Een protocol voor het produceren van een groot gebied van nanogepatterreerde substraten uit kleine nanogepatterreerde mallen voor studie van nanotopografische modulatie van celgedrag wordt gepresenteerd.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Uitbreiding van nanopatterned Substrates met steek Techniek voor Nanotopographical Modulation of Cell Behavior
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Substraatnanotopografie is getoond als een krachtige modulator van celfenotype en -functie. Om nanotopografie-modulatie van celgedrag te onderscheiden, is een groot gebied van nanogepatternd substraat wenselijk, zodat voldoende cellen kunnen worden gekweekt op de nanotopografie voor daaropvolgende biochemische en moleculaire biologie-analyses. Echter, huidige nanofabricagetechnieken hebben beperkingen om hoog gedefinieerde nanopatronen over een groot gebied te genereren. Hier presenteren we een methode om nanogepatternde substraten uit een klein, hoog gedefinieerd nanopatroon uit te breiden naar een groot gebied met behulp van de stitch-techniek. De methode combineert meerdere technieken, waaronder zachte litografie om poly(dimethylsiloxaan) (PDMS) mallen te repliceren vanuit een goed gedefinieerde mal, stitch-techniek om meerdere PDMS-mallen samen te stellen tot een enkele grote mal, en nano-imprinting om een mastermal op polystyreen (PS) substraten te genereren. Met de PS mastermal produceren we PDMS werksubstraten en demonstreren nanotopografische modulatie van celspreiding. Deze methode biedt een eenvoudige, betaalbare maar veelzijdige weg om goed gedefinieerde nanopatronen over grote gebieden te genereren, en kan potentieel worden uitgebreid om micro-/nanoschaalapparaten met hybride componenten te creëren.
Inleiding
Een aantal recente bevindingen onthullen dat substraat-nanotopografie een uitgesproken invloed heeft op celgedrag, van celadhesie, spreiding en migratie, tot proliferatie en differentiatie1-6. Bijvoorbeeld, een kleinere celgrootte en lagere proliferatiesnelheid zijn waargenomen in cellen gekweekt op diepe nanogratingen, zelfs leidend tot apoptose hoewel de celaflijning, verlenging en migratie werden verbeterd, vergeleken met de platte controles2,7-10. Bovendien is aangetoond dat nanotopografie de differentiatie van stamcellen in bepaalde lijnen zoals neuronen2,11,12, spieren13, en bot3,4 bevordert. Daarnaast, vanw....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Replicatie van PDMS Mallen gemaakt van een EBL Mold
- Fabriceren siliconenmal 29
- Spin laag 200 gl polymethylmethacrylaat (PMMA) oplossing op een 1 x 1 cm silicium (Si) substraat bij 2500 rpm gedurende 1 minuut om een dunne film te vormen.
- Bak de PMMA film op het Si-substraat bij 180 ° C gedurende 2 minuten.
- Schrijf de ontworpen nanopattern op de PMMA film met een gefocusseerde elektronenbundel een oppervlakte dosering van 300 uC / cm2.
- Ontwikkel de PMMA nanopattern in ontwikkelaar voor 80 sec.
- Stort de PMMA nanopattern een nikkellaag van 50 nm dikte met een elektronenbundel verdamper....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De steek techniek kan een groot gebied van nanopatterned substraten met een high fidelity genereren. Figuur 1a en 1b van de grote oppervlakte van nanopatronen respectievelijk overgedragen van de gestikte PDMS mal om PS plaat en PS dunne film op een Si-substraat, weer te geven. De vergelijking tussen de oorspronkelijke EBL-schriftelijke vorm (figuur 1c) en de uiteindelijke werkende PDMS substraat (figuur 1d) bevesti.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Wij presenteren een eenvoudig, betaalbaar, maar veelzijdige methode om een groot gebied van nanopatterned substraat te genereren. Om trouw te breiden goed gedefinieerd nanopatronen, moet veel aandacht worden besteed aan een aantal kritische stappen. De eerste is om de meervoudige PDMS mallen trimmen. Effen gebieden van de PDMS mallen moeten worden verwijderd. Verder dient de zijwanden van de vormen verticaal zo perfect mogelijk worden gesneden om de openingen tussen de matrijzen minimaliseren. Collectief kunnen het de.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door NSF CBET 1227766, NSF CBET 1511759 en Byars-Tarnay Endowment. We danken voor het gebruik van de West Virginia University Shared Research Facilities, die gedeeltelijk worden ondersteund door NSF EPS-1003907.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| JEOL field emission SEM | JEOL | JSM-7600F | EBL |
| E-beam evaporator | Kurt J. Lesker | Model: LAB 18 e-beam evaporator | nikkeldeposition |
| Trion Minilock III ICP/RIE | Trion technology | Model: Minilock-phantom III | |
| Persmachine | PHI Hydraulic Press | Model: SQ-230H | |
| Spin coater | Laurell Technologies | Model: WS-400A-6NPP-LITE | |
| CO2 kritieke droger | Tousimis | Model: Autosamdri-815 | |
| Siliciumwafer | University Wafer | 1080 | |
| Aluminiumplaten | McMaster-carr | 9057K123 | |
| Teflonplaten | McMaster-carr | 8711K92 | |
| 100 mm Petri-schaal | FALCON | 353003 | |
| 60 mm Petri-schaal | FALCON | 353004 | |
| Glazen dekschaaltje | Fisher Scientific | 12-542-B | |
| Glazen plaatje | Fisher Scientific | 12-550-34 | |
| Weegschaaltjes | Fisher Scientific | 13-735-743 | |
| Glazen droogkast | Fisher Scientific | 02-913-360 | |
| Kunststof droogkast | Bel-Art Products | F42025-000 | |
| Verwarmde plaat | Fisher Scientific | 1110049SH | |
| Pincet | Ted Pella, inc. | 5726 | |
| Mes | Fisher Scientific | S17302 | |
| Metalen blokken | McMaster-carr | ||
| Puns | Brettuns Village Leather Craft Supplies | Holle pons | |
| Poly(methylmethacrylaat) | MicroChem | 495 PMMA A4 | |
| PDMS | Dow Corning | Sylgard 184 kit | |
| Polystyreen | Dow Chemical | Styron 685D | |
| 1H,1H,2H,2H-perfluorooctylmethyldichloorsilane | Oakwood Chemical | 7142 | |
| Ontwikkelaar | MicroChem | MIBK/IPA bij een verhouding van 1: 3 | |
| Verwijderaar | MicroChem | Remover PG | |
| Ethanol | Fisher Scientific | BP2818500 | |
| Tolueen | Fisher Scientific | T324-500 | |
| Fosfaat gebufferde zoutoplossing | Sigma Aldrich | D8537 | |
| Dulbecco's gemodificeerd adelaarsmedium | Sigma Aldrich | D5796 | |
| Fetaal bovien serum | Atlanta Biologicals | S11550 | |
| Paraformaldehyde | Electron Microsopy Science | 15712-S | |
| Glutaraldehyde | Fisher Chemical | G151-1 | |
| Fibronectin | Corning | 356008 | |
| A549-cellen | ATCC | ATCC CCL-185 |
Referenties
- Silva, G. A., et al. Selective differentiation of neural progenitor cells by high-epitope density nanofibers. Science. 303 (5662), 1352-1355 (2004).
- Yim, E. K. F., Pang, S. W., Leong, K. W. Synthetic Nanostructures Inducin....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
