Methodenartikel

Een veelzijdige methode van patroonvorming Eiwitten en cellen

DOI:

10.3791/55513

⸱

26 februari 2017

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Biomedical Engineering, Rutgers University, 2Department of Cell Biology and Neuroscience, Rutgers University, 3Department of Biomedical Engineering, New Jersey Institute of Technology, 4Department of Pharmacology, Physiology, and Neuroscience, Rutgers New Jersey Medical School

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit rapport beschrijft een eenvoudige, gemakkelijk uit te voeren techniek, met behulp van lagedrukvacuüm, om microfluïdische kanalen te vullen met cellen en substraten voor biologisch onderzoek.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Substraat- en celpatroneringstechnieken worden veel gebruikt in de celbiologie om cel-tot-cel en cel-tot-substraat interacties te bestuderen. Conventionele patroneringstechnieken werken alleen goed met eenvoudige vormen, kleine gebieden en geselecteerde biomaterialen. Dit artikel beschrijft een methode om celsuspensies en substraatoplossingen te verdelen in complexe, lange, gesloten (doodlopende) polydimethylsiloxaan (PDMS) microkanalen met behulp van negatieve druk. Deze methode stelt onderzoekers in staat om meerdere substraten te patroneren, waaronder fibronectine, collageen, antilichamen (Sal-1), poly-D-lysine (PDL) en laminine. Het patroneren van substraten stelt een onderzoeker in staat om indirect een verscheidenheid aan cellen te patroneren. We hebben C2C12 myoblasten, de PC12 neuronale cellijn, embryonale rat corticale neuronen en amfibieën retinale neuronen getest. Bovendien demonstreren we dat deze techniek fibroblasten in microfluïdische kanalen kan patroneren via een korte toepassing van een lage vacuüm op celsuspensies. De lage vacuüm vermindert de celviabiliteit niet significant, zoals aangetoond door celviabiliteitsassays. Er worden aanpassingen besproken voor de toepassing van de methode op verschillende cel- en substraattypen. Deze techniek stelt onderzoekers in staat om cellen en eiwitten in specifieke patronen te patroneren zonder de behoefte aan exotische materialen of apparatuur en kan in elk laboratorium met een vacuüm worden uitgevoerd.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In weefselengineering en biosensoren, de mogelijkheid om de ruimtelijke organisatie van eiwitten en cellen op een schaal urn besturen, wordt steeds belangrijker in de laatste vier decennia 1, 2, 3 worden. Nauwkeurige ruimtelijke organisatie van eiwitten en cellen heeft onderzoekers toegestaan om de interactie tussen cellen en substraten met soortgelijke of verschillende soorten cellen, celgroei leiden en om biomoleculen te immobiliseren voor het vervaardigen van biosensoren 4, 5, 6, 7, 8 onderzoeken 9.

De huidige methoden van patroonvorming eiwitten omvatten photopatterning en microcontact afdrukken. Photopatterning maakt gebruik van lichtgevoelig materiaal dat wordt verknoopt na blootstelling aan Ultreen violet (UV) licht. UV licht gericht op een fotomasker (bestaande uit transparante gebieden met donkerdere gebieden UV lichttransmissie voorkomen) veroorzaakt verknoping in specifieke regio's die vervolgens kunnen worden gebruikt voor verdere bevestiging van biomaterialen of cellen 10, 11. Hoewel dit systeem is zeer nauwkeurig en maakt nauwkeurige regeling van de topografie van het kweekoppervlak, is beperkt tot UV-gevoelige biomoleculen die kunnen worden gevormd door UV-straling 12. Microcontactprinten is een populaire methode van patroonvorming van specifieke eiwitten 13, 14. In deze werkwijze wordt een poly- dimethylsiloxaan (PDMS) stempel behandeld met verschillende oppervlaktemodificatie reagentia voordat geweekt in een oplossing van het gekozen biomoleculaire substraat. Vervolgens wordt voorzichtig op een glazen dekglaasje of ander oppervlak aldus "stempelen" het biomolecuul op het kweekoppervlak gedrukt. However, stempelen is beperkt tot het type materiaal, dat kan worden overgedragen als de bevochtigbaarheid van biomoleculen aan het oppervlak van het PDMS stempel 15.

Directe patroonvorming van cellen kan moeilijker zijn en voert complexe methoden zoals omschakelbare substraten, stencil gebaseerde methoden, of modelleren specifieke celadhesiemoleculen 16, 17. Deze methoden zijn beperkt in hun vermogen om cellen patroon door het ontbreken van compatibele celadhesie substraten onverenigbaarheid van het proces te laten werken met gevoelige biologische cellen en beperkingen, inconsistentie te reproduceren patroonvorming en complexiteit van de procedure. Bijvoorbeeld, met schakelbare substraten behoeftedouane substraten worden ontworpen voor elk celtype, om hun hechting aan specifieke celtypen te schakelen zonder afbraak bij blootstelling aan het UV-licht en warmte gebruikt in proces 17, < sup class = "xref"> 18, 19, 20. Stencil gebaseerde patronen methoden zijn veelzijdig in hun vermogen om patroon cellen; echter, is het moeilijk om PDMS stencils vervaardiging op geschikte dikten voor 16, 21. Directe injectie van cellen in PDMS microkanalen u voordelen zoals: 1) gemak in vervaardiging van microfluïdische kanalen en 2) geschiktheid voor verschillende cellen en substraten. De heersende vraag luchtbel vangen tijdens het injectieproces vanwege de hydrofobiciteit van PDMS zonder gebruik van plasmareiniging, of andere methoden om luchtbellen te verminderen, is het moeilijk om consequent gevormde cellen op glazen of kunststof oppervlakken 21 maken.

Dit werk breidt uit op capillaire micromolding 22, 23,lass = "xref"> 24, 25, 26 en rapporteert een werkwijze voor eiwit en celsuspensies injecteren in microkanalen. De hier gebruikte methode toont de patronen van substraten en zowel directe als indirecte patroonvorming van specifieke celtypen. Deze techniek overwint de hydrofobiciteit van PDMS en elimineert de aanwezigheid van bellen tijdens het inspuiten van zowel substraten of cellen door gebruik te maken van de gaspermeabiliteit van PDMS 27. Dit demonstreert het gebruik van de techniek met verschillende substraten en celtypen. Het artikel beschrijft tevens de vervaardiging van vormen voor zachte lithografie onder toepassing van gebruikelijke fotolithografie en een eenvoudige en goedkope plakband werkwijze bruikbaar in omgevingen met beperkte hulpbronnen 28, 29.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

LET OP: Raadpleeg alle relevante veiligheidsinformatiebladen (VIB) voor gebruik. Een deel van de chemicaliën die worden gebruikt in dit protocol zijn giftig en kankerverwekkend. Gebruik alle nodige veiligheidsvoorschriften (zuurkast, dashboardkastje) en persoonlijke beschermingsmiddelen (veiligheidsbril, handschoenen, laboratoriumjas, volledige lengte broek, dichte schoenen) bij het gebruik van giftige of zuur / base materialen.

1. Fabricage van Master mallen voor Soft Lithography gebruik van fotolithografie

  1. Teken de layout van het microkanaal met een computer-aided design (CAD) tekenprogramma.
  2. Print de lay-out op een lege masker plaat met behulp van laser masker schrijver.
  3. Spoel een 4 inch siliciumwafel met aceton gevolgd door isopropanol en droog met een stikstof luchtkanon zodat geen oplosmiddel achterblijft op de wafer.
  4. Dehydrateer de wafer door het voor 5 minuten op een hete plaat bakken bij 200 ° C.
  5. Selecteer een negatieve fotoresist ontwikkeld voor de gewenste hoogte van de microkanalen. Fof bijvoorbeeld gebruik negatieve fotolak SU-8 50 tot microkanalen met een hoogte van 50 urn.
  6. Laat de wafer afkoelen tot kamertemperatuur, en lijn de wafer op de as met een spin coater.
  7. Verdeel 4 ml (1 ml / inch diameter van de wafel) negatieve fotoresist op het midden van de wafel.
  8. Spin de vacht van de wafer met een twee-staps centrifugeren met behulp van een spinner. Breng eerst een spreiding cyclus van 500 rpm met een versnelling van 100 rpm / s 10 s. Eventueel een centrifuge van 2000 rpm met een versnelling van 300 rpm / s 2 tot 30 s op een 50 urn bekleding van fotoresist verkrijgen op een wafer.
  9. Zachte bak de wafer in twee stappen op een hete plaat volgens de aanwijzingen van de fabrikant. Een 50 urn bekleding van fotoresist, eerste pre-bak de wafer bij 65 ° C gedurende 6 minuten en daarna onmiddellijk opvoeren van de verwarmingsplaat temperatuur post-bak de wafer bij 95 ° C gedurende 20 min.
  10. Laat de wafer afkoelen tot kamertemperatuur en plaats hetwafer op de lithografie podium.
  11. Lijn het masker op de wafer via mask aligner en bloot de wafer aan UV-licht (volgens de instructies van de fabrikant) met een intensiteit van 1,5 mW / cm2 gedurende 146 s op de totale UV-dosis van 220 mJ toepassing / cm2 nodig om een 50 pm dikke laag fotoresist.
  12. Solliciteer na blootstelling bakken van de wafer in twee stappen op een hete plaat. Voor een 50-um laag van fotoresist, eerste pre-bak de wafer bij 65 ° C gedurende 1 min en onmiddellijk opvoeren van de verwarmingsplaat temperatuur post-bakken bij 95 ° C gedurende 5 minuten.
  13. Ontwikkelen van de wafer in door onderdompeling de wafer in SU-8 ontwikkelaar en voorzichtig schudden tot de kenmerken duidelijk op de wafer worden. Ontwikkelen van de wafel voor ~ 6 min voor de 50 micrometer dik fotolak.
  14. Spoel overtollige ontwikkelaar met isopropanol en ethanol, vervolgens drogen van de wafel met een stikstof luchtpistool.
  15. Hard bak de siliciumwafel op een hete plaat bij 150 ° C gedurende 15 minuten.
  16. Plaats dewafer in een exsiccator met 25 pi van de silaneren middel tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl-1-trichloorsilaan.
    LET OP: De silaneren middel is corrosief, daarom moet worden gebruikt in een zuur / base zuurkast, met de nodige persoonlijke beschermingsmiddelen (veiligheidsbril, handschoenen, laboratoriumjas, volledige lengte broek, dichte schoenen).
  17. Onder vacuüm gedurende 5 min en de wafer bloot te dampen silaan gedurende 30 min zonder het vacuüm.
  18. Breng de wafer in een geschikte grootte petrischaal.

2. Fabricage van Master mallen voor Soft Lithography met plakband

  1. Teken de lay-out van het microkanaal met behulp van een CAD tekenprogramma en print de tekening op wit papier.
  2. Reinig een glasplaatje groot genoeg is om het ontwerp met isopropanol tegemoet en droog de dia met een luchtpistool.
  3. Bevestig plakband op het gereinigde glasplaatje. Wees voorzichtig niet te vangen eventuele luchtbellen.
  4. Tape de zijkanten van de glass schuif op het papier met het ontwerp, met de tape naar boven.
  5. Gebruik een scalpel om de tape bezuinigen op het glaasje met het ontwerp voor een papieren als een referentie en dan loslaten tape tegen ongewenste gebieden van het glaasje.
  6. Spoel het glaasje met isopropanol en vervolgens droog met een luchtpistool. Bak het glaasje in een oven bij 65 ° C gedurende 30 minuten.
  7. Schud via tape met een rubberrol om luchtbellen te verwijderen en de slede afkoelen tot kamertemperatuur.

3. Soft Lithography Fabrication van het PDMS Devices

  1. Meng PDMS elastomeer en de verharder in een verhouding van 10: 1 (w: w), roer het mengsel krachtig, waarna wordt ontgast het mengsel door deze in een vacuümkamer totdat er geen luchtbellen verschijnen in het mengsel.
  2. Giet het mengsel op een gesilaniseerd silicium schimmel of plakband schimmel in een petrischaaltje een ~ 2 mm dikke laag PDMS en ontgast te krijgen tot alle luchtbellen verdwijnen.
  3. Genezen van de PDMS in een ovenbij 65 ° C gedurende 2 uur.
  4. Gebruik een scalpel om de PDMS laag uitgesneden ten minste 5 mm afstand van de functies en pel de uitgeharde PDMS uit de mal met behulp van pincet.
  5. Punch één inlaatopening met een 1 mm biopsie punch overal op het microkanaal, bij voorkeur aan het einde van een netwerk microkanalen zoals in figuur 2a en 4b.
  6. Reinig de uitgebrachte met plakband om stofdeeltjes geadsorbeerd op het apparaat te verwijderen PDMS. Steriliseer het PDMS microkanaal inrichting (PDMS cast) door spoelen met een oplossing van 70% ethanol gevolgd door steriel gedeïoniseerd (DI) water en blootstellen aan UV gedurende 30 min.
  7. Houd het steriel PDMS apparaat in een steriele petrischaal tot gebruik.

4. Substrate patroonvorming

  1. Plaats de steriele PDMS gegoten met behulp van een pincet op een steriele glazen dekglaasje of petrischaal en druk zachtjes met de punt van de pincet.
    LET OP: De PDMS cast maakt een conforme maar omkeerbare afdichting met de glass dekglaasje of petrischaal vormen microkanalen zonder gebruik van lijm.
  2. Plaats een druppel (20-40 ui) van de substraatoplossing aan de inlaatzijde volledig bedekt de inlaatopening. Patroon Poly-D-Lysine (PDL) door een 20 ul druppel PDL in natriumtetraboraat buffer aan de inlaatzijde van de microkanalen.
  3. Zet de petrischaal in een vacuüm van ~ 254 mmHgA (equivalent aan vacuümbron in biologische laboratoria) gedurende 10 min, en let lucht die uit het kanaal in de vorm van bellen.
  4. Laat de stofzuiger en let op de substraat oplossing stroomt in de microkanaal.
  5. Incubeer de schotel op de juiste voorwaarden voor het substraat therapietrouw. Zie de tabellen 1 en 2 voor incubatieomstandigheden (deze varieert afhankelijk van de ondergrond). PDL patronen, incubeer gedurende 1 uur bij 37 ° C.
  6. Trek voorzichtig de PDMS stempel met steriele pincet en was het patroon op glas dekglaasje driemaal met DI-water.
  7. Voeg een oplossing 1% runderserumalbumine (BSA) aan de petrischaal om de schotel of glazen dekglaasje te bedekken en incubeer overnacht bij 37 ° C.
    Opmerking: Dit zal niet-specifieke hechting in ongecoate regio's te verminderen.
  8. Aspireren van de 1% BSA-oplossing en het gevormde substraat is nu klaar voor gebruik.

5. indirecte patroonvorming van cellen

  1. Bereid de celsuspensie in serumvrij kweekmedium. Het celtype en celdichtheid staan in tabel 1.
  2. Voeg de celsuspensie aan de patroon petrischaal en het patroon regio celsuspensie volledig onder te dompelen.
  3. Incubeer de petrischaal bij 37 ° C in een incubator gedurende 15 minuten om de cellen te hechten aan het substraat patroon.
  4. Zuig het overtollige celsuspensie van de petrischaal en was de gevormde cellen driemaal met fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS) onder zacht schudden gedurende 10 s tot losse cellen te verwijderen.
  5. Voeg de appropriate kweekmedium de patroon celculturen en incubeer de gevormde cellen bij 37 ° C in een CO2 incubator.

6. Directe patroonvorming van cellen

Opmerking: Deze techniek is een alternatief voor de indirecte patroonvorming cel beschreven in stap 5. Anders dan in stap 5, in deze techniek worden cellen gevormd op weefselcultuuroppervlakken met of zonder substraat coating.

  1. Steriliseer het microfluïdische apparaat door spoelen met een oplossing van 70% ethanol, gevolgd door DI-water.
  2. Week de inrichting overnacht in een oplossing van 1% BSA aan de celadhesie aan het PDMS voorkomen.
  3. Droog het apparaat bij kamertemperatuur en bevestig deze aan de onderkant van de weefselkweek behandelde petrischaal.
  4. Bereid de celsuspensie in serumvrij kweekmedium. Het celtype en celdichtheid worden in tabel 2.
  5. Plaats een druppel (4-8 ui) van de celsuspensie, genoeg om het vullenmicrokanalen, aan de inlaatzijde volledig bedekt de inlaatopening.
  6. Zet de petrischaal in een vacuüm gedurende 10 min en observeren lucht die uit het kanaal in de vorm van bellen. Laat het vacuüm en observeer de celsuspensie stroomt in de microkanaal.
  7. Incubeer de petrischaal in een incubator celadhesie bevorderen volgens de incubatieomstandigheden (afhankelijk van celtype patroon) in tabel 2 vermeld. Voeg PBS aan de petrischaal onderdompelen PDMS het apparaat.
  8. Schil de PDMS voorzichtig van de petrischaal met een pincet en was het patroon met PBS. Voeg celcultuur media om de petrischaal en plaats de celkweek in de incubator.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze werkwijze maakt de patroonvorming van eiwitten en indirecte patroonvorming van cellen onder toepassing doodlopende microkanalen met afmetingen van slechts 10 urn en machines in bijna alle biologische laboratoria wanneer de kapitein mal gemaakt. Deze techniek kan worden gebruikt met PDMS microkanalen gemaakt met traditionele zachte fotolithografie, of PDMS microfluïdische kanalen gecreëerd met plakband vervaardiging (figuur 1) 28, <...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Terwijl conventionele fotolithografie is een gevestigde techniek voor het creëren van vormen voor zachte lithografie, uitrusting, materialen en vaardigheden die nodig conventionele fotolithografie gebruiken zijn niet gemakkelijk beschikbaar voor de meeste laboratoria. Laboratorium zonder toegang tot deze middelen hebben we plakband vervaardiging voorgesteld als een methode om matrijzen met relatief eenvoudige functies voor microfluïdische inrichtingen. Deze methode maakt het mogelijk elk laboratorium te creëren en te be...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs verklaren geen concurrerende financiële belangen.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De financiering voor dit onderzoek werd verstrekt door de Jersey Commissie Nieuw op Spinal Cord Research (NJCSCR) (naar FHK), verlenen CSCR14IRG005 (tot BLF), NIH verlenen R15NS087501 (tot CHC), en de FM Kirby Foundation (ETA).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
CorelDRAW X4 CAD Drawing ToolsCorel Corporation, CanadaX4 Version 14.0.0.701CAD-tool gebruikt om het layout van het microfluïdische apparaat te tekenen
Laser Printer HPHewlett Packard, CA1739629Wordt gebruikt om het layout van microfluïdisch apparaat voor de kleefbandtechniek af te drukken
Bel-Art DessicatorFisher Scientific, MA08-594-16BWordt gebruikt om de PDMS-mix te degasseren
Adhesive Scotch Tape3M Product, MNTape 600Wordt gebruikt om de kleefband Master te fabriceren
PDMS Sylgard 184Dow Corning, MI1064291Gietpolymeer
Petri DishFisher Scientific, MA08-772-23Wordt gebruikt om de mal te houden om met PDMS te gieten
Roestvrijstalen scalpel (#3) met mes (# 11)Feather Safety Razor Co. Ltd. Japan2976#11Wordt gebruikt om de PDMS te snijden
PincetTed Pella, CA5627-07Wordt gebruikt om de PDMS-afgietsel tijdens het afpellen te hanteren
Glazen platenFisher Scientific, MA12-546-2Wordt gebruikt als oppervlak om het substraat te patternen
Glazen platenFisher Scientific, MA12-544-4Wordt gebruikt als oppervlak om het substraat te patternen
Rubberen rollerDick Blick Art Materials, IL40104-1004Wordt gebruikt om kleefband op glas te bevestigen zonder luchtbellen te vangen
Laser Mask WriterHeidelberg Instruments, GermanyDWL66fsWordt gebruikt om een kwartsmasker te fabriceren dat wordt gebruikt in het fotolithografiefabricageproces
EVG Mask Aligner (fotolithografie UV-belichtingstool)EV Group, GermanyEVG 620T(B)Wordt gebruikt om de fotoresist te belichten met UV-licht
Spin Coater HeadwayHeadway Research Inc, TXPWM32-PS-CB15PLWordt gebruikt om de fotoresist op siliciumwafer te spuiten
Fotoresisten SU-8 50MicroChem, MAY131269Negatieve fotoresist die wordt gebruikt voor malfabricage
SU-8 DevloperMicroChem, MAY020100Fotoresistontwikkelaar
Tridecafluoro-1,1,2,2-Tetrahydrooctyl-1-TrichlorosilaneUCT Specialties, PAT2492-KGBekleed mal om PDMS-adhesie te voorkomen
IsopropanolSigma-Aldrich, MO190764Reinigingsoplosmiddel
EthanolSigma-Aldrich, MO24102Sterilisatieoplosmiddel
Poly-D-Lysine hydrobromide (PDL)Sigma-Aldrich, MOP0899-10MGPDL-oplossing wordt gemaakt bij 0,1 mg/mL in natriumtetraboraatbuffer
LaminineSigma-Aldrich, MOL2020Laminine geportioneerd in 10 µL-porties en verdund tot 20 µg/µL in PBS voor gebruik
BSAFisher Scientific, MABP1605100Celcultuur
C2C12 Myoblast cell lineATCC, VACRL-1722Wordt gebruikt om C2C12-patterning aan te tonen
PC12-cellijnATCC, VACRL-1721Wordt gebruikt om PC12-patterning aan te tonen
Collageen type 1, rattenstaartBD Biosciences40236Celcultuur
DMEMGIBCO, MA11965-084Celcultuur
Paardenserum, hitte-geïnactiveerdFisher Scientific, MA26050-070Celcultuur
Phalloidin-tetramethylrhodamine B isothiocyanate (TRITC)Sigma-Aldrich, MOP1951Om cellen te labelen
Calcein-AM live dode cel Assay kitInvitrogen, MAL-3224Cellevensvatbaarheid Assay
Biopsy Hole PunchTed Pella, CA15110-10Gegevenspunt in PDMS

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kane, R. S., Takayama, S., Ostuni, E., Ingber, D. E., Whitesides, G. M. Patterning proteins and cells using soft lithography. Biomaterials. 20 (23-24), 2363-2376 (1999).
  2. Lin, R. Z., Ho, C. T., Liu, C. H., Chang, H. Y. Dielectrophoresis based-cell patterning for tissue engineering. Biotechnol J. 1 (9), 949-957 (2006).
  3. Veiseh, M., Zareie, M. H., Zhang, M. Highly Selective Protein Patterning on Gold-Silicon Substrates for Biosensor Applications. Langmuir. 18 (17), 6671-6678 (2002).
  4. Kung, F., Wang, J., Perez-Castillejos, R., Townes-Anderson, E. Position along the nasal/temporal plane affects synaptic development by adult photoreceptors, revealed by micropatterning. Integr Biol. 7 (3), 313-323 (2015).
  5. Dickinson, L. E., Lutgebaucks, C., Lewis, D. M., Gerecht, S. Patterning microscale extracellular matrices to study endothelial and cancer cell interactions in vitro. Lab Chip. 12 (21), 4244-4248 (2012).
  6. Khademhosseini, A., et al. Co-culture of human embryonic stem cells with murine embryonic fibroblasts on microwell-patterned substrates. Biomaterials. 27 (36), 5968-5977 (2006).
  7. Bogdanowicz, D. R., Lu, H. H. Studying cell-cell communication in co-culture. Biotechnol J. 8 (4), 395-396 (2013).
  8. Choi, Y., Lee, S. Guided cell growth through surface treatments. J of Mech Sci Technol. 19 (11), 2133-2137 (2005).
  9. Hwang, I. -T., et al. Efficient Immobilization and Patterning of Biomolecules on Poly(ethylene terephthalate) Films Functionalized by Ion Irradiation for Biosensor Applications. ACS Appl Mater Interf. 3 (7), 2235-2239 (2011).
  10. Clark, P., Britland, S., Connolly, P. Growth cone guidance and neuron morphology on micropatterned laminin surfaces. J Cell Sci. 105 (1), 203-212 (1993).
  11. Théry, M. Micropatterning as a tool to decipher cell morphogenesis and functions. J Cell Sci. 123 (24), 4201-4213 (2010).
  12. Douvas, A., et al. Biocompatible photolithographic process for the patterning of biomolecules. Biosens Bioelectron. 17 (4), 269-278 (2002).
  13. Alom, R. S., Chen, C. S. Microcontact printing: A tool to pattern. Soft Matter. 3 (2), 168-177 (2007).
  14. Essö, C. Modifying Polydimethylsiloxane (PDMS) surfaces. Institutionen för biologi och kemiteknik. , (2007).
  15. Zhou, J., Ellis, A. V., Voelcker, N. H. Recent developments in PDMS surface modification for microfluidic devices. Electrophoresis. 31 (1), 2-16 (2010).
  16. Folch, A., Jo, B. H., Hurtado, O., Beebe, D. J., Toner, M. Microfabricated elastomeric stencils for micropatterning cell cultures. J Biomed Mater Res. 52 (2), 346-353 (2000).
  17. Yeo, W. S., Yousaf, M. N., Mrksich, M. Dynamic interfaces between cells and surfaces: electroactive substrates that sequentially release and attach cells. J Am Chem Soc. 125 (49), 14994-14995 (2003).
  18. Bhatia, S. N., Toner, M., Tompkins, R. G., Yarmush, M. L. Selective adhesion of hepatocytes on patterned surfaces. Ann N Y Acad Sci. 745, 187-209 (1994).
  19. Song, E., Kim, S. Y., Chun, T., Byun, H. -J., Lee, Y. M. Collagen scaffolds derived from a marine source and their biocompatibility. Biomaterials. 27 (15), 2951-2961 (2006).
  20. Yamato, M., Konno, C., Utsumi, M., Kikuchi, A., Okano, T. Thermally responsive polymer-grafted surfaces facilitate patterned cell seeding and co-culture. Biomaterials. 23 (2), 561-567 (2002).
  21. Takayama, S., et al. Patterning cells and their environments using multiple laminar fluid flows in capillary networks. Proc Natl Acad Sci U S A. 96 (10), 5545-5548 (1999).
  22. Kim, D. S., Lee, K. -C., Kwon, T. H., Lee, S. S. Micro-channel filling flow considering surface tension effect. J of Micromech Microeng. 12 (3), 236(2002).
  23. Kim, E., Xia, Y., Whitesides, G. M. Micromolding in Capillaries: Applications in Materials Science. J Am Chem Soc. 118 (24), 5722-5731 (1996).
  24. Kim, E., Xia, Y. N., Whitesides, G. M. Polymer Microstructures Formed by Molding in Capillaries. Nature. 376 (6541), 581-584 (1995).
  25. Jeon, N. L., Choi, I. S., Xu, B., Whitesides, G. M. Large-area patterning by vacuum-assisted micromolding. Adv Mater. 11 (11), 946(1999).
  26. Shrirao, A. B., et al. System and method for novel microfluidic device. US patent. , 61/414,237 (2010).
  27. Merkel, T. C., Bondar, V. I., Nagai, K., Freeman, B. D., Pinnau, I. Gas sorption, diffusion, and permeation in poly(dimethylsiloxane). J Polym Sci Part B Polym Phys. 38 (3), 415-434 (2000).
  28. Shrirao, A. B., Hussain, A., Cho, C. H., Perez-Castillejos, R. Adhesive-tape soft lithography for patterning mammalian cells: application to wound-healing assays. Biotechniques. 53 (5), 315-318 (2012).
  29. Shrirao, A. B., Perez-Castillejos, R. Chips & tips: simple fabrication of microfluidic devices by replicating scotch-tape masters. Lab Chip. , (2010).
  30. Anil, B. S., Frank, H. K., Derek, Y., Cheul, H. C., Ellen, T. -A. Vacuum-assisted fluid flow in microchannels to pattern substrates and cells. Biofabrication. 6 (3), 035016(2014).
  31. Yuen, P. K., Goral, V. N. Low-cost rapid prototyping of flexible microfluidic devices using a desktop digital craft cutter. Lab on a Chip. 10 (3), 384-387 (2010).
  32. Wang, L., et al. Self-loading and cell culture in one layer microfluidic devices. Biomed Microdevices. 11 (3), 679-684 (2009).
  33. Feng, H., et al. Survival of mammalian cells under high vacuum condition for ion bombardment. Cryobiology. 49 (3), 241-249 (2004).
  34. Haubert, K., Drier, T., Beebe, D. PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system. Lab on a Chip. 6 (12), 1548-1549 (2006).
  35. Fan, D. -H., Yuan, S. -W., Shen, Y. -M. Surface modification with BSA blocking based on in situ synthesized gold nanoparticles in poly (dimethylsiloxane) microchip. Colloids Surf, B. 75 (2), 608-611 (2010).
  36. Hideshima, S., Sato, R., Inoue, S., Kuroiwa, S., Osaka, T. Detection of tumor marker in blood serum using antibody-modified field effect transistor with optimized BSA blocking. Sens Actuator B-Chem. 161 (1), 146-150 (2012).
  37. Zheng, C., et al. High-throughput immunoassay through in-channel microfluidic patterning. Lab on a Chip. 12 (14), 2487-2490 (2012).
  38. MacLeish, P., Barnstable, C., Townes-Anderson, E. Use of a monoclonal antibody as a substrate for mature neurons in vitro. Procs Nat Acad of Sci. 80 (22), 7014-7018 (1983).
  39. Suchodolskis, A., et al. Elastic properties of chemically modified baker's yeast cells studied by AFM. Surf Interface Anal. 43 (13), 1636-1640 (2011).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Protein PatterningCell PatterningPDMS MicrochannelsNegative PressureSubstrate DistributionVacuum ApplicationFibronectin PatterningCollagen PatterningDirect Cell PatterningIndirect Cell Patterning

Gerelateerde artikelen