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.
