中央研究院 原子與分子科學研究所

A  silicon  nanowire  field-effect  transistor  (SiNW-FET)  coated  with  a  polyvinyl  chloride  (PVC)  membrane containing  valinomycin  (VAL)  was  employed  as  a  biosensor (referred  to  as  VAL-PVC/SiNW-FET)  to  detect the  K⁺-efflux  from  live  chromaffin  cells.  The  detection  sensitivity  of  K⁺ with  the  VAL-PVC/SiNW-FET  covers a  broad range  of  concentrations  from  10⁻⁶ to  10⁻²M.  The  apparent  association  constants  between  VAL and  Li⁺,  Na⁺,  K⁺,  and  Cs⁺ in  Tris  buffer  solution  were  determined to  be  67  ±  42,  120  ±  23,  5974  ±  115,  and 4121  ±  140  M⁻¹,  respectively.  By  culturing  chromaffin  cells  on  the  VAL-PVC/SiNW-FET,  the  conductance was significantly  increased  by  nicotine  stimulation  in  a  bath  buffer  without  Na⁺.  The  K⁺ concentration at  the  cell  surface  was  determined  to  be  ∼20  M  under  the  stimulation  of  5  mM  nicotine.  These  results demonstrate  that  the  VAL-PVC/SiNW-FET  is  sensitive  and  selective  to  detect  the  released  K⁺ from  cells
and  is  suitable  for  applications  in  cellular  recording  investigations.