Name: Microarrays polimerici per Discovery High Throughput di Biomateriali (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-01-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 37 s
Description: Scopri la creazione di microarray polimerici per lo screening di biomateriali mediante fotopolimerizzazione on-chip. Questa tecnica consente di identificare materiali che resistono all'adesione batterica e supportano l'espansione delle cellule staminali.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Il finanziamento del Wellcome Trust è gentilmente riconosciuta (codice di autorizzazione del 085245/Z/08/Z). Nanotecnologie Nottingham e Centro nanoscienza è gentilmente riconosciuta per dare l&#39;accesso al sistema Raman e per lo sviluppo Est Midlands Agenzia per il finanziamento di questa apparecchiatura.

<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>

Non abbiamo nulla da rivelare.

Microarrays polimeri sono stati utilizzati con successo per la scoperta di nuovi materiali da centinaia di screening del romanzo di polimero in un saggio biologico e di individuare &quot;hit&quot; materiali che possono successivamente essere scalata fino a dispositivi utili. In questo caso, la caratterizzazione superficiale descritto può essere impiegato dopo il saggio biologico ed esclusivamente sui &quot;colpo&quot; materiali per studiare tali materiali in dettaglio. Questa strategia può essere di interesse se HTSC non è disponibile per l&#39;impiego di questo approccio sperimentale. Tuttavia, per utilizzare completamente microarrays polimeriche per studiare le interazioni materiale biologico-l&#39;intera matrice di centinaia di materiali dovrebbero essere analizzati prima saggi biologici utilizzando metodologie HTSC, che possono successivamente essere utilizzati per osservare generali struttura-funzione tendenze. Contatto stampa si basa sul perno metallico scorrevole su e giù liberamente nel supporto del perno. Supporto del perno e il perno la pulizia è fondamentale è garantire pTAMPA avviene con successo e deve essere rigorosamente effettuata. Prima di iniziare una stampa eseguire il movimento appropriato del perno all&#39;interno del supporto del perno può essere testato eseguendo una corsa a secco, senza monomeri presenti. La fase di pulizia deve continuare fino a quando il perno di movimento si ottiene riproducibile. Pensiero considerevole dovrebbe andare nella progettazione della miscela monomerica. Per produrre facilmente una libreria combinatoria di polimeri, centinaia di copolimeri sono formati mescolando un paio di monomeri in rapporti differenti. Tipicamente si producono 576 biblioteche come questa forma una matrice x 24 24, che è adatto per la geometria di un vetrino. Per produrre una libreria combinatoria che esplora lo spazio più combinatoria il modo più semplice per miscelare 24 monomeri a coppie in rapporto 2:1. In alternativa, l&#39;inclusione di gradienti composizionali all&#39;interno della matrice sono utili per consentire le osservazioni di tendenze, che consente composizioni monomeriche ottimali per essere dDeterminati. Come esempio di questo 22 monomeri possono essere usati come primo componente in un co-monomero miscela che viene sequenzialmente diluito con 1 di 6 secondi componenti. Se 5 diluizioni sono utilizzati, per esempio mescolando i componenti primo e secondo a rapporti di 90:10, 75:25, 50:50, 25:75 e 10:90, ciò comporterebbe 488 soluzioni copolimero uniche. Per portare il totale a 576, replicati dei omopolimeri dei monomeri utilizzati possono essere introdotte, che spesso è un campione di riferimento importante. 576 soluzioni di monomeri devono essere distribuiti in 2 384 pozzetti. Per la programmazione del robot è più facile avere due identiche piastre in termini di posizione dei monomeri, quindi, le soluzioni di monomero deve essere diviso equamente tra le due piastre. Una quantità significativa di tempo può essere salvato nella preparazione delle piastre di origine con l&#39;uso di pipette multicanale, e la progettazione di piastre sorgente deve essere determinata in modo da sfruttare l&#39;uso delle pipette multicanale. &lt;/ P&gt; Per raggiungere HTSC automatizzata delle matrici posizione spot devono essere correttamente allineata con l&#39;apparato caratterizzazione. In genere l&#39;altezza di un array acrilato è di 500-1000 micron e il diametro dello spot polimero è di 300 micron. Fasi più XY hanno una risoluzione inferiore a 10 micron, quindi vi è la tolleranza adeguata per l&#39;apparato caratterizzazione superficie di accedere correttamente le posizioni dell&#39;array volta le dimensioni corrette sono state input al software di posizionamento del campione. La limitazione al posizionamento automatico è infatti la stampa accurata della matrice. Per garantire una stampa accurata è importante per impedire il movimento del substrato in fase di stampa sia con aspirazione sotto vuoto o morsetti a molla con diapositive dimensioni adeguate (si noti che sia una degli Stati Uniti e dimensioni delle diapositive standard europeo esiste). ToF-SIMS è una tecnica estremamente sensibile superficie che si osservano qualsiasi contaminazione su campioni. Quindi, massima cura deve essere presaper evitare il contatto con la superficie. I campioni devono essere manipolato, ma la superficie di interesse non a contatto con, con i guanti puliti (preferibilmente in polietilene) e con una pinzetta appena puliti. Noi di solito lavare con cloroformio ed esano. Conservazione del campione prima della misura è fatto meglio in un porta-campioni che contiene le diapositive parte, ad esempio il 5 portavetrini o 20 portavetrini. Gli array sono progettati specificamente per essere compatibile con molti formati di saggio biologico e display, che è il substrato utilizzato è un vetrino da microscopio ideale per scanner fluorescenza e microscopi luce. Questo significa che il formato è adatto a esplorare molti materiali biologici interazioni. Inoltre, il formato consente centinaia di materiali per essere proiettato in parallelo. In questo modo molti materiali più essere sottoposti a screening rispetto ai metodi tradizionali con cui viene proiettato ogni nuovo materiale chimica singolarmente. La maggiore portata di materiale biologico-interazioni permettonos per la delucidazione dei meccanismi di interazioni di superficie biologiche, oltre a trovare il materiale ottimale per una data applicazione.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente / attrezzature </td><td> Azienda </td><td> Catalogo / Numero del modello </td></tr><tr><td> Epossidiche diapositive </td><td> Genetix </td><td> K2652 </td></tr><tr><td> Contatto stampa </td><td> Biodot </td><td> XYZ3060 piattaforma </td></tr><tr><td> Metallo perno </td><td> Arrayit </td><td> 946MP6B </td></tr><tr><td> ToF-SIMS strumento </td><td> ION-TOF </td><td></td></tr><tr><td> XPS strumento </td><td> Kratos </td><td></td></tr><tr><td> WCA apparecchi </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 coltura cellulare multimediale </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> R0883 </td></tr><tr><td> SYTO17 </td><td> Invitrogen </td><td> S-7579 </td></tr></tbody></table>

microarrays polimerici per discovery high throughput di biomateriali

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

Miscelazione è una operazione unitaria che combina due o più componenti in una miscela omogenea. Questo lavoro comporta la miscelazione due flussi viscosi liquidi con un filtro in linea miscelatore statico. Il miscelatore è un disegno split-e-ricombinare che impiega flusso di taglio estensionale e per aumentare il contatto interfacciale tra i componenti. A split-e-ricombinare prototipo (SAR) mixer è stato costruito allineando una serie di sottili laser-cut poli (metilmetacrilato) (PMMA) piastre trattenuto in un tubo in PVC. Miscelazione in questo dispositivo è illustrato nella fotografia in Fig. 1. Colorante rosso è stato aggiunto ad una porzione del fluido di prova e usato come componente minore miscelate in principali (non colorato) componente. All&#39;ingresso del mixer, lo strato di fluido iniettato tracciante è diviso in due strati che scorre attraverso la sezione di miscelazione. Su ciascuna sezione successiva miscelazione, il numero di strati orizzontali è duplicato. In ultima analisi, il singolo flusso di colorante sia uniformemente distribuito, throughout la sezione trasversale del dispositivo. Utilizzo di un fluido non newtoniano prova del 0,2% Carbopol e un fluido tracciante drogato di composizione analoga, mescolando nell&#39;unità viene visualizzato mediante risonanza magnetica (MRI). La risonanza magnetica è una sonda molto potente sperimentale di chimica molecolare e ambiente fisico così come la struttura del campione sulle scale di lunghezza da micron a centimetri. Questa sensibilità ha portato a un&#39;ampia applicazione di queste tecniche per caratterizzare fisiche, chimiche e / o biologiche di materiali che vanno dagli umani agli alimenti al supporto poroso 1, 2. Le attrezzature e le condizioni usato qui sono adatte per liquidi immagini contengono quantità sostanziali di NMR mobile 1 H come l&#39;acqua normale e liquidi organici compresi gli oli. Tradizionalmente MRI ha utilizzato magneti super-conduttori che non sono adatti per ambienti industriali e non trasferibili all&#39;interno di un laboratorio (Fig. 2). I recenti progressin tecnologia dei magneti hanno permesso la costruzione di grande volume magneti industriali compatibili adatti per i flussi di processo di imaging. Qui, la RM fornisce concentrazioni di componenti spazialmente risolte nei diversi siti assiali durante il processo di miscelazione. Questo documento di lavoro in tempo reale la miscelazione dei fluidi ad alta viscosità con distributiva miscelazione con una domanda di prodotti per la cura personale.

Una descrizione della formazione di un polimero microarray utilizzando un chip tecnica di fotopolimerizzazione. La caratterizzazione superficiale elevata velocità usando la microscopia a forza atomica, misure di angolo di contatto acqua, raggi X e spettroscopia di fotoelettroni tempo di spettrometria di massa di ioni secondari volo e un saggio di adesione cellulare è anche descritto.

Microarrays polimerici per Discovery High Throughput di Biomateriali

La scoperta di nuovi biomateriali ottimizzati per una specifica applicazione biologica è facilmente realizzabile utilizzando i microarray polimerici, che consentono un...

Questo video descrive un metodo per la generazione e l'utilizzo di un microarray polimerico mediante una tecnica di fotopolimerizzazione direttamente su chip. Inizialmente, delle lamelle di vetro vengono ricoperte per immersione in poli(idrossietil) metacrilato o FEMA, al fine di produrre un substrato a bassa adesività. I monomeri vengono mescolati in diversi rapporti per produrre una libreria di soluzioni monomeriche.Le soluzioni vengono trasferite su un formato di vetrino in vetro mediante un dispositivo di stampa robotico e indurite con irradiazione UV. Il monomero polimerizza ed il solvente viene estratto sotto vuoto. Dopo una caratterizzazione superficiale ad alto rendimento, le microarray possono essere utilizzate per saggi di screening delle prestazioni dei materiali, come ad esempio saggi di adesione batterica.L'analisi dei dati di adesione rappresenta un passo verso la scoperta di nuovi biomateriali, evidenziando l'utilità del formato di microarray polimerico. Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, in cui la risposta biologica di diversi materiali viene studiata un materiale alla volta, è lo screening parallelo di centinaia di materiali, facilmente manipolabili su un singolo vetrino. Questa tecnica può essere facilmente adattata a diversi saggi biologici, come lo screening di materiali che resistono all'adesione batterica o che favoriscono l'espansione delle cellule staminali.Questa tecnica ha contribuito a scoprire materiali con potenziali applicazioni per il supporto dell'espansione di cellule staminali polipotenti nella medicina rigenerativa. Siamo inoltre molto entusiasti della recente scoperta di materiali che resistono all'attacco batterico e che potrebbero ridurre l'insorgenza di infezioni associate a dispositivi medici. In generale, gli utenti alle prime armi con questo metodo incontreranno difficoltà nell'ottimizzare le condizioni necessarie per stampare un microarray, poiché è difficile prevedere le condizioni ottimali.Errare anche nei minimi dettagli può portare a matrici non utilizzabili. È inoltre fondamentale considerare quale ceppo batterico e quali condizioni di coltura verranno utilizzati, poiché l'adesione e la morfologia del biofilm dipendono dalla specie e dal mezzo specifico, e possono quindi variare notevolmente. In questo caso, utilizziamo *Aerogen* come organismo modello e un mezzo chimicamente definito per saggistica dell'adesione ben controllata.I nostri collaboratori del MIT hanno avuto per primi l'idea di questo metodo attraverso il confronto con microarray di DNA e proteine. Questi ultimi sono ormai ben consolidati per l'esplorazione dei rispettivi spazi combinatori biologici. Dan e Bob hanno realizzato che esisteva uno spazio combinatorio chimico simile da esplorare, a partire da materiali che dimostrino una procedura. Andrew Hook e Chen Chang, ricercatori postdottorandi, parteciperanno al nostro progetto finanziato dalla welcome trust. Iniziare questa procedura preparando uno sfondo a basso attaccamento.Questa è una superficie che resiste all'adesione di biomolecole, come proteine e cellule. Pesare due grammi di poli idrossietil metacrilato o FEMA in un tubo da centrifuga da 50 millilitri. Successivamente, portare il volume a 50 millilitri con etanolo al 95% in acqua.Quindi posizionare il tubo in un agitatore per circa 24 ore o fino a quando il FEMA è completamente solubilizzato, tenendo il vetrino con pinzette. Immergere in vetro funzionalizzato con epossido. Immergere nel soluzione di FEMA per ricoprirne tutta la superficie tranne cinque millimetri.I gruppi epossidici formano legami covalenti con il rivestimento FEMA. La porzione non rivestita può fungere da controllo positivo per un periodo di un secondo. Rimuovere la lamella dalla soluzione FEMA, quindi capovolgere la lamella e posizionarla in prossimità di una posizione orizzontale per farla asciugare.Una volta che il vetrino è asciutto, posizionarlo in un portavetrino. Lasciare i vetrini rivestiti con FEMA in condizioni atmosferiche per una settimana per consentire l'evaporazione completa del solvente. Successivamente, per preparare le soluzioni di monomero, pipettare cinque microlitri di soluzione di iniziatore fotochimico e 15 microlitri di monomeri acrilato metacrilato solubili in dimetilformammide in una piastra sorgente da 384 pozzetti.Un volume totale di 20 microlitri è ideale per la formazione delle macchie. Ora che le soluzioni sono state preparate, si utilizza un robot per la stampa a contatto dotato di uno stadio X, Y, Z per generare il microarray. Il robot utilizza perni scanalati con un diametro di 220 micrometri che contengono fessure funzionanti da serbatoi per il trasferimento della soluzione.Iniziare posizionando i perni e il supporto dei perni in un contenitore contenente cloruro di metilene per 10 minuti. Successivamente, dopo aver lasciato asciugare i perni, riattaccare il supporto alla testina di stampa. Poi, caricare i perni nel supporto.Quindi caricare 10 vetrini per il trasferimento e vetrini rivestiti con FEMA nel robot. Tipicamente, su ogni vetrino vengono stampati tre array replicati. Successivamente, utilizzando dei tubi, collegare la stazione di lavaggio del robot a una bottiglia contenente 2,5 litri di dimetilformammide fresca.Caricare la piastra contenente la soluzione del monomero nel robot. Riempire completamente la camera del robot con Argonne per ridurre il livello di ossigeno al di sotto di 2000 PPM. A questo basso livello, i radicali di polimerizzazione non dovrebbero essere spenti dall'ossigeno.Utilizzando un dispositivo regolatore di umidità, impostare l'umidità da mantenere tra il 30 e il 40% all'interno della camera del robot; l'umidità consente al FEMA di gonfiarsi, permettendo al polimero formato di interpenetrare lo strato di FEMA e di essere fisicamente intrappolato sulla superficie. Per avviare la stampa, premere il pulsante "vai" sul software associato al computer. I perni si abbasseranno quindi nelle soluzioni di monomero a una velocità di 25 millimetri al secondo.Successivamente, verranno mantenuti in soluzione per 2,5 secondi ed estratti a una velocità di 25 millimetri al secondo. In seguito, l'estremità del perno entra in contatto con le lamelle FEMA, dispensando circa 2,4 nanolitri di soluzione dalla parte terminale del perno. Il tempo totale di contatto per ogni contatto è di 10 millisecondi, mentre la velocità di avvicinamento e di ritiro è di 175 millimetri al secondo.I perni vengono quindi asciugati effettuando un contatto ripetuto con le lastre di vetro per rimuovere la soluzione di monomero dall'esterno del perno. La sequenza di asciugatura utilizzata prevede 33 contatti con una lastra di vetro pulita. I primi quattro posizioni effettueranno rispettivamente 10, 5, 4 e 3 contatti.Le successive quattro posizioni formeranno due contatti, e le ultime tre posizioni ne formeranno uno dopo la stampa. I perni vengono lavati in un bagno a flusso di DMF con agitazione per 30 secondi. Contemporaneamente, le slide stampate vengono irradiate con una sorgente UV a onde corte di 365 nanometri a una densità di 30 millivolt per centimetro quadrato.Una volta completati il lavaggio e l'irradiazione, viene stampato il prossimo vetrino. Se la stampa sembra riuscita, irradiare gli array con raggi UV a 365 nanometri per ulteriori 10 minuti. Gli array appena stampati vengono posti in un forno sotto vuoto regolato a meno di 50 millitorr per una settimana al fine di rimuovere il monomero non polimerizzato e il solvente dopo la stampa ed estrazione sotto vuoto.Il successo della polimerizzazione delle macchie polimeriche può essere valutato mediante semplice microscopia ottica per identificare eventuali morfologie anomale delle macchie; in genere, le macchie dovrebbero apparire circolari e uniformi, come mostrato in questa figura a sinistra. La causa più probabile di una variazione nella geometria è un pin danneggiato o sporco oppure la presenza di contaminanti polverosi nelle soluzioni di monomero. In tal caso, il processo dovrà essere ripetuto per un numero ridotto di combinazioni di monomeri.Può capitare di osservare macchie irregolari, ad esempio una macchia centrale accompagnata da una serie di macchie più piccole satelliti, come mostrato a destra, oppure una forma simile a un uovo fritto, in cui una macchia centrale si sovrappone a una macchia più grande e appiattita. Questo fenomeno può essere causato da una separazione di fase prima della stampa, legata a differenze di viscosità, idrofilicità, volatilità o tensione superficiale dei monomeri, e suggerisce che la combinazione di monomeri non è compatibile con questo formato. Un'ulteriore mappatura chimica delle macchie polimeriche rappresenta inoltre un passaggio importante, e talvolta necessario, di controllo qualità, utile a determinare la distribuzione delle diverse chimiche dei materiali all'interno delle macchie e sull'intero reticolo, nonché per la caratterizzazione ad alta produttività della superficie (HTSC) dei microarray prodotti.L'utilizzo di questa tecnica consente inoltre di correlare le prestazioni biologiche con le proprietà fisico-chimiche. Ciò permette lo studio dell'interazione dei materiali biologici. La caratterizzazione ad alta produttività (HTSC) utilizza misurazioni dell'angolo di contatto dell'acqua, spettrometria di massa a tempo di volo con ioni secondari, microscopia a forza atomica e spettroscopia fotoelettronica a raggi X.In particolare, la TOF SIMS fornisce un'analisi chimicamente dettagliata del campione che può essere utilizzata per correlare la risposta cellulare a un gruppo molecolare. In alcuni casi, è possibile prevedere la prestazione biologica. Gli spettri TOF SIMS dimostrano la dipendenza chimica dell'interazione di un materiale biologico e forniscono informazioni per lo sviluppo di materiali per interfaccia uomo-macchina (HI).Dopo aver caratterizzato la superficie del microarray polimerico, è possibile utilizzarla per lo studio di interazioni biologiche. Qui illustriamo l'utilizzo del microarray per eseguire un saggio di adesione batterica. Iniziare inoculando 10 millilitri di LB con una singola colonia di Pseudomonas marcata con GFP.I batteri Aerogen crescono a 37 gradi Celsius con agitazione a 200 giri al minuto per tutta la notte. Misurare la DO a 600 nm della coltura batterica ottenuta dopo incubazione notturna e diluire la coltura fino a una DO a 600 nm di 0,01 in 15 millilitri di RPMI 1640. Nel frattempo, lavare le lamelle dell'array e sterilizzare l'acqua distillata per 10 minuti per rimuovere eventuali componenti solubili dagli array, come monomeri non polimerizzati, tutti i legami e il solvente.Quindi lasciare asciugare le lamelle in un armadio a flusso laminare. Successivamente, posizionare le lamelle dell'array lavate in una piastra di Petri pulita e sterilizzarle con raggi UV per 10 minuti. Quando la coltura batterica è pronta, trasferire la lamella con l'array in una piastra di Petri e aggiungere 15 millilitri di terreno RPMI 1640 inoculato.Posizionare un altro vetrino con array in una seconda piastra di Petri e aggiungere 15 millilitri di RPMI 1640 sterile come controllo. Incubare le piastre a 37 gradi Celsius per 72 ore con agitazione a 60 RPM dopo l'incubazione. Lavare i vetrini tre volte con 15 millilitri di PBS sterile per cinque minuti a 100 RPM.Quindi lavare i vetrini due volte con 15 millilitri di acqua distillata sterile per rimuovere il sale fosfato. Dopo il lavaggio, lasciare asciugare i vetrini all'aria in un armadio a flusso laminare.Una volta che i vetrini sono asciutti, dovrebbero essere letti al più presto con un lettore a fluorescenza, utilizzando la tecnologia di imaging e il software appropriati, per evitare il decadimento della GFP. La fluorescenza dovuta all'adesione batterica viene calcolata sottraendo la fluorescenza del controllo contenente solo il mezzo campione inoculato, al fine di identificare i materiali che resistono all'adesione batterica.Le microarray sono state generate e i saggi di adesione batterica sono stati eseguiti secondo i metodi descritti in questo video. Come mostrato qui, la microarray polimerica contiene materiali con bassa adesione batterica, che presentano bassa fluorescenza, e con alta adesione batterica, che presentano alta fluorescenza. Le tre matrici mostrate qui sono replicati; i valori di fluorescenza dei tre replicati vengono mediati e presentati come rappresentazione tridimensionale.Come mostrato qui, l'interpretazione visiva quantitativa risulta semplificata. La scala di intensità a destra rappresenta i valori dei dati di fluorescenza. A un livello base, l'identificazione dei materiali con bassa fluorescenza fornisce un metodo per identificare rapidamente i materiali che soddisfano una specifica applicazione biologica, come ad esempio la resistenza all'adesione batterica.Tuttavia, questi risultati possono essere combinati anche con l'HTSC per indagare le correlazioni tra specifiche proprietà dei materiali e le loro prestazioni biologiche. Questa analisi può chiarire le relazioni tra struttura e funzione, identificando così i meccanismi alla base dell'interazione biologica con i materiali. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come prepararsi per la stampa di un microarray polimerico e acquisire una visione su come i microarray polimerici possono essere utilizzati per studiare la risposta batterica ai materiali.Una volta acquisita padronanza, un microarray polimerico può essere stampato in due giorni se eseguito correttamente. La preparazione dei monomeri richiede circa un giorno e la stampa dell'array circa sei ore. Il saggio di adesione batterica richiede cinque giorni, tempo necessario per far crescere la coltura sovrapposta come inocolo. Incubando il microray nella coltura batterica per 72 ore e rilevando il segnale mediante scanner per microray, va bene. Durante l'esecuzione di questa procedura, è importante mantenere puliti il pin e i supporti del pin.È molto frustrante se a metà di un'esecuzione il perno rimane bloccato in posizione verticale e non riesce più a entrare in contatto con la superficie perché il perno o il supporto del perno non sono stati puliti adeguatamente. Non dimenticare che lavorare con DMF e monomeri tossici può essere estremamente pericoloso e che precauzioni come l'aspirazione devono essere sempre incluse nella procedura.

polymer-microarrays-for-high-throughput-discovery-of-biomaterials

Research

Ricerca

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingegneria

Questo metodo descrive la sintesi combinatoria di film polianidride biodegradabile e le biblioteche delle nanoparticelle e l'high-throughput di rilevamento del rilascio di proteine ​​da queste librerie.

Sintesi combinatoria di e High-throughput di rilascio di proteine ​​da film polimerico e Biblioteche nanoparticelle

Fonte: Venkateswaran, S., et al. Identificazione ad alto rendimento di polimeri repellenti ai batteri per dispositivi medici. J. Vis. Exp. (2016)Questo video mostra un metodo ad alto rendimento per identificare polimeri repellenti ai batteri utilizzando un vetrino per microarray esposto a colture batteriche miste. Il legame batterico è valutato mediante fluorescenza DAPI, dove un segnale ridotto indica polimeri con un attacco superficiale minimo.

Identificazione ad alto rendimento di polimeri repellenti ai batteri tramite screening di microarray

Un approccio guidato screening di materiale per sviluppare sol-gel derivati ​​proteici microarrays drogati utilizzando un metodo di pin-stampa emergente di fabbricazione è descritto. Questa metodologia è dimostrato attraverso lo sviluppo di acetilcolinesterasi e multikinase microarrays, che sono utilizzati per lo screening conveniente piccola molecola.

Un Materiali guidata approccio di screening per lo sviluppo di sol-gel quantitative derivate microarray di proteine

Descriviamo una procedura per la profilatura proteine ​​salivari utilizzo di matrici di anticorpi a base di microsfere-multiplex. Gli anticorpi monoclonali sono stati legati covalentemente a colorante fluorescente con codifica 4.5 micron microsfere polimeriche utilizzando la chimica carbodiimmide. Le microsfere modificati sono stati depositati in pozzetti in fibra ottica per misurare i livelli di proteine ​​nella saliva mediante saggi immunologici panino fluorescenza.

Multiplex fluorescente Microarray per salivare umana Protein Analysis Utilizzando polimerici Microsfere e fasci di fibre ottiche

Utilizzando microarray proteici contenenti quasi tutta la S. cerevisiae proteoma è sondato per un rapido interrogatori imparziale di migliaia di interazioni proteina-proteina in parallelo. Questo metodo può essere utilizzato per la proteina-piccola molecola, modificazione post-traslazionale, e altri saggi in high-throughput.

Probing ad alta densità di microarrays della proteina funzionali per rilevare le interazioni proteina-proteina

Questo protocollo descrive la fabbricazione di una grande scala, DNA o anticorpi array bidimensionale multiplato, con potenziali applicazioni in studi di segnalazione cellulare e rilevazione biomarker.

Flow-modello Fabrication guidata della alta densità di codici a barre anticorpo Microarray

Viene descritto un metodo di microarray ad alto rendimento per l'identificazione di polimeri che riducono il legame batterico sulla superficie dei dispositivi medici.

High-throughput identificazione di batteri Polimeri repellente per dispositivi medici

differenziazione delle cellule è regolata da una serie di fattori microambientali, tra cui entrambe le proprietà composizione della matrice e materiale del substrato. Descriviamo qui una tecnica che utilizza microarrays di cellule in combinazione con una forza di trazione microscopio per valutare sia la differenziazione cellulare e biomeccaniche interazioni cellula-substrato in funzione del contesto microambientali.

Una piattaforma cellulare microarray high-throughput per l&#39;analisi correlativa cellulare Differenziazione e forze di trazione

Dimostriamo una tecnologia di chip di snap per l'esecuzione di test immunologici cross-reactivity-gratis multiplex panino semplicemente schioccando due diapositive. Un'apparecchiatura di snap è utilizzata per il trasferimento in modo affidabile i reagenti da microarray a DNA-microarray. Il chip di snap può essere utilizzato per eventuali reazioni biochimiche che richiedono colocalizzazione di reagenti diversi senza la contaminazione incrociata.

Chip a scatto per immunodosaggi panino multiplex Cross-reactivity e Spotter-free

Qui, presentiamo un protocollo di microarrays della proteina extracellulare dello schermo per l'identificazione delle interazioni recettore-ligando romanzo in elevato throughput. Inoltre descriviamo un metodo per migliorare la rilevazione delle interazioni proteina-proteina transitoria utilizzando complessi proteina-Microperlina.

Tecnologia di Microarray di proteina extracellulare per il rilevamento di Throughput elevato di interazioni recettore-ligando bassa affinità

La profilazione polimerica microarray (MAPP) è una tecnica ad alto rendimento per l'analisi della composizione dei glicani in campioni biologici.

Microarray Polymer Profiling (MAPP) per l'analisi dei glicani ad alto rendimento

Scopri la creazione di microarray polimerici per lo screening di biomateriali mediante fotopolimerizzazione on-chip. Questa tecnica consente di identificare materiali che resistono all'adesione batterica e supportano l'espansione delle cellule staminali.

Microarrays polimerici per Discovery High Throughput di Biomateriali

Esplora altri video