June 14th, 2011
Универсальный метод литографии плазмы был разработан для создания стабильной модели поверхности для направления сотовой привязанности. Этот метод может быть применен для создания сотовых сетей, включая те, которые имитируют натуральных тканей и была использована для изучения нескольких, различных типов клеток.
Общая цель данного эксперимента заключается в создании клеточного микроокружения для изучения биологических вопросов, связанных с индивидуальным и групповым поведением клеток, происходящим в микро- и наноразмерах. Это достигается за счет разработки шаблонов, которые в конечном итоге будут определять размещение ячеек. Затем эти конструкции переводятся на поверхности образцов с помощью фотолитографии, что позволяет создавать формы для плазменной защиты с помощью мягкой литографии.
Наконец, эти экранирующие формы расположены в виде штатива в чашке Петри, чтобы обеспечить избирательное воздействие плазмы на нижележащие поверхности, что оставляет чувствительный к клеткам химический рисунок на участках под каждой формой. Можно получить результаты, показывающие, как поведение клетки зависит от ее микроокружения и взаимодействия с соседними клетками. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы о влиянии микроокружения на поведение клеток, например, как взаимодействия между группами клеток влияют на явления более высокого порядка?
И как субклеточные наноразмерные сигналы влияют на такие функции, как миграция здоровья и дифференцировка? Во-первых, с помощью суперклея прикрепите узорчатый слайд к стопке пустых слайдов. Далее создайте емкость из алюминиевой фольги чуть больше стопки слайдов, и достаточно большую, чтобы вместить 30 грамм полидиметилсубоксана или PDMS.
Поместите стопку слайдов в контейнер, а затем просверлите PDMS над стопкой слайдов, чтобы создать первоначальную форму. Затем дегазируйте PDMS, поместив контейнер в вакуумную камеру. Разбейте все пузырьки, присутствующие в PDMS, быстро сняв и заменив палец над трубкой впускного клапана несколько раз, чтобы на короткое время позволить воздуху проникнуть в камеру.
Клапан закрывается на пять минут непрерывной дегазации. Затем дайте PDMS затвердеть в вытяжке с чистым потоком при комнатной температуре в течение одного-двух дней. После отверждения PDMS отделяется от основного шаблона, формируя форму.
Затем вылейте тонкий слой из шести граммов двухкомпонентной эпоксидной смолы, которая только что была перемешана в течение одной минуты, в мастер-форму. Немедленно дегазируйте эпоксидную смолу с помощью нескольких циклов разрушения пузырьков, прежде чем эпоксидная смола застынет. После того, как эпоксидная смола Дега будет оставлена в течение часа, она будет частично отвержена.
Добавьте больше эпоксидной смолы в форму без дегазации, чтобы получить более толстую структуру, с которой будет легче работать на последующих этапах. Затем дайте эпоксидной смоле застыть в течение одного-двух дней. Как только эпоксидная форма затвердеет, снимите эпоксидную смолу с главной формы PDMS, а затем оберните ленту вокруг эпоксидной формы, чтобы сформировать контейнер.
Затем можно создать рабочую форму путем заливки PDMS на эпоксидную форму, дегазации PDMS и отверждения новой формы в течение одного-двух дней. После того, как рабочая форма затвердеет, снимите форму с эпоксидной смолы и храните обе в чашках Петри в герметичном пластиковом контейнере внутри проточной колпака для поддержания чистоты. Чтобы подготовить форму для нанесения поверхностного рисунка, вырежьте небольшие срезы рабочей формы лезвием бритвы и поместите срезы в чашку Петри.
Места расположения этих секций формы маркируются на обратной стороне чашки Петри перманентным маркером, путем создания контура вокруг того места, где находятся секции формы, формируют штатив из секций и ждут штатива, чтобы обеспечить конформный контакт между рабочей формой и поверхностью чашки Петри. Посмотрите на дно тарелки, чтобы убедиться в правильном размещении, о чем свидетельствует наличие каналов, которые можно увидеть невооруженным глазом или с помощью небольшой увеличительной линзы. Поместите сборку в плазменную камеру.
Начните плазмотерапию после плазменной терапии. Снимите форму и груз и поместите чашку Петри в шкаф для биобезопасности под ультрафиолетовым светом на 10 минут для стерилизации. Храните там блюдо до тех пор, пока оно не засеется ячейками.
Разбавьте выбранные экспериментальные клетки в их стандартных питательных средах для достижения желаемого слияния. После размещения на узорчатой поверхности чашки Петри налейте в чашку Петри три миллилитра клеточного раствора. Инкубируйте чашку Петри при температуре 37 градусов Цельсия, 5% углекислого газа, 100% влажности от нескольких часов до нескольких дней, чтобы позволить клеткам собраться по схеме, созданной плазматической клеткой.
Структурирование проверяется с помощью фазово-контрастной микроскопии. При культивировании клеток нейробластомы добавляйте 10 микромолей ретиноевой кислоты ежедневно до тех пор, пока не будет наблюдаться дифференцировка клеток в нейроноподобное состояние. Заменяйте стандартные среды для клеточных культур каждые три-четыре дня.
Типичным результатом реализации методики плазменной литографии является формирование рисунка клеток, напоминающего некую произвольную или естественную структуру. Пример этого можно увидеть на этом рисунке с нейронами, которые были дифференцированы с ретиноевой кислотой по узору линий. И вот на этом рисунке, где были созданы линии и сети нейронов, также могут быть использованы другие типы клеток, кроме нейронов, как показано на следующих двух рисунках, на этом рисунке показаны эндотелиальные клетки пуповинной вены человека, а на этом рисунке показаны клетки скелетных мышц C, 2 C12, образующие сетки, как видно. Здесь.
Такие материалы, как полилизин, также могут быть структурированы для облегчения прикрепления определенных типов клеток и для других целей.
Была разработана универсальная техника плазменной литографии для создания стабильных поверхностных структур, которые направляют прикрепление клеток. Этот метод позволяет формировать сети клеток, имитирующие натуральные ткани, и способствует изучению различных типов клеток.
Plasma lithography surface patterning enables precise engineering of cell microenvironments, supporting high-resolution studies of cell behavior and interaction. This capability is critical for de-risking early discovery hypotheses and advancing predictive models of tissue formation and cellular signaling. The method's stability and compatibility with diverse cell types position it as a reusable platform for translational research and preclinical model development.
This plasma lithography method integrates from early discovery through assay development and into preclinical research, enabling seamless hypothesis testing and model validation.