Photopatterning proteínas y células en el medio ambiente acuoso Usando TiO<sub&gt; 2</sub&gt; Fotocatálisis

Hideaki Yamamoto; Takanori Demura; Kohei Sekine; Sho Kono; Michio Niwano; Ayumi Hirano-Iwata; Takashi Tanii

doi:10.3791/53045

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Artículo de método

Photopatterning proteínas y células en el medio ambiente acuoso Usando TiO

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DOI:

10.3791/53045

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26 de octubre de 2015

Hideaki Yamamoto¹^,² , Takanori Demura³ , Kohei Sekine³ , Sho Kono³ , Michio Niwano²^,⁴ , Ayumi Hirano-Iwata²^,⁵ , Takashi Tanii⁶

¹Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University, ²CREST, Japan Science and Technology Agency, ³School of Fundamental Science and Engineering, Waseda University, ⁴Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University, ⁵Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University, ⁶Faculty of Science and Engineering, Waseda University

En este artículo

Resumen

Describimos un protocolo para modificar la afinidad celular de la superficie de un andamio en un entorno acuoso. El método aprovecha la fotocatálisis de dióxido de titanio para descomponer la película orgánica en la región fotoirradiada. Demostramos que se puede utilizar para crear microdominios de proteínas de andamiaje, tanto ex situ como in situ.

Resumen

Los contaminantes orgánicos adsorbidos en la superficie de dióxido de titanio (TiO ₂₎ se pueden descomponer mediante fotocatálisis bajo radiación ultravioleta (UV). Aquí se describe un nuevo protocolo que emplea la fotocatálisis _TiO2 para alterar localmente afinidad de células de la superficie del sustrato. Para este experimento, una delgada película de TiO ₂ fue revestido por bombardeo iónico sobre un cubreobjetos de vidrio, y la superficie de TiO ₂ fue posteriormente modificado con una monocapa de organosilano derivado de octadecyltrichlorosilane (OTS), que inhibe la adhesión celular. La muestra se sumerge en un medio de cultivo celular, y se centró la luz UV se irradió a una región octogonal. Cuando un neuronales células PC12 línea celular se sembraron en la muestra, células adheridas sólo en la zona UV-irradiado. Además, muestran que esta modificación de la superficie también se puede realizar in situ, es decir, incluso cuando las células están creciendo en el sustrato. Modificación adecuada de la superficie requiere una matriz extracelular protein colágeno para estar presente en el medio en el momento de la irradiación UV. La técnica que aquí se presenta potencialmente se puede emplear en múltiples tipos de células de modelado para la construcción de sistemas de cocultivo o manipular arbitrariamente células en cultivo.

Introducción

Procesos de litografía de semiconductores y sus derivados - ^tales como 1,2 fotolitografía, la litografía por haz de electrones ^3-6, y microcontacto impresión ^7.10 - se han convertido en una herramienta establecida en la biología celular a crecer las células vivas en una posición y geometría definida. El método del patrón se basa en el uso de sustratos microfabricados, que consta de micro-isla de recubrimiento permisiva celular en un fondo no permisiva. Tal sustrato sirve como una plantilla para patrón de las células. Estas tecnologías nos han proporcionado los nuevos métodos para diseñar las células y su función en un nivel de una o v....