Name: Polymeer Microarrays voor High Throughput Ontdekking van biomaterialen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-01-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 37 s
Description: Leer polymeer microarrays maken met on-chip fotopolymerisatie voor high-throughput screening van biomaterialen. Deze methode identificeert materialen die bacteriële hechting weerstaan voor medische toepassingen.

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

Financiering van de Wellcome Trust is vriendelijk erkend (licentienummer 085245/Z/08/Z). Nottingham Nanotechnologie en nanowetenschap Centre is vriendelijk bedankt voor het geven van toegang tot het Raman systeem en voor de East Midlands Development Agency voor de financiering van deze apparatuur.

<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>

We hebben niets te onthullen.

Polymer microarrays zijn met succes gebruikt voor de ontdekking van nieuwe materialen door screening honderden nieuwe polymeer in een biologische proef en het identificeren treffer materialen die later kunnen worden opgeschaald om nuttige inrichtingen. In dit geval kan de beschreven oppervlaktekarakterisering worden toegepast na de biologische assay en uitsluitend de &quot;hit&quot; materialen die materialen verder te bestuderen. Deze strategie kan van belang zijn als HTSC is niet beschikbaar voor de experimentator gebruik deze aanpak. Echter, om volledig gebruik polymeer microarrays te bestuderen biologisch-materiaal interacties de volledige reeks honderden materialen worden geanalyseerd voor biologische assays met HTSC methoden, die vervolgens kunnen worden gebruikt om algemene structuur-functie trends observeren. Contact afdrukken is de metalen pin schuiven op en neer vrij binnen de penhouder. Pin en penhouder netheid van het grootste belang is ervoor te zorgen pFDRUKKEN optreedt succes en strikt moeten worden ondernomen. Voor het begin van een drukkerij de juiste beweging van de pen te voeren binnen de penhouder kan worden getest door het uitvoeren van een test, zonder monomeren aanwezig zijn. Het reinigen moet worden voortgezet totdat de pen beweging wordt reproduceerbaar bereikt. Nagedacht moet gaan in het ontwerp van het monomeermengsel. Om eenvoudig een combinatoriële bibliotheek van polymeren te produceren, zijn honderden copolymeren gevormd door mengen van een paar monomeren in verschillende verhoudingen. Typisch produceren wij 576 lid bibliotheken vormt dit een 24 x 24 matrix, die geschikt is voor de geometrie van een glasplaatje. Om een ​​combinatoriële bibliotheek die de meeste combinatorische ruimte de eenvoudigste methode is het mengen van 24 monomeren paarsgewijs in een 2:1 verhouding verkent produceren. Ook de opname van samenstelling gradiënten binnen de matrix zijn bruikbaar voor waarvan de waarnemingen van trends, waardoor optimale monomeersamenstellingen om determined. Als voorbeeld van deze 22 monomeren worden gebruikt als de eerste component in een co-monomeer mengsel dat sequentieel wordt verdund met 1 of 6 tweede componenten. Als 5 verdunningen worden gebruikt, bijvoorbeeld de eerste en tweede componenten bij verhoudingen van 90:10, 75:25, 50:50, 25:75 en 10:90 mengen, zou dit resulteren in 488 unieke copolymeeroplossingen. De totale brengen tot 576, replicaten van de homopolymeren van de gebruikte monomeren worden ingebracht, die vaak een belangrijke referentiemonster. 576 monomeer oplossingen moeten worden afgegeven in 2 384 wells platen. Programmeren van de robot is het makkelijker om twee identieke platen in termen van de positie van de monomeren, waardoor het monomeer oplossing wordt gelijkmatig verdeeld tussen de twee platen. Een aanzienlijke hoeveelheid tijd kan worden opgeslagen in de bereiding van de bron platen met behulp van multichannel pipetten en het ontwerp van bron platen moeten worden vastgesteld om het gebruik van multichannel pipetten benutten. &lt;/ P&gt; Om geautomatiseerde HTSC van de arrays te bereiken de contante positie moet succesvol worden afgestemd op de karakterisering apparaat. Typisch de toonhoogte van een acrylaat matrix is ​​500-1000 pm en het polymeer spot diameter 300 pm. De meeste XY fasen een resolutie van minder dan 10 micrometer, zodat er voldoende tolerantie voor het oppervlaktekarakterisering inrichting betrouwbaar toegang tot de arrayposities zodra de juiste afmetingen zijn ingevoerd om het monster positionering software. De beperkte automatische positionering in feite de nauwkeurige afdrukken van de array. Om nauwkeurige afdrukken waarborgen is het belangrijk om beweging van het substraat te voorkomen op de drukfase ofwel met afzuiging of veerklemmen met passende afmetingen slide (Merk op dat zowel de Amerikaanse en Europese standaard diaformaat bestaan). ToF-SIMS is een bijzonder oppervlak gevoelige techniek die elke vorm van verontreiniging van monsters zal nemen. Zo moet grootste zorg wordenom contact met het oppervlak. Monsters mag alleen worden gebruikt, maar het oppervlak plaats geen contact met met schone handschoenen (bij voorkeur polyethyleen) en vers gereinigd pincet. We meestal wassen met chloroform en hexaan. Monsteropslag voor metingen het best in een monsterhouder de dia gescheiden houdt, bijvoorbeeld de 5 houder of 20 houder. De arrays zijn speciaal ontworpen om compatibel met veel biologische assay formats en uitlezingen, namelijk het gebruikte substraat een microscoopglaasje ideaal voor fluorescentie scanners en lichtmicroscopen. Dit betekent dat het formaat is zeer geschikt voor het verkennen van veel materiaal-biologische interacties. Bovendien kunnen het formaat honderden materialen worden gescreend in parallel. Hierdoor kunnen veel meer materialen worden gescreend dan conventionele methoden waarbij elke nieuwe materiaalchemie individueel wordt afgeschermd. De toegenomen ruimte voor biologisch-materiaal interacties mogelijks voor de opheldering van de mechanismen van biologische oppervlakte interacties, en om de optimale materiaal voor een bepaalde toepassing.

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van het reagens / apparatuur </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogus / Modelnummer </td></tr><tr><td> Epoxy dia&#39;s </td><td> Genetix </td><td> K2652 </td></tr><tr><td> Contact printer </td><td> Biodot </td><td> XYZ3060 Platform </td></tr><tr><td> Metalen pen </td><td> Arrayit </td><td> 946MP6B </td></tr><tr><td> ToF-SIMS instrument </td><td> ION-TOF </td><td></td></tr><tr><td> XPS instrument </td><td> Kratos </td><td></td></tr><tr><td> WCA apparatuur </td><td> Krüss </td><td> DSA 100 </td></tr><tr><td> AFM </td><td> Bruker </td><td> Dimension Icoon </td></tr><tr><td> RPMI-1640 kweekmedium </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> R0883 </td></tr><tr><td> SYTO17 </td><td> Invitrogen </td><td> S-7579 </td></tr></tbody></table>

polymeer microarrays voor high throughput ontdekking van biomaterialen

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

Mengen is een eenheid bewerking die twee of meer componenten samengevoegd tot een homogeen mengsel. Dit werk omvat het mengen van twee viskeuze vloeistof stromen met een in-lijn statische mixer. De mixer is een split-en recombineren-ontwerp dat afschuiving en uitbreidende stroming dienst toenemen het grensvlakcontact tussen de componenten. Een prototype split-and-recombineren (SAR) mixer werd geconstrueerd door het uitlijnen van een reeks dunne laser gesneden Poly (methylmethacrylaat) (PMMA) platen in plaats die in een PVC pijp. Mengen in deze inrichting wordt geïllustreerd in de foto in Fig. 1. Rode kleurstof toegevoegd aan een deel van de testvloeistof en gebruikt als de kleine component te mengen in de major (ongeverfde) component. Bij de inlaat van de mixer wordt de geïnjecteerde laag tracer vloeistof gesplitst in twee lagen terwijl het door de mengsectie. Elk volgend mengsectie wordt het aantal horizontale lagen gedupliceerd. Uiteindelijk wordt de enkele stroom van kleurstof gelijkmatig gedispergeerd throughout de dwarsdoorsnede van de inrichting. Een niet-Newtonse testvloeistof van 0,2% Carbopol en gedoteerde tracer vloeistof van vergelijkbare samenstelling, mengen in het apparaat gevisualiseerd met behulp van magnetische resonantie beeldvorming (MRI). MRI is een zeer krachtige experimentele sonde van moleculaire chemische en fysische milieu en steekproef structuur op de lengteschalen van microns tot centimeters. Deze gevoeligheid heeft geresulteerd in brede toepassing van deze technieken fysische, chemische en / of biologische eigenschappen van materialen, variërend van mensen aan levensmiddelen poreuze media 1, 2 karakteriseren. De apparatuur en omstandigheden die hier geschikt zijn voor imaging vloeistoffen die aanzienlijke hoeveelheden NMR mobiele 1H zoals gewoon water en organische vloeistoffen zoals oliën. Traditioneel MRI heeft gebruikt supergeleidende magneten die niet geschikt zijn voor industriële omgevingen en niet draagbaar binnen een laboratorium (afb. 2). Recente ontwikkelingen in magneet technologie hebben toegestaan ​​de bouw van een groot volume industrieel compatibel magneten geschikt voor beeldvorming processtromen. Hier MRI geeft ruimtelijk opgeloste component concentraties op verschillende axiale plaatsen tijdens het mengproces. Dit werk documenten real-time het mengen van hoog viskeuze vloeistoffen via distributieve menging met een aanvraag om producten voor persoonlijke verzorging.

Een beschrijving van de vorming van een polymeer met een microarray on-chip fotopolymerisatie techniek. De high throughput oppervlaktekarakterisering behulp van atomic force microscopy, water contacthoekmetingen, X-ray foto-elektron spectroscopie en vluchttijden secundaire ionen massaspectrometrie en celhechting assay wordt ook beschreven.

Polymeer Microarrays voor High Throughput Ontdekking van biomaterialen

De ontdekking van nieuwe biomaterialen die zijn geoptimaliseerd voor een specifieke biologische toepassing kan eenvoudig worden gerealiseerd met behulp van polymeer-microarrays, waardoor een ...

Deze video beschrijft een methode voor het genereren en gebruiken van een polymeer-microarray met behulp van een on-chip fotopolymerisatietechniek. Ten eerste worden glasplaatjes gedompeld in poly(2-hydroxyethylmethacrylaat), of PHEMA, om een substraat met lage hechting te produceren. Monomeren worden in verschillende verhoudingen gemengd om een bibliotheek van monomeeroplossingen te creëren.De oplossingen worden met een robotisch printapparaat overgebracht op een objectglasformaat en uitgehard met UV-bestraling. Het monomeer polymeriseert en het oplosmiddel wordt vacuüm geëxtraheerd. Na hoogdoorvoerige oppervlaktekarakterisering kunnen de microarrays worden gebruikt voor het screenen van materiaalprestaties, zoals assays voor bacteriële hechting.De analyse van hechtingsgegevens is een stap richting de ontdekking van nieuwe biomaterialen en benadrukt het nut van het polymeer-microarray-formaat. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, waarbij de biologische respons van verschillende materialen één voor één wordt onderzocht, is de parallelle screening van honderden materialen, die eenvoudig op één enkele slide kunnen worden gemanipuleerd. Deze techniek kan gemakkelijk worden aangepast aan diverse biologische assays, zoals het screenen op materialen die bacteriële hechting tegengaan of de expansie van stamcellen ondersteunen.Deze techniek heeft geholpen bij het ontdekken van materialen met potentiële toepassingen voor het ondersteunen van de expansie van pluripotente stamcellen voor regeneratieve geneeskunde. We zijn daarnaast zeer enthousiast over de recente ontdekking van materialen die bacteriële aanhechting tegengaan, met het potentieel om het voorkomen van infecties geassocieerd met medische hulpmiddelen te verminderen. Over het algemeen zullen gebruikers die nieuw zijn aan de methode moeite hebben met het optimaliseren van de condities die nodig zijn om een microarray te printen, omdat het moeilijk is om de optimale condities te voorspellen.Zelfs kleine fouten in de details kunnen leiden tot onbruikbare arrays. Het is daarnaast essentieel om te overwegen welke bacteriële stam en welke kweekcondities worden gebruikt, aangezien aanhechting en biofilm-morfologie soort- en mediumspecifiek zijn en daarom aanzienlijk kunnen variëren. Hier gebruiken we aerogen als modelorganisme en een chemisch gedefinieerd medium voor een goed gecontroleerde aanhechtingsassay.Onze MIT-samenwerkingspartners kwamen voor het eerst op het idee voor deze methode door middel van vergelijking met DNA- en eiwit-microarrays. Deze zijn goed gevestigd voor het verkennen van hun respectievelijke biologische combinatorische ruimtes. Dan en Bob realiseerden zich dat er een vergelijkbare chemische combinatorische ruimte bestond die verkend moest worden vanuit materialen; een procedure die gedemonstreerd zal worden door Andrew Hook en Chen Chang, postdoctoral fellows in ons door de Welcome Trust gefinancierde project. Begin deze procedure met het voorbereiden van een achtergrond met lage hechting.Dit is een oppervlak dat de hechting van biomoleculen, zoals eiwitten en cellen, tegengaat. Weeg twee gram polyhydroxyethylmethacrylaat of FEMA af in een centrifugebuis van 50 milliliter. Vul het volume vervolgens aan tot 50 milliliter met 95% ethanol in water.Plaats de buis vervolgens gedurende ongeveer 24 uur in een agitator of tot de FEMA volledig is opgelost, terwijl u het glazen object met een pincet vasthoudt. Dompel het epoxy-gefunctionaliseerde glas onder. Schuif het in de FEMA-oplossing zodat alles behalve vijf millimeter is bedekt.De epoxygroepen vormen covalente bindingen met de FEMA-coating. Het ongecoate gedeelte kan gedurende een periode van één seconde als positieve controle dienen. Haal de slide uit de FEMA-oplossing, keer de slide vervolgens om en plaats deze in een bijna horizontale positie om te drogen.Zodra het objectglas droog is, plaatst u het in een objectglashouder. Laat de met FEMA gecoate objectglazen een week lang onder atmosferische omstandigheden liggen om volledige verdamping van het oplosmiddel mogelijk te maken. Pipetteer vervolgens voor het maken van de monomeeroplossingen 5 µL foto-initiatoroplossing en 15 µL dimethylformamide-oplosbare acrylaat-methacrylaatmonomeren in een 384-wells bronplaat.Een totaalvolume van 20 µL is ideaal voor de vorming van spots. Nu de oplossingen zijn bereid, wordt een contactprintrobot met een X, Y, Z-tafel gebruikt voor het genereren van de microarray. De robot maakt gebruik van geslepen pinnen met een diameter van 220 µm die voorzien zijn van sleuven die fungeren als reservoirs voor de overdracht van de oplossing.Begin met het plaatsen van de pinnen en de pinhouder gedurende 10 minuten in een bekerglas met dichloormethaan. Laat de pinnen vervolgens drogen en bevestig de houder opnieuw aan de printkop. Plaats daarna de pinnen in de houder.Laad vervolgens 10 glazen objectglaasjes voor blotting en FEMA-gecoate glaasjes in de robot. Doorgaans worden er drie replica-arrays op elk glaasje geprint. Verbind vervolgens met behulp van slangen het wasstation van de robot met een fles die 2,5 liter verse dimethylformamide bevat.Plaats de plaat met de monomeeroplossing in de robot. Vul de gehele kamer van de robot met argon om het zuurstofgehalte tot onder de 2000 PPM te verlagen. Bij dit lage niveau mogen polymerisatieradicalen niet door zuurstof worden geneutraliseerd.Stel met een apparaat voor vochtigheidsregeling de vochtigheid in de robotkamer in op een waarde tussen 30 en 40%. Deze vochtigheid zorgt ervoor dat de FEMA zwelt, waardoor de gevormde polymeer de FEMA-laag kan binnendringen en fysiek aan het oppervlak wordt vastgezet. Om het printproces te starten, klikt u in de bijbehorende software op de computer op 'go'. De pinnen zullen vervolgens met een snelheid van 25 millimeter per seconde in de monomeeroplossingen zakken.Vervolgens worden ze 2,5 seconden in de oplossing gehouden en met een snelheid van 25 millimeter per seconde teruggetrokken. Daarna wordt de punt van de pin in contact gebracht met de FEMA-slides, waarbij ongeveer 2,4 nanoliter van de oplossing vanuit het quiltgedeelte van de pin wordt gedoseerd. De totale contacttijd per contact is 10 milliseconden en de nadersnelheid en terugtreksnelheid bedragen 175 millimeter per seconde.De pinnen worden vervolgens gedroogd door herhaaldelijk contact te maken met de glazen blotter-slides om de monomeeroplossing van de buitenkant van de pin te verwijderen. De gebruikte blotter-volgorde bestaat uit 33 contacten met een schone glazen slide. De eerste vier posities maken respectievelijk 10, 5, 4 en drie contacten.De volgende vier posities zullen twee contacten maken, en de laatste drie posities zullen één contact maken na het printen. De pinnen worden gewassen in een stromingsbad van DMF onder agitatie gedurende 30 seconden. Gelijktijdig worden de geprinte slides bestraald met een kortgolvige UV 365 nanometer bron bij een dichtheid van 30 millivolt per vierkante centimeter.Zodra het wassen en de bestraling zijn voltooid, wordt de volgende slide geprint. Als het printen succesvol lijkt, worden de arrays nog 10 minuten extra bestraald met UV bij 365 nanometers. De vers geprinte arrays worden gedurende één week in een vacuümoven geplaatst, ingesteld op minder dan 50 milli tours, om niet-gepolymeriseerde monomeren en oplosmiddelen na het printen en de vacuümextractie te verwijderen.Het succes van de polymerisatie van polymeer spots kan worden beoordeeld met eenvoudige lichtmicroscopie om eventuele afwijkende spotmorfologieën te identificeren; doorgaans moeten spots er circulair en uniform uitzien, zoals afgebeeld in deze figuur aan de linkerzijde. De waarschijnlijke oorzaak voor een verandering in geometrie is een beschadigde of vervuilde pin of stofverontreiniging in de monomeeroplossingen. Als dit gebeurt, moet het proces voor een klein aantal monomeercombinaties worden herhaald.Misvormde vlekken kunnen worden waargenomen; bijvoorbeeld een centrale vlek met een satelliet van kleine vlekken zoals rechts getoond, of een vorm als een gebakken ei waarbij een centrale vlek bovenop een grotere, vlakkere vlek ligt. Dit kan worden veroorzaakt door fasescheiding voorafgaand aan het printen, gerelateerd aan verschillen in de viscositeit, hydrofiliciteit, volatiliteit of oppervlaktespanning van de monomeren, en suggereert dat de monomeercombinatie niet compatibel is met dit formaat. Aanvullende chemische mapping van polymeervlekken is tevens een belangrijke en soms noodzakelijke stap in de kwaliteitscontrole om de distributie van de materiaalsamenstellingen over de vlekken en de high-throughput oppervlaktekarakterisering (HTSC) van de gegenereerde microarrays te bepalen.Het gebruik van deze techniek maakt het bovendien mogelijk om de biologische prestaties te correleren met fysisch-chemische eigenschappen. Dit faciliteert de studie naar de interactie van biologisch materiaal. HTSC maakt gebruik van metingen van de contacthoek van water, time-of-flight, secundaire ionmassaspectrometrie, atoomkrachtmicroscopie en röntgenfoto-elektronspectroscopie.In het bijzonder biedt TOF-SIMS een chemisch rijke analyse van het monster die kan worden gebruikt om de celrespons te correleren met een moleculaire groep. In sommige gevallen kan de biologische prestatie worden voorspeld. De TOF-SIM-spectra tonen de chemische afhankelijkheid van een interactie met biologisch materiaal aan en informeren de ontwikkeling van HI-materialen.Zodra het oppervlak van de polymeer-microarray is gekenmerkt, kan het worden gebruikt voor de studie van biologische interacties. Hier demonstreren we het gebruik van de microarray bij het uitvoeren van een bacteriële adhesie-assay. Begin met het inoculeren van 10 milliliters LB met een enkele kolonie GFP-gelabelde pseudomonas.Kweek Aerogen bij 37 °C met schudden op 200 RPM gedurende de nacht. Meet de OD 600 van de overnight bacteriële cultuur en verdun de cultuur tot een OD 600 van 0,01 in 15 milliliter RPMI 1640. Was ondertussen de array-dia's en steriliseer gedestilleerd water gedurende 10 minuten om alle oplosbare componenten van de arrays te verwijderen, zoals niet-gepolymeriseerd monomeer, liganden en oplosmiddel.Laat de objectglazen vervolgens aan de lucht drogen in een laminaire flowkast. Plaats daarna de gewassen array-objectglazen in een schone Petrischaal en steriliseer deze gedurende 10 minuten met UV-licht. Wanneer de bacteriële cultuur gereed is, brengt u het objectglas met de array over in een Petrischaal en voegt u 15 milliliters van het geïnoculeerde RPMI 1640-medium toe.Plaats een andere array-dia in een tweede Petrischaal en voeg 15 milliliters steriel RPMI 1640 toe als controle. Incubeer de schalen gedurende 72 uur bij 37 degrees Celsius met schudden bij 60 RPM na de incubatie. Was de dia's drie keer met 15 milliliters steriele PBS gedurende vijf minuten bij 100 RPM.Was de preparaten vervolgens twee keer met 15 milliliters steriel gedestilleerd water om het fosfaatzout te verwijderen. Laat de preparaten na het wassen aan de lucht drogen in een laminaire flowkast.Zodra de objectglaasjes droog zijn, moeten ze zo snel mogelijk met een fluorescente scanner worden uitgelezen met behulp van de juiste beeldvormingstechnologie en software om degradatie van GFP te voorkomen. De fluorescentie als gevolg van bacteriële aanhechting wordt berekend door de fluorescentie van de controle met enkel medium af te trekken van het geïnoculeerde monster, om zo materialen te identificeren die bacteriële adhesie tegengaan.Microarrays werden gegenereerd en assays voor bacteriële adhesie werden uitgevoerd volgens de methoden die in deze video worden beschreven. Zoals hier te zien is, bevat de polymeer-microarray materialen met zowel een lage bacteriële adhesie, die een lage fluorescentie vertonen, als een hoge bacteriële adhesie, die een hoge fluorescentie vertonen. De drie hier getoonde arrays zijn replica's; wanneer de fluorescentiewaarden van de drie replica's worden gemiddeld, worden deze gepresenteerd als een 3D-weergave.Zoals hier getoond, is de kwantitatieve visuele interpretatie vereenvoudigd. De intensiteitsschaal rechts geeft de waarden van de fluorescentiegegevens weer. Op een basisniveau biedt het identificeren van materialen met een lage fluorescentie een manier om snel materialen te identificeren die voldoen aan een specifieke biologische toepassing, zoals het weerstaan van bacteriële aanhechting.Deze resultaten kunnen echter ook worden gecombineerd met HTSC om correlaties te onderzoeken tussen specifieke eigenschappen van de materialen en hun biologische prestaties. Deze analyse kan structuur-functierelaties verduidelijken en zo de mechanismen identificeren die ten grondslag liggen aan de biologische interactie met materialen. Na het bekijken van deze video moet u een goed begrip hebben van hoe u een polymeer-microarray voorbereidt en print, en daarnaast inzicht hebben in de manier waarop polymeer-microarrays kunnen worden gebruikt om de bacteriële respons op materialen te onderzoeken.Zodra de techniek onder de knie is, kan een polymeer-microarray in twee dagen worden geprint als dit correct wordt uitgevoerd. De bereiding van de monomeren duurt ongeveer één dag en het printen van de array duurt ongeveer zes uur. De bacteriële adhesie-assay duurt vijf dagen, wat de tijd omvat voor het kweken van de overlay-cultuur als inoculum, het incuberen van de microarray in de bacteriële cultuur gedurende 72 uur en het detecteren van het fluorescente signaal met behulp van een microarray-scanner. Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om de pin en de pinhouder schoon te houden.Het is zeer frustrerend als de pin halverwege een run in een opstaande positie vastloopt en geen contact meer kan maken met het oppervlak omdat de pin of de pinhouder onvoldoende was gereinigd. Vergeet niet dat werken met DMF en toxische monomeren uiterst gevaarlijk kan zijn en dat voorzorgsmaatregelen, zoals extractie, altijd in de procedure moeten worden opgenomen.

polymer-microarrays-for-high-throughput-discovery-of-biomaterials

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Deze methode beschrijft de combinatorische synthese van biologisch afbreekbare polyanhydride film en nanodeeltjes bibliotheken en het high-throughput detectie van proteïneafgifte uit deze bibliotheken.

Combinatoriële Synthese van en high-throughput eiwit Op de markt van Polymer Film en Nanodeeltje bibliotheken

Source: Venkateswaran, S., et al. High-throughput Identification of Bacteria Repellent Polymers for Medical Devices. J. Vis. Exp. (2016)This video demonstrates a high-throughput method to identify bacteria-repellent polymers using a microarray slide exposed to mixed bacterial cultures. Bacterial binding is assessed by DAPI fluorescence, where reduced signal indicates polymers with minimal surface attachment.

High-Throughput Identification of Bacteria-Repellent Polymers via Microarray Screening

Een begeleide materiaal screening benadering van sol-gel afkomstig eiwit gedoteerde microarrays met behulp van een opkomende methode pin-drukken van fabricage ontwikkeling wordt beschreven. Deze methode wordt aangetoond door de ontwikkeling van acetylcholinesterase en multikinaseremmer microarrays, die voor rendabele kleine moleculen screening.

A Guided Materialen Screening aanpak voor de ontwikkeling van kwantitatieve Sol-gel Afgeleid Eiwit Microarrays

We beschrijven een werkwijze voor het profileren speekseleiwitten met multiplex-microsfeer gebaseerde antilichaam arrays. Monoklonale antilichamen werden covalent gebonden aan fluorescerende kleurstof gecodeerd 4,5 urn polymere microsferen middels carbodiimide chemie. De gewijzigde microsferen werden afgezet in glasvezel-microwells eiwit niveaus in het speeksel te meten met behulp van fluorescentie sandwich immunoassays.

Multiplexed Fluorescent Microarray voor menselijk speeksel bij Eiwit analyse met behulp van Polymer microsferen en Glasvezel-Bundles

Met behulp van eiwit microarrays met bijna het hele S. cerevisiae proteoom wordt gesondeerd voor snelle onpartijdige ondervraging van duizenden proteïne-proteïne interacties in parallel. Deze werkwijze kan worden gebruikt voor eiwit-kleine molecule, posttranslationele modificatie, en andere assays high-throughput.

Probing hoge dichtheid functioneel eiwit Microarrays om eiwit-eiwit interacties Detect

Dit protocol beschrijft de vervaardiging van een grootschalige multiplex tweedimensionale DNA of antilichaam-array, met potentiële toepassingen in cell signaling studies en biomarker detectie.

Flow-patroon Begeleide Fabrication van High-density Barcode Antibody Microarray

Er wordt een high-throughput microarray-methode beschreven voor de identificatie van polymeren die bacteriële oppervlaktebinding op medische apparaten verminderen.

High-throughput Identificatie van bacteriën Repellent Polymers for Medical Devices

Celdifferentiatie wordt gereguleerd door een groot aantal micro-omgeving factoren, met inbegrip van zowel matrix samenstelling en de ondergrond eigenschappen. We beschrijven hier een techniek gebruikmaking cel microarrays in samenhang met trekkracht microscopie zowel celdifferentiatie en biomechanische cel- substraatinteracties als functie van de micro-omgeving context evalueren.

Een High-throughput Cell Microarray Platform voor Correlatieve Analyse van de Cel Differentiatie en trekkrachten

We tonen een module chiptechnologie voor het uitvoeren van cross-country-reactivity-vrije multiplexed sandwich-immunoassay door simpelweg twee dia's uitlijnen. Een apparaat module wordt gebruikt voor het op betrouwbare wijze overbrengen van reagentia van microarray-naar-microarray. De module-chip kan worden gebruikt voor alle biochemische reacties vereisen colocalization van verschillende reagentia zonder kruisbesmetting.

Snap Chip voor cross-country-reactivity-gratis en Spotter-gratis Multiplexed Sandwich-immunoassay

Hier presenteren we een protocol bij scherm extracellulaire proteïne microarrays voor de identificatie van nieuwe receptor-ligand interacties in hoge-doorvoer. Ook beschrijven we een methode ter verbetering van de opsporing van voorbijgaande eiwit-eiwitinteractie met behulp van eiwit-microbead complexen.

Extracellulaire eiwit Microarray technologie voor detectie van High Throughput van lage affiniteit Receptor-Ligand interacties

Microarray polymer profiling (MAPP) is een high-throughput techniek voor samenstellingsanalyse van glycanen in biologische monsters.

Microarray Polymer Profiling (MAPP) voor high-throughput glycaananalyse

Leer polymeer microarrays maken met on-chip fotopolymerisatie voor high-throughput screening van biomaterialen. Deze methode identificeert materialen die bacteriële hechting weerstaan voor medische toepassingen.

Polymeer Microarrays voor High Throughput Ontdekking van biomaterialen

Meer video's verkennen