Name: 熱ナノイン プリント技術とヒトの内皮細胞コロニー形成細胞の応答のスクリーニングによるグラデーションによるナノパターンの作製 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 24 s
Description: 学ぶ熱ナノインプリントによるグラデーションナノパターン作製法とヒト内皮細胞前駆細胞の応答スクリーニング技術。物理刺激による細胞挙動の未知メカニズム解明に有用です。

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

この仕事は基本的な科学研究開発プログラムを通じて、国立研究財団の韓国 (NRF) 文部省、科学および技術 (MEST) [NRF 2015R1D1A1A01060397] バイオ ・医療技術開発によって資金を供給に支えられ科学省 ICT ・将来計画 [NRF 2017M3A9C6029563] によって資金を供給された NRF のプログラムです。

<ol><li>Dalby, M. J., Gadegaard, N., Oreffo, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Harnessing+nanotopography+and+integrin-matrix+interactions+to+influence+stem+cell+fate%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+materials%22%5BJournal%5D)">Harnessing nanotopography and integrin-matrix interactions to influence stem cell fate.</a> Nature materials. 13 (6), 558-569 (2014).</li>
<li>Qian, W., Gong, L., Cui, X., Zhang, Z., Bajpai, A., Liu, C., Castillo, A., Teo, J. C., Chen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotopographic+Regulation+of+Human+Mesenchymal+Stem+Cell+Osteogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Nanotopographic Regulation of Human Mesenchymal Stem Cell Osteogenesis.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (48), 41794-41806 (2017).</li>
<li>Naganuma, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+cell+adhesion+force+activation+on+nano%2Fmicro-topographical+surfaces+and+temporal+dependence+of+cell+morphology%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">The relationship between cell adhesion force activation on nano/micro-topographical surfaces and temporal dependence of cell morphology.</a> Nanoscale. 9 (35), 13171-13186 (2017).</li>
<li>Han, J., Lin, K. H., Chew, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+on+the+regulation+of+focal+adesions+and+cortical+actin+by+matrix+nanotopography+in+3D+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics%3A+Condensed+Matter%22%5BJournal%5D)">Study on the regulation of focal adesions and cortical actin by matrix nanotopography in 3D environment.</a> Journal of Physics: Condensed Matter. 29 (45), 455101(2017).</li>
<li>Liu, X., Wang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+nano-biointerface+as+a+new+platform+for+guiding+cell+fate%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional nano-biointerface as a new platform for guiding cell fate.</a> Chemical Society Reviews. 43 (8), 2385-2401 (2014).</li>
<li>Turner, L. A., Dalby, M. J. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/bm/c4bm00155a#!divAbstract">Nanotopography-potential relevance in the stem cell niche.</a> Biomaterials science. 2 (11), 1574-1594 (2014).</li>
<li>Driscoll, M. K., Sun, X., Guven, C., Fourkas, J. T., Losert, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+contact+guidance+through+dynamic+sensing+of+nanotopography%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+nano%22%5BJournal%5D)">Cellular contact guidance through dynamic sensing of nanotopography.</a> ACS nano. 8 (4), 3546-3555 (2014).</li>
<li>Yim, E. K., Darling, E. M., Kulangara, K., Guilak, F., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotopography-induced+changes+in+focal+adhesions%2C+cytoskeletal+organization%2C+and+mechanical+properties+of+human+mesenchymal+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Nanotopography-induced changes in focal adhesions, cytoskeletal organization, and mechanical properties of human mesenchymal stem cells.</a> Biomaterials. 31 (6), 1299-1306 (2010).</li>
<li>Davis, G. E., Senger, D. R. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16306453">Endothelial extracellular matrix.</a> Circulation research. 97 (11), 1093-1107 (2005).</li>
<li>Nakayama, K. H., Surya, V. N., Gole, M., Walker, T. W., Yang, W., Lai, E. S., Ostrowski, M. A., Fuller, G. G., Dunn, A. R., Huang, N. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+patterning+of+extracellular+matrix+alters+endothelial+function+under+shear+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+letters%22%5BJournal%5D)">Nanoscale patterning of extracellular matrix alters endothelial function under shear stress.</a> Nano letters. 16 (1), 410-419 (2015).</li>
<li>Bettinger, C. J., Zhang, Z., Gerecht, S., Borenstein, J. T., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+in+vitro+capillary+tube+formation+by+substrate+nanotopography%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+materials%22%5BJournal%5D)">Enhancement of in vitro capillary tube formation by substrate nanotopography.</a> Advanced materials. 20 (1), 99-103 (2008).</li>
<li>Katz, B. Z., Zamir, E., Bershadsky, A., Kam, Z., Yamada, K. M., Geiger, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+state+of+the+extracellular+matrix+regulates+the+structure+and+molecular+composition+of+cell-matrix+adhesions%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+biology+of+the+cell%22%5BJournal%5D)">Physical state of the extracellular matrix regulates the structure and molecular composition of cell-matrix adhesions.</a> Molecular biology of the cell. 11 (3), 1047-1060 (2000).</li>
<li>Deanfield, J. E., Halcox, J. P., Rabelink, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endothelial+function+and+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Endothelial function and dysfunction.</a> Circulation. 115 (10), 1285-1295 (2007).</li>
<li>Tajima, S., Chu, J., Li, S., Komvopoulos, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+regulation+of+endothelial+cell+adhesion%2C+spreading%2C+and+cytoskeleton+on+low-density+polyethylene+by+nanotopography+and+surface+chemistry+modification+induced+by+argon+plasma+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research+Part+A%22%5BJournal%5D)">Differential regulation of endothelial cell adhesion, spreading, and cytoskeleton on low-density polyethylene by nanotopography and surface chemistry modification induced by argon plasma treatment.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 84 (3), 828-836 (2008).</li>
<li>Mohiuddin, M., Pan, H. A., Hung, Y. C., Huang, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+growth+and+inflammatory+response+of+macrophages+and+foam+cells+with+nanotopography%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+research+letters%22%5BJournal%5D)">Control of growth and inflammatory response of macrophages and foam cells with nanotopography.</a> Nanoscale research letters. 7 (1), 394(2012).</li>
<li>Kyle, D. J., Oikonomou, A., Hill, E., Bayat, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+functional+evaluation+of+biomimetic+silicone+surfaces+with+hierarchical+micro%2Fnano-topographical+features+demonstrates+favourable+in+vitro+foreign+body+response+of+breast-derived+fibroblasts%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Development and functional evaluation of biomimetic silicone surfaces with hierarchical micro/nano-topographical features demonstrates favourable in vitro foreign body response of breast-derived fibroblasts.</a> Biomaterials. 52, 88-102 (2015).</li>
<li>Seo, H. R., Joo, H. J., Kim, D. H., Cui, L. H., Choi, S. C., Kim, J. H., Cho, S. W., Lee, K. B., Lim, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanopillar+Surface+Topology+Promotes+Cardiomyocyte+Differentiation+through+Cofilin-Mediated+Cytoskeleton+Rearrangement%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Nanopillar Surface Topology Promotes Cardiomyocyte Differentiation through Cofilin-Mediated Cytoskeleton Rearrangement.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (20), 16803-16812 (2017).</li>
<li>Hwang, J. H., Lee, D. H., Byun, M. R., Kim, A. R., Kim, K. M., Park, J. I., Oh, H. T., Hwang, E. S., Lee, K. B., Hong, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotopological+plate+stimulates+osteogenic+differentiation+through+TAZ+activation%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Nanotopological plate stimulates osteogenic differentiation through TAZ activation.</a> Scientific Reports. 7 (1), 3632(2017).</li>
<li>Bae, D., Moon, S. H., Park, B. G., Park, S. J., Jung, T., Kim, J. S., Lee, K. B., Chung, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotopographical+control+for+maintaining+undifferentiated+human+embryonic+stem+cell+colonies+in+feeder+free+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Nanotopographical control for maintaining undifferentiated human embryonic stem cell colonies in feeder free conditions.</a> Biomaterials. 35 (3), 916-928 (2014).</li>
<li>Cui, L. H., Joo, H. J., Kim, D. H., Seo, H. R., Kim, J. S., Choi, S. C., Huang, L. H., Na, J. E., Lim, I. R., Kim, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manipulation+of+the+response+of+human+endothelial+colony-forming+cells+by+focal+adhesion+assembly+using+gradient+nanopattern+plates%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Manipulation of the response of human endothelial colony-forming cells by focal adhesion assembly using gradient nanopattern plates.</a> Acta biomaterialia. 65, 272-282 (2017).</li>
<li>Lee, W., Park, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porous+anodic+aluminum+oxide%3A+anodization+and+templated+synthesis+of+functional+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+reviews%22%5BJournal%5D)">Porous anodic aluminum oxide: anodization and templated synthesis of functional nanostructures.</a> Chemical reviews. 114 (15), 7487-7556 (2014).</li>
<li>Masuda, H., Fukuda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ordered+metal+nanohole+arrays+made+by+a+two-step+replication+of+honeycomb+structures+of+anodic+alumina%5BTitle%5D)+AND+%22science%22%5BJournal%5D)">Ordered metal nanohole arrays made by a two-step replication of honeycomb structures of anodic alumina.</a> science. 268 (5216), 1466(1995).</li>
<li>Masuda, H., Satoh, M. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1143/JJAP.35.L126/meta">Fabrication of gold nanodot array using anodic porous alumina as an evaporation mask.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 35 (1B), L126(1996).</li>
<li>Zaraska, L., Sulka, G. D., Jaskuła, M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0257897209008780">The effect of n-alcohols on porous anodic alumina formed by self-organized two-step anodizing of aluminum in phosphoric acid.</a> Surface and Coatings Technology. 204 (11), 1729-1737 (2010).</li>
<li>Yang, K. Y., Kim, J. W., Byeon, K. J., Lee, H. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167931707002134">Selective deposition of the silver nano-particles using patterned the hydrophobic self-assembled monolayer patterns and zero-residual nano-imprint lithography.</a> Microelectronic engineering. 84 (5), 1552-1555 (2007).</li>
<li>Park, B. G., Lee, W., Kim, J. S., Lee, K. B. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775710004504">Superhydrophobic fabrication of anodic aluminum oxide with durable and pitch-controlled nanostructure.</a> Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 370 (1), 15-19 (2010).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

しばしば AAO の作製は亀裂などと書き込み、毛穴の不規則な形状の欠陥に苦しみます。これらの欠陥の主な理由は、陽極酸化される金属基板の性質と電解質21の抵抗によって強く影響を受ける電解のブレーク ダウンと呼ばれます。電解質の抵抗はその温度により異なります、電極から連続的に熱を排除する高電圧陽極酸化条件で安定した電解質の位置の温度を維持するために重要なポイントです。このプロトコルでは増田の 2 段階陽極22,23を変更することにより AAO 金型を作製しました。メチルアルコールでほぼ半分の電解質を置き換えるだけでなく電解質が低温で凍結するを防ぐ、また細孔24の下の蒸発によって熱の電極を奪います。磁性攪拌器ではなくオーバーヘッド攪拌機・ インペラを使用する理由は、温度管理を実現してもです。典型的な電磁攪拌機は磁気バーの偶発的なずれにより長期的な操作中にアイドリングの確率が高い。この問題は、不適切な循環電解質の温度を上げると燃焼につ...

最近では、表面形状の物理的な刺激による細胞の応答細胞工学1,2,3,4の分野で脚光を浴びています。したがって、セル添付ファイル表面5三次元ナノ構造のより多くの注意が注目されています。それはセルの表面認識装置であるインテグリンが機械伝達6を通じて ECM のナノ ・ マイクロ構造による物理的な刺激を送信することが報告されています。この機械的刺激からお問い合わせガイダンス7セルの動作を調整してストレスファイバーと細胞8の剛性に加え、形状を変更する細胞骨格の再編を誘導します。
体内のひと血管内皮前駆細胞 (hEPCs) は、密接に周囲の ECM9の微小環境と対話します。これは剪断応力に由来する血流10限り、ECM の物理的な状態が特定の細胞-マトリックス接着複合体形成のための重要なパラメーターとして機能するということを示します。それが報告されて表面ナノトポグラフィ強化 hEPCs11の大規模なキャピラリー管ネットワークの体外形成システムを ECM/バイオ可溶性因子に結合機能不全基板を認識する hEPCs を有効にし、促進します。癒しの12,13を傷つけます。それにもかかわらず、ECM と hEPCs との関係は明確に理解されていません。
多くの研究者が細胞の応答と異なる基板14,15,16からの物理的な手がかりとの関係を明らかにするしようとすると、これらの研究をナノ構造体の固定サイズのみ使用またはnanopatterns ナノ構造および細胞の行動のサイズ間の関係を明らかにする制限がある不規則な手配をします。ここでの問題は、ナノ構造の最適なサイズを見つけること既存の退屈で反復的なアプローチを置き換えることができます細胞をスクリーニングするための適切なツールの欠如です。したがって、簡単な手法は、繰返しのない物理的な刺激の細胞反応をスクリーニングするため必要です。
ここでは、グラデーションによるナノパターン配列ナノピラーの直径が徐々 に増加を生産する私たち以前レポート17,18,の19で使用される方法をについて説明します。さらに、育成およびグラデーションによるナノパターン プレート細胞に物理的な刺激の効果を決定するための hECFCs の動作を分析する方法も記載されています。軽度の陽極酸化、漸進的なエッチングとスティッ キング防止層コーティング法は、グラデーションの AAO 金型を作製する使用されました。熱リソグラフィー技術を刷り込みを採用し、同じポリスチレン グラデーション nanopatterns は低コストで安易な方法で作り出されました。グラデーションの nanopatterns を使用して、ナノ構造体のサイズは、実験の 1 つのセットのセルの動作に大きな影響を判断することは不可能です。我々 は、このグラデーションによるナノパターンが血液由来の hECFC または他の細胞とナノ構造の様々 なサイズの間相互作用メカニズムを理解する上で役立つことを期待します。

<table><tbody><tr><td>過塩素酸60%</td><td>大中化学品&金属</td><td>6512-4100</td><td></td></tr><tr><td>エチルアルコール、絶対99.9%</td><td>大中化学&金属</td><td>4118-4100</td><td></td></tr><tr><td>リン酸 85%</td><td>大中 化学品 &金属</td><td>6532-4400</td><td></td></tr><tr><td>メチルアルコール99.5%</td><td>大中化学&大中化学薬品金属</td><td>5558-4400</td><td></td></tr><tr><td>酸化クロム(VI)</td><td>Daejung Chemicals &金属</td><td>2558-4400</td><td></td></tr><tr><td>硫酸 95%</td><td>大中 化学品 &金属</td><td>7781-4100</td><td></td></tr><tr><td>過酸化水素 30%</td><td>大中 化学品 &金属</td><td>4104-4400</td><td></td></tr><tr><td>n-ヘキサン 95%</td><td>大中 化学品 &金属</td><td>4081-4400</td><td></td></tr><tr><td>トルエン 99.5&percnt;</td> <td>大中 化学品 &金属</td><td>8541-4400</td><td></td></tr><tr><td>(ヘプタデカフルオロ-1,1,2,2,-テトラヒドロデシル)ジメチルクロロシラン</td><td>ゲレスト</td><td>SIH5840.4</td><td>湿度に敏感な</td></tr><tr><td>メトキシノナフルオロブタン 99%</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>464309</td><td></td></tr><tr><td>コラーゲン溶液</td><td>ステムセル</td><td>#4902</td><td></td></tr><tr><td>ゼラチン</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>G1890</td><td>タンパク質コーティング溶液</td></tr><tr><td>Ficoll-Paque</td><td>GE Heathcare</td><td>17-1440-03</td><td>親水性多糖類溶液</td></tr><tr><td>EGM-2MV</td><td>ロンザ</td><td>CC-3202</td><td>内皮細胞増殖培地</td></tr><tr><td>ペニシリン-ストレプトマイシン</td><td>Gibco</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>リン酸緩衝生理食塩水</td><td>Gibco</td><td>10010031</td><td></td></tr><tr><td>ウシ胎児血清</td><td>Gibco</td><td>12483-020</td><td></td></tr><tr><td>パラホルムアルデヒド</td><td>Σ aldrich</td><td>P6148</td><td></td></tr><tr><td>グルタルアルデヒド</td><td>Σ aldrich</td><td>G5882-100ML</td><td></td></tr><tr><td>四酸化オスミウム</td><td>Σ aldrich</td><td>201030-1G</td><td></td></tr><tr><td>ヘキサメチルジシラザン Σ</td><td>aldrich</td><td>440191</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Σ aldrich</td><td>X100-100ML</td><td>オクチルフェノール エトキシレート&nbsp;</td></tr><tr><td>ヤギ血清</td><td>Gibco</td><td>26050-088</td><td></td></tr><tr><td>抗ヒトビンキュリン一次抗体&nbsp;</td><td>Sigma aldrich</td><td>V9131</td><td></td></tr><tr><td>F-actin probe</td><td>Molecular Probes</td><td>A12379</td><td>Fluorescence-conjugated phalloidin</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 488-conjugated anti-mouse&nbsp;IgG抗体</td><td>Molecular Probes</td><td>A11001</td><td>蛍光標識二次抗体&nbsp;</td></tr><tr><td>4',6-ジアミジノ-2-フェニルインドール&nbsp;</td><td>Sigma aldrich</td><td>D9542</td><td></td></tr><tr><td>実装媒体</td><td>DAKO</td><td>S3023</td><td></td></tr><tr><td>抗ヒトvWF一次抗体&nbsp;</td><td>DAKO</td><td>A0082</td><td></td></tr><tr><td>反人間&nbsp;CD144一次抗体&nbsp;</td><td>BDバイオサイエンス</td><td>#555661</td><td></td></tr><tr><td>Eponate 12&trade;BDMA</td><td>テッドペラ</td><td>18012</td><td>エポキシ樹脂</td></tr>ウ<tr><td>ラニルアセテート、25g</td><td>テッドペラ</td><td>19481</td><td></td></tr><tr><td>クエン酸鉛、三水和物、10g</td><td>テッドペラ</td><td>19312</td><td></td></tr><tr><td>超純アルミニウムプレート</td>Goodfellow26050-088<td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ポリスチレンシート</td><td>Goodfellow</td><td>ST313120</td><td></td></tr><tr><td>8.0 "シリコンウェーハ</td><td>シルトロン</td><td>29-01024-03</td>片<td>面ポリッシュ、725&micro;m厚</td></tr><tr><td>真空デシケーター、4.4 L</td><td>Kartell</td><td>KA.230</td><td></td></tr><tr><td>真空ポンプ</td><td>真空</td>計<td>V3。VOP100</td><td></td></tr><tr><td>電源</td><td>ユニコーンテック</td><td>UDP-3003</td><td></td></tr><tr><td>マグネチックスターラー</td><td>ダイハンサイエンティフィック</td><td>SL.</td><td></td>SMS03022</tr><tr><td>オーバーヘッドスターラー</td><td>ダイハン サイエンティフィック</td><td>HT120DXサイ</td><td></td></tr>キュ<tr><td>レーター</td><td>ダイハン サイエンティフィック</td><td>WCR-P12</td><td></td></tr><tr><td>リニアムービングステージ</td><td>ザバー</td><td>A-LSQ300A-E01-KT07</td><td></td></tr><tr><td>アングルブラケット、90度</td><td>ザバー</td><td>AB90M</td><td>リニアムービングステージ</td></tr><tr><td>PMP鉗子の付属品、145 mm</td><td>Vitlab</td><td>67995</td><td>非金属ピンセット</td></tr><tr><td>PTFEビーカー 250mL</td><td>カウイ</td><td>CW007.25</td><td></td></tr><tr><td>超音波洗浄機</td><td>ブランソン</td><td>B2510MTH</td><td></td></tr><tr><td>PCBカッター</td><td>宝山工具 工業用</td><td>K-110</td><td></td></tr><tr><td>ナノインプリント装置</td><td>ナノネックス</td><td>NX-2000</td><td></td></tr><tr><td>酸素プラズマ発生装置</td><td>フェムトサイエンス</td><td>CUTE</td><td></td></tr><tr><td>低温滅菌器</td><td>Lowtem</td><td>Crystal 50</td><td></td></tr><tr><td>CO2インキュベーター</td><td>パナソニック</td><td>MCO-18AC</td><td></td></tr><tr><td>Confoal レーザー走査顕微鏡</td><td>Carl Zeiss</td><td>LSM700</td><td></td></tr><tr><td>走査型電子顕微鏡</td><td>JEOL</td><td>JSM6701</td><td></td></tr><tr><td>透過型電子顕微鏡</td><td>Hitachi</td><td>H-7500</td><td></td></tr></tbody></table>

熱ナノイン プリント技術とヒトの内皮細胞コロニー形成細胞の応答のスクリーニングによるグラデーションによるナノパターンの作製

Fabrication of Gradient Nanopattern by Thermal Nanoimprinting Technique and Screening of the Response of Human Endothelial Colony-forming Cells

ナノトポグラフィ様々 な細胞外マトリックス (Ecm) ボディのまわりで見つけることができ、細胞内反応に重要な規制措置を持っている知られています。しかし、ナノ構造のサイズと適切なスクリーニング ツールの不足のため細胞の応答との関係を決定することは困難です。ここでは、細胞応答の操作の再現性とコスト効果の高いグラデーションによるナノパターン板の開発を示します。熱インプリント法により作製したマスター金型、増加の直径範囲 [120-200 nm (GP 120/200)、200-280 nm (GP 200/280) 280-360 nm (GP 280/360)] のナノピラー グラデーションによるナノパターン板とアルミニウムの陽極酸化 (AAO) を使用して.これらのグラデーションによるナノパターン プレート ECM におけるナノトポグラフィの様々 なサイズを模倣するように設計されていた、画面のひと内皮細胞コロニー形成細胞 (hECFCs) の反応に使われました。このプロトコルでセル工学, ひと末梢血から hECFCs を育成、養殖によるナノパターン プレートに hECFCs のテクニックのグラデーションによるナノパターン プレートの加工手順をについて説明します。

図 1では、型および位置に従って作製したグラデーション AAO 金型の SEM 像を示しています。図 2は、グラデーションによるナノパターン板定期的に丸めナノピラーの SEM 画像と図 3は、ナノピラー直径の定量化データ。表 1は、作製したナノピラーの特性を示します。
図 4 aは、血液由来 hECFCs の耕作のスキームを示しています。図 4Bショー thecultivated hECFCs の位相コントラスト。図 4</s...

ここでは、グラデーションによるナノパターン板の熱ナノイン プリントの創製とナノ構造に対するひと血管内皮前駆細胞の反応のスクリーニング方法のためのプロトコルを提案する.記述されている技術を使用して、物理的な刺激によって細胞の挙動を操作できる足場を生成することが可能です。

Nanotopography can be found in various extracellular matrices (ECMs) around the body and is known to have important regulatory actions upon cellular ...

この技術の主な利点は、再現性の高い勾配パターンを生成でき、寄生虫の観察構造に対する細胞応答のスクリーニングが可能になることです。物理的刺激に対する反応は、まだ完全には発見されていません。私たちの手法は、これらの未知のメカニズムを解き明かすための重要なツールになると考えています。まず、電解研磨液が入ったダブルジャケットビーカーをサーキュレーターに接続し、温度を摂氏7度に設定します。温度が摂氏7度に下がるまで、溶液を少なくとも30分間攪拌したままにします。超高純度のアルミニウム板とカーボン対極を、ワニ口クリップと銅線を用いて電解研磨液に浸漬します。カーボン対極のアルミ板の位置を合わせるように調整します。アルミニウムプレートを正極端子に接続し、カーボン対極を直流電源の負極に接続します。20ボルトの電圧を印加すると、アルミニウム板の表面はざらざらした光沢のない表面から、鏡のような銀色に変わります。一次陽極酸化を行うには、1リットルの電解液を2リットルのダブルジャケットビーカーに注ぎます。研磨されたアルミニウム板とカーボン対極を銅線のワニ口クリップで溶液に浸しました。U字型の台座に垂直シャフトを取り付けます。オーバーヘッドスターラーとインペラを金属クランプで取り付けます。インペラのプロペラを両方の電極の下端近くに配置します。オーバーヘッド攪拌の回転速度を200〜300rpmに設定し、16時間攪拌しながら195ボルトの電圧を印加します。一次陽極酸化後、アルミニウム板の色は銀色から灰色に変わります。アルミナのかゆみを行うには、陽極酸化アルミニウム板をエッチング液に浸します。ビーカーの上部をアルミホイルで密封し、少なくとも10時間攪拌します。エッチング工程では、アルミ板の色がグレーからホワイトに変わります。二次陽極酸化については、一次陽極酸化と同じ実験条件を設定し、再度195ボルトの電圧を6時間印加します。二次陽極酸化後、アルミニウム板の色は白から灰色に戻ります。グラジエント細孔拡大を行うには、まずリン酸溶液が入ったダブルジャケットビーカーをサーキュレーターに接続し、温度を30°Cに設定します。ビーカーの隣に垂直に直線移動ステージを配置し、直線ステージの移動部分にブラケットを取り付けます。リニアステージの移動部分をホームポジションにセットします。ブラケットのクリップを取り付け、陽極酸化アルミニウムプレートをロードします。アルミニウム板の位置を手動で操作して、アルミニウム板が溶液の表面のすぐ上に来るようにします。アルミニウム板を毎秒4ポイント86ミクロンの速度で溶液に120分間徐々に浸し、120ナノメートルから200ナノメートルのサイズ勾配を持つ35ミリメートルのAAOモールドを作成します。アルミニウム板が溶液の表面に触れた瞬間にストップウォッチを始動します。100分が経過した後、AAO型の半分が溶液に含まれるはずです。GP200〜280、GP280〜360の金型を作るには、GP120〜200の金型の全領域をそれぞれ2〜4時間、細孔拡大液に浸漬しました。AAOモールドとピラニア溶液を非金属ピンセットを使用して30秒間浸します。AAOモールドを脱イオン水で数回すすいでください。型を脱イオン水に30分間浸し、さらにメチルアルコールに30分間入れます。AAO型を真空下で3時間完全に乾燥させました。自己組織化単分子膜の堆積には、AAO型を57ミリリットルのろ過済みヘキサンと100ミリリットルのビーカーに浸します。次に、Nヘキサンに3ミリリットルのHDFS原液を加えて2.9ミリモルのHDFS溶液を作り、反応が進行するまで10分待ちます。AAO型を新鮮なヘキサンに移した後、AAO型を60ミリリットルのメトキシノナフルオロブタンに浸しました。ビーカーでAAOモールドを1回あたり10秒間超音波洗浄し、物理的に吸着したHDFS分子を除去します。洗浄手順を10回繰り返してから、AAO型を真空下で24時間乾燥させます。厚さ1mmのポリスチレンシートを1点、幅9mm、長さ3点7mmのサイズにプリント基板カッターでカットします。クリーンルームでの作業で、AAO型を下から35mmのところにニッパーでカットします。裏面にサンプル名とデータメーカーをマークします。8ポイントゼロインチのウェーハを少量のエチルアルコールで洗浄し、ポリスチレンシートをウェーハに置き、AAOモールドを取り付けます。次に、下部のフィルムをサーマルインプリンターの引き出しに入れて上部のフィルムをガスケットに貼り付け、次にウェーハを下部のフィルムに置き、ガスケットをウェーハに置きます。ウェーハにほこりが付着していないことを確認してください。サーマルプリンターの引き出しを閉じた後、100秒から165°Cの熱と620ポイント5/2キロパスカルの圧力を加えます。次に、サンプルを室温に冷却します。冷めたら、チャンバーを通気すると、圧力が0キロパスカルまで下がります。ポリスチレンシートを軽くひねってAAOモールドを離します。ヘパリン阻害剤チューブを使用して50ミリリットルのヒト血液を採取します。15ミリリットルのチューブに6ミリリットルの親水性多糖溶液を入れ、8ミリリットルの血液を親水性多糖溶液に加えます。血液はすぐに採取し、親水性多糖溶液の上にゆっくりと加える必要があります。チューブをGの1020倍で20分間遠心分離して細胞をペレットした後、不透明な細胞層を回収し、新しい15ミリリットルのチューブに移します。10%FBSを含むPBSの10ミリリットルで、Gの1020倍で10分間遠心分離し、細胞をペレット化します。上清を取り除き、赤血球溶解バッファーを追加します。10%FBSを含むPBSで氷上で5分間インキュベートした後、チューブをGの1020倍で5分間遠心分離して細胞をペレット化します。上清を取り除き、10%FBSを添加した内皮細胞増殖培地1ミリリットルを追加します。各コラーゲンコード皿のウェルあたり8ポイントゼロ百万個の細胞を播種します。テキストプロトコルに記載されているように、ヒトおよびエーテルコロニー形成細胞を誘導し、さらなる実験のために細胞を継代7まで成長させます。次に、グラジエントナノパターンプレートをPBS中のゼロポイント1パーセントタンパク質コーティング溶液1ミリリットルで室温で10分間コーティングします。トリプシンを用いた標準的な細胞分裂法により、培養皿からヒトECFCの懸濁液を作製します。細胞懸濁液を希釈して所望のコンフルエンスを達成した後、ヒトECFCをフラットコントロールでグラジエントナノパターンプレートに播種停止します。フラットまたはグラジエントナノパターンプレート上の細胞をインキュベーターで2日間培養します。これらの画像は、3つの異なる流し幅拡大条件下で製造されたAAO金型を示しています。リン酸エッチング液に浸漬する時間が最短の一方の面は細孔径が最も小さく、エッチング液に浸漬する時間が長いもう一方の面は細孔径が最も大きくなります。ナノパターンを熱インプリント法によりポリスチレンに転写したため、ポリスチレン表面にナノピラー構造が生成され、ナノパターンプレートではAAOモールドのサイズ勾配が維持されます。コンフルエントなヒトECFCは、典型的な丸石のような形態を示し、位相差顕微鏡で容易に区別できるコロニーを知らせます。グラジエントナノパターンプレートのフラット上でヒトECFCを2日間培養した後、GP 120〜200で培養した細胞で有意な糸状仮足の増殖が観察されました。逆に、フラットコントロールと比較して、GP 200から280またはGP 280から360では顕著な変化は観察されませんでした。この結果は、表面のナノ構造のサイズによって細胞の応答が異なることを示しています。ナノパターンプレートを作製するには、多くのステップがあります。そのため、最初は複雑になる可能性がありますが、一度習得すると、問題なく欲望のサイズのグラデーションでパターンを降りることができます。このビデオを見た後、あなたはグラデーションナノパターンプレートを製造する方法と、ナノパターンプレート上でヒトと愚かなコロニー形成シリーズに培養する方法をよく理解しているはずです。また、この方法はさまざまなタイプのシリーズで使用できます。この方法は、材料工学とバイオテクノロジーの間の架け橋となり、細胞の注入と表面ナノトポグラフィーを理解するのに役立ちます。

fabrication-gradient-nanopattern-thermal-nanoimprinting-technique

Research

JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

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。...

細胞生物学の勾配を生むマイクロ流体デバイス

この記事は、最初の臍帯静脈からヒト内皮細胞を単離するための手順を説明した後、フロー条件下で好中球の遊出を調べるために、これらの細胞を使用する方法を示します。ガラスの光学特性を有するポリマーから作られた低容量のフローチャンバーを用いて、希少細胞集団の生細胞蛍光イメージングも可能です。...

フローの状況下で好中球移住研究におけるヒト臍帯静脈内皮細胞とそれらの使用の分離

このプロトコルでは、毛細管現象リソグラフィーを使用して、2つの異なる高分子材料から作られた生体模倣心細胞培養基質の作製を実演します。 記載されている方法は、in vitroおよびin...

心臓組織工学のためのキャピラリーフォースリソグラフィ

生細胞遊走試験のための顕微鏡検査室における接着剤および可溶性勾配のアセンブリのための方法が記載されている。エンジニアリング環境は、ソリューションの勾配と防汚表面と接着剤のトラックを結合し、したがって1つは、指導の手がかりの相対的な重要度を決定することができます。...

蛍光顕微鏡を用いたイメージング細胞遊走用接着剤及び可溶性グラデーションを作成する

私たちは、ステンシル印刷やフォトリソグラフィーと同様、微細パターン上に培養細胞へのメソッドを経由して微細パターンナノポーラス金薄膜の技術について報告する。また、材料及び走査型電子顕微鏡、蛍光技術を用いて培養細胞の形態を特徴づける画像解析方法が記載されている。...

物質 - 細胞相互作用研究ナノポーラス金パターンの微細加工

私たちは、水性環境下での足場表面の細胞親和性を変更するためのプロトコルを記述します。この方法は、二酸化チタンの光触媒を利用して、光照射領域の有機膜を分解します。私たちは、それがex situとin...

TiOを使用して水性環境中のタンパク質や細胞を光パターニング<sub&gt; 2</sub&gt;光触媒

組織工学用セルの配置を調整する同心円状細胞を含んだハイドロゲルの非連続的なグラデーション静的系統を提供する単純なアプローチを紹介します。...

細胞を含んだハイドロゲルの刺激細胞挙動のひずみ勾配チップ

細胞挙動のナノトポグラフィー変調の研究のために、小さなナノパターン化された型から広い面積のナノパターン基板を生成するためのプロトコルが提示されます。...

細胞の挙動のNanotopographical変調のステッチ法を用いたナノパターン基板を拡大

化学的および酸素勾配の制御は、細胞培養に不可欠です。この論文では、細胞遊走研究のための化学的勾配と酸素勾配の組み合わせを確実に生成できるポリジメチルシロキサン-ポリカーボネート(PDMS-PC)マイクロ流体デバイスを報告しています。これは、高度な機器を必要とせずに生物学研究室で実用化できます。...

垂直化学的酸素勾配の下で細胞移動研究のためのポリジメチルシロキサン - ポリカーボネートマイクロ流体デバイス

この資料は、物理と化学の高スループット操作キューが模倣した生体内で細胞微小と多重化人工細胞微小環境 (MACME) 配列を準備する詳細な方法についてを説明します単一セルのプロファイリングとひと多能性幹細胞 (hPSCs)...

多重の人工細胞の微小環境配列の作製

私たちは、Vessels-on-a-Plate(VOP)と呼ばれる3Dバイオプリンティング技術を使用して、標準的な6ウェルプレート上で柔軟なサイズと目的のパターンを持つ血管チャネルのハイスループット生産のためのプロトコルを提示します。このプラットフォームは、内皮の障害に関連する疾患の治療法の開発を進める可能性を秘めています。...

サイズとパターンの柔軟性を備えた標準的な 6 ウェルプレートにおける血管透過性をモデル化するためのハイスループットバイオプリンティング法

学ぶ熱ナノインプリントによるグラデーションナノパターン作製法とヒト内皮細胞前駆細胞の応答スクリーニング技術。物理刺激による細胞挙動の未知メカニズム解明に有用です。

熱ナノインプリント技術とヒトの内皮細胞コロニー形成細胞の応答のスクリーニングによるグラデーションによるナノパターンの作製

さらに動画を探す

熱ナノイン プリント技術とヒトの内皮細胞コロニー形成細胞の応答のスクリーニングによるグラデーションによるナノパターンの作製

さらに動画を探す

熱ナノインプリント技術とヒトの内皮細胞コロニー形成細胞の応答のスクリーニングによるグラデーションによるナノパターンの作製