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Biology

ऑप्टिकली पारदर्शी ईण्डीयुम टिन ऑक्साइड इलेक्ट्रोड पर patterning कक्ष

doi: 10.3791/259 Published: August 20, 2007

Summary

गैर - दूषण खूंटी silane monolayer कांच पर व्यक्तिगत पता इतो इलेक्ट्रोड से एक reductive क्षमता के आवेदन के द्वारा desorbed किया गया था. विद्युत इतो कोशिका आसंजन के लिए अनुमति दी एक spatially परिभाषित फैशन में जगह ले microelectrodes से खूंटी silane परत के सेलुलर इलेक्ट्रोड पैटर्न को बारीकी से इसी पैटर्न के साथ, विपठ्ठन.

Abstract

बातचीत सेल सतह पर सटीक स्थानिक और लौकिक नियंत्रण व्यायाम करने की क्षमता बहु सेलुलर देशी ऊतकों की इन विट्रो mimics में के रूप में सेवारत constructs की विधानसभा के लिए एक महत्वपूर्ण शर्त है. इस अध्ययन में, photolithography और गीला नक़्क़ाशी तकनीक बनाना ग्लास substrates पर व्यक्तिगत पता ईण्डीयुम टिन ऑक्साइड (आईटीओ) इलेक्ट्रोड प्रयोग किया गया. कांच इतो microelectrodes युक्त substrates पाली (ethylene glycol) (खूंटी) उन्हें प्रोटीन और सेल प्रतिरोधक बनाने silane के साथ संशोधित किया गया है. इलेक्ट्रोड सतह पर खूंटी अणुओं इन्सुलेट की उपस्थिति चक्रीय एक redox संवाददाता अणु के रूप में पोटेशियम ferricyanide रोजगार voltammetry द्वारा सत्यापित किया गया था. महत्वपूर्ण बात, reductive क्षमता के आवेदन खूंटी परत के कारण desorption, प्रवाहकीय इलेक्ट्रोड और ठेठ ferricyanide redox चोटियों की सतह उपस्थिति के उत्थान में जिसके परिणामस्वरूप. Reductive क्षमता के आवेदन से आईटीओ इलेक्ट्रोड गुणों के स्विचन corresponded के सेल सेल चिपकने वाला गैर चिपकने वाला है. विद्युत इतो कोशिका आसंजन के लिए अनुमति दी एक spatially परिभाषित फैशन में जगह ले microelectrodes से खूंटी silane परत के सेलुलर इलेक्ट्रोड पैटर्न को बारीकी से इसी पैटर्न के साथ, विपठ्ठन. कई प्रकार की कोशिकाओं के micropatterning इन substrates पर प्रदर्शन किया गया. भविष्य में, biointerfacial इस विधि द्वारा afforded गुणों का नियंत्रण करने के लिए तीन या अधिक प्रकार की कोशिकाओं के विधानसभा के माध्यम से एक ऑप्टिकली पारदर्शी सब्सट्रेट पर एक सटीक ज्यामितीय विन्यास में सेलुलर microenvironments इंजीनियर की अनुमति देगा.

Protocol

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भाग मैं: इलेक्ट्रोड के patterning

  1. साफ़ और निर्जलित इतो लेपित गिलास स्लाइड सकारात्मक photoresist के साथ लेपित किया गया
  2. सतह 100 पर बेक किया हुआ था डिग्री सेल्सियस विरोध से सॉल्वैंट्स को हटाने के लिए
  3. पाक के बाद, सतह एक कैनन मुखौटा aligner का उपयोग photomask के माध्यम से पराबैंगनी प्रकाश को उजागर किया गया था
  4. एक डेवलपर समाधान में उजागर क्षेत्रों हटा दिया गया
  5. सतह मुश्किल के लिए किसी भी शेष डेवलपर समाधान निकालने के लिए बेक किया हुआ था
  6. इतो photoresist patterning के द्वारा संरक्षित नहीं क्षेत्रों दूर एक एसिड etchant में etched गया
  7. शेष photoresist एसीटोन में sonicating इतो इलेक्ट्रोड बनाने के द्वारा हटा दिया गया था

भूतल संशोधन: भाग II

  1. संशोधित इलेक्ट्रोड एक प्लाज्मा चैम्बर में साफ कर रहे हैं और 2% टोल्यूनि में silane खूंटी के साथ संशोधित. ऊष्मायन 2 घंटे के लिए बाहर किया जाता है, पाक के 2 घंटे के द्वारा पीछा किया.

नोट: इस प्रक्रिया के बाहर एक दस्ताना नाइट्रोजन के साथ भर के लिए नमी की उपस्थिति से बचने के बैग में किया जाता है के रूप में silane खूंटी की ओर प्रतिक्रियाशील है.

भाग III: Electrochemistry

  1. इस्पात तार इलेक्ट्रोड पैड से जुड़े होते हैं.
  2. विद्युत रासायनिक प्रयोगों प्रदर्शन करने के लिए खूंटी silane संशोधित इलेक्ट्रोड एक विद्युत सेल में रखा जाता है.
  3. परस्पर क्षेत्रों से silane खूंटी पीबीएस तीन इलेक्ट्रोड में एक प्रणाली का उपयोग करने के लिए छीन लिया है.

भाग IV: सेल patterning

  1. Fibroblasts हाल ही छीन substrates के साथ incubated कर रहे हैं. ऊष्मायन पर, इन कोशिकाओं को खूंटी silane छीन क्षेत्रों के लिए देते हैं, तथापि, कोशिकाओं की सतह पर कहीं भी बाध्य नहीं होगा.
  2. नमूनों कोशिकाओं ताजा मीडिया में incubated रहे हैं और एक खुर्दबीन का उपयोग करते हुए कल्पना.

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Discussion

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इस वीडियो में, हम ऑप्टिकली पारदर्शी ईण्डीयुम टिन ऑक्साइड इलेक्ट्रोड पर सेल patterning प्रदर्शन किया है. इतो photolithography का उपयोग कर इलेक्ट्रोड fabricating करने के बाद, वे सेल प्रतिरोधक silane खूंटी की एक monolayer के साथ संशोधित किया गया है. इस monolayer सेल सेल प्रतिरोधक से चिपकने वाला सतह स्विचन electrochemistry का उपयोग desorbed था. 3T3 murine fibroblasts की patterning अपने वीडियो में दिखाया गया है. हम भी patterning hepatocytes, प्राथमिक कोशिकाओं, और तारामय कोशिकाओं उसी तकनीक का उपयोग किया है. इसके अलावा, एकाधिक व्यक्तिगत इलेक्ट्रोड बनाने के द्वारा, हम इस तकनीक का विस्तार करने के लिए अनेक प्रकार की कोशिकाओं को इकट्ठा कर सकते हैं. इसके अलावा, डिजाइन की ज्यामिति को नियंत्रित करने के द्वारा, कोशिकाओं spatially हो सकता है और अस्थायी सतह पर अलग कर सकते हैं.

Photolithography और गीला नक़्क़ाशी तकनीक मानक microfabrication प्रक्रियाओं हैं. Electrochemistry व्यापक रूप से किया गया है सोने के सतहों पर अध्ययन किया, लेकिन आईटीओ पर इतना नहीं. चालकता के अलावा, आईटीओ भी पारदर्शिता का लाभ प्रदान करता है. इतो का उपयोग करके, नमूने एक सरल उलटा माइक्रोस्कोप का उपयोग visualized किया जा सकता. इस वीडियो में प्रस्तुत तकनीक के लिए एक सटीक ज्यामितीय पैटर्न में सतह पर किसी भी कोशिका प्रकार इकट्ठा करने के लिए नियोजित किया जा सकता है.

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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

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References

  1. 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).
ऑप्टिकली पारदर्शी ईण्डीयुम टिन ऑक्साइड इलेक्ट्रोड पर patterning कक्ष
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Shah, S., Revzin, A. Patterning Cells on Optically Transparent Indium Tin Oxide Electrodes. J. Vis. Exp. (7), e259, doi:10.3791/259 (2007).More

Shah, S., Revzin, A. Patterning Cells on Optically Transparent Indium Tin Oxide Electrodes. J. Vis. Exp. (7), e259, doi:10.3791/259 (2007).

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