Name: Polymer Microarrays für High Throughput Discovery of Biomaterials (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-01-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 37 s
Description: Erfahren Sie die Herstellung von Polymer-Microarrays mittels On-Chip-Photopolymerisation für Hochdurchsatz-Screening. Diese Methode ermöglicht die parallele Untersuchung von Materialien zur Resistenz gegen Bakterienadhäsion.

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Mittel aus dem Wellcome Trust wird freundlicherweise bestätigt (Förderkennzeichen 085245/Z/08/Z). Nottingham Nanotechnologie und Nanowissenschaften Centre freundlicherweise für den Zugang zu den Raman-System und für die East Midlands Development Agency für die Finanzierung dieser Geräte anerkannt.

<ol><li>Hook, A. L., Anderson, D. G., Langer, R., Williams, P., Davies, M. C., Alexander, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+throughput+methods+applied+in+biomaterial+development+and+discovery%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">High throughput methods applied in biomaterial development and discovery.</a> Biomaterials. 31, 187-198 (2010).</li>
<li>Anderson, D. G., Levenberg, S., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoliter-scale+synthesis+of+arrayed+biomaterials+and+application+to+human+embryonic+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Nanoliter-scale synthesis of arrayed biomaterials and application to human embryonic stem cells.</a> Nature Biotechnology. 22, 863-866 (2004).</li>
<li>Mei, Y., Saha, K., Bogatyrev, S. R., Yang, J., Hook, A. L., Kalcioglu, Z. I., Cho, S. W., Mitalipova, M., Pyzocha, N., Rojas, F., Van Vliet, K. J., Davies, M. C., Alexander, M. R., Langer, R., Jaenisch, R., Anderson, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combinatorial+development+of+biomaterials+for+clonal+growth+of+human+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Combinatorial development of biomaterials for clonal growth of human pluripotent stem cells.</a> Nature Materials. 9, 768-778 (2010).</li>
<li>Pernagallo, S., Wu, M., Gallagher, M. P., Bradley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colonising+new+frontiers-microarrays+reveal+biofilm+modulating+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Colonising new frontiers-microarrays reveal biofilm modulating polymers.</a> Journal of Materials Chemistry. 21, 96-101 (2011).</li>
<li>Yang, J., Mei, Y., Hook, A. L., Taylor, M., Urquhart, A. J., Bogatyrev, S. R., Langer, R., Anderson, D. G., Davies, M. C., Alexander, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer+surface+functionalities+that+control+human+embryoid+body+cell+adhesion+revealed+by+high+throughput+surface+characterization+of+combinatorial+material+microarrays%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Polymer surface functionalities that control human embryoid body cell adhesion revealed by high throughput surface characterization of combinatorial material microarrays.</a> Biomaterials. 31, 8827-8838 (2010).</li>
<li>Urquhart, A. J., Anderson, D. G., Taylor, M., Alexander, M. R., Langer, R., Davies, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+throughput+surface+characterisation+of+a+combinatorial+material+library%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">High throughput surface characterisation of a combinatorial material library.</a> Advanced Materials. 19, 2486-2491 (2007).</li>
<li>Taylor, M., Urquhart, A. J., Zelzer, M., Davies, M. C., Alexander, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Picoliter+water+contact+angle+measurement+on+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Picoliter water contact angle measurement on polymers.</a> Langmuir. 23, 6875-6878 (2007).</li>
<li>Urquhart, A. J., Taylor, M., Anderson, D. G., Langer, R., Davies, M. C., Alexander, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TOF-SIMS+analysis+of+a+576+micropatterned+copolymer+array+to+reveal+surface+moieties+that+control+wettability%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">TOF-SIMS analysis of a 576 micropatterned copolymer array to reveal surface moieties that control wettability.</a> Analytical Chemistry. 80, 135-142 (2008).</li>
<li>Hook, A. L., Yang, J., Chen, X., Roberts, C. J., Mei, Y., Anderson, D. G., Langer, R., Alexander, M. R., Davies, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acrylate+polymers+with+hydro-responsive+topography%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Acrylate polymers with hydro-responsive topography.</a> Soft Matter. 7, Forthcoming 7194-9197 (2011).</li>
<li>Pernagallo, S., Unciti-Broceta, A., Diaz-Mochon, J. J., Bradley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deciphering+cellular+morphology+and+biocompatibility+using+polymer+microarrays%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Materials%22%5BJournal%5D)">Deciphering cellular morphology and biocompatibility using polymer microarrays.</a> Biomedical Materials. 3, (2008).</li>
</ol>

Wir haben nichts zu offenbaren.

Polymer-Microarrays wurden erfolgreich für die Entdeckung neuer Materialien durch Screening Hunderte von neuartigen Polymer in einem biologischen Assay verwendet und Identifizierung &quot;Treffer&quot; Materialien, die anschließend bis zu nützlichen Geräten skaliert werden kann. In diesem Fall kann die Charakterisierung von Oberflächen beschrieben eingesetzt anschließenden werden, um die biologische Assays und ausschließlich auf den &quot;Hit&quot;-Materialien, die Materialien genauer zu untersuchen. Diese Strategie kann von Interesse sein, wenn HTSL nicht verfügbar ist der Experimentator Verwendung dieses Ansatzes. Jedoch voll auszunutzen Polymer Mikroarrays zu studieren biologische Material-Interaktionen das gesamte Array von Hunderten von Materialien ist vor der biologischen Assays mit HTSL Methodiken, die anschließend verwendet werden, um Struktur-Funktions allgemeinen Trends beobachten sein können analysiert werden. Kontakt Drucken basiert auf den Metallstift Schiebetüren oben und unten frei im Stifthalter. Pin-und Stifthalter Sauberkeit ist von größter Bedeutung ist die Gewährleistung pRUCKEN tritt erfolgreich und sollten konsequent durchgeführt werden. Vor Beginn ein Druckvorgang ausgeführt passende Bewegung des Stiftes innerhalb des Stifthalters kann durch Ausführen eines Testlaufs getestet werden, ohne vorhandenen Monomeren. Der Reinigungsschritt ist fortzusetzen, bis der Stift Bewegung reproduzierbar erreicht wird. Beträchtliche Gedankens soll in das Design des Monomergemisches gehen. Um leicht eine kombinatorische Bibliothek von Polymeren sind Hunderte von Copolymeren durch Mischen einige Monomere in unterschiedlichen Verhältnissen gebildet. Typischerweise produzieren wir 576 Mitgliedsbibliotheken da dies bildet eine 24 x 24-Array, das geeignet für die Geometrie eines Glasobjektträger ist. Um eine kombinatorische Bibliothek, die meisten kombinatorischen Raum ist es am einfachsten zu 24 Monomere im Verhältnis 2:1 mischen paarweise untersucht produzieren. Alternativ sind die Einbeziehung der Gradienten der Zusammensetzung innerhalb der Anordnung zur Freigabe der Beobachtungen von Trends, die optimale Monomerzusammensetzungen bis d sein können nützlichetermined. Als ein Beispiel für diese 22 Monomere können als erste Komponente in einem Co-Monomer-Mischung, die nacheinander mit 1 von 6 ist die zweite Komponente verdünnt verwendet werden. Wenn 5 Verdünnungen eingesetzt werden, beispielsweise Mischen der ersten und zweiten Komponenten in Verhältnissen von 90:10, 75:25, 50:50, 25:75 und 10:90, würde dies zu 488 einzigartige Copolymerlösungen führen. Um die gesamte bringen bis zu 576, repliziert der Homopolymerisate der Monomeren verwendet eingeführt werden kann, was oft ein wichtiger Referenzprobe. 576 Monomerlösungen sollte in 2 384-Well-Platten verzichtet werden. Für die Programmierung des Roboters es einfacher ist, zwei identische Platten in Bezug auf die Position der Monomere haben somit die Monomerlösungen gleichmäßig zwischen den zwei Platten aufgeteilt werden. Eine erhebliche Menge an Zeit können bei der Herstellung der Source Platten durch die Verwendung von Mehrkanal gespeichert werden, und das Design der Quelle Platten sollte bestimmt werden, um die Verwendung der Mehrkanalpipetten auszunutzen. &lt;/ P&gt; Um maschinelle und automatische HTSL der Arrays erreichen die Kassaposition muss erfolgreich mit der Charakterisierung Vorrichtung ausgerichtet werden. Typischerweise wird die Tonhöhe einer Acrylat-Array ist 500-1000 um und das Polymer Fleckdurchmesser von 300 um. Die meisten Kreuztische haben eine Auflösung von weniger als 10 um, damit eine ausreichende Toleranz für die Charakterisierung von Oberflächen Vorrichtung zur zuverlässigen Zugriff auf die Array-Positionen, wenn die richtigen Abmessungen eingegeben wurden, um die Positionierung der Probe Software. Die Beschränkung auf die automatisierte Positionierung ist in der Tat das genaues Drucken des Arrays. Um genaue Drucken zu gewährleisten ist es wichtig, um die Bewegung des Substrats auf dem Drucktisch verhindern entweder mittels Vakuumansaugung oder Federklemmen zusammen mit entsprechenden Abmessungen Schieber (beachte, dass sowohl ein US-Standard und EU Foliengröße existieren). ToF-SIMS ist ein extrem oberflächensensitive Technik, eine Kontamination von Proben beobachten können. Somit muss darauf geachtet werden, upmostden Kontakt mit der Oberfläche zu vermeiden. Die Proben sollten nur bearbeitet werden, aber die Oberfläche von Interesse nicht kontaktiert, mit sauberen Handschuhen (vorzugsweise Polyethylen) und mit frisch gereinigten Pinzetten. Wir in der Regel mit Chloroform und Hexan waschen. Probenspeicher vor den Messungen wird am besten in einem Probenhalter mit den Folien auseinander hält geschieht beispielsweise das 5 Objektträgerhalter oder 20 Objektträgerhalter. Die Arrays sind speziell auf Kompatibilität mit vielen biologischen Testformate und Auslesungen, dh entworfen, ist das verwendete Substrat ein Objektträger idealerweise zur Fluoreszenz-Scanner und Lichtmikroskopen geeignet. Dies bedeutet, das Format ist gut zu erkunden vielen Material-biologischen Wechselwirkungen geeignet. Weiterhin erlaubt das Format Hunderte von Materialien parallel gescreent werden. Dies ermöglicht viele weitere Materialien als herkömmliche Methoden, wobei jede neue Materialchemie einzeln abgeschirmt abgeschirmt werden. Die erhöhte Spielraum für biologisch-Materie-Wechselwirkungen ermöglichens für die Aufklärung der Mechanismen der biologischen Oberflächen-Wechselwirkungen sowie das Finden der optimalen Material für eine bestimmte Anwendung.

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenz / Ausrüstung </td><td> Firma </td><td> Katalog / Modellnummer </td></tr><tr><td> Epoxy Dias </td><td> Genetix </td><td> K2652 </td></tr><tr><td> Kontakt Drucker </td><td> Biodot </td><td> XYZ3060 Platform </td></tr><tr><td> Metallstift </td><td> Arrayit </td><td> 946MP6B </td></tr><tr><td> ToF-SIMS Instrument </td><td> ION-TOF </td><td></td></tr><tr><td> XPS Instrument </td><td> Kratos </td><td></td></tr><tr><td> WCA Gerät </td><td> Krüss </td><td> DSA 100 </td></tr><tr><td> AFM </td><td> Bruker </td><td> Dimension Icon </td></tr><tr><td> RPMI-1640 Zellkulturmedien </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> R0883 </td></tr><tr><td> SYTO17 </td><td> Invitrogen </td><td> S-7579 </td></tr></tbody></table>

polymer microarrays für high throughput discovery of biomaterials

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

Mischen ist eine Grundoperation, die zwei oder mehr Komponenten kombiniert zu einer homogenen Mischung. Diese Arbeit umfasst Mischen von zwei viskosen flüssigen Ströme unter Verwendung eines statischen Inline-Mischer. Der Mischer ist ein Split-and-rekombinieren Design, Scher-und Dehnströmung beschäftigt, um die Grenzflächen Kontakt zwischen den Bauteilen zu erhöhen. Ein Prototyp Split-and-rekombinieren (SAR)-Mischer wurde durch Ausrichten einer Reihe von dünnen lasergeschnittenen Poly (Methylmethacrylat) (PMMA) Platten an seinem Platz gehalten in einem PVC-Rohr ausgebildet ist. Mischen in dieser Vorrichtung ist in der Photographie in Abb. Ein. Rote Farbstoff wurde zu einem Abschnitt der Testflüssigkeit hinzugefügt und als Nebenkomponente in die größeren (ungefärbten)-Komponente gemischt. Am Eingang des Mischers wird der eingespritzte Schicht aus Tracer Fluid in zwei Schichten aufgeteilt, während es durch die Mischstrecke mündet. Bei jeder nachfolgenden Mischabschnitt, wird die Anzahl der horizontalen Schichten dupliziert. Letztlich wird die einzelnen Strom von Farbstoff gleichmäßig dispergiert throughout den Querschnitt der Vorrichtung. Verwendung einer nicht-Newtonschen Prüffluid von 0,2% Carbopol und einem dotierten Tracer Fluid von ähnlicher Zusammensetzung, das Mischen in der Einheit visualisiert mittels Magnetresonanztomographie (MRT). MRT ist eine sehr mächtige experimentelle Sonde molekularen chemischen und physikalischen Umwelt sowie Probe-Struktur auf der Längenskala von Mikrometern bis Zentimetern. Diese Empfindlichkeit hat in breiten Anwendung dieser Techniken führte zu physikalischen, chemischen und / oder biologischen Eigenschaften von Materialien, angefangen von Menschen Lebensmittel zu porösen Medien 1, 2 charakterisieren. Die Anlagen und Bedingungen welche hier eignen sich zum Abbilden enthaltenden Flüssigkeiten erhebliche Mengen an mobilen NMR 1 H wie gewöhnliches Wasser und organische Flüssigkeiten, einschließlich Ölen. Traditionell MRI hat supraleitenden Magneten, die nicht geeignet sind für industrielle Umgebungen und nicht tragbaren innerhalb eines Labors (Abb. 2) eingesetzt. Jüngste Fortschritte in-Magnet-Technologie haben den Bau von großvolumigen industrietaugliche Magneten für bildgebende Prozessabläufe gestattet. Dabei sieht MRI räumlich aufgelösten Komponente Konzentrationen an verschiedenen axialen Stellen während des Mischprozesses. Diese Arbeit dokumentiert Echtzeit Mischen von hochviskosen Flüssigkeiten über distributive Mischen mit einem Antrag auf Körperpflegeprodukte.

Eine Beschreibung der Bildung eines Polymers unter Verwendung eines Mikroarray-on-Chip-Technik Photopolymerisation. Der hohe Durchsatz Oberflächencharakterisierung mittels Rasterkraftmikroskopie, Wasser Randwinkelmessungen, Röntgen-Photoelektronenspektroskopie und Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie und einer Zellanhaftung-Assay wird auch beschrieben.

Polymer Microarrays für High Throughput Discovery of Biomaterials

Die Entdeckung neuartiger Biomaterialien, die für eine spezifische biologische Anwendung optimiert sind, lässt sich problemlos mithilfe von Polymer-Microarrays erreichen, was eine ...

Dieses Video beschreibt eine Methode zur Herstellung und Nutzung eines polymeren Mikroarrays unter Verwendung einer On-Chip-Photopolymerisationstechnik. Zunächst werden Glasobjektträger in Polyhydroxyethylmethacrylat oder FEMA getaucht, um ein Substrat mit geringer Anhaftung zu erzeugen. Monomere werden in unterschiedlichen Verhältnissen gemischt, um eine Bibliothek aus Monomerlösungen herzustellen.Die Lösungen werden mithilfe eines robotischen Druckgeräts auf Objektträger aufgebracht und durch UV-Bestrahlung gehärtet. Das Monomer polymerisiert, und das Lösungsmittel wird unter Vakuum entfernt. Nach einer hochdurchsatzfähigen Oberflächencharakterisierung können die Mikroarrays zur Untersuchung der Materialeigenschaften, beispielsweise in Assays zur Bakterienanheftung, eingesetzt werden.Die Analyse von Bindungsdaten ist ein Schritt hin zur Entdeckung neuartiger Biomaterialien und unterstreicht die Nützlichkeit des Polymer-Mikroarray-Formats. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber etablierten Methoden, bei denen die biologische Reaktion auf unterschiedliche Materialien jeweils einzeln untersucht wird, liegt in der parallelen Prüfung von Hunderten von Materialien, die einfach auf einem einzigen Objektträger manipuliert werden können. Diese Technik lässt sich leicht an verschiedene biologische Assays anpassen, beispielsweise um Materialien zu identifizieren, die der Bakterienanheftung widerstehen oder die Expansion von Stammzellen unterstützen.Diese Technik hat dabei geholfen, Materialien zu entdecken, die potenzielle Anwendungen zur Unterstützung der vielpotenten Stammzellvermehrung für die regenerative Medizin bieten. Wir sind außerdem sehr begeistert von der jüngsten Entdeckung von Materialien, die einer bakteriellen Anheftung widerstehen und somit das Auftreten von medizinischen Geräte-assoziierten Infektionen verringern könnten. Im Allgemeinen haben Nutzer, die neu in der Methode sind, Schwierigkeiten, die erforderlichen Bedingungen zum Drucken eines Mikroarrays zu optimieren, da die optimalen Bedingungen schwer vorherzusagen sind.Schon kleine Fehler können zu nicht verwendbaren Arrays führen. Es ist außerdem entscheidend, welcher Bakterienstamm und welche Kulturbedingungen verwendet werden, da Anheftung und Biofilmmorphologie artspezifisch und medienabhängig sind und sich daher erheblich unterscheiden können. Hier verwenden wir Aerogen als Modellorganismus und ein chemisch definiertes Medium für einen gut kontrollierten Anheftungs-Assay.Unsere MIT-Kollegen hatten zuerst die Idee zu dieser Methode durch den Vergleich mit DNA- und Protein-Microarrays. Diese sind bereits etabliert, um die jeweiligen biologischen kombinatorischen Bereiche zu erforschen. Dan und Bob erkannten, dass ein ähnlicher chemischer kombinatorischer Bereich existiert, der erkundet werden muss, ausgehend von Materialien, die ein Verfahren demonstrieren. Andrew Hook und Chen Chang werden Postdoktoranden in unserem vom Welcome Trust finanzierten Projekt. Beginnen Sie dieses Verfahren, indem Sie eine niedrige Anhaftungsgrundlage vorbereiten.Dies ist eine Oberfläche, die der Anlagerung von Biomolekülen wie Proteinen und Zellen widersteht. Wiegen Sie zwei Gramm Polyhydroxyethylmethacrylat oder FEMA in ein 50-Milliliter-Zentrifugenröhrchen ab. Dann wird das Volumen mit 95 %igem Ethanol in Wasser auf 50 Milliliter aufgefüllt.Bringen Sie das Röhrchen dann etwa 24 Stunden lang in einen Rührer, oder bis das FEMA vollständig gelöst ist, wobei Sie das Glaslicht mit einer Pinzette halten. Tauchen Sie es in epoxydfunktionales Glas ein. Tauchen Sie es in die FEMA-Lösung, sodass alles bis auf fünf Millimeter bedeckt ist.Die Epoxygruppen bilden kovalente Bindungen mit der FEMA-Beschichtung. Der unbehandelte Bereich kann als positiver Kontrollbereich über einen Zeitraum von einer Sekunde dienen. Entnehmen Sie den Objektträger aus der FEMA-Lösung, drehen Sie ihn dann um und legen Sie ihn in eine annähernd horizontale Position, um ihn trocknen zu lassen.Sobald der Objektträger trocken ist, legen Sie ihn in einen Objektträgerhalter. Lassen Sie die mit FEMA beschichteten Objektträger eine Woche lang unter atmosphärischen Bedingungen stehen, um die vollständige Verdunstung des Lösungsmittels zu ermöglichen. Als Nächstes pipettieren Sie zur Herstellung der Monomerlösungen fünf Mikroliter Lösung des Photoinitiators und 15 Mikroliter in Dimethylformamid lösliche Acrylat-Methacrylat-Monomere in eine 384er-Quellplatte.Ein Gesamtvolumen von 20 µL ist ideal für die Bildung von Flecken. Nachdem die Lösungen hergestellt wurden, wird ein Kontakt-Druckroboter mit X-, Y-, Z-Stufe zur Erzeugung des Mikroarrays verwendet. Der Roboter nutzt eingeschlitzte Stifte mit einem Durchmesser von 220 µm, die Schlitze enthalten, die als Reservoirs für den Lösungstransfer fungieren.Beginnen Sie damit, die Pins und den Pin-Halter 10 Minuten lang in ein Gefäß mit Dichlormethan zu geben. Lassen Sie die Pins anschließend trocknen und befestigen Sie danach den Halter erneut am Druckkopf. Laden Sie als Nächstes die Pins in den Halter ein. Danach 10 Glasobjektträger zum Abblotten und FEMA-beschichtete Objektträger in den Roboter einlegen. Typischerweise werden drei parallele Arrays auf jeden Objektträger aufgebracht. Anschließend mithilfe von Schläuchen die Waschstation des Roboters mit einer Flasche verbinden, die 2,5 Liter frisches Dimethylformamid enthält.Laden Sie die Platte mit der Monomerlösung in den Roboter. Füllen Sie die gesamte Kammer des Roboters mit Argon, um den Sauerstoffgehalt auf unter 2000 PPM zu senken. Auf diesem niedrigen Niveau sollten Polymerisationsradikale nicht durch Sauerstoff abgefangen werden.Stellen Sie mithilfe einer feuchteregulierenden Vorrichtung die Luftfeuchtigkeit im Robotergehäuse auf einen Bereich von 30 bis 40 % ein. Die Feuchtigkeit ermöglicht es dem FEMA, anzuschwellen, wodurch das gebildete Polymer in die FEMA-Schicht eindringen und an der Oberfläche physikalisch eingefangen werden kann. Um den Drucklauf zu starten, betätigen Sie im Softwareprogramm des zugehörigen Computers die Schaltfläche „Go“. Daraufhin senken sich die Stifte mit einer Geschwindigkeit von 25 Millimetern pro Sekunde in die Monomerlösungen ab.Anschließend verbleiben sie 2,5 Sekunden lang in Lösung und werden mit einer Geschwindigkeit von 25 Millimetern pro Sekunde zurückgezogen. Danach wird das Ende der Nadel in Kontakt mit den FEMA-Objektträgern gebracht, wodurch etwa 2,4 Nanoliter Lösung aus dem Aufnahmeabschnitt der Nadel abgegeben werden. Die gesamte Kontaktzeit pro Kontakt beträgt 10 Millisekunden, die Annäherungs- und Rückzuggeschwindigkeit liegt bei 175 Millimetern pro Sekunde.Die Pins werden anschließend getrocknet, indem sie wiederholt mit den Glasabtupplungsplatten in Kontakt gebracht werden, um Monomerlösung von der Außenseite des Pins zu entfernen. Die verwendete Abtupplungssequenz besteht aus 33 Kontakten mit einer sauberen Glasplatte. Die ersten vier Positionen erfolgen jeweils mit 10, 5, 4 und 3 Kontakten.Die nächsten vier Positionen werden zwei Kontakte bilden und die letzten drei Positionen jeweils einen Kontakt nach dem Druckvorgang. Die Pins werden 30 Sekunden lang unter Rühren in einem Flussbad aus DMF gewaschen. Gleichzeitig werden die bedruckten Objektträger mit einer kurzwelligen UV-Quelle von 365 Nanometern bei einer Dichte von 30 Millivolt pro Quadratzentimeter bestrahlt.Nach Abschluss der Wasch- und Bestrahlungsschritte wird der nächste Objektträger bedruckt. Falls der Druck erfolgreich erscheint, bestrahlen Sie die Arrays zusätzlich 10 Minuten lang mit UV-Licht bei 365 Nanometern. Die frisch bedruckten Arrays werden eine Woche lang in einen Vakuumofen bei weniger als 50 Millitorr gestellt, um nach dem Druckvorgang und der Vakuumextraktion unpolymersiertes Monomer und Lösungsmittel zu entfernen.Der Erfolg der Polymerisation von Polymerflecken kann mittels einfacher Lichtmikroskopie beurteilt werden, um anomale Fleckenmorphismen zu erkennen; typischerweise sollten die Flecken kreisförmig und einheitlich erscheinen, wie in der linken Abbildung dargestellt. Die wahrscheinliche Ursache für eine Änderung der Geometrie ist ein beschädigter oder unreiner Pin oder eine Staubkontamination in den Monomerlösungen. In diesem Fall muss der Prozess für eine geringe Anzahl von Monomerkombinationen wiederholt werden.Verformte Flecken können beispielsweise auftreten als zentraler Fleck mit einem Satelliten aus kleinen Flecken, wie rechts gezeigt, oder als „Spiegelei“-Form, bei der ein zentraler Fleck auf einem größeren, flacheren Fleck liegt. Dies kann durch Phasenseparation vor dem Bedrucken verursacht werden, die mit Unterschieden in Viskosität, Hydrophilie, Flüchtigkeit oder Oberflächenspannung der Monomere zusammenhängt, und deutet darauf hin, dass die Monomer-Kombination mit diesem Format nicht kompatibel ist. Eine zusätzliche chemische Kartierung der Polymerflecken ist ebenfalls ein wichtiger und manchmal notwendiger Schritt der Qualitätskontrolle, um die Verteilung der Materialchemien über die Flecken und das Array hinweg zu bestimmen, sowie zur hochdurchsatzfähigen Oberflächencharakterisierung (HTSC) der erzeugten Mikroarrays.Mithilfe dieser Technik lässt sich die biologische Leistungsfähigkeit zudem mit physikochemischen Eigenschaften korrelieren. Dies ermöglicht die Untersuchung der Wechselwirkung biologischer Materialien. HTSC nutzt Messungen des Wasserbenetzungswinkels, Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie, Rasterkraftmikroskopie und Röntgenphotoelektronenspektroskopie.Insbesondere liefert die TOF-SIMS-Analyse eine chemisch aussagekr&auml;ftige Untersuchung der Probe, die verwendet werden kann, um die Zellantwort mit einer molekularen Einheit zu korrelieren. In einigen F&auml;llen kann die biologische Leistung vorhergesagt werden. Die TOF-SIMS-Spektren zeigen die chemische Abh&auml;ngigkeit der Wechselwirkung eines biologischen Materials auf und tragen zur Entwicklung von HI-Materialien bei.Nach der Charakterisierung der Polymer-Mikroarray-Oberfläche kann diese zur Untersuchung biologischer Wechselwirkungen verwendet werden. Hier demonstrieren wir den Einsatz des Mikroarrays zur Durchführung eines Bakterien-Adhärenz-Assays. Inokulieren Sie zunächst 10 Milliliter LB-Medium mit einer einzelnen Kolonie von GFP-markierten Pseudomonas.Aerogen wachsen bei 37 Grad Celsius mit 200 U/min Schütteln über Nacht. Messen Sie den OD 600 der über Nacht gezüchteten Bakterienkultur und verdünnen Sie die Kultur auf einen OD 600 von 0,01 in 15 Milliliter RPMI 1640. In der Zwischenzeit waschen Sie die Array-Objektträger und sterilisiertes destilliertes Wasser 10 Minuten lang, um lösliche Bestandteile aus den Arrays zu entfernen, wie beispielsweise nicht polymerisierte Monomere, alle Ligamente und Lösungsmittel.Anschließend die Objektträger in einem Luftstromschrank trocknen lassen. Danach die gewaschenen Array-Objektträger in eine saubere Petrischale geben und 10 Minuten lang einer UV-Bestrahlung zur Sterilisation aussetzen. Sobald die Bakterienkultur bereit ist, den Objektträger mit dem Array in eine Petrischale überführen und 15 Milliliter des inoculierten RPMI-1640-Mediums hinzufügen.Platzieren Sie einen weiteren Array-Slide in einer zweiten Petrischale und geben Sie 15 Milliliter sterilem RPMI 1640 als Kontrolle hinzu. Inkubieren Sie die Schalen 72 Stunden lang bei 37 Grad Celsius mit Schütteln bei 60 U/min nach der Inkubation. Waschen Sie die Slides dreimal mit jeweils 15 Milliliter sterilem PBS über einen Zeitraum von fünf Minuten bei 100 U/min.Anschließend die Objektträger zweimal mit je 15 Milliliter steriler destillierter Wasser waschen, um das Phosphatsalz zu entfernen. Nach dem Waschen die Objektträger in einem Luftstromschrank lufttrocknen lassen.Sobald die Objektträger trocken sind, sollten sie mithilfe der geeigneten Bildgebungstechnologie und Software so schnell wie möglich mit einem Fluoreszenzscanner ausgelesen werden, um den Abbau von GFP zu vermeiden. Die Fluoreszenz aufgrund bakterieller Anheftung wird berechnet, indem die Fluoreszenz der Kontrolle mit nur Medium von der des inoculierten Probenmaterials abgezogen wird, um Materialien zu identifizieren, die einer bakteriellen Adhäsion widerstehen.Mikroarrays wurden hergestellt und Bakterienadhäsionsassays entsprechend den in diesem Video beschriebenen Methoden durchgeführt. Wie hier zu sehen ist, enthält der Polymer-Mikroarray Materialien mit geringer Bakterienadhäsion, die eine niedrige Fluoreszenz aufweisen, sowie Materialien mit hoher Bakterienadhäsion, die eine hohe Fluoreszenz aufweisen. Die hier gezeigten drei Arrays sind Replikate; die Fluoreszenzwerte der drei Replikate werden gemittelt und als 3D-Darstellung präsentiert.Wie hier gezeigt, wird die quantitative visuelle Interpretation vereinfacht. Die Intensitätsskala rechts repräsentiert die Werte der Fluoreszenzdaten. Auf grundlegender Ebene ermöglicht die Identifizierung von Materialien mit geringer Fluoreszenz eine schnelle Bestimmung von Materialien, die eine bestimmte biologische Anwendung erfüllen, beispielsweise die Abwehr von bakterieller Anheftung.Diese Ergebnisse können jedoch auch mit der HTSC kombiniert werden, um Korrelationen zwischen bestimmten Materialeigenschaften und deren biologischer Leistungsfähigkeit zu untersuchen. Diese Analyse kann Struktur-Funktions-Beziehungen aufklären und somit die Mechanismen identifizieren, die den biologischen Wechselwirkungen mit Materialien zugrunde liegen. Nach dem Anschauen dieses Videos sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man sich auf das Drucken eines Polymer-Mikroarrays vorbereitet und einen solchen druckt, und außerdem Einblicke gewinnen, wie Polymer-Mikroarrays genutzt werden können, um die bakterielle Reaktion auf Materialien zu untersuchen.Wenn die Methode einmal beherrscht ist, kann ein Polymer-Mikroarray bei korrekter Durchführung innerhalb von zwei Tagen hergestellt werden. Die Vorbereitung der Monomere dauert etwa einen Tag, und das Bedrucken des Arrays benötigt ungefähr sechs Stunden. Der Bakterien-Anheftungs-Assay dauert fünf Tage, wobei zusätzliche Zeit für das Anzüchten der Überwachskultur als Inokulum erforderlich ist. Inkubieren Sie den Mikroarray in der bakteriellen Kultur 72 Stunden lang und detektieren Sie anschließend das Signal mithilfe eines Mikroarray-Scanners. Während des Ablaufs dieses Verfahrens ist es wichtig, die Pins und Pin-Halter sauber zu halten.Es ist sehr frustrierend, wenn sich während eines Laufs der Stift in einer aufrechten Position verfängt und keinen Kontakt mehr mit der Oberfläche herstellen kann, weil der Stift oder der Stiftträger nicht ausreichend gereinigt wurde. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit DMF und toxischen Monomeren äußerst gefährlich sein kann, und Vorsichtsmaßnahmen wie eine Absaugung sollten daher stets in das Verfahren einbezogen werden.

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Biotechnik

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Die Zelldifferenzierung wird durch eine Vielzahl von Mikroumgebungsfaktoren reguliert, einschließlich der beiden Matrixzusammensetzung und Substratmaterialeigenschaften. Wir beschreiben hier eine Technik unter Verwendung von Zellmicroarrays in Verbindung mit Traktionskraftmikroskopie sowohl Zelldifferenzierung und biomechanischen Zell-Substrat-Wechselwirkungen als Funktion der Mikroumgebungskontext zu bewerten.

Ein Hochdurchsatz-Zellarray-Plattform für korrelative Analyse von Zelldifferenzierung und Zugkräften

Wir zeigen eine Snap-Chip-Technologie für die Durchführung von cross-reactivity-freie gemultiplexten Sandwich Immunoassays durch Einrasten einfach zwei Folien. Ein Snap-Apparat dient zur Übertragung von zuverlässig Reagenzien von Microarray-Microarray. Die Snap-Chip kann für jede biochemischen Reaktionen erfordern NS1 der verschiedenen Reagenzien ohne Cross-Kontamination verwendet werden.

Snap Chip für Cross-reactivity frei und Spotter Multiplex Sandwich Immunoassays

Hier präsentieren wir ein Protokoll zum Bildschirm extrazelluläre Protein Microarrays zur Identifizierung von Roman-Rezeptor-Ligand-Interaktionen in hohem Durchsatz. Wir beschreiben auch eine Methode zur Erkennung von transienten Proteinprotein Interaktionen zu verbessern mithilfe von Protein-Microbead-komplexe.

Extrazelluläre Protein-Microarray-Technologie für hohen Durchsatz-Erkennung von geringe Affinität-Rezeptor-Ligand-Wechselwirkungen

Das Microarray-Polymer-Profiling (MAPP) ist eine Hochdurchsatztechnik für die Analyse der Zusammensetzung von Glykanen in biologischen Proben.

Microarray-Polymer-Profiling (MAPP) für die Hochdurchsatz-Glykananalyse

Erfahren Sie die Herstellung von Polymer-Microarrays mittels On-Chip-Photopolymerisation für Hochdurchsatz-Screening. Diese Methode ermöglicht die parallele Untersuchung von Materialien zur Resistenz gegen Bakterienadhäsion.

Polymer Microarrays für High Throughput Discovery of Biomaterials

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