This work was supported by the US Army Medical Research and Materiel Command and by the Small Business Innovation Research and Small Business Technology Transfer program; Contract No. W81XWH-13-C-0093. We would like to thank Dr. Lucy Lee at the University of Fraser for being our RTgill-W1 cell culture mentor, and to acknowledge Dr. Niels Bols of Waterloo University for the development of the RTgill-W1cell line.

Test malzemelerinin hazırlanması 1. Not: test biyoçipler hazırlamak için, RTgill-W1 çeşitli hücre Birleşik kaplardan hazır olması gerekir. 16 biochip numaralı seribaşı olması için gerekli şişeler sayısının iyi bir tahmini bir konfluent T175 şişesi olduğunu. <ol><li> aseptik teknik kullanılarak bir sınıf II biyolojik güvenlik kabininde (biohood) aşağıdaki adımları uygulayın. biohood ve kaputun yerleştirilen herhangi bir malzeme dezenfekte edilmesi için% 70 etanol kullanımı. <ol><li> fibronektin, 1 mg tüp çözdürme ve 10 ug / ml&#39;lik bir konsantrasyonda steril L-15 ortamı, 100 ml seyreltilmesiyle akışkan bioçipler için fibronektin substratı hazırlayın. -20 ° C&#39;de steril 50 ml konik propilen tüplerinde 40 ml alikotları dondurun. bioçipler ekim öncesinde oda sıcaklığı birkaç saat çözülme. çözülmüş bir kez dondurursam yok. </li><li> Fetal sığır serumu 50 mi, 200 5 mi mM L-alanil-L-glutamin destek eklenerek hücre kültürü ortamı hazırlamakmana tamamlayıcı ve L-15 ortamı 500 ml penisilin / streptomisin solüsyonu (5 mi 10.000 birim penisilin / ml, 10,000 ug streptomisin / ml) hazır. Bu% 9 serum içeren hücre kültür ortamının 560 ml verecektir. Buzdolabında. Not: Bu kültür şişeleri ve bioçipler için kullanılan tam hücre kültür ortamı olacaktır. </li></ol></li><li> Pudralı Medya Flakon <ol><li> vaktinden otomatik toz dağıtıcı kullanılarak L-15ex tozu ± 0.5% 60 mg içeren 0.1 dram ek-kapaklı küçük şişelerden hazırlayın. recloseable metalize poli torbalarda (50 miktarlarda) toz dağıtılmıştır tarih ve buzdolabına şişeleri ile şişeleri etiketlemek; her biri, üç, 1 g silis jeli kuruma paketleri. Not: L-15ex toz medya şişeler yapılmış ve test öncesinde en fazla 9 ay süreyle saklanabilir. </li></ol></li><li> iyonu giderilmiş (Di) su ile çamaşır suyu seyrelterek 100 mi% 20 ağartıcı içeren bir çözelti yapmak. çamaşır suyu çözeltisi 5 ml her bi için gerekli olacağını Tahminochip. </li><li> (Her Biochip için 2 bölüm numaralı seribaşı olan) Otoklavlanabilir biyouyumlu boru 27 mm bölümlerini keserek biyoçip boru derlemeleri yapmak ve polikarbonat kayma luer parçaları ile tüpün her iki ucu uygun. 134 ° C&#39;de 8 dakika süreyle bir otoklav çantası ve otoklavda boru takımlarını yerleştirin. aynı ayarlarla ayrı bir çanta içinde de otoklav biyoçip bujileri (Biochip başına 2). </li><li> ° at121 30 dakika süreyle otoklavlanmaktadır saf su. Not: Bu su tohumlama sonra biyoçipler yıkamak için kullanılır. 10 ml her biochip için gerekli olacağını tahmin ediyoruz. Not: Her biyoçip kanalı gerçek hacmi 2 mi, ancak steril su 5 mi ağartma çözeltisinin ayrılmasından sonra, her bir kanal yoluyla durulanır. </li><li> biyouyumlu boru 27 mm bölümleri kesme ve boru her iki ucunda erkek kayma luer parçaları takarak şırınga enjeksiyon tüp meclisleri olun. 134 &amp; 8 dakika süreyle bir kağıt ısı mühür sterilizasyon kese ve otoklavda boru takımlarını yerleştirin# 176; C. </li></ol> 2. Akışkan Biochip Tohum Prosedürü Not: biochip veya medya aseptik teknik kullanılarak bir sınıf II biyolojik güvenlik kabininde işlenen tüm prosedürleri uygulayın. <ol><li> önce planlanan tohumlama yirmi dört saat, üretici biohood ambalaj ve sterilize plastik alet durumlarda yerden bioçipler kaldırın. </li><li> aşağıdaki gibi% 20 çamaşır suyu ile sterilize biyoçipler Not: Tarihsel olarak, bu ağartıcı prosedürü üretici tarafından yapılan bioçipler plazma sterilizasyon etkili olmadığını durumunda, uzun süreli depolama sırasında bioçipler mantar büyümesini önlemiştir. <ol><li> 20 ml&#39;lik bir şırınga, enjeksiyon boru steril bir şırınga düzeneği bağlanır ve biohood çalışan kullanılarak Biochip her kanal içine% 20 çamaşır suyu solüsyonu 2 ml enjekte edilir. biochip çamaşır suyu çözeltisi ile 1 saat bekletin. </li><li> Bir saat, vakum asp sonravakum emme boru bağlı bir steril erkek kayma Luer derleme kullanarak her iki kanaldan çamaşır suyu kızgın. bioçipler durulama sırasında bir drenaj olarak biyoçip boru montajları birini kullanın. </li><li> steril şırınga enjeksiyonu düzeneğine bağlı bir steril 20 ml şırınga kullanarak, fazla su biohood bir kap içine akmasına izin vermek için, steril su, 5 ml çip her kanalı yıkayın. O zaman sadece çamaşır suyu için açıklanan ve plastik alet durumlarda geri bioçipler yerleştirin ve ertesi gün hücreleri ile seribaşı kadar biohood bırakın kapalı su vakum aspirasyon. </li></ol></li><li> , Biyoçipler ekim Biochip her kanalı içine 10 ug / ml fibronektin 2 ml solüsyon enjekte etmek için Altmış dakika önce. 60 dakika boyunca biohood biyoçipler bırakın ve (aşama 2.2.3 tarif edildiği gibi) daha sonra hücreler ile Bioçip ekim önce fibronektin aspire vakum. bakın (steril biochip boru meclislerinin iki bölümden yerleştirinbioçipler limanlarında bölüm 1.4). </li><li> Amerikan Tipi Kültür Koleksiyonu (ATCC) ürün tanımı tabaka 16 ana hatları çizilen prosedürler kullanılarak her 16 bioçipler için bir birleşik RTgill-W1 T175 şişesi tripsinize. <ol><li> hücrelerinin birbirine karışan balonuna (ler) den medyaya kapalı aspire. </li><li> PBS 15 ml hücre tabakası durulayın ve sonra aspire. </li><li> Her bir T175 şişesi içinde hücre tabakası tripsin / EDTA 6 ml ilave edilir ve hücreler, 5 dakika boyunca trypsinize sağlar. </li><li> tripsinizasyon durdurmak için her bir şişeye tam l-15 hücre kültür ortamı 15 ml ekleyin. </li><li> steril tek bir kap içinde hücre süspansiyonları birleştirin. Not: Konteyner boyut bioçipler sayısı numaralı seribaşı olan bağımlı 150-500 ml arasında değişebilir. Hücre süspansiyonunun 5 mi Biochip başına gerekli olacağını tahmin. </li></ol></li><li> hücre süspansiyonu ± 1 ml alın ve sayım için mikrosantrifüj tüpü içine yerleştirin. 10X amaç, ticari bir aydınlık mikroskop kullanarakziyaretinde bir hemositometre bir hücre 10 ul bir kısım sayısı ve 2.5 x 10 5 hücre / ml&#39;lik bir hücre süspansiyonu elde etmek için gerekli olan tam bir L-15 hücre kültür ortamı hacmi hesaplamak. Not: hücre süspansiyonu kullanılarak kültürü devam etmek için matara tohum ise, bunu yapmak için noktası olacaktır. tam L-15 hücre kültür ortamı kullanılarak hücre süspansiyonu konsantrasyonunu ayarlayın. </li><li> Biochip her kanalın dış bağlantı noktasına hücre süspansiyonu, 2.5 ml enjekte steril şırınga enjeksiyonu boru montaj (bölüm 1.6) için syringeattached steril 20 ml kullanılarak (yani, bağlı tüp olmayan bağlantı noktaları), biohood bir atık kabına borudan dışarı akmasına ilave hücre süspansiyonu bir tanır. Not: Bu tüm kanal ve bağlı boru hücre süspansiyonu dolu olacak sağlayacaktır. <ol><li> Luer fitti hortum serbest ucunu takarak her biyoçip kanalı için kapalı bir döngü oluşturunHer kanal için dış liman içine ng. </li><li> % 70 etanol ile ıslatılmış kağıt havlu ile kapalı döngüler kapalı herhangi bir aşırı medya silin ve bir 20 ° C inkübatör geri plastik kutu biochipler yerleştirin. Her Biochip benzersiz bir tanımlayıcı numarasını ver. </li></ol></li><li> Gün 4 ve Gün 7&#39;de 20 ° C inkübatör biyoçipler çıkarın ve ısı-dengeli tam l-15 hücre kültür ortamı ile bioçipler tüm ortam doldurmak. Kullanım dışında adım 2.6 sadece L-15 hücre kültür ortamı yerine (hiçbir hücre süspansiyonu) aynı prosedürü takip edin. gün 4 beslenme sonrası 20 ° C inkübatör biochipler geri yerleştirin. <ol><li> gün 7 beslenmesi sonra kaldırmak ve cips Hortumları atmak ve bioçipler otoklava boşaltma vidasını takın. </li><li> Test için kullanılan kadar 6 ° C inkübatör bir kutu biochipler yerleştirin. cips kadar 9 ay boyunca buzdolabında sıcaklıklarda saklanabilir ve hala test i için geçerli olan: Notn ECIS okuyucular. </li></ol></li></ol> Bioçipler 3. ECIS Testi <ol><li> kullanıyorsanız Test kimyasalları hazırlayın. (Bkz Brennan ve ark., Test kimyasal hazırlanması 2012 7). </li><li> taşıma çantası gelen ECIS okuyucu ve test malzemeleri çıkarın. 6 ° C inkübatör hazırlanmış bir Bioçip kaldırın. Bir kağıt havlu üzerine Bioçip yerleştirin. ECIS okuyucu açın. </li><li> 10 ml şırınga kullanarak, etiketli 0.5 ons şeffaf plastik kontrol kavanozun içine kontrol su 10 ml ve etiketli 0.5 ons şeffaf plastik testi kavanozun içine test örneği 10 ml dağıtmak. Not: 1) Doğru bir ölçüm için kabarcıklarını çıkarmak için emin olun. 2) şırıngalar ve kavanozlar renk kodludur; test için kontrol ve kırmızı mavi. </li><li> folyo çanta iki toz medya şişeleri çıkarın. Açık toz ortam flakon on (gerekirse kullanımı amaçlı bir araç) içine, tüm ampulün bırakarak, kontrol, su ile kavanoz içine bir şişenin bütün muhtevası, dökünçözüm de. Test kavanoz ile bu işlemi tekrarlayın. Kapak toz eritilir sağlamak için kavanoz sallayın. </li><li> Her iki kontrol (mavi şırınga) ya da test (kırmızı şırınga) ilgili ampuller gelen çözeltiler 9 ml sahip renkli 10 mi şırınga her doldurun. şırınga hava kabarcıklarını çıkarın. </li><li> Biochip limanlarından tapaları çıkartın ve drenaj takın. </li><li> ECIS okuyucu çıkarılabilir plastik tepsi içine Bioçip yerleştirin ve kapağını kapatın. </li><li> Dış biyoçip portlarına dolu şırınga takın ve şırınga pistonu takın. </li><li> Ana ekrandan, &quot;NEXT&quot; seçeneğini ön testi başlatmak için. Not: Okuyucu yazılım empedanslarından kontrol edecektir. Empedansları kullanıcı (genellikle arasında 1000 ve 3000 ohm) ekranı kaydeder tarafından belirlenen aralıkta ise Şekil 3&#39;te gösterilen ve &quot;Next&quot; seçmesini talimat ve yazılım) 3.10 adıma geçin gibi &quot;Kartuş Geçti&quot;. Empedanslar dahilinde değilseçünkü kusurlu Biochip ya da (genellikle nedeniyle elektrot hiza) okuyucuya Biochip hatalı bağlantı seti aralığı, ardından ekran kaydedecektir &quot;Kartuş Başarısız&quot; ve kullanıcı ya &quot;Abort&quot; seçeneğine sahip ya da olacak testi &quot;doğrulama&quot;. <ol><li> ) 3,9 adıma geri dönmek için &quot;Kes&quot; i seçin. &quot;Doğrulama&quot; seçeneğini bir &quot;Kartuş Geçti&quot; mesajı alan ve &quot;İleri&quot; seçtikten sonra) 3.10 adıma geçin. Not: Bioçip çıkarmak ve görsel kusurları ya da bir mesaj, yeni bir Biochip devam etmeden önce alınan &quot;Kartuş başarısız&quot; eğer sızıntı olup olmadığını kontrol edin en iyisidir. </li></ol></li></ol><img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/53555/53555fig3.jpg" /> Şekil 3:. Kabul edilebilir Empedans Okumalar bir Biochip ve ECIS Okuyucu Screenshot ekran görüntüsü 4 co her ohm ilk empedans okumaları gösterirntrol elektrotlar (CE) ve akışkan Biochip içinde 4 test örneği elektrotlar (SE). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53555/53555fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <ol start="10"><li> okuyucu tarafından istendiğinde, yumuşak bir klavye kullanarak örnek bilgileri girin ve bittiğinde sonra &quot;Kabul&quot; seçeneğini seçin. Not: ECIS okuyucu yazılım otomatik olarak tarih, saat ve kullanıcı tarafından girilen diğer bilgilerin her veri kümesi damga; biochip numarası, kimyasal ve konsantrasyon türü olarak. empedans iki veri dk eklenen Biochip tahsil edilecektir ve bir ekran zamanlayıcı geri sayım süreyi. </li><li> kırmızı bir kutu içinde yanıp ekrandaki talimatları tarafından istendiğinde iki dakika sonra, &quot;NEXT&quot; çarptı. &quot;Şimdi örnekleri enjekte&quot; için yanıp sönen yeşil kutu tarafından istendiğinde, biyoçip chann içine aynı anda bağlı şırınga gelen denetim ve test ortamı enjekteels. Bittiğinde bioçipler üzerinde yerinde şırınga bırakın. Not: Empedans değerleri 60 dakika kez dakikası tahsil edilecektir. ECIS okuyucu yazılım tedavi kanal testin başlamasından sonra 10 ile 60 dakika arasında herhangi bir noktada kontrol kanalı istatistiksel olarak farklı olduğunu belirlerse, ardından ekrandaki görüntü örneği &quot;Kirli&quot; olduğunu gösterir. Tedavi kontrol kanalı farklı değilse, o zaman ekranı test çalışmasının sonunda &quot;Tespit Kontaminasyon&quot; gösterecektir. </li><li> kirlenmiş veya değil olarak kayıt test sonuçları her bir örnek için kirlenmiş. </li><li> Test çalışmasının sonunda, kaldırmak ve Bioçip atın. Durulayın ve testler sırasında Bioçip ev sahipliği şırıngalar, deney şişeleri ve çıkarılabilir plastik tepsi hava kurutun. Not: ECIS okuyucu operasyonel yazılım için yerleşik depolama 4 GB, kontrol modelleri ve test dosyaları bir test çalışmasından kaynaklanan. Bu, birkaç th sağlarousand deney dosyaları okuyucuya saklanır. Dosyalar USB atlama sürücü ile alınır ve istenirse araştırma amaçlı daha fazla analiz için bir bilgisayara aktarılabilir. </li></ol>

<ol>
	<li>Pancrazio, J. J., Whelan, J. P., Borkholder, D. A., Ma, A., Stenger, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+application+of+cell-based+biosensors.">Development and application of cell-based biosensors.</a> Ann. Biomed. Eng. 27, 697-711 (1999).</li><li>States, S., Scheuring, M., Kuchta, J., Newberry, J., Casson, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utility-based+analytical+methods+to+ensure+public+water+supply+security.">Utility-based analytical methods to ensure public water supply security.</a> J. Am. Water Works Assoc. 95, 103-115 (2003).</li><li>Kelly, T., Baxter, W., McCauley, M., Koglin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testing+of+Screening+Technologies+for+Detection+of+Toxic+Industrial+Chemicals+in+All+Hazards+Receipt+Facilities.">Testing of Screening Technologies for Detection of Toxic Industrial Chemicals in All Hazards Receipt Facilities.</a> EPA/600/R-08/034. , 1-25 (2008).</li><li>van der Schalie, W. H., James, R. R., Gargan, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selection+of+a+battery+of+rapid+toxicity+sensors+for+drinking+water+evaluation.">Selection of a battery of rapid toxicity sensors for drinking water evaluation.</a> Biosens. Bioelectron. 22, 18-27 (2006).</li><li>Iuga, A., Lerner, E., Shedd, T. R., van der Schalie, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+responses+of+a+melanophore+cell+line+to+chemical+contaminants+in+water.">Rapid responses of a melanophore cell line to chemical contaminants in water.</a> J. Appl. Toxicol. 29, 346-349 (2009).</li><li>Curtis, T. M., 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=Suitability+of+invertebrate+and+vertebrate+cells+in+a+portable+impedance-based+toxicity+sensor:+temperature+mediated+impacts+on+long-term+survival.">Suitability of invertebrate and vertebrate cells in a portable impedance-based toxicity sensor: temperature mediated impacts on long-term survival.</a> Toxicol In Vitro. 27, 2016-2066 (2013).</li><li>Brennan, L. M., Widder, M. W., Lee, L. E. J., van der Schalie, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+storage+and+impedence-based+water+toxicity+testing+capabilities+of+fluidic+biochips+seeded+with+RTgill-W1+cells.">Long-term storage and impedence-based water toxicity testing capabilities of fluidic biochips seeded with RTgill-W1 cells.</a> Toxicol In Vitro. 26, 736-745 (2012).</li><li>Widder, M. W., Brennan, L. M., Hanft, E. A., Schrock, M. E., James, R. R., van der Schalie, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+and+refinement+of+a+field-portable+drinking+water+toxicity+sensor+and+a+fluidic+biochip.">Evaluation and refinement of a field-portable drinking water toxicity sensor and a fluidic biochip.</a> J. Appl. Toxicol. , (2014).</li><li>O'Shaughnessy, T. J., Gray, S. A., Pancrazio, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cultured+neuronal+networks+as+environmental+biosensors.">Cultured neuronal networks as environmental biosensors.</a> J. Appl.Toxicol. 24, 379-385 (2004).</li><li>Eltzov, E., Marks, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-cell+aquatic+biosensors.">Whole-cell aquatic biosensors.</a> Anal. Bioanal. Chem. 400, 895-913 (2011).</li><li>Giaever, I., Keese, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+morphological+biosensor+for+mammalian+cells.">A morphological biosensor for mammalian cells.</a> Nature. 366, 591-592 (1993).</li><li>Curtis, T. M., 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+portable+cell-based+impedance+sensor+for+toxicity+testing+of+drinking+water.">A portable cell-based impedance sensor for toxicity testing of drinking water.</a> Lab on a Chip. 9, 2176-2183 (2009).</li><li>Xiao, C., Luong, J. H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+cytotoxicity+by+emerging+impedance+spectroscopy.">Assessment of cytotoxicity by emerging impedance spectroscopy.</a> Toxicol. .Appl. Pharmacol. 206 (2), 102-112 (2005).</li><li>Xing, J. Z., Zhu, L., Gabos, S., Xie, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microelectronic+cell+sensor+assay+for+detection+of+cytotoxicity+and+prediction+of+acute+toxicity.">Microelectronic cell sensor assay for detection of cytotoxicity and prediction of acute toxicity.</a> Toxicol. In Vitro. 20, 995-1004 (2006).</li><li>Lee, L. E. J., Dayeh, V. R., Schirmer, K., Bols, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+and+potential+uses+of+fish+gill+cell+lines:+examples+with+RTgill-W1.">Applications and potential uses of fish gill cell lines: examples with RTgill-W1.</a> In Vitro Cell. Develop. Biol.- Animal. 45, 127-134 (2009).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RT-gill-W1+(ATCC+CRL-2523)+Culture+Method.">RT-gill-W1 (ATCC CRL-2523) Culture Method.</a> American Type Culture Collection (ATCC). , (2015).</li></ol>

Opinions, interpretations, conclusions, and recommendations are those of the authors and are not necessarily endorsed by the U.S. Army. Citations of commercial organizations or trade names in this report do not constitute an official Department of the Army endorsement or approval of the products or services of these organizations. Authors Linda M. Brennan and Mark W. Widder, both of the US Army Center for Environmental Health Research, declare that they have no competing financial interests. Michael Mayo, Michael McAleer and Alex Greis are employees of Nanohmics that produces the disposable biochips and instruments used in this Article.10251980

ECIS teknolojisi laboratuvar ortamında iyi bir performans ve insan sağlığı ile ilgili olan konsantrasyonlarda potansiyel su kirleticileri tespit etmeyi başardı. Teknolojinin taşınabilirlik ve paketleme alanı kullanımına da elverişli hale getirir. 1) kültür, tohumlama sırasında aseptik koşullarda koruyun ve bioçipler beslenmesi, 2) RTgill-W1 hücreleri beri test için hazır olana kadar buzdolabında koşullarda seribaşı bioçipler tutun aşağıdaki gibidir: teknolojinin başarısı için protokol kritik adımlar çok uzun da 25 ° C nin üzerindeki sıcaklıklara maruz sonra yaşayamaz, 3) doğru bir toz halinde ortam şişeler L-15ex ağırlığında ve doğru bir değişiklik neden olabilir yanlış pozitif üretilmesi önlemek için, su numuneleri ölçmek medya ziyade örnek toksisite osmolalitesi, 4) testleri çalıştırmak için ECIS ekranda kullanıcı yönergeleri izleyin. okuyucu yazılım bi eğer kullanıcıyı uyarırbiyoçip ilk okuyucuya takıldığında ochip (ilk empedans okumaları göre) test için kabul edilemez. empedans düzeyleri test için kabul edilemez ise, yazılım, yeni bir biyoçip kullanılıncaya kadar kullanıcı testi ile devam etmek izin vermez. kabul edilemez empedans okumaları için nedenleri yüzünden ECIS okuyucu pimleri veya Biochip yapıştırma kenarlarından biri boyunca sıvı kaçağı ile biyoçip elektrotlar hafif bir hiza genellikle bulunmaktadır. ECIS sensör sadece içme suyu ile test ve yüzey suyu ile olmuştur çünkü bu teknoloji için bazı sınırlar vardır. Biochip Hangi RTgill-W1 hücreleri (süre sıcaklığına bağlı olarak saatlerden günlere kadar olabilir, uzun süreli dönemler için daha 25 ° C&#39;nin üzerinde dondurma ya sıcaklıklara uyum olabilir. Biochipler bir sıcaklık aralığı içinde iyi işlev soğutulmuş arasında oda sıcaklığı 7. Onlar hemen r olduktan sonra, ancak, hemen kullanıma hazırsoğuk depodan emoved. Taşınabilir soğuk saklama kapları, şu anda sıcaklığa duyarlı malzemeleri için alanında Ordu personeli tarafından kullanılmaktadır. Bu aynı kaplar numaralı seribaşı biyoçip taşınması için de kullanılabilir. Bu teknolojinin bir başka sınırlama, bir geniş bantlı toksisite sensörü olsa bile hiç değilse, bu gibi bir böcek ilacı gibi kolinesteraz önleyici bileşikler ile, iyi yanıt olmasıdır. Bu özellik, boşluğu doldurmak için ECIS sensörü toksisite testinin daha geniş bir kullanıcıya sağlamak için su numuneleri test edilirken bir ticari olarak temin edilebilir, hızlı pestisit deney tahlili ile bağlantılı olarak kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Kit 30 dakika içinde organofosfat ve karbamat pestisitler algılamak için tasarlanmış hızlı bir enzimatik bir testtir. Şu anda algılamak için askeri koruyucu hekimlik personel tarafından kullanılan alan su test sistemi, arsen - ECIS sensörü wqas-PM (Önleyici Tıp Su Kalitesi Analiz Sistemi) tamamlarBir içme suyu numunesinde ic, kurşun ya da siyanür. ECIS sensörü kirletici ne tespit olmaz, ancak bazı metaller veya organik bileşikler, bu ise, bu su, insan tüketimi için uygun olmayabilir belirten gösterir. ECIS test sonuçları bir saat içinde mevcuttur. Pozitif test sonucu varsa su numuneleri daha sonra kirletici tanımlanması için daha fazla analiz için gönderilebilir. Yukarıda tarif edildiği gibi, ECIS okuyucu kirletici saptanması geniş spektrumlu bir kapak için ayrı bir enzimatik ACE kiti içeren bir sistemin bir parçası olarak tasarlanmıştır. Bu okuyucuların her ikisi de askerler tarafından saha kullanımı için alan taşıma için sağlam bir durumda paketlenmiş ediliyor.

Genel amaç ECIS biyosensör hücre ekim, depolanması ve akışkan bioçipler test edilmesi için bir yöntem geliştirmektir. Bu biyosensör geliştirilmesi için hedef askerler tarafından kullanılan içme suyu kaynaklarının olası kontaminasyonu tespit olabilecek bir alan taşınabilir aygıt için ABD Ordusu özelliklerini karşılamak üzere idi. toksisite sensörü gereksinimleri cihaz alan taşınabilir olması o, insan sağlığı ile ilgili konsantrasyonlarda (bir saat içinde) hızla toksik endüstriyel bileşiklerin geniş bir yelpazede algılayabilir ve biyolojik bileşenlerin bir raf ömrüne sahip olacağını vardı en az dokuz ay. bozulabilen parçalar kabul edilebilir soğutma, ancak, dondurma değil. Tarihsel olarak, (örneğin, antikorlar, enzimler ya da nükleik asitler gibi) bunların biyolojik bir bileşeniyle alanı içme suyu testi teknolojileri analit özgü 1-3 olmuştur. biyosensörler bu tür dezavantajı onl olmasıdırY aynı anda kimyasal bir tür algılar. birden fazla kimyasal mevcut olduğu şüphesi varsa çoklu sensör ihtiyaç vardır. Belirli bir sensör testi repertuarında değilse, suda kimyasal kirleticiler kolayca algılanmayan gidebiliriz. Geniş tabanlı toksisite sensörler, diğer taraftan, bu teknoloji boşluğu doldurmak için potansiyele sahiptir. Bunlar genellikle onlara 4-8 bir hücresel bileşeni var. Geniş tabanlı toksisite biyosensörler avantajları, zaman 5,9,10 nispeten kısa bir süre içinde karışımlar ve bilinmeyenler de dahil olmak üzere kimyasal kirleticilerin, geniş bir yelpazeye varlığını tespit edebilen vardır. Aynı zamanda elektrik hücre alt-tabaka empedansını algılayarak, (ECIS) olarak da bilinir olası toksisite sensörü, hücre tek katmanlarının elektrik empedansının ölçümü ile konsepti ilk olarak Giaever ve Keese 11 tarafından tarif edilmiştir. Son yirmi yılda hücre viab hassas bir göstergesi olduğu gösterilmiştirility ve sitotoksisite. Temel olarak, bioçipler elektrotlar yapıştırılır hücre tekli-tabakası, yüksek frekanslı ve düşük voltaj ve akımı alternatif akım sinyaline maruz kalmaktadır. hücreler sık ​​tek tabaka elektron akışını engeller. Hücre mono tabakasının bütünlüğünün (örneğin, bir toksik kimyasal ilave edilir olduğu gibi) bozulduğunda ECIS sensörü elektrik empedans değişikliği kaydeder 11-14. Şekil 1 Biochip hücre tek tabaka ile ilgili olarak ECIS ilkesini göstermektedir . <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53555/53555fig1.jpg" /> Şekil 1:.. Basitleştirilmiş ECIS okuyucu elektrik şematik bir biochip üzerindeki bir hücre tek tabaka ECIS İllüstrasyon prensibi <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53555/53555fig1large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> burada, 12 tarif edilen ECIS sensor teknolojisi kullanılmıştır. Onlar sık ortam değişiklikleri gerekli sınırlı bir raf ömrüne sahip ve yapay CO2 çevre ve 37 ° C inkübasyon sıcaklığı gereklidir, çünkü bu hücreler, bununla birlikte, saha kullanım için pratik değildir edildi. Bu gökkuşağı alabalığı solungaç epitel hücreleri (RTgill B-1 hücreleri) elde edilen ticari olarak temin edilebilen hücre hattı, ortam CO2 oda sıcaklığında test keşfedilmiştir, bioçipler bir konfluent tek tabaka oluşturulmuştur, soğutulmuş sıcaklıklarda muhafaza edilebilir ve İnsan sağlığı 12 ilgili konsantrasyonlarda kimyasal bir geniş spektrumlu bir hızlı tepki (1 saat ya da daha az) vardı. Toksikoloji RTgill-W1 hücrelerinin Uygulamaları, hem de temel araştırmalar olduğu gibi, Lee ve ark tarafından gözden geçirilir. 15 Tohumlama, depolama ve ihtiva eden akışkan bioçipler test yöntemleriBir ECIS biyosensöründeki akışkan biochipler üzerinde RTgill-W1 hücrelerinin mono tabakaları burada açıklanmaktadır. akışkan biochip bir buzdolabında durumda en fazla 9 ay süreyle saklanabilir ve ayrı ayrı sevk edilir, içme suyu SUPPLIES.THE eşlik ECIS okuyucular, ya da test ünitelerinin test edilmesi için, soğuk bir saklama kabı olarak sevk edilebilir. biochip onlara iki bileşeni vardır; iki ayrı sıvı kanalları ve empedans algılama kanal başına dört elektrot pedleri içeren bir alt elektronik tabaka ile bir üst polikarbonat tabaka. ped başına 10 çalışma elektrotlar vardır; Her bir elektrod çapı 250 mm. monte biochip ECIS test ünitesi takıldığında empedans okumaları elde etmek için altın elektrot bağlantıları var. Iki kapalı akışkan U-şekilli kanalların her biri. RTgill-W1 hücre süspansiyonu 2 ml sahip 2, tek bir algılama elektrodu bir konfluent hücreler büyütme ile ECIS okuyucu bir akışkan Bioçip göstermektedir olacaktır. Şekil 2:.. ECIS Reader akışkan Biochip Büyütülmüş alan tek algılama elektrot üzerinde RTgill-W1 hücrelerinin konfluent tek tabaka gösteren <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53555/53555fig2large.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

<table><tbody><tr><td>Fetal bovine serum</td><td>Life Technologies, Inc. www.lifetechnologies.com</td><td>16000-085</td><td>Store @ -20 &amp;deg;C. Thaw @ room temperature before use. Ingredient for complete L-15 cell culture media (10%).</td></tr><tr><td>Fibronectin, bovine plasma</td><td>EMD Millipore Corp.&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.emdmillipore.com&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td>341631-1 mg</td><td>Store @ -20 &amp;deg;C. Thaw @ room temperature before use. Mix with L-15 media for a concentration of 10 &amp;#956;g/ml and freeze @ -20 &amp;deg;C in aliquots. Use as substrate for biochips.</td></tr><tr><td>L-15 media without L-glutamine</td><td>Lonza&amp;nbsp; www.lonzabioscience.com</td><td>12-700F</td><td>Basal media for cell culture and feeding biochips. Store at 6 &amp;deg;C.</td></tr><tr><td>L-15ex powdered media with phenol red</td><td>US Biological&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.usbio.net</td><td>L1501</td><td>Media is weighed out in 60 mg aliquots in 0.1 dram vials and stored at 6 &amp;deg;C in foil pouches with dessicant packs. Nine month shelf-life. Mixed with 10 ml of water sample for testing in biochips.</td></tr><tr><td>PBS, w/o Ca&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; or Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt;</td><td>Lonza&amp;nbsp; www.lonzabioscience.com</td><td>17-516F</td><td>Store at room temperature. Used for rinsing media when trypsinizing cell culture flasks.&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Trypsin, EDTA</td><td>Lonza&amp;nbsp; www.lonzabioscience.com</td><td>CC-5012</td><td>Store @ -20 &amp;deg;C. Thaw at room temperature and use to trypsinize cell culture flasks.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>T175 culture flasks</td><td>Fisher Scientific&lt;br/&gt; www.fishersci.com</td><td>12-565-30</td><td>Used for culturing RTgill-W1 cells.</td></tr><tr><td>Bleach</td><td>Chlorox&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.chlorox.com</td><td></td><td>Diluted to 20% with millique or distilled water for cleaning ECIS chips. Any household bleach is acceptable.</td></tr><tr><td>70% ethyl alcohol</td><td></td><td></td><td>For disinfecting biohood surfaces and any materials being placed in biohood.</td></tr><tr><td>Rainbow trout gill cells (RTgill-W1)&amp;nbsp;</td><td>American Type Tissue Culture Collection&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.atcc.org</td><td>CRL-2523</td><td>Cells cultured and used for biosensor (seeding biochips).</td></tr><tr><td>GlutaMAX-1 Supplement, 200 mM</td><td>Lonza&amp;nbsp; www.lonzabioscience.com</td><td>35050-061</td><td>Store at room temperature.&amp;nbsp; Ingredient for complete L-15 cell culture media (1%).</td></tr><tr><td>Penn/Strep Stock 10K/10K</td><td>Lonza&amp;nbsp; www.lonzabioscience.com</td><td>17-602E</td><td>Store @ -20 &amp;deg;C. Thaw @ room temperature before use. Ingredient for complete L-15 cell culture media (1%).</td></tr><tr><td>Pharmed BPT tubing</td><td>U.S. Plastic Corp.&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.usplastic.com</td><td>57317</td><td>Cut in 27 mm sections and autoclaved. Used for seeding biochips with cells and as a closed loop between media changes.</td></tr><tr><td>Polycarbonate luer fittings for Pharmed tubing assemblies</td><td>Value Plastics&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td>MTLS210-9</td><td>Secured to each end of cut Pharmed tubing for insertion into bichips.</td></tr><tr><td>20 ml syringes, slip-tip</td><td>VWR Scientific&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; us.vwr.com</td><td>BD302831</td><td>Used for injection of cell suspension for seeding ECIS chips, as well as for feeding chips.</td></tr><tr><td>0.1 dram snap-cap polypropylene microvials</td><td>Bottles Jars and Tubes, Inc.&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.bottlesjarsandtubes.com</td><td>30600</td><td>Used to store 60 mg aliquots of L-15ex powdered media.</td></tr><tr><td>60 mil Lexan fluidic ECIS biochips</td><td>Nanohmics, Inc.&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.nanohmics.com</td><td></td><td>Custom-made by Nanohmics, Inc. RTgill-W1 cells will be injected into the biochips and seeded chips will be placed in ECIS reader for testing.</td></tr><tr><td>Autoclavable Plastic Instrument Box&lt;br/&gt; 17 1/2&quot; x 7 3/4&quot; x 2 3/8&quot;</td><td>Medi-Dose EPS&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; medidose.com</td><td>IB701</td><td>Used to store the following; autoclaved plugs, biochips that have been cleaned, seeded biochips.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Paper heat-seal sterilization pouches, 7 &amp;frac12;&amp;rdquo; x 13&amp;rdquo;</td><td>CardinalHealth&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.cardinalhealth.com</td><td>90713</td><td>Used for autoclaving tubing and fittings and plugs.</td></tr><tr><td>Quantos automated powder dispenser</td><td>Mettler Toledo&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.mt.com</td><td>QB5</td><td>Automated dispension of 60 mg aliquots of powdered L-15ex into 0.1 dram vials.</td></tr><tr><td>ECIS reader</td><td>Nanohmics, Inc.&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.nanohmics.com</td><td></td><td>Custom-made by Nanohmics, Inc. Seeded biochip is inserted into the reader for conducting water toxicity testing.</td></tr><tr><td>3 x 5 metalized 2.5 mil polypropylene reclosable bags</td><td>Uline&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.uline.com</td><td>S-16893</td><td>Packaging and storage for both seeded biochips and powdered L-15ex media vials.</td></tr><tr><td>Leatherman squirt ps4</td><td>Amazon&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.Amazon.com</td><td></td><td>Used to open powdered media vials.</td></tr><tr><td>1 g silica gel desiccant packets&amp;nbsp;</td><td>Uline&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.uline.com</td><td>S-3902</td><td>Put in polypropylene bags with L-15ex powdered media vials to prevent the powder from picking up moisture.</td></tr><tr><td>Sterile 250 or 500 ml Nalgene bottles</td><td>Fisher Scientific&lt;br/&gt; www.fishersci.com</td><td>09-740-25C or E</td><td>Hold cell suspensions for seeding ECIS chips in biohood.</td></tr><tr><td>Plugs for biochips</td><td>Nanohmics, Inc.&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.nanohmics.com</td><td></td><td>Custom-made by Nanohmics, Inc. Used to seal ports on biochips before storage at 6 &amp;deg;C.</td></tr><tr><td>Drains for ECIS biochips</td><td>Nanohmics, Inc.&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.nanohmics.com</td><td></td><td>Custom-made by Nanohmics, Inc. Placed on 2 inner ports on biochips prior to insertion in ECIS reader.&amp;nbsp; Allows for excess media to drain from channels during test injections.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Hemocytometer</td><td>Fisher Scientific&lt;br/&gt; www.fishersci.com</td><td>S17040</td><td>Needed for counting cells prior to adjusting cell suspension for injection into biochips.</td></tr><tr><td>Brightfield microscope w/ 10X objective</td><td>Leitz Labovert</td><td></td><td>Any brightfield microscope is acceptable.</td></tr><tr><td>Class II biological safety cabinet</td><td></td><td></td><td>Any class II biological safety cabinet where cell culture can be performed under sterile conditions is acceptable.</td></tr><tr><td>Microcentrifuge tubes, 0.6 ml</td><td>Fisher Scientific&lt;br/&gt; www.fishersci.com</td><td>02-681-311</td><td>Holds 1 ml of cell suspension prior to counting cells.</td></tr><tr><td>Slip 10 cc red syringes</td><td>Procedure Products, Inc.&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.procedureproducts.com</td><td>S/49S 30-R</td><td>Withdraws 9 ml of test water sample and used to inject sample into biochip.</td></tr><tr><td>Slip 10 cc blue syringes</td><td>Procedure Products, Inc.&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.procedureproducts.com</td><td>S/49S 30-B</td><td>Withdraws 9 ml of control water sample and used to inject sample into biochip.</td></tr><tr><td>&amp;frac12; oz. clear pet plastic jar w/ white ribbed lined caps</td><td>SKS Bottle &amp;amp; Packaging, Inc.&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.sks-bottle.com</td><td>0605-30</td><td>Sample vials used for mixing L-15ex powder and 10 ml of water sample for testing.</td></tr><tr><td>50 ml sterile conical polypropylene centrifuge tubes</td><td>Fisher Scientific&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; www.fishersci.com</td><td>12-565-269</td><td>Used to hold 40 ml aliquots of 10 &amp;#956;g/ml fibronectin at -20 &amp;deg;C.</td></tr><tr><td>NIDS ACE Acetylcholinesterase Inhibitor Detection Test</td><td>ANP Technologies, Inc.&lt;br/&gt;www.anptinc.com</td><td>ACE-400</td><td>Sensor designed for the rapid detection of pesticides in drinking water</td></tr></tbody></table>

preparation and testing of impedance-based fluidic biochips with rtgill-w1 cells for rapid evaluation of drinking water samples for toxicity

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity sensor. A monolayer of RTgill-W1 cells forms on the sensing electrodes enclosed within the biochips. The biochips are then used for testing in a field portable electric cell-substrate impedance sensing (ECIS) device designed for rapid toxicity testing of drinking water. The manuscript further describes how to run a toxicity test using the prepared biochips. A control water sample and the test water sample are mixed with pre-measured powdered media and injected into separate channels of the biochip. Impedance readings from the sensing electrodes in each of the biochip channels are measured and compared by an automated statistical software program. The screen on the ECIS instrument will indicate either "Contamination Detected" or "No Contamination Detected" within an hour of sample injection. Advantages are ease of use and rapid response to a broad spectrum of inorganic and organic chemicals at concentrations that are relevant to human health concerns, as well as the long-term stability of stored biochips in a ready state for testing. Limitations are the requirement for cold storage of the biochips and limited sensitivity to cholinesterase-inhibiting pesticides. Applications for this toxicity detector are for rapid field-portable testing of drinking water supplies by Army Preventative Medicine personnel or for use at municipal water treatment facilities.

Bu yazıda anlatılan ECIS teknolojisi, ABD Çevre Koruma Ajansı (USEPA) Teknoloji Test ve Değerlendirme Programı (TTEP) -sponsored test uygulandı. On üç kimyasal içme suyu olası kirletici olabilir toksik endüstriyel bileşiklerin geniş bir yelpazede temsilcileri olarak performansı test edilmiştir. Test sırasında, 13 9 insan sağlığı ile ilgili olan konsantrasyonlarda bir saat içinde ECIS tarafından tespit edildi 8. Tablo 1, bu kirletici test sonuçlarını göstermektedir. Şekil 4 bir &quot;Kirli&quot; sonucu üzerinde nasıl görüneceği için temsili niteliktedir ECIS okuyucu ekranı. Çoğunlukla, hücresel empedanslar kontrollere kıyasla kirlenmiş numuneler için azalmıştır. Zaman zaman, bazı bileşikler empedansında bir artışa neden olabilir. Ayrıca Tablo 1&#39;de özetlenmiştir </strong&gt; Temiz su testidir. Kırk temiz su numuneleri çalıştırmak ve herhangi bir kontaminasyon örneklerinin hiçbirinde tespit edildi &quot;Hayır kontaminasyon Algılanan&quot; temsili bir ekran çekim için (Şekil 5). <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/53555/53555fig4.jpg" /> Şekil 4: &quot;Kirli&quot; Su Numune ECIS Okuyucu Ekran kirlenmiş bir su örneğinden normalize empedans grafik ve sonuçların bir örneği.. Mavi çizgiler kontrol elektrotların her normalize empedans temsil eder; Kırmızı çizgiler deney numunesi elektrotların her normalleştirilmiş empedansları temsil etmektedir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53555/53555fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/53555/53555fig5.jpg" /> Şekil 5: &quot;Hiçbir kontaminasyon algılandı&quot; Su Numune ECIS Okuyucu Ekran kirlenmiş olmayan bir su örneğinden normalize empedans grafik ve sonuçların bir örneği.. Mavi çizgiler kontrol elektrotların her normalize empedans temsil eder; Kırmızı çizgiler deney numunesi elektrotların her normalleştirilmiş empedansları temsil etmektedir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53555/53555fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Kategori </td><td> kirletici madde </td><td colspan="3"> Konsantrasyon test edilmiştir (mg / L) 1 </td><td colspan="2"> Algılandı ≤1 saat n = 4/4 cips </td></tr><tr><td rowspan="8"> Pestisitler </td><td> aldicarb </td><td colspan="3"> 0.17 </td><td colspan="2"> hayır </td></tr><tr><td> arsen<html> ic (sodyum arsenit) </td><td colspan="3"> 4,5 </td><td colspan="2"> Evet </td></tr><tr><td> Azite (sodyum azit) </td><td colspan="3"> 46.7 </td><td colspan="2"> Evet </td></tr><tr><td> fenamifos </td><td colspan="3"> 0.56 </td><td colspan="2"> hayır </td></tr><tr><td> Methamidophos </td><td colspan="3"> 1.4 </td><td colspan="2"> hayır </td></tr><tr><td> metil parathion </td><td colspan="3"> 33.6 </td><td colspan="2"> Evet </td></tr><tr><td> Parakuat (diklorür) </td><td colspan="3"> 4.6 </td><td colspan="2"> hayır </td></tr><tr><td> Pentachlorophenate (sodyum) </td><td colspan="3"> 71.9 </td><td colspan="2"> Evet </td></tr><tr><td rowspan="5"> Endüstriyel Kimyasallar </td><td> Amonyak </td><td colspan="3"> 924 </td><td colspan="2"> Evet </td></tr><tr><td> Bakır (bakır-II sülfat) </td><td colspan="3"> 103 </td><td colspan="2"> Evet </td></tr><tr><td> Siyanür (sodyum) </td>3 &quot;&gt; 14 </td><td colspan="2"> Evet </td></tr><tr><td> Merkür (klorür) </td><td colspan="3"> 24.7 </td><td colspan="2"> Evet </td></tr><tr><td> tolüen </td><td colspan="3"> 444 </td><td colspan="2"> Evet </td></tr><tr><td> Temiz Su 2 </td><td> hiçbiri </td><td colspan="3"> NA </td><td colspan="2"> hayır </td></tr><tr><td colspan="7"> Test 1 konsantrasyonları ve ark Widder tarafından el yazması aynıdır. (2014). </td></tr><tr><td colspan="7"> 2 40 temiz su numuneleri hiçbir kirlenme ile çalışıldı. </td></tr></tbody></table> Tablo 1: ECIS tarafından Algılanan Su Örnekleri Bulaşanlar.

Watch this Scientific Journal Video about Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity at JoVE.com

Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity

Hazırlık ve Test zehirlilik için hızlı değerlendirme İçme Suyu Örnekleri için RTgill-W1 Hücreleri ile akışkan bioçipler Empedans tabanlı

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial cells for use in a field portable electric cell-substrate impedance sensor. The protocol for running a rapid drinking water toxicity test with the sensor is also described.

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity ...

preparation-testing-impedance-based-fluidic-biochips-with-rtgill-w1

Research

JoVE Journal

Environment

9.0K Görüntüleme.  U.S. Army Center for Environmental Health Research. This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial cells for use in a field portable electric cell-substrate impedance sensor. The protocol for running a rapid drinking water toxicity test with the sensor is also described. 

Video: Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity

Regeneration of Arrayed Gold Microelectrodes Equipped for a Real-Time Cell Analyzer

The label-free cell-based assay is advantageous for biochemical study because of it does not require the use of experimental animals. Due to its ability to provide more dynamic information about cells under physiological conditions than classical biochemical assays, this label-free real-time cell assay based on the electric impedance principle is attracting more attention during the past decade. However, its practical utilization may be limited due to the relatively expensive cost of measurement, in which costly consumable disposable gold microchips are used for the cell analyzer. In this protocol, we have developed a general strategy to regenerate arrayed gold microelectrodes equipped for a commercial label-free cell analyzer. The regeneration process includes trypsin digestion, rinsing with ethanol and water, and a spinning step. The proposed method has been tested and shown to be effective for the regeneration and repeated usage of commercial electronic plates at least three times, which will help researchers save on the high running cost of real-time cell assays.

This protocol describes a general strategy to regenerate commercial arrayed gold microelectrodes equipped for a label-free cell analyzer aimed at saving on the high running costs ofmicrochip-based assays. The regeneration process includes trypsin digestion, rinsing with ethanol and water, and a spinning step, which enables repeated usage of microchips.

Rejenerasyon için gerçek zamanlı hücre Analyzer donatılmış dizilmiş altın Microelectrodes

The label-free cell-based assay is advantageous for biochemical study because of it does not require the use of experimental animals. Due to its ability ...

Biyokimya

Culturing and Electrophysiology of Cells on NRCC Patch-clamp Chips

Due to its exquisite sensitivity and the ability to monitor and control individual cells at the level of ion channels, patch-clamping is the gold standard of electrophysiology applied to disease models and pharmaceutical screens alike 1. The method traditionally involves gently contacting a cell with a glass pipette filled by a physiological solution in order to isolate a patch of the membrane under its apex 2. An electrode inserted in the pipette captures ion-channel activity within the membrane patch or, when ruptured, for the whole cell. In the last decade, patch-clamp chips have been proposed as an alternative 3, 4: a suspended film separates the physiological medium from the culture medium, and an aperture microfabricated in the film replaces the apex of the pipette. Patch-clamp chips have been integrated in automated systems and commercialized for high-throughput screening 5. To increase throughput, they include the fluidic delivery of cells from suspension, their positioning on the aperture by suction, and automated routines to detect cell-to-probe seals and enter into whole cell mode. We have reported on the fabrication of a silicon patch-clamp chip with optimized impedance and orifice shape that permits the high-quality recording of action potentials in cultured snail neurons 6; recently, we have also reported progress towards interrogating mammalian neurons 7. Our patch-clamp chips are fabricated at the Canadian Photonics Fabrication Centre 8, a commercial foundry, and are available in large series. We are eager to engage in collaborations with electrophysiologists to validate the use of the NRCC technology in different models. The chips are used according to the general scheme represented in Figure 1: the silicon chip is at the bottom of a Plexiglas culture vial and the back of the aperture is connected to a subterranean channel fitted with tubes at either end of the package. Cells are cultured in the vial and the cell on top of the probe is monitored by a measuring electrode inserted in the channel.The two outside fluidic ports facilitate solution exchange with minimal disturbance to the cell; this is an advantage compared to glass pipettes for intracellular perfusion.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/3288/3288fig1.jpg" />
Figure 1. Principle of measurement using the NRCC patch-clamp chip
We detail here the protocols to sterilize and prime the chips, load them with medium, plate them with cells, and finally use them for electrophysiological recordings.

We show how planar patch-clamp chips fabricated at the National Research Council of Canada are sterilized, primed, loaded with medium, plated with cells, and used for electrophysiological recordings.

Hücreler NRCC Patch-klemp Chips kültür ve Elektrofizyoloji

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

Nörobilim

A Microfluidic Chip for the Versatile Chemical Analysis of Single Cells

We present a microfluidic device that enables the quantitative determination of intracellular biomolecules in multiple single cells in parallel. For this purpose, the cells are passively trapped in the middle of a microchamber. Upon activation of the control layer, the cell is isolated from the surrounding volume in a small chamber. The surrounding volume can then be exchanged without affecting the isolated cell. However, upon short opening and closing of the chamber, the solution in the chamber can be replaced within a few hundred milliseconds. Due to the reversibility of the chambers, the cells can be exposed to different solutions sequentially in a highly controllable fashion, e.g. for incubation, washing, and finally, cell lysis. The tightly sealed microchambers enable the retention of the lysate, minimize and control the dilution after cell lysis. Since lysis and analysis occur at the same location, high sensitivity is retained because no further dilution or loss of the analytes occurs during transport. The microchamber design therefore enables the reliable and reproducible analysis of very small copy numbers of intracellular molecules (attomoles, zeptomoles) released from individual cells. Furthermore, many microchambers can be arranged in an array format, allowing the analysis of many cells at once, given that suitable optical instruments are used for monitoring. We have already used the platform for proof-of-concept studies to analyze intracellular proteins, enzymes, cofactors and second messengers in either relative or absolute quantifiable manner.

In this article we present a microfluidic chip for single cell analysis. It allows the quantification of intracellular proteins, enzymes, cofactors, and second messengers by means of fluorescent assays or immunoassays.&#160;

Tek Hücrelerinin yönlü Kimyasal Analiz için mikroakışkan Chip

We present a microfluidic device that enables the quantitative determination of intracellular biomolecules in multiple single cells in parallel. For this ...

Biyomühendislik

Stress-induced Antibiotic Susceptibility Testing on a Chip

We have developed a rapid microfluidic method for antibiotic susceptibility testing in a stress-based environment. Fluid is passed at high speeds over bacteria immobilized on the bottom of a microfluidic channel. In the presence of stress and antibiotic, susceptible strains of bacteria die rapidly. However, resistant bacteria survive these stressful conditions. The hypothesis behind this method is new: stress activation of biochemical pathways, which are targets of antibiotics, can accelerate antibiotic susceptibility testing. As compared to standard antibiotic susceptibility testing methods, the rate-limiting step -&#160;bacterial growth -&#160;is omitted during antibiotic application. The technical implementation of the method is in a combination of standard techniques and innovative approaches. The standard parts of the method include bacterial culture protocols, defining microfluidic channels in polydimethylsiloxane&#160;(PDMS), cell viability monitoring with fluorescence, and batch image processing for bacteria counting. Innovative parts of the method are in the use of culture media flow for mechanical stress application, use of enzymes to damage but not kill the bacteria, and use of microarray substrates for bacterial attachment. The developed platform can be used in antibiotic and nonantibiotic related drug development and testing. As compared to the standard bacterial suspension experiments, the effect of the drug can be turned on and off repeatedly over controlled time periods. Repetitive observation of the same bacterial population is possible over the course of the same experiment.

We have developed a microfluidic platform for rapid antibiotic susceptibility testing. Fluid is passed at high speeds over bacteria immobilized on the bottom of a microfluidic channel. In the presence of stress and antibiotic, susceptible strains of bacteria die rapidly. However, resistant bacteria can survive these stressful conditions.

Çip üzerinde Stres Kaynaklı Antibiyotik Duyarlılık Testi

We have developed a rapid microfluidic method for antibiotic susceptibility testing in a stress-based environment. Fluid is passed at high speeds over ...

A Microfluidic-based Electrochemical Biochip for Label-free DNA Hybridization Analysis

Miniaturization of analytical benchtop procedures into the micro-scale provides significant advantages in regards to reaction time, cost, and integration of pre-processing steps. Utilizing these devices towards the analysis of DNA hybridization events is important because it offers a technology for real time assessment of biomarkers at the point-of-care for various diseases. However, when the device footprint decreases the dominance of various physical phenomena increases. These phenomena influence the fabrication precision and operation reliability of the device. Therefore, there is a great need to accurately fabricate and operate these devices in a reproducible manner in order to improve the overall performance. Here, we describe the protocols and the methods used for the fabrication and the operation of a microfluidic-based electrochemical biochip for accurate analysis of DNA hybridization events. The biochip is composed of two parts: a microfluidic chip with three parallel micro-channels made of polydimethylsiloxane (PDMS), and a 3 x 3 arrayed electrochemical micro-chip. The DNA hybridization events are detected using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis. The EIS analysis enables monitoring variations of the properties of the electrochemical system that are dominant at these length scales. With the ability to monitor changes of both charge transfer and diffusional resistance with the biosensor, we demonstrate the selectivity to complementary ssDNA targets, a calculated detection limit of 3.8 nM, and a 13% cross-reactivity with other non-complementary ssDNA following 20 min&#160;of incubation. This methodology can improve the performance of miniaturized devices by elucidating on the behavior of diffusion at the micro-scale regime and by enabling the study of DNA hybridization events.

We present a microfluidic-based electrochemical biochip for DNA hybridization detection. Following ssDNA probe functionalization, the specificity, sensitivity, and detection limit are studied with complementary and non-complementary ssDNA targets. Results illustrate the influence of the DNA hybridization events on the electrochemical system, with a detection limit of 3.8 nM.

Etiket-serbest DNA Hibridizasyon Analiz için mikroakışkan tabanlı Elektrokimyasal Biochip

Miniaturization of analytical benchtop procedures into the micro-scale provides significant advantages in regards to reaction time, cost, and integration ...

Designing Microfluidic Devices for Studying Cellular Responses Under Single or Coexisting Chemical/Electrical/Shear Stress Stimuli

Microfluidic devices are capable of creating a precise and controllable cellular micro-environment of pH, temperature, salt concentration, and other physical or chemical stimuli. They have been commonly used for in vitro cell studies by providing in vivo like surroundings. Especially, how cells response to chemical gradients, electrical fields, and shear stresses has drawn many interests since these phenomena are important in understanding cellular properties and functions. These microfluidic chips can be made of glass substrates, silicon wafers, polydimethylsiloxane (PDMS) polymers, polymethylmethacrylate (PMMA) substrates, or polyethyleneterephthalate (PET) substrates. Out of these materials, PMMA substrates are cheap and can be easily processed using laser ablation and writing. Although a few microfluidic devices have been designed and fabricated for generating multiple, coexisting chemical and electrical stimuli, none of them was considered efficient enough in reducing experimental repeats, particular for screening purposes. In this report, we describe our design and fabrication of two PMMA-based microfluidic chips for investigating cellular responses, in the production of reactive oxygen species and the migration, under single or coexisting chemical/electrical/shear stress stimuli. The first chip generates five relative concentrations of 0, 1/8, 1/2, 7/8, and 1 in the culture regions, together with a shear stress gradient produced inside each of these areas. The second chip generates the same relative concentrations, but with five different electric field strengths created within each culture area. These devices not only provide cells with a precise, controllable micro-environment but also greatly increase the experimental throughput.

Micro-fabricated devices integrated with fluidic components provide an in vitro platform for cell studies mimicking the in vivo micro-environment. We developed polymethylmethacrylate-based microfluidic chips for studying cellular responses under single or coexisting chemical/electrical/shear stress stimuli.

Tek ya da Eşlik Kimya / Elektrik / Kesme Stres Uyaranların altında Hücresel Yanıtları incelenmesi için mikroakışkan Cihazlar Tasarımı

Microfluidic devices are capable of creating a precise and controllable cellular micro-environment of pH, temperature, salt concentration, and other ...

Dry Film Photoresist-based Electrochemical Microfluidic Biosensor Platform: Device Fabrication, On-chip Assay Preparation, and System Operation

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An easy-to-use and low-cost sensor platform is highly desired to measure various types of analytes (e.g., biomarkers, hormones, and drugs) quantitatively and specifically. For this reason, dry film photoresist technology - enabling cheap, facile, and high-throughput fabrication - was used to manufacture the microfluidic biosensor presented here. Depending on the bioassay used afterwards, the versatile platform is capable of detecting various types of biomolecules. For the fabrication of the device, platinum electrodes are structured on a flexible polyimide (PI) foil in the only clean-room process step. The PI foil serves as a substrate for the electrodes, which are insulated with an epoxy-based photoresist. The microfluidic channel is subsequently generated by the development and lamination of dry film photoresist (DFR) foils onto the PI wafer. By using a hydrophobic stopping barrier in the channel, the channel is separated into two specific areas: an immobilization section for the enzyme-linked assay and an electrochemical measurement cell for the amperometric signal readout.
The on-chip bioassay immobilization is performed by the adsorption of the biomolecules to the channel surface. The glucose oxidase enzyme is used as a transducer for electrochemical signal generation. In the presence of the substrate, glucose, hydrogen peroxide is produced, which is detected at the platinum working electrode. The stop-flow technique is applied to obtain signal amplification along with rapid detection. Different biomolecules can quantitatively be measured by means of the introduced microfluidic system, giving an indication of different types of diseases, or, in regard to therapeutic drug monitoring, facilitating a personalized therapy.

A microfluidic biosensor platform was designed and fabricated using low-cost dry film photoresist technology for the rapid and sensitive quantification of various analytes. This single-use system allows for the electrochemical readout of on-chip-immobilized enzyme-linked assays by means of the stop-flow technique.

Kuru zar elektrokimyasal mikrosıvısal Biyoalgılayıcı fotorezist tabanlı Platform: Cihaz imalat, On-chip tahlil hazırlama ve sistemin çalışması

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An ...

Fabrication and Validation of an Organ-on-chip System with Integrated Electrodes to Directly Quantify Transendothelial Electrical Resistance

Organs-on-chips, in vitro models involving the culture of (human) tissues inside microfluidic devices, are rapidly emerging and promise to provide useful research tools for studying human health and disease. To characterize the barrier function of cell layers cultured inside organ-on-chip devices, often transendothelial or transepithelial electrical resistance (TEER) is measured. To this end, electrodes are usually integrated into the chip by micromachining methods to provide more stable measurements than is achieved with manual insertion of electrodes into the inlets of the chip. However, these electrodes frequently hamper visual inspection of the studied cell layer or require expensive cleanroom processes for fabrication. To overcome these limitations, the device described here contains four easily integrated electrodes that are placed and fixed outside of the culture area, making visual inspection possible. Using these four electrodes the resistance of six measurement paths can be quantified, from which the TEER can be directly isolated, independent of the resistance of culture medium-filled microchannels. The blood-brain barrier was replicated in this device and its TEER was monitored to show the device applicability. This chip, the integrated electrodes and the TEER determination method are generally applicable in organs-on-chips, both to mimic other organs or to be incorporated into existing organ-on-chip systems.

This publication describes the fabrication of an organ-on-chip device with integrated electrodes for direct quantification of transendothelial electrical resistance (TEER). For validation, the blood-brain barrier was mimicked inside this microfluidic device and its barrier function was monitored. The presented methods for electrode integration and direct TEER quantification are generally applicable.

İmalat ve Organ-on-chip sistemin doğrudan Transendothelial elektrik direncini ölçmek için entegre elektrotlar ile doğrulama

Organs-on-chips, in vitro models involving the culture of (human) tissues inside microfluidic devices, are rapidly emerging and promise to provide useful ...

MOF ile İndüklenen Hücre Davranış Değişikliklerinin Elektrik Hücre-Substrat Algılama ile Değerlendirilmesi

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.

Yazar Spotlight: İnsan Akciğer Epitel Hücrelerinin Metal-Organik Çerçevelere Tepkisini Değerlendirmedeki Gelişmeler 

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.

Metal-Organik Çerçeve Toksikolojik Profillerinin Gerçek Zamanlı Değerlendirilmesi için Elektrik Hücresi-Substrat Algılama

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

Hazırlık ve Test zehirlilik için hızlı değerlendirme İçme Suyu Örnekleri için RTgill-W1 Hücreleri ile akışkan bioçipler Empedans tabanlı

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Rejenerasyon için gerçek zamanlı hücre Analyzer donatılmış dizilmiş altın Microelectrodes

Hücreler NRCC Patch-klemp Chips kültür ve Elektrofizyoloji

Tek Hücrelerinin yönlü Kimyasal Analiz için mikroakışkan Chip

Çip üzerinde Stres Kaynaklı Antibiyotik Duyarlılık Testi

Etiket-serbest DNA Hibridizasyon Analiz için mikroakışkan tabanlı Elektrokimyasal Biochip

Tek ya da Eşlik Kimya / Elektrik / Kesme Stres Uyaranların altında Hücresel Yanıtları incelenmesi için mikroakışkan Cihazlar Tasarımı

Kuru zar elektrokimyasal mikrosıvısal Biyoalgılayıcı fotorezist tabanlı Platform: Cihaz imalat, On-chip tahlil hazırlama ve sistemin çalışması

İmalat ve Organ-on-chip sistemin doğrudan Transendothelial elektrik direncini ölçmek için entegre elektrotlar ile doğrulama

Metal-Organik Çerçeve Toksikolojik Profillerinin Gerçek Zamanlı Değerlendirilmesi için Elektrik Hücresi-Substrat Algılama

Metal-Organik Çerçeve Toksikolojik Profillerinin Gerçek Zamanlı Değerlendirilmesi için Elektrik Hücresi-Substrat Algılama