2014년 10월 31일
생물학적 리간드의 미시적 패턴으로 기능화된 세포 배양 기질은 조직 공학 분야에서 엄청난 유용성을 가지고 있습니다. 여기에서는 생물학적 리간드의 공간적으로 정밀하고 부위별 고정을 가능하게 하는 직교 화학을 제시하는 여러 미세 패턴의 폴리(에틸렌 글리콜) 브러시를 사용하여 조직 배양 기질의 다양하고 자동화된 제조를 보여줍니다.
다음 실험의 전반적인 목표는 여러 마이크로 패턴 PEG 브러시로 조직 배양 기질을 생성하여 생물학적 리간드의 공간적으로 정밀한 현장 특이적 고정을 가능하게 하는 직교 화학을 제시하는 것입니다. 이는 금도금 기판에 로봇 마이크로 접촉 인쇄에 의한 TRP 개시제인 acan thiol의 증착 어레이에 의해 달성됩니다. 두 번째 단계인 SI로, 마이크로 패턴 기판에 대해 TRP를 수행하여 말단 브롬기를 갖는 PEG 브러시를 생성합니다.
다음으로, 말단 브롬기는 적절하게 준비된 생물학적 리간드의 IM 동원을 허용하기 위해 하나 또는 두 개의 화학 반응기로 기능화됩니다. 그런 다음 전체 프로세스를 반복하여 두 번째 화학 그룹으로 기능화합니다. 결과는 10미크론 정확도로 중첩된 두 개의 직교 기능화된 PEG 브러시의 마이크로어레이를 보여줍니다.
이는 반응 그룹을 형광 분자와 결합한 후 맞춤형 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 검증됩니다. 수동 마이크로 접촉 인쇄와 같은 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 로봇 마이크로 접촉 인쇄가 미크론 정확도로 여러 인쇄 단계를 중첩할 수 있는 동시에 최대한의 유연성과 기판 설계를 가능하게 한다는 것입니다. 순차적인 친핵성 치환 반응과 결합된 이 방법이 제공하는 정확성을 통해 여러 생물학적 리간드로 기능화된 조직 배양 기질을 생성할 수 있으며, 이 기질은 미크론 규모에서 황산염의 시간적, 공간적 제어를 발휘할 수 있습니다.
S-I-A-T-R-P 이전에는 금도금 커버 슬라이드를 A-P-D-M-S 스탬프로 패턴화해야 했습니다. 이 비교적 일반적인 절차는 텍스트 프로토콜에 설명되어 있습니다. 진공 청소기를 해제하여 로봇에서 특허 커버 슬라이드를 제거하는 것으로 시작합니다.
그런 다음 50 밀리리터 sch 길이 플라스크로 옮기고 플라스크를 밀봉하고 음의 30 PSI 진공을 적용합니다. 다음으로, 주사기를 사용하여 5.5 ml의 A TRP 반응 혼합물을 플라스크에 첨가 한 다음 주사기를 통해 0.5 ml의 L 아스코르브 나트륨 물을 첨가한다. 반응의 색이 연한 녹색에서 짙은 갈색으로 변하는 것을 관찰하십시오.
불활성 가스 하에서 16시간 동안 반응을 계속하십시오. 반응이 완료되면 커버 슬라이드를 제거하고 에탄올로 헹군 다음 물을 주고 다시 에탄올로 헹굽니다. 그런 다음 질소로 부드럽게 말리십시오.
접목된 P-E-G-M-E-M-A 브러시의 마이크로어레이는 육안으로 볼 수 있어야 합니다. 현미경을 사용하여 Azad가 P-E-G-M-E-M-A 체인을 기능화하기 위해 이러한 변화를 자세히 보여줍니다. 패턴 커버 슬라이드를 20ml 유리 반응 바이알로 옮기고 100밀리몰 아지드화나트륨이 포함된 DMF 6ml를 추가합니다.
섭씨 37도에서 24시간 동안 반응을 그대로 두십시오. 다음 날, 특허 커버 슬라이드를 에탄올로 헹구고 부드러운 질소 흐름으로 건조시켜 나머지 브롬 기능화 P-E-G-M-E-M-A 사슬을 진정시킵니다. 마이크로 패턴 커버 슬라이드를 20ml 유리 반응 바이알로 옮기고 100밀리몰 에탄올 아민과 300밀리몰 트리에틸 아민을 함유한 6밀리리터의 DMSO를 추가합니다.
이 반응이 다음 날 섭씨 40도에서 24시간 동안 진행되도록 합니다. 패턴 커버 슬라이드를 에탄올로 헹구고 질소 흐름에서 부드럽게 건조시킵니다. 다음 단계는 두 번째 PDMS 스탬프를 사용하고 스탬핑을 수행한 후 로봇 마이크로 접촉 인쇄를 반복하는 것입니다.
SI A TRP를 다시 사용하여 두 번째 마이크로 어레이 PEG 브러시를 그래프로 표시합니다. 그런 다음 아세틸렌이 두 번째 마이크로 어레이 P-E-G-M-E-A 사슬 프랑수아를 기능화할 때입니다. 마이크로 패턴 커버.
DMF에서 6밀리리터의 100밀리리터 몰 프로파그 아민이 들어 있는 20ml 유리 반응 바이알에 밀어 넣습니다. 24시간 동안 반응을 진행하십시오. 다음 날 실온에서 특허 커버 슬라이드를 에탄올로 헹구고 부드러운 질소 흐름에서 건조시킵니다.
그러면 특허 커버 슬라이드가 비오틴 펌핑을 할 준비가 됩니다. 마이크로 특허 커버 슬라이드를 20ml 유리 반응 바이알에 넣는 것으로 시작합니다. 첫째, 비오틴은 아세틸렌 종결 사슬을 먹었습니다.
반응 바이알에 아지드 PEG 4개의 비오틴 접합체와 함께 6ml의 황산구리를 첨가한 다음 1.2ml의 0.15를 첨가합니다. 물에 밀리몰 rbic acid를 넣어 반응을 시작하고 10 초 동안 질소로 반응을 거품을 일으킨다. 그런 다음 파라폼으로 바이알을 밀봉하고 24시간 동안 반응을 그대로 두십시오.
다음날 실온에서 커버 슬라이드를 물로 헹구고 12웰 폴리스티렌 접시에 옮깁니다. 그런 다음 DPBS에서 당나귀 혈청으로 실온에서 한 시간 후 한 시간 후, 비오틴 엘레이트 그룹을 연쇄상구균 DEIN 5 46 접합체로 DPBS 밀리리터당 2마이크로그램으로 2시간 후 실온에서 2시간 동안 염색합니다. 부드러운 초목으로 DPBS의 덮개 슬라이드를 다섯 번 헹굽니다.
Tobi ITIN aate azi 종단 체인. 커버 슬립을 6웰 폴리스티렌 플레이트의 웰에 넣고 20마이크로몰 D-B-C-O-P-G 4개의 비오틴을 함유한 DPBS 2밀리리터를 도포합니다. 그런 다음 커버 슬라이드를 실온에서 24시간 동안 배양하고 24시간 후에 배양합니다.
앞에서와 같이 커버 슬라이드를 헹구고 스트렙타비딘 4 88로 염색합니다. DPBS에서 밀리리터당 2마이크로그램으로 접합합니다. 두 시간 후.
커버 슬라이드를 다시 헹구고 현미경으로 이미지화합니다. 이 로봇 마이크로 접촉 인쇄 프로토콜을 사용합니다. 말단 알킨 그룹이 있는 PEG 브러시 ANN UI의 정확하게 패턴화된 배열은 터미널 azi 그룹이 있는 더 큰 PEG 브러시 ANN UI의 별도 배열 내에서 패턴화되었습니다.
아지드 및 알킨 그룹의 공간 분포는 형광 프로브의 클릭 화학 및 스트렙타비딘 결합을 사용하여 관찰되었습니다. 두 형광 채널의 오버레이는 스탬프가 겹치지 않는 방법을 보여줍니다. 정렬의 정확도는 SCAR의 한계에 있는 10미크론 미만으로 계산되었습니다.
인쇄를 수행하는 데 사용되는 시스템입니다. 이 비디오를 시청한 후에는 로봇 마이크로 접촉 인쇄를 사용하여 여러 페그 브러시 어레이를 오버레이하여 맞춤형 조직 배양 기질을 생성하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 직교 화학으로 기능화되었습니다.
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본 연구에서는 마이크로 패턴화된 폴리에틸렌 글리콜(poly(ethylene glycol), PEG) 브러시를 이용한 조직 배양 기질의 자동 제조 방법을 제시합니다. 이러한 브러시는 직교 화학(orthogonal chemistries) 특성을 나타내어, 생물학적 리간드를 공간적으로 정밀하고 부위 특이적으로 고정화하는 것을 가능하게 합니다.
순차적 친핵성 치환을 이용한 로봇 마이크로콘택트 프린팅(R-µCP)은 직교 기능화된 PEG 브러시의 고도로 정렬된 마이크론 규모 패턴이 형성된 배양 기질 제작을 가능하게 합니다. 이러한 정밀도는 공간적으로 제어된 리간드 고정화를 지원하며, 이는 조직 공학 및 첨단 세포 모델의 초기 발견 및 표적 검증 워크플로우에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 방법의 재현성과 정렬 정확도는 바이오 제약 R&D 포트폴리오에서 예측 신뢰도와 중개 연속성을 위한 필수적인 요구사항을 충족합니다.
이 방법은 초기 발견, 분석법 개발 및 중개 연구의 접점을 통합하여, 가설 검증부터 전임상 모델 검증까지 원활한 진행을 가능하게 합니다.