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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Los autores quieren agradecer a Herman Liggesmeyer y Marvin Bende por su asesoramiento experto en electrotecnia e informática.

1. Montaje de un antímetro de voltios básico para la medición TEER
<ol><li>Prepare un cargador USB estándar como la fuente de alimentación D.C. de 5 V, un cable de extensión USB, un microcontrolador que se utilizará como un generador de onda cuadrada programable, dos multímetros estándar que son capaces de medir la corriente alterna y el voltaje como cuadrado medio de la raíz ( True-RMS), cuatro cables con enchufes de plátano, un cable de extensión de teléfono con un conector hembra RJ14 que incluye seis p...

<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>

Antes de que un voltímetro hecho a sí mismo se pueda utilizar en una rutina diaria, es esencial comprobar el dispositivo para el correcto funcionamiento. En nuestro caso, se programó un medio tiempo de oscilación de 40 ms (12,5 Hz), pero el tiempo de oscilación efectivo resultó ser 60 ms (16,7 Hz). Esta imprecisión del emisor de tiempo del microcontrolador no tuvo ningún impacto detectable en las mediciones TEER. Podría ser mejor determinar la frecuencia real usando el ajuste de frecuencia de uno de los multíme...

Las células epiteliales y endoteliales funcionan como límites celulares, separando los lados apical y basolateral del cuerpo. Si están conectados a través de uniones estrechas, la difusión pasiva de sustancias a través de los espacios paracelulares está restringida1,lo que resulta en la formación de una barrera selectivamente permeable. Se han desarrolladovarios sistemas de barrera artificial 2 utilizando células endoteliales microvasculares (HBMEC, barrera hematoencefálica3,4,5,6,7), plexo coroideo células epiteliales (HIBCPP/PCPEC, barrera de líquido cefalorraquídeo8,9,10,11,12,13,14), Células de adenocarcinoma colorrectal (Caco-2, modelos gastrointestinales15),o líneas de células de las vías respiratorias/alveolares (modelos pulmonares16,17). Estos sistemas suelen consistir en células cultivadas en monocapa sobre membranas permeables (es decir, sistemas de inserción de filtros) para permitir el acceso a los lados apical y basolateral. Es importante que la integridad del sistema modelo coincida con las condiciones in vivo. Por lo tanto, se han desarrollado varias técnicas para analizar la función de barrera midiendo la difusión paracelular de compuestos trazadores a través de la capa celular. Estas sustancias incluyen sacarosa radioetiquetada, albúmina con etiqueta de tinte, inulina etiquetada por FITC o dextrans2con etiqueta de tinte. Sin embargo, los dedos químicos pueden hacer que las células sean inutilizables para más experimentos. Para monitorizar los sistemas de barrera de forma no invasiva, se puede utilizar la medición de la resistencia eléctrica transepitelial/transendotelial (TEER) a través de una monocapa celular2,18,19. Debido a que los sistemas de electrodos bipolares están influenciados por la impedancia de polarización de electrodos en la interfaz electrodo-electrolito, las mediciones tetrapolares se utilizan generalmente para superar esta limitación20. La técnica de subsistencia es una sensación de cuatro terminales (4T) que fue descrita por primera vez en 1861 por William Thomson (Lord Kelvin)21. En resumen, la corriente es inyectada por un par de electrodos portadores de corriente, mientras que un segundo par de electrodos de detección de voltaje se utiliza para medir la caída de tensión20. Hoy en día, los llamados electrodos de palillo consisten en un par de electrodos dobles, cada uno de los cuales contiene un pellet de plata/cloruro de plata para medir la tensión y un electrodo de plata para pasar corriente2. La impedancia eléctrica se mide entre el compartimento apical y el compartimento basolateral con la capa celular en el medio (Figura 1). Una señal de onda cuadrada a una frecuencia de típicamente 12,5 Hz se aplica en los electrodos exteriores y se mide la corriente alterna resultante (AC). Además, la caída potencial a través de la capa celular se mide por el segundo par de electrodos (interno). La impedancia eléctrica se calcula de acuerdo con la ley de Ohm. Los valores de TEER se normalizan multiplicando la impedancia y el área de la superficie de la capa celular y se expresan típicamente como á cm2.
Hay sistemas en los que las células y los electrodos están dispuestos de una manera más sofisticada, pero también se basan en el principio de medición 4T y se pueden utilizar con los mismos dispositivos de medición. Los sistemas EndOhm, por ejemplo, en los que se inserta el filtro, contienen una cámara y una tapa con un par de electrodos concéntricos con la misma estructura que el electrodo de palillo. La forma de los electrodos permite un flujo de densidad de corriente más uniforme a través de la membrana, reduciendo así la variación entre las lecturas. Aún más complejo (pero también más preciso) es una cámara Ussing, donde una capa celular separa dos cámaras llenas con la solución de Ringer22. La cámara en sí puede ser gaseado con oxígeno, CO2,o N2, y agitado o complementado con sustancias experimentales. A medida que se produce el transporte iónico a través de la capa celular, una diferencia potencial se puede medir mediante dos electrodos de detección de voltaje cerca del tejido. Esta tensión se cancela mediante dos electrodos portadores de corriente colocados junto a la capa de celda. La corriente medida dará entonces el transporte iónico neto y la resistencia transepitelial, que refleja la integridad de la barrera, se puede determinar22. La medición TEER también se puede aplicar en sistemas de cuerpo en un chip que representan los modelos de tejido barrera23,24. Estos sistemas imitan las condiciones in vivo de las células y a menudo consisten en varios tipos de células, apiladas una encima de la otra en capas.
El siguiente protocolo explica cómo configurar un voltímetro rentable y fiable con frecuencia de salida programable que no produce diferencias estadísticamente significativas en TEER en comparación con los sistemas de medición disponibles en el mercado.

<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

La resistencia eléctrica transepitelial/endotelial (TEER) se ha utilizado desde la década de 1980 para determinar la confluencia y permeabilidad de los sistemas de modelos de barrera in vitro. En la mayoría de los casos, los electrodos de palillo se utilizan para determinar la impedancia eléctrica entre el compartimento superior e inferior de un sistema de inserción de filtro de cultivo celular que contiene monocapas celulares. La membrana del filtro permite que las células se adhieran, polaricen e interactúen mediante la construcción de uniones estrechas. Esta técnica se ha descrito con una variedad de diferentes líneas celulares (por ejemplo, células de la barrera hematoencefálica, barrera del líquido hematoencefálico, o tracto gastrointestinal y pulmonar). Los dispositivos de medición TEER se pueden obtener fácilmente de diferentes proveedores de equipos de laboratorio. Sin embargo, hay soluciones más rentables y personalizables imaginables si un voltímetro adecuado se autoensambla. El objetivo general de esta publicación es configurar un dispositivo fiable con frecuencia de salida programable que se pueda utilizar con electrodos de palillo disponibles comercialmente para la medición TEER.

Para comparar el funcionamiento de un voltímetro autoensamblado con su contraparte disponible comercialmente, se registró un oscilograma de voltaje de ambos dispositivos.
Como se muestra en la Figura 2A, el instrumento de referencia generó una señal de onda cuadrada con una amplitud de 80 mV y un tiempo de oscilación de 80 ms, que corresponde a una frecuencia de 12,5 Hz, cuando se opera en ...

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

Aquí, demostramos cómo configurar un antímetro de voltios barato con frecuencia de salida programable que se puede utilizar con electrodos de palillo disponibles comercialmente para mediciones de resistencia eléctrica transepitelial/endotelial.

Un enfoque simple para realizar mediciones TEER utilizando un antímetro de voltios autohecho con frecuencia de salida programable

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

La medición de la impedancia eléctrica transepitelial se ha utilizado desde la década de 1980 para determinar la confluencia y la función de barrera de las monocapas epiteliales en el cultivo celular. La técnica subyacente es una detección de cuatro terminales que utiliza diferentes pares de electrodos portadores de corriente y de detección de voltaje para realizar mediciones más precisas. Hay varios dispositivos disponibles comercialmente para medir la impedancia transepitelial, pero a pesar de la facilidad de uso y la alta fiabilidad, también hay algunas desventajas como la frecuencia de salida no traducible y su caro.Por lo tanto, representamos cómo construir un volt-amperímetro rentable y programable. Al principio, queremos mostrar cómo funciona la medición TEER con dispositivos disponibles comercialmente. Para ello, habíamos cultivado una capa celular de células de papiloma epitelial del plexo plexo coroides en filtros Transwell con un tamaño de poro de tres micrómetros.Este ajuste ha sido descrito por Schroten et al. como modelo in vitro de la barrera del líquido cerebrospinal en sangre. Ahora, un electrodo de palillo está conectado a un amperímetro epitelial de voltios.El dispositivo está encendido y ajustado para medir la resistencia. El electrodo se esteriliza en 80%etanol y posteriormente se equilibra en un medio apropiado. La impedancia a medir servirá como valor de referencia para evaluar la fiabilidad del volt-amperímetro que se ensamblará después.En este ejemplo, registramos una impedancia de 680 ohmios. Comencemos con el montaje de un medidor de voltios de bajo presupuesto con frecuencia de salida programable. En primer lugar, necesitará un cargador USB estándar y un cable de extensión USB como fuente de alimentación de corriente directa de cinco voltios.Un microcontrolador de 8 bits en una placa de desarrollo USB se utilizará para generar una corriente de onda cuadrada. Cuatro cables con enchufes de plátano están conectados a dos multímetros estándar para medir el voltaje y la corriente. Asegúrese de que los multímetros son capaces de medir la corriente en una gama de algunos microamperios con TrueRMS.Un conector RJ14 hembra se puede encontrar en los cables telefónicos estándar. Sólo asegúrese de que el conector tiene seis pines de los cuales al menos los cuatro internos están cableados. Por último, necesitará algunos equipos estándar, ya que nuestros cables, un terminal de brillo, una resistencia de 120 kiloohm, y algunas herramientas como decapantes de aislamiento, una herramienta de engarce, casquillos de extremo de alambre y soldador.El dispositivo se monta exactamente como se ilustra en el diagrama de diseño. Al principio, la extensión USB está conectada al microcontrolador. Durante el funcionamiento normal, es alimentado por un cargador USB de CC de cinco voltios, que se puede conectar fácilmente a un ordenador personal para la programación.Dos cables se despojan y engarzan con casquillos de extremo de alambre en un lado. El otro lado se suelda directamente al pin cero y dos del microcontrolador o a las asas de soldadura, que a su vez se sujetan en los pines respectivos. A continuación, los cables de alimentación se conectan a un terminal de brillo.El primer multímetro se utilizará para medir la corriente y se conectará en serie con una resistencia de 120 kilomios y un electrodo de palillo que pasa corriente. Esta disposición garantiza que la corriente de salida es limitada, por lo que la medición no tendrá ningún impacto en la viabilidad de la célula. Los cuatro conductores del cable de extensión del teléfono se desmontan y se engarzan a férulas como se muestra anteriormente.Una vez preparado el cable, tendrá que probar la continuidad de los conductores y pines. En nuestro ejemplo, los pines tres a seis están conectados al conductor blanco, marrón, verde y amarillo. Ahora el pin cinco y seis, que es verde y amarillo, están conectados al terminal de brillo para aplicar voltaje al par de electrodos exteriores.Por último, tendrá que conectar el segundo multímetro, que se utilizará para medir la caída de tensión transepitelial, a los pines tres y cuatro, es decir, en nuestro ejemplo, al conductor blanco y marrón. Decidimos montar la instalación en un chasis de plástico barato. Antes del primer uso, el microcontrolador tiene que ser programado.El código fuente está escrito en C+ y se puede cargar mediante un USB. En resumen, ancle cero en un modo de salida central. Cuando se enciende, el bucle de función comenzará a alternar como pines entre el suelo y más cinco voltios con un retardo variable.En nuestro ejemplo, usamos un tiempo teórico de media oscilación de 40 milisegundos. Veamos cómo se comparan los resultados de la medición con los valores de referencia que habíamos obtenido antes. El electrodo palillo se reposiciona al amperímetro de voltios recientemente montado.El dispositivo se enciende en tres pasos. Es decir, conectar un cargador USB, cambiar el multímetro izquierdo a la medición de voltaje de CA, y cambiar el segundo multímetro a microamperio. Preste atención, esa corriente alterna tiene que ser seleccionada explícitamente.En este ejemplo, la caída potencial a través del sistema de filtro Transwell se mide como aproximadamente 25 milivoltios, mientras que registramos una corriente de 37,1 microamperios. Según la Ley de Ohm, la impedancia eléctrica se puede calcular fácilmente en 674 ohmios, que está muy cerca del valor de referencia de 680. Hemos demostrado que los valores de medición son fiables en un rango de cero a 1,8 kilomios.Por lo tanto, el volt-amperímetro descrito se puede utilizar tanto para experimentos iniciales como para estudios posteriores. Sin embargo, si los resultados se publican, es posible que siempre desee apoyar sus datos, midiendo el flujo de moléculas a través de la capa celular respectiva.

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