EVOM oder Voltmeter: Den Unterschied verstehen
Ein Voltmeter
Ein Volt-Ohm-Meter kann eine konstante Spannung mit unbekanntem Strom über die Membran anlegen und die Zellen elektrisch schädigen sowie ein chemisches Ungleichgewicht an den Elektroden hinterlassen. WPI experimentierte mit zwei Volt-Ohm-Metern:
- Ein teures Fluke-Messgerät legt eine Gleichspannung von 50 bis 80 mV an, die (bei einer 1000Ω-Membran) 80µA fließen lässt. Bei einer 200Ω-Membran sind das 400µA.
- Ein günstiges Messgerät gibt 500mV Gleichspannung aus, was 500µA durch die Membran fließen lässt. Bei einer 200Ω-Membran sind das 2,5mA.
Voltmeter lädt oder tötet Zellen elektrisch
Wenn Sie ein Volt-Ohm-Meter verwenden, um eine Zellschicht zu testen, sammeln die Ag/AgCl-Elektroden eine unausgeglichene chemische Ladung an. Wenn die Zellen dabei nicht elektrisch geschädigt werden, sammeln auch sie eine Ladung an. Die unausgeglichenen Elektroden können nun als Spannungs- und Stromquelle wirken, die überwunden werden muss, um eine genaue Messung zu erhalten.
Wurde ein Volt-Ohm-Meter bei einer TEER-Messung (Trans Epithelial Electric Resistance) eingesetzt und misst die Zellen länger als ein paar Sekunden, würde der TEER-Wert wahrscheinlich nach unten drifteten, da die Zellen und Elektroden durch die angelegte Spannung und den Strom verändert werden. In einer idealen Welt minimiert ein Messgerät seinen Einfluss auf das, was es misst. Diese Messgeräte eignen sich am besten zur Messung von festen Widerständen und Schaltungen.
EVOM – Perfekt für TEER
Polungsumkehr
Das EVOM² leitet einen konstanten Strom von 10µA durch die Membran und kehrt die Polarität 12,5 Mal pro Sekunde um, sodass keine Ladung auf den Elektroden oder der Membran zurückbleibt. Die Spannung bei 10µA auf 1000Ω beträgt 10mV. (Nebenbei bemerkt ist das selbst für einige Gewebe, wie die Netzhaut, zu viel.) Typischerweise liegt dieser Wert bei einer 200Ω-Membran bei 50µV. In beiden Fällen ist das viel weniger Energie, die in der Membran dissipiert oder zum Laden der Elektroden verwendet wird.
Das EVOM² leitet das 12,5Hz konstante 10µA-Stromsignal über die zwei Stromelektroden (I1 und I2) am STX durch die Membran. Die Begleitelektroden (V1 und V2) messen die Spannung, die erforderlich war, um den 10µA-Strom zu erreichen, und senden diese an den Prozessor. Der Prozessor wandelt dies mittels Ohmschem Gesetz (E=I×R) in Ohm um und zeigt das Signal auf dem digitalen Messgerät an. Da der Strom auf 10µA festgelegt ist, kann der Prozessor die Messung leicht umrechnen.
Integrierte Mittelwertbildung
Das EVOM (ein Vorgängermodell, ersetzt durch das EVOM2) und das EVOM² verfügen beide über eine integrierte Mittelwertbildung, sodass fehlerhafte Messwerte „ausgesiebt“ werden. Das EVOM² hat einen Aufnahmeausgang, sodass es an einen Datenrekorder angeschlossen werden kann. Das EVOM²-System benötigt eine leitfähige Flüssigkeit für die Messung. Befinden sich die STX-Elektroden in nicht leitender Luft, ist die Messung ungültig. Das ältere Modell hatte eine Alarmfunktion, die auf eine defekte Elektrode oder Messungen in Luft oder nicht leitendem Medium hinwies.
Elektrodenstabilisierung zur Ausbalancierung
Das EVOM² verfügt über eine Elektrodenstabilisierungsfunktion im Messgerät. Wenn das Gerät ausgeschaltet ist, werden die V1- und V2-Elektroden kurzgeschlossen, sodass, wenn der Forscher sie in eine leitfähige Flüssigkeit taucht, diese Elektroden auf 0mV ausbalanciert sind. Das heißt, sie sind „gleichgewichtet“. Diese Elektrodenausbalancierung ist entscheidend für Membranpotenzialmessungen. Bei TEER-Messungen ist sie weniger kritisch, da die Elektronik des EVOM² speziell dafür ausgelegt ist, Elektrodenungleichgewichte zu kompensieren. Das EVOM² ist weltweit als Standardmessgerät für diese Wissenschaft anerkannt.
Zusammenfassung
Das EVOM² misst qualitativ die Gesundheit von Zellmonolayern und quantitativ die Zellkonfluenz. Das EVOM² eignet sich am besten für TEER-Messungen und die Erkennung von Monolayer-Konfluenz.
HINWEIS: Das EVOM™-Handbuch hat das Vorgängermodell EVOM2 ersetzt.
