Titreşimli Prob ile Biyoelektrik Akım ölçümü
Summary
Çeşitli biyolojik sistemler biyoelektrik akımı ölçmek için non-invaziv titreşimli probları üretimi, kalibrasyon ve kullanımı açıklanmıştır.
Abstract
Iyonları aktif taşıma ile oluşturulan Elektrik alanlar, birçok biyolojik sistemler mevcuttur ve genellikle doku ve organların önemli işlevleri hizmet. Örneğin, yara iyileşmesi sırasında hücre göçü yönlendirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Burada ekstrasellüler elektrik akımları ölçmek için derece hassas titreşimli probları üretimi ve kullanımı açıklanmaktadır. Prob serum fizyolojik iyonik akımlar uA / cm 2 aralığında tespit edebilen küçük bir platin-siyah ucu (30-35 mikron), yalıtımlı, bilenmiş bir metal tel . Prob bir piezoelektrik Bender tarafından yaklaşık 200 Hz vibrasyonlu. Iyonik bir akımın varlığı, prob hareketini uç arasında bir gerilim farkı algılar. Bir kilit-amplifikatör titreşim prob frekans kilitleme gereksiz gürültüyü filtreler. Veriler bilgisayarda üzerine kaydedilmektedir. Uygun tuzlu su deneyleri başında ve sonunda tam 1,5 uA / cm 2 bir akım uygular bir oda prob kullanılarak kalibre edilir. Problar sistemi kurmak ve kalibre etmek için nasıl açıklar. Ayrıca kornea ölçüm tekniği göstermek ve farklı örnekleri (kornea, deri, beyin) temsil eden bazı sonuçları göstermek.
Protocol
Discussion
Düşük maliyetli, basit, ama biyolojik sistemlerin çeşitli non-invaziv elektrik akımı ölçmek için çok hassas titreşimli prob sistemi açıklanmaktadır.
Olası Değişiklikler
- Platinyum / iridyum elektrotlar (Dünya Hassas Aletler; kedi # PTM23B20) Eğer paslanmaz çelik yerine kullanılan, daha sonra altın kaplama aşamasında ortadan kaldırılabilir.
Uygulamalar
Titreşimli prob, elektrik akımı ölçmek i…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Profesör Richard Borgens, titreşimli prob sistemi montaj yardım Felç Araştırma, Purdue Üniversitesi, Center for minnettarız. Bu çalışmada, MZ ve BR NEI hibe NIH 1R01EY019101 tarafından desteklenen ve Rejeneratif Tıp RB1-01.417 California Institute, NSF MCB-0.951.199 hibe ve Körlük Önlemek için, UC Davis Oftalmoloji Research tarafından sınırsız ödenekle parçası.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Eligoy-Stainless Electrode | World Precision Instruments | SSM33A70 | 76 mm, 7 MΩ, 1-2μm tip | |
| Gold R30 connector | www.vectorelect.com | R30 | Re-usable | |
| Silver-loaded epoxy | 3M | SL65 | Mix 1-part Resin with 1-part Hardener | |
| Dissecting microscope | Olympus | SZ40 | Magnification x6 to x40 | |
| Potassium dicyanoaurate (KAu(CN)2) | Sigma-Aldrich | 379867 | CAUTION: Toxic | |
| Chloroplatinic acid hydrate (H2PtCl6 x 6H2O) | Sigma-Aldrich | 520896 | CAUTION: Toxic | |
| Lead(II) acetate trihydrate (Pb(CH3CO2)2 x 3H2O) | Sigma-Aldrich | 185191 | CAUTION: Toxic | |
| Nano-Amp power source | Made in-house | – | Powered by six 1.5 V (AAA) batteries | |
| 3-dimensional micro-positioner | Line Tool Co. | Model H | ||
| Lock-in amplifier | Stanford Research Systems | SR530 | ||
| Digital I/O interface | National instruments | PCI-6220 | ||
| Shielded Connector Block with BNC connections | National instruments | BNC-2110 | ||
| Strathclyde Electrophysiology Software | University of Strathclyde Institute of Pharmacy and Biomedical Sciences, UK | WinWCP V4.1.5 | Free download from: http://spider.science.strath.ac.uk/sipbs/software_ses.htm | |
| Calibration Chamber | Made in-house | |||
| Constant Current Calibrator | Vibrating Probe Company | Powered by one 9 V (PP3) battery |
References
- Reid, B., Nuccitelli, R., Zhao, M. Non-invasive measurement of bioelectric currents with a vibrating probe. Nat. Protoc. 2, 661-9282 (2007).
- Reid, B., Song, B., McCaig, C. D., Zhao, M. Wound healing in rat cornea: the role of electric currents. FASEB J. 19, 379-386 (2005).
- Lois, N., Reid, B., Song, B., Zhao, M., Forrester, J. V., McCaig, C. D. Electric currents and lens regeneration in the rat. Exp. Eye Res. 90, 316-323 (2010).
- Wang, E., Reid, B., Lois, N., Forrester, J. V., McCaig, C. D., Zhao, M. Electrical inhibition of lens epithelial cell proliferation: an additional factor in secondary cataract. FASEB J. 19, 842-844 (2005).
- Guo, A., Song, B., Reid, B., Gu, Y., Forrester, J. V., Jahoda, C., Zhao, M. Effects of physiological electric fields on migration of human dermal fibroblasts. J. Invest. Derm. , (2010).
- Reid, B., Song, B., Zhao, M. Electric currents in Xenopus tadpole tail regeneration. Dev. Biol. 335, 198-207 (2009).
- Zhao, M., Song, B., Pu, J., Wada, T., Reid, B. Electrical signals control wound healing through phosphatidylinositol-3-OH kinase-γ. 442, 457-460 (2006).
- Reid, B., EO, G. r. a. u. e. -. H. e. r. n. a. n. d. e. z., Mannis, M. J., Zhao, M. Modulating endogenous electric currents in human corneal wounds – a novel approach of bioelectric stimulation without electrodes. Cornea. , (2010).
- Nuccitelli, R. An ultrasensitive vibrating probe for measuring steady extracellular currents. J. Cell Biol. 63, 614-628 (1974).
- Hotary, K. B., Nuccitelli, R., Robinson, K. R. A computerized 2-dimensional vibrating probe for mapping extracellular current patterns. J. Neurosci. Meth. 43, 55-67 (1992).
- Nuccitelli, R. Endogenous ion currents and DC electric fields in multicellular animal tissues. Bioelectromagnetics Supplement. 1, 147-157 (1992).
- Levin, M. Bioelectric mechanisms in regeneration: Unique aspects and future perspectives. Seminars in Cell Dev. Biol. 20, 543-556 (2009).
- Zhao, M. Electric fields in wound healing – An overriding signal that directs cell migration. Seminars in Cell Dev. Biol. 20, 674-682 (2009).
