細胞生物学の勾配を生むマイクロ流体デバイス

Summary

我々は明確に定義された微小環境における空間的および時間的勾配を生成することができる勾配を発生するマイクロ流体デバイスの微細加工のためのプロトコルについて説明します。このアプローチでは、勾配を発生するマイクロ流体デバイスは、指示細胞の遊走、胚形成、創傷治癒、癌の転移を研究するために使用することができます。

Abstract

細胞挙動を研究するための勾配を生み出すマイクロ流体デバイスの作製と動作について説明する。それは正確に、流体の流れを操作するハイスループット実験を可能にし、安定した水溶性の濃度勾配を生成することがあるため、マイクロ流体プラットフォームは、可能にする実験的なツールです。 、従来の勾配の発電機に比べ、ポリ（ジメチルシロキサン）（PDMS）ベースのマイクロ流体デバイスは、明確に定義されたプロファイルを持つ成長因子の安定した濃度勾配を生成することができます。ここで、我々は3つの別々の入口で、単純な勾配を発生するマイクロ流体デバイスを開発した。三マイクロチャネルは、濃度勾配を生成するマイクロチャネルつに結合。成長因子の勾配の安定性と形状は、上皮成長因子（EGF）と同様の分子量とフルオレセインisothyiocyanate（FITC）-デキストランによって確認された。このマイクロ流体デバイスを用いて、我々は、線維芽細胞が高濃度に向かって移行したEGFの濃度勾配にさらされることを示した。細胞の遊走および遊走細胞の運動性の指向方向を定量的に細胞トラッキング解析により評価した。従って、この勾配を発生するマイクロ流体デバイスは、遊走細胞の挙動を研究し、分析するための役に立つかもしれません。

Protocol

勾配を発生するマイクロ流体デバイスのA.の微細加工

1. Siウェハは、活性酸素プラズマ（30W、Harrick科学、NYで5分）で処理される。
2. ネガ型フォトレジスト（SU - 8 50、マイクロケム、MA）は、Siウエハ上に1分間1000 rpmでスピンコートです。
3. ウェハは、65℃焼きソフトです95℃、その後10分、°ホットプレート上で30分間のためのC。
4. ウェハは30μmの最小機能サイズは透明マスクを介して3分間UVライト（200W）に公開されます。
5. ウェハは65で焼成した後で1分間及び95℃C℃で10分間。です。
6. 厚さ100μmのチャネルを有するSiマスターモールドは、SU - 8フォトレジストの現像剤を使用して開発されています。
7. マイクロチャネルを含むウェハは、ペトリ皿に配置されます。
8. ポリ（ジメチルシロキサン）（PDMS）（Sylgard 184）金型は、混合シリコーンエラストマーと硬化剤（10:1比）によって製造される。
9. PDMSの混合物はSiマスターモールドの上に注がれています。
10. Siのマスターモールドを10分間気泡を除去するため真空デシケーターに配置されます。
11. PDMSは、1〜2時間、70℃で硬化させる。
12. PDMSモールドはSiマスターモールドから剥離されています。

Discussion

細胞が高濃度に向かって移行したマイクロ流体デバイスにおけるEGFの安定した濃度勾配にさらされる。細胞遊走、走化インデックス、遊走細胞の運動性の指向方向はセルのトラッキング分析により調べた。したがって、この勾配を発生するマイクロ流体プラットフォームは、癌転移、胚形成、軸索のガイダンスを研究するために有用である可能性があります。

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Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
デキストラン-FITC	試薬	Sigma-Aldrich	FD10S	フルオレセインイソチオシアネート(FITC)抱合型デキストラン(10kD)
hr-EGF		Invitrogen	13247-051	ヒト組換え上皮成長因子
PDMS		K.R. Anderson Co.	2065622	ポリ(ジメチルシロキサン) (PDMS)、Dow Corning Sylgard 184 (8.6 lb)
ネガ型フォトレジスト		MicroChem Corp.	SU-8 50
Siウェーハ				シリコンウェーハ、4インチ
シャー
ポリエチレンチューブ		BD Biosciences	PE、20
PBS		Invitrogen
Fibronectin
NIH 3T3	細胞株			線維芽細胞
倒立顕微鏡		ニコンインスツルメンツ	TE 2000