생리 연구를위한 모든 고체 이온 선택성 전극 (ASSISE)를 기반으로 다중 분석 바이오칩 (MAB)

환경, 생물 의학, 농업, 생물, 그리고 우주 비행 연구 실험실 - 온 - 칩 (LOC) 응용 프로그램은 복잡한 생물학적 매체 ^1-4 장기간 보관을 견딜 수있는 이온 선택성 전극 (ISE)가 필요합니다. 모든 고체 이온 선택성 전극 (ASSISE)는 앞서 언급 한 응용 프로그램에 특히 매력적이다. 일괄 처리를 허용, 쉬운 건축, 낮은 유지 보수 및 (잠재력)의 소형화 : 전극은 다음과 같은 유리한 특성을 가지고 있어야합니다. 미세하게 ASSISE은 H ^+, 캘리포니아 ^{2 +,} 및 CO ₃ ² 정량화하기위한 것 ^- ​​이온이 건설되었다. 그것은 고귀한 금속 전극층 (즉, 백금), 전달 계층 및 이온 선택 막 (ISM) 층으로 구성되어 있습니다. 전달 계층 함수는 측정 전기 신호로 이온 선택 막 농도 의존적​​ 화학 잠재력을 형질 도입합니다.

티그는 ASSISE의 수명은 층 / 멤브레인 인터페이스 ^5-7 전도성의 잠재력을 유지에 의존 찾을 수 있습니다. ASSISE 작동 수명을 연장함으로써 계면 층에서 안정 가능성을 유지하기 위해, 우리는 (자세 / AgCl을)은 / 염화은 대신 전도성 고분자 (CP) 폴리 (3,4 - 에틸렌) (PEDOT) ^7-9 활용 변환기 레이어. 우리는 우리가 다중 분석 바이오칩 (MAB) (그림 1)라는 실험실 - 온 - 칩 형식으로 ASSISE을 구축.

(측정 범위 0.01 밀리미터 - 1 ^- MM) 및 CA ^{2 +} (1 mm의 로그 선형 범위 0.01 ㎜) 테스트 솔루션의 보정은 MAB가 산도 (작동 범위 산도 4-9), CO ₃ ^2를 모니터 할 수 있습니다 것을 보여 주었다. 산도의 MAB는 조류 중간에 거의 한 달 저장 한 후 가까운 따른다 Nernstian 경사 응답을 제공한다. 탄산 바이오칩은 기존의 이온 선택성 전극의 그것과 유사 전위차 프로필을 보여줍니다. 관심 회원ogical 측정 모델 시스템의 생물학적 활성, microalga 클로렐라의 vulgaris를 모니터링하기 위해 사용되었다.

MAB 크기, 다양성의 장점을 전달하고, 분석 감지 기능 멀티 플렉스, 지구 또는 공간에 많은 제한 모니터링 상황이 적용하고.

바이오칩 설계 및 실험 방법

바이오 칩 차원에서 10 × 11mm이며, 작업 전극 (WES) 5 Ag / AgCl 기준 전극과 같은 기준 전극 (해상도)로 지정 9 ASSISEs 있습니다. 각 작업 전극 (WE) 직경 240 μm의과 동등 직경 480 μm의 수 있습니다 정규 표현식에서 1.4 mm 이격되어 있습니다. 이 전극은 0.5 mm × 0.5 mm의 차원과 전기 접촉 패드에 연결됩니다. 회로도는 그림 2에 표시됩니다.

순환 전압 전류 법 (CV)와 galvanostatic 증착 방법은 Bioanalytic를 사용하여 PEDOT 필름을 electropolymerize하는 데 사용됩니다알 시스템즈 (BASI) C3 셀 스탠드 (그림 3). PEDOT 필름의 카운터 이온이 관심의 분석 이온에 맞게 맞게 조정됩니다. 폴리 (스티렌) 카운터 이온 (PEDOT / PSS)와 PEDOT는 H ^+와 CO ₃ ² 활용 ^- 황산염 (카소 _4와 같은 솔루션에 추가)와 하나가 칼슘 ^{2 +에} 활용되는 동안. PEDOT 코팅의 전기 화학적 특성은 우리는 산화 환원 활성 솔루션 (페리 시안화 칼륨 즉, 2 MM (K ₃ 철 (CN) _6))에 이력서를 사용하여 분석됩니다. CV 프로필을 기반으로, 랜들 - Sevcik 분석은 유효 표면적 ^10를 결정하는 데 사용되었다. 1,500 rpm으로 스핀 코팅 MAB 작업 전극 (WES)에 1 ~ 2 μm의 두께 이온 선택 막 (ISMS)를 캐스팅하는 데 사용됩니다.

MAB는 조류 매체의 150 μL 볼륨 가득 미세 유체 흐름 셀 챔버에 포함되고 접촉 패드는 전기적으로 (그림 BASI 시스템에 연결되어URE 4). 클로렐라의 vulgaris의 광합성 활동은 주위의 빛과 어두운 조건에서 모니터링됩니다.