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O resultado do processo de fabricação descrito nas seções 1 e 2 é ilustrado pelas imagens da figura 1A-1B e a curva da Figura 1. A tabela da Figura 1 exibe os valores de rugosidade de duas diferentes áreas representativas de PDMS chip, ou seja, na região central e a câmara intermediária alta próxima de 20 µm. Obteve-se uma diminuição da rugosidade por um fator de cerca de 7 usando gravado da bolacha de Si em vez de fotorresiste SU-8. Em seguida, FXm primeiro foi aplicado em uma faixa de fotorresiste da geometria conhecida (Figura 2A) dentro de uma câmara de alta de 10 µm. Após processamento de imagem e intensidade para conversão de altura (ver gráfico da Figura 2B), perfis de FXm realizadas em cortes transversais ao longo desta faixa (Figura 2) fornecem os perfis de altura desejada (Figura 2D). Figura 2D mostra a comparação entre perfis obtidos usando profilometry mecânico e métodos FXm. Estes perfis, incluindo o valor de borda e planalto, são muito semelhantes, validando o método. Observe que a dispersão dos dados FXm não é representativa da resolução final do método, como novo avaliada na Figura 3 e Figura 4, mas resultados da baixa intensidade empregadas para evitar um possível efeito de muito fraco autofluorescência do fotorresiste no canal da GFP.
Em seguida, observamos neuritos em 3 µm e 10 µm alta câmaras (Figura 3). O desvio padrão de ruído de fundo é de cerca de 18 nm após a intensidade para correção de conversão e fundo de altura. Este valor é ligeiramente maior do que o física rugosidade das superfícies PDMS fundidas em superfícies de silício (12 nm, consulte a tabela da Figura 1) mas muito mais baixo do que a rugosidade medida em PDMS obtidos de moldes de SU-8. Esses resultados destacam o valor acrescentado da perfuração de poços em wafers de silício, em vez de abrir buracos em SU-8 fotorresiste para lançar pilares. Um valor tão baixo permite que um sinal elevado à relação de ruído e imagens muito claras em volume como o exibido na Figura 3A. Como um exemplo dos dados que podem ser obtidos de tais imagens, nós calculado o volume de 1,6 µm (ou seja, 10 pixels) de axônio grande fatia (ver o gráfico da Figura 3B). Usando em uma primeira aproximação um ajuste linear destes dados dá um valor de altura média axônio de cerca de 400 nm, para ser comparado com , por exemplo, o 500 nm diâmetro axonal encontrado em 10 dias velhos filhotes dentro do corpo caloso 5. Também combinamos FXm com micropatterns de adesão consiste em série confinou 2 µm e 6 µm de listras largas de 30 µm de comprimento. Nosso objetivo foi estudar a influência da largura do axônio na sua forma 3D. A Figura 3 mostra uma representação 3D em cor falsa de uma neurônio toda imagem obtida em uma câmara de alta de 10 µm. Neuritos estão se espalhando em 2 µm e 6 µm de listras largas, Considerando que a soma está localizado na extremidade da faixa maior. Perfis de altura foram divididos em três seções diferentes de cruz. Em coerência com o gráfico apresentado na Figura 3A, a superfície integrado sobre o aumento de seções transversais com a largura do axônio (Figura 3D).
Enfocamos também estruturas 3D de crescimento cone (GC). Figura 4 A-B exibe dois diferentes GC perfis obtidos em uma câmara de alta 3 µm, que destacam sua estrutura ramificada de sub. Além disso, foram realizadas experiências de lapso de tempo para acompanhar a dinâmica do volume de GCs em uma câmara de alta 12 µm. A Figura 4 mostra um ciclo de encolhimento e reativação de um GC determinado dentro de uma escala de tempo de algumas dezenas de minutos. Graças à utilização de GFP-lifeact ratos, cones de crescimento foram localizados no comprimento de onda de emissão de GFP (510 nm) de sua concentração elevada de actina. A superfície identificada no comprimento de onda foi usada para integrar-se ao longo do comprimento de onda de emissão de dextran em 647 nm para calcular o volume de GC. Figura 4 mostra finalmente a distribuição do volume de GC em pontos diferentes de tempo e local em três diferentes neurônios, centrados em um valor de cerca de 6 µm3.

Figura 1: câmaras FXm PDMS. (A) esquemas das quatro etapas principais diferentes de microfabrication levando ao molde final. A localização da entrada, saída e reservatórios são indicados. Escala de bares: 1 mm. (B) imagem da câmara de PDMS FXm obtida usando um perfilômetro óptico. Esta imagem mostra a câmara central contendo 3 fileiras de 10 µm altos pilares e as câmaras intermédias de 20, 50 e 90 µm de altura. Barra de escala: 500 µm. (C) vista transversal do chip ao longo de duas linhas tracejadas desenhado em (B). Amarelo/ouro: seção transversal ao longo de pilares, azuis: secção transversal entre pilares. (D) significa valores de rugosidade do PDMS medido em 50 × 50 µm2 áreas moldadas em silicone e sobre a câmara intermediária alta de 20 µm SU-8 (veja as setas para a localização dessas áreas). Valores médios foram obtidos de medições de três áreas diferentes. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: calibração de FXm método usando uma faixa de fotorresiste como o objeto de interesse. (A) imagem de GFP-fluorescência de uma câmara de alta de 10 µm tirada repleta de 10.000 dextrano MW absorvente em 488 nm a 1 mg/mL. (B: plano de fundo, p: pilar). Observação com um objectivo de ND X 0.8 40 seco. Barra de escala: lei 50 µm. (B) calibração Linear obtida a intensidade média dos dois retângulos coloridos mostrado no perfil de intensidade da fluorescência (C) obtido ao nível da linha tracejada azul exibido em (A), cruzando o fotorresiste listra (0,45 µm alta positiva fotorresiste). (D) comparação dos perfis obtidos de mecânico perfilômetro (pontos pretos) e FXm depois de intensidade para conversão da altura dos dados de (B) (pontos azuis). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: imagem de volume de axônio. (A) axônio estendendo-se para a câmara alta central de 3 µm de soma, localizado na câmara intermédia em seguida 15 µm. Imagem executada usando 10.000 dextrano MW absorvente em 488 nm e uma 40 X, at 0.8 secar o objectivo. O baixo-relevo obtidos após o uso de rotina de redução de fundo destaca os dois neuritos e escolhido para plotar o gráfico à direita. Escala de barras:de 30 µm. (B) axônio fatia de volume em função da largura do axônio obtidos a partir do 22 perfis (média de 10 pixels, ou seja, em um 1,6 µm "fatia do axônio") mostrados em (A). A linha sólida representa um ajuste linear de inclinação 0,4 µm passa a origem. (C) imagem em falsa cor de um neurônio estampado em uma faixa adesiva feita de sucessivas de 2 µm e 6 µm de largura tocos (representados em branco). As medições foram feitas em uma câmara alta de 10 µm, cheia de 10.000 dextrano MW absorvente em 647 nm e usando um at 40 x 0.8 secar o objectivo. (D) perfis de altura correspondente para as linhas tracejadas coloridas mostradas em (C), mantendo o mesmo código de cor. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4: imagem de cone de crescimento dinâmico e estático. (A-B) Perfis de altura de cone de crescimento obtidas em uma câmara de alta 3 µm após intensidade para conversão de altura ao longo das linhas amarelas exibido em imagens associadas. Observação realizada utilizando um preenchimento com 10.000 dextrano MW absorvente em 488 nm e uma 40 X, at 0.8 secar o objectivo. (C) imagem de neurônio toda em uma câmara de alta 12 µm repleto de 10.000 dextrano MW absorvente em 647 nm. As observações foram feitas em dois canais fluorescentes: GFP para localização de cone de crescimento (linhas tracejadas para amarelas) e CY5 para calcular o volume de GC da exclusão de fluorescência. A superfície incluída por linhas tracejadas amarelas foi usada para calcular o volume de GC. O gráfico mostra a variação do volume de GC com o tempo e morfologias associadas em ambos GFP e CY5 canais em dois pontos representativos de tempo diferentes. Todos os dados foram adquiridos usando um at 40 x 0.8 secar objectivo todos os bares de escala de 3 min.: 10 µm. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Passo | 1:8 µm camada de máscara | Máscara de 02:30 µm camada | Máscara 03:40 µm camada |
| Tipo de SU-8 | 2007 | 2025 | 2050 |
| Spincoating | 30 s @ 2000RPM | 30 s @ 3050 rpm | 30 s @ 3250 rpm |
| Bolos mole | 3 min @ 95 ° C | 2 min @ 65 ° C + 6 min @ 95 ° C | 3 min @ 65 ° C + 7 min @ 95 ° C |
| Energia de exposição | 110 mJ/cm2
| 155 mJ/cm2
| 170 mJ/cm2
|
| Bolos de pós-exposição | 4 min @ 95 ° C | 1 min @ 65 ° C + 6 min @ 95 ° C | 2 min @ 65 ° C + 7 min @ 95 ° C |
| Desenvolvimento | 2 min 30 s | 5 min | 6 min |
| Difícil Asse (opcional) | 3-5 min @ 200 ° C | 3-5 min @ 200 ° C | 3-5 min @ 200 ° C |
Tabela 1: fotolitos etapas executadas para construir um dispositivo que contém uma câmara central de 12 μm de altura. Alturas das câmaras intermediárias: 20, 50 e 90 µm.
| Passo | Máscara 01:10 µm de camada | Máscara de 02:30 µm camada | Máscara 03:40 µm camada |
| Tipo de SU-8 | 2007 | 2025 | 2050 |
| Spincoating | 30 s @ 1500rpm | 30 s @ 3050 rpm | 30 s @ 3250 rpm |
| Bolos mole | 3 min @ 95 ° C | 2 min @ 65 ° C + 6 min @ 95 ° C | 3 min @ 65 ° C + 7 min @ 95 ° C |
| Energia de exposição | 125 mJ/cm2
| 155 mJ/cm2
| 170 mJ/cm2
|
| Bolos de pós-exposição | 4 min @ 95 ° C | 1 min @ 65 ° C + 6 min @ 95 ° C | 2 min @ 65 ° C + 7 min @ 95 ° C |
| Desenvolvimento | 2 min 30 s | 5 min | 6 min |
| Difícil Asse (opcional) | 3-5 min @ 200 ° C | 3-5 min @ 200 ° C | 3-5 min @ 200 ° C |
Tabela 2: fotolitos etapas executadas para construir um dispositivo que contém uma câmara central de 10 μm de altura. Alturas das câmaras intermediárias: 20, 50 e 90 µm.
| Passo | Máscara 01:12 µm de camada | Máscara 02:32 µm camada | Máscara 03:40 µm camada |
| Tipo de SU-8 | 2015 | 2025 | 2050 |
| Spincoating | 30 s @ 3250 rpm | 30 s @ 2500rpm | 30 s @ 3250 rpm |
| Bolos mole | 3 min @ 95 ° C | 2 min @ 65 ° C + 5 min @ 95 ° C | 3 min @ 65 ° C + 7 min @ 95 ° C |
| Tempo de exposição | 140 mJ/cm2
| 157 mJ/cm2
| 170 mJ/cm2
|
| Bolos de pós-exposição | 4 min @ 95 ° C | 1 min @ 65 ° C + 5 min @ 95 ° C | 2 min @ 65 ° C + 7 min @ 95 ° C |
| Desenvolvimento | 3 min | 5 min | 6 min |
| Difícil Asse (opcional) | 3-5 min @ 200 ° C | 3-5 min @ 200 ° C | 3-5 min @ 200 ° C |
Tabela 3: fotolitos etapas executadas para construir um dispositivo que contém uma câmara central de 3 μm de altura. Alturas das câmaras intermediárias: 18, 50 e 90 µm.
Dados complementares 1: masks_neuron_volume_chips.tiff. Visão esquemática das máscaras usadas para fabricar o dispositivo PDMS (máscara DRIE e máscaras 1-3). Clique aqui para baixar este arquivo.
Dados adicionais 2: arquivo "masks_neuron_volume_chips.dxf". Arquivos eletrônicos que permite fabricar a máscara DRIE e máscaras 1-3. Clique aqui para baixar este arquivo.
Dados suplementares 3: "Mask_Photoresist-stripes.dxf". Arquivos eletrônicos que permite fabricar a máscara utilizada para os fotolitos de fotorresiste listras. Clique aqui para baixar este arquivo.
Dados adicionais 4: arquivo conversion_mattotiff.m clique aqui para baixar este arquivo.
Dados suplementares 5: arquivo importfilevol.m clique aqui para baixar este arquivo.