Name: Biomaterials 높은 처리량 발견을위한 폴리머 Microarrays (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-01-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 37 s
Description: 배우세요 고분자 마이크로어레이 제작 및 세균 부착 저항성 재료 선별 방법을. 광중합 기술을 활용한 고처리량 생체재료 발견 기법으로 의료기기 감염 감소에 활용됩니다.

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웰컴 트러스트의 자금께서는 (부여 번호 085245/Z/08/Z) 인정됩니다. 노팅엄 (Nottingham)의 나노 기술과 Nanoscience 센터께서는이 장비를 자금에 대한 라만 시스템에 대한 액세스를 제공와 이스트 미들랜드 진흥원에 인정된다.

<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>

우리는 공개 할 아무 것도 없습니다.

폴리머 microarrays이 성공적으로 생물 검정의 소설 폴리머의 심사 수백명의 새로운 자료의 발견에 사용되며 이후 유용한 장치를 확장 할 수 있습니다 &#39;히트&#39;자료를 식별되었습니다. 이 경우 설명 된 표면 특성은 생물학적 분석에 후속 고용 될 수 있으며 전용 &#39;히트&#39;자료에 자세히 그 자료를 공부합니다. HTSC이 방법을 채용 experimentalist을 사용할 수없는 경우이 전략은 관심이있을 것으로 생각됩니다. 그러나, 완전히 생물 - 물질 상호 작용을 할 이전 이후 일반적으로 구조 기능 동향을 관찰하는 데 사용할 수있는 HTSC 방법을 사용하여 생물 assays에 분석해야 재료의 수백의 전체 배열을 공부 폴리머 microarrays를 활용합니다. 연락처 인쇄 핀 홀더 내에서 자유롭게 등을 아래로 슬라이딩 금속 핀에 의존하고 있습니다. 핀과 핀 홀더 청결은 파라마운트가 P를 보장합니다 것입니다rinting 성공적으로 발생하고 엄격하게 실시해야합니다. 인쇄 핀 홀더 내에서 핀의 적절한 운동을 실행 시작하기 전에 현재의 노 단량체와, 드라이 실행을 수행하여 테스트 할 수 있습니다. 핀의 움직임이 reproducibly 달성 될 때까지 청소 단계는 계속해야합니다. 상당한 생각은 단량체 혼합물의 설계로 이동합니다. 쉽게 폴리머의 조합 라이브러리를 생성하기 위해, 공중 합체의 수백은 다른 비율에서 몇 단량체를 혼합하여 형성된다. 이 유리 슬라이드의 구조에 적합한 24 X 24 배열을 형성으로 일반적으로 우리는 576 회원 라이브러리를 생산하고 있습니다. 가장 쉬운 방법은 2시 1분 비율 pairwise 24 단량체를 혼합하는 것입니다 가장 조합 공간을 탐구 조합 라이브러리를 생성하기 위해. 또한, 배열 내의 작곡 그라디언트의 포함은 최적의 단량체 조성은 절망 할 수 동향 관찰을 가능하게에 유용합니다etermined. 이 22 단량체의 예는 순차적으로 1 6의 제 2 구성 요소로 희석 된 공동 단량체 혼합물의 첫 번째 구성 요소로 사용할 수 있습니다. 5 dilutions를 사용하는 경우, 예를 들어 90:10, 75:25, 50:50, 25:75 및 10:90의 비율에서 첫 번째와 두 번째 구성 요소를 혼합이 488 독특한 공중 합체 솔루션에 나타날 수 있습니다. 576에 총을 가져, 종종 중요한 표본이 도입 될 수있다 사용되는 단량체의 homopolymers의 복제합니다. 576 단량체 솔루션은 2 개의 384도 접시에 투여해야합니다. 로봇을 프로그래밍은 단량체의 위치를​​ 기준으로 두 개의 동일한 번호판을 가지고 쉽게이며, 따라서 단량체 솔루션은 두 판 사이에 균등하게 분할해야합니다. 시간의 상당한 금액이 채널 피펫을 사용하여 소스 플레이트의 준비에 저장 될 수 있으며, 소스 플레이트의 디자인은 멀티 채널 피펫의 사용을 악용하기 위해 결정해야합니다. &lt;/ P&gt; 배열의 자동화 HTSC을 달성하기 위해 현장 위치가 성공적으로 특성화 장치와 정렬되어야합니다. 일반적으로 아크릴 레이트 배열의 피치 500-1000 μm이며, 폴리머 장소 직경은 300 μm입니다. 대부분의 XY 단계는 10 μm 이하 해상도를 가지고, 따라서 올바른 크기의 샘플 위치 소프트웨어에 입력 한 후 배열의 위치를​​ 안정적으로 액세스 할 수있는 표면 특성화 장치에 대한 충분한 내성이 있습니다. 자동 위치에 대한 제한은 실제로 배열의 정확한 인쇄합니다. 이 인쇄 무대에서 기판의 움직임을 방지하는 것이 중요합니다 정확하게 인쇄되도록하려면 어느 적절한 슬라이드 치수 (미국 및 EU 표준 슬라이드 크기가 모두 존재합니다)와 함께 진공 흡입 또는 스프링 클램프를 사용합니다. ToF - 심스는 샘플에 대한 오염을 준수합니다 매우 민감한 표면 기술입니다. 따라서, 맨 먼저주의가되어야합니다표면과의 접촉을 피합니다. 샘플은 처리하지만, 관심의 표면은 깨끗 장갑 (바람직 폴리에틸렌)와 갓 청소 핀셋과와 접촉하지해야합니다. 우리는 일반적으로 클로로포름과 헥산으로 씻어. 측정하기 전에 샘플 보관소가 가장 차별화 슬라이드를 보유하고 샘플 홀더에서 수행, 예를 들어 5 슬라이드 홀더 또는 20 슬라이드 홀더 (Holder).입니다 배열은 즉, 많은 생물 검정 형식과 판독과 호환되도록 특별히 설계되어 사용 된 기판은 이상적으로 형광 스캐너 가벼운 현미경에 적합한 현미경 슬라이드입니다. 이 형식이 잘 많은 소재 생물학적 상호 작용을 여행에 적합한 의미합니다. 또한, 형식은 소재의 수백이 병렬로 검사를 할 수 있습니다. 이 더 많은 자료를 각각의 새 재료 화학은 개별적으로 상영되어 상기 기존의 방법보다 검사를 할 수 있습니다. 생물 - 물질 상호 작용에 대한 증가 범위는 허용생물학적 표면의 상호 작용뿐만 아니라 특정 응용 프로그램에 대한 최적의 자료를 찾는 메커니즘의 해설을위한 s입니다.

<table border="1"><tbody><tr><td> 시약 / 장비의 이름 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 / 모델 번호 </td></tr><tr><td> 에폭시 슬라이드 </td><td> Genetix </td><td> K2652 </td></tr><tr><td> 프린터에 문의 </td><td> Biodot </td><td> XYZ3060 플랫폼 </td></tr><tr><td> 금속 핀 </td><td> ArrayIt </td><td> 946MP6B </td></tr><tr><td> ToF - 심스 장비 </td><td> ION-TOF </td><td></td></tr><tr><td> XPS 악기 </td><td> Kratos </td><td></td></tr><tr><td> WCA 장치 </td><td> Krüss </td><td> DSA 100 </td></tr><tr><td> AFM </td><td> Bruker </td><td> 치수 아이콘 </td></tr><tr><td> RPMI-1640 세포 배양 미디어 </td><td> 시그마 - 알드리치 </td><td> R0883 </td></tr><tr><td> SYTO17 </td><td> Invitrogen </td><td> S-7579 </td></tr></tbody></table>

biomaterials 높은 처리량 발견을위한 폴리머 microarrays

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

혼합이 균일 한 혼합물에 두 개 이상의 구성 요소를 결합 단위 조작입니다. 이 작품은 인라인 정적 믹서를 사용하여 두 점성 액체 스트림을 혼합하는 것입니다. 믹서는 구성 요소 사이의 계면 접촉을 증가 전단과 extensional 흐름을 채용 분할 및 재조합 디자인입니다. 프로토 타입 분할 - 및 - 재조합 (SAR) 믹서는 접시는 PVC 파이프에서 개최에서 개최 얇은 레이저 컷 폴리 (메틸 메타 크릴 레이트) (PMMA)의 일련의 정렬에 의해 건설되었습니다. 이 장치에 혼합하는 것은 그림에있는 사진에 설명되어 있습니다. 1. 레드 염색은 시험 유체의 일부에 추가되고 주요 (undyed) 구성 요소에 혼합되는 작은 구성 요소로 사용되었다. 이 혼합 섹션을 통해 유동하는 믹서의 입구에서 추적 유체의 주입 층은 두 개의 레이어로 나뉩니다. 이후의 각 혼합 섹션에서, 수평 레이어의 번호가 중복됩니다. 궁극적으로, 염료의 단일 스트림이 균일하게 분산되어 thr장치의 단면 oughout. 장치에 혼합 0.2 % Carbopol와 유사한 구성의 도핑 추적 유체의 비 뉴턴 시험 유체를 사용하면 자기 공명 영상 (MRI)를 사용하여 시각화합니다. MRI는 분자 화학 및 물리적 환경뿐만 아니라 마이크론에서 센티미터에 길이 저울에 샘플 구조의 매우 강력한 실험 프로브입니다. 이 감도는 물리적, 화학적 및 / 또는 인간의 다공성 매체, 1, 2로 음식에 이르기까지 물질의 생물학적 특성을 특징 이러한 기술의 광범위한 응용 프로그램에서 발생했습니다. 여기에 사용되는 장비와 조건은 오일 등의 일반 생수와 유기농 액체 등의 NMR 모바일 1 H의 상당한 양의를 포함하는 영상 액체에 적합합니다. 전통적으로 MRI는 산업 환경에 적합하고 실험실 (그림 2)에서 휴대하지하지 않은 슈퍼 수행 자석을 활용하고 있습니다. 최근 발전 전N 자석 기술은 대량의 건설 이미징 프로세스 흐름에 적합한 산업 상 호환 자석을 허용하고 있습니다. 여기 MRI는 혼합 과정에서 다른 축 위치에 spatially 해결 구성 요소 농도를 제공합니다. 이 작품 문서는 실시간 개인 케어 제품에 응용 프로그램과 함께 혼합 분배를 통해 고점도 유체의 혼합.

온 - 칩 photopolymerization 기술을 사용하여 폴리머 microarray의 형성에 대한 설명입니다. 원자 힘 현미경, 물 접촉 각도 측정, X-선 광전자 분광법 및 비행 차 이온 질량 분광법과 세포 부착 분석 시간을 사용하여 높은 처리량 표면 특성도 설명되어 있습니다.

Biomaterials 높은 처리량 발견을위한 폴리머 Microarrays

특정 생물학적 응용 분야에 최적화된 새로운 생체 재료의 발견은 폴리머 마이크로어레이를 사용하여 용이하게 달성할 수 있으며, 이를 통해 ...

이 영상에서는 온칩 광중합 기술을 사용하여 폴리머 마이크로어레이를 생성하고 활용하는 방법을 설명합니다. 먼저, 유리 슬라이드를 poly hydroxyethyl methacrylate 또는 FEMA로 딥 코팅하여 저부착 기판을 제작합니다. 이후 다양한 비율로 단량체를 혼합하여 단량체 용액 라이브러리를 제조합니다.로봇 프린팅 장치를 사용하여 용액을 유리 슬라이드 형태로 전사한 후 UV 조사를 통해 경화시킵니다. 모노머가 중합되고 용매는 진공 추출됩니다. 고처리량 표면 특성 분석 후, 이 마이크로어레이는 박테리아 부착 분석과 같은 재료 성능 스크리닝에 사용될 수 있습니다.부착 데이터의 분석은 폴리머 마이크로어레이 형식의 유용성을 강조하며, 새로운 생체 재료의 발견을 향한 단계가 됩니다. 서로 다른 재료의 생물학적 반응을 한 번에 하나씩 조사하는 기존 방법과 비교했을 때, 이 기술의 주된 장점은 단일 슬라이드 상에서 쉽게 조작 가능한 수백 가지 재료를 병렬로 스크리닝할 수 있다는 점입니다. 이 기술은 박테리아 부착에 저항하거나 줄기세포의 증식을 지원하는 재료를 스크리닝하는 것과 같이 다양한 생물학적 분석법에 쉽게 적용될 수 있습니다.이 기술은 재생 의학을 위한 다능성 줄기세포 증식 지원에 잠재적 응용 가능성이 있는 재료들을 발견하는 데 기여해 왔습니다. 또한, 의료 기기 관련 감염의 발생률을 낮출 가능성이 있는, 박테리아 부착에 저항하는 재료들의 최근 발견에 대해서도 매우 고무적으로 생각하고 있습니다. 일반적으로 이 방법이 처음인 사용자는 최적 조건을 예측하기 어렵기 때문에 마이크로어레이 프린팅에 필요한 조건을 최적화하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.작은 세부 사항 하나라도 잘못되면 어레이를 사용할 수 없게 될 수 있습니다. 또한 부착 및 바이오필름 형태는 종과 배지에 따라 달라지며 상당히 차이가 날 수 있으므로, 어떤 세균 균주와 배양 조건을 사용할지 고려하는 것이 필수적입니다. 본 실험에서는 모델 생물로 aerogen을 사용하며, 잘 제어된 부착 분석을 위해 화학적으로 정의된 배지를 사용합니다.저희의 MIT 공동 연구진은 DNA 및 단백질 마이크로어레이와의 비교를 통해 이 방법의 아이디어를 처음 얻었습니다. 이러한 어레이들은 각각의 생물학적 조합 공간을 탐구하는 데 잘 확립되어 있습니다. Dan과 Bob은 재료 과학 분야에서도 탐구가 필요한 유사한 화학적 조합 공간이 존재한다는 것을 깨달았습니다. Andrew Hook과 Chen Chang 박사후 연구원이 저희의 Welcome Trust 지원 프로젝트를 통해 이 절차를 시연할 것입니다. 저부착 배경을 준비함으로써 이 절차를 시작하십시오.이것은 단백질 및 세포와 같은 생체 분자의 부착을 방지하는 표면입니다. 2g의 poly hydroxyethyl methacrylate(pHEMA)를 50mL 원심분리 튜브에 정량합니다. 그다음 95% 에탄올 수용액을 가하여 전체 부피를 50mL로 맞춥니다.그 다음 핀셋으로 유리를 가볍게 잡고, FEMA가 완전히 용해될 때까지 또는 약 24시간 동안 튜브를 교반기에 넣으십시오. 에폭시 기능성 유리를 담급니다. FEMA 용액 속으로 밀어 넣어 끝에서 5mm를 제외한 모든 부분이 덮이도록 하십시오.에폭시 그룹은 FEMA 코팅과 공유 결합을 형성합니다. 코팅되지 않은 부분은 1초 동안 양성 대조군으로 사용할 수 있습니다. 슬라이드를 FEMA 용액에서 꺼낸 다음, 슬라이드를 뒤집어 거의 수평인 상태로 두고 건조시킵니다.슬라이드가 마르면 슬라이드 홀더에 넣습니다. 용매가 완전히 증발할 수 있도록 FEMA 코팅 슬라이드를 일주일 동안 대기 조건에 둡니다. 다음으로 모노머 용액을 만들기 위해, 광개시제 용액 5 µL와 dimethylformamide에 용해 가능한 acrylate methacrylate 모노머 15 µL를 384-well 소스 플레이트에 피펫으로 분주합니다.스팟 형성을 위해서는 20 µL의 총 부피가 이상적입니다. 이제 용액들이 준비되었으므로, X, Y, Z 스테이지가 장착된 접촉 프린팅 로봇을 사용하여 마이크로어레이를 생성합니다. 이 로봇은 용액 전달을 위한 저장소 역할을 하는 슬릿이 있는 직경 220 µm의 슬롯 핀을 사용합니다.먼저 핀과 핀 홀더를 di chloro methane가 담긴 용기에 10분 동안 넣으십시오. 그 다음 핀을 건조시킨 후, 홀더를 프린트 헤드에 다시 부착하십시오. 이어서 핀을 홀더에 장착하십시오.그 다음, 블로팅용 유리 슬라이드 10장과 FEMA 코팅 슬라이드를 로봇에 적재합니다. 일반적으로 각 슬라이드에는 3개의 반복 어레이가 프린팅됩니다. 그런 다음 튜빙을 사용하여 로봇의 세척 스테이션을 2.5 liters의 신선한 dimethylformamide가 담긴 병에 연결합니다.단량체 용액이 담긴 플레이트를 로봇에 로드합니다. 산소 농도를 2000 PPM 미만으로 낮추기 위해 로봇의 챔버 전체를 아르곤으로 채웁니다. 이 낮은 농도 수준에서는 중합 라디칼이 산소에 의해 소멸되지 않아야 합니다.습도 조절 장치를 사용하여 로봇 챔버 내의 습도가 30에서 40% 사이로 유지되도록 설정하십시오. 습도는 FEMA가 팽창하게 하여, 형성된 폴리머가 FEMA 층으로 상호 침투하고 표면에 물리적으로 포획될 수 있게 합니다. 프린팅 작업을 시작하려면 연결된 컴퓨터의 소프트웨어에서 시작 버튼을 누르십시오. 그러면 핀이 25 millimeters per second의 속도로 모노머 용액 속으로 내려갑니다.그런 다음 용액 속에 2.5초 동안 유지한 후 초당 25 millimeters의 속도로 끌어올립니다. 다음으로, 핀의 끝부분을 FEMA 슬라이드에 접촉시켜 핀의 퀼트 부분으로부터 약 2.4 nanoliters의 용액을 분주합니다. 각 접촉 시 총 접촉 시간은 10 milliseconds이며, 접근 및 후퇴 속도는 초당 175 millimeters입니다.그 다음, 핀의 외부에 묻은 모노머 용액을 제거하기 위해 유리 블로팅 슬라이드에 반복적으로 접촉시켜 핀을 블로팅합니다. 이때 사용하는 블로팅 순서는 깨끗한 유리 슬라이드에 33회 접촉하는 것으로 구성됩니다. 처음 네 위치는 각각 10회, 5회, 4회, 3회 접촉합니다.이어지는 4개의 위치에서는 두 번의 접촉이 이루어지며, 마지막 3개의 위치에서는 인쇄 후 한 번의 접촉이 이루어집니다. 핀은 교반하며 DMF 유동조에서 30초 동안 세척합니다. 동시에 인쇄된 슬라이드는 30 millivolts per centimeter squared의 밀도로 365 nanometer 단파장 UV 광원에 노출시킵니다.세척과 조사가 완료되면 다음 슬라이드를 프린팅합니다. 프린팅이 성공적으로 수행된 것으로 보이면, 365 nanometers UV로 어레이를 10분 더 조사합니다. 갓 프린팅된 어레이는 프린팅 및 진공 추출 후 중합되지 않은 단량체와 용매를 제거하기 위해 50 milli tours 미만으로 설정된 진공 오븐에 일주일 동안 보관합니다.폴리머 스폿의 중합 성공 여부는 단순 광학 현미경을 통해 비정상적인 스폿 형태를 확인함으로써 평가할 수 있으며, 일반적으로 스폿은 이 그림의 왼쪽에 표시된 것처럼 원형이고 균일하게 나타나야 합니다. 기하학적 형태가 변하는 주요 원인은 핀의 손상이나 오염, 또는 모노머 용액 내의 먼지 오염물일 가능성이 높습니다. 이러한 현상이 발생하면 소수의 모노머 조합에 대해 공정을 반복해야 합니다.예를 들어, 오른쪽에 표시된 것처럼 작은 반점들이 위성처럼 둘러싸고 있는 중심 반점이나, 크고 평평한 반점 위에 중심 반점이 놓인 계란 프라이 모양과 같이 일그러진 반점이 관찰될 수 있습니다. 이는 인쇄 전 단량체의 점도, 친수성 휘발성 또는 표면 장력의 차이로 인한 상분리로 인해 발생할 수 있으며, 해당 단량체 조합이 이 형식과 호환되지 않음을 시사합니다. 폴리머 반점의 추가적인 화학적 매핑 또한 반점 및 어레이 전체에 걸친 재료 화학의 분포를 결정하고, 생성된 마이크로어레이의 고처리량 표면 특성 분석(HTSC)을 수행하는 데 있어 중요하며 때로는 필수적인 품질 관리 단계입니다.이 기술을 사용하면 생물학적 성능을 물리화학적 특성과 상관관계 지어 분석할 수 있습니다. 이를 통해 생물학적 재료의 상호작용 연구가 가능해집니다. HTSC에서는 물 접촉각 측정, 비행 시간 측정, 이차 이온 질량 분석법, 원자 힘 현미경 및 X선 광전자 분광법이 활용됩니다.특히, TOF SIMS는 샘플에 대한 화학적으로 풍부한 분석을 제공하여 세포 반응을 분자 부분과 상관관계 지어 분석하는 데 사용할 수 있습니다. 어떤 경우에는 생물학적 성능을 예측할 수도 있습니다. TOF SIM 스펙트럼은 생체 재료 상호작용의 화학적 의존성을 입증하며, HI 재료 개발에 유용한 정보를 제공합니다.폴리머 마이크로어레이 표면의 특성 분석이 완료되면, 이를 생물학적 상호작용 연구에 사용할 수 있습니다. 여기에서는 박테리아 부착 분석을 수행하는 마이크로어레이의 활용 방법을 시연합니다. 먼저 GFP가 표지된 pseudomonas의 단일 콜로니를 10 milliliters의 LB에 접종하는 것으로 시작하십시오.Aerogen을 37 °C에서 200 RPM으로 흔들어주며 하룻밤 동안 배양합니다. 하룻밤 배양한 박테리아 배양액의 OD 600을 측정하고, RPMI 1640 15 mL로 배양액을 희석하여 OD 600이 0.01이 되도록 합니다. 그동안 어레이 슬라이드를 세척하고 증류수로 10분 동안 멸균하여, 중합되지 않은 단량체, 모든 리간드 및 용매와 같이 어레이에서 용해 가능한 성분들을 제거합니다.그다음 기류 캐비닛(airflow cabinet)에서 슬라이드를 공기 건조합니다. 이어서 세척된 어레이 슬라이드를 깨끗한 페트리 접시에 넣고 10분 동안 UV 멸균합니다. 박테리아 배양이 완료되면, 어레이가 있는 슬라이드를 페트리 접시로 옮기고 접종된 RPMI 1640 배지 15 milliliters를 첨가합니다.또 다른 어레이 슬라이드를 두 번째 페트리 접시에 넣고 대조군으로서 멸균된 RPMI 1640 15 milliliters를 추가합니다. 배양 후 37 degrees Celsius에서 60 RPM으로 진탕하며 72시간 동안 배양합니다. 멸균된 PBS 15 milliliters로 100 RPM에서 5분 동안 슬라이드를 세 번 세척합니다.그 후, 15 milliliters의 멸균 증류수로 슬라이드를 두 번 세척하여 인산염을 제거합니다. 세척 후, 공기 흐름 캐비닛(airflow cabinet) 내에서 슬라이드를 자연 건조시킵니다.슬라이드가 건조되면, 적절한 이미징 기술과 소프트웨어를 사용하여 가능한 한 빨리 형광 스캐너로 판독함으로써 GFP의 퇴색을 방지해야 합니다. 박테리아 부착으로 인한 형광값은 접종된 샘플에서 배지만 사용한 대조군의 형광값을 빼서 계산하며, 이를 통해 박테리아 부착에 저항성이 있는 물질을 식별합니다.마이크로어레이 제작 및 박테리아 부착 분석은 본 비디오에 설명된 방법에 따라 수행되었습니다. 여기에서 보시는 바와 같이, 폴리머 마이크로어레이에는 형광 강도가 낮은 박테리아 저부착성 재료와 형광 강도가 높은 박테리아 고부착성 재료가 모두 포함되어 있습니다. 여기에 표시된 세 개의 어레이는 반복 실험군이며, 이 세 반복 실험군의 형광 값의 평균을 내어 3D 형태로 나타낸 것입니다.여기에서 보는 바와 같이, 정량적 시각 해석이 간소화됩니다. 우측의 강도 척도는 형광 데이터의 값을 나타냅니다. 기본적인 수준에서, 형광 강도가 낮은 물질을 식별함으로써 박테리아 부착 저항성과 같이 특정 생물학적 응용 분야를 충족하는 물질을 신속하게 식별하는 수단을 제공합니다.하지만 이러한 결과는 HTSC와 결합하여 재료의 특정 특성과 생물학적 성능 사이의 상관관계를 조사하는 데 활용될 수 있습니다. 이 분석을 통해 구조와 기능의 관계를 규명함으로써, 재료와 생물학적 상호작용의 근간이 되는 메커니즘을 식별할 수 있습니다. 이 영상을 시청하고 나면 폴리머 마이크로어레이를 준비하고 프린팅하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것이며, 또한 폴리머 마이크로어레이를 사용하여 재료에 대한 박테리아의 반응을 조사하는 방법에 대한 통찰을 얻게 될 것입니다.숙달되면, 올바르게 수행했을 때 폴리머 마이크로 어레이를 이틀 만에 프린팅할 수 있습니다. 모노머 준비에 약 하루가 소요되며, 어레이 프린팅에는 약 6시간이 소요됩니다. 박테리아 부착 분석에는 5일이 소요되는데, 이는 접종용 오버레이 배양액을 성장시키고, 마이크로 어레이를 박테리아 배양액에서 72시간 동안 배양하며, 마이크로 어레이 스캐너를 사용하여 형광 신호를 검출하는 시간이 포함되기 때문입니다. 이 절차를 수행하는 동안 핀과 핀 홀더를 청결하게 유지하는 것이 중요합니다.핀이나 핀 홀더가 충분히 세척되지 않아 작동 도중에 핀이 수직 상태로 고정되어 표면과 더 이상 접촉할 수 없게 되면 매우 당혹스러울 수 있습니다. DMF 및 독성 단량체를 사용하는 작업은 매우 위험할 수 있으므로, 항상 배기 장치 사용과 같은 예방 조치를 절차에 포함해야 함을 잊지 마십시오.

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연구

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Bioengineering

생명공학

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마이크로어레이 스크리닝을 통한 박테리아 퇴치성 폴리머의 고처리량 식별

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