Mediciones de impedancia eléctrica espectral en células y desarrollo de un arreglo dual de amplificadores lock-in
Durante la realización de este trabajo hemos estudiado la impedancia espectral de electrodos desnudos con respecto a la distancia entre microelectrodos tierra y microelectrodos excitados, observando que la resistencia y capacidad no cambian con la misma. Analizamos la impedancia espectral de distint...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2022
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1150/1/1Acerbo.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | Durante la realización de este trabajo hemos estudiado la impedancia espectral de electrodos desnudos con respecto a la distancia entre microelectrodos tierra y microelectrodos excitados, observando que la resistencia y capacidad no cambian con la misma. Analizamos la impedancia espectral de distintos microelectrodos, desnudos y con células, observando muy buena repetitividad.
Desarrollamos un nuevo método para predecir y estimar el radio de sanación en función del tiempo mediante mediciones no intrusivas de impedancia eléctrica espectral. Aplicamos el modelo Mesoscópico sobre datos experimentales obtenidos por técnica ECIS durante ensayos de herida y cicatrización, pudiendo estimar el radio de sanación en función del tiempo. Al comparar los datos del radio cicatrizado obtenidos por este método con mediciones realizadas a partir de fotos al final del proceso de sanación, se observa un buen acuerdo entre ellos. Para estos ensayos cultivamos una monocapa confluente de células MDCK tipo II sobre un microelectrodo. Luego, sometimos sobre este sistema una corriente suficientemente alta para producir electroporación severa en las células, que se encuentran sobre la superficie del microelectrodo, y finalmente su muerte. Posteriormente se monitoreó la evolución del cultivo a través de su impedancia eléctrica espectral.
Aplicamos cuatro algoritmos de cálculo de dimensión fractal sobre la señal temporal de impedancia eléctrica de cultivos celulares MDCK tipo II normales monitoreados por técnica ECIS. Por ´estos se mostró que la dimensión fractal debida al micromovimiento permite discriminar procesos no sensados por la impedancia espectral del mismo. En este trabajo sometimos cultivos celulares a través de daño por radiación ionizante, daño por corriente eléctrica y exposición a fármacos para analizar los cambio en la estructura fractal de la señal temporal. Entre los cambios presentados y detectados en la estructura fractal se encuentra la diferenciación de una monocapa sana y una expuesta a un fármaco, como también la diferenciación entre un proceso de siembra y de cicatrización de herida realizada por corriente eléctrica. Los cuatro algoritmos utilizados fueron validados al aplicarlos sobre funciones topológicas de dimensión fractal conocida, estudio que determinó las condiciones necesarias para una correcta estimación al utilizar datos experimentales.
Desarrollamos y ensayamos con impedancias conocidas, un novedoso dispositivo de medición utilizando dos lock-in amplifiers, para excitar un sistema con dos frecuencias simultáneamente. Luego, empleando esta configuración para medir impedancias espectrales
de microelectrodos con y sin células. A partir de las mediciones de impedancia eléctrica calculamos la autocorrelación y correlación cruzada para señales, de resistencia y capacidad, realizadas con excitaciones de baja y alta frecuencia. Obtuvimos, en baja frecuencia, tiempos de correlación de 20 segundos y evidencia de ruido blanco en alta frecuencia. Simulamos numéricamente resultados del uso de dos lock-in’s y el efecto de implementar filtros de distintos órdenes.
Realizamos ensayos de radiosensibilidad sobre cultivos MDCK tipo II normales monitoreando el estado celular por técnica ECIS. En este trabajo irradiamos cultivos celulares en estado confluente administrando 5, 15 y 17 Gy en distintas ocasiones. No observamos cambios en los valores de impedancia espectral de las monocapas confluentes con respecto a cultivos no irradiados, indicando una conservación de la integridad de la célula. Es decir, ´estas no presentan muerte por apoptosis ni necrosis lo que implicaría un cambio en la impedancia espectral. En cambio, sí observamos un mayor transitorio en la formación de la monocapa celular de células irradiadas con respecto a células sanas, indicando pérdida de capacidad mitótica ante la radiación.
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