הרחבת טכניקת תפר באמצעות מצעי nanopatterned עבור Nanotopographical אפנון של התנהגות תא

המטרה הכוללת של הליך זה היא לייצר שטח גדול של מצע ננו-דפוס מתבניות ננומטריות קטנות על ידי שימוש בטכניקת תפרים פשוטה ומשתלמת אך רב-תכליתית. שיטה זו יכולה לסייע בחקר אפנון ננוטופוגרפיה של סובסטרט של פנוטיפ התא ותפקודו ברמה התאית והמולקולרית, כגון ביטוי של חלבוני הידבקות מוקדיים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא פשוטה וחסכונית.

כדי להתחיל, הכן את תבנית הסיליקון הסילנית בפרה-פולימר PDMS, כמתואר בפרוטוקול הטקסט. הכניסו את תבנית הסיליקון הסילנית לצלחת פטרי בגודל 60 מילימטר. יוצקים את הקדם-פולימר PDMS על תבנית הסיליקון בצלחת הפטרי.

מניחים את צלחת הפטרי במייבש פלסטיק ומסירים כ -10 דקות, עד שכל הבועות נעלמות. מעבירים את צלחת הפטרי לצלחת חמה ומרפאים את ה-PDMS prepolymer ב-70 מעלות צלזיוס למשך ארבע שעות. מקלפים בזהירות את תבנית ה-PDMS מתבנית הסיליקון באמצעות פינצטה.

קבע את הכיוון של ננו-תבניות PDMS אנזוטרופיות, כגון ננו-סורגים, תחת מיקרוסקופ אופטי, וסמן אותו בצד האחורי של תבניות ה-PDMS עם עט טוש. נקה את מצע הסיליקון עם אתנול במכסה אדים, ולאחר מכן יבש אותו באוויר דחוס. חתוך את האזורים הלא מעוצבים של כל תבנית PDMS בעזרת להב.

יש ליישר את תבניות ה-PDMS קרוב ככל האפשר, אך לא לגעת בתבנית שמסביב, כדי למזער את האזור הלא מעוצב וכדי להימנע מנגיעה בעיוות הננו-דפוס בעת הפעלת כוח המדחס. הנח את תבנית ה-PDMS הגזומה עם הננו-דפוס עם הפנים כלפי מטה על צד המראה של מצע הסיליקון, ולאחר מכן יישר תבניות אחרות קרוב אך לא נוגע בתבניות שמסביב. זה קריטי לנסות לרפא את ה-PDMS בשכבת הבסיס מכיוון ש-PDMS לא נרפא עלול לזרום דרך הפער בין התבניות המרובות ולפגוע בננו-תבניות.

עם זאת, ה-PDMS שנרפא לחלוטין אינו יכול לחבר את התבניות המרובות יחד. להכנת שכבת דבק PDMS, יצוק גרם אחד של פרה-פולימר PDMS נטול גז על שקופית זכוכית נקייה ליצירת שכבה בעובי 0.5 מילימטר. אופים את שכבת ה-PDMS בחום של 100 מעלות צלזיוס על פלטה חמה במשך שלוש עד חמש דקות.

השתמש במחט כדי לגעת בשכבה ולוודא שהשכבה נרפאה חלקית אך לא לחלוטין. הנח את שכבת ה-PDMS בצד האחורי של תבניות ה-PDMS המיושרות, הפוך במהירות את המכלול הזה והעביר אותו לפלטה החמה. הפעל כוח דחיסה באמצעות בלוק מתכת על גבי המכלול כדי להבטיח מגע טוב בין שכבת הדבק PDMS לבין הצד האחורי של תבניות ה-PDMS.

רפאו את שכבת הדבק PDMS ב-100 מעלות צלזיוס למשך שעה. כבה את הפלטה החמה, הסר את גוש המתכת וקילף את תבנית ה-PDMS החד-ממדית ממצע הסיליקון. כדי להטביע את תבנית ה-PDMS התפורה לתוך לוחית ה-PS, הנח את לוחית ה-PS במרווח אלומיניום המוגדר על פרוסת סיליקון בגודל 3 אינץ'.

מחממים את צלחת ה-PS על פלטה חמה בחום של 250 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. לאחר מכן, הנח את תבנית ה-PDMS התפורה, עם ננו-דפוסים עם הפנים כלפי מטה, על צלחת ה-PS המותכת. לאחר מכן, הנח לוחית אלומיניום על שקופית הזכוכית של תבנית ה-PDMS התפורה.

הפעל לחץ דחיסה באמצעות קוביות מתכת על לוחית האלומיניום, והמתן שלוש דקות. הרם והחלף את גוש המתכת מלוח האלומיניום, והגביר את לחץ הדחיסה ל -25 קילופסקל. לאחר מכן, חזור על שלב זה כשהלחץ מוגבר ל -50 קילופסקל.

שמור על טמפרטורת הפלטה החמה בין 240 ל-250 מעלות צלזיוס בלחץ קבוע של 50 קילופסקל למשך 15 דקות. כבה את הפלטה החמה וקרר את כל ההגדרה. הסר את גושי המתכת לאחר שהטמפרטורה נמוכה מ-50 מעלות צלזיוס, וקילף בזהירות את תבנית ה-PDMS התפורה מלוח ה-PS.

כדי להטביע את תבנית ה-PDMS על סרט דק PS, הנח את תבנית ה-PDMS התפורה עם ננוטופוגרפיה עם הפנים כלפי מטה על הסרט הדק PS, המונח על פלטה חמה. הפעל לחץ דחיסה של 12 קילופסקל על תבנית ה-PDMS באמצעות קוביות מתכת על מגלשת הזכוכית של תבנית ה-PDMS. העלו את טמפרטורת הפלטה החמה ל -180 מעלות צלזיוס, ושמרו עליה למשך 15 דקות.

כבה את הפלטה החמה וקרר את כל ההגדרה. הסר את גושי המתכת לאחר שהטמפרטורה יורדת מתחת ל-50 מעלות צלזיוס, וקילף בזהירות את תבנית ה-PDMS התפורה מסרט ה-PS. בעזרת אגרוף קשת פלדה חלול, חותכים את מצעי ה-PDMS הננו-דפוסיים לדיסקים כדי להתאים לתצורה של לוח ספציפי מרובה בארות.

לאחר מכן, השתמש בפינצטה כדי למקם את דיסקי ה-PDMS לבארות של הצלחת מרובת הבארות. עקר את מצעי ה-PDMS על ידי שימוש באתנול 70% למשך 30 דקות. לאחר מכן, שאפו את האתנול, ולאחר מכן חשפו ל-UV למשך 30 דקות.

שטפו את מצעי ה-PDMS עם תמיסת מלח סטרילית פי 1 עם חוצץ פוספט שלוש פעמים. לאחר מכן, צפו את מצעי ה-PDMS בחלבון מטריצה חוץ-תאית למשך 30 דקות בטמפרטורת החדר. שטפו את מצעי ה-PDMS שלוש פעמים עם PBS סטרילי, כל אחת למשך חמש דקות.

השעו תאי סרטן ריאות אנושיים A549 במדיום הנשר המותאם של Dulbecco עם סרום בקר עוברי של 10%, וספרו את התאים באמצעות המוציטומטר. צלחת את התאים בצפיפות זריעה של 2,000 תאים לסנטימטר רבוע על מצעי ה-PDMS. תרבו את התאים בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס באווירה לחה המכילה 5% פחמן דו חמצני למשך יום אחד, והתבוננו בהם לאחר מכן.

הננו-דפוס שנוצר על לוחית ה-PS והסרט הדק מוצגים כאן. החצים מציינים את העלאת הפולימר במרווחים של תבניות ה-PDMS התפורות. תמונות SEM אלה מדגימות כי מצעים הפועלים ב-PDMS מועברים נאמנה מתבנית הננו-דפוס שנכתבה על ידי ליתוגרפיה של קרן אלקטרונים על ידי יישום טכניקת התפר.

תמונות SEM מייצגות של תאי A549 הגדלים על ננו-סורגים וננו-עמודים מוצגות כאן. התאים מראים מורפולוגיה של תאים מיושרים על הננו-סורגים, בעוד שהתאים מתפשטים באופן אקראי על הננו-עמודים. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד ליצור שטח גדול של מצע ננו-דפוסי על ידי תפירת תבניות ננומטריות מוגדרות מרובות וקטנות.

אל תשכח שעבודה עם טולואן ופרפורמלדהיד עלולה להיות מסוכנת ביותר, ותמיד ללבוש ציוד מגן אישי מתאים בזמן ביצוע ההליכים.