacute;culas. Como la base para tal circuito, Divulgamos un transistor de ensambladura bipolar de estado s&oacute;lido ion (IBJT) basado en pol&iacute;meros conductores y pel&iacute;culas delgadas de membranas de aniones y cationes-selectivo. El IBJT es el an&aacute;logo i&oacute;nico convencional semiconductor BJT y se fabrica utilizando t&eacute;cnicas de microfabricaci&oacute;n est&aacute;ndar. Caracter&iacute;sticas del transistor junto con un modelo que describe el principio de funcionamiento, en el que una corriente de base ani&oacute;nica amplifica un colector cati&oacute;nico actual, se presentan. Mediante el empleo de la IBJT como elemento bioelectr&oacute;nico circuito para la entrega del neurotransmisor acetilcolina, se demostr&oacute; su eficacia en la modulaci&oacute;n de se&ntilde;alizaci&oacute;n celular neuronal.

Transistores de uni&oacute;n bipolar de ion.

&#x7EB3;&#x7C73;&#x836F;&#x7269;&#x662F;&#x5177;&#x6709;&#x6F5C;&#x529B;&#xFF0C;&#x5F62;&#x72B6;&#x3001; &#x76F4;&#x63A5;&#x7684;&#x3001; &#x548C;&#x672A;&#x6765;&#x51E0;&#x5341;&#x5E74;&#x9769;&#x547D;&#x7684;&#x65B9;&#x5F0F;&#x6539;&#x53D8;&#x672A;&#x6765;&#x533B;&#x5B66;&#x6CBB;&#x7597;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x9886;&#x57DF;&#x3002;&#x867D;&#x7136;&#x4E0E;&#x5176;&#x4ED6;&#x751F;&#x7269;&#x533B;&#x5B66;&#x9886;&#x57DF;&#x7684;&#x5171;&#x540C;&#x76EE;&#x6807;&#x662F;&#x89E3;&#x51B3;&#x533B;&#x7597;&#x95EE;&#x9898;&#xFF0C;&#x4F46;&#x8FD9;&#x4E00;&#x9886;&#x57DF;&#x5305;&#x62EC;&#x8D8A;&#x6765;&#x8D8A;&#x591A;&#x7684;&#x6280;&#x672F;&#x5E73;&#x53F0;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x4ED6;&#x4EEC;&#x6210;&#x4E3A;&#x5C0F;&#x578B;&#x5316;&#x3002;&#x6709;&#x673A;&#x7535;&#x5B50;&#x5DF2;&#x8FC7;&#x53BB;&#x4E24;&#x5E74;&#x53D1;&#x5C55;&#x6210;&#x4E3A;&#x4E00;&#x4E2A;&#x4EE4;&#x4EBA;&#x5174;&#x594B;&#x548C;&#x84EC;&#x52C3;&#x53D1;&#x5C55;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x9886;&#x57DF;&#x3002;

&#x5728;&#x7EB3;&#x7C73;&#x836F;&#x7269;&#x7684;&#x6709;&#x673A;&#x751F;&#x7269;&#x7535;&#x5B50;&#x5B66;&#x3002;

Nanomedicine is a research area with potential to shape, direct, and change future medical treatments in a revolutionary manner over the next decades. While the common goal with other fields of biomedicine is to solve medical problems, this area embraces an increasing number of technology platforms as they become miniaturized. Organic electronics has over the past two decades developed into an exciting and thriving area of research.

Organic bioelectronics in nanomedicine.

Nanom&eacute;decine est un espace de recherche susceptibles de fa&ccedil;onner, de diriger et de modifier les traitements m&eacute;dicaux futurs de mani&egrave;re r&eacute;volutionnaire dans les prochaines d&eacute;cennies. Alors que l&#39;objectif commun avec d&#39;autres domaines de la biom&eacute;decine est de r&eacute;soudre des probl&egrave;mes m&eacute;dicaux, ce domaine englobe un nombre croissant de plateformes technologiques comme ils deviennent miniaturis&eacute;s. &Eacute;lectronique organique d&eacute;veloppe depuis deux d&eacute;cennies dans un domaine passionnant et en plein essor de la recherche.

Bio&eacute;lectronique organique en nanom&eacute;decine.

Nanomedizin ist ein Forschungsraum mit Potential, gestalten, lenken und k&uuml;nftige medizinische Behandlungen in einer revolution&auml;ren Art und Weise in den n&auml;chsten Jahrzehnten &auml;ndern. Zwar das gemeinsame Ziel mit anderen Feldern der Biomedizin, medizinische Probleme zu l&ouml;sen, umfasst dieser Bereich eine wachsende Zahl von Technologieplattformen wie sie miniaturisierte geworden. Organische Elektronik hat in den letzten zwei Jahrzehnten zu einem spannenden und bl&uuml;henden Raum der Forschung entwickelt.

Organische Bioelektronik in Nanomedizin.

La nanomedicina &egrave; un&#39;area di ricerca con un potenziale di forma, dirigere e modificare futuri trattamenti medici in un modo rivoluzionario nei decenni successivi. Mentre l&#39;obiettivo comune con altri campi della biomedicina &egrave; quello di risolvere i problemi medici, questa zona abbraccia un numero sempre maggiore di piattaforme tecnologiche come essi diventano miniaturizzati. Elettronica organica ha sviluppato negli ultimi due decenni in un&#39;eccitante e vivace area di ricerca.

Organico bioelettronica in nanomedicina.

&#x30CA;&#x30CE;&#x30E1;&#x30C7;&#x30A3;&#x30B7;&#x30F3;&#x5F62;&#x72B6;&#x3001;&#x6307;&#x793A;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x672A;&#x6765;&#x306E;&#x533B;&#x7642;&#x51E6;&#x7F6E;&#x3092;&#x9769;&#x547D;&#x7684;&#x306A;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3067;&#x3001;&#x6B21;&#x306E;&#x5341;&#x5E74;&#x9593;&#x3092;&#x5909;&#x66F4;&#x3059;&#x308B;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x306E;&#x3042;&#x308B;&#x7814;&#x7A76;&#x5206;&#x91CE;&#x3067;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x533B;&#x7642;&#x306E;&#x554F;&#x984C;&#x3092;&#x89E3;&#x6C7A;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x751F;&#x7269;&#x533B;&#x5B66;&#x306E;&#x4ED6;&#x306E;&#x5206;&#x91CE;&#x3068;&#x306E;&#x5171;&#x901A;&#x306E;&#x76EE;&#x6A19;&#x3067;&#x3059;&#x304C;&#x3001;&#x5F7C;&#x3089;&#x306F;&#x5FAE;&#x7D30;&#x5316;&#x306B;&#x4F34;&#x3044;&#x3053;&#x306E;&#x5730;&#x57DF;&#x6280;&#x8853;&#x30D7;&#x30E9;&#x30C3;&#x30C8;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;&#x306E;&#x5897;&#x52A0;&#x3059;&#x308B;&#x6570;&#x3092;&#x5305;&#x542B;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6709;&#x6A5F;&#x30A8;&#x30EC;&#x30AF;&#x30C8;&#x30ED;&#x30CB;&#x30AF;&#x30B9;&#x904E;&#x53BB; 2 &#x5E74;&#x9593;&#x7814;&#x7A76;&#x306E;&#x30A8;&#x30AD;&#x30B5;&#x30A4;&#x30C6;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x3067;&#x76DB;&#x3093;&#x306A;&#x5730;&#x57DF;&#x306B;&#x958B;&#x767A;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;

&#x6709;&#x6A5F;&#x30D0;&#x30A4;&#x30AA; &#x30A8;&#x30EC;&#x30AF;&#x30C8;&#x30ED;&#x30CB;&#x30AF;&#x30B9; &#x30CA;&#x30CE;&#x30E1;&#x30C7;&#x30A3;&#x30B7;&#x30F3;&#x3067;&#x3002;

Nanomedicine &#xBAA8;&#xC591;, &#xC9C0;&#xB3C4; &#xBC0F; &#xB2E4;&#xC74C; &#xC218; &#xC2ED;&#xB144;&#xC5D0; &#xAC78;&#xCCD0; &#xD601;&#xC2E0;&#xC801;&#xC778; &#xBC29;&#xC2DD;&#xC73C;&#xB85C; &#xD5A5;&#xD6C4; &#xC758;&#xB8CC; &#xCE58;&#xB8CC;&#xB97C; &#xBCC0;&#xACBD; &#xD558;&#xB294; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xB825;&#xC744; &#xAC00;&#xC9C4; &#xC5F0;&#xAD6C; &#xC601;&#xC5ED;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC0DD;&#xBB3C; &#xC758;&#xD559;&#xC758; &#xB2E4;&#xB978; &#xBD84;&#xC57C;&#xC640; &#xACF5;&#xD1B5; &#xBAA9;&#xD45C; &#xC758;&#xB8CC; &#xBB38;&#xC81C;&#xB97C; &#xD574;&#xACB0; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548;&#xC774; &#xC9C0;&#xC5ED;&#xC73C;&#xB85C; &#xC18C;&#xD615; &#xB420; &#xAE30;&#xC220; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC;&#xC758; &#xC99D;&#xAC00; &#xD3EC;&#xC6A9;. &#xC720;&#xAE30; &#xC804;&#xC790;&#xB294; &#xC9C0;&#xB09C; 2 &#xB144;&#xAC04; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC758; &#xD765;&#xBBF8;&#xC9C4;&#xC9C4; &#xD558; &#xACE0; &#xC131;&#xC219;&#xD55C; &#xC9C0;&#xC5ED;&#xC73C;&#xB85C; &#xAC1C;&#xBC1C;.

&#xC720;&#xAE30; &#xCD9C;&#xAD6C;&#xAC00; nanomedicine&#xC5D0;.

Nanomedicina es un &aacute;rea de investigaci&oacute;n con potencial de forma directa y cambiar de futuros tratamientos m&eacute;dicos de una manera revolucionaria en las pr&oacute;ximas d&eacute;cadas. Si bien el objetivo com&uacute;n con otros campos de la biomedicina es resolver problemas m&eacute;dicos, esta zona abarca a un creciente n&uacute;mero de plataformas tecnol&oacute;gicas como ellos se convierten en miniaturizados. Electr&oacute;nica org&aacute;nica ha desarrollado en las &uacute;ltimas dos d&eacute;cadas en un emocionante y floreciente &aacute;rea de investigaci&oacute;n.

Karin C. Larsson

Swedish Medical Nanoscience Center,
Department of Neuroscience,
Swedish Medical Nanoscience Center, Department of Neuroscience

Karolinska Institutet

Slice Preparation, Organotypic Tissue Culturing and Luciferase Recording of Clock Gene Activity in the Suprachiasmatic Nucleus

Karin C. Larsson

Swedish Medical Nanoscience Center,Department of Neuroscience,Swedish Medical Nanoscience Center, Department of Neuroscience

Karolinska Institutet

Slice Preparation, Organotypic Tissue Culturing and Luciferase Recording of Clock Gene Activity in the Suprachiasmatic Nucleus

Swedish Medical Nanoscience Center,
Department of Neuroscience,
Swedish Medical Nanoscience Center, Department of Neuroscience