生理学的研究のための全固体型イオン選択性電極（ASSISE）に基づき、多検体バイオチップ（MAB）
Summary
導電性高分子（CP）トランスデューサから構築全固体型イオン選択電極（ASSISEs）液体培地における機能生涯の数ヶ月を提供します。ここでは、ラボオンチップ形式でASSISEsの製作と校正プロセスについて説明します。 ASSISEは、複雑な生物学的培地で長期保管した後、近ネルンスト傾斜プロファイルを維持していることが実証されています。
Abstract
環境、医学、農業、生物学、そして宇宙飛行研究のラボオンチップ（LOC）のアプリケーションは、複雑な生物学的メディア1-4に長期保管に耐えることができ、イオン選択性電極（ISE）が必要です。全固体型イオン選択性電極（ASSISE）は、前述の用途に特に魅力的である。バッチ処理を可能にし、容易に構築、低メンテナンス、および（の可能性）小型化：電極は、以下の有利な特性を持つ必要があります。微細加工ASSISE H +、Ca 2 +のを定量化するためのもの、と3 CO 2を-イオンが建設された。これは、貴金属電極層（ すなわち Pt）から、伝達層と、イオン選択性膜（ISM）層からなる。伝達層の機能は、測定可能な電気信号にイオン選択性膜の濃度依存性の化学ポテンシャルを伝達する。
T彼ASSISEの寿命は5-7導電層/膜界面の電位を維持することに依存することがわかった。 ASSISEワーキング寿命を延長することにより、界面層に安定した電位を維持するために、我々は（PEDOT）銀/塩化銀の代わりに7-9（銀/塩化銀）の導電性高分子（CP）、ポリ（3,4 -エチレンジオキシチオフェン）を利用変換器層として。我々は、多検体バイオチップ（MAB）（ 図1）と呼ばれるラボオンチップ形式でASSISEを構築した。
（測定範囲0.01ミリメートル- – 1 mM）を、およびCa 2 +（1 mMのに対数線形範囲0.01 mM）をテスト·ソリューションの校正は、MABはpH値（動作範囲のpHは4-9）、CO 3 2を監視することができることを実証した。 pHのためのMABは藻類培地のほぼ1ヶ月保存した後に近いネルンストスロープ応答を提供します。炭酸塩バイオチップは、従来のイオン選択性電極と同様の電位差プロファイルを示す。生理学ogical測定は、微細藻類クロレラ尋常性モデル系の生物学的活性を監視するために用いられた。
MABは、サイズ、汎用性に利点を伝え、そして検体センシング機能を多重化、地球上または空間内で、多くの閉じ込められた監視状況にそれが適用されること。
バイオチップの設計と実験方法
バイオチップは、ディメンションで10×11ミリメートルで、作用電極（WES）と5のAg / AgCl参照電極（RES）として指定された9 ASSISEsを持っています。各ワーキング電極（WE）、直径240μmでかつ平等に、直径480ミクロンであるREを、から1.4ミリメートルに離間している。これらの電極は、0.5ミリメートル×0.5mmの寸法を有する電気接触パッドに接続されている。概略を図2に示されている。
サイクリックボルタンメトリー（CV）と定電流堆積方法はBioanalytic PEDOTを使用してフィルムをelectropolymerizeするために使用されるアル·システムズ（BASI）C3セルスタンド（ 図3）。 PEDOTフィルムの対イオンは、目的の分析物イオンに合わせて調整される。ポリ（スチレンスルホン酸）対イオン（PEDOT / PSS）とPEDOTは、H +及びCO 3 2のために利用される– 、硫酸（のCaSO 4として溶液に添加）と、ワンは、Ca 2 +のために利用されている。 PEDOT-コーティングの電気化学的特性は、WEは、レドックス活性溶液（フェリシアン化カリウムすなわち 2mMの（K 3のFe（CN）6））でCVを用いて分析されている。 CVプロファイルに基づいて、ランドレス·シェフチク分析は、有効表面積10を決定した。 1,500 rpmでスピンコーティングはMABワーキング電極（WES）で〜2μmの厚さのイオン選択膜（ISMS）をキャストするために使用されます。
MABは、藻類媒体150μlの体積を充填したマイクロ流体フローセルチャンバー中に含まれ、コンタクトパッドを電気的に（ 図 BASIシステムに接続されているURE 4）。 クロレラブルガリスの光合成活性は、周囲の明暗条件で監視されています。
Protocol
Representative Results
Discussion
MABバイオチップは、Pt電極、測定可能な電気信号に関心のイオン濃度を伝達したとの組合せにPEDOTベースCP共役伝達層の上にISMから構成さASSISEsで構成されています。安定した電極電位はCP層とISM層の両方によって定義される。両方の層はまた、MABと測定された電気信号の品質（ノイズ、ドリフト）の作業寿命を決定する。
PEDOTは、そのイオンと電子特性（その酸化形態で?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
私たちは、MABのデバイスのワイヤボンディングのための資金支援（助成番号103498と103692）、パーデュー大学のBirck NantechnologyセンターガーレロックウッドのためにNASA宇宙生物学科学技術楽器開発（ASTID）プログラムに感謝したい、とヨンジュンヒョンParkのでしょうフローセル室のCAD図面。
Materials
| Name of the items | Company | Catalog number | Comments |
| 3,4-Ethylenedioxythiophene | Sigma-Aldrich | 483028 | |
| Poly(sodium 4-styrenesulfonate) | Sigma-Aldrich | 243051 | |
| EC epsilon galvanostat/potentiostat | Bioanalytical Systems Inc. | e2P | |
| Saturated Ag/AgCl reference electrode | Bioanalytical Systems Inc. | MF-2052 | |
| Pt gauze | Alfa Aesar | 10283 | |
| Potassium ferricyanide | Sigma-Aldrich | P-8131 | |
| Potassium nitrate | J.T. Baker | 3190-01 | |
| Sodium bicarbonate | Mallinckrodt/ Macron | 7412-12 | |
| Sodium carbonate | Sigma-Aldrich | S-7127 | |
| Calcium chloride | J.T. Baker | 1311-01 | |
| Potassium chloride | Sigma-Aldrich | P9541 | |
| Calcium sulphate | Sigma-Aldrich | 237132 | |
| C3 cell stand | Bioanalytical Systems Inc. | EF-1085 | |
| Flow-cell chip holder | Custom, courtesy of NASA Ames | ||
| Flow-cell electrical fixture | Custom, courtesy of NASA Ames | ||
| Table 2. Specific reagents and equipment. |
References
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