Новости химической науки > Чип измеряет силу тока в микроканалах

Движение ионов по клеточным каналам позволяет регулировать концентрации ионов в клетках, поддерживая таким образом их метаболизм. Эта способность клеточных каналов делает их перспективными мишенями для лекарств, однако мембранные каналы слишком быстро реагируют на изменение концентрации, что затрудняет изучения механизма их действия.

Исследовательская группа под руководством Элоди Дахан (Elodie Dahan) из Швейцарского Федерального Института Технологий попыталась решить эту проблему, используя методику lab-on-a-chip.

Портативный чип позволяет проводить неинвазивные электрофизиологические измерения. (Рисунок из Lab Chip, 2008, DOI: 10.1039/b806404k)

Электрофизиологи изучают реакцию ионных каналов на вещества-кандидаты в лекарственные препараты, измеряя изменения в окликах каналов на те или иные лекарства. Обычно эти измерения производятся следующим образом: клетка помещается между двумя электродами, фиксирующими потенциалы клеточной мембраны. Хотя такой метод изучения клеточных каналов уже автоматизирован, его ограничениями является большая длительность анализа и возможность повреждения клеток в ходе измерения.

Дахан разработала чип для неинвазивных электрофизиологических измерений. В чип поступают два различных раствора, которые смешиваются в центре Y-образного соединения. Далее смешавшиеся растворы поступают в центр чипа, в котором содержится изучаемая клетка, после чего измеряется сила тока, протекающего через мембрану. Устройство чипа позволяет исследователю регулировать скорость движения раствора, поддерживая его ровное течение, что минимизирует отрицательное влияние на клеточную мембрану.

Исследователи модифицировали клетки яиц лягушки, дав им возможность экспрессировать нартиевый ионный канал человека ENaC, вовлеченный в транспорт натрия к почкам и органам дыхания, связанный с гипертензией. После этого они изучили влияние концентрации ионов натрия на свойства каналов, поместив модифицированные клетки в чип. В чип попеременно подавали растворы, содержащие и не содержащие ионы натрия, фиксируя изменения силы тока, протекающего через мембрану. Новое устройство позволяет делать измерения с точностью на порядок большей, чем существующие методики.

Источник: Lab Chip, 2008, DOI: 10.1039/b806404k

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #молекулярная биология, #химия поверхности, #химия полимеров