Name: merging ion concentration polarization between juxtaposed ion exchange membranes to block the propagation of the polarization zone
Uploaded: 2017-02-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 6 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone at JoVE.com

This work was supported by the internal fund of the Korea Institute of Science and Technology (2E26180) and by the Next Generation Biomedical Device Platform program, funded by the National Research Foundation of Korea (NRF-2015M3A9E202888).

Katyon Değişimi 1. Fabrikasyon mikroakışkan Chips Membran entegre <ol><li> Silikon ustaların hazırlanması <ol><li> Tasarım silikon ustaların iki çeşit: bir katyon değiştirme reçinesi ve polidimetilsiloksan (PDMS) bir mikrokanalı oluşturmak için diğer model için. NOT: ayrıntılı geometrisi adımları 1.3.1 ve 1.4.1 bir şekilde tarif edilecektir. </li><li> Geleneksel fotolitografi veya 27 gravür derin reaktif iyon birini kullanarak silisyum ustaları Üretiyor. </li><li> 30 dakika boyunca bir vakum kavanoz trichlorosilane (~ 30 ul) ile micropatterned silikon ustaları Silanize. UYARI: Trichlorosilane yanıcı ve akut toksisite (inhalasyon, ağızdan yutma) sahip bir piroforik sıvıdır. </li></ol></li><li> PDMS kalıpların hazırlanması <ol><li> 10 bir sertleştirici madde ile birlikte bir silikon elastomer başlangıç ​​karışımı: 1 oranında ve vulkanize edilmemiş PDMS ile fincan yeri(30-40 mL silikon 4-in gofret mikro çoğaltılması için), 30 dakika için bir vakum kavanoz kabarcıklarını çıkarmak için. NOT: silikon ham vinil grupları ve bir platinyum bazlı katalizör ile sona eren siloksan oligomer içerir. Sertleştirme ajanı üç silikon-hidrür bağları 28 olan oligomer çapraz bağlantı içerir. </li><li> Silikon ustaları vulkanize edilmemiş PDMS dökün bir üfleyici ile kabarcıklarını çıkarmak ve bir konveksiyon fırınında, 2 saat boyunca 80 ° C&#39;de PDMS tedavi. </li><li> Bıçakla PDMS şekil düzgün silikon ustaları tedavi PDMS ayırın ve (Şekil 2A-B&#39;de görüldüğü gibi, kare şekiller IV). </li></ol></li><li> Katyon değişim membranları desenlendirme <ol><li> iki paralel Mikrokanallarda dik PDMS kalıp yarısı kesilmiş ve bir 2.0 mm biyopsi yumruk ile PDMS kanalları ucunda delikler. NOT: katyon seçici membran desenlendirme için PDMS kalıp iki par vardırallel mikrokanallar (genişlik: 100 mikron; height: 50 mikron; kanallar arası mesafe: 100 mikron; Şekil 1a). kalıbın orijinal şekil kesme hattı boyunca dilimlenmiş kalıp yansıtma hayal edilebilir. L şeklindeki mikrokanallar örtüşen olmadan iki delik delme için tavsiye edilir. </li><li> Bir cam slayt ve bant ile PDMS kalıp ve bir körük temizleyin ve aralarında geri dönüşümlü eki oluşturmak için cam slayt üzerine kalıp koydu. </li><li> Microflow model verme tekniği 29 göre, basamak dilimlenmiş kanalın açık ucunda bir katyon değiştirme reçinesinin 1.3.1 salma ~ 10 uL (Şekil 1b). Delikli delikleri şırınga başını yerleştirin ve pistonu (Şekil 1b siyah oklar) çekin; hafif bir negatif basınç katyon değişim reçinesi çeker ve reçine iki kanalı dolduracaktır. NOT: Mikrokanallı yüksekliği daha fazla 15 olması tavsiye edilir81 m, reçinenin viskozitesi yüksek kanallarını doldurmak için yüksek basınç gerektirir. Öte yandan, desenli iyon seçici membran daha kalın 1 um hale gelmesi nedeniyle, boy, 100 um&#39;den daha fazla olmayan daha iyi olduğu; Böyle kalın bir zar membran ve PDMS kanal 13 arasında bir boşluk yaratabilir. </li><li> desenli reçine dokunmadan PDMS kalıp ayırın ve reçine içinde çözücünün buharlaştırılması için 5 dakika boyunca 95 ° C &#39;de ısıtma cam slayt yerleştirin. NOT: Desenli zarının kalınlığı &lt;1 mikron genellikle daha azdır. Kalıp hafifçe açık uçlu tarafı için kalıp hinging ile müstakil (noktalı çizgi ve şekil 1b ok gibi). Bu reçine doldurduktan sonra kalıba az 1 dakika ayırmak en iyisidir. Kalıp bir kaç dakika sonra ayrılmış ise, kalın zarlar elde edilebilir, ancak bunlar kılcal etki içbükey bir şekle sahip olacaktır. </li><li> Gereksiz soyunbir jiletle desenli membran kısmı, iki ayrılmış hattı-desen (Şekil 1c) adrestir. Not: Burada kullanılan katyon değişimli malzeme kuvvetli cama bağlı değildir desen anlamına grupları perfluorinatlı sahiptir. Bu nedenle, basit bileme yöntemi kolayca membranın gereksiz kısmını kaldırabilirsiniz. </li></ol></li><li> Mikrokanallı ve membran desenli substrat Entegrasyonu <ol><li> mikro uçlarında iki delik ve membran desen adım 1.3 imal membran desenli alt tabaka PDMS kanalı bağlandıktan sonra yer alacak bir iki delikler. Not: PDMS mikro bir kanal vardır (: 50-100 mikron; height: genişlik 10 mm), ancak komşu kanal (Şekil 1d) uçlarına bağlanır. </li><li> W 100 ve 50 mTor 40 s için hemen oksijen plazma tedavi sonrası membran desenli alt tabaka PDMS mikrokanalı Bond. NOT: Mikrokanallı ortasında dik desenli membran yerleştirin. </li></ol></li></ol> 2. ICP Önderiştirme <ol><li> Deney hazırlığı <ol><li> 1-100 mM KCI, 1 mM NaCI içeren, çeşitli test solüsyonları hazırlayın (pH 7), 1 mM NaCI ve 0.2 mM HCI (pH ~ 3.7), 1 mM NaCI ve 0.2 mM NaOH (pH karışımının karışımı, ~ 10.3), ve 1 x fosfat tamponlu tuzlu su. </li><li> test çözeltileri için negatif yüklü floresan boya (~ 1.55 uM) ekleyin. NOT: Bu yüklü boyaları bir elektrik akımı 30, 31 katkı böylece ilave boya konsantrasyonu tuzu iyonları (&lt;10 uM) çok daha düşük olması gerekir. </li><li> Kanalın bir rezervuar örnek çözümü yükleyin ve çözümü ile kanal doldurmak için diğer rezervuar negatif basınç uygulayın. r tarafından hidrodinamik iki rezervuar bağlayınbüyük damlacık eleasing kanalı (Şekil 2a) boyunca basınç farkı ortadan kaldırmak için. </li><li> rezervuar ICP etkisi telafi için bir şırınga ya da bir pipet kullanılarak tampon çözeltileri (1 M KCI ve 1 M NaCI) ile katyon değiştirme modelleri bağlı iki rezervuar, doldurun. </li><li> İki desenli membranların (sağda solda rezervuar ve katot üzerinde anot) karşısında, rezervuarlar de tellerini yerleştirin ve kaynak ölçüm ünitesi (Şekil 2a) ile bağlayın. </li></ol></li><li> ICP olgusu ve ICP önderiştirme görselleştirme <ol><li> bir ters Epifloresans mikroskop ICP cihazı yükleyin. bir gerilim (0,5100 V) uygulayın ve bir kaynak ölçüm birimi ile cari tepkisini ölçmek. </li><li> Bir şarj çiftli aygıt kamera ile floresan görüntüler yakalayın ve görüntüleme yazılımını 32 kullanılarak floresan yoğunluğu analiz. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Probstein, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Physicochemical Hydrodynamics: An Introduction. , (2003).</li><li>Strathmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ion-Exchange Membrane Separation Processes. , (2004).</li><li>Dydek, E. V., 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=Overlimiting+Current+in+a+Microchannel.">Overlimiting Current in a Microchannel.</a> Phys. Rev. Lett. 107 (11), 118301 (2011).</li><li>Kwak, R., Pham, V. S., Lim, K. M., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shear+flow+of+an+electrically+charged+fluid+by+ion+concentration+polarization:+scaling+laws+for+electroconvective+vortices.">Shear flow of an electrically charged fluid by ion concentration polarization: scaling laws for electroconvective vortices.</a> Phys. Rev. Lett. 110 (11), 114501 (2013).</li><li>Rubinstein, I., Zaltzman, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electro-osmotically+induced+convection+at+a+permselective+membrane.">Electro-osmotically induced convection at a permselective membrane.</a> Phys. Rev. E. 62 (2), 2238-2251 (2000).</li><li>Kwak, R., Kim, S., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous-flow+biomolecule+and+cell+concentrator+by+ion+concentration+polarization.">Continuous-flow biomolecule and cell concentrator by ion concentration polarization.</a> Anal. Chem. 83 (19), 7348-7355 (2011).</li><li>Jeon, H., Lee, H., Kang, K. H., Lim, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+concentration+polarization-based+continuous+separation+device+using+electrical+repulsion+in+the+depletion+region.">Ion concentration polarization-based continuous separation device using electrical repulsion in the depletion region.</a> Sci.Rep. 3, 3483 (2013).</li><li>Kim, S. J., Ko, S. H., Kang, K. H., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+seawater+desalination+by+ion+concentration+polarization.">Direct seawater desalination by ion concentration polarization.</a> Nat. Nanotechnol. 5 (4), 297-301 (2010).</li><li>MacDonald, B. D., Gong, M. M., Zhang, P., Sinton, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Out-of-plane+ion+concentration+polarizationfor+scalable+water+desalination.">Out-of-plane ion concentration polarizationfor scalable water desalination.</a> Lab Chip. 14 (4), 681-685 (2014).</li><li>Schoch, R. B., Han, J. Y., Renaud, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+phenomena+in+nanofluidics.">Transport phenomena in nanofluidics.</a> Rev.Mod. Phys. 80 (3), 839-883 (2008).</li><li>Kim, S. J., Song, Y. A., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanofluidic+concentration+devices+for+biomolecules+utilizing+ion+concentration+polarization:+theory,+fabrication,+and+applications.">Nanofluidic concentration devices for biomolecules utilizing ion concentration polarization: theory, fabrication, and applications.</a> Chem. Soc. Rev. 39 (3), 912-922 (2010).</li><li>Mai, J. Y., Miller, H., Hatch, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+mapping+of+concentration+polarization+Induced+pH+changes+at+nanoconstrictions.">Spatiotemporal mapping of concentration polarization Induced pH changes at nanoconstrictions.</a> ACS Nano. 6 (11), 10206-10215 (2012).</li><li>Kim, 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=Tunable+ionic+transport+for+a+triangular+nanochannel+in+a+polymeric+nanofludic+system.">Tunable ionic transport for a triangular nanochannel in a polymeric nanofludic system.</a> ACS Nano. 7 (1), 740-747 (2013).</li><li>Mangano Syed, A., Mao, L., Han J, P., Song, Y. -. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Creating+sub-50+nm+nanofluidic+junctions+in+a+PDMS+microchip+via+self-assembly+process+of+colloidal+silica+beads+for+electrokinetic+concentration+of+biomolecules.">Creating sub-50 nm nanofluidic junctions in a PDMS microchip via self-assembly process of colloidal silica beads for electrokinetic concentration of biomolecules.</a> Lab Chip. 14, 4455-4460 (2014).</li><li>Wang, Y. C., Stevens, A. L., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Million-fold+preconcentration+of+proteins+and+peptides+by+nanofluidic+filter.">Million-fold preconcentration of proteins and peptides by nanofluidic filter.</a> Anal. Chem. 77 (14), 4293-4299 (2005).</li><li>Lee, J. H., Cosgrove, B. D., Lauffenburger, D. A., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfludic+concentration-enhanced+cellular+kinase+activity+assay.">Microfludic concentration-enhanced cellular kinase activity assay.</a> J. Am. Chem. Soc. 131 (30), 10340-10341 (2009).</li><li>Cheow, L. F., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+signal+enhancement+for+sensitive+aptamer+affinity+probe+electrophoresis+assay+using+electrokinetic+concentration.">Continuous signal enhancement for sensitive aptamer affinity probe electrophoresis assay using electrokinetic concentration.</a> Anal. Chem. 83 (18), 7086-7093 (2011).</li><li>Ko, S. H., 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=Nanofluidic+preconcentration+device+in+a+straight+microchannel+using+ion+concentration+polarization.">Nanofluidic preconcentration device in a straight microchannel using ion concentration polarization.</a> Lab Chip. 12 (21), 4472-4482 (2012).</li><li>Gong, M. M., Nosrati, R., Gabriel, M. C. S., Zini, M., Sinton, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+DNA+analysis+with+paper-based+ion+concentration+polarization.">Direct DNA analysis with paper-based ion concentration polarization.</a> J. Am. Chem. Soc. 137 (43), 13913-13919 (2015).</li><li>Hong, S., Kwak, R., Kim, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paper-based+flow+fractionation+system+applicable+to+preconcentration+and+field-flow+separation.">Paper-based flow fractionation system applicable to preconcentration and field-flow separation.</a> Anal. Chem. 88 (3), 1682-1687 (2016).</li><li>Han, S. I., Hwang, K. S., Kwak, R., Lee, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+paper-based+biomolecule+preconcentrator+based+on+ion+concentration+polarization.">Microfluidic paper-based biomolecule preconcentrator based on ion concentration polarization.</a> Lab Chip. 16, 2219-2227 (2016).</li><li>Zangle, T. A., Mani, A., Santiago, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theory+and+experiments+of+concentration+polarization+and+ion+focusing+at+microchannel+and+nanochannel+interfaces.">Theory and experiments of concentration polarization and ion focusing at microchannel and nanochannel interfaces.</a> Chem. Soc. Rev. 39 (3), 1014-1035 (2010).</li><li>Mani, A., Bazant, M. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deionization+shocks+in+microstructures.">Deionization shocks in microstructures.</a> Phys. Rev. E. 84, 061504 (2011).</li><li>Slouka, Z., Senapati, S., Chang, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+systems+with+ion-selective+membranes.">Microfluidic systems with ion-selective membranes.</a> Annu. Rev.Anal. Chem. 7, 317-335 (2014).</li><li>Kirby, B. J., Hasselbrink, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zeta+potential+of+microfluidic+substrates:+1.+Theory,+experimental+techniques,+and+effects+on+separations.">Zeta potential of microfluidic substrates: 1. Theory, experimental techniques, and effects on separations.</a> Electrophoresis. 25 (2), 187-202 (2004).</li><li>Kwak, R., Kang, J. Y., Kim, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporally+defining+biomolecule+preconcentration+by+merging+ion+concentration+polarization.">Spatiotemporally defining biomolecule preconcentration by merging ion concentration polarization.</a> Anal. Chem. 88 (1), 988-996 (2016).</li><li>Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J. A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+prototyping+of+microfluidic+systems+in+poly(dimethylsiloxane).">Rapid prototyping of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane).</a> Anal. Chem. 70 (23), 4974-4984 (1998).</li><li>Campbell, D. 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=Replication+and+compression+of+surface+structures+with+polydimethylsiloxane+elastomer.">Replication and compression of surface structures with polydimethylsiloxane elastomer.</a> J. Chem. Educ. 76 (4), 537-541 (1999).</li><li>Lee, J. H., Song, Y. A., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplexed+proteomic+sample+preconcentration+device+using+surface-patterned+ion-selective+membrane.">Multiplexed proteomic sample preconcentration device using surface-patterned ion-selective membrane.</a> Lab Chip. 8 (4), 596-601 (2008).</li><li>Kwak, R., Guan, G., Peng, W. K., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscale+electrodialysis:+concentration+profiling+and+vortex+visualization.">Microscale electrodialysis: concentration profiling and vortex visualization.</a> Desalination. 308, 138-146 (2013).</li><li>Chambers, R. D., Santiago, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+and+quantification+of+isotachophoresis+zones+using+nonfocusing+fluorescent+tracers.">Imaging and quantification of isotachophoresis zones using nonfocusing fluorescent tracers.</a> Anal. Chem. 81, 3022-3028 (2009).</li><li>Minerick, A. R., Ostafin, A. E., Chang, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrokinetic+transport+of+red+blood+cells+in+microcapillaries.">Electrokinetic transport of red blood cells in microcapillaries.</a> Electrophoresis. 23 (14), 2165-2173 (2002).</li><li>Phan, D. -. T., Shaegh, S. A. M., Yang, C., Nguyen, N. -. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+concentration+in+a+microfluidic+paper-based+analytical+device+using+ion+concentration+polarization.">Sample concentration in a microfluidic paper-based analytical device using ion concentration polarization.</a> Sens. Actuators B. 222, 735-740 (2016).</li><li>Rubinstein, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+observation+of+a+nonequilibrium+electro-osmotic+instability.">Direct observation of a nonequilibrium electro-osmotic instability.</a> Phys. Rev. Lett. 101, 236101 (2008).</li><li>Ouyang, W., 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=Microfluidic+platform+for+assessment+of+therapeutic+proteins+using+molecular+charge+modulation+enhanced+electrokinetic+concentration+assays.">Microfluidic platform for assessment of therapeutic proteins using molecular charge modulation enhanced electrokinetic concentration assays.</a> Anal. Chem. 88, 9669-9677 (2016).</li><li>Cheow, L. F., Sarkar, A., Kolitz, S., Lauffenburger, D., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detecting+kinase+activities+from+single+cell+lysate+using+concentration-enhanced+mobility+shift+assay.">Detecting kinase activities from single cell lysate using concentration-enhanced mobility shift assay.</a> Anal. Chem. 86, 7455-7462 (2014).</li><li>Chen, C. -. H., 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=Enhancing+protease+activity+assay+in+droplet-based+microfluidics+using+a+biomolecule+concentrator.">Enhancing protease activity assay in droplet-based microfluidics using a biomolecule concentrator.</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 10368-10371 (2011).</li><li>Kwak, R., Pham, V. S., Kim, B., Lan, C., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+salt+removal+by+unipolar+ion+conduction+in+ion+concentration+polarization+desalination.">Enhanced salt removal by unipolar ion conduction in ion concentration polarization desalination.</a> Sci. Rep. 6, 25349 (2016).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Bir 10.000 kat elde, imalat protokolü ve uygulanan voltajı (0.5-100 V), iyonik kuvvet (1-100 mM) aralığında bir spatiotemporally tanımlanan ön yoğunlaştıncı performansını ve pH (3,7-10,3) tanımlamışlardır 10 dakika içinde boyalar ve protein zenginleştirme. Bir önceki ICP cihazlar gibi, zenginleştirme performansı yüksek gerilimde daha iyi ve daha düşük iyonik güçte olur. Burada düşünebilirsiniz ek bir parametre iki katyon değişim zarlarının arasındaki mesafedir. Biz arası zar mesafe arttırmak için, elektrik alan zenginleştirme hızı 26 azalma ile sonuçlanan, aynı uygulanan gerilim altında azalır. Bu çalışmada kullanılan Mikrosirkülasyon desenlendirme tekniği 29 desenlendirme katyon değişim reçineleri için sağlam bir yöntemdir, bu yüzden mikroakışkan sistemlerine iyon değişimli malzemeler entegre etmek için altın standart yöntem olmuştur. Nevertheless, kısa zarlar arası mesafe (daha küçük birkaç yüz mikrometre) olan iki yan yana katyon değiştirme zarların imalatı için gereklidir. adımda 1.3.3-1.3.4, katyon değişim reçinesi, bir sıvı faz içinde olduğu. Bu nedenle, iki mikro reçine daraltılmış ve kanalların açık ucunda kalan reçine düşüşü de kalıp ayrılması sırasında sel (aşama 1.3.4.). Yüksek desen aslına iki katyon değiştirme membranları oluşturmak için, nispeten yüksek bir viskoziteye (çözücüler içinde katyon değişimli malzeme% 20) reçine olarak dikkatlice belirlenmiş ayırma yönü ile ayrılması işlemi. Bu platformun yüksek çalışma esnekliği göstermiştir olsa da, okuyucu işletim penceresi içinde geniş optimal koşulların belirlenmesi endişe olabilir. Bir temsilci trade-off önderiştirme hızı ve ICP etkisi istikrar arasındadır. can olarakKwak ve diğerleri, Şekil 5&#39;te görüldüğü. 26, yüksek uygulanan gerilim (&gt; 50 V) hızlı hedefleri sıkıştırabilirsiniz; Bununla birlikte, bu örnek zenginleştirme stabilitesini azaltır inceltme bölgesinde (1 mm / Şekil 7a&#39;da pH 7) içinde, güçlü bir girdapları neden olur. Bu duruma göre, deriştirme hızı 33 tahmin etmek zor olur. Gelinen aşamada, biz istikrarlı, öngörülebilir ve spatiotemporally sabit zenginleştirilmesi için nispeten düşük gerilim (&lt;30 V) ve iyonik kuvvet (&lt;10 mM) ile deneysel koşullar öneriyoruz. önderiştirme hızı ve zenginlestirilerek fiş istikrar arasındaki bu ticaret-off da doğrusal olmayan ICP kaynaklardan (yüzey iletimi, EOF ve elektro-ozmotik istikrarsızlık) ile ilgilidir. Nispeten küçük bir gerilime (&lt;50 V) de doğrusal olmayan ICP ana kaynağı tükenmesi bölgesinde tutarlı bir girdap çifti oluşturarak, EOF (Şekil 3b), hangi leistikrarlı bir önderiştirme için reklamlar. nispeten yüksek bir voltaj (&gt; 50 V) &#39;de, doğrusal olmayan ICP ana kaynağı elektro-ozmotik istikrarsızlık, zenginleştirme stabilitesini azaltır kaotik birden girdapları, elde edilen değiştirilir. Son zamanlarda, kağıt bazlı ICP platformları Phan ve arkadaşları tarafından geliştirilmiştir. 34, Gong ve arkadaşları. 19 ve Han ve ark. 21. Mikro gözenekli yapılarıyla Bu kağıt cihazlar elektro-ozmotik istikrarsızlık 4, 35 bastırmak ve istikrar sorunu hafifletmek olabilir. Bununla birlikte, kağıt kanallarının boyutları genellikle geleneksel bir mikroakışkan kanal daha büyük, yaklaşık 0.5-5 mm, bulunmaktadır. rasgele fiber ağları ile bu geniş kağıt kanal zenginlestirilerek fişler düzensiz hareketleri neden olur. Bu, kağıt tabanlı ICP preconcentrators kaçınılmaz olmuştur asgari özellik nedeniyle(kağıt kanallar inşa etmek, yani fabrikasyon yöntemleri) balmumu desenlendirme ve kağıt kesme boyutu birkaç yüz mikrometre ile ilgili. ICP ön yoğunlaştıncı çeşitli biyo-ajanlar zenginleştirildikten için biomicrofluidic platformlarda geniş bir yelpazede kullanılmaktadır; Çeşitli testlerin sinyallerinin yükseltilmesi; ve bu tür terapötik protein 36, peptidler 37 olarak tespit hedefler, 17 aptamerler ve 38 enzimleri. Bunlar önceki çalışmalar floresan etiketli biyomoleküllerin hedef aldı. Biz tam çalışma koşullarını belirlemek (yani, voltaj ve debi) önderiştirme sitesini korumak için, bu yüzden ilk ön yoğunlaştıncı hedefler için uygun koşulları bulmak gerekir çünkü bu olduğunu. önceki çalışma hareketle, birleştirilmiş ICP fenomen yüksek esnekliği korurken bize her zaman çalışma koşulları geniş bir yelpazede de zenginlestirilerek fişler düzeltmek için izin verirICP cihazları. Örneğin, bir teğet sıvı akışı ile birleşti ICP sistemini modüle edebilir ve sürekli akış modunda 39 işletmek. Bu şimdi görselleştirme araçları ve izleyiciler kullanmadan algılama teknikleri serbest etiketlemek için ICP preconcentrators uygulamaları uzatabilirsiniz gösterir. Spatiotemporal kontrol edilebilirlik, bu benzersiz bir avantaj gibi polimeraz zincir reaksiyonu makineleri ve kitle spektrometre gibi genel benchtop platformları ile ICP cihazı entegre güçlü bir ticari fırsat sunuyor.

İyon konsantrasyon kutuplaşma (ICP) iyonu konsantrasyon gradyanı 1, 2 ek bir potansiyel azalma ile sonuçlanan bir seçici bir zar üzerinde iyon zenginleştirme ve iyon azalması sırasında meydana gelen bir olaydır değinmektedir. Bu konsantrasyon gradyanı, doğrusaldır ve daha yüksek bir gerilim membran iyon konsantrasyonu kadar (Ohmik rejim) olarak uygulanır dik hale gelir, sıfır (sınırlayıcı rejim) yaklaşır. Bu difüzyon ile sınırlı bir durumda da, gradyan (ve karşılık gelen iyon akışı) / ekranı 1 doymuş bilinmektedir. Gerilim (veya akım) daha fazla arttığında bu geleneksel anlayışın ötesinde, bir overlimiting geçerli bölge sınırı 1, 3 yassı tükenme bölgeleri ve çok keskin konsantrasyon geçişlerini ile görülmektedir. Düz bölge çok düşük iyon konsantrasyonuna sahiptir, ancak yüzey iletimi, elektro-osmoti<html> Cı akışı (EOF), ve / veya elektro-ozmotik instabilite iyon akımına tanıtılması ve bir overlimiting akımı 3, 4, 5, yol açar. 6, 7, 8, 9 ve / veya prekonsantratlar filtreleyen bir elektrostatik bariyer, 10, 11 hedef olarak İlginçtir, düz tükenmesi bölge hizmet vermektedir. (Tatmin edici Elektronötralliğin için) yüklü parçacıkların yüzey yükleri taranması için bir iyon miktarı yetersiz olduğundan, parçacıklar, bu azalmanın bölümü içinden geçmek ve bu nedenle sınırda hizaya olamaz. Bu doğrusal olmayan ICP etkisi, membran 10, 11, 12, 13 çeşitli bir genel olgudur&gt; 14 ve geometriler 6, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21; Araştırmacılar filtrasyon 6, 7, 8 çeşitli geliştirmek mümkün olmuştur bu yüzden, 9 ve doğrusal olmayan ICP 10, 11 cihazları Zenginleştirme. Hatta böyle yüksek esneklik ve sağlamlığı ile, hala doğrusal olmayan ICP cihazları için çalışma koşullarını açıklığa kavuşturmak için pratik bir sorundur. ICP doğrusal olmayan rejimi hızlı anoda doğru hareket anyonların yer değiştirmesine neden olan bir katyon değişim zarı yoluyla katyonları kaldırır. OlarakSonuç, düz tükenmesi bölgesi şok yayılma 22 olduğunu hatırlatan, hangi hızla yayılır. Mani ve ark. Bu dinamik deiyonizasyon (veya tükenmesi) 23 şok denir. İyon tükenmesi bölgesinin genişlemesini önlemek, belirli bir algılama pozisyonda hedef prekonsantratı için, örneğin, bölge genişleme 24 karşı EOF veya basınçla çalışan akışı uygulanmak suretiyle, gereklidir. Zangle ve diğ. 22, bir tek-boyutlu bir model ICP yayılma kriterlerini açıklık ve oldukça elektroforetik mobilite 17, iyonik kuvvet 18, bu nedenle pH 25 ve bağlıdır. Bu uygun çalışma koşulları örnek şartlarına göre değiştirilebilir belirtir. Burada, bir spatiotemp içinde hedeflere prekonsantratlar yeni bir ICP platformu için detaylı tasarım ve deneysel protokolleri mevcutoral konum 26&#39;da tanımlandığı gibidir. İyon tükenmesi bölgesinin genişlemesi, bağımsız olarak çalışma süresi, bir atanmış konumunda bir deriştirme fiş bırakarak iyon zenginleştirme bölgesinde uygulanan voltaj, iyonik kuvvet ve pH engellenir. Bu ayrıntılı video protokolü mikroakışkan cihazlara katyon değişim membranları entegre ve geleneksel bir oranla yeni ICP platformu önderiştirme performansını göstermek için basit bir yöntem göstermek için tasarlanmıştır.

<table><tbody><tr><td>Sylgard 184 Silicone Elastomer kit</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichlorosilane</td><td>Sigma Aldrich</td><td>175552</td><td>Highly toxic</td></tr><tr><td>Nafion perfluorinated resin, 20 wt%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>527122</td><td></td></tr><tr><td>Sodium chloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>71394</td><td></td></tr><tr><td>Potassium chloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>60121</td><td></td></tr><tr><td>Alexa Fluor 488 carboxylic acid, succinimidyl ester</td><td>Invitrogen</td><td>A20000</td><td></td></tr><tr><td>Isothiocyanate-conjugated albumin</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A9771</td><td></td></tr><tr><td>Phosphate buffer saline, 1x</td><td>Wengene</td><td>LB004-02</td><td></td></tr><tr><td>Tween 20</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P1379</td><td></td></tr><tr><td>Epifluorescence microscope</td><td>Olympus</td><td>IX-71</td><td></td></tr><tr><td>Charged-coupled device camera</td><td>Hamamtsu Co.</td><td>ImageEM X2</td><td></td></tr><tr><td>Source measurement unit</td><td>Keithley Instruments</td><td>2635A</td><td></td></tr><tr><td>Covance-MP</td><td>Femto Science</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

merging ion concentration polarization between juxtaposed ion exchange membranes to block the propagation of the polarization zone

iyonu konsantrasyonunun polarizasyon (ICP) olgu düşük bolluk biyolojik örnekler önkonsantreyi en hakim yöntemlerden biridir. ICP yüklü biyomoleküllerin (yani, iyon tükenmesi bölgesi) için bir non-invaziv bölgeyi uyarır ve hedefler bu bölge sınırında zenginlestirilerek edilebilir. ICP ile yüksek zenginleştirme performansları rağmen, non-yayılan iyon tükenmesi bölgelerinin çalışma koşullarını bulmak zordur. Bu dar çalışma penceresi üstesinden gelmek için, biz son zamanlarda spatiotemporally sabit zenginleştirilmesi için yeni bir platform geliştirdi. Sadece iyon tükenmesi kullanan yöntemleri önceki aksine, bu platformu da iyon tükenmesi bölgenin yayılmasını durdurmak için ICP (yani, iyon zenginleştirme) karşıt polaritesi kullanır. tükenmesi bölgesi ile zenginleştirme bölgesini karşı karşıya tarafından, iki bölge birbirine birleştirmek ve durdurun. Bu yazıda, bu spatiotemporally tanımlanan ICP platf inşa etmek için detaylı bir deneysel protokol tariform ve konvansiyonel cihaz olanlar ile karşılaştırarak yeni platformun zenginleştirme dinamiklerini karakterize. Nitel iyonu konsantrasyonu profilleri ve şimdiki zaman tepkiler başarıyla birleştirilmiş ICP ve tek başına ICP arasında farklı dinamiklerini. sadece ~ 5 V zenginleştirme yerini çözebilirsiniz geleneksel birinde aksine, yeni bir platform çalışma koşulları geniş aralıklar içinde belirli bir konuma bir hedef yoğunlaştırılmış fiş üretebilir: voltaj (0,5-100 V), iyonik kuvvet (1-100 mM) ve pH değeri (3,7-10,3).

Bir zar ile tümleşik mikroakışkan ön yoğunlaştıncı şematik üretim adımları, Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. imalat ayrıntılı bir tarif protokolü verilmiştir. Tasarımları ve spatiotemporally tanımlanan ön yoğunlaştıncı 26 cihaz görüntüleri geleneksel bir ön yoğunlaştıncı 11 (Şekil 2) olanlar ile tezat vardır. Spatiotemporally tanımlanan ön yoğunlaştıncı ICP fenomen akım-gerilim-zaman yanıtları ve floresan yoğunluğu profilleri (Şekil 3-4) yönünden araştırıldı. ICP tek zar ön yoğunlaştıncı 3, 11, üç farklı rejimlerle fenomen (Ohmic, sınırlama ve overlimiting) akım-gerilim eğrisinin gözlendi benzer: 0.5-1 V (omik ve sınırlayıcı) ve 5 V (overlimiting) . Ancak, konvansiyonel olmayan akım kurtarma olduiyon zenginleştirme ve iyon tükenmesi bölgeleri birleşti güncel-zaman eğrisi tespit. Daha sonra, ICP zenginleştirme spatiotemporally tanımlanan ön yoğunlaştıncı (Şekil 5) ve geleneksel bir membran cihazı (Şekil 6) ile birlikte farklı zamanlarda ve gerilimler test edilmiştir. zenginleştirme dinamikleri floresan görüntüler, şimdiki zaman yanıtları ve farklı mesafelerde ve kere floresan yoğunluğu grafiklerle ölçüldü. iki platform karşılaştırırken, yeni ICP platformu her zaman iki katyon seçici membran modelleri arasında hedefler (floresan boyalar) toplama bir avantaj gösterir. Buna ek olarak, bu deriştirme fişi çalışma koşulları geniş aralıklar (Şekil birleştirilmesi ICP ön yoğunlaştıncı yüksek kullanılabilirlik doğrulanması farklı iyonik güçlü (1-100 mM NaCI) ve pH değerleri (3,7-10,3) aynı kaldığı teyit edilmiştir 7). Şekil 8&#39;de, 10.000 kat proteini preconcentrtirme de gösterilmiştir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55313/55313fig1.jpg" /> Şekil bir katyon değişim zarı entegre mikroakışkan çip 1. Fabrikasyon adımları. 29, zar buzlu cam alt-tabaka oksijen plazma işlem (d) ile PDMS mikrokanal ile yapıştırılmış - bir PDMS kalıp Microflow model verme tekniği (c) ile bir katyon değiştirme reçinesi ile doldurulduktan sonra. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55313/55313fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/55313/55313fig2.jpg" /> Şekil spatiotemporally tanımlanan ön yoğunlaştıncı (a) ve klasik ön yoğunlaştıncı 2. Şemalar (B). (A) the yeni platform, iki zar desenleri (i), iyon tükenmesi arasında / zenginleştirme bölgeleri geliştirilen ve doğrusal birleştirilmiş (omik ve rejimi sınırlandırılması; ii) veya doğrusal olmayan (rejimi overlimiting iii) konsantrasyonu profilleri. Her üç akım rejimlerde ise, iyon zenginleştirme bölge blokları tükenme bölgesi ve hedeflerin yayılımı (boş daireler; i) iyon tükenmesi ve zenginleştirme bölgelerinin (; i kavisli, noktalı çizgi) ara yüzünde zenginlestirilerek edilmektedir. PDMS kanalının duvarı, negatif yüklü ve bu bir elektrik alanı altında, iki katyon değiştirme membranları arasındaki elektro-ozmotik akış (EOF) oluşturur. EOF sürekli tükenmesi ve zenginleştirme bölgelerinin arayüzü doğru hedefler sunar. (B) geleneksel platformda, sadece iyon tükenmesi bölge lineer membranın yakın geliştirilen (omik ve rejimi sınırlandırılması; ii) ve doğrusal olmayan (rejiminin overlimiting iii) konsantrasyonu gradyanlar. EOF hedeflerini teslim olarak, önderişiklendirme alböylece tükenmesi bölge sınırında oluşur, ancak bu bölge (ve zenginlestirilerek fiş) (siyah ok i) uzak katyon değişim zarı hareket eder. Iyon zenginleştirme bölgesinde olmadan burada iyon konsantrasyonunda artış olduğunu kaydetti (ii-iii). (Ab), cihaz ve görüntüler (iv) &#39;da gösterilmiştir. C 0 ilk iyon konsantrasyonunu temsil eder. V + ve G, sırasıyla anot ve katot göstermektedir. Amerikan Kimya Derneği izniyle Referans 26T yayımlanmaktadır. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55313/55313fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/55313/55313fig3.jpg" /> Şekil 3. İki katyon değişim zarlarının arasında ICP fenomeni Birleştirilmiş. (A) akım-gerilim eğrisi üç farklı regim gösterires (Ohmic, sınırlama ve overlimiting). Geçerli yanıt üç kez tekrarlanır 0,25 V her 40 s, ayrık aralıklarla gerilim edinmiş ölçülür. hata çubuğu mevcut yanıtların standart sapmasını gösterir. (b, c) ile üç rejimlerde, floresans görüntüleri (b) ve kanal (C), ortasında &#39;AA boyunca yoğunluğu profilleri elde edilmiştir. Sarı noktalı kutular katyon seçici membran konumlarını gösterir. 1.55 uM (1 ug / mL), negatif yüklü floresan boya ile 1 mM KCI çözeltisi kullanılmıştır. Amerikan Kimya Derneği izniyle Referans 26 yayımlanmaktadır. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55313/55313fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/55313/55313fig4.jpg" /> Şekil 4. <strong&gt; iyon tükenmesi ve zenginleştirme bölgelerini birleştirme geçici dinamikleri. (A, b) Ohmik sınırlayıcı rejimlerde, lineer konsantrasyon gradyanları (&lt;1 saniye) katyon değişim membranından (1 S ve daha sonra bir araya üst üste)&gt; büyür. Overlimiting rejimi (c), iki ICP bölgeleri daha hızlı (0.2 sn&#39;de siyah ok) azalması şok (&lt;0.6 ler) birleştirilir. (D - f) yanıtları akım başlangıçta düşük olması nedeniyle elektriksel iletkenlik karşılık düşük konsantrasyon azalması bölgenin büyümesi, düştü olduğunu gösteriyor geçerli zaman. Geçerli damla sonra nedeniyle iki zarların arasında sınırlı girdaplarıdır bir konvektif taşıma kurtarılır. Amerikan Kimya Derneği izni ile başvurulan 26 yayımlanmaktadır. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55313/55313fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> &lt;keep-together.within sayfa = &quot;1&quot;&gt;: fo p class = &quot;jove_content&quot; <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/55313/55313fig5.jpg" /> Şekil 5. Spatiotemporally 5, 10, önderiştirme sabit ve 20 V (a - c) birleşti ICP Floresan görüntüleri ve şimdiki zaman tepkiler (d - f) zaman (0-100 ler) üzerinde. san, noktalı çizgiler katyon değiştirme membranları konumunu göstermektedir. (G) Time-lapse floresan yoğunluğu profilleri ( &#39;AA) mikrokanal boyunca çizilmiştir. pik şiddetleri zaman sabit yerleri ile, geçerken artar. (H) en yüksek yoğunluğu kat (yani, ilk floresan yoğunluğu daha kaç kez daha büyük). yüksek gerilimlerde, hızlı EOF iyon tükenmesi ve zenginleştirme bölgelerinin arayüzü yönelik hedeflerini sunar, böylece önderiştirme hızı artar. 20 V A başak tükenmesi şok indüklenir ( <strong&gt; Şekil 4c). bu boyalar iter gibi floresan boyalar şok sınırında birikir. tükenmesi şok tepe yoğunluğu eğrisinde başak oluşturma, iyon zenginleştirme bölgesini karşılayan bu ilk birikimi sonra biraz dağılır. Şekil 4c&#39;de görülebileceği gibi, 0.8 s, zirve 0,4 s olduğundan daha geniş olduğu. Sol Nafion desen (Şekil 2a) sol tarafı elektriksel süzülüyor edildi ve birikmiş boyalar yayılmış olabilir çünkü bu muhtemelen. Amerikan Kimya Derneği izniyle Referans 26 yayımlanmaktadır. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55313/55313fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/55313/55313fig6.jpg" /> 5, 10, ve 20 V konvansiyonel ICP ön yoğunlaştıncı Şekil 6. ICP fenomen. (A - c) iyon tükenmesi bölgenin Floresan görüntüleri ve şimdiki zamanlı tepki (d - e) zamanla (0-100 ler). tükenme bölgesi ve önderiştirme fiş yayılması açıkça floresan görüntüleri görüntülenmiştir. Geçerli kurtarma bile overlimiting rejiminde, oluşmaz, böylece Buna göre, girdaplar, sınırlı değildir. Sarı, noktalı çizgiler katyon değişim zarlarının yeri işaretlemek. (G) Time-lapse floresan yoğunluğu profilleri ( &#39;AA) mikrokanal boyunca çizilmiştir. Zaman geçtikçe pik şiddetleri artırmak, ancak konum zarından uzaklaşır. ICP cihazının (h) Tepe yoğunluğu kat. Boya zenginlestirilerek gibi floresan yoğunluğu artmış, çünkü birleştirilmiş ICP cihazı (Şekil 5h) aksine, ICP bölgelerinin hapsi olmadan yoğunluk başak yoktur. t artışO yoğunluğu kat (belirli bir voltajda), aynı zamanda birleştirilmiş ICP cihazının benzerdir tepe. Bu zenginlestirilerek eklenti yerinde tutulur süre deriştirme performansı için çok önemli olduğunu gösterir. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55313/55313fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 7," src="/files/ftp_upload/55313/55313fig7.jpg" /> Çeşitli iyonik güçlü de Şekil 7. Spatiotemporally tanımlanan zenginleştirme (1-100 mM NaCl) ve pH değerleri (3,7-10,3). (A) 50 V. As operasyonda 100 saniye sonra elde edilen Floresan görüntüleri görülebilir, zenginleştirme fişleri yerleri yoğunluğu iyonik yüksek altında zayıflamış olsa bile, iki katyon değişim zarlarının (sarı, noktalı çizgiler) arasında hala gücü ve güçlü bir asidik veya bazik içindeçözüm. (B, c) tepe yoğunluğu konumu ve yoğunluğu kat (yani., Kaç kat daha başlangıç yoğunluğu daha az) bir tek koşulu (1, 10 için 20, 10 yaşın altındaki eşlenen 50, ve 100 V, 100 mM ve / veya pH 3.7, 7 ve 10), dört gerilim koşullarına karşılık gelen dört veri noktaları vardır. yüksek gerilimlerde, daha yüksek bir pik her durumda kat yoğunlaştırılması bulunmaktadır. 100 V tepe yoğunluğu daha önce en yüksek yoğunluk profili kaynaktan 50 V (nedeniyle kameranın doygunluk) yüksek değerleri dokunduğu için 1 mM NaCI (pH 7) test edilmediğini, zirve bölgesi aynı zamanda 1, tanımlanır hata çubukları (B, C) ile temsil edilen en yüksek yoğunluğu, aşağıdaki%. Yüksek gerilim ve güçlü bir EOF yüksek yoğunluk kat ve bir keskin önderiştirme fişi ile, sağa zirve konumunu kaydırır. Gri kutular katyon değiştirme membranları konumlarını gösterir. 0 mesafe (a) X-ekseni kökeni (B, C), ki buSol katyon değişim zarı sağ kenarında. mesafe kökeni sol membran sağ kenarı olduğunu. Amerikan Kimya Derneği izniyle Referans 26 yayımlanmaktadır. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55313/55313fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 8," src="/files/ftp_upload/55313/55313fig8.jpg" /> Spatiotemporally sabit protein önderiştirme 8. Gösteri Şekil. 1x fosfat tamponlu tuzlu su çözeltisi içinde FITC albümini (1 ug / mL) kullanılmıştır. % 0.1 Tween 20, aynı zamanda spesifik olmayan bağlanmayı önlemek için ilave edildi. Zenginleştirme pek yüksek bir iyon gücü (Şekil 7) elde edilir, biz Nafion desen (200 um) genişliğine katına ve daha dar bir PDMS kanal (50 um) kullanılır. Bu şekilde, ICP önderiştirme performansı tarafından geliştirilmiş olduiyon yolu genişletilmesi ve kanaldaki iyonların mutlak miktarını azaltarak. 100 V, tepe ve floresan şiddetlerini ortalama bir uygulanan voltaj iki katyon değişim zarlarının arasındaki bölge beyaz noktalı kutusunda, takip edildi. işlem 10 dakika içinde, proteinler, sırasıyla, 10,000 ve 100-kat preconcentrations gösteren, 10 mg / ml (tepe noktası) ve • 0.1 mg / mL (ortalaması) &#39;ye kadar zenginlestirilerek edildi. ilave Fluoresans görüntüleri, 0, 10 ve 20. dakikada elde edilmiştir. Bu çalışmada, 20 dakika çalışma, hedef molekülleri prekonsantresi için yeterli oldu, yani biz daha uzun çalışma süreleri kapağı yoktu. Amerikan Kimya Derneği izniyle Referans 26 yayımlanmaktadır. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55313/55313fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone at JoVE.com

Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone

ne olursa olsun çalışma koşulları, ICP bölgenin ilerlemesini durdurabilir yeni bir iyon konsantrasyon kutuplaşma (ICP) platformu için protokol açıklanmıştır. Platformun bu sağlıyor ICP olgusunun iki polarizasyona olan iyon tükenmesi ve zenginleştirme, birleştirme kullanılması yatmaktadır.

Yan yana İyon Değişimi Membranlar arasında İyon Konsantrasyon Polarizasyon birleştirme Polarizasyon Bölgesi İlerlemesinin yasakla

The ion concentration polarization (ICP) phenomenon is one of the most prevailing methods to preconcentrate low-abundance biological samples. The ICP ...

merging-ion-concentration-polarization-between-juxtaposed-ion

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Bioengineering

8.4K Görüntüleme.  Korea Institute of Science and Technology.  ne olursa olsun çalışma koşulları, ICP bölgenin ilerlemesini durdurabilir yeni bir iyon konsantrasyon kutuplaşma (ICP) platformu için protokol açıklanmıştır. Platformun bu sağlıyor ICP olgusunun iki polarizasyona olan iyon tükenmesi ve zenginleştirme, birleştirme kullanılması yatmaktadır. 

Video: Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone

The Preparation of Electrohydrodynamic Bridges from Polar Dielectric Liquids

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and polar dielectric liquids. These bridges are unique from capillary bridges in that they exhibit extensibility beyond a few millimeters, have complex bi-directional mass transfer patterns, and emit non-Planck infrared radiation. A number of common solvents can form such bridges as well as low conductivity solutions and colloidal suspensions. The macroscopic behavior is governed by electrohydrodynamics and provides a means of studying fluid flow phenomena without the presence of rigid walls. Prior to the onset of a liquid bridge several important phenomena can be observed including advancing meniscus height (electrowetting), bulk fluid circulation (the Sumoto effect), and the ejection of charged droplets (electrospray). The interaction between surface, polarization, and displacement forces can be directly examined by varying applied voltage and bridge length. The electric field, assisted by gravity, stabilizes the liquid bridge against Rayleigh-Plateau instabilities. Construction of basic apparatus for both vertical and horizontal orientation along with operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

Horizontal and vertical electrohydrodynamic liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields and polar dielectric liquids. The construction of basic apparatus and operational examples, including thermographic images, for three liquids (e.g., water, DMSO, and glycerol) is presented.

Polar Dielektrik Sıvılar gelen elektrohidrodinamik Köprülerin Hazırlanması

Horizontal and vertical liquid bridges are simple and powerful tools for exploring the interaction of high intensity electric fields (8-20 kV/cm) and ...

Mühendislik

On-chip Isotachophoresis for Separation of Ions and Purification of Nucleic Acids

Electrokinetic techniques are a staple of microscale applications because of their unique ability to perform a variety of fluidic and electrophoretic processes in simple, compact systems with no moving parts. Isotachophoresis (ITP) is a simple and very robust electrokinetic technique that can achieve million-fold preconcentration1,2 and efficient separation and extraction based on ionic mobility.3 For example, we have demonstrated the application of ITP to separation and sensitive detection of unlabeled ionic molecules (e.g. toxins, DNA, rRNA, miRNA) with little or no sample preparation4-8 and to extraction and purification of nucleic acids from complex matrices including cell culture, urine, and blood.9-12
ITP achieves focusing and separation using an applied electric field and two buffers within a fluidic channel system. For anionic analytes, the leading electrolyte (LE) buffer is chosen such that its anions have higher effective electrophoretic mobility than the anions of the trailing electrolyte (TE) buffer (Effective mobility describes the observable drift velocity of an ion and takes into account the ionization state of the ion, as described in detail by Persat et al.13). After establishing an interface between the TE and LE, an electric field is applied such that LE ions move away from the region occupied by TE ions. Sample ions of intermediate effective mobility race ahead of TE ions but cannot overtake LE ions, and so they focus at the LE-TE interface (hereafter called the "ITP interface"). Further, the TE and LE form regions of respectively low and high conductivity, which establish a steep electric field gradient at the ITP interface. This field gradient preconcentrates sample species as they focus. Proper choice of TE and LE results in focusing and purification of target species from other non-focused species and, eventually, separation and segregation of sample species.
We here review the physical principles underlying ITP and discuss two standard modes of operation: "peak" and "plateau" modes. In peak mode, relatively dilute sample ions focus together within overlapping narrow peaks at the ITP interface. In plateau mode, more abundant sample ions reach a steady-state concentration and segregate into adjoining plateau-like zones ordered by their effective mobility. Peak and plateau modes arise out of the same underlying physics, but represent distinct regimes differentiated by the initial analyte concentration and/or the amount of time allotted for sample accumulation.
We first describe in detail a model peak mode experiment and then demonstrate a peak mode assay for the extraction of nucleic acids from E. coli cell culture. We conclude by presenting a plateau mode assay, where we use a non-focusing tracer (NFT) species to visualize the separation and perform quantitation of amino acids.

Isotachophoresis (ITP) is a robust electrokinetic separation and preconcentration technique with applications ranging from toxin detection to sample preparation. We review the physical principles of ITP and the methodology of applying this technique to two specific example applications: separation and detection of small molecules and purification of nucleic acids from cell culture lysate.

İyonların ayrılması ve Nükleik Asit Saflaştırılması için on-chip Isotachophoresis

Electrokinetic techniques are a staple of microscale applications because of their unique ability to perform a variety of fluidic and electrophoretic ...

Biyomühendislik

Preparation of Artificial Bilayers for Electrophysiology Experiments

Planar lipid bilayers, also called artificial lipid bilayers, allow you to study ion-conducting channels in a well-defined environment. These bilayers can be used for many different studies, such as the characterization of membrane-active peptides, the reconstitution of ion channels or investigations on how changes in lipid bilayer properties alter the function of bilayer-spanning channels.  Here, we show how to form a planar bilayer and how to isolate small patches from the bilayer, and in a second video  will also demonstrate a procedure for using gramicidin channels to determine changes in lipid bilayer elastic properties.   We also demonstrate the individual steps needed to prepare the bilayer chamber, the electrodes and how to test that the bilayer is suitable for single-channel measurements.

Planar lipid bilayers, also called artificial lipid bilayers, allow you to study ion-conducting channels in a well-defined environment. Here, we demonstrate the individual steps needed to prepare the bilayer chamber, the electrodes and how to test that the bilayer is suitable for single-channel measurements.

Elektrofizyoloji Deneyler Yapay Bilayers hazırlanması

Planar lipid bilayers, also called artificial lipid bilayers, allow you to study ion-conducting channels in a well-defined environment. These bilayers can ...

Biyoloji

Label-free Isolation and Enrichment of Cells Through Contactless Dielectrophoresis

Dielectrophoresis (DEP) is the phenomenon by which polarized particles in a non-uniform electric field undergo translational motion, and can be used to direct the motion of microparticles in a surface marker-independent manner. Traditionally, DEP devices include planar metallic electrodes patterned in the sample channel. This approach can be expensive and requires a specialized cleanroom environment. Recently, a contact-free approach called contactless dielectrophoresis (cDEP) has been developed. This method utilizes the classic principle of DEP while avoiding direct contact between electrodes and sample by patterning fluidic electrodes and a sample channel from a single polydimethylsiloxane (PDMS) substrate, and has application as a rapid microfluidic strategy designed to sort and enrich microparticles. Unique to this method is that the electric field is generated via fluidic electrode channels containing a highly conductive fluid, which are separated from the sample channel by a thin insulating barrier. Because metal electrodes do not directly contact the sample, electrolysis, electrode delamination, and sample contamination are avoided. Additionally, this enables an inexpensive and simple fabrication process.
cDEP is thus well-suited for manipulating sensitive biological particles. The dielectrophoretic force acting upon the particles depends not only upon spatial gradients of the electric field generated by customizable design of the device geometry, but the intrinsic biophysical properties of the cell. As such, cDEP is a label-free technique that avoids depending upon surface-expressed molecular biomarkers that may be variably expressed within a population, while still allowing characterization, enrichment, and sorting of bioparticles.
Here, we demonstrate the basics of fabrication and experimentation using cDEP. We explain the simple preparation of a cDEP chip using soft lithography techniques. We discuss the experimental procedure for characterizing crossover frequency of a particle or cell, the frequency at which the dielectrophoretic force is zero. Finally, we demonstrate the use of this technique for sorting a mixture of ovarian cancer cells and fluorescing microspheres (beads).

Contactless dielectrophoresis (cDEP) achieves sorting and enrichment of particles via their intrinsic dielectric properties. Fluidic electrode channels replace metallic electrodes traditional to DEP, suiting cDEP to non-damaging sterile characterization and sorting of biological particles. We demonstrate how to prepare a cDEP microdevice and conduct cell characterization and sorting experiments.

Temassız dielektroforez sayesinde etiket ücretsiz İzolasyon ve Hücreler zenginleştirilmesi

Dielectrophoresis (DEP) is the phenomenon by which polarized particles in a non-uniform electric field undergo translational motion, and can be used to ...

Tıp

Generation and Control of Electrohydrodynamic Flows in Aqueous Electrolyte Solutions

To drive electrohydrodynamic (EHD) flows in aqueous solutions, the separation of cation and anion transport pathways is essential because a directed electric body force has to be induced by ionic motions in liquid. On the other hand, positive and negative charges attract each other, and electroneutrality is maintained everywhere in equilibrium conditions. Furthermore, an increase in an applied voltage has to be suppressed to avoid water electrolysis, which causes the solutions to become unstable. Usually, EHD flows can be induced in non-aqueous solutions by applying extremely high voltages, such as tens of kV, to inject electrical charges. In this study, two methods are introduced to generate EHD flows induced by electrical charge separations in aqueous solutions, where two liquid phases are separated by an ion-exchange membrane. Due to a difference in the ionic mobility in the membrane, ion concentration polarization is induced between both sides of the membrane. In this study, we demonstrate two methods. (i) The relaxation of ion concentration gradients occurs via a flow channel that penetrates an ion-exchange membrane, where the transport of the slower species in the membrane selectively becomes dominant in the flow channel. This is a driving force to generate an EHD flow in the liquid. (ii) A long waiting time for the diffusion of ions passing through the ion-exchange membrane enables the generation of an ion-dragged flow by externally applying an electric field. Ions concentrated in a flow channel of a 1 x 1 mm2 cross-section determine the direction of the liquid flow, corresponding to the electrophoretic transport pathways. In both methods, the electric voltage difference required for an EHD flow generation is drastically reduced to near 2 V by rectifying the ion transport pathways.

The rectification of ion transport pathways is an effective method to generate one-directional ion-dragged electrohydrodynamic flows. By setting an ion-exchange membrane in a flow channel, an electrically polarized condition is generated and causes a liquid flow to be driven when an electric field is externally applied.

Üretimi ve Electrohydrodynamic kontrolünü akar sulu elektrolit çözümlerinde

To drive electrohydrodynamic (EHD) flows in aqueous solutions, the separation of cation and anion transport pathways is essential because a directed ...

Paper-Based Preconcentration and Isolation of Microvesicles and Exosomes

Microvesicles and exosomes are small membranous vesicles released to the extracellular environment and circulated throughout the body. Because they contain various parental cell-derived biomolecules such as DNA, mRNA, miRNA, proteins, and lipids, their enrichment and isolation are critical steps for their exploitation as potential biomarkers for clinical applications. However, conventional isolation methods (e.g., ultracentrifugation) cause significant loss and damage to microvesicles and exosomes. These methods also require multiple repetitive steps &#160;of ultracentrifugation, loading, and wasting of reagents. This article describes a detailed method to fabricate an origami-paper-based device (Exo-PAD) designed for the effective enrichment and isolation of microvesicles and exosomes in a simple manner. The unique design of the Exo-PAD, consisting of accordion-like multifolded layers with convergent sample areas, is integrated with the ion concentration polarization technique, thereby enabling fivefold enrichment of the microvesicles and exosomes on specific layers. In addition, the enriched microvesicles and exosomes are isolated by simply unfolding the Exo-PAD.

Presented is a protocol to fabricate a paper-based device for the effective enrichment and isolation of microvesicles and exosomes.

Mikrovezikül ve Ekzozomların Kağıt Bazlı Preconcentration ve İzolasyonları

Microvesicles and exosomes are small membranous vesicles released to the extracellular environment and circulated throughout the body. Because they ...

Biyokimya

Fabrication of Carbon-Based Ionic Electromechanically Active Soft Actuators

Ionic electromechanically active capacitive laminates are a type of smart material that move in response to electrical stimulation. Due to the soft, compliant and biomimetic nature of this deformation, actuators made of the laminate have received increasing interest in soft robotics and (bio)medical applications. However, methods to easily fabricate the active material in large (even industrial) quantities and with a high batch-to-batch and within-batch repeatability are needed to transfer the knowledge from laboratory to industry. This protocol describes a simple, industrially scalable and reproducible method for the fabrication of ionic carbon-based electromechanically active capacitive laminates and the preparation of actuators made thereof. The inclusion of a passive and chemically inert (insoluble) middle layer (e.g., a textile-reinforced polymer network or microporous Teflon) distinguishes the method from others. The protocol is divided into five steps: membrane preparation, electrode preparation, current collector attachment, cutting and shaping, and actuation. Following the protocol results in an active material that can, for example, compliantly grasp and hold a randomly shaped object as demonstrated in the article.

This article describes a fast and simple manufacturing process of ionic electromechanically active composite materials for actuators in biomedical, biomimetic and soft robotics applications. The key fabrication steps, their importance for the actuators&#39; final properties, and some of the main characterization techniques are described in detail.

Karbon Bazlı İonik Elektromekanik Aktif Yumuşak Aktüatörlerin İmalatı

Ionic electromechanically active capacitive laminates are a type of smart material that move in response to electrical stimulation. Due to the soft, ...

Ion-Exchange Membranes for the Fabrication of Reverse Electrodialysis Device

Reverse electrodialysis (RED) is an effective way to generate power by mixing two different salt concentrations in water using cation-exchange membranes (CEM) and anion-exchange membranes (AEM). The RED stack is composed of an alternating arrangement of the cation-exchange membrane and anion-exchange membrane. The RED device acts as a potential candidate for fulfilling the universal demand for future energy crises. Here, in this article, we demonstrate a procedure to fabricate a reverse electrodialysis device using laboratory-scale CEM and AEM for power production. The active area of the ion-exchange membrane is 49 cm2. In this article, we provide a step-by-step procedure for synthesizing the membrane, followed by the stack&#39;s assembly and power measurement. The measurement conditions and net power output calculation have also been explained. Furthermore, we describe the fundamental parameters that are taken into consideration for obtaining a reliable outcome. We also provide a theoretical parameter that affects the overall cell performance relating to the membrane and the feed solution. In short, this experiment describes how to assemble and measure RED cells on the same platform. It also contains the working principle and calculation used for estimating the net power output of the RED stack using CEM and AEM membranes.

We demonstrate the fabrication of a reverse electrodialysis device using a cation-exchange membrane (CEM) and anion-exchange membrane (AEM) for power generation.

Ters Elektrodiyaliz Cihazının İmalatı için İyon Değişimi Membranları

Reverse electrodialysis (RED) is an effective way to generate power by mixing two different salt concentrations in water using cation-exchange membranes ...

Temperature-Controlled Assembly and Characterization of a Droplet Interface Bilayer

The droplet interface bilayer (DIB) method for assembling lipid bilayers (i.e., DIBs) between lipid-coated aqueous droplets in oil offers key benefits versus other methods: DIBs are stable and often long-lasting, bilayer area can be reversibly tuned, leaflet asymmetry is readily controlled via droplet compositions, and tissue-like networks of bilayers can be obtained by adjoining many droplets. Forming DIBs requires spontaneous assembly of lipids into high density lipid monolayers at the surfaces of the droplets. While this occurs readily at room temperature for common synthetic lipids, a sufficient monolayer or stable bilayer fails to form at similar conditions for lipids with melting points above room temperature, including some cellular lipid extracts. This behavior has likely limited the compositions&#8212;and perhaps the biological relevance&#8212;of DIBs in model membrane studies. To address this problem, an experimental protocol is presented to carefully heat the oil reservoir hosting DIB droplets and characterize the effects of temperature on the lipid membrane. Specifically, this protocol shows how to use a thermally conductive aluminum fixture and resistive heating elements controlled by a feedback loop to prescribe elevated temperatures, which improves monolayer assembly and bilayer formation for a wider set of lipid types. Structural characteristics of the membrane, as well as the thermotropic phase transitions of the lipids comprising the bilayer, are quantified by measuring the changes in electrical capacitance of the DIB. Together, this procedure can aid in evaluating biophysical phenomena in model membranes over various temperatures, including determining an effective melting temperature (TM) for multi-component lipid mixtures. This capability will thus allow for closer replication of natural phase transitions in model membranes and encourage the formation and use of model membranes from a wider swath of membrane constituents, including those that better capture the heterogeneity of their cellular counterparts.

This protocol details the use of a feedback temperature-controlled heating system to promote lipid monolayer assembly and droplet interface bilayer formation for lipids with elevated melting temperatures, and capacitance measurements to characterize temperature-driven changes in the membrane.

Damlacık Arayüzü Bilayer'in Sıcaklık Kontrollü Montajı ve Karakterizasyonu

The droplet interface bilayer (DIB) method for assembling lipid bilayers (i.e., DIBs) between lipid-coated aqueous droplets in oil offers key benefits ...

Application of Electrophysiology Measurement to Study the Activity of Electro-Neutral Transporters

The transport of ions through cell membranes ensures the fine control of ion content within and outside the cell that is indispensable for cell survival. These transport mechanisms are mediated by the activities of specialized transporter proteins. Specifically,pH dynamics are finely controlled by plasma membrane proton (H+) extrusion systems, such as the Na+/H+ exchanger (NHE) protein family. Despite extensive efforts to study the mechanisms underlying NHE regulation, our current understanding of the biophysical and molecular properties of the NHE family is inadequate because of the limited availability of methods to effectively measure NHE activity. In this manuscript, we used H+-selective electrodes during whole-cell patch clamping recording to measure NHE-induced H+ flux. We proposed this approach to overcome some limitations of typically used methods to measure NHE activity, such as radioactive uptake and fluorescent membrane permeants. Measurement of NHE activity using the described method enables high sensitivity and time resolution and more efficient control of intracellular H+ concentrations. H+-selective electrodes are based on the fact that transporter activity creates an ion gradient in close proximity to the cell membrane. An H+-selective electrode moving up to and away from the cell membrane in a repetitive, oscillatory fashion records a voltage difference that is dependent on H+ flux. While H+-selective electrodes are used to detect H+ flux moving out of the cell, the patch clamp method in the whole-cell configuration is used to control the intracellular ion composition. Moreover, application of the giant patch clamp technique allows modification of the intracellular composition of not only ions but also lipids. The transporter activity of NHE isoform 3 (NHE3) was measured using this technical approach to study the molecular basis of NHE3 regulation by phosphoinositides.

This manuscript describes the applications of proton-selective electrodes and patch clamping methods to measure the activity of proton transport systems. These methods overcome some limitations of techniques commonly used to study proton transport activity, such as moderate sensitivity, time resolution and insufficient intracellular milieu control.

Elektrofizyoloji ölçüm uygulanması elektro-tarafsız taşıyıcılar etkinlik çalışması için

The transport of ions through cell membranes ensures the fine control of ion content within and outside the cell that is indispensable for cell survival. ...