המחברים של מאמר זה אין לי שום אינטרסים כלכליים מתחרים.

1. PEDOT: PSS פתרון הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 50 מיליליטר של PEDOT: PSS, להוסיף אתילן גליקול (מגביר מוליכות) ביחס נפח של 1:4 (אתילן גליקול לPEDOT: PSS), 0.5 μl / מיליליטר של חומצת Dodecylbenzenesulfonic (DBSA) כחומרים פעילי שטח, ו10 מ&quot;ג / מיליליטר 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GOPS) כמקשר צולב כדי לקדם את ההידבקות של פולימר הניצוח לשקופית הזכוכית. </li></ol> 2. ייצור OECT (איור 3) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת אנשי קשר מקור ניקוז זהב התאדו תרמית באמצעות יתוגרפיה ההמראה: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין photoresist מעיל בשקופית זכוכית נקייה רגילה ב3,000 סל&quot;ד במשך 30 שניות. ממדי זכוכית הם 3 בx 1 פנימה </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגדיר דפוסים ידי photolithography. ממדים עשויים להשתנות, עם זאת הממדים המפורטים כאן הוצגו להוביל לרגישות האופטימלית. לאחר מכן להשתמש במפתח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאדות ננומטר 5 ושל כרום וזהב 100 ננומטר, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המראת photoresist בacהאמבטיה אטון עבור שעה 1, ומשאירה את המצע עם שטח אנשי קשר Au רק המקור וניקוז. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> האורך הרצוי של PEDOT: ערוץ PSS הוא 1 מ&quot;מ. זו מושגת על ידי דפוסי שימוש בטכניקה לתלישה parylene-C (Pa-C): <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען 3.5 גרם של Pa-C בהתקנת הציפוי. באופן אחיד להתאדות 2 מיקרומטר של parylene-C על גבי המצע עם אנשי קשר של Au. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תבנית הערוץ על ידי photolithography: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין photoresist המעיל ב3,000 סל&quot;ד במשך 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במסכה כדי להאיר ערוץ ומגע זהב 20 שניות לUV, photoresist נחשף יהפוך מסיס במפתחים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במפתח כדי לפתוח את אזור הערוץ בphotoresist. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחרוט Pa-C באזור הערוץ על ידי צעד 15 דקות פלזמה (O 2 (50 SCCM) ו4 פרנק שוויצרי (פלזמה 3 SCCM) ב160 W) כדי לפתוח את הערוץ ואת מגעי הזהב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפקיד את PEDOT: פתרון תערובת PSS על ידי ציפוי ספין ב500 סל&quot;ד 45 שניות. אופים במשך 30 שניות ב110 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתקלף Pa-C כדי לחשוף את PEDOT: ערוץ PSS של המצע שמתחת. ערוץ זה צריך מעט חפיפה עם אנשי קשר Au נעשה בפרוטוקול 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות אופים במשך שעה 1 ב140 ° C בתנאים אטמוספריים. </li></ol> 3. עצרת מכשיר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך PDMS על ידי ערבוב שני פתרונות (מסופקים בדרך כלל יחד בערכה) ב1:10 יחס של ריפוי פתרון בפתרון בסיס. לאפות שעה 1 120 מעלות </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעצב גם באמצעות ניקוב חורים ולחתוך ריבוע מסביב לאזור הרצוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דבק PDMS גם על גבי הערוץ, להביא לאזור ערוץ בסך של כ 6 מ&quot;מ 2. ודא כי מגעים המקור וניקוז אינם מכוסים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך תמיכת פלסטיק עם חור בזה (ניתן להשתמש בבעל ללהכניס את תרבות תאים) ולאחר מכן להדביק אותו על גבי PDMS. תן לזה הלילה יבש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק היטב שאין נזילה ידי prefilling עם ואטאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הלחמה חוטי חשמל על קשר מקור ניקוז עם פח. </li></ol> 4. תרבית תאים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן תקשורת תרבית תאים באופן הבא: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בDMEM, להוסיף גלוטמין 1%, 10% שור סרום עוברי, 0.5% פניצילין, סטרפטומיצין, ו0.1% גנטמיצין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקר את תרבות התקשורת הסלולרי באמצעות מכשיר סינון סטרילי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשמור על קאקו-2 תאים בין המעבר 49 ו68 על 37 מעלות צלזיוס באווירת humidified של 5% CO 2, בתקשורת ובתרבות תא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלק תאים פעם בשבוע באמצעות טריפסין וזרע ב1.5 x 10 4 תאים / להוסיף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שינוי בתקשורת תרבות תא פעמיים בשבוע במשך 3 שבועות. </li></ol> 5. מדידות עם OECT <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר חוט Ag / AgCl לSourceMeter לשימוש כאלקטרודת השער. לטבול את הקצה בתקשורת תרבית תאים, המשמשת כאלקטרוליט, כפי שמודגם באיור 1 א. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר חוטים ממקור וניקוז כדי לאהוא SourceMeter (הגדרת ערוץ כפולה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל מתח דופק ריבועים חיובי (V GS) בין השער והמקור (ששמש כאלקטרודה השוואתית: קרקע). מתח קבוע שלילי בין הניקוז והמקור (V DS) מוחל ונוכחי המתאימים (אני DS) נמדד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש באיסוף נתוני תכנית הריצה מחשב. פרמטרים OECT נכנסו בתכנית רכישה מותאמת אישית צריכים להיות כדלקמן: V DS = -0.2 V, V GS = 0.3 V, על זמן = 2 שניות V GS, את הזמן = 28 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קראו את זרם מקור ניקוז (אני DS) ושער הנוכחי (אני GS). לבצע את המדידה במשך כמה דקות על מנת להבטיח אות בסיס יציבה. </li></ol> 6. שילוב תאים עם OECT למדידה הערה: לפני הניסוי, על שלמותה של שכבת התאים עשויה להיות מאומתת על ידי מדידת TER עם מכשיר ספקטרוסקופיה עכבה. TER של כל inse תא 3 שבועות הישנים קאקו-2rt צריך להיות מעל 400 Ω. 2 סנטימטר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך פסק הזמן של מדידת OECT: הסר את אלקטרודת השער מאלקטרוליט, לשלב להכניס את תרבות תאים, ולהחליף את אלקטרודת השער בפנים להכניס את תרבות תאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את מדידת קו בסיס עם התאים במשך כמה דקות על מנת להבטיח אות יציבה. בסיס זה ישמש כלחישוב הערך המנורמל המתאים לmonolayer שלם (0). </li></ol> 7. הכנה והקדמה של תרכובת רעילה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון 1 M של EGTA במי DI, כדי להתאים את ה-pH של הפתרון ל7.4 עם בסיס טריס הראשון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת פתרון EGTA בנפח המתאים כדי להשיג את הריכוז הרצוי (למשל בין 5 מ&quot;מ ו100 מ&quot;מ) תוך לקיחה בחשבון את עוצמת הקול. EGTA יש להוסיף בתא הבסיסי במהלך פסק הזמן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד באופן רציף ל90 דקות כמו בפרוטוקול 5. אם המדידה היא being מתבצע בטמפרטורת חדר, את היציבות של התאים לא תישאר קבועה לאחר 90 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסופו של הדבר, לגרד את שכבת התאים לגרום להרס של שכבת המחסום ומידה כנגד 15 דקות שלמים, בשלב זה יכול להיעשות על ידי הסרת המסנן ולטבול את אלקטרודת השער בתקשורת. בסיס זה ישמש כלחישוב הערך המנורמל המתאים לmonolayer נהרס. </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>

פרויקט זה נתמך על ידי FP7-People-2009-RG, מארי קירי פרויקט מס 256,367 (CELLTOX) וההצעה האירופית המועצה למחקר ERC-2010-STG לא 258,966 (IONOSENSE), כמו גם מענק משותף מConseil האזורי דה פרובאנס אלפ קוט ד &#39;אזור וCDL פארמה לST. אנו מודים לג&#39;ורג&#39; Malliaras לדיונים שימושיים הנוגעים לעיצוב OECT ותפקוד.

טכניקה זו מספקת שיטה חדשה לשילוב טרנזיסטור אלקטרוכימיים אורגני עם תאי חיים כדי למדוד שלמות רקמות מכשול. היתרונות העיקריים של שיטה זו הם המהירות ורגישות, אלא גם את העלות הנמוכה של המכשיר לניטור דינמי של רקמת מכשול. כמו בשיטה זו מש?...

אפיתל במערכת העיכול הוא דוגמא של רקמת מכשול, אשר שולטת במעבר של מולקולות בין תאים שונים בגוף. האפיתל מורכב מתאי עמודים מוארכים חברו יחד על ידי קומפלקסים של חלבונים המספקים מכשול פיזי 1 נגד פתוגנים ורעלים, תוך מתן אפשרות למעבר של מים וחומרים מזינים הדרושים כדי לקיים את הגוף. סלקטיביות זאת בשל הקיטוב של תאי אפיתל, אשר יוצר שני תחומים קרום שונים: בצד apical של התאים שנחשפו ללום והן בצד הבסיסי של התאים מעוגנים על הרקמות הבסיסיות 2,3. צמתים הדוקים (TJ) הם קומפלקסים של חלבונים המצויים בחלק הפסגה של תאי האפיתל ומהווים חלק ממכלול גדול יותר הידוע בשם צומת הפסגה 4. זרימת יונים על פני רקמת המחסום עשויה גם ללכת דרך transcellular (באמצעות הסלולרי) או באמצעות paracellular (בין שני תאים סמוכים) מסלול. הסכום שלהתחבורה באמצעות שני המסלולים שמכונה התנגדות transepithelial. צומת הפסגה אחראית על הרגולציה של יונים ומולקולות עוברות על פני המחסום 5,6 דרך פתח ספציפי ותפקוד סוגר. חוסר תפקוד או שיבוש של קומפלקסי חלבונים אלה קשורים לעתים קרובות למחלה 7-11. בנוסף, רבים פתוגנים / רעלים enteric ידועים למקד מורכב זה באופן ספציפי, ובכך להיכנס לגוף ומוביל לשלשולים, סביר להניח כתוצאה של חוסר ויסות מסיבית של זרימת יונים / מים על פני המחסום 12-14. רקמת גדר יכולה גם להיות שונה על ידי שינוי microenvironment תאי. Cadherin הוא חלבון חיוני להידבקות תאי תאים, והוא מעורב ביצירת צומת הפסגה. סידן נדרש לקונפורמציה המבנית הנכונה של cadherin, וירידה בסידן תאי הוכח לגרום להרס של צומת תאי תאים ופתיחה הבאה שלמסלול paracellular בין התאים 15. במחקר זה, EGTA (גליקול-BIS אתילן (בטא aminoethyl אתר)-N, N, N &#39;, חומצה אצטית N&#39;-טטרה), chelator סידן ספציפי, היה בשימוש כדי לגרום להפרה ברקמת מכשול, שכן יש הוכח יש השפעה מהירה ודרסטית על paracellular יון לזרום 16,17. chelator סידן זה היה בשימוש על מחוברות וmonolayer המובחן של תא אונליין קאקו-2. בתרבית מוסיף תרבית תאים, קו תא זה ידוע לפתח את המאפיינים של מערכת העיכול ונמצא בשימוש נרחב על ידי תעשיית התרופות כדי לבדוק את הספיגה של תרופות 18,19. שיטות לניטור שלמות רקמות מחסום נמצאות בשפע. שיטות אלה הן בדרך כלל אופטיות, בהסתמך על מכתים immunofluorescence של חלבונים מסוימים הידועים להיות בצומת הפסגה 20, או להסתמך על הכימות של מולקולה נותב ניאון שהיא בדרך כלל בלתי חדיר לרקמות המחסום21,22. עם זאת, שיטות ללא תווית (כלומר ללא fluorophore / כרומופור) עדיפות כמו השימוש בתווית יכולה להיגרם חפצים, ולעתים קרובות מגדיל את העלות וassay הזמן. ניטור של רקמת מחסום חשמלי, ללא תווית התפתחה לאחרונה כשיטת מעקב דינמית 23. לדוגמא התקדמות טכנולוגית האחרונה בספקטרוסקופיה עכבה החשמלית אפשרה הפיתוח של מכשירים לסריקה זמינים מסחרי 24,25 שיכול למדוד את התנגדות transepithelial (TER), מדידה של מוליכות יונים על פני שכבת התאים. אלקטרוניקה אורגנית יצרה הזדמנות ייחודית להתממשק העולם של מוצרי אלקטרוניקה וביולוגיה 26,27 28,29 באמצעות פולימרים מוליכים שיכול לנהל שתי נושאות אלקטרוניות ויוניות. שיטה חדשה לאיתור פרצות ברקמת מחסום באמצעות 30-32 OECT הוצגה לאחרונה. מכשיר זה היה תוקף כנגד טכניקות הקיימותed להעריך שלמות מחסום רקמות, כולל immunofluorescence, מבחני חדירות באמצעות לוציפר צהוב, וספקטרוסקופיה עכבה באמצעות Cellzscope. במקרה של כל התרכובות הרעילות שנבדקו, OECT נמצא לפעול ברגישות שווה או טובה יותר, ועם רזולוציה של זמן מוגבר, בהשוואה לטכניקות שצוינה לעיל. במכשיר זה, PEDOT: PSS, פולימר ניצוח כי הוכח להיות יציב וביולוגי 33,34, משמש כחומר הפעיל בערוץ טרנזיסטור. OECT מורכב מאלקטרודות ניקוז והמקור משני צדי ערוץ פולימרים מוליכים. זה ממוקם אז במגע עם אלקטרוליט, המהווה חלק בלתי נפרד מהמכשיר. אלקטרודת שער היא שקועה בתוך אלקטרוליט (איור 1), וכאשר מתח שער חיובי מיושם בשער, קטיונים מאלקטרוליט נאלצים לתוך הערוץ, ובכך dedoping פולימר הניצוח וכתוצאה משינוי במקור הניקוז נוכחית. דevice לכן מאוד רגיש לשינויים של הרגע בשטף היוני בשל הגברה של טרנזיסטור. שכבת תאים גדלה על הוספת תרבית תאים הושמה בין האלקטרודה השער וערוץ הפולימרים המוליכים. הנוכחות של שכבת תאים שלמה משמשת כמחסום לקטיונים להיכנס לתוך פולימר הניצוח, ולכן, בנוכחות monolayer שלם, הירידות הנוכחיות הניקוז (איור 2: מעבר מהאזור לב). בנוכחות של תרכובת רעילה, רקמת מכשול בהדרגה לאבד את היושרה שלה, ומאפשרות קטיונים להיכנס לסרט הפולימרים והגדלת הנוכחי הניקוז (איור 2: אזור ג). בעזרת טכניקה זו, הפרה ברקמת מחסום נתפס על ידי האפנון של זרם הניקוז, המקביל למודולציה של השטף על פני השכבה. מכשיר זה מסוגל למדוד וריאציות דקות בשטף היוני עם רזולוציה חסרת תקדים של זמן ורגישות בזמן אמת. wil טכנולוגיה זוl להיות עניין בתחום של רעלים לבדיקות סמים, אבחון מחלה או מחקר בסיסי כמודל המחסום ניתן להתאים בקלות. שיטה זו גם תסייע להפחית את הניסויים בבעלי החיים, שכן היא מאפשרת האימות של במבחנה מודלים להחליף בבדיקות vivo.

<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

מערכת העיכול היא דוגמא של רקמת מחסום המספקת מכשול פיזי מפני כניסה של פתוגנים ורעלים, תוך מתן אפשרות למעבר של יונים ומולקולות הדרושים. פרצה בגדר זה יכול להיגרם על ידי ירידה בריכוז הסידן תאי. ירידה בריכוז סידן זה גורמת לשינוי קונפורמציה בחלבונים המעורבים באיטום של הגדר, מה שמוביל לעלייה של שטף paracellular. כדי לחקות את האפקט הזה סידן chelator אתילן גליקול-BIS (האתר בטא aminoethyl)-N, N, N &#39;, חומצת N&#39;-טטרה אצטית (EGTA) שימשה בmonolayer של תאים הידועים להיות נציג של מערכת העיכול. שיטות שונות כדי לזהות את ההפרעה של רקמת המכשול שכבר קיימות, כגון מבחני immunofluorescence וחדירות. עם זאת, שיטות אלו גוזלות זמן ויקר ואינו מתאימים למדידות דינמיות או תפוקה גבוהה. שיטות אלקטרוניות למדידת רקמות מחסוםשלמות קיימת גם למדידת התנגדות transepithelial (TER), אולם אלה הם בדרך כלל יקרים ומורכבים. פיתוח שיטות מהירים, זולות, ורגישות יש צורך דחוף בשלמות רקמת מכשול הוא פרמטר מרכזי בגילוי סמים ואבחון הפתוגן / רעלן. טרנזיסטור האורגני אלקטרוכימיים (OECT) משולב עם רקמת מחסום יוצרת תאים הוכח כמכשיר חדש מסוגל דינמי ניטור שלמות רקמות מכשול. המכשיר הוא מסוגל למדוד וריאציות דקות בשטף היוני עם רזולוציה של זמן חסר תקדים וברגישות, בזמן אמת, כמדד לשלמות רקמות מכשול. שיטה חדשה זה מבוססת על מכשיר פשוט שיכול להיות תואם עם יישומי הקרנת תפוקה גבוהה ומפוברקות בעלות נמוכה.

במהלך השלב הראשון של מדידה, הניקוז הנוכחי עשויים להשתנות במידה מסוימת, אבל ברוב המקרים זה צריך להישאר יציב (איור 2, חתך). אם האות אינו יציב, הטרנזיסטור אמור להיות מושלך והוחלף. בדיקת יציבות זו גם מבטיחה כי כל הפסדים ראשוניים במוליכות של המכשיר אינם משפיעים על ה...

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

טרנזיסטור אלקטרוכימי אורגני משולב עם תאי חיים ומשמש לניטור שטף יונים על פני מחסום האפיתל במערכת העיכול. במחקר זה, עלייה בשטף יונים, הקשורים להפרעה בצומת הדוקים, הנגרמת על ידי הנוכחות של EGTA chelator סידן (גליקול-BIS אתילן (אתר בטא aminoethyl)-N, N, N &#39;, אצטית N&#39;-טטרה חומצה), הוא נמדדה.

חישה של שיבוש טישו גדר עם טרנזיסטור אלקטרוכימי אורגני

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.  טרנזיסטור אלקטרוכימי אורגני משולב עם תאי חיים ומשמש לניטור שטף יונים על פני מחסום האפיתל במערכת העיכול. במחקר זה, עלייה בשטף יונים, הקשורים להפרעה בצומת הדוקים, הנגרמת על ידי הנוכחות של EGTA chelator סידן (גליקול-BIS אתילן (אתר בטא aminoethyl)-N, N, N ', אצ...

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.

חיישן הולו Microneedle מבוסס על מרובב דרך העור אלקטרוכימי חישה

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.

גילוי חיידקים וזיהוי באמצעות חיישנים אלקטרוכימיים

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.

חשמל Cell-מצע עכבת חישה לכימות של האנדותל למניעת הפצת נשק, תפקוד מחסום, ותנועתיות

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.

הכנת טרנזיסטור הסיליקון Nanowire שדה ותוצאה עבור יישומים כימיים biosensing

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.

הנדסת רקמות ידי עצמותי כלי דם בתוך<em&gt; In vivo</em&gt; הנדסת רקמות קאמרית

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.

כימיה רטובה פפטיד קיבוע על polytetrafluoroethylene עבור Cell-הדבקה משופרת

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.

התפתחות ביוסנסור אלקטרוכימי דנ א כדי לזהות חיידק והקאה

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.

במבחנה ניתוח תאי רב-פרמטרי על-ידי מערכי טרנזיסטור מיקרו אורגניים המווסתים בטעינה

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.

הפרעה במחסום הדם-חוט השדרה באמצעות אולטרסאונד ממוקד בעוצמה נמוכה במודל חולדה

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

הערכת שינויים בהתנהגות התא הנגרמים על ידי MOF על ידי חישת מצע תא חשמלי

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.

מחבר זרקור: התקדמות בהערכת תגובת תאי אפיתל ריאתיים אנושיים למסגרות מתכת-אורגניות 

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.

חישת מצע תא חשמלי להערכה בזמן אמת של פרופילים טוקסיקולוגיים של מסגרת מתכת-אורגנית

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