Fizyolojik Araştırma All-katı hal İyon seçici elektrotlar (Assise) dayanarak Çok analit Biochip (MAB)

Çevre, biyomedikal, tarım, biyolojik ve uzay araştırma Lab-on-a-chip (LOC) uygulamaları karmaşık biyolojik medya ^1-4 uzun süreli depolama dayanabilir bir iyon-seçici elektrot (İMKB) gerektirir. Bir all-katı hal iyon seçici elektrot (Assise) söz konusu uygulamalar için özellikle çekici. Toplu işlem için izin, kolay inşaat, düşük bakım ve (potansiyel) minyatür: elektrot aşağıdaki uygun özelliklere sahip olmalıdır. Bir microfabricated Assise H ^+, Ca ^{2 +} ve CO ₃ ² ölçülmesi için tasarlanmıştır ^- iyonları inşa edilmiştir. Bu soy-metal elektrot katmanı (örneğin Pt), bir iletim katmanı ve bir iyon seçici membran (ISM) tabakadan oluşur. Transdüksiyon katman işlevlerine ölçülebilir bir elektrik sinyaline dönüştürür, iyon seçici membran konsantrasyona bağımlı bir kimyasal potansiyel transdüksiyonu için.

To bir Assise ömrünü kat / membran arayüzü ^5-7 iletken de potansiyel korumak bağlı bulunmuştur. Assise çalışma ömrünü uzatmak ve böylece ara yüzey katmanlarında stabil potansiyelleri korumak için, (Ag / AgCl) gümüş / gümüş klorür yerine iletken polimer (CP), poli (3,4-etilendioksitiyofen) (PEDOT) ^7-9 kullanılmaktadır Transdüser katmanı olarak anlaşılacaktır. Biz çoklu analit Biochip (MAB) (Şekil 1) adı verilen bir Lab-on-a-çip biçiminde Assise inşa edilmiştir.

(Ölçülen aralığı 0.01 mM - ^- 1 mM) ve Ca ^{2 +} (1 mM log-lineer aralığı 0.01 mM) testi çözümleri kalibrasyon MAB pH (çalışma aralığı pH 4-9), CO ₃ ² izleyebilirsiniz göstermiştir. PH MAB alg ortamda yaklaşık bir ay depolama sonra yakın bir Nernst eğimi tepki verir. Karbonat bioçipler geleneksel bir iyon seçici elektrot edilene benzer bir potansiyometrik bir profil göstermektedir. Physiological ölçümler modeli sisteminin biyolojik aktivite, mikroalg Chlorella vulgaris izlemek için kullanılmıştır.

MAB boyutu, çok yönlülük bir avantaj taşır, ve analit algılama yeteneği çoğaltılmış, yeryüzünde ya da uzayda, birçok sınırlı izleme durumlara uygulanabilir hale.

Biochip Tasarım ve Deneysel Yöntemler

Biochip boyutta 10 x 11 mm ve çalışma elektrotlar (Wes) ve 5 Ag / AgCl referans elektrot (RES) olarak belirlenen 9 ASSISEs vardır. Her çalışma elektrot (WE) çapı 240 mikron ve eşit çapı 480 mikron olan RES, 1.4 mm aralıklı. Bu elektrotlar, 0,5 mm x 0,5 mm arasında bir boyut ile elektriksel temas pedleri bağlanır. Şekil 2'de şematik olarak gösterilmiştir.

Döngüsel voltametri (CV) ve galvanostatik birikimi yöntemleri Bioanalytic kullanarak PEDOT filmler electropolymerize için kullanılıral Sistemleri A.Ş. (BASI) C3 hücre standı (Şekil 3). PEDOT film için karşı-iyon ilgi analit iyon göre hazırlanmıştır. Poli (styrenesulfonate) bir karşı iyon (PEDOT / PSS) bir PEDOT H ⁺ ve CO ₃ ² için kullanılmaktadır ^-, sülfat (CaSO _4, çözeltiye ilave edildi) ile bir ^{Ca2 +} için kullanılır ise. PEDOT kaplı elektrokimyasal özellikleri WE redoks-aktif çözeltisi (potasyum ferrisiyanür örneğin, 2 mm (K ₃ Fe (CN) ₆₎₎ CVS kullanılarak analiz edilir. CV profiline göre, Randles-Sevcik analizi etkili yüzey alanı ¹⁰ belirlemek için kullanılmıştır. 1.500 rpm Spin-kaplama MAB çalışma elektrotlar (Wes) üzerinde ~ 2 mikron kalınlığında iyon seçici membranlar (BGYS) döküm için kullanılır.

MAB alg orta 150 ul hacmi ile dolu bir mikroakışkan akış hücre odası bulunan, temas pedleri elektriksel (Şekil BASI sistemine bağlıure 4). Chlorella vulgaris fotosentetik aktivite ortam ışığı ve karanlık ortamlarda izlenir.