Name: a simple approach to perform teer measurements using a self-made volt-amperemeter with programmable output frequency
Uploaded: 2019-10-05T13:00:00
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著者らは、ヘルマン・リッジスマイヤーとマーヴィン・ベンデに、電気技術と情報学に関する専門家のアドバイスに感謝したいと思います。

1. TEER測定のための基本的なボルトアンペメーターのアセンブリ
<ol><li>5 V D.C.電源、USB 延長コード、プログラム可能な正方形波ジェネレータとして使用されるマイクロコントローラ、2 つの標準マルチメータとして標準の USB 充電器を準備し、電流と電圧をルート平均平方として測定できます(True-RMS)、バナナプラグ付き4本のケーブル、内側4本有線(6P4C)を備えた6本のピンを含むRJ14メスコネク?...

<ol>
	<li>Matter, K., Balda, 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=Functional+analysis+of+tight+junctions.">Functional analysis of tight junctions.</a> Methods. 30, 228-234 (2003).</li><li>Srinivasan, B., 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=TEER+measurement+techniques+for+in+vitro+barrier+model+systems.">TEER measurement techniques for in vitro barrier model systems.</a> Journal of Laboratory Automation. 20, 107-126 (2015).</li><li>Daniels, B. P., 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=Immortalized+human+cerebral+microvascular+endothelial+cells+maintain+the+properties+of+primary+cells+in+an+in+vitro+model+of+immune+migration+across+the+blood+brain+barrier.">Immortalized human cerebral microvascular endothelial cells maintain the properties of primary cells in an in vitro model of immune migration across the blood brain barrier.</a> Journal of Neuroscience Methods. 212, 173-179 (2013).</li><li>Weksler, B. B., 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=Blood-brain+barrier-specific+properties+of+a+human+adult+brain+endothelial+cell+line.">Blood-brain barrier-specific properties of a human adult brain endothelial cell line.</a> Federation of American Societies for Experimental Biology Journal. 19, 1872-1874 (2005).</li><li>Lippmann, E. S., Al-Ahmad, A., Azarin, S. M., Palecek, S. P., Shusta, E. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+retinoic+acid-enhanced,+multicellular+human+blood-brain+barrier+model+derived+from+stem+cell+sources.">A retinoic acid-enhanced, multicellular human blood-brain barrier model derived from stem cell sources.</a> Scientific Reports. 4, 4160 (2014).</li><li>Stins, M. F., Badger, J., Sik Kim, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+invasion+and+transcytosis+in+transfected+human+brain+microvascular+endothelial+cells.">Bacterial invasion and transcytosis in transfected human brain microvascular endothelial cells.</a> Microbial Pathogenesis. 30, 19-28 (2001).</li><li>Muruganandam, A., Herx, L. M., Monette, R., Durkin, J. P., Stanimirovic, 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=Development+of+immortalized+human+cerebromicrovascular+endothelial+cell+line+as+an+in+vitro+model+of+the+human+blood-brain+barrier.">Development of immortalized human cerebromicrovascular endothelial cell line as an in vitro model of the human blood-brain barrier.</a> Federation of American Societies for Experimental Biology Journal. 11, 1187-1197 (1997).</li><li>Ishiwata, I., 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=Establishment+and+characterization+of+a+human+malignant+choroids+plexus+papilloma+cell+line+(HIBCPP).">Establishment and characterization of a human malignant choroids plexus papilloma cell line (HIBCPP).</a> Human Cell. 18, 67-72 (2005).</li><li>Dinner, 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=A+Choroid+Plexus+Epithelial+Cell-based+Model+of+the+Human+Blood-Cerebrospinal+Fluid+Barrier+to+Study+Bacterial+Infection+from+the+Basolateral+Side.">A Choroid Plexus Epithelial Cell-based Model of the Human Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier to Study Bacterial Infection from the Basolateral Side.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2016).</li><li>Schwerk, C., 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=Polar+invasion+and+translocation+of+Neisseria+meningitidis+and+Streptococcus+suis+in+a+novel+human+model+of+the+blood-cerebrospinal+fluid+barrier.">Polar invasion and translocation of Neisseria meningitidis and Streptococcus suis in a novel human model of the blood-cerebrospinal fluid barrier.</a> PLoS One. 7, e30069 (2012).</li><li>Tenenbaum, 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=Polar+bacterial+invasion+and+translocation+of+Streptococcus+suis+across+the+blood-cerebrospinal+fluid+barrier+in+vitro.">Polar bacterial invasion and translocation of Streptococcus suis across the blood-cerebrospinal fluid barrier in vitro.</a> Cellular Microbiology. 11, 323-336 (2009).</li><li>Gath, U., Hakvoort, A., Wegener, J., Decker, S., Galla, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porcine+choroid+plexus+cells+in+culture:+expression+of+polarized+phenotype,+maintenance+of+barrier+properties+and+apical+secretion+of+CSF-components.">Porcine choroid plexus cells in culture: expression of polarized phenotype, maintenance of barrier properties and apical secretion of CSF-components.</a> European Journal of Cell Biology. 74, 68-78 (1997).</li><li>Haselbach, M., Wegener, J., Decker, S., Engelbertz, C., Galla, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porcine+Choroid+plexus+epithelial+cells+in+culture:+regulation+of+barrier+properties+and+transport+processes.">Porcine Choroid plexus epithelial cells in culture: regulation of barrier properties and transport processes.</a> Microscopy Research and Technique. 52, 137-152 (2001).</li><li>Strazielle, N., Ghersi-Egea, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiology+of+blood-brain+interfaces+in+relation+to+brain+disposition+of+small+compounds+and+macromolecules.">Physiology of blood-brain interfaces in relation to brain disposition of small compounds and macromolecules.</a> Molecular Pharmaceutics. 10, 1473-1491 (2013).</li><li>Hilgendorf, C., 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=Caco-2+versus+Caco-2/HT29-MTX+co-cultured+cell+lines:+permeabilities+via+diffusion,+inside-+and+outside-directed+carrier-mediated+transport.">Caco-2 versus Caco-2/HT29-MTX co-cultured cell lines: permeabilities via diffusion, inside- and outside-directed carrier-mediated transport.</a> Journal of Pharmaceutical Sciences. 89, 63-75 (2000).</li><li>Mathia, N. R., 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=Permeability+characteristics+of+calu-3+human+bronchial+epithelial+cells:+in+vitro-in+vivo+correlation+to+predict+lung+absorption+in+rats.">Permeability characteristics of calu-3 human bronchial epithelial cells: in vitro-in vivo correlation to predict lung absorption in rats.</a> Journal of Drug Targeting. 10, 31-40 (2002).</li><li>Fuchs, 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=Differentiation+of+human+alveolar+epithelial+cells+in+primary+culture:+morphological+characterization+and+synthesis+of+caveolin-1+and+surfactant+protein-C.">Differentiation of human alveolar epithelial cells in primary culture: morphological characterization and synthesis of caveolin-1 and surfactant protein-C.</a> Cell and Tissue Research. 311, 31-45 (2003).</li><li>Furie, M. B., Cramer, E. B., Naprstek, B. L., Silverstein, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cultured+endothelial+cell+monolayers+that+restrict+the+transendothelial+passage+of+macromolecules+and+electrical+current.">Cultured endothelial cell monolayers that restrict the transendothelial passage of macromolecules and electrical current.</a> The Journal of Cell Biology. 98, 1033-1041 (1984).</li><li>Hidalgo, I. J., Raub, T. J., Borchardt, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+human+colon+carcinoma+cell+line+(Caco-2)+as+a+model+system+for+intestinal+epithelial+permeability.">Characterization of the human colon carcinoma cell line (Caco-2) as a model system for intestinal epithelial permeability.</a> Gastroenterology. 96, 736-749 (1989).</li><li>Yeste, J., 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=Geometric+correction+factor+for+transepithelial+electrical+resistance+measurements+in+Transwell+and+microfluidic+cell+cultures.">Geometric correction factor for transepithelial electrical resistance measurements in Transwell and microfluidic cell cultures.</a> Journal of Physics D Applied Physics. 49 (37), 3754 (2016).</li><li>Northrup, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VI:+The+Measurement+of+Low+Resistance.">VI: The Measurement of Low Resistance.</a> Methods of Measuring Electrical Resistance. , 100-131 (1912).</li><li>Li, H., Sheppard, D. N., Hug, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transepithelial+electrical+measurements+with+the+Ussing+chamber.">Transepithelial electrical measurements with the Ussing chamber.</a> Journal of Cystic Fibrosis. 3 (Suppl 2), 123-126 (2004).</li><li>Griep, L. 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=BBB+on+chip:+microfluidic+platform+to+mechanically+and+biochemically+modulate+blood-brain+barrier+function.">BBB on chip: microfluidic platform to mechanically and biochemically modulate blood-brain barrier function.</a> Biomedical Microdevices. 15, 145-150 (2013).</li><li>Esch, M. B., 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=On+chip+porous+polymer+membranes+for+integration+of+gastrointestinal+tract+epithelium+with+microfluidic+'body-on-a-chip'+devices.">On chip porous polymer membranes for integration of gastrointestinal tract epithelium with microfluidic 'body-on-a-chip' devices.</a> Biomedical Microdevices. 14, 895-906 (2012).</li><li>. Arduino Web Editor Available from: <a target="_blank" href="https://www.arduino.cc/en/Main/Software">https://www.arduino.cc/en/Main/Software</a> (2019)</li><li>Benson, K., Cramer, S., Galla, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impedance-based+cell+monitoring:+barrier+properties+and+beyond.">Impedance-based cell monitoring: barrier properties and beyond.</a> Fluids and Barriers of the CNS. 10, 5 (2013).</li><li>Hufnagl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Time Resolved Transepithelial Impedance Spectroscopy Of Caco 2 Monolayers Relying on Lithographically Patterned Basolateral Electrode Cell Arrays. , (2010).</li><li>Guimer&#224;, A., Gabriel, G., Parramon, D., Calder&#243;n, E., Villa, R., D&#246;ssel, O., Schlegel, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Portable+4+Wire+Bioimpedance+Meter+with+Bluetooth+Link.">Portable 4 Wire Bioimpedance Meter with Bluetooth Link.</a> World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering. International Federation of Medical and Biological Engineering Proceedings. 25/7, (2009).</li></ol>

自作のボルタンメーターを毎日のルーチンで使用する前に、適切な機能のためにデバイスをチェックすることが不可欠です。我々の場合、40ミリ秒(12.5Hz)の振動の半分の時間がプログラムされましたが、有効振動時間は60ミリ秒(16.7 Hz)であることが判明しました。マイクロコントローラの時間エミッタのこの不正確さは、TEER測定に検出可能な影響を与えなかった。マルチメータのいずれかの周...

上皮細胞と内皮細胞は細胞境界として機能し、身体の頂点と側側を分離します。それらがタイトな接点を介して接続されている場合、準細胞空間を通る受動物質拡散は1に制限され、選択的に透過性の障壁が形成される。いくつかの人工バリアシステムは、微小血管内皮細胞(HBMEC、血液脳関門3、4、5、6、7)、コロイド叢を用いて2を開発した。上皮細胞(HIBCPP/PCPEC、血脳脊髄液関門8,9,10,11,12,13,14)大腸腺癌細胞(Caco-2、消化器モデル15)、または気道/肺胞細胞株(肺モデル16、17)。これらのシステムは、通常、透過性膜上の単層(すなわち、フィルタ挿入システム)で増殖した細胞から成り立ち、頂点および側側へのアクセスを可能にする。モデル システムの整合性がインビボ条件と一致することが重要です。そこで、細胞層全体のトレーサー化合物の細胞細胞拡散を測定することにより、バリア機能を解析するいくつかの技術が開発されている。これらの物質には、放射性標識されたスクロース、色素ラベルアルブミン、FITCラベル付きイヌリン、または色素標識デクトランス2が含まれる。しかし、化学染料は、さらなる実験のために細胞を使用不能にすることができます。バリアシステムを非侵襲的に監視するために、細胞単層にわたっての経上皮/経体皮電気抵抗(TEER)の測定は、2、18、19を使用することができる。双極電極システムは電極電解質界面での電極偏光インピーダンスの影響を受けるため、四極値測定は一般にこの制限20を克服するために使用される。下敷き技術は、ウィリアム・トムソン(ケルビン卿)21によって1861年に最初に記述された4端子センシング(4T)です。簡単に言えば、電流は一対の電流を運ぶ電極によって注入され、2組の電圧感知電極は電圧降下20を測定するために使用される。今日、いわゆる箸電極は二重電極のペアから成り、それぞれ電圧を測定するための銀/塩化物ペレットと電流2を通過するための銀電極を含む。電気インピーダンスは、頂点と帯状部の間のセル層との間で測定される(図1)。通常12.5Hzの周波数での正方形波信号が外極に適用され、得られた交流電流(AC)が測定されます。さらに、細胞層全体の潜在的な低下は、第2(内部)電極ペアによって測定される。電気インピーダンスはオームの法則に従って計算されます。TEER 値は、インピーダンスとセル層の表面積を乗算することによって正規化され、通常 Ω ∙ cm2として表されます。
セルや電極をより洗練された方法で配置するシステムもありますが、4T測定原理に基づいており、同じ測定装置で使用できます。EndOhmシステムは、例えば、フィルタが挿入される中で、箸電極と同じ構造を有する同心円電極のペアを有するチャンバーおよびキャップを含有する。電極の形状は、膜を横切るより均一な電流密度の流れを可能にし、それによって読み取り値間のばらつきを減らします。さらに複雑な(しかし、より正確な)は、細胞層がリンガーの溶液22で満たされた2つのチャンバーを分離するUssing室である。チャンバ自体は、酸素、CO2、またはN2でガス化し、実験物質を攪拌または補充することができる。細胞層を横切るイオン輸送が起こると、組織の近くにある2つの電圧感知電極によって電位差を測定できます。この電圧は、セル層の隣に配置された2つの電流を運ぶ電極によって取り消されます。測定された電流は、次に正味イオン輸送を与え、バリアの完全性を反映する経上皮抵抗は、22を決定することができる。TEER測定はまたバリアティッシュモデル23、24を表すボディオンチップシステムに適用することができる。これらのシステムは、細胞の生体内条件を模倣し、多くの場合、層の上に積み重ねられたいくつかのタイプの細胞で構成されています。
次のプロトコルでは、市販の測定システムと比較して TEER に統計的に有意な差を生じさせない、プログラマブルな出力周波数を持つ費用対効果の高い信頼性の高いボルタンメーターを設定する方法について説明します。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>120 kOhm resistor</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General (generic) equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Banana plug cables</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General (generic) equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cables</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General (generic) equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chopstick electrode</td>
			<td>Merck Millicell</td>
			<td>MERSSTX01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chopstick electrode (alternative)</td>
			<td>WPI World Precision Instruments</td>
			<td>STX2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Crimping tool</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digispark / ATtiny85</td>
			<td>AZ-Delivery Vertriebs GmbH</td>
			<td>Digispark Rev.3 Kickstarter</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM:F12</td>
			<td>Gibco (Thermo Fisher)</td>
			<td>31330038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal calf serum (FCS)/Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>10270106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter inserts 3&#181;m translucent</td>
			<td>Greiner Bioone</td>
			<td>662631</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HIBCPP</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Hiroshi Ishikawa / Horst Schroten</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulation stripper</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luster terminal</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General (generic) equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>HAMEG</td>
			<td>Digital Storage Scope HM 208</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plotter</td>
			<td>PHILIPS</td>
			<td>PM 8143 X-Y recorder</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software Arduino</td>
			<td>https://www.arduino.cc</td>
			<td>Arduino 1.8.9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering iron</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General tool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering lugs</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General (generic) equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Telephone cable with RJ14 (6P4C) connector</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General (generic) equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Test resistor</td>
			<td>Merck Millicell</td>
			<td>MERSSTX04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>True-RMS multimeters</td>
			<td>VOLTCRAFT</td>
			<td>VC185</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB charger</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General (generic) equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB extension cord</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General (generic) equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Voltohmmeter for TEER measurement</td>
			<td>WPI World Precision Instruments</td>
			<td>EVOM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Voltohmmeter for TEER measurement (alternative)</td>
			<td>Merck Millicell</td>
			<td>ERS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire end ferrules</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>General (generic) equipment</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple approach to perform teer measurements using a self-made volt-amperemeter with programmable output frequency

経上皮/内皮電気抵抗(TEER)は、1980年代からインビトロバリアモデルシステムの合流性と透過性を決定するために使用されてきました。ほとんどの場合、箸電極は、細胞培養フィルター挿入システムの上下のコンパートメント間の電気インピーダンスを決定するために使用される。フィルター膜は細胞が密着し、偏光し、堅いジャンクションを造ることによって相互作用することを可能にする。この技術は、種々の異なる細胞株(例えば、血液脳関門の細胞、血脳脊髄液関門、または消化管および肺管)で説明されている。TEER測定装置は異なった実験室装置のサプライヤーから容易に得ることができる。しかし、適切なボルタンメーターが自己組み立てされている場合に想像できる、より費用対効果の高いカスタマイズ可能なソリューションがあります。この出版物の全体的な目的は、TEER測定のために市販の箸電極と使用することができるプログラム可能な出力周波数を持つ信頼性の高いデバイスを設定することです。

自己組立ボルタンメーターの動作を市販のボルタンメーターと比較するために、両方のデバイスの電圧オシログラムを記録した。
図2Aに示すように、基準機器は、1 kΩテスト抵抗でオンロードを動作させる場合、12.5 Hzの周波数に相当する80mVの振幅と80ミリ秒の振動時間を持つ正方形波信号を生成?...

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A Simple Approach to Perform TEER Measurements Using a Self-Made Volt-Amperemeter with Programmable Output Frequency

ここでは、市販の箸電極で使用できるプログラム可能な出力周波数を備えた安価なボルトアンペメーターを設定する方法を示します。

プログラマブル出力周波数を備えた自作ボルトアンペメーターを用いてTEER測定を行う簡単なアプローチ

Transepithelial/endothelial electrical resistance (TEER) has been used since the 1980s to determine confluency and permeability of in vitro barrier model ...

この経上皮電気インピーダンスの測定は、細胞培養における上皮単層の合流およびバリア機能を決定するために1980年代から使用されてきた。基礎となる技術は、より正確な測定を行うために、異なる対の電流運送電極と電圧センシング電極を使用する4端子センシングです。経上皮インピーダンスを測定するために市販のデバイスがいくつかありますが、使いやすさや高い信頼性にもかかわらず、非翻訳可能な出力周波数とその高価さなど、いくつかの欠点もあります。したがって、コスト効率とプログラマブルな電圧計の構築方法を表しています。まず、市販デバイスを使用した TEER 測定のしくみを示します。そのために、3マイクロメートルの細孔サイズのトランスウェルフィルター上の脈絡叢上皮乳頭腫細胞の細胞層を培養しました。この設定は、シュローテンらによって血液脳脊髄液バリアのインビトロモデルとして記述されている。さて、箸の電極は上皮ボルト・アンメーターに接続されています。装置はスイッチが入り、抵抗を測定するように設定される。電極は80%エタノールで滅菌され、その後適切な培地で平衡化される。測定されるインピーダンスは、その後組み立てられる電圧計の信頼性を評価するために基準値として機能します。この例では、680 Ωのインピーダンスを記録します。プログラム可能な出力周波数を持つ低予算のボルト・アンメーターの組み立てから始めましょう。まず、標準のUSB充電器と5ボルト直流電源としてUSB延長コードが必要です。USB開発ボード上の8ビットマイクロコントローラを使用して、方形波電流を生成します。バナナプラグ付きの4本のケーブルは、電圧と電流を測定するために2つの標準マルチメーターに接続されています。マルチメータがTrueRMSを使用していくつかのマイクロアンパーの範囲で電流を測定できることを確認してください。メス型のRJ14コネクタは、標準の電話ケーブルに記載されています。コネクタに 6 本のピンがあり、そのピンが少なくとも内側の 4 本が配線されていることを確認してください。最後に、ケーブル、光沢端子、120キロポーム抵抗器、絶縁ストリッパー、圧着工具、ワイヤーエンドフェルール、およびはんだ付け鉄などの標準機器が必要です。デバイスは、レイアウト図に示したとおりに組み立てられます。最初は、USB拡張機能がマイクロコントローラに接続されています。通常の動作中は、5ボルトのDC USB充電器を搭載し、プログラミング用にパーソナルコンピュータに簡単に接続できます。2 本のケーブルを取り外し、片側にワイヤーエンド フェルールを付けて圧着します。反対側は、直接、ピンゼロと2つのマイクロコントローラまたははんだラグに、それぞれのピンでクリップされます。次に、電力供給ケーブルを光沢端子に接続します。最初のマルチメーターは電流を測定するために使用され、120キロポーム抵抗と電流通過箸電極で直列に接続されます。この配置により、出力電流が制限されるため、測定は細胞の生存率に影響を与えなくなります。内線延長コードの4つの導体は、前に示すように解体され、フェルールに圧着されます。ケーブルを準備したら、導体とピンの連続性をテストする必要があります。この例では、3~6本のピンが白、茶色、緑、黄色の導体に接続されています。現在、緑色と黄色のピン5と6が光沢端子に接続され、外側の電極ペアに電圧が適用されます。最後に、次上皮電圧降下を測定するために使用される2番目のマルチメーターをピン3と4、つまり白と茶色の導体に接続する必要があります。私たちは、安価なプラスチックシャーシにインストールをマウントすることにしました。最初の使用の前に、マイクロコントローラはプログラムされなければならない。ソースコードはC +で書かれ、USBでアップロードできます。簡単に言えば、中央出力モードにゼロをピン留めします。オンにすると、関数ループは、グランドとプラス5ボルトの間のピンと可変遅延の間のピンとして交互に開始されます。この例では、理論上の半振動時間を 40 ミリ秒にしました。測定結果と以前に得られた参照値との比較を見てみましょう。箸の電極は最近組み立てられたボルト・アンメータに再配置される。デバイスの電源は 3 段階でオンになっています。すなわち、USB充電器を接続し、左マルチメータをAC電圧測定に切り替え、2つ目のマルチメーターをマイクロアンペアに切り替える。注意してください、その交流電流は明示的に選択する必要があります。この例では、トランスウェルフィルターシステム全体の潜在的な落下は約25ミリボルトとして測定され、37.1マイクロアンペアの電流を記録します。オームの法則によれば、電気インピーダンスは674オームで簡単に計算でき、680の参照値に非常に近い。測定値はゼロから1.8キロポームまでの範囲で信頼できるということを示しました。したがって、記載されたボルト・アンメーターは、初期実験およびさらなる研究の両方に使用することができる。ただし、結果が公表された場合は、それぞれの細胞層全体で分子フラックスを測定することで、データを常にサポートしたいと思うかもしれません。

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