$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Пассивация Покровные стекла с PLL-PEG-биотин
Этот шаг предназначен для пассивации поверхности, так что клетки придерживаются и переносить на конкретных регионов на стекло покровное, которые создаются с microcontract печати (шаг 2-3а) или падение пера литографии (Шаг 3b). Для пассивации, сополимер поли-L-лизин (PLL) и полиэтиленгликоля (PEG) используется в которой 20% молекул ПЭГ привиты с биотином (PLL-PEG-биотин).
- Для очистки стекла покровные (18 мм х 18 мм), погрузить их в стойке на 100% этанола и установите решетку на ультразвуковую ванну в течение 30 минут. Протрите стекло покровные в воздухе или под струей азота.
- Далее, разрушать ультразвуком покровные стекла в течение 30 мин в 1 М NaOH. После этого промойте поверхность стекла тщательно погружения стойку в стакан наполнен 1,5 л Milli-Q H 2 O. Повторите процесс промывки три раза свежих Milli-Q H 2 O каждый раз. Протрите стекло покровные вдуховке при температуре 60 ° C.
- Место половине чистое стекло покровные индивидуально во влажной камере, которая состоит из 24-луночный планшет частично заполненный H 2 O. Оставьте 15 мкл PLL-PEG-биотин (1 мг / мл) в PBS на каждый стакан покровное. Возьмите другую половину оставшейся чистой покровные стекла и тщательно сэндвич-PEG решение. Оставьте покровные в течение 1 ч во влажной камере. Вставьте зажатой покровные мягко далеко друг от друга, не поцарапав PEG-покрытием и промойте их Milli-Q H 2 O. Вода должна легко соскальзывать на PEG-лечение сторону. Если необходимо, воздушно-сухого стекла покровные на бумажном полотенце с обработанной поверхностью вверх. Храните стекло покровные в вакуум-эксикаторе до дальнейшего использования.
2. Изготовление штампов для микроконтактной печати
Дается описание двух процессов треков картины стрептавидин на хроматированная покровные стекла. Первое, микрофонrocontact печати, как правило, требует изготовления мастер кремния, из которого штамп PDMS брошен. В нашем случае, рисунок на штамп PDMS на 100 мкм всей линии, расположенные на 290 мкм от центра до центра с функцией высотой 25 мкм. Ниже мы кратко опишем, как изготовить подходящую мастер кремния (шаг 2.1-2.3) и штамп PDMS (шаг 2,4). Тем не менее, существует несколько протоколов для микроконтактной печати описаны в литературе 19-23, которые подходят для печати белка моделей на стекло покровные. Мастера также может быть выполнена на заказ и приобрести из коммерческих источников.
- Во-первых, очистить кремниевой пластины (4 "в диаметре) путем инкубации ее в пираньи решение (3:1 V: серной кислоты и 30% перекиси водорода). Течение 20 минут промойте пластины тщательно 10 раз MilliQ H 2 O. Сухие пластины в духовке при 150 ° CO / N.
- Промойте чистой и сухой кремниевой пластины со 100% ацетоном, а затем 100% изопропилового спирта. Следующийспин-пальто 2 мл GM1070 SU-8 фоторезиста (Gersteltec Sarl) на пластине при 3100 оборотов в минуту в течение 40 секунд, чтобы создать толщиной 25 мкм слоя. Затем образец запеченные на горячей плите при температуре 65 ° С в течение 5 мин, а затем еще в течение 5 мин при 95 ° C.
- Expose SU-8 фоторезиста к УФ-светом в течение 60 секунд при фотошаблонов с желаемой картины (например, с помощью Quintel Q6000 маски Aligner) и повторить процесс выпечки описаны в п. 2.2. Затем образец разработан погружение подложки в SU-8 разработчик (Gersteltec Sarl) в течение 4 мин, промывают в 100% изопропилового спирта и сушат в токе азота. Площадь SU-8 фоторезиста, который не подвергается воздействию УФ света, таким образом, удалить, создать обратную картину штамп PDMS.
- Следующим шагом является приведение штамп PDMS от мастера кремния. Во-первых, тщательно смешать 1 часть (в / в) от отвердителя с 10 частями из эластомера форполимера (Sylgard 184). Для удаления пузырьков воздуха, дегазации смеси в эксикаторе прикреплены к вакуумной линиив течение 1 часа. Затем залить эластомера PDMS на кремнии мастер внутри чашки Петри около 1 см в высоту и вылечить мастера и PDMS смесь в духовке при температуре 70 ° С в течение 1 часа. Наконец, штамп PDMS удаляется от мастера кремния и нарезанные по размеру.
3. Стрептавидин Создание массивов или клей Cues на Пассивированная Покровные стекла
После пассивирующего покровные стекла, белка модели печатаются с микроконтактной печати (шаг 3а) или падение пера литографии (Шаг 3b). В нашем случае, стрептавидин печатаются в виде линий, которые образуют основу для градиентов RGD (Шаг 4). Такая же процедура также может быть использована для печати матричные белки для создания клея моделей.
Альтернативный метод микроконтактной печати для структурирования биомолекул на поверхности является падение пера литографии. В падению пера литографии, консольные используется для передачи небольших объемов раствора на поверхность. Размер консолями, VВязкость раствора, времени контакта кантилевера на поверхность, гидрофобность поверхности и влажности в камере печати определить размер печатной возможности. Преимуществом этого метода является то, что различные модели могут быть распечатаны для каждого эксперимента, так как нет необходимости в изготовлении мастеров и штампов. Недостатком является то, что она занимает больше времени, чтобы распечатать данный шаблон, и что падение пера литографии требуется специалист инструментов, которые не могут быть доступны во многих лабораториях. Литография падение пера инструмент, который мы использовали, был NanoeNabler от Bioforce Нанонауки. Здесь мы печатали маленьких точек, которые были <10 мкм в диаметре, на которые мы использовали SPT10 консолей.
3а. Микроконтактной печати (μCP) Техника
- Чтобы очистить и сделать штамп PDMS более гидрофильными, лечить узорные стороны штампов PDMS в УФ и озона (например, УФ-Procleaner озона из Bioforce Нанонауки) в течение 1,5 часов. Кроме того, использование плазменногоочиститель для более короткое время для этой же цели. Этот процесс создает окисленные PDMS поверхность 24, которая улучшает процесс печати.
- Сразу после того, озон или плазменной обработки, месте и распространить 10 мкл стрептавидина (1 мг / мл в PBS) на марках PDMS и оставить на 1 час во влажной камере (например, частично заполненный 6-луночный планшет, см. Шаг 1,3) . Если треки должны быть видны под флуоресцентным микроскопом, использовать стрептавидин, что сопряжено с флуорофором, таких как стрептавидин-AlexaFluor350.
- Удалите излишки стрептавидин от штампа с бумагой и сухой воздух штамп в течение примерно 1 мин. Слегка нажмите на штамп на PLL-PEG-биотин-покровного стекла с покрытием.
- Если флуоресцентные стрептавидин был использован в шаге 3.a2, изучить образец, используя при эпифлуоресцентной микроскопом. Хранить печатных поверхностях в эксикаторе.
3b. Dip Pen Литография
- Во-первых, смешать 1 часть 1 мг / мл стрептавидин или STREptavidin-AlexaFluor350 с 10 частей глицерина (V / V) и загружаете 5 мкл смеси на консоли. Затем начинается процесс печати, как описано в руководстве по эксплуатации литографии инструмент пера падение. Чтобы уменьшить размер пятна около 5 мкм, регулировать скорость печати, обратитесь время кантилевера на поверхность или вертикальное расстояние от кантилевера на поверхность. В примере, приведенном на рисунке 2, в точках были напечатаны в соответствии с строк и столбцов разделения установлен в 10-15 мкм. Это расстояние является достаточным для предотвращения точек от слияния друг с другом, но позволяет просматривать несколько точек в одном поле зрения с самых настройках микроскопа.
- Хранить печатных поверхностях в эксикаторе.
4. Создание клей Градиенты на стрептавидин-модель поверхности
Мы создали клей градиенты биотин-RGD на стекло покровные, которые покрыты стрептавидина (рис. 3) или соntain стрептавидин узоры на хроматированная покровные стекла (рис. 5). Для создания градиента поверхности, мы использовали имеющийся в продаже микрофлюидных устройство (так называемые липкие-Slide Хемотаксис 3D от Ibidi), что создает устойчивый градиент решения путем пассивной диффузии. Чтобы успешно конкурировать на стрептавидин сайты связывания, мы использовали две противоположные градиенты биотин-RGD и биотина, который не был конъюгированных с RGD (см. Рисунок 1).
- Придерживайтесь покрытой стрептавидином покровные или-узорчатого стекла на липкой стороне липкой Презентация Хемотаксис 3D-устройства. Чтобы убедиться, что нет утечки в течение нескольких часов, по краям устройства запечатаны тонким слоем вазелина и нагревали со вторым слоем смеси из 1 части вазелина и 1 части парафина (м / м).
- Заполните канал устройства с 6 мкл PBS в канале. Затем залейте двумя резервуарами с 70 мкл 0,03 мкг / мкл биотин-4-флуоресцеина в PBS и 70-мU; л 0,03 мкг / мкл биотин-RGD в PBS, соответственно. Инкубируйте образцы при комнатной температуре в темноте в течение 1 часа.
- Снимите биотин решениях и тщательно промыть поверхность, а еще привязаны к микрофлюидных устройство дважды с PBS. Отметить направление градиента клея и, если необходимо, храните устройство заполнено PBS при 4 ° С в течение но убедитесь, что устройство не высыхает. При необходимости проанализировать клей градиент с флуоресцентным микроскопом.
5. Маркировка Клетки с флуорофоры для живых клеток
Клетки помечены флуоресцентными красителями, которые помогают клетке отслеживания под флуоресцентным микроскопом. Общие зонды флуоресцентных маркеров органелл, таких Syto 64 Red, который называет клеточного ядра. Для этого клетки сначала три раза промывают PBS, затем инкубировали с 1 мкМ Syto 64 красных в культуральной среде в течение 45 минут и, наконец, промывали еще три раза с PBS. Пожалуйста, обратите внимание, что клетки не должно бытьхраниться в PBS в течение длительного периода времени.
Альтернативные красители для сотового слежения, CellTracker серии, которые окрашивают цитоплазму и сохраняется во время миграции и деление клеток. Трансфекции клеток с флуоресцентным белком слияния особенно полезна для записи субклеточном распределении интерес белка во время миграции. Тем не менее, флуоресцентные белки обычно фото-отбеливатель быстрее, чем органические красители, так что долгосрочных наблюдений может оказаться невозможным.
6. Загрузка Клетки с Растворимые Gradient в устройство Microfluidics
- Граф флуоресцентно меченых клеток и разделилась на две трубы из равного числа клеток. Вымойте и ресуспендируют одна трубка клеток с носителя, содержащего хемоаттрактанта, таких как изменение Eagle низкий уровень глюкозы в Дульбекко Medium (DMEM) с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки (FBS). Вымойте и ресуспендируют другие трубки клетки в средах без хемоаттрактанта, т.е. DMEM с 0% FBS. Конечная концентрацияклеток в каждой пробирке должна быть 5 х 10 5 клеток / мл.
- Удалите все решения от микрофлюидных устройства (начиная с шага 4,3) и поместить его на предметный столик микроскопа (см. Шаг 7). Загрузите 70 мкл клеток (5 × 10 5 клеток / мл в 0% FBS DMEM) в одном резервуаре и 70 мкл клеток HeLa (5 х 10 5 клеток / мл в 10% FBS DMEM) в другой. Свободно разместить ленты на водохранилищах, чтобы избежать испарения. Если клетки на поверхности предварительно инкубировали до визуализации, желательно, что клетки будут загружены в устройство в питательной среде без градиента. Устройство помещается на столик микроскопа и средств массовой информации заменили градиентных сред DMEM т.е. без FBS в одном резервуаре и DMEM с 10% FBS в другой.
7. Изображений живых клеток и анализ данных
- Включите микроскопа (Nikon Ti-E) и согреться этапе по крайней мере, 1 ч до начала эксперимента.
- Убедитесь, что канал микрofluidic устройство находится в поле зрения и клетки находятся в фокусе. Выберите изображение приобретение параметров, таких как воздействие раза и флуоресцентных фильтров, последовательность изображений из светлого поля и флуоресценции, которая фиксирует клетки и композиции, а также моменты времени и длительности записи (например, каждые 15 минут в течение 16 часов).
- Анализ данных с соответствующими программного обеспечения, таких как ImageJ Руководство слежения или Ibidi хемотаксиса и миграции Tool.