$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Le résultat du processus de fabrication décrite dans les sections 1 et 2 est illustré par les images de la Figure 1 a-1 b et la courbe de la Figure 1. Le tableau de la Figure 1 affiche les valeurs de rugosité de deux différentes zones représentatives de la puce PDMS, c'est-à-dire dans la centrale et la chambre intermédiaire suivante haut de 20 µm. Une diminution de la rugosité d’un facteur d’environ 7 a été obtenue à l’aide de gravé wafer Si au lieu de photorésine SU-8. Ensuite, FXm a été tout d’abord appliqué sur une bande de résine photosensible de géométrie connue (Figure 2 a) dans une chambre haute de 10 µm. Après traitement de l’image et l’intensité à la conversion de hauteur (voir le graphique de la Figure 2 b), profils de FXm effectuées sur des coupes transversales le long de cette bande (Figure 2) fournissent les profils de la hauteur désirée (Figure 2D). Figure 2D montre la comparaison entre les profils obtenus à l’aide de profilométrie mécanique et méthodes FXm. Ces profils, y compris la valeur de bord et du plateau, sont très semblables, validation de la méthode. Notez que la dispersion des données FXm n’est pas représentative de la résolution ultime de la méthode, tel qu’évaluée dans la Figure 3 et Figure 4, mais découle de la faible intensité employées pour éviter un éventuel effet de la très faible auto-fluorescence de la résine photosensible dans le chenal GFP.
Ensuite, nous avons observé des neurites à 3 µm et 10 chambres haute µm (Figure 3). L’écart du bruit de fond est à environ 18 nm après l’intensité à la conversion et fond la correction de hauteur. Cette valeur est légèrement supérieure à la rugosité physique des surfaces PDMS coulées sur des surfaces de silicium (12 nm, consultez le tableau de la Figure 1) mais beaucoup plus faible que la rugosité mesurée sur PDMS obtenus à partir des moules de SU-8. Ces résultats mettent en évidence la valeur ajoutée de forage de puits dans les plaquettes de silicium au lieu d’ouvrir des trous dans la résine photosensible SU-8 à monter des piliers. Une telle valeur faible permet un haut bruit rapport signal et des images très claires en volume, telles que celle qui est affichée dans la Figure 3 a. Par exemple des données qui peuvent être extraites de ces images, nous avons calculé le volume de 1,6 µm (c.-à-d. 10 pixels) large neurites tranche (voir le graphique de la Figure 3 b). En utilisant dans une première approximation à un ajustement linéaire de ces données donne une valeur de hauteur de neurites moyenne d’environ 400 nm, à comparer avec par exemple le diamètre axonal 500 nm trouvé en 10 jours les petits vieux dans le corps calleux 5. Nous avons également combiné FXm avec micropatterns d’adhérence consistant en série est attenant 2 µm et 6 µm de large bandes de 30 µm de longueur. Notre but était d’étudier l’influence de la largeur des neurites sur sa forme 3D. La figure 3 montre une représentation 3D en fausses couleurs d’une image de neurone tout obtenue dans une chambre haute de 10 µm. Neurites se répandent sur 2 µm et 6 µm larges rayures, tandis que le soma est situé à l’extrémité de la bande plus importante. Profils de hauteur ont été prélevés dans trois sections différentes de la Croix. En cohérence avec le graphique affiché dans la Figure 3 a, la surface intégrées sur l’augmentation de coupes avec la largeur de neurites (Figure 3D).
Aussi, nous nous sommes concentrés sur les structures 3D de croissance cône (GC). Figure 4 A-B affiche deux profils GC différents obtenus dans une chambre forte à 3 µm, qui mettent en valeur leur sous-structure ramifié. En outre, nous avons effectué des expériences en Time-lapse pour suivre la dynamique du volume des catalogues globaux dans une chambre haute de 12 µm. La figure 4 affiche un cycle de rétrécissement et la réactivation d’un GC donnée dans un délai de quelques dizaines de minutes. Grâce à l’utilisation de souris GFP-lifeact, les cônes de croissance ont été localisées dans la longueur d’onde d’émission de GFP (510 nm) de leur concentration élevée d’actine. La surface identifiée à la longueur d’onde était utilisée pour intégrer sur la longueur d’onde d’émission de dextran à 647 nm pour calculer le volume de GC. La figure 4 montre enfin la distribution du volume du GC à des moments différents et l’emplacement sur trois différents neurones, centrés sur une valeur d’environ 6 µm3.

Figure 1 : chambres de FXm PDMS. (A) les plans des quatre principales étapes différentes de microfabrication menant au moule final. L’emplacement de l’entrée, de sortie et de réservoirs sont indiqués. Barreaux de l’échelle : 1 mm. (B) Image de la chambre de PDMS FXm obtenue à l’aide d’un profilomètre optique. Cette image montre la chambre centrale contenant 3 rangées de 10 µm haute piliers et les chambres intermédiaires de 20, 50 et 90 µm de hauteur. Echelle : 500 µm. (C) vue en coupe de la puce sur les deux lignes pointillées tracées au point B. Or/jaune : section transversale sur piliers, bleus : section transversale entre les piliers. (D) signifie que les valeurs de la rugosité PDMS mesurée sur 50 × 50 µm2 zones moulés sur silicium et sur la chambre intermédiaire de la grande SU-8 de 20 µm (voir flèches pour l’emplacement de ces zones). Valeurs moyennes ont été prélevés les mesures des trois domaines différents. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : étalonnage de FXm méthode utilisant une bande de résine photosensible comme objet d’intérêt. (A) image de GFP-fluorescence prise dans une chambre haute de 10 µm remplie de 10 000 dextran MW absorbant à 488 nm à 1 mg/mL. (B: fond, P: pilier). Observation avec un objectif de NA X 0,8 40 sec. Barre d’échelle : 50 µm. (B) Loi d’étalonnage linéaire provenant de l’intensité moyenne des deux rectangles colorés montré dans le profil d’intensité de Fluorescence de (C) a. obtenu au niveau de la ligne bleue pointillée affiché (a), traversant la résine photosensible rayure (0,45 µm haute positive photosensible). (D) comparaison des profils obtenus de mécanique profilomètre (points noirs) et FXm après l’intensité à la conversion de la taille des données de (B) (points bleus). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : imagerie volume neurites. (A) neurites s’étendant dans la chambre haute centrale de 3 µm de soma situé dans la chambre intermédiaire ensuite 15 µm. Imagerie effectuée à l’aide de 10 000 dextran MW absorbant à 488 nm et un 40 X, NA 0,8 sec objectif. L’encart obtenu après que l’utilisation de la routine de réduction fond met en évidence les deux neurites et choisi pour tracer le graphique du côté droit. Barreaux de l’échelle : 30 µm. (B) neurites tranche volume en fonction de la largeur des neurites calculé à partir du 22 profils (moyenne sur 10 pixels, c'est-à-dire sur une « tranche de neurites » de 1,6 µm) montrés en (A). La ligne continue représente un ajustement linéaire de pente 0,4 µm en passant par l’origine. (C) image fausses couleurs d’un neurone à motifs sur une bande adhésive fait de successives de 2 µm et souches large de 6 µm (représentées en blanc). Les mesures ont été effectuées dans une chambre haute de 10 µm, remplie de 10 000 dextran MW absorbant à 647 nm et à l’aide d’un NA 40 x 0,8 sec objectif. (D) profils de hauteur correspondant aux couleurs lignes pointillées illustrés (C), conservant le même code de couleur. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : l’imagerie statique et dynamique de croissance cône. (A-B) Profils de hauteur du cône croissance obtenues dans une enceinte haute de 3 µm après l’intensité à la conversion de hauteur le long des lignes jaunes affiché dans les images associées. Observation, effectuée à l’aide d’un remplissage avec 10 000 dextran MW absorbant à 488 nm et un 40 X, NA 0,8 sec objectif. (C) imagerie de neurone ensemble dans une chambre haute de 12 µm remplie de 10 000 dextran MW absorbant à 647 nm. Observations ont été faites dans les deux canaux fluorescent : GFP de localisation de cône de croissance (pointillés jaunes) et CY5 pour calculer le volume de GC de l’exclusion de la fluorescence. La surface incluse par des pointillés jaunes a été utilisée pour calculer le volume de GC. Le graphique présente la variation du volume de la GC dans le temps et associé de morphologies fois GFP et CY5 canaux à deux moments différents représentatifs. Toutes les données ont été recueillies à l’aide d’un NA 40 x 0,8 sec objectif chaque barres d’échelle de 3 min. : 10 µm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
| Étape | Masquer la couche de 1:8 µm | Masque à 02:30 µm de couche | Masque 03:40 µm de couche |
| Type de SU-8 | 2007 | 2025 | 2050 |
| Spincoating | 30 s @ 2000 tr/mn | 30 s à 3050 tr/min | 30 s à 3250 tr/min |
| Cuire au four doux | 3 min à 95 ° C | 2 min à 65 ° C + 6 min à 95 ° C | 3 min à 65 ° C + 7 min à 95 ° C |
| Exposition à l’énergie | 110 mJ/cm2
| 155 mJ/cm2
| 170 mJ/cm2
|
| Cuire au four après l’exposition | 4 min à 95 ° C | 1 min à 65 ° C + 6 min à 95 ° C | 2 min à 65 ° C + 7 min à 95 ° C |
| Développement | 2 min 30 s | 5 min | 6 min |
| Cuire dur (facultatif) | 3-5 min à 200 ° C | 3-5 min à 200 ° C | 3-5 min à 200 ° C |
Tableau 1 : étapes de photolithographie effectuées pour construire un appareil contenant une chambre centrale de 12 μm en hauteur. Hauteurs des chambres intermédiaires : 20, 50 et 90 µm.
| Étape | Masque à 01:10 µm de couche | Masque à 02:30 µm de couche | Masque 03:40 µm de couche |
| Type de SU-8 | 2007 | 2025 | 2050 |
| Spincoating | 30 s à 1 500 tr/min | 30 s à 3050 tr/min | 30 s à 3250 tr/min |
| Cuire au four doux | 3 min à 95 ° C | 2 min à 65 ° C + 6 min à 95 ° C | 3 min à 65 ° C + 7 min à 95 ° C |
| Exposition à l’énergie | 125 mJ/cm2
| 155 mJ/cm2
| 170 mJ/cm2
|
| Cuire au four après l’exposition | 4 min à 95 ° C | 1 min à 65 ° C + 6 min à 95 ° C | 2 min à 65 ° C + 7 min à 95 ° C |
| Développement | 2 min 30 s | 5 min | 6 min |
| Cuire dur (facultatif) | 3-5 min à 200 ° C | 3-5 min à 200 ° C | 3-5 min à 200 ° C |
Tableau 2 : étapes de photolithographie effectuées pour construire un appareil contenant une chambre centrale de 10 μm en hauteur. Hauteurs des chambres intermédiaires : 20, 50 et 90 µm.
| Étape | Masque à 01:12 µm de couche | Masque à 02:32 µm de couche | Masque 03:40 µm de couche |
| Type de SU-8 | 2015 | 2025 | 2050 |
| Spincoating | 30 s à 3250 tr/min | 30 s à 2 500 tr/min | 30 s à 3250 tr/min |
| Cuire au four doux | 3 min à 95 ° C | 2 min à 65 ° C + 5 min à 95 ° C | 3 min à 65 ° C + 7 min à 95 ° C |
| Temps d’exposition | 140 mJ/cm2
| 157 mJ/cm2
| 170 mJ/cm2
|
| Cuire au four après l’exposition | 4 min à 95 ° C | 1 min à 65 ° C + 5 min à 95 ° C | 2 min à 65 ° C + 7 min à 95 ° C |
| Développement | 3 min | 5 min | 6 min |
| Cuire dur (facultatif) | 3-5 min à 200 ° C | 3-5 min à 200 ° C | 3-5 min à 200 ° C |
Tableau 3 : étapes de photolithographie effectuées pour construire un appareil contenant une chambre centrale de 3 μm à hauteur de. Hauteurs des chambres intermédiaires : 18, 50 et 90 µm.
Données supplémentaires 1 : masks_neuron_volume_chips.tiff. Vue schématique des masques utilisés pour fabriquer le dispositif PDMS (DRIE masque et masque 1-3). S’il vous plaît cliquez ici pour télécharger ce fichier.
Des données supplémentaires 2 : file « masks_neuron_volume_chips.dxf ». Fichiers électroniques permettant de fabriquer le masque DRIE et masques 1-3. S’il vous plaît cliquez ici pour télécharger ce fichier.
Des données supplémentaires 3 : « Mask_Photoresist-stripes.dxf ». Fichiers électroniques permettant de fabriquer le masque utilisé pour la photolithographie de bandes de résine photosensible. S’il vous plaît cliquez ici pour télécharger ce fichier.
Des données supplémentaires 4 : file conversion_mattotiff.m s’il vous plaît cliquez ici pour télécharger ce fichier.
Des données supplémentaires 5 : file importfilevol.m s’il vous plaît cliquez ici pour télécharger ce fichier.