Method Article

منهج تنوعا من الزخرفة البروتينات والخلايا

DOI:

10.3791/55513

⸱

February 26th, 2017

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Biomedical Engineering, Rutgers University, 2Department of Cell Biology and Neuroscience, Rutgers University, 3Department of Biomedical Engineering, New Jersey Institute of Technology, 4Department of Pharmacology, Physiology, and Neuroscience, Rutgers New Jersey Medical School

* These authors contributed equally

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف هذا التقرير تقنية بسيطة وسهلة الأداء ، باستخدام فراغ الضغط المنخفض ، لملء قنوات الموائع الدقيقة بالخلايا والركائز للبحث البيولوجي.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تستخدم تقنيات الركيزة ونقوش الخلايا على نطاق واسع في بيولوجيا الخلية لدراسة التفاعلات من خلية إلى خلية ومن خلية إلى ركيزة. تعمل تقنيات الزخرفة التقليدية بشكل جيد فقط مع الأشكال البسيطة والمساحات الصغيرة والمواد الحيوية المختارة. توضح هذه المقالة طريقة لتوزيع معلقات الخلايا بالإضافة إلى محاليل الركيزة في قنوات دقيقة معقدة وطويلة ومغلقة (مسدودة) polydimethylsiloxane (PDMS) باستخدام الضغط السلبي. تمكن هذه الطريقة الباحثين من نمط ركائز متعددة بما في ذلك الفيبرونكتين والكولاجين والأجسام المضادة (Sal-1) وpoly-D-lysine (PDL) واللامينين. يسمح زخرفة الركائز للمرء بتصميم مجموعة متنوعة من الخلايا بشكل غير مباشر. لقد اختبرنا الخلايا العضلية C2C12 ، وخط الخلايا العصبية PC12 ، والخلايا العصبية القشرية للفئران الجنينية ، والخلايا العصبية الشبكية البرمائية. بالإضافة إلى ذلك ، نوضح أن هذه التقنية يمكن أن تنقش الخلايا الليفية مباشرة في قنوات الموائع الدقيقة من خلال تطبيق موجز لفراغ منخفض على معلقات الخلايا. لا يقلل الفراغ المنخفض بشكل كبير من قابلية الخلية للحياة كما هو موضح في فحوصات جدوى الخلية. تتم مناقشة التعديلات لتطبيق الطريقة على أنواع مختلفة من الخلايا والركيزة. تسمح هذه التقنية للباحثين بتصميم الخلايا والبروتينات في أنماط محددة دون الحاجة إلى مواد أو معدات غريبة ويمكن إجراؤها في أي مختبر به فراغ.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هندسة الأنسجة وbiosensing، والقدرة على التحكم في التنظيم المكاني للبروتينات وخلايا على نطاق ميكرون، أصبحت ذات أهمية متزايدة على مدى العقود الأربعة الماضية 1، 2، 3. وقد سمح التنظيم المكاني دقيقة من البروتينات والخلايا الباحثين لدراسة التفاعل بين الخلايا وركائز التي تحتوي على أنواع مماثلة أو مختلفة من الخلايا، لتوجيه نمو الخلايا، ولشل حركة الجزيئات الحيوية لتصنيع أجهزة الاستشعار 4، 5، 6، 7، 8، 9.

وتشمل الأساليب الحالية للبروتينات الزخرفة photopatterning وmicrocontact الطباعة. Photopatterning تستخدم المواد الحساسة للضوء التي crosslinked عند التعرض لغلاهالأشعة فوق البنفسجية (UV) الضوء. ضوء الأشعة فوق البنفسجية التي تستهدف الضوئية الرئيسية (التي تتكون من مناطق شفافة مع المناطق الداكنة لمنع الأشعة فوق البنفسجية نقل الضوء) يسبب يشابك في مناطق محددة والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لمرفق لاحق من المواد الحيوية أو خلايا 10 و 11. في حين أن هذا المخطط هو دقيق جدا ويسمح لمراقبة دقيقة من تضاريس سطح الثقافة، فإنه يقتصر على الجزيئات الحيوية حساسة للأشعة فوق البنفسجية التي يمكن نمط من الأشعة فوق البنفسجية (12). microcontact الطباعة هي طريقة شعبية أخرى من الزخرفة بروتينات معينة 13 و 14. في هذه الطريقة، يتم التعامل على siloxane (PDMS) ختم بولي ميثيل مع مجموعة متنوعة من الكواشف تعديل السطح قبل نقعه في حل الركيزة الجزيئية البيولوجية الذي تم اختياره. ثم يتم الضغط برفق على ساترة الزجاج أو أي سطح آخر وهكذا "ختم" جزيء حيوي على سطح الثقافة. هوويفر، يقتصر ختم لنوع من المواد التي يمكن نقلها وكذلك بلل من الجزيئات الحيوية لسطح PDMS ختم 15.

الزخرفة مباشرة من الخلايا يمكن أن يكون أكثر صعوبة وتعتمد على أساليب معقدة مثل ركائز للتحويل، وأساليب الاستنسل مقرها، أو الزخرفة مع خلية التصاق جزيئات محددة 16 و 17. تقتصر هذه الأساليب في قدرتها على خلايا نمط نظرا لعدم وجود متوافقة ركائز التصاق الخلية، عدم توافق عملية للعمل مع الخلايا الحساسة البيولوجية والقيود، عدم الاتساق في استنساخ الزخرفة، وتعقيد الإجراءات. على سبيل المثال، مع ركائز للتحويل، تحتاج ركائز مخصصة لتكون مصممة لكل نوع من الخلايا، لتبديل تمسكهم أنواع معينة من الخلايا دون تدهور عند التعرض لضوء الأشعة فوق البنفسجية والحرارة المستخدمة في عملية 17 < الطبقة سوب = "XREF"> 18، 19، 20. أساليب الزخرفة على أساس الاستنسل وتنوعا في قدرتها على خلايا النمط. ومع ذلك، فإنه من الصعب لتصنيع الإستنسل PDMS في سمك مناسبة للاستخدام 16، 21. الحقن المباشر للخلايا في القنوات ميكروفلويديك PDMS لها بعض المزايا مثل: 1) سهولة في تلفيق من القنوات ميكروفلويديك و2) ملاءمة لكثير من الخلايا وركائز مختلفة. ومع ذلك، فإن القضية السائدة من القبض على فقاعة الهواء أثناء عملية الحقن بسبب للا مائية من PDMS دون استخدام تنظيف البلازما، أو وسائل أخرى لتقليل فقاعات الهواء، ويجعل من الصعب خلق باستمرار خلايا نقوش على الزجاج أو البلاستيك السطوح 21.

توسع هذا العمل على شعري micromolding 22، 23،معشوقة = "XREF"> 24 و 25 و 26 و تقارير طريقة لحقن البروتين والخلايا تعليق في microchannels. الطريقة المستخدمة هنا يدل على الزخرفة من ركائز وكلا الزخرفة المباشرة وغير المباشرة لأنواع معينة من الخلايا. هذه التقنية يتغلب للا مائية عالية من PDMS ويلغي وجود فقاعات أثناء الحقن إما ركائز أو الخلايا عن طريق الاستفادة من نفاذية الغاز من PDMS 27. توضح هذه الورقة استخدام هذه التقنية مع العديد من ركائز مختلفة وأنواع الخلايا. كما يسلط الضوء على المادة في تصنيع قوالب الطباعة الحجرية الناعمة باستخدام ضوئيه التقليدية فضلا عن بسيطة ولاصقة منخفضة التكلفة طريقة الشريط المفيد في الموارد إعدادات محدودة 28، 29.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ملاحظة: يرجى الرجوع إلى جميع بيانات سلامة المواد ذات الصلة (MSDS) قبل الاستخدام. بعض المواد الكيميائية المستخدمة في هذا البروتوكول سامة ومسرطنة. الرجاء استخدام جميع ممارسات السلامة المناسبة (غطاء الدخان، صندوق قفازات) ومعدات الوقاية الشخصية (النظارات الواقية والقفازات ومعطف المختبر، كامل طول السراويل والأحذية المغلقة اصبع القدم) عند استخدام المواد السامة أو حمض / قاعدة.

1. تصنيع ماستر لقوالب لينة الطباعة الحجرية باستخدام الطباعة التصويرية

  1. رسم تخطيط متناهية باستخدام أداة رسم التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD).
  2. طباعة تخطيط على طبق من ذهب قناع فارغة باستخدام الكاتب قناع الليزر.
  3. شطف رقاقة السيليكون 4 بوصة مع الأسيتون تليها الأيزوبروبانول والجافة مع بندقية الهواء النيتروجين لضمان عدم ترك أي مذيب على الرقاقة.
  4. يذوى رقاقة عن طريق الخبز على طبق ساخن على حرارة 200 درجة مئوية لمدة 5 دقائق.
  5. اختر مقاومة للضوء سلبي مصممة للارتفاع المطلوب من و microchannels. Fأو سبيل المثال، استخدم مقاومة للضوء سلبي SU-8 50 للحصول على microchannels مع ارتفاع 50 ميكرون.
  6. تسمح الرقاقة ليبرد إلى درجة حرارة الغرفة، ثم محاذاة رقاقة على ظرف من المغطي تدور.
  7. الاستغناء عن 4 مل (1 مل / بوصة قطر الرقاقة) من مقاومة للضوء سلبي على مركز الرقاقة.
  8. تدور معطف الرقاقة مع دورة تدور على مرحلتين باستخدام الدوار. أولا، وتطبيق دورة انتشار 500 دورة في الدقيقة مع تسارع من 100 دورة في الدقيقة / ثانية لمدة 10 ثانية. ثم تطبيق دورة دوران 2000 دورة في الدقيقة مع تسارع من 300 دورة في الدقيقة / ق 2 لمدة 30 ثانية للحصول على طلاء 50 ميكرون من مقاوم الضوء على رقاقة.
  9. خبز لينة الرقاقة في خطوتين على طبق ساخن وفقا لإرشادات الشركة المصنعة. لطلاء 50 ميكرون من مقاومة للضوء، لأول مرة قبل خبز الرقاقة عند 65 درجة مئوية لمدة 6 دقائق ثم المنحدر فورا درجة الحرارة صفيحة ساخنة لمرحلة ما بعد خبز الرقاقة عند 95 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة.
  10. تسمح الرقاقة ليبرد إلى درجة حرارة الغرفة ثم تحميلرقاقة على خشبة المسرح الطباعة الحجرية.
  11. محاذاة قناع على الرقاقة باستخدام قناع اليجنر وفضح الرقاقة للأشعة فوق البنفسجية (وفقا لتعليمات الشركة المصنعة) في كثافة من 1.5 ميغاواط / سم 2 ل 146 ق لتطبيق الجرعة الكلية للأشعة فوق البنفسجية من 220 ميغا جول / سم 2 المطلوبة ل 50 ميكرون طبقة سميكة من مقاومة للضوء.
  12. تطبيق بعد التعرض خبز إلى رقاقة في خطوتين على طبق ساخن. لطلاء 50 ميكرون من مقاومة للضوء، لأول مرة قبل خبز الرقاقة عند 65 درجة مئوية لمدة 1 دقيقة وعلى الفور تكثيف درجة الحرارة صفيحة ساخنة لمرحلة ما بعد خبز أنه في 95 درجة مئوية لمدة 5 دقائق.
  13. تطوير رقاقة في قبل غمر الرقاقة في SU-8 المطور ويهز بلطف حتى تصبح ملامح واضحة على الرقاقة. تطوير رقاقة ل~ 6 دقائق للمقاومة للضوء سميكة 50 ميكرون.
  14. شطف المطور الزائد مع الأيزوبروبانول والإيثانول، ثم تجفيف رقاقة مع بندقية الهواء النيتروجين.
  15. من الصعب خبز رقاقة السيليكون على طبق ساخن على 150 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة.
  16. ضع الرقاقة في مجفف مع 25 ميكرولتر من وكيل silanizing tridecafluoro-1،1،2،2-tetrahydrooctyl-1-trichlorosilane.
    ملاحظة: عامل silanizing غير قابلة للتآكل، وبالتالي ينبغي أن تستخدم في غطاء الدخان حمض / قاعدة، مع معدات الحماية الشخصية المناسبة (نظارات السلامة، والقفازات، معطف المختبر، كامل طول السراويل مغلقة اصبع القدم أحذية).
  17. تطبيق فراغ لمدة 5 دقائق وفضح الرقاقة لأبخرة من سيلاني لمدة 30 دقيقة دون الإفراج عن فراغ.
  18. نقل رقاقة في طبق بيتري الحجم بشكل مناسب.

2. تصنيع ماستر لقوالب لينة الطباعة الحجرية باستخدام شريط لاصق

  1. رسم تخطيط متناهية باستخدام أداة رسم CAD وطباعة الرسم على ورقة بيضاء.
  2. تنظيف شريحة زجاجية كبيرة بما يكفي لاستيعاب تصميم مع الأيزوبروبانول ثم تجف الشريحة مع بندقية الهواء.
  3. إرفاق شريط لاصق على الشريحة الزجاجية تنظيفها. يجب الحرص على عدم اعتراض أي فقاعات الهواء.
  4. الشريط جانبي GLASS تنزلق على ورقة مع تصميم ومع الشريط لأعلى.
  5. استخدام مشرط لقطع الشريط على شريحة زجاجية باستخدام تصميم ورقة كمرجع ثم تقشر الشريط من المناطق غير المرغوب فيها من شريحة زجاجية.
  6. شطف الشريحة الزجاجية مع الأيزوبروبانول وجاف ثم مع بندقية الهواء. خبز الشريحة الزجاجية في فرن عند 65 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.
  7. لفة بلطف على الشريط مع بكرة مطاطية لإزالة فقاعات الهواء والسماح الشريحة ليبرد إلى درجة حرارة الغرفة.

3. لينة الطباعة الحجرية تصنيع الأجهزة PDMS

  1. مزيج PDMS المطاط الصناعي وكيل علاج في نسبة 10: 1 (ث: ث)، وتحريك الخليط بقوة، ثم ديغا الخليط عن طريق وضعها في غرفة فراغ حتى لا تظهر فقاعات الهواء في الخليط.
  2. يصب الخليط على قالب السيليكون silanized أو العفن شريط لاصق في طبق بتري للحصول على طبقة سميكة من PDMS وديغا و~ 2 مم حتى عن الهواء تختفي فقاعات.
  3. علاج PDMS في فرنعند 65 درجة مئوية لمدة 2 ساعة.
  4. استخدام مشرط لقطع طبقة PDMS 5 مم على الأقل بعيدا عن الميزات وثم قشر PDMS شفي من العفن باستخدام الملقط.
  5. لكمة ثقب مدخل واحد مع خزعة 1 مم لكمة في أي مكان على متناهية، ويفضل أن يكون في نهاية شبكة من microchannels كما رأينا في الشكل 2A و 4B.
  6. تنظيف PDMS يلقي بشريط لاصق لإزالة جزيئات الغبار كثف على الجهاز. تعقيم الجهاز متناهية PDMS (PDMS الزهر) قبل الشطف بمحلول مكون من 70٪ من الإيثانول تليها منزوع الأيونات معقمة الماء (DI)، وفضح للأشعة فوق البنفسجية لمدة 30 دقيقة.
  7. الحفاظ على جهاز PDMS العقيمة في طبق بتري معقمة حتى الاستخدام.

4. الركيزة الزخرفة

  1. وضع PDMS العقيمة يلقي باستخدام الملقط على ساترة زجاجية معقمة أو طبق بتري وتطبيق ضغط لطيف باستخدام غيض من ملاقط.
    ملاحظة: يلقي PDMS يجعل امتثالي لكن ختم عكسها مع GLساترة الحمار أو طبق بتري تشكيل microchannels دون استخدام أية مواد لاصقة.
  2. وضع قطرة (20 - 40 ميكرولتر) من الحل الركيزة على مدخل تغطي تماما ثقب مدخل. نمط بولي-D-ليسين (PDL) عن طريق وضع قطرات 20 ميكرولتر من PDL في المخزن بورات ثنائي الصوديوم على مدخل و microchannels.
  3. وضع طبق بتري في فراغ من ~ 254 mmHgA (أي ما يعادل لإيواء فراغ في المختبرات البيولوجية) لمدة 10 دقيقة، ومراقبة الهواء يخرج من القناة على شكل فقاعات.
  4. الافراج عن فراغ ومراقبة الحل الركيزة التي تصب في متناهية.
  5. احتضان طبق في الظروف الملائمة لالتزام الركيزة. انظر الجدولين 1 و 2 للشروط الحضانة (وهذه تختلف تبعا الركيزة). لPDL الزخرفة، واحتضان لمدة 1 ساعة عند 37 درجة مئوية.
  6. تقشر بعناية الطابع PDMS باستخدام الملقط معقمة وغسل نمط على ساترة الزجاج ثلاث مرات بالماء DI.
  7. إضافة محلول 1٪ زلال المصل البقري (BSA) إلى طبق بتري لتغطية صحن أو الزجاج ساترة واحتضان ليلا 37 درجة مئوية.
    ملاحظة: هذا سوف يقلل التزام غير محددة في مناطق غير المصقول.
  8. نضح قبالة حل جيش صرب البوسنة 1٪، والركيزة نمط هو الآن جاهزة للاستخدام.

5. الزخرفة غير المباشرة من الخلايا

  1. إعداد تعليق خلية في مستنبت المصل خالية. يتم سرد نوع من الخلايا وكثافة الخلايا في الجدول 1.
  2. إضافة تعليق الخلية إلى طبق بيتري منقوشة تماما وغمر المنطقة نقوش في تعليق خلية.
  3. احتضان طبق بتري عند 37 درجة مئوية في حاضنة لمدة 15 دقيقة للسماح للخلايا لنعلق على الركيزة المزخرفة.
  4. نضح تعليق الخلية الزائدة من طبق بيتري وغسل الخلايا نمط ثلاث مرات مع الفوسفات مخزنة المالحة (PBS)، في حين تهز برفق لمدة 10 ثانية لإزالة الخلايا غير مرتبط.
  5. إضافة لمستنبت ppropriate على ثقافات خلية نمط واحتضان خلايا نمط عند 37 درجة مئوية في حاضنة CO 2.

6. الزخرفة المباشرة للخلايا

ملاحظة: هذه التقنية كبديل لتنميط الخلية غير المباشرة هو موضح في الخطوة 5. ومع ذلك، خلافا لما حدث في الخطوة 5، في هذه التقنية على نمط الخلايا على الأسطح زراعة الأنسجة مع أو بدون طلاء الركيزة.

  1. تعقيم الجهاز ميكروفلويديك قبل الشطف بمحلول مكون من 70٪ من الإيثانول تليها مياه DI.
  2. نقع الجهاز بين عشية وضحاها في حل من 1٪ BSA لمنع التصاق الخلية إلى PDMS.
  3. تجفيف الجهاز في درجة حرارة الغرفة وضمها الى الجزء السفلي من طبق بتري تعامل ثقافة الأنسجة.
  4. إعداد تعليق خلية في وسائل الإعلام ثقافة خالية من المصل. يتم سرد نوع من الخلايا وكثافة الخلايا في الجدول 2.
  5. وضع قطرة (4-8 ميكرولتر) لتعليق الخلية، وهو ما يكفي لملءmicrochannels، على مدخل تغطي تماما ثقب مدخل.
  6. وضع طبق بتري في فراغ لمدة 10 دقيقة ومراقبة الهواء يخرج من القناة على شكل فقاعات. الافراج عن فراغ ومراقبة تعليق الخلية التي تصب في متناهية.
  7. احتضان طبق بتري في حاضنة لتعزيز التصاق الخلايا وفقا للشروط الحضانة (تعتمد على نوع من الخلايا نمط) المذكورة في الجدول 2. إضافة برنامج تلفزيوني على طبق بتري غمر الجهاز PDMS.
  8. قشر PDMS بعناية قبالة طبق بتري مع ملاقط وغسل النمط مع برنامج تلفزيوني. إضافة وسائط الثقافة الخلية إلى طبق بتري ومكان زراعة الخلايا في الحاضنة.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وتسمح هذه الطريقة في الزخرفة من البروتينات والزخرفة غير المباشرة من الخلايا باستخدام مسدود قنوات ميكروفلويديك مع أبعاد صغيرة مثل 10 ميكرون والتجهيزات المتوفرة في معظم المختبرات البيولوجية بمجرد اعتماد القالب الرئيسي. ويمكن استخدام هذه التقنية مع قنوات ميكروفلويديك PDMS التي تم إنشاؤها باستخدام ضوئيه الناعمة التقليدية، أو مع القنوات ميكروفلويديك PDMS التي تم إنشاؤها باستخدام شريط لاصق تلفيق (الشكل 1) 28،...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في حين ضوئيه التقليدية هي تقنية راسخة لإنشاء قوالب للالطباعة الحجرية الناعمة والمعدات والمواد والمهارات اللازمة لاستخدام ضوئيه التقليدية ليست متاحة بسهولة في معظم المختبرات. للمختبرات دون الوصول إلى هذه الموارد، قدمنا ​​لاصقة تلفيق الشريط كوسيلة لخلق قوالب مع ملامح بسيطة نسبيا لأجهزة ميكروفلويديك. هذا الأسلوب يسمح أي مختبر لخلق والاستفادة ميكروفلويديك الأجهزة لأغراض البحث مع الأدوات المتاحة بسهولة. يمكن تحسين أسلوب شريط لاصق مع منخفضة التكلفة الفينيل سطح المكتب القاطع

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح مالية متنافسة.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تمويل هذا البحث من قبل لجنة ولاية نيو جيرسي في الحبل الشوكي البحوث (NJCSCR) (لFHK)، منح CSCR14IRG005 (لBLF)، المعاهد الوطنية للصحة منح R15NS087501 (لCHC)، ومؤسسة كيربي FM (لايتا).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
أدوات الرسم CorelDRAW X4 CADCorel Corporation ، كنداX4 الإصدار 14.0.0.701أداة CAD المستخدمة لرسم تخطيط جهاز الموائع الدقيقة
طابعة الليزر HPHewlett Packard ، CA1739629تستخدم لطباعة تخطيط جهاز الموائع الدقيقة لتقنية الشريط اللاصق
Bel-Art DessicatorFisher Scientific ، MA08-594-16Bتستخدم لتفريغ خليط
PDMSشريط لاصق سكوتش3M منتج ، MNTape 600يستخدم لتصنيع شريط لاصق Master
PDMS Sylgard 184Dow Corning ، MI1064291صب البوليمر
بتري طبقفيشر العلمي ، MA08-772-23تستخدم للحفاظ على القالب للصب باستخدام PDMS
Stainless Steel Scalpel # مع شفرة (# 11)Feather Safety Razor Co. Ltd. Japan2976 # 11تستخدم لقطع PDMS
ملاقطتيد بيلا ، كاليفورنيا5627-07تستخدم للتعامل مع PDMS المصبوب أثناء تقشير
الشرائح الزجاجيةفيشر العلمي ، MA12-546-2تستخدم كسطح لتصميم شرائح زجاج الركيزة
فيشر العلمية ، MA12-544-4تستخدم كسطح لتصميم مواد الفن
من الأسطوانة المطاطيةالديك ، IL40104-1004تستخدم لربط شريط لاصق على الزجاج دون محاصرة فقاعات الهواء
كاتب قناع الليزرهايدلبرغ للأدوات ، ألمانياDWL66fsتستخدم لتصنيع قناع الكوارتز المستخدم في عملية تصنيع الطباعة الحجرية
EVG Mask Aligner (أداة التعرض للأشعة فوق البنفسجية)EV Group ، ألمانياEVG 620T (B)تستخدم لتعريض مقاومة الضوء لضوء الأشعة فوق البنفسجية
Spin Coater HeadwayHeadway Research Inc ، TXPWM32-PS-CB15PLتستخدم لتدوير طبقة مقاومة الضوء على رقاقة السيليكون
المقاومة للضوء SU-8 50MicroChem ، MAY131269مقاومة الضوء السلبية المستخدمة في تصنيع القوالب
SU-8 DevloperMicroChem ، MAY020100مطور مقاومة للضوء
Tridecafluoro-1،1،2،2-Tetrahydrooctyl-1-TrichlorosilaneUCT Specialties ، قالبT2492-KGلتجنب التصاق PDMS
IsopropanolSigma-Aldrich ، MO190764مذيب تنظيف
الإيثانولسيجما ألدريتش ، MO24102مذيب التعقيم
Poly-D-Lysine hydrobromide (PDL)Sigma-Aldrich ، MOP0899-10MGPDL مصنوع بمعدل 0.1 مجم / مل في Sodium Tetraborate Buffer
LamininSigma-Aldrich ، MOL2020Laminin مقسمة إلى 10 & micro; L aliquots ومخففة إلى 20 & micro; ز /& مايكرو ؛ L في PBS قبل استخدام
BSAFisher Scientific ، MABP1605100زراعة الخلايا
C2C12 خلية Myoblast llineATCC ، VACRL-1722تستخدم لإثبات C2C12 زخرفة
PC12 خط الخليةATCC ، VACRL-1721تستخدم لإثبات زخرفة PC12
الكولاجين من النوع 1 ، ذيل الفئرانBD Biosciences40236زراعة الخلايا
DMEMGIBCO ، MA11965-084مصل حصان لثقافة الخلايا
، معطل بالحرارةفيشر ساينتفيك ، MA26050-070ثقافة الخلايا
Phalloidin-tetramethylrhodamine B isothiocyanate (TRITC)Sigma-Aldrich، MOP1951لتسمية الخلايا
Calcein-AM مجموعة فحص الخلايا الميتةالحية Invitrogen ، MAL-3224قابلية للخلية مقايسة
ثقب لكمةتيد بيلا ، CA15110-10ثقب مثقوب في PDMS
الضوئية معطف PA خزعة

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kane, R. S., Takayama, S., Ostuni, E., Ingber, D. E., Whitesides, G. M. Patterning proteins and cells using soft lithography. Biomaterials. 20 (23-24), 2363-2376 (1999).
  2. Lin, R. Z., Ho, C. T., Liu, C. H., Chang, H. Y. Dielectrophoresis based-cell patterning for tissue engineering. Biotechnol J. 1 (9), 949-957 (2006).
  3. Veiseh, M., Zareie, M. H., Zhang, M. Highly Selective Protein Patterning on Gold-Silicon Substrates for Biosensor Applications. Langmuir. 18 (17), 6671-6678 (2002).
  4. Kung, F., Wang, J., Perez-Castillejos, R., Townes-Anderson, E. Position along the nasal/temporal plane affects synaptic development by adult photoreceptors, revealed by micropatterning. Integr Biol. 7 (3), 313-323 (2015).
  5. Dickinson, L. E., Lutgebaucks, C., Lewis, D. M., Gerecht, S. Patterning microscale extracellular matrices to study endothelial and cancer cell interactions in vitro. Lab Chip. 12 (21), 4244-4248 (2012).
  6. Khademhosseini, A., et al. Co-culture of human embryonic stem cells with murine embryonic fibroblasts on microwell-patterned substrates. Biomaterials. 27 (36), 5968-5977 (2006).
  7. Bogdanowicz, D. R., Lu, H. H. Studying cell-cell communication in co-culture. Biotechnol J. 8 (4), 395-396 (2013).
  8. Choi, Y., Lee, S. Guided cell growth through surface treatments. J of Mech Sci Technol. 19 (11), 2133-2137 (2005).
  9. Hwang, I. -T., et al. Efficient Immobilization and Patterning of Biomolecules on Poly(ethylene terephthalate) Films Functionalized by Ion Irradiation for Biosensor Applications. ACS Appl Mater Interf. 3 (7), 2235-2239 (2011).
  10. Clark, P., Britland, S., Connolly, P. Growth cone guidance and neuron morphology on micropatterned laminin surfaces. J Cell Sci. 105 (1), 203-212 (1993).
  11. Théry, M. Micropatterning as a tool to decipher cell morphogenesis and functions. J Cell Sci. 123 (24), 4201-4213 (2010).
  12. Douvas, A., et al. Biocompatible photolithographic process for the patterning of biomolecules. Biosens Bioelectron. 17 (4), 269-278 (2002).
  13. Alom, R. S., Chen, C. S. Microcontact printing: A tool to pattern. Soft Matter. 3 (2), 168-177 (2007).
  14. Essö, C. Modifying Polydimethylsiloxane (PDMS) surfaces. Institutionen för biologi och kemiteknik. , (2007).
  15. Zhou, J., Ellis, A. V., Voelcker, N. H. Recent developments in PDMS surface modification for microfluidic devices. Electrophoresis. 31 (1), 2-16 (2010).
  16. Folch, A., Jo, B. H., Hurtado, O., Beebe, D. J., Toner, M. Microfabricated elastomeric stencils for micropatterning cell cultures. J Biomed Mater Res. 52 (2), 346-353 (2000).
  17. Yeo, W. S., Yousaf, M. N., Mrksich, M. Dynamic interfaces between cells and surfaces: electroactive substrates that sequentially release and attach cells. J Am Chem Soc. 125 (49), 14994-14995 (2003).
  18. Bhatia, S. N., Toner, M., Tompkins, R. G., Yarmush, M. L. Selective adhesion of hepatocytes on patterned surfaces. Ann N Y Acad Sci. 745, 187-209 (1994).
  19. Song, E., Kim, S. Y., Chun, T., Byun, H. -J., Lee, Y. M. Collagen scaffolds derived from a marine source and their biocompatibility. Biomaterials. 27 (15), 2951-2961 (2006).
  20. Yamato, M., Konno, C., Utsumi, M., Kikuchi, A., Okano, T. Thermally responsive polymer-grafted surfaces facilitate patterned cell seeding and co-culture. Biomaterials. 23 (2), 561-567 (2002).
  21. Takayama, S., et al. Patterning cells and their environments using multiple laminar fluid flows in capillary networks. Proc Natl Acad Sci U S A. 96 (10), 5545-5548 (1999).
  22. Kim, D. S., Lee, K. -C., Kwon, T. H., Lee, S. S. Micro-channel filling flow considering surface tension effect. J of Micromech Microeng. 12 (3), 236(2002).
  23. Kim, E., Xia, Y., Whitesides, G. M. Micromolding in Capillaries: Applications in Materials Science. J Am Chem Soc. 118 (24), 5722-5731 (1996).
  24. Kim, E., Xia, Y. N., Whitesides, G. M. Polymer Microstructures Formed by Molding in Capillaries. Nature. 376 (6541), 581-584 (1995).
  25. Jeon, N. L., Choi, I. S., Xu, B., Whitesides, G. M. Large-area patterning by vacuum-assisted micromolding. Adv Mater. 11 (11), 946(1999).
  26. Shrirao, A. B., et al. System and method for novel microfluidic device. US patent. , 61/414,237 (2010).
  27. Merkel, T. C., Bondar, V. I., Nagai, K., Freeman, B. D., Pinnau, I. Gas sorption, diffusion, and permeation in poly(dimethylsiloxane). J Polym Sci Part B Polym Phys. 38 (3), 415-434 (2000).
  28. Shrirao, A. B., Hussain, A., Cho, C. H., Perez-Castillejos, R. Adhesive-tape soft lithography for patterning mammalian cells: application to wound-healing assays. Biotechniques. 53 (5), 315-318 (2012).
  29. Shrirao, A. B., Perez-Castillejos, R. Chips & tips: simple fabrication of microfluidic devices by replicating scotch-tape masters. Lab Chip. , (2010).
  30. Anil, B. S., Frank, H. K., Derek, Y., Cheul, H. C., Ellen, T. -A. Vacuum-assisted fluid flow in microchannels to pattern substrates and cells. Biofabrication. 6 (3), 035016(2014).
  31. Yuen, P. K., Goral, V. N. Low-cost rapid prototyping of flexible microfluidic devices using a desktop digital craft cutter. Lab on a Chip. 10 (3), 384-387 (2010).
  32. Wang, L., et al. Self-loading and cell culture in one layer microfluidic devices. Biomed Microdevices. 11 (3), 679-684 (2009).
  33. Feng, H., et al. Survival of mammalian cells under high vacuum condition for ion bombardment. Cryobiology. 49 (3), 241-249 (2004).
  34. Haubert, K., Drier, T., Beebe, D. PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system. Lab on a Chip. 6 (12), 1548-1549 (2006).
  35. Fan, D. -H., Yuan, S. -W., Shen, Y. -M. Surface modification with BSA blocking based on in situ synthesized gold nanoparticles in poly (dimethylsiloxane) microchip. Colloids Surf, B. 75 (2), 608-611 (2010).
  36. Hideshima, S., Sato, R., Inoue, S., Kuroiwa, S., Osaka, T. Detection of tumor marker in blood serum using antibody-modified field effect transistor with optimized BSA blocking. Sens Actuator B-Chem. 161 (1), 146-150 (2012).
  37. Zheng, C., et al. High-throughput immunoassay through in-channel microfluidic patterning. Lab on a Chip. 12 (14), 2487-2490 (2012).
  38. MacLeish, P., Barnstable, C., Townes-Anderson, E. Use of a monoclonal antibody as a substrate for mature neurons in vitro. Procs Nat Acad of Sci. 80 (22), 7014-7018 (1983).
  39. Suchodolskis, A., et al. Elastic properties of chemically modified baker's yeast cells studied by AFM. Surf Interface Anal. 43 (13), 1636-1640 (2011).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Protein PatterningCell PatterningPDMS MicrochannelsNegative PressureSubstrate DistributionVacuum ApplicationFibronectin PatterningCollagen PatterningDirect Cell PatterningIndirect Cell Patterning

Related Articles