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Biology

세포 생물학을위한 단백질의 Microcontact 인쇄

Published: December 5, 2008 doi: 10.3791/1065

Summary

Microcontact 인쇄는 소재 표면에 패턴 단백질 및 다른 분자로 광범위하게 사용됩니다. 우리는 유리에 fibronectin의 패턴을 스탬핑,이 과정의 기본 단계를 보여줍니다.

Abstract

패턴 단백질과 기판에 다른 biomolecules 수있는 능력은 세포외 환경의 공간적 복잡도를 캡처하는 것이 중요합니다. 와이트 그룹에 의해 microcontact 인쇄의 개발 (

Protocol

1. 솔루션 및 자료 준비

이러한 단계는 사전에 몇 일 실시하여야한다.

  1. 유리 coverslips. 지우지 감동과 함께 3 비율 및 온수 : 물, 1 혼합 : Coverslips는 Linbro 7X 세제의 솔루션으로 10 분 동안 침지하여 세척했다. Coverslips는 탈이온수와 함께 광범위하게 씻어서 후 6 시간 동안 450 ° C에서 구워되었습니다. 세라믹 얼룩 랙에에 coverslips을로드하면 (시약 참조)이 과정을 단순화.
  2. 스탬프에 대한 단백질 솔루션입니다. 1 MG / ML 농도의 주식 솔루션 제조 업체의 지침에 따라 Reconstitute의 fibronectin.

2. topological 마스터에서 우표를 캐스트

이러한 단계는 사전에 몇 일 실시 수 있습니다. 이러한 조직 문화 요리로 덮여 접시에 저장 우표 패턴 업.

  1. 압축, 여과 공기 또는 불활성 가스의 흐름을 사용하여 마스터에서 느슨한 먼지를 제거합니다.
  2. 주인보다 단지 큰 플라스틱 접시의 바닥에, 마스터, 패턴 측면을 놓으십시오. 60 - 또는 100 - mm 조직 문화 요리가 잘 이러한 목적에 적합합니다.
  3. 폴리스티렌 50 ML의 원심 관에서 치료 요원의 비율로 Sylgard 구성 요소를 결합 : 1 엘라스토머 기지 : 10 무게로. 같은 일회용 피펫으로 플라스틱 장치를 사용하여 철저히 섞는다. 요리 지역의 cm2 당 탄성체 최소한 0.2 ML를 준비합니다.
  4. 공기 방울을 제거하는 5 분 300 G에서 50 ML 튜브를 원심 분리기.
  5. 주인 위로 탄성체를 부어 후 30 분, 진공에서 건조기에서 개최.
  6. 65 ° C 이상에서 2 시간 동안 오븐에 탄성 치료. 높은 온도에서와 stiffer 탄성체에 더 이상 시간이 결과에 대한 치료. 실온으로 냉각하자.
  7. 마스터에서 우표의 시트를 분리합니다.

3. 유리에 fibronectin의 Microcontact 인쇄

  1. 하나의 스탬프를 잘라 버릴거야. 4mm을 측정하는 우표는 X 4mm 1cm로 X 1 지역 cm 및 1~2mm 두께로 시작하는 가장 쉬운 방법입니다. 유리 슬라이드 또는 작은 플라스틱 접시에 장소 패턴 측면까지.
  2. 30 초 동안, 진공에서 플라즈마 청소기, 그리고 과정에서 스탬프를 배치합니다. 가장 높은 출력 설정에서 설정 Harrick 과학 플라즈마 청소기 (장비 참조), PDMS 표면이 친수성 ​​렌더링됩니다. 탄성체의 균열에서 긴 시간 결과.
  3. 탈이온수와 50 μg / ML의 스탬핑 농도에 fibronectin 솔루션을 희석.
  4. 우표에 대한 솔루션을 스탬프의 - 작은 방울 (50 μl 10) 장소. 이것은 친수성 ​​표면에 걸쳐 분산됩니다. 드롭이 우표를 다루고 있지만, 가장자리를 통해 실행되지 않는 유일한 충분한 솔루션을 추가합니다. 5 분 스탬프로 단백질 adsorb하자.
  5. Kimwipe의 ® 또는 기타 깨끗한 종이 티슈를 사용하여 패턴 영역을 건드리지 않고, 우표에서 단백질 솔루션의 대부분을 날려 심지.
  6. 같은 질소로 깨끗하고, 건조, 불활성 가스의 흐름에 따라 우표의 나머지 솔루션을 건조.
  7. 족집게를 사용하면, 유리 슬라이드에서 우표를 제거 반전하고, 청소 유리 coverslip (표면 패턴 예정)와 접촉 곳입니다. 좋은 접촉을 촉진하기 위해 상단에 무게를 넣으십시오. 최고의 patterning을 제공합니다 구체적인 무게는 우표 크기와 패턴에 따라 달라집니다, 5g의 무게로 시작하고, stampings 간의 조정합니다. 일분에 대한 표면과 접촉 스탬프 둡니다.
  8. 조심스럽게 스택을 분해하고, coverslip에서 별도의 도장.
  9. 적극적으로 표면에 adsorbed되지 않습니다 단백질을 제거하는 탈이온수 다음 PBS의 패턴 coverslip을, 린스. 질소 기류 하에서 건조 coverslip.

대표 결과

Microcontact 인쇄 표면에 patterning 분자위한 강력한 프로세스입니다. 그림,이 과정은 micrometers 수십에서 수백 나노미터에 이르기까지 다양한 크기와 기능을 만들 수있는 능력이 있습니다. 녹색 반점이 그림 삽화가 동안 1A, 왼쪽에있는 로고, 높이 각 200 μm의 수 있습니다. 1B는 직경 1 μm의 있으며 가운데에 중심을 측정 4 μm의 간격에서 간격. 그림. 1B 또한 강력한 그것입니다 즉 microcontact 인쇄의 속성 및 첨가제 과정을 보여줍니다. microcontact 인쇄 여러 라운드는 복수 시스템 3 만드는 하나의 표면에 적용할 수 있습니다.

그림그림 B

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Discussion

microcontact 인쇄 과정은 patterning 기판의 다양한 분자의 광범위한 적용을 받으면, 개념 간단하고 매우 견고합니다. 그러나,이 과정은 예술의 무언가 남아있다. 만들 수있는 패턴의 특정 기하학이 단백질 패턴으로 적용, 무게, 도장 / 스탬프 조건은 모든 스탬핑 품질에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 자주 큰 기능 그림의 오른쪽 상단 로고에서 볼 수 있듯이 패턴의 격차 결과에 적용도 약간의 무게. 1A. 반대로, 너무 많은 무게가 플라즈마 처리 단계가 생략하는 경우 두 번째 예를 들어, 특정 단백질 (예 : 항체 등)보다 정확하게 패턴을 features.As 패턴 사이의 지역에서 단백질의 의도 증착 그 결과, 스탬프의 처지와 붕괴의 원인이되며, PDMS는 친수성 ​​떠나. 유리에 fibronectin의 스탬핑이 과정의 기본적인 기법을 보여주는, 그러한 수정 및 최적화를위한 출발점이 여기에 제공됩니다.

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Materials

Name Type Company Catalog Number Comments
Plasma Cleaner Harrick Scientific Products, Inc. PDC-32G
Desiccator Nalge Nunc international 5315-0150
PBS Reagent Invitrogen 10010-072
Protein labeling kit Reagent Invitrogen A30006
Fibronectin Reagent Sigma-Aldrich F2006
Staining rack Reagent Thomas Scientific 8542E40
Coverslips Reagent Fisher Scientific 12-544-12
Sylgard 184 Reagent Ellsworth Adhesives 184 Sil Elast Kit
Diffraction Grating Reagent Edmund Scientific 3040267

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References

  1. Chen, C. S. Geometric control of cell life and death. Science. 276, 1425-1425 (1997).
  2. Kumar, A., Whitesides, G. M. Features of Gold Having Micrometer to Centimeter Dimensions can be Formed Through a Combination of Stamping with an Elastomeric Stamp and an Alkanethiol "Ink" Followed by Chemical Etching. Applied Physics Letters. 63, 4-4 (1993).
  3. St. John, P. M. Preferential Glial Cell Attachment to Microcontact-printed Surfaces. Journal of Neuroscience Methods. 75, 171-171 (1997).
  4. Kam, L., Boxer, S. G. Cell adhesion to protein-micropatterned-supported lipid bilayer membranes. Journal of Biomedical Materials Research. 55, 487-487 (2001).
  5. Kung, L. A., Kam, L., Hovis, J. S., Boxer, S. G. Patterning Hybrid Surfaces of Proteins and Supported Lipid Bilayers. Langmuir. 16, 6773-6773 (2000).
  6. Shen, K., Thomas, V. K., Dustin, M. L., Kam, L. C. Micropatterning of costimulatory ligands enhances CD4+ T cell function. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105, 7791-7791 (2008).
  7. Shi, P., Shen, K., Kam, L. C. Local presentation of L1 and N-cadherin in multicomponent, microscale patterns differentially direct neuron function in vitro. Developmental Neurobiology. 67, 1765-1765 (2007).

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세포 생물학 제 22 micropatterning 단백질 세포 생물학 microcontact
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Shen, K., Qi, J., Kam, L. C.More

Shen, K., Qi, J., Kam, L. C. Microcontact Printing of Proteins for Cell Biology. J. Vis. Exp. (22), e1065, doi:10.3791/1065 (2008).

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