Name: multi-analyte biochip (mab) based on all-solid-state ion-selective electrodes (assise) for physiological research
Uploaded: 2013-04-18T08:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Multi-analyte Biochip MAB Based on All-solid-state Ion-selective Electrodes ASSISE for Physiological Research at JoVE.com

Biz MAB cihazların wirebonding için finansman desteği (hibe numaraları 103498 ve 103692), Purdue Üniversitesi&#39;nde Birck Nantechnology Merkezi Gale Lockwood için NASA Astrobiyoloji Bilim ve Teknoloji Aracı Geliştirme (ASTID) Program teşekkür ve Joon Hyeong Park için olur akış-hücresi odasının CAD-Çizimi.

1. Poli (sodyum 4-styrenesulfonate) (PEDOT: PSS) - İyonlar H + ve CO için Elektropolimerizasyon Çözüm 3 2 Poli (3,4-etilendioksitiyofen) hazırlanması <ol><li> Tamamen (yaklaşık 10 saniye) dağınık kadar 10 ml deiyonize (DI) su ve vorteks - 70 mg poli (sodyum 4-styrenesulfonate) (Na + PSS) ekleyin. </li><li> Çözüm tamamen karıştırılır kadar 1.1 çözüm ve vorteks 10.7 ul 3,4-ethlyenedioxythiophene (EDOT) ekleyin. </li></ol><p class="j...

<ol>
	<li>Migdalski, J., Bas, B., Blaz, T., Golimowski, J., Lewenstam, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Miniaturized+and+Integrated+Galvanic+Cell+for+the+Potentiometric+Measurement+of+Ions+in+Biological+Liquids.">A Miniaturized and Integrated Galvanic Cell for the Potentiometric Measurement of Ions in Biological Liquids.</a> J. Solid State Electrochem. 13, 149-155 (2009).</li><li>Buehler, M. G., Kounaves, S. P., Martin, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+a+Water-quality+Monitor+with+Ion-selective-electrodes.">Designing a Water-quality Monitor with Ion-selective-electrodes.</a> 1, 331-338 (2001).</li><li>Adamchuk, V. I., Lund, E. D., Sethuramasamyraja, B., Morgan, M. T., Doberman, A., Marx, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Measurement+of+Soil+Chemical+Properties+on-the-go+using+Ion-selective-electrodes.">Direct Measurement of Soil Chemical Properties on-the-go using Ion-selective-electrodes.</a> Journal Computers and Electronics in Agriculture. 48 (3), 272-294 (2005).</li><li>Oel&#946;ner, W., Hermann, S., Kaden, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+Sensors+and+Sensor+Module+for+Studying+Biological+Systems+in+Space+Vehicles.">Electrochemical Sensors and Sensor Module for Studying Biological Systems in Space Vehicles.</a> Aerospace Science and Technology. 1, 291-296 (1997).</li><li>Bobacka, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conducting+Polymer-based+Solid-state+Ion-selective+Electrodes.">Conducting Polymer-based Solid-state Ion-selective Electrodes.</a> Electroanalysis. 18 (1), 7-18 (2006).</li><li>Buck, 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> Ion Selective Electrodes in Analytical Chemistry. , (1980).</li><li>Nam, H., Cha, G. S., Yang, V. C., Ngo, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+18.">Chapter 18.</a> Biosensors and their Applications. , (2000).</li><li>Anatova-Ivanova, S., Mattinen, U., Radu, A., Bobacka, J., Lewenstem, A., Migdalski, J., Danielewski, M., Diamond, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Miniature+All-solid-state+Potentiometric+Sensing+System.">Development of Miniature All-solid-state Potentiometric Sensing System.</a> Sensors and Actuators B. 146, 199-205 (2010).</li><li>Michalska, A., Galuszkiewicz, A., Ogonowska, M., Ocypa, M., Maksymiuk, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PEDOT+Films:+Multifunctional+Membranes+for+Electrochemical+Ion+sensing.">PEDOT Films: Multifunctional Membranes for Electrochemical Ion sensing.</a> J. Solid State Electrochem. 8, 381-389 (2004).</li><li>Bard, A. J., Faulkner, L. R., ed, 2. 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=.">.</a> Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. , (2000).</li><li>Claussen, J. C., Artiles, M. S., McLamore, E. S., Mohanty, S., Shi, J., Rickus, J., Fisher, T. S., Porterfield, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+Glutamate+Biosensing+with+Naanocube+and+Nanosphere+Augmented+Single-walled+Carbon+Nanotube+Networks:+A+Comparative+Study.">Electrochemical Glutamate Biosensing with Naanocube and Nanosphere Augmented Single-walled Carbon Nanotube Networks: A Comparative Study.</a> J. Mater. Chem. 21, 11224-11231 (2011).</li><li>Bobacka, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+Stability+of+All-solid-state+Ion-selective+Electrodes+using+Conducting+Polymers+as+Ion-to-electron+Transducers.">Potential Stability of All-solid-state Ion-selective Electrodes using Conducting Polymers as Ion-to-electron Transducers.</a> Anal. Chem. 71, 4932-4937 (1999).</li><li>Lee, J. H., Yoon, I. J., Yoo, C. L., Pyun, H. J., Cha, G. S., Nam, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potentiometric+Evaluation+of+Solvent+Polymeric+Carbonate-selective+Membranes+based+on+Molecular+Tweezer-type+Neutral+Carriers.">Potentiometric Evaluation of Solvent Polymeric Carbonate-selective Membranes based on Molecular Tweezer-type Neutral Carriers.</a> Anal. Chem. 72, 4694-4699 (2000).</li><li>Song, F., Ha, J., Park, B., Kwak, T. H., Kim, I. T., Nam, H., Cha, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-solid-state+Carbonate+Selective+Electrode+based+on+a+Molecular+Tweezer-type+Neutral+Carrier+with+Solvent-soluble+Conducting+Polymer+Solid+Contact.">All-solid-state Carbonate Selective Electrode based on a Molecular Tweezer-type Neutral Carrier with Solvent-soluble Conducting Polymer Solid Contact.</a> Talanta. 57, 263-270 (2002).</li></ol>

MAB biochip bir Pt elektrot, ölçülebilir bir elektrik sinyaline ilgi iyonik konsantrasyonu transduces hangi kombinasyonu bir PEDOT tabanlı CP konjuge iletimi katmanı tepesine bir ISM inşa edilir ASSISEs oluşur. Durağan bir elektrot potansiyeli CP katmanı ve ISM tabakasının her ikisi de tanımlandığı gibidir. Her iki tabaka da MAB ve ölçülen elektrik sinyali kalitesi (gürültü, kayması) çalışma süresi belirler. PEDOT hem de iyonik ve elektronik özellikleri (kendi oksi...

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Name of the items</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog number</td>
			<td>Comments </td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>3,4-Ethylenedioxythiophene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>483028</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Poly(sodium 4-styrenesulfonate)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>243051</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>EC epsilon galvanostat/potentiostat</td>
			<td>Bioanalytical Systems Inc.</td>
			<td>e2P</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Saturated Ag/AgCl reference electrode</td>
			<td>Bioanalytical Systems Inc.</td>
			<td>MF-2052</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Pt gauze</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>10283</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Potassium ferricyanide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P-8131</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Potassium nitrate</td>
			<td>J.T. Baker</td>
			<td>3190-01</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Sodium bicarbonate</td>
			<td>Mallinckrodt/ Macron</td>
			<td>7412-12</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Sodium carbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S-7127</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Calcium chloride</td>
			<td>J.T. Baker</td>
			<td>1311-01</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Potassium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P9541</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Calcium sulphate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>237132</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>C3 cell stand</td>
			<td>Bioanalytical Systems Inc.</td>
			<td>EF-1085</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Flow-cell chip holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom, courtesy of NASA Ames</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Flow-cell electrical fixture</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom, courtesy of NASA Ames </td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Table 2. Specific reagents and equipment.</td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

multi-analyte biochip (mab) based on all-solid-state ion-selective electrodes (assise) for physiological research

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&#39;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.

<html> PEDOT bir siklik voltamogram (CV) sonuç bir örnek: PSS ve onun karşılık gelen katodik akım tepe noktası (ı p) genel tarama hızı (v 1/2), sırasıyla Şekiller 5a ve 5b&#39;de gösterilmektedir. PEDOT: Çeşitli tarama hızları ve katodik pik akımda CaSO 4 gösterilmez. PSS ve PEDOT: Randles-Sevcik analizi 10, katı temas PEDOT etkin yüzey alanları kullanılarak iyon-seçici membran olmayan CaSO 4,</su...

Watch this Scientific Journal Video about Multi-analyte Biochip MAB Based on All-solid-state Ion-selective Electrodes ASSISE for Physiological Research at JoVE.com

Multi-analyte Biochip MAB Based on All-solid-state Ion-selective Electrodes ASSISE for Physiological Research

Bir iletken polimer (CP) dönüştürücü inşa All-katı hal iyon seçici elektrotlar (ASSISEs) sıvı ortamda fonksiyonel ömür boyu birkaç ay sağlar. Burada, bir laboratuar-on-a-chip biçimde ASSISEs ve imalat ve kalibrasyon süreci tanımlamak. Assise karmaşık biyolojik medyada uzun süre saklandıktan sonra yakın bir Nernst eğimi profil korumuştur için gösterilmiştir.

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

Lab-on-a-chip (LOC) applications in environmental, biomedical, agricultural, biological, and spaceflight research require an ion-selective electrode (ISE) ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Multi-analyte Biochip (MAB) Based on All-solid-state Ion-selective Electrodes (ASSISE) for Physiological Research

Microfluidic-based Electrotaxis for On-demand Quantitative Analysis of Caenorhabditis elegans' Locomotion

Microfluidic-based Electrotaxis for On-demand Quantitative Analysis of Caenorhabditis elegans' Locomotion

On-talep Kantitatif Analiz için mikroakışkan tabanlı Electrotaxis<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; &#39;Locomotion

The nematode Caenorhabditis elegans is a versatile model organism for biomedical research because of its conservation of disease-related genes and ...

A Novel Three-dimensional Flow Chamber Device to Study Chemokine-directed Extravasation of Cells Circulating under Physiological Flow Conditions

Fizyolojik Akış Koşullarında Sirkülasyon Hücre Kemokin-yönettiği Ekstravazasyon Eğitim Bir Roman Üç boyutlu Akış Odası Cihazı

Extravasation of circulating cells from the bloodstream plays a central role in many physiological and pathophysiological processes, including stem cell ...

Harmonic Nanoparticles for Regenerative Research

Rejeneratif Araştırma harmonik nanopartiküller

In this visualized experiment, protocol details are provided for in vitro labeling of human embryonic stem cells (hESC) with second harmonic generation ...

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

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 ...

Cloning and Large-Scale Production of High-Capacity Adenoviral Vectors Based on the Human Adenovirus Type 5

İnsan Adenovirüs Tip 5 dayanarak Yüksek Kapasiteli Adenoviral Vektörler klonlanması ve Büyük Ölçekli Üretim

High-capacity adenoviral vectors (HCAdV) devoid of all viral coding sequences represent one of the most advanced gene delivery vectors due to their high ...

A Protocol for Bioinspired Design: A Ground Sampler Based on Sea Urchin Jaws

Biyolojik Tabanlı Akıllı Tasarım için Protokol: A Zemin Sampler Deniz Kestanesi Jaws dayanarak

Bioinspired design is an emerging field that takes inspiration from nature to develop high-performance materials and devices. The sea urchin mouthpiece, ...

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

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

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 ...

Microhoneycomb Monoliths Prepared by the Unidirectional Freeze-drying of Cellulose Nanofiber Based Sols: Method and Extensions

Tek yönlü selüloz Nanofiber dağılması tarafından hazırlanan Microhoneycomb yekpare dayalı sıra: Yöntem ve uzantıları

Monolithic honeycomb structures have been attractive to multidisciplinary fields due to their high strength-to-weight ratio. Particularly, microhoneycomb ...

Quantifying Fibrillar Collagen Organization with Curvelet Transform-Based Tools

Curvelet Transform Tabanlı Araçlarla Fibrillar Kollajen Organizasyonunu Ölçme

Fibrillar collagens are prominent extracellular matrix (ECM) components, and their topology changes have been shown to be associated with the progression ...