Summary
Номера для обрастания PEG силана монослоя десорбируется с индивидуально адресуемых электродов ITO на стекле путем применения восстановительного потенциала. Электрохимический зачистки ПЭГ-силана слой из микроэлектродов ITO позволило клеточной адгезии пройдет в пространственно-определенных моды, с сотовыми моделей соответствующих близко к электроду узоры.
Abstract
Способность осуществлять точный пространственный и временной контроль над клеточной поверхности взаимодействия является важной предпосылкой для сборки многоклеточных конструкции, выступающей в качестве в пробирке имитирует родных тканей. В этом исследовании, фотолитографии и травления мокрые были использованы для изготовления индивидуально адресуемых оксида индия и олова (ITO) электродами на стеклянных подложках. Стеклянные субстраты, содержащие ITO микроэлектродов были изменены с поли (этиленгликоля) (ПЭГ) силана, чтобы сделать их белков и клеточных резистивный. Наличие изоляционного PEG молекул на поверхности электрода была проверена циклической вольтамперометрии использованием калий феррицианида в качестве окислительно-восстановительных молекулы репортер. Важно отметить, что применение восстановительного потенциал вызвало десорбции слоя PEG, в результате регенерации проводящей поверхности электрода и внешний вид типичного феррицианида окислительно-восстановительных пиков. Применение восстановительного потенциала также соответствовало переключение свойства ITO электродов из ячейки без клея на сотовые-клея. Электрохимический зачистки ПЭГ-силана слой из микроэлектродов ITO позволило клеточной адгезии пройдет в пространственно-определенных моды, с сотовыми моделей соответствующих близко к электроду узоры. Micropatterning из нескольких типов клеток было продемонстрировано на этих подложках. В будущем управление biointerfacial свойства предоставляемых с помощью этого метода позволит инженера сотовой микросреды через узел из трех или более типов клеток в точные геометрические конфигурации оптически прозрачной подложке.
Protocol
Часть I: структурирование электродов
- Чистота и обезвоженной ITO покрытием стеклянные пластинки были покрыты положительными фоторезиста
- Поверхность выпекают при 100 ° С для удаления растворителей из сопротивляться
- После выпечки, поверхность подвергалась воздействию ультрафиолетового света через фотошаблон использованием Canon маски Aligner
- Подвергается регионах были сняты в разработчиком решения
- Поверхности было трудно запеченные для удаления оставшихся разработчиком решения
- ITO регионов не защищены фоторезиста структурирование травились прочь в кислоте травителя
- Оставшиеся фоторезиста удаляют sonicating в ацетоне с образованием ITO электродов
Часть II: Модификация поверхности
- Измененный электроды, очищаются в камеру плазмы и изменение с 2% ПЭГ силана в толуоле. Инкубационный осуществляется в течение 2 часов, после чего 2 часа выпечки.
Примечание: Этот процесс осуществляется в перчатке мешок с азотом, чтобы избежать присутствия влаги, как ПЭГ силан реактивного к нему.
Часть III: электрохимии
- Сталь провода крепятся к электроду колодки.
- PEG силана изменение электроды расположены в электрохимической ячейке для выполнения электрохимических экспериментов.
- PEG силана из взаимосвязанных регионов снято с помощью трех-электродной системы в PBS.
Часть IV: Сотовый паттерн
- Фибробласты инкубировали с недавно лишили субстратов. При инкубации, эти клетки прикрепляются к PEG силана лишил регионы, однако, клетки не будут связываться в другом месте на поверхности.
- Рисунком клетки инкубируют в пресной СМИ и визуализируется с помощью микроскопа.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
В этом видео, мы продемонстрировали, клетка структурирование на оптически прозрачные электроды индия олова. После изготовления ITO электродов с помощью фотолитографии, они были изменены с клеткой-резистивный монослой PEG силана. Это монослоя десорбируются использованием электрохимии переключения поверхности от клетки-резистивная к клетке-клея. Структурирование 3T3 мышиных фибробластов было показано в своем видео. Мы также структурирование гепатоцитов, первичных элементов и звездчатые клетки, используя ту же технику. Кроме того, сделав несколько отдельных электродов, мы можем расширить эту технику, чтобы собрать несколько типов клеток. Кроме того, контролируя геометрию конструкции, клетки могут быть во времени и пространстве, изолированные на поверхность.
Методы фотолитографии и жидкостного травления являются стандартными процессами микротехнологий. Электрохимии был широко изучен на золотых поверхностях, но не столько на ИТО. Наряду с проводимостью, ITO также предоставляет преимущество прозрачности. С помощью ИТО, образцы могут быть визуализированы с помощью простой инвертированного микроскопа. Техники, представленные в этом видео может быть использован для сборки любого типа клеток на поверхности в точном геометрическим рисунком.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| Indium Tin Oxide | Other | Delta Technologies | CB 40IN | |
| PEG silane | Reagent | Gelest Inc. | SIM6492.66 | |
| Hydrochloric Acid | Reagent | Sigma-Aldrich | 320331 | |
| Nitric Acid | Reagent | Sigma-Aldrich | 258121 | |
| Ethanol | Reagent | Sigma-Aldrich | 459836 | |
| Acetone | Reagent | Sigma-Aldrich | 650501 | |
| Toluene | Reagent | Sigma-Aldrich | 34866 | |
| Media | Reagent | Invitrogen | ||
| Collagen | Reagent | Sigma-Aldrich | C3867 | |
| 3T3 murine Fibroblasts | Cell Line | ATCC |
References
- Lee, J. Y., Jones, C., Zern, M. A., Revzin, A. Analysis of Local Tissue-Specific Gene Expression in Cellular Micropatterns. Analytical Chemistry. 78, 8305-8312 (2006).
