Electrochemical mutagen screening using microbial chip

Matsui, Nobuto; Kaya, Takatoshi; Nagamine, Kuniaki; Yasukawa, Tomoyuki; Shiku, Hitoshi; Matsue, Tomokazu

doi:10.1016/j.bios.2005.05.004

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“…Dessen Aktivität kann mit dem SECM sehr empfindlich verfolgt werden. [348] In einer Reihe von Arbeiten legten Shiku et al eine Methode zur Beurteilung von in vitro befruchteten Rinderembryonen dar. [2,378,379] Die UME wurde für eine differenzielle Messung des Sauerstoffgehalts in der Nähe des Embryos und im Volumen des Kulturmediums genutzt.…”

Section: Untersuchungen Zum Metabolismus Von Geweben Und Zellenunclassified

Elektrochemische Rastermikroskopie zur direkten Abbildung von Reaktionsgeschwindigkeiten

Wittstock¹,

Burchardt²,

Pust³

et al. 2007

Angewandte Chemie

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Eine entscheidende Rolle in der Elektrochemie, aber auch in biologischen Systemen oder beim Transport durch Membranen, spielen lokale Prozesse an Fest‐flüssig‐Grenzflächen oder Flüssig‐flüssig‐Grenzflächen, die z. B. an Defektstellen, an Poren oder an einzelnen Zellen ablaufen und sich durch integrale Untersuchungsverfahren nur schwer erfassen lassen. Mit der elektrochemischen Rastermikroskopie steht eine Untersuchungsmethode für lokale Grenzflächenreaktionen zur Verfügung, die nach zwei Jahrzehnten Entwicklung eine solide theoretische Basis und eine große Zahl von Anwendungen aufweist. Sie bietet die Möglichkeit, Geschwindigkeiten heterogener Reaktionen direkt abzubilden und Oberflächen durch elektrochemisch erzeugte Reaktanten lokal zu modifizieren. Die Vielfalt der Anwendungen reicht von klassischen elektrochemischen Fragestellungen bei der Untersuchung lokaler Korrosionsphänomene und elektrokatalytischer Reaktionen in Brennstoffzellen, von Sensoroberflächen, Biochips und mikrostrukturierten Analysesystemen bis hin zum Massentransport durch synthetische Membranen, Haut und Gewebe sowie interzellulären Kommunikationsprozessen. Außerdem können Prozesse an Flüssigkeitsoberflächen oder an Flüssig‐flüssig‐Grenzflächen untersucht werden.

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Section: Untersuchungen Zum Metabolismus Von Geweben Und Zellenunclassified

Elektrochemische Rastermikroskopie zur direkten Abbildung von Reaktionsgeschwindigkeiten

Wittstock¹,

Burchardt²,

Pust³

et al. 2007

Angewandte Chemie

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“…In the last decade, similar biosensors were developed and integrated with microfluidic chips in order to analyze multiple samples simultaneously in a fast and sensitive manner (see Figure 3) [Matsui et al 2006;Popovtzer et al 2006;Ben-Yoav et al 2009a]. These studies illustrate that by scaling down electrodes to a micro or nano scale, sensitive miniaturized biosensor devices can be developed.…”

Section: Electrochemical Microchip-based Biosensorsmentioning

confidence: 99%

Synthetic Biology and Microdevices

Venken

Marchal

Vanderleyden

2013

J. Emerg. Technol. Comput. Syst.

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Recent developments demonstrate that the combination of microbiology with micro-and nanoelectronics is a successful approach to develop new miniaturized sensing devices and other technologies. In the last decade, there is a shift from the optimization of the abiotic components, e.g. the chip, to the improvement of the processing capabilities of cells through genetic engineering. The synthetic biology approach will not only give rise to systems with new functionalities, but will also improve the robustness and speed of their response towards applied signals. To this end, the development of new genetic circuits has to be guided by computational design methods that enable to tune and optimize the circuit response. As the successful design of genetic circuits is highly dependent on the quality and reliability of its composing elements, intense characterization of standard biological parts will be crucial for an efficient rational design process in the development of new genetic circuits. Microengineered devices can thereby offer a new analytical approach for the study of complex biological parts and systems. By summarizing the recent techniques in creating new synthetic circuits and in integrating biology with microdevices, this review aims at emphasizing the power of combining synthetic biology with microfluidics and microelectronics.

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“…An electrochemical device to detect toxic species was also fabricated using a recombinant cell. 49 Among the various mutagen screening methods involving bacteria employed in the fields of healthcare and environment, the umu test, which uses the DNA repair process, is one of the most sensitive screening systems. The device consisted of microstructure-immobilized genetically engineered bacteria, which express ¢-Gal on exposure to mutagen, generating electrochemical responses.…”

Section: ¹1mentioning

confidence: 99%

Development of Biosensing Devices and Systems Using Micro/Nanoelectrodes

Matsue

2012

Bulletin of the Chemical Society of Japan

Self Cite

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This article presents an overview of the recent progress made by our group in the development of bioelectrochemical devices and systems. The topics include intra-and extracellular measurements for the characterization of cellular functions, scanning electrochemical microscopy (SECM) with a probe-type micro/nanoelectrode, characterization of localized enzymes and membranes with SECM, characterization of live cells with SECM, high-resolution SECM systems for biological applications, cellular chips and devices for biosensing, cellular devices based on detection of gene expression, addressable micro/nanoelectrode arrays for multipoint measurements, and bioimaging microfluidic devices and dielectrophoretic devices with microelectrodes.

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Electrochemical mutagen screening using microbial chip

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Elektrochemische Rastermikroskopie zur direkten Abbildung von Reaktionsgeschwindigkeiten

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