This work was supported by the US Army Medical Research and Materiel Command and by the Small Business Innovation Research and Small Business Technology Transfer program; Contract No. W81XWH-13-C-0093. We would like to thank Dr. Lucy Lee at the University of Fraser for being our RTgill-W1 cell culture mentor, and to acknowledge Dr. Niels Bols of Waterloo University for the development of the RTgill-W1cell line.

1. הכנת חומרי מבחן הערה: כדי להכין את biochips לבדיקה, כמה צלוחיות ומחוברות של תאי RTgill-W1 צריך להיות מוכן. הערכה טובה של מספר צלוחיות שצריכות זה בקבוק אחד ומחוברות T175 במשך 16 biochips להיות זורע. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את השלבים הבאים בתוך ארון בטיחות ביולוגי שני בכיתה (biohood) באמצעות טכניקה מזוהמת. השתמש 70% אתנול עבור חיטוי biohood וכל חומר להציב את מכסה המנוע. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן מצע פיברונקטין עבור biochips fluidic על ידי הפשרת בקבוקון 1 מ&quot;ג של פיברונקטין והדילול ב 100 מיליליטר של 15 L תקשורת סטריליים בריכוז של 10 מיקרוגרם / מיליליטר. להקפיא ב 40 aliquots מ&quot;ל צינורות פוליפרופילן סטרילי 50 מ&quot;ל חרוטי ב -20 ° C. להפשיר בכמה שעות בטמפרטורת החדר לפני זריעת biochips. לאחר מופשר, אל תקפיאו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן התקשורת תרבית תאים על ידי הוספת 50 מ&quot;ל של סרום שור העובר, 5 מ&quot;ל של 200 מ&quot;מ sup L-alanyl-L- גלוטמיןplement, ו -5 מ&quot;ל של פתרון פניצילין / סטרפטומיצין (10,000 יחידות פניצילין / מ&quot;ל ​​ו -10,000 מיקרוגרם סטרפטומיצין / מ&quot;ל) המניה ל -500 מ&quot;ל של L-15 מדיה. זו תניב 560 מיליליטר של תרבית תאי תקשורת המכילה סרום 9%. לְקַרֵר. הערה: זו תהיה תקשורת תרבית תאים המלאה המשמשת צלוחיות תרבות biochips. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בקבוקי מדיה אבקה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן מראש 0.1 DRAM בקבוקוני snap-כובע המכילים 60 מ&quot;ג ± 0.5% של אבקת L-15ex באמצעות מתקן אבקה אוטומטית. לייבל צלוחיות עם התאריך האבקה היה מרוקן בקבוקוני במקרר (בכמויות של 50) בשקיות פולי metalized recloseable; כל חבילות התייבשות שלוש 1 גרם סיליקה ג&#39;ל המכיל. הערה: תקשורת בקבוקוני אבקת L-15ex יכולים להתבצע לאחסן עד 9 חודשים מראש של בדיקות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע פתרון של 100 מ&quot;ל 20% אקונומיקה על ידי דילול אקונומיקה ביתית עם מים ללא יונים (DI). מעריכים כי 5 מ&quot;ל של תמיסת אקונומיקה יהיה צורך עבור כל דוochip. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך מכלולים צינורות biochip ידי חיתוך 27 סעיפי מ&quot;מ של צינורות ביולוגיים autoclavable (2 סעיפים לכל biochip להיות זורעים) ולהשתלב בשני הקצוות של הצינור עם אבזרי luer תלושים פוליקרבונט. מניח מכלולי צינורות בתוך שקית חיטוי autoclavable במשך 8 דקות ב 134 מעלות צלזיוס. כמו כן תקעי biochip חיטוי (2 לכל biochip) בשקית נפרדת אותן ההגדרות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מי חיטוי DI במשך 30 דקות at121 ° C. הערה: מים זה ישמש עבור שטיפת biochips לאחר הזריעה. מעריכים כי 10 מ&quot;ל יהיה צורך עבור כל biochip. הערה: היקף בפועל של כל ערוץ biochip הוא 2 מיליליטר, אבל 5 מיליליטר של מים סטריליים הוא שטף דרך כל ערוץ לאחר הסרת פתרון אקונומיקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך מכלולים צינורות הזרקת מזרק על ידי חיתוך 27 סעיפי מ&quot;מ של צינורות ביולוגיים מצרף אבזרי luer התלוש זכר בשני הקצוות של הצינור. מניח מכלולי צינורות בתוך כיס עיקור בחום חותם נייר חיטוי במשך 8 דקות ב 134 &amp;# 176; ג. </li></ol> נוהל 2. מתזמן biochip fluidic הערה: בצע את כל הנהלים שבו biochips או התקשורת מתבצע בתוך ארון בטיחות ביולוגי בכיתה שנייה באמצעות טכניקה מזוהמת. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עשרים וארבע שעות לפני זריעה מתוכננת, להסיר את biochips מאריזה יצרנית של biohood ומקום במקרי מכשיר פלסטיק מעוקר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקר את biochips באמצעות פתרון אקונומיקה 20% כדלקמן הערה: היסטורי, הליך הלבנה זו מנע גידול פטרייתי של biochips במהלך האחסון לטווח ארוך במקרה כי עיקור הפלזמה של biochips נעשה על ידי היצרן לא היה יעיל. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מזרק 20 מ&quot;ל סטרילי עם צינורות הזרקה במזרק המצורף הרכבה ועבודה של biohood, להזריק 2 מ&quot;ל של פתרון אקונומיקה 20% לתוך כל ערוץ של biochip. אפשר biochips לשבת במשך שעה 1 עם פתרון האקונומיקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שעה, asp ואקוםנזעם פתרון האקונומיקה משני הערוצים באמצעות הרכבת luer התלוש זכר סטרילי המצורפת צינורות ואקום היניקה. השתמש באחת הרכבות צינורות biochip כביוב כאשר שטיפת biochips. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מזרק 20 מ&quot;ל סטרילי מחוברת הרכבה הזרקת מזרק סטרילי, שטוף כל ערוץ של השבב עם 5 מ&quot;ל של מים סטריליים, המאפשר את המים העודפים להתנקז לתוך המיכל biohood. ואז ואקום לשאוב את המים כפי שתואר על האקונומיקה ומקום biochips בחזרה במקרי מכשיר פלסטיק ולהשאיר את biohood עד זורעים עם תאים למחרת. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שישים דקות לפני זריעת biochips, להזריק 2 מ&quot;ל של פתרון פיברונקטין 10 מיקרוגרם / מ&quot;ל ​​לתוך כל ערוץ של biochip. השאירו את biochips ב biohood למשך 60 דקות, ולאחר מכן לשאוב לשאוב את פיברונקטין (כמתואר בשלב 2.2.3) לפני זריעת biochip עם תאים. מניח שני קטעים של מכלולי צינורות biochip סטרילי (עייןסעיף 1.4) על היציאות של biochips. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Trypsinize בקבוק T175 אחד ומחוברות RTgill-W1 על כל 16 biochips באמצעות הנהלים המפורטים באוסף התרבות האמריקאית סוג גיליון תיאור המוצר (ATCC) 16. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשאוב את התקשורת מהבקבוק והמחובר (ים) של תאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את שכבת התאים עם 15 מ&quot;ל של PBS ולאחר מכן לשאוב את. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 6 מ&quot;ל של טריפסין / EDTA אל שכבת התאים בכל בקבוק T175 ולאפשר לתאים trypsinize עבור ~ 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 15 מ&quot;ל של התקשורת תרבות שלמה L-15 תא בקבוק אחד להפסיק trypsinization. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבב את מתלי התא במכל חד פעמי סטריליות. הערה: גודל מיכל יכול לנוע בין 150-500 מ&quot;ל, תלוי במספר biochips להיות זורעים. מעריכים כי 5 מ&quot;ל של תרחיף תאים יהיה צורך לכל biochip. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר ~ 1 מיליליטר של השעית התא ומקום לתוך צינור microcentrifuge עבור ספירה. באמצעות מיקרוסקופ brightfield עם objecti 10Xve ו hemocytometer, סופרות aliquot 10 μl של תאים ולחשב את היקף התקשורת L-15 תא תרבות שלמה הדרוש להשגת השעיה תא של 2.5 x 10 5 תאים / מ&quot;ל. הערה: אם אתה משתמש השעית תא זרע צלוחיות להמשיך התרבות, זו תהיה הנקודה לעשות זאת. התאם את ריכוז תא השעיה באמצעות תרבית תאי תקשורת מלאה L-15. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות syringeattached 20 מיליליטר סטרילי לאסיפת צינורות הזרקת מזרק סטרילי (ראה סעיף 1.6), להזריק 2.5 מיליליטר של השעית התא ליציאה החיצונית של כל ערוץ של biochip (כלומר, את היציאות אין להם את הצינורות מחוברים), המאפשר חלק ההשעיה תא נוסף לזרום החוצה של הצינור לתוך מיכל פסולת של biohood. הערה: פעולה זו תבטיח כי הערוץ כולו הצינור מחובר יהיה מלאים השעית התא. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור לולאה סגורה עבור כל ערוץ biochip ידי הוספת את הקצה החופשי של הצינור עם fitti luerng לתוך השקעים החיצוניים עבור כל ערוץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נגב כל מדיה עודפת הנחה של הלולאות הסגורות עם מגבת נייר טבולה 70 אתנול% ומקום biochips בחזרה בתיבת הפלסטיק C חמם 20 °. תנו לכל biochip מספר זיהוי ייחודי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בימים 4 ו -7, להסיר את biochips מן החממה 20 ° C ומלא את התקשורת בכל biochips עם תקשורת תרבית תאי L-15 שלמה-equilibrated טמפרטורה. בצע את אותו התהליך כמו בשלב 2.6 למעט שימוש רק מדיה תרבית תאי L-15 במקום (לא השעית תא). מניחים את biochips בחזרה בחממה 20 ° C לאחר שההנקה 4 יום. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר האכלה 7 יום, להסיר ולסלק את הצינורות מן שבבי והכנס את פקקי הניקוז autoclaved ב biochips. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את biochips בקופסה C חממה 6 ° עד בשימוש לבדיקה. הערה: השבבי ניתן לאחסן בטמפרטורה בקירור עד 9 חודשים והם עדיין מעשיים עבור i בדיקותn הקוראים ECIS. </li></ol></li></ol> 3. בדיקת ECIS עם biochips <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן כימיקלי מבחן אם משתמש. (ראה ברנן, et al., 2012 7 להכנת כימיקלים מבחן). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סר קורא ECIS ואספקת בדיקה מתוך תיק הנשיאה. הסרת biochip מוכן מן החממה C 6 °. מניחים את biochip על מגבת נייר. הפעל את הקורא ECIS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות 10 מ&quot;ל מזרקים, להפריש 10 מ&quot;ל מים מלאים לתוך צנצנת מלאת פלסטיק שקוף 0.5 אונקיה שכותרתו 10 מיליליטר של מדגם הבדיקה לצנצנת בדיקת פלסטיק שקוף 0.5 אונקיה שכותרתו. הערה: 1) הקפד להסיר בועות עבור מדידה מדויקת. 2) מזרקים וצנצנות מקודדים באמצעות צבע; כחול לבקרה אדומה עבור בדיקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סור שני בקבוקוני תקשורת אבקה מן שקיות נייר הכסף. אחד פתוח צלוחיות תקשורת האבקה (כלי רב שימוש במידת צורך) ויוצקים כל תוכן של בקבוקון אחד לתוך הצנצנת במים מלאים, שומט את הבקבוקון כולו לתוךהפתרון גם כן. חזור על הליך זה עם צנצנת הבדיקה. שווי ולנער את הצנצנות על מנת להבטיח כי האבקה היא מומסת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממלאים כל של מזרקים 10 מ&quot;ל בצבע עם 9 מ&quot;ל של או מלאה (מזרק כחול) או מבחן (מזרק אדום) פתרונות מן בקבוקונים בהתאמה. הסר בועות אוויר מזרקים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המצתים מנמלי biochip ולצרף לטמיון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את biochip למגש פלסטיק נשלף בקורא ECIS ולסגור את המכסה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף מזרקים מלאים ליציאות biochip החיצוניות ולצרף את הבוכנה במזרק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מהמסך הראשי, בחר &quot;הבא&quot; כדי ליזום בדיקה מקדימה. הערה: תוכנת Reader תבדוק עכבות. אם עכבות נמצאות בטווח המוגדר על ידי המשתמש (בדרך כלל בין 1,000 ל -3,000 אוהם) המסך ירשום &quot;מחסנית העבר&quot; כמצוין באיור 3, ולהורות למשתמש לבחור &quot;הבא&quot; ואת התוכנה תהיה המשך לשלב 3.10). אם עכבות והם אינם מצוייםבטווח סט בגלל biochip פגום או חיבור לקוי של biochip לקורא (בדרך כלל עקב חוסר תיאום בין אלקטרודות), ואז המסך ירשום &quot;מחסנית נכשל&quot; ואת תהיה למשתמש אפשרות או &quot;בטל&quot; או &quot;אמת&quot; במבחן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר &quot;בטל&quot; כדי לחזור לשלב 3.9). בחר &quot;אמת&quot; כדי להמשיך לשלב 3.10) לאחר הקבלה &quot;מחסנית העבר&quot; הודעה ובחירה &quot;הבא&quot;. הערה: עדיף לקחת את biochip החוצה חזותית לבדוק בו פגמים או דולף אם &quot;מחסנית נכשל&quot; ההודעה התקבלה לפני שתמשיך עם biochip חדש. </li></ol></li></ol><img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/53555/53555fig3.jpg" /> איור 3:. ECIS Reader תמונת מסך של biochip עם קריאות עכבה קבילות בצילום מסך פרטי קריאות עכבה ראשוניות אוהם של כל אחת השיתוף 4אלקטרודות ntrol (CE) ו -4 אלקטרודות בדיקה מדגמית (SE) בתוך biochip fluidic. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/53555/53555fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <ol start="10" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר יתבקש על ידי הקורא, זן המידע המדגם באמצעות מקלדת רכה ולאחר מכן בחר &#39;קבל&#39; בסיום. הערה: התוכנה הקוראת ECIS אוטומטי תחתים כל נתונים עם התאריך, השעה ומידע נוסף שזין המשתמש; כגון מספר biochip, ואת סוג חומר כימי והריכוז. שני דק של נתוני עכבה ייאסף מן biochip מוכנס טיימר על מסך יספור-פעם למטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי שתי דקות כאשר תתבקש לעשות זאת לפי ההוראות על המסך כי הם הברקה בתוך תיבה אדומה, פגע &quot;הבא&quot;. כשתתבקש קופסה ירוקה מהבהבת כדי &quot;להזריק דגימות עכשיו&quot;, להזריק מלאה התקשורת הבדיקה מן מזרקים מחוברים בו זמנית לתוך biochip channאלס. השאר את המזרקים במקום על biochips בסיום. הערה: ערכי עכבה ייאספו אחת לדקה למשך 60 דקות. אם תוכנת קורא ECIS קובעה כי ערוץ הטיפול שונה סטטיסטית מהערוץ המלא בכל נקודה בין 10 ל 60 דקות לאחר תחילת בדיקה, ולאחר מכן התצוגה על מסך תציין כי המדגם הוא &quot;מזוהם&quot;. אם הטיפול אינו שונה מערוץ שליטה, אז המסך יציין &quot;אין זיהום זוהה&quot; בסוף של הפעלה נסיונית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תוצאות הבדיקה קלט כ מזוהם או לא מזוהמות עבור כל דגימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסוף בטווח הבדיקה, להסיר ולסלק biochip. לשטוף ואוויר-לייבש את מזרקים, מבחנות הבדיקה מגש פלסטיק נשלף בו שכנו biochip במהלך הבדיקות. הערה: קורא ECIS יש 4 GB של אחסון משולב עבור התוכנה המבצעית, מודלים מלאי קבצי הבדיקה מופקים הפעלת בדיקה. זה מאפשר מספר הקבצי הבדיקה ousand להיות מאוחסן על הקורא. קבצים ניתן לאחזר עם כונן USB לקפוץ והועברו למחשב לניתוח נוסף למטרות מחקר אם ירצו בכך. </li></ol>

<ol>
	<li>Pancrazio, J. J., Whelan, J. P., Borkholder, D. A., Ma, A., Stenger, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+application+of+cell-based+biosensors.">Development and application of cell-based biosensors.</a> Ann. Biomed. Eng. 27, 697-711 (1999).</li><li>States, S., Scheuring, M., Kuchta, J., Newberry, J., Casson, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utility-based+analytical+methods+to+ensure+public+water+supply+security.">Utility-based analytical methods to ensure public water supply security.</a> J. Am. Water Works Assoc. 95, 103-115 (2003).</li><li>Kelly, T., Baxter, W., McCauley, M., Koglin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testing+of+Screening+Technologies+for+Detection+of+Toxic+Industrial+Chemicals+in+All+Hazards+Receipt+Facilities.">Testing of Screening Technologies for Detection of Toxic Industrial Chemicals in All Hazards Receipt Facilities.</a> EPA/600/R-08/034. , 1-25 (2008).</li><li>van der Schalie, W. H., James, R. R., Gargan, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selection+of+a+battery+of+rapid+toxicity+sensors+for+drinking+water+evaluation.">Selection of a battery of rapid toxicity sensors for drinking water evaluation.</a> Biosens. Bioelectron. 22, 18-27 (2006).</li><li>Iuga, A., Lerner, E., Shedd, T. R., van der Schalie, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+responses+of+a+melanophore+cell+line+to+chemical+contaminants+in+water.">Rapid responses of a melanophore cell line to chemical contaminants in water.</a> J. Appl. Toxicol. 29, 346-349 (2009).</li><li>Curtis, T. 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=Suitability+of+invertebrate+and+vertebrate+cells+in+a+portable+impedance-based+toxicity+sensor:+temperature+mediated+impacts+on+long-term+survival.">Suitability of invertebrate and vertebrate cells in a portable impedance-based toxicity sensor: temperature mediated impacts on long-term survival.</a> Toxicol In Vitro. 27, 2016-2066 (2013).</li><li>Brennan, L. M., Widder, M. W., Lee, L. E. J., van der Schalie, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+storage+and+impedence-based+water+toxicity+testing+capabilities+of+fluidic+biochips+seeded+with+RTgill-W1+cells.">Long-term storage and impedence-based water toxicity testing capabilities of fluidic biochips seeded with RTgill-W1 cells.</a> Toxicol In Vitro. 26, 736-745 (2012).</li><li>Widder, M. W., Brennan, L. M., Hanft, E. A., Schrock, M. E., James, R. R., van der Schalie, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+and+refinement+of+a+field-portable+drinking+water+toxicity+sensor+and+a+fluidic+biochip.">Evaluation and refinement of a field-portable drinking water toxicity sensor and a fluidic biochip.</a> J. Appl. Toxicol. , (2014).</li><li>O'Shaughnessy, T. J., Gray, S. A., Pancrazio, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cultured+neuronal+networks+as+environmental+biosensors.">Cultured neuronal networks as environmental biosensors.</a> J. Appl.Toxicol. 24, 379-385 (2004).</li><li>Eltzov, E., Marks, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-cell+aquatic+biosensors.">Whole-cell aquatic biosensors.</a> Anal. Bioanal. Chem. 400, 895-913 (2011).</li><li>Giaever, I., Keese, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+morphological+biosensor+for+mammalian+cells.">A morphological biosensor for mammalian cells.</a> Nature. 366, 591-592 (1993).</li><li>Curtis, T. 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=A+portable+cell-based+impedance+sensor+for+toxicity+testing+of+drinking+water.">A portable cell-based impedance sensor for toxicity testing of drinking water.</a> Lab on a Chip. 9, 2176-2183 (2009).</li><li>Xiao, C., Luong, J. H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+cytotoxicity+by+emerging+impedance+spectroscopy.">Assessment of cytotoxicity by emerging impedance spectroscopy.</a> Toxicol. .Appl. Pharmacol. 206 (2), 102-112 (2005).</li><li>Xing, J. Z., Zhu, L., Gabos, S., Xie, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microelectronic+cell+sensor+assay+for+detection+of+cytotoxicity+and+prediction+of+acute+toxicity.">Microelectronic cell sensor assay for detection of cytotoxicity and prediction of acute toxicity.</a> Toxicol. In Vitro. 20, 995-1004 (2006).</li><li>Lee, L. E. J., Dayeh, V. R., Schirmer, K., Bols, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+and+potential+uses+of+fish+gill+cell+lines:+examples+with+RTgill-W1.">Applications and potential uses of fish gill cell lines: examples with RTgill-W1.</a> In Vitro Cell. Develop. Biol.- Animal. 45, 127-134 (2009).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RT-gill-W1+(ATCC+CRL-2523)+Culture+Method.">RT-gill-W1 (ATCC CRL-2523) Culture Method.</a> American Type Culture Collection (ATCC). , (2015).</li></ol>

Opinions, interpretations, conclusions, and recommendations are those of the authors and are not necessarily endorsed by the U.S. Army. Citations of commercial organizations or trade names in this report do not constitute an official Department of the Army endorsement or approval of the products or services of these organizations. Authors Linda M. Brennan and Mark W. Widder, both of the US Army Center for Environmental Health Research, declare that they have no competing financial interests. Michael Mayo, Michael McAleer and Alex Greis are employees of Nanohmics that produces the disposable biochips and instruments used in this Article.10251980

הטכנולוגיה ECIS ביצועים טובים במעבדה הגדרה והיה מסוגל לזהות מזהמים מים פוטנציאל בריכוזים שרלוונטיים לבריאות האדם. ניידות ואריזה של הטכנולוגיה עושה את זה תורמת השימוש בשטח. צעדים קריטיים בפרוטוקול להצלחת הטכנולוגיה הם כדלקמן: 1) לשמור על תנאים מזוהמים במהלך התרבות, זריעה, והאכלה של biochips, 2) שמור על biochips זרע בתנאים בקירור עד מוכן לבדיקה מאז תאי RTgill-W1 לא ישרוד זמן רב מאוד ברגע שהם חשופים לטמפרטורות מעל 25 ° C, 3) מדויקים לשקול את L-15ex צלוחיות תקשורת האבקה למדוד במדויק את דגימות מים כדי למנוע הפקת תוצאות חיוביות שגויות, אשר יכול להיגרם על ידי תזוזה osmolality של התקשורת ולא רעילות מדגם, 4) פעל לפי ההוראות המשתמש במסך ECIS להרצת בדיקות. התוכנה אצל הקורא יתריע למשתמש אם מדינה דוochip אינה מקובלת לבדיקה (המבוססת על קריאות עכבה ראשוניות) כאשר biochip מוכנס ראשון לתוך הקורא. אם רמות העכבה אינן מקובלות לבדיקה, התוכנה לא תאפשר למשתמש להמשיך עם בדיקות עד biochip חדש משמש. סיבות קריאות עכבה מקובלות בדרך כלל עקב חוסר תיאום קל של אלקטרודות biochip עם סיכות קורא ECIS או דליפת נוזל לאורך אחד הקצוות הדבקים של biochip. יש כמה מגבלות על הטכנולוגיה הזו בגלל חיישן ECIS נבדק רק עם מי שתייה ולא עם מים עיליים. התאים RTgill-W1 כי הם על biochip לא יכול לסבול הקפאה או טמפרטורות הרבה מעל 25 מעלות צלזיוס למשך פרק זמן ממושך (מסגרת הזמן יכול להיות משעות ימים תלוי בטמפרטורה. Biochips לתפקד בצורה הטובה ביותר בתחום טמפרטורות מ בקירור בטמפרטורת החדר 7. הם מוכנים לשימוש מיידי, עם זאת, מיד לאחר להיות removed מ בקירור. מכולות בקירור ניידות משמשות כיום על ידי אנשי צבא בתחום אספקה ​​רגישה לטמפרטורה. מכולות אותו אלה יכולים לשמש לתחבורה biochip זרע. עוד גבול טכנולוגיה זו הוא כי גם אם היא חיישן רעיל בפס רחב, זה לא מגיב היטב, אם בכלל, כדי תרכובות עיכוב cholinesterase, כגון חומרי הדברה מסוימים. למילוי זה פער יכולות, חיישן ECIS נועד לשמש בשילוב עם assay מבחן הדברה מהירה זמין מסחרי כאשר בודקים דגימות מים כדי לספק את המשתמש עם מגוון רחב יותר של בדיקות רעילות. ההערכה היא assay האנזימטית מהירה נועדה לזהות חומרי דברת organophosphate ו carbamate תוך 30 דקות. חיישן ECIS משלים את WQAS-PM (ניתוח מערכות איכות מי - רפואה מונעת) מערכת בדיקת מים בתנאי שדה, המשמשת כיום על ידי אנשי רפואה מונעת צבאיים לזהות, ארסןic, עופרת, או ציאניד דגימת מים לשתייה. למרות חיישן ECIS לא יזהה מה חומר המזהם הוא, זה יציין אם מתכות מסוימות או תרכובות אורגניות נוכחות, המציין כי המים לא יכולים להיות מתאימים לצריכה אנושית. תוצאות בדיקת ECIS זמינות בתוך שעה. דגימות המים אז יכולות להישלח החוצה לניתוח נוסף לזיהוי של הזיהום אם יש תוצאה חיובית בבדיקה. כפי שתואר לעיל, הקורא ECIS נועד להיות חלק ממערכת הכוללת ערכת ACE האנזימטית נפרד כדי לכסות ספקטרום רחב של גילוי מזהמים. שני קוראים אלה שצריכים לארוז בתיק חסון לתחבורת שדה לשימוש בשדה ידי חיילים.

המטרה הכללית הייתה לפתח שיטת תא הזריעה, האחסון ובחינת biochips fluidic ב biosensor ECIS. המטרה לפיתוח biosensor זה הייתה לפגוש מפרטי צבא ארה&quot;ב עבור מכשיר נייד שדה שיכול לזהות זיהום אפשרי של אספקת מים לשתייה בשימוש על ידי חיילים. הדרישות עבור החיישן הרעיל היו שזה יכול לזהות קשת רחבה של תרכובות תעשייתיות רעילות במהירות (תוך שעה) בריכוזים רלוונטיים לבריאות אדם, כי מכשיר להיות שדה-נייד, ואת הרכיבים הביולוגיים יהיו חיי מדף של לפחות תשעה חודשים. קירור, אבל לא קפוא, של רכיבים מתכלים היו מקובלים. מבחינה היסטורית, טכנולוגיות בדיקות מים ניידים שדה עם מרכיב ביולוגי אליהם (כגון נוגדנים, אנזימים, או חומצות גרעין) כבר אנליטי ספציפי 1-3. החסרון לסוגים אלה של חיישנים ביולוגיים הוא שהם יהיו Only לזהות סוג של כימיקל אחד בכל פעם. חיישנים מרובים נדרשים אם הוא חשוד כי יותר מ כימי אחד קיים. אם חיישן ספציפי הוא לא ברפרטואר הבדיקה, מזהמים כימיים במים יכולים בקלות ללכת מבלי שיבחינו בו. Broad מבוסס חיישנים רעילים, ומצד שני, יש הפוטנציאל למלא את פער הטכנולוגיה הזו. יש אלה בדרך כלל מרכיב הסלולר להם 4-8. היתרונות של חיישנים ביולוגיים רעילות בקנה מידה רחב יהיו שיוכלו לזהות נוכחות של מגוון רחב של מזהמים כימיים, כולל תערובות אלמונים, בתוך פרק זמן קצר יחסית 5,9,10. הרעיון של שימוש במדידת עכבה חשמלית של monolayers התא כחיישן רעילות אפשרי, אשר ידוע גם בשם חישת עכבת תא מצע חשמלי (ECIS), תואר לראשונה על ידי Giaever ו Keese 11. במהלך שני העשורים האחרונים הוכח להיות אינדיקטור רגיש של התא viab<html> ility ו cytotoxicity. ביסודו של דבר, monolayer התא כי היא דבקת האלקטרודות על biochips חשוף בתדר גבוה ומתח נמוך אות הנוכחי amperage לסירוגין. בשכבה והמחוברת של תאים מעכבת את זרימת אלקטרונים. כאשר שלמות monolayer התא נפגעת (כגון כאשר חומר כימי רעיל הוא הציג), חיישן ECIS רושם שינוי העכבה החשמלית 11-14. איור 1 מדגים את העיקרון של ECIS ביחס monolayer התא על biochip . <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53555/53555fig1.jpg" /> איור 1:.. עיקרון ECIS האיור של monolayer תא על biochip עם סכמטי חשמלי קורא ECIS פשוט <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/53555/53555fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> &gt; בתחילה, שורות תאים יונקים היו זורעים ב biochips fluidic ושימשו בטכנולוגיה חיישן ECIS המתואר כאן 12. תאים אלה לא היו מעשיים לשימוש בשטח, לעומת זאת, כי הם נדרשים שינויי תקשורת תכופה, היו חיי מדף מוגבלים, נדרשים סביבה מלאכותית CO 2 ובטמפרטורת דגירת 37 מעלות צלזיוס. התגלה כי קו תא זמין מסחרי שמקורם בתאי האפיתל זימי פורל קשת (RTgill W-1 תאים) יכול להיבדק בטמפרטורת חדר סביבת CO 2, נוצר בשכבה ומחוברת של biochips, יכול להיות מאוחסן בטמפרטורה בקירור, ו הייתה תגובה מהירה (1 hr או פחות) לקשת רחבה של כימיקלים בריכוזים רלוונטיים לבריאות אדם 12. יישומים של תאים RTgill-W1 ב טוקסיקולוגיה, וכן במחקר בסיסי, נבדקים על ידי Lee et al. 15 שיטות זריעה, אחסון ובחינת biochips fluidic המכיל<html> monolayers של תאים RTgill-W1 על biochips fluidic בתוך biosensor ECIS מתוארים כאן. Biochips fluidic ניתן לאחסן עד 9 חודשים במצב בקירור ניתן להעבירה במיכל בקירור, לבדיקה של SUPPLIES.THE מי השתייה המלווה הקוראים ECIS, או יחידות הבדיקה, נשלחים בנפרד. Biochips יש שני מרכיבים אליהם; שכבת פוליקרבונט עליונה עם שני ערוצים נוזלים נפרדים, ושכבה אלקטרונית נמוכה המכילה ארבע כריות אלקטרודה לכל ערוץ עבור חישת עכבה. ישנם 10 אלקטרודות עבודה לכל כרית; אלקטרודה כל הוא 250 מיקרומטר קוטר. Biochips התאספו להם קשרים אלקטרודה זהב לרכישת קריאות עכבה כאשר מוכנס לתוך יחידת מבחן ECIS. כל אחד מהערוצים בצורת U fluidic שני סגורים יקיימו 2 מיליליטר של השעית תא RTgill-W1. איור 2 מראה biochip fluidic בקורא ECIS עם גדלה של תאים ומחובר על אלקטרודה חישה יחידה. = &quot;Jove_content&quot; FO: keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53555/53555fig2.jpg" /> איור 2:.. Biochip fluidic ב ECIS Reader אזור מוגדל תערוכות בשכבה ומחוברת של תאי RTgill-W1 על אלקטרודה חישה יחידה <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/53555/53555fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

<table fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Life Technologies, Inc. www.lifetechnologies.com</td>
			<td>16000-085</td>
			<td>Store @ -20 &#176;C. Thaw @ room temperature before use. Ingredient for complete L-15 cell culture media (10%).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibronectin, bovine plasma</td>
			<td>EMD Millipore Corp.&#160;&#160; www.emdmillipore.com&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td>341631-1 mg</td>
			<td>Store @ -20 &#176;C. Thaw @ room temperature before use. Mix with L-15 media for a concentration of 10 ug/mL and freeze @ -20 &#176;C in aliquots. Use as substrate for biochips.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-15 media without L-glutamine</td>
			<td>Lonza&#160; www.lonzabioscience.com</td>
			<td>12-700F</td>
			<td>Basal media for cell culture and feeding biochips. Store at 6 &#176;C.</td>
		</tr>
		
		<tr>
			<td>L-15ex powdered media with phenol red</td>
			<td>US Biological&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.usbio.net</td>
			<td>L1501</td>
			<td>Media is weighed out in 60 mg aliquots in 0.1 dram vials and stored at 6 &#176;C in foil pouches with dessicant packs. Nine month shelf-life. Mixed with 10 mL of water sample for testing in biochips.</td>
		</tr>
	
		<tr>
			<td>PBS, w/o Ca++ or Mg++</td>
			<td>Lonza&#160; www.lonzabioscience.com</td>
			<td>17-516F</td>
			<td>Store at room temperature. Used for rinsing media when trypsinizing cell culture flasks.&#160;&#160;</td>
		</tr>
		
		<tr>
			<td>Trypsin, EDTA</td>
			<td>Lonza&#160; www.lonzabioscience.com</td>
			<td>CC-5012</td>
			<td>Store @ -20 &#176;C. Thaw at room temperature and use to trypsinize cell culture flasks.&#160;</td>
		</tr>
	
		<tr>
			<td >T175 culture flasks</td>
			<td >Fisher Scientific 
			www.fishersci.com</td>
			<td >12-565-30</td>
			<td >Used for culturing RTgill-W1 cells.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bleach</td>
			<td>Chlorox&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.chlorox.com</td>
			<td></td>
			<td>Diluted to 20% with millique or distilled water for cleaning ECIS chips. Any household bleach is acceptable.</td>
		</tr>
		
		<tr>
			<td>70 % ethyl alcohol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For disinfecting biohood surfaces and any materials being placed in biohood.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rainbow trout gill cells (RTgill-W1)&#160;</td>
			<td>American Type Tissue Culture Collection&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.atcc.org</td>
			<td>CRL-2523</td>
			<td>Cells cultured and used for biosensor (seeding biochips).</td>
		</tr>
	
		<tr>
			<td>GlutaMAX-1 Supplement, 200 mM</td>
			<td>Lonza&#160; www.lonzabioscience.com</td>
			<td>35050-061</td>
			<td>Store at room temperature.&#160; Ingredient for complete L-15 cell culture media (1%).</td>
		</tr>
	
		<tr>
			<td>Penn/Strep Stock 10K/10K</td>
			<td>Lonza&#160; www.lonzabioscience.com</td>
			<td>17-602E</td>
			<td>Store @ -20 &#176;C. Thaw @ room temperature before use. Ingredient for complete L-15 cell culture media (1%).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pharmed BPT tubing</td>
			<td>U.S. Plastic Corp.&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.usplastic.com</td>
			<td>57317</td>
			<td>Cut in 27 mm sections and autoclaved. Used for seeding biochips with cells and as a closed loop between media changes.</td>
		</tr>
		
		<tr>
			<td>Polycarbonate luer fittings for Pharmed tubing assemblies</td>
			<td>Value Plastics&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td>MTLS210-9</td>
			<td>Secured to each end of cut Pharmed tubing for insertion into bichips.</td>
		</tr>
	
		<tr>
			<td>20 mL syringes, slip-tip</td>
			<td>VWR Scientific&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; us.vwr.com</td>
			<td>BD302831</td>
			<td>Used for injection of cell suspension for seeding ECIS chips, as well as for feeding chips.</td>
		</tr>
		
		<tr>
			<td>0.1 dram snap-cap polypropylene microvials</td>
			<td>Bottles Jars and Tubes, Inc.&#160;&#160; www.bottlesjarsandtubes.com</td>
			<td>30600</td>
			<td>Used to store 60 mg aliquots of L-15ex powdered media.</td>
		</tr>
		
		<tr>
			<td>60 mil Lexan fluidic ECIS biochips</td>
			<td>Nanohmics, Inc.&#160;&#160;&#160; www.nanohmics.com</td>
			<td></td>
			<td>Custom-made by Nanohmics, Inc. RTgill-W1 cells will be injected into the biochips and seeded chips will be placed in ECIS reader for testing.</td>
		</tr>
	
		<tr>
			<td>Autoclavable Plastic Instrument Box 
			17 1/2&#34; x 7 3/4&#34; x 2 3/8&#34;</td>
			<td >Medi-Dose EPS&#160;&#160;&#160;&#160; medidose.com</td>
			<td >IB701</td>
			<td >Used to store the following; autoclaved plugs, biochips that have been cleaned, seeded biochips.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paper heat-seal sterilization pouches, 7 &#189;&#8221; x 13&#8221;</td>
			<td>CardinalHealth&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.cardinalhealth.com</td>
			<td>90713</td>
			<td>Used for autoclaving tubing and fittings and plugs.</td>
		</tr>
	
		<tr>
			<td>Quantos automated powder dispenser</td>
			<td>Mettler Toledo&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.mt.com</td>
			<td>QB5</td>
			<td>Automated dispension of 60 mg aliquots of powdered L-15ex into 0.1 dram vials.</td>
		</tr>
		
		<tr>
			<td>ECIS reader</td>
			<td>Nanohmics, Inc.&#160;&#160;&#160; www.nanohmics.com</td>
			<td></td>
			<td>Custom-made by Nanohmics, Inc. Seeded biochip is inserted into the reader for conducting water toxicity testing.</td>
		</tr>
	
		<tr>
			<td>3 X 5 metalized 2.5 mil polypropylene reclosable bags</td>
			<td>Uline&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.uline.com</td>
			<td>S-16893</td>
			<td>Packaging and storage for both seeded biochips and powdered L-15ex media vials.</td>
		</tr>
		
		<tr>
			<td>Leatherman squirt ps4</td>
			<td>Amazon&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.Amazon.com</td>
			<td></td>
			<td>Used to open powdered media vials.</td>
		</tr>
		
		<tr>
			<td>1 gram silica gel desiccant packets&#160;</td>
			<td>Uline&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.uline.com</td>
			<td>S-3902</td>
			<td>Put in polypropylene bags with L-15ex powdered media vials to prevent the powder from picking up moisture.</td>
		</tr>
	
		<tr>
			<td>Sterile 250 or 500 mL Nalgene bottles</td>
			<td >Fisher Scientific 
			www.fishersci.com</td>
			<td >09-740-25C or E</td>
			<td >Hold cell suspensions for seeding ECIS chips in biohood.</td>
		</tr>
	
		<tr>
			<td>Plugs for biochips</td>
			<td>Nanohmics, Inc.&#160;&#160;&#160; www.nanohmics.com</td>
			<td></td>
			<td>Custom-made by Nanohmics, Inc. Used to seal ports on biochips before storage @ 6&#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drains for ECIS biochips</td>
			<td>Nanohmics, Inc.&#160;&#160;&#160; www.nanohmics.com</td>
			<td></td>
			<td>Custom-made by Nanohmics, Inc. Placed on 2 inner ports on biochips prior to insertion in ECIS reader.&#160; Allows for excess media to drain from channels during test injections.&#160;</td>
		</tr>
		
		<tr>
			<td>Hemocytometer</td>
			<td >Fisher Scientific 
			www.fishersci.com</td>
			<td >S17040</td>
			<td >Needed for counting cells prior to adjusting cell suspension for injection into biochips.</td>
		</tr>
		
		<tr>
			<td>Brightfield microscope w/ 10X objective</td>
			<td>Leitz Labovert</td>
			<td></td>
			<td>Any brightfield microscope is acceptable.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Class II biological safety cabinet</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any class II biological safety cabinet where cell culture can be performed under sterile conditions is acceptable.</td>
		</tr>
		
		<tr >
			<td >Microcentrifuge tubes, 0.6 mL</td>
			<td >Fisher Scientific 
			www.fishersci.com</td>
			<td >02-681-311</td>
			<td >Holds 1 mL of cell suspension prior to counting cells.</td>
		</tr>
	
		<tr >
			<td >Slip 10 cc red syringes</td>
			<td >Procedure Products, Inc.&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.procedureproducts.com</td>
			<td >S/49S 30-R</td>
			<td >Withdraws 9 mL of test water sample and used to inject sample into biochip.</td>
		</tr>
		
		<tr >
			<td >Slip 10 cc blue syringes</td>
			<td >Procedure Products, Inc.&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.procedureproducts.com</td>
			<td >S/49S 30-B</td>
			<td >Withdraws 9 mL of control water sample and used to inject sample into biochip.</td>
		</tr>
		
		<tr >
			<td >&#189; oz. clear pet plastic jar w/ white ribbed lined caps</td>
			<td >SKS Bottle &#38; Packaging, Inc.&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; www.sks-bottle.com</td>
			<td >0605-30</td>
			<td >Sample vials used for mixing L-15ex powder and 10 mL of water sample for testing.</td>
		</tr>
		
		<tr >
			<td >50 mL sterile conical polypropylene centrifuge tubes</td>
			<td >Fisher Scientific&#160;&#160;&#160;&#160; www.fishersci.com</td>
			<td>12-565-269</td>
			<td >Used to hold 40 mL aliquots of 10 ug/mL fibronectin @ -20 &#176;C.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and testing of impedance-based fluidic biochips with rtgill-w1 cells for rapid evaluation of drinking water samples for toxicity

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity sensor. A monolayer of RTgill-W1 cells forms on the sensing electrodes enclosed within the biochips. The biochips are then used for testing in a field portable electric cell-substrate impedance sensing (ECIS) device designed for rapid toxicity testing of drinking water. The manuscript further describes how to run a toxicity test using the prepared biochips. A control water sample and the test water sample are mixed with pre-measured powdered media and injected into separate channels of the biochip. Impedance readings from the sensing electrodes in each of the biochip channels are measured and compared by an automated statistical software program. The screen on the ECIS instrument will indicate either "Contamination Detected" or "No Contamination Detected" within an hour of sample injection. Advantages are ease of use and rapid response to a broad spectrum of inorganic and organic chemicals at concentrations that are relevant to human health concerns, as well as the long-term stability of stored biochips in a ready state for testing. Limitations are the requirement for cold storage of the biochips and limited sensitivity to cholinesterase-inhibiting pesticides. Applications for this toxicity detector are for rapid field-portable testing of drinking water supplies by Army Preventative Medicine personnel or for use at municipal water treatment facilities.

טכנולוגית ECIS המתואר במאמר זה עבר בדיקה בסוכנות להגנת הסביבה בארה&quot;ב (USEPA) -sponsored בדיקת טכנולוגית תכנית ההערכה (TTEP). שלושה עשרה כימיקלים נבחרו לבדיקה כנציגי קשת רחבה של תרכובות תעשייתיות רעילות שעלולה להיות מזהמים אפשריים של מי שתייה. במהלך בדיקה, 9 של 13 התגלו על ידי ECIS בתוך שעות בריכוזים שרלוונטיים לבריאות האדם 8. טבלה 1 מציגה את תוצאות בדיקת זיהום זה. איור 4 הוא נציג של איזו תוצאה &quot;מזוהמים&quot; תיראה על המסך הקורא ECIS. על פי רוב, עכבות הסלולר ירד עבור דגימות מזוהמות בהשוואה לקבוצת ביקורת. לפעמים, תרכובות מסוימות עשויות לגרום לעליית עכבה. כמו כן מוצג בטבלה 1 </sטרונג&gt; הוא בדיקות מים נקיים. ארבעים דגימות מים נקיים נוהלו ואין זיהום זוהה בכל הדגימות (ראה איור 5) עבור צילום מסך נציג &quot;זוהה זיהום לא&quot;. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/53555/53555fig4.jpg" /> איור 4: ECIS Reader תמונת מסך של דגימת מים &quot;מזוהמת&quot; דוגמא גרפיקת תוצאות עכבה מנורמלות ממדגם מים כי היה מזוהם.. קווים כחולים מייצגים עכבות מנורמלות של כל אחת האלקטרודות השליטה; קווים אדומים מייצגים עכבות מנורמלות של כל אחת האלקטרודות מדגם בדיקה. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/53555/53555fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/53555/53555fig5.jpg" /> איור 5: מסך Reader ECIS של &quot;זיהום זוהה לא&quot; דגימת מי דוגמא גרפיקת תוצאות עכבה מנורמלות ממדגם מים שלא היה מזוהם.. קווים כחולים מייצגים עכבות מנורמלות של כל אחת האלקטרודות השליטה; קווים אדומים מייצגים עכבות מנורמלות של כל אחת האלקטרודות מדגם בדיקה. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/53555/53555fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> קטגוריה </td><td> המזהם </td><td colspan="3"> ריכוז נבדק (מ&quot;ג / ליטר) 1 </td><td colspan="2"> זוהה ≤1 שעה n = 4/4 שבבי </td></tr><tr><td rowspan="8"> דברה </td><td> Aldicarb </td><td colspan="3"> 0.17 </td><td colspan="2"> לא </td></tr><tr><td> ארסן<html> ic (arsenite נתרן) </td><td colspan="3"> 4.5 </td><td colspan="2"> כן </td></tr><tr><td> אזיד (אזיד הנתרן) </td><td colspan="3"> 46.7 </td><td colspan="2"> כן </td></tr><tr><td> Fenamiphos </td><td colspan="3"> 0.56 </td><td colspan="2"> לא </td></tr><tr><td> Methamidophos </td><td colspan="3"> 1.4 </td><td colspan="2"> לא </td></tr><tr><td> parathion מתיל </td><td colspan="3"> 33.6 </td><td colspan="2"> כן </td></tr><tr><td> Paraquat (dichloride) </td><td colspan="3"> 4.6 </td><td colspan="2"> לא </td></tr><tr><td> Pentachlorophenate (נתרן) </td><td colspan="3"> 71.9 </td><td colspan="2"> כן </td></tr><tr><td rowspan="5"> כימיקלים תעשייתיים </td><td> אַמוֹנִיָה </td><td colspan="3"> 924 </td><td colspan="2"> כן </td></tr><tr><td> נחושת (נחושת גופרתית II) </td><td colspan="3"> 103 </td><td colspan="2"> כן </td></tr><tr><td> ציאניד (נתרן) </td>3 &quot;&gt; 14 </td><td colspan="2"> כן </td></tr><tr><td> מרקורי (כלוריד) </td><td colspan="3"> 24.7 </td><td colspan="2"> כן </td></tr><tr><td> טולואן </td><td colspan="3"> 444 </td><td colspan="2"> כן </td></tr><tr><td> מים נקיים 2 </td><td> אף לא אחד </td><td colspan="3"> NA </td><td colspan="2"> לא </td></tr><tr><td colspan="7"> 1 ריכוזים הנבדקים זהים בכתב היד על ידי וידר, et al. (2014). </td></tr><tr><td colspan="7"> 2 40 דגימות מים נקיים נוהלו ללא זיהום. </td></tr></tbody></table> טבלה 1: מזהמים בדגימות מים זוהה על ידי ECIS.

Watch this Scientific Journal Video about Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity at JoVE.com

Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity

הכנה ובדיקה של עכבה מבוססי biochips fluidic עם תאים RTgill-W1 טוב ההערכה המהירה של שתייה דגימות מים עבור רעילות

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial cells for use in a field portable electric cell-substrate impedance sensor. The protocol for running a rapid drinking water toxicity test with the sensor is also described.

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity ...

preparation-testing-impedance-based-fluidic-biochips-with-rtgill-w1

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Environment

9.0K Views.  U.S. Army Center for Environmental Health Research. This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial cells for use in a field portable electric cell-substrate impedance sensor. The protocol for running a rapid drinking water toxicity test with the sensor is also described. 

Video: Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. I. Collection of Virus Samples

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. The standardized sampling component of the method concentrates viruses that may be present in water by passage of a minimum specified volume of water through an electropositive cartridge filter. The minimum specified volumes for surface and finished/ground water are 300 L and 1,500 L, respectively. A major method limitation is the tendency for the filters to clog before meeting the sample volume requirement. Studies using two different, but equivalent, cartridge filter options showed that filter clogging was a problem with 10% of the samples with one of the filter types compared to 6% with the other filter type. Clogging tends to increase with turbidity, but cannot be predicted based on turbidity measurements only. From a cost standpoint one of the filter options is preferable over the other, but the water quality and experience with the water system to be sampled should be taken into consideration in making filter selections.

EPA Method 1615 uses an electropositive filter to concentrate enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. This manuscript describes the procedure for collecting samples for Method 1615 analyses.

EPA שיטת המדידה של 1615. Enterovirus ומופע norovirus במים על ידי תרבות וRT-qPCR. I. איסוף דגימות וירוסים

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. ...

Use of Chironomidae (Diptera) Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. Unfortunately, traditional benthic larval sampling methods, such as the dip-net, can be time-consuming and expensive. An alternative protocol involves collection of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Chironomidae is a species-rich family of flies (Diptera) whose immature stages typically occur in aquatic habitats. Adult chironomids emerge from the water, leaving their pupal skins, or exuviae, floating on the water&#8217;s surface. Exuviae often accumulate along banks or behind obstructions by action of the wind or water current, where they can be collected to assess chironomid diversity and richness. Chironomids can be used as important biological indicators, since some species are more tolerant to pollution than others. Therefore, the relative abundance and species composition of collected SFPE reflect changes in water quality. Here, methods associated with field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of chironomid SFPE are described in detail. Advantages of the SFPE method include minimal disturbance at a sampling area, efficient and economical sample collection and laboratory processing, ease of identification, applicability in nearly all aquatic environments, and a potentially more sensitive measure of ecosystem stress. Limitations include the inability to determine larval microhabitat use and inability to identify pupal exuviae to species if they have not been associated with adult males.

Use of Chironomidae Diptera Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrates are often used to monitor and assess water quality. An efficient protocol involves collections of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Here, techniques for field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of Chironomidae SFPE are described.

שימוש בChironomidae (כפולי כנף) גלמי Exuviae כמהיר Bioassessment פרוטוקול לגופי מים צפים-שטח

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. Part III. Virus Detection by RT-qPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a standardized method for use in multiple analytical laboratories during monitoring period 3 of the Unregulated Contaminant Monitoring Rule. Herein we present the protocol for extraction of viral ribonucleic acid (RNA) from water sample concentrates and for quantitatively measuring enterovirus and norovirus concentrations using reverse transcription-quantitative PCR (RT-qPCR). Virus concentrations for the molecular assay are calculated in terms of genomic copies of viral RNA per liter based upon a standard curve. The method uses a number of quality controls to increase data quality and to reduce interlaboratory and intralaboratory variation. The method has been evaluated by examining virus recovery from ground and reagent grade waters seeded with poliovirus type 3 and murine norovirus as a surrogate for human noroviruses. Mean poliovirus recoveries were 20% in groundwaters and 44% in reagent grade water. Mean murine norovirus recoveries with the RT-qPCR assay were 30% in groundwaters and 4% in reagent grade water.

Here we present a procedure to quantify enterovirus and norovirus in environmental and drinking waters using reverse transcription-quantitative PCR. Mean virus recovery from groundwater with this standardized procedure from EPA Method 1615 was 20% for poliovirus and 30% for murine norovirus.

EPA שיטת המדידה של 1615. Enterovirus ומופע norovirus במים על ידי תרבות וRT-qPCR. חלק שלישי. איתור וירוסים על ידי RT-qPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a ...

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most experiments examine only two or a few levels of CA concentration and a single soil type, but if CA can be varied as a gradient from subambient to superambient concentrations on multiple soils, we can discern whether past ecosystem responses may continue linearly in the future and whether responses may vary across the landscape. The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility applies a 250 to 500 &#181;l L-1 CA gradient to Blackland prairie plant communities established on lysimeters containing clay, silty clay, and sandy soils. The gradient is created as photosynthesis by vegetation enclosed in in temperature-controlled chambers progressively depletes carbon dioxide from air flowing directionally through the chambers. Maintaining proper air flow rate, adequate photosynthetic capacity, and temperature control are critical to overcome the main limitations of the system, which are declining photosynthetic rates and increased water stress during summer. The facility is an economical alternative to other techniques of CA enrichment, successfully discerns the shape of ecosystem responses to subambient to superambient CA enrichment, and can be adapted to test for interactions of carbon dioxide with other greenhouse gases such as methane or ozone.

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility creates a 250 to 500 &#181;l L-1 linear carbon dioxide gradient in temperature-controlled chambers housing grassland plant communities on clay, silty clay, and sandy soil monoliths. The facility is used to determine how past and future carbon dioxide levels affect grassland carbon cycling.

CO<sub&gt; 2</sub&gt; מתקן מפל ריכוזים לבדיקה CO<sub&gt; 2</sub&gt; העשרה וקרקע השפעות על תפקוד המערכת האקולוגית גראסלאנד

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most ...

A Simple Method for Automated Solid Phase Extraction of Water Samples for Immunological Analysis of Small Pollutants

A new method for solid phase extraction (SPE) of environmental water samples is proposed. The developed prototype is cost-efficient and user friendly, and enables to perform rapid, automated and simple SPE. The pre-concentrated solution is compatible with analysis by immunoassay, with a low organic solvent content. A method is described for the extraction and pre-concentration of natural hormone 17&#946;-estradiol in 100 ml water samples. Reverse phase SPE is performed with octadecyl-silica sorbent and elution is done with 200 &#181;l of methanol 50% v/v. Eluent is diluted by adding di-water to lower the amount of methanol. After preparing manually the SPE column, the overall procedure is performed automatically within 1 hr. At the end of the process, estradiol concentration is measured by using a commercial enzyme-linked immune-sorbent assay (ELISA). 100-fold pre-concentration is achieved and the methanol content in only 10% v/v. Full recoveries of the molecule are achieved with 1 ng/L spiked de-ionized and synthetic sea water samples.

A protocol for the extraction and pre-concentration of estradiol from water samples by using an automated and miniaturized system is presented.

שיטה פשוטה למיצוי שלב המוצק האוטומטי של דגימות מים לניתוח החיסוני של מזהמים קטנים

A new method for solid phase extraction (SPE) of environmental water samples is proposed. The developed prototype is cost-efficient and user friendly, and ...

Use of a Filter Cartridge for Filtration of Water Samples and Extraction of Environmental DNA

Recent studies demonstrated the use of environmental DNA (eDNA) from fishes to be appropriate as a non-invasive monitoring tool. Most of these studies employed disk fiber filters to collect eDNA from water samples, although a number of microbial studies in aquatic environments have employed filter cartridges, because the cartridge has the advantage of accommodating large water volumes and of overall ease of use. Here we provide a protocol for filtration of water samples using the filter cartridge and extraction of eDNA from the filter without having to cut open the housing. The main portions of this protocol consists of 1) filtration of water samples (water volumes &#8804;4 L or &gt;4 L); (2) extraction of DNA on the filter using a roller shaker placed in a preheated incubator; and (3) purification of DNA using a commercial kit. With the use of this and previously-used protocols, we perform metabarcoding analysis of eDNA taken from a huge aquarium tank (7,500 m3) with known species composition, and show the number of detected species per library from the two protocols as the representative results. This protocol has been developed for metabarcoding eDNA from fishes, but is also applicable to eDNA from other organisms.

We describe a protocol for filtration of water samples with a filter cartridge and extraction of environmental DNA (eDNA) without having to cut open the housing to remove the filter. This protocol is developed for metabarcoding eDNA from fishes, but is also applicable to eDNA from other organisms.

שימוש במחסנית סינון עבור הסינון של מי דוגמאות הפקת DNA הסביבה

Recent studies demonstrated the use of environmental DNA (eDNA) from fishes to be appropriate as a non-invasive monitoring tool. Most of these studies ...

A Lipid Extraction and Analysis Method for Characterizing Soil Microbes in Experiments with Many Samples

Microbial communities are important drivers and regulators of ecosystem processes. To understand how management of ecosystems may affect microbial communities, a relatively precise but effort-intensive technique to assay microbial community composition is phospholipid fatty acid (PLFA) analysis. PLFA was developed to analyze phospholipid biomarkers, which can be used as indicators of microbial biomass and the composition of broad functional groups of fungi and bacteria. It has commonly been used to compare soils under alternative plant communities, ecology, and management regimes. The PLFA method has been shown to be sensitive to detecting shifts in microbial community composition.
An alternative method, fatty acid methyl ester extraction and analysis (MIDI-FA) was developed for rapid extraction of total lipids, without separation of the phospholipid fraction, from pure cultures as a microbial identification technique. This method is rapid but is less suited for soil samples because it lacks an initial step separating soil particles and begins instead with a saponification reaction that likely produces artifacts from the background organic matter in the soil. 
This article describes a method that increases throughput while balancing effort and accuracy for extraction of lipids from the cell membranes of microorganisms for use in characterizing both total lipids and the relative abundance of indicator lipids to determine soil microbial community structure in studies with many samples. The method combines the accuracy achieved through PLFA profiling by extracting and concentrating soil lipids as a first step, and a reduction in effort by saponifying the organic material extracted and processing with the MIDI-FA method as a second step.

The article describes a method that increases throughput while balancing effort and accuracy for extraction of lipids from the cell membranes of microorganisms for use in characterizing both total lipids and the relative abundance of indicator lipids to determine soil microbial community structure in studies with many samples.

ליפיד הפקת וניתוח שיטה לאפיון קרקע חיידקים בניסויים עם דוגמאות רבות

Microbial communities are important drivers and regulators of ecosystem processes. To understand how management of ecosystems may affect microbial ...

Vegetated Treatment Systems for Removing Contaminants Associated with Surface Water Toxicity in Agriculture and Urban Runoff

Urban stormwater and agriculture irrigation runoff contain a complex mixture of contaminants that are often toxic to adjacent receiving waters. Runoff may be treated with simple systems designed to promote sorption of contaminants to vegetation and soils and promote infiltration. Two example systems are described: a bioswale treatment system for urban stormwater treatment, and a vegetated drainage ditch for treating agriculture irrigation runoff. Both have similar attributes that reduce contaminant loading in runoff: vegetation that results in sorption of the contaminants to the soil and plant surfaces, and water infiltration. These systems may also include the integration of granulated activated carbon as a polishing step to remove residual contaminants. Implementation of these systems in agriculture and urban watersheds requires system monitoring to verify treatment efficacy. This includes chemical monitoring for specific contaminants responsible for toxicity. The current paper emphasizes monitoring of current use pesticides since these are responsible for surface water toxicity to aquatic invertebrates.

This article summarizes the design attributes and the effectiveness of treatment systems that treat urban stormwater and agriculture irrigation runoff to remove pesticides and other contaminants associated with aquatic toxicity.

מערכות טיפול צמחי להסרת מזהמים המשויכים לרעלת פני המים בחקלאות ובנוף העירוני

Urban stormwater and agriculture irrigation runoff contain a complex mixture of contaminants that are often toxic to adjacent receiving waters. Runoff may ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment during manufacturing and transport. Because of their environmental persistence, they are widely distributed in the oceans and on beaches all over the world. They can act as a vector of potentially toxic organic compounds (e.g., polychlorinated biphenyls) and might consequently negatively affect marine organisms. Their possible impacts along the food chain are not yet well understood. In order to assess the hazards associated with the occurrence of plastic pellets in the marine environment, it is necessary to develop methodologies that allow for rapid determination of associated organic contaminant levels. The present protocol describes the different steps required for sampling resin pellets, analyzing adsorbed organochlorine pesticides (OCPs) and identifying the plastic type. The focus is on the extraction of OCPs from plastic pellets by means of a pressurized fluid extractor (PFE) and on the polymer chemical analysis applying Fourier Transform-InfraRed (FT-IR) spectroscopy. The developed methodology focuses on 11 OCPs and related compounds, including dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) and its two main metabolites, lindane and two production isomers, as well as the two biologically active isomers of technical endosulfan. This protocol constitutes a simple and rapid alternative to existing methodology for evaluating the concentration of organic contaminants adsorbed on plastic pieces.

Microplastics act as vector of potentially toxic organic contaminants with unpredictable effects. This protocol describes an alternative methodology for assessing the levels of organochlorine pesticides adsorbed on plastic pellets and identifying the polymer chemical structure. The focus is on pressurized fluid extraction and attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy.

הפקת חומרי הדברה אורגנוכלורינים מפלסטיק וגלגול סוג פלסטיק

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

Protocol for Acute and Chronic Ecotoxicity Testing of the Turquoise Killifish Nothobranchius furzeri

The killifish Nothobranchius furzeri is an emerging model organism in the field of ecotoxicology and its applicability in acute and chronic ecotoxicity testing has been demonstrated. Overall, the sensitivity of the species to toxic compounds is in the range with, or higher than, that of other model species.
This work describes protocols for acute, chronic, and multigenerational bioassays of single and combined stressor effects on N. furzeri. Due to its short maturation time and life-cycle, this vertebrate model allows the study of endpoints such as maturation time and fecundity within four months. Transgenerational full life-cycle exposure trials can be performed in as little as 8 months. Since this species produces eggs that are drought-resistant and remain viable for years, the on-site culture of the species is not needed but individuals can be recruited when required. The protocols are designed to measure life-history traits (mortality, growth, fecundity, weight) and critical thermal maximum.

Protocol for Acute and Chronic Ecotoxicity Testing of the Turquoise Killifish Nothobranchius furzeri

In this work, we describe an acute, chronic and multigenerational bioassay to study the effects of single and combined stressors on the Turquoise killifish Nothobranchius furzeri. This protocol is designed to study life-history traits (mortality, growth, fecundity, weight) and critical thermal maximum.

פרוטוקול עבור סימן ובדיקות כרונית Ecotoxicity של דגים גמבוזיים טורקיז Nothobranchius furzeri

The killifish Nothobranchius furzeri is an emerging model organism in the field of ecotoxicology and its applicability in acute and chronic ecotoxicity ...