Es wird ein Protokoll zur Herstellung einer großen Fläche von nanostrukturiertem Substrat aus kleinen nanostrukturierten Formen zur Untersuchung der nanotopographischen Modulation des Zellverhaltens vorgestellt.
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Methodenartikel
Der Ausbau nano Substraten Stichtechnik für Nanotopographical Modulation des Zellverhaltens
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Die Substrat-Nanotopographie hat sich als potenter Modulator des Zellphänotyps und der Zellfunktion erwiesen. Um die Nanotopographie-Modulation des Zellverhaltens zu analysieren, ist eine große Fläche des nanostrukturierten Substrats wünschenswert, damit genügend Zellen auf der Nanotopographie für nachfolgende biochemische und molekularbiologische Analysen kultiviert werden können. Aktuelle Nanofabrikationstechniken haben jedoch Grenzen, um hochdefinierte Nanomuster über einen großen Bereich zu erzeugen. Hier stellen wir eine Methode vor, um nanostrukturierte Substrate von einem kleinen, hochdefinierten Nanomuster auf eine große Fläche mit Hilfe der Stichtechnik zu erweitern. Das Verfahren kombiniert mehrere Techniken, darunter die weiche Lithographie zur Replikation von Poly(dimethylsiloxan) (PDMS)-Formen aus einer genau definierten Form, die Stichtechnik, um mehrere PDMS-Formen zu einer einzigen großen Form zusammenzusetzen, und die Nanoprägung zur Erzeugung einer Masterform auf Polystyrol (PS)-Substraten. Mit der PS-Urform stellen wir PDMS-Arbeitssubstrate her und demonstrieren die nanotopographische Modulation der Zellausbreitung. Diese Methode bietet eine einfache, erschwingliche und dennoch vielseitige Möglichkeit, gut definierte Nanomuster über große Flächen zu erzeugen, und wird möglicherweise erweitert, um mikro-/nanoskalige Bauelemente mit Hybridkomponenten herzustellen.
Einleitung
Eine Reihe neuerer Befunde zeigen, dass die Substrat-Nanotopographie einen ausgeprägten Einfluss auf das Zellverhalten hat, von der Zelladhäsion über die Ausbreitung und Migration bis hin zur Proliferation und Differenzierung1-6. Zum Beispiel wurden in Zellen, die auf tiefen Nanogittern kultiviert wurden, eine kleinere Zellgröße und eine niedrigere Proliferationsrate beobachtet, die sogar zur Apoptose führte, obwohl die Zellausrichtung, -verlängerung und -migration im Vergleich zu den flachen Kontrollen2,7-10 verbessert wurden. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die Nanotopographie die Differenzierung von Stammzellen in bestimmte Linien wie Neuro....
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Protokoll
1. Die Replikation von PDMS-Formen aus einer EBL Mold
- Fabrizieren Silikonform 29
- Schleuderbeschichtungs 200 ul Polymethylmethacrylat (PMMA) -Lösung auf einem 1 × 1 cm Silizium (Si) -Substrat bei 2.500 rpm für 1 min um einen dünnen Film zu bilden.
- Backen die PMMA-Film auf dem Si-Substrat bei 180 ° C für 2 min.
- Schreiben die entworfen Nano auf der PMMA - Film durch einen fokussierten Elektronenstrahl bei einer Flächendosis von 300 & mgr; C / cm 2.
- Entwickeln Sie die PMMA-Nano in Entwickler für 80 Sekunden.
- Hinterlegung der PMMA Nano mit einer Nickelschicht von 50 nm Dicke in eine E-beam V....
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Ergebnisse
Die Stichtechnik kann einen großen Bereich von nanostrukturierten Substrate mit hoher Genauigkeit erzeugen. Figur 1a und 1b die große Fläche von Nanostrukturen aus dem genähten PDMS - Form zu PS - Platte und PS - Dünnfilm auf einem Si - Substrat bzw. übertragen anzuzeigen. Der Vergleich zwischen dem ursprünglichen EBL geschriebene Form (Abbildung 1c) und die endgültigen PDMS Arbeitssubstrat (Abbildung 1d) bestätigt.......
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Diskussion
Wir präsentieren Ihnen eine einfache, kostengünstige und dennoch vielseitige Methode einen großen Bereich von nanostrukturierten Substrat zu erzeugen. Um treu hochdefinierte Nano, große Aufmerksamkeit erweitern sollte auf mehrere kritische Schritte bezahlt werden. Die erste ist die mehrere PDMS Formen zu trimmen. Ungemusterten Bereiche der PDMS Formen entfernt werden müssen. Zusätzlich sollten die Seitenwände der Formen geschnitten werden vertikal so perfekt wie möglich, die Lücken zwischen den Formen zu minimieren. Zus.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Danksagungen
Diese Arbeit wurde teilweise unterstützt von NSF CBET 1227766, NSF CBET 1511759 und Byars-Tarnay Endowment. Wir danken für die Nutzung der West Virginia University Shared Research Facilities, die teilweise durch NSF EPS-1003907 unterstützt werden.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| JEOL Field Emission SEM | JEOL | JSM-7600F | EBL |
| E-Beam-Verdampfer | Kurt J. Lesker | Modell: LAB 18 E-Beam-Verdampfer | Nickelabscheidung |
| Trion Minilock III ICP/RIE | Trion technology | Modell: Minilock-phantom III | |
| Pressmaschine | PHI Hydraulic Press | Molde: SQ-230H | |
| Spin | Coater Laurell Technologien | Modle: WS-400A-6NPP-LITE | |
| CO2 kritischer Trockner | Tousimis | Modle: Autosamdri-815 | |
| Silicon Wafer | University Wafer | 1080 | |
| Aluminiumplatten | McMaster-carr | 9057K123 | |
| Teflonplatten | McMaster-carr | 8711K92 | |
| 100 mm Petrischale | FALCON | ||
| 60 mm Petrischale | FALCON | 353004 | |
| Abdeckglas | Fisher Scientific | 12-542-B | |
| Objektträger Fisher | Scientific | 12-550-34 | |
| Einweg-Wägeschiffchen | Fisher Scientific | 13-735-743 | |
| Exsikkator aus Glas | Fisher Scientific | 02-913-360 | |
| Kunststoff-Exsikkator | Bel-Art Products | F42025-000 | |
| Heizplatte | Fisher Scientific | 1110049SH | |
| Pinzette | Ted Pella, inc. | 5726 | |
| Klinge | Fisher Scientific | S17302 | |
| Metallblöcke | McMaster-Carr | ||
| Punch | Brettuns Village Leather Craft Supplies | Arch Punch | |
| Poly(methylmethacrylat) | MicroChem | 495 PMMA A4 | |
| PDMS | Dow Corning | Sylgard 184 Kit | |
| Polystyrol | Dow Chemical | Styron 685D | |
| 1H,1H,2H,2H-Perfluoroctylmethyldichlorsilan | Oakwood Chemical | 7142 | |
| Entwickler | MicroChem | MIBK/IPA im Verhältnis | |
| Entferner | MicroChem | Entferner PG | |
| Ethanol | Fisher Scientific | BP2818500 | |
| Toluol | Fisher Scientific | T324-500 | |
| Phosphatgepufferte Kochsalzlösung | Sigma Aldrich | D8537 | |
| Dulbecco' s modifiziertes Adlermedium | Sigma Aldrich | D5796 | |
| Fötales Rinderserum | Atlanta Biologicals | S11550 | |
| Paraformaldehyd | Elektronenmikroskopie Wissenschaft | 15712-S | |
| Glutaraldehyd | Fisher Chemical | G151-1 | |
| Fibronektin | Corning | 356008 | |
| A549 Zellen | ATCC | ATCC CCL-185 |
Referenzen
- Silva, G. A., et al. Selective differentiation of neural progenitor cells by high-epitope density nanofibers. Science. 303 (5662), 1352-1355 (2004).
- Yim, E. K. F., Pang, S. W., Leong, K. W. Synthetic Nanostructures Inducin....
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Nachdrucke und Genehmigungen
