Summary
Non-fouling monostrato PEG silano era desorbita dal indirizzabili individualmente elettrodi di ITO su vetro mediante l'applicazione di un potenziale riduttivo. Elettrochimica stripping di PEG-silano livello da microelettrodi ITO permesso di adesione delle cellule che si terrà in maniera spazialmente definito, con modelli cellulari corrispondenti strettamente ai modelli di elettrodi.
Abstract
La capacità di esercitare un controllo preciso spaziale e temporale su superficie cellulare interazioni è un prerequisito importante per l'assemblaggio dei pluricellulari costrutti che servono come in imita in vitro dei tessuti nativi. In questo studio, fotolitografia e tecniche di incisione bagnato sono state usate per fabbricare indirizzabili individualmente ossido di indio e stagno (ITO) elettrodi su substrati di vetro. I substrati di vetro contenenti microelettrodi ITO sono stati modificati con poli (glicole etilenico) (PEG) silano per renderli proteine e delle cellule resistivo. Presenza di molecole di PEG isolante sulla superficie dell'elettrodo è stata verificata mediante voltammetria ciclica impiego di ferricianuro di potassio come una molecola giornalista redox. È importante sottolineare che l'applicazione di eventuali riduttivo causato desorbimento dello strato di PEG, con conseguente rigenerazione della superficie degli elettrodi conduttivi e l'aspetto delle tipiche cime ferricianuro redox. Applicazione di eventuali riduttivo anche corrispondeva a commutazione di proprietà elettrodo ITO da cellula non adesivo alla cella-adesivo. Elettrochimica stripping di PEG-silano livello da microelettrodi ITO permesso di adesione delle cellule che si terrà in maniera spazialmente definito, con modelli cellulari corrispondenti strettamente ai modelli di elettrodi. Micropatterning di diversi tipi di cellule è stato dimostrato su questi substrati. In futuro, il controllo delle proprietà biointerfacial offerta da questo metodo permetterà di ingegnere microambienti cellulari attraverso l'assemblaggio di tre o più tipi di cellule in una precisa configurazione geometrica su un substrato otticamente trasparente.
Protocol
Parte I: Campitura degli elettrodi
- Pulire e disidratati lastre di vetro ricoperto di ITO sono stati rivestiti con photoresist positivo
- La superficie veniva cotto a 100 ° C per rimuovere solventi da resistere
- Dopo la cottura, la superficie è stata esposta alla luce ultravioletta attraverso una fotomaschera utilizzando il Canon Mask Aligner
- Le regioni esposte sono state rimosse in una soluzione di sviluppo
- La superficie era difficile da forno di togliere qualunque soluzione di sviluppo ancora
- Le regioni ITO non protette da patterning photoresist sono state incise via in un mordenzante acido
- Photoresist rimanente è stato rimosso da sonicating in acetone per formare gli elettrodi di ITO
Parte II: la modifica della superficie
- Elettrodi modificati vengono puliti in una camera al plasma e modificato con il 2% PEG silano in toluene. L'incubazione è effettuata per 2 ore, seguita da 2 ore di cottura.
Nota: questo processo si svolge in un sacchetto di guanto riempito con azoto per evitare la presenza di umidità, come silano PEG è reattivo verso di esso.
Parte III: Elettrochimica
- Fili di acciaio sono collegati a elettrodi.
- Gli elettrodi silano PEG modificati sono collocati in una cella elettrochimica per eseguire esperimenti di elettrochimica.
- Silano da regioni interconnesse PEG è spogliato utilizzando un sistema a tre elettrodi in PBS.
Parte IV: patterning cellulare
- I fibroblasti vengono incubati con il substrato ha recentemente tolto. Al momento di incubazione, queste cellule allegare alle regioni silano PEG spogliato, tuttavia, le cellule non si legano in qualsiasi altro luogo sulla superficie.
- Cellule fantasia sono incubati in mezzi freschi e visualizzati utilizzando un microscopio.
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Discussion
In questo video, abbiamo dimostrato il modello cella su elettrodi di stagno otticamente trasparente ossido di indio. Dopo la fabbricazione degli elettrodi di ITO mediante fotolitografia, sono stati modificati con una cellula-resistivo monostrato di silano PEG. Questo monostrato è stato desorbiti utilizzando elettrochimica passaggio in superficie da cellula a cellula-resistivo-adesivo. Patterning di fibroblasti murini 3T3 ha dimostrato nel suo video. Abbiamo anche patterning epatociti, cellule primarie e cellule stellate con la stessa tecnica. Inoltre, rendendo più singoli elettrodi, possiamo estendere questa tecnica di assemblare più tipi di cellule. Inoltre, attraverso il controllo della geometria del disegno, le cellule possono essere spazialmente e temporalmente isolati sulla superficie.
Tecniche di incisione fotolitografia e bagnato sono processi di microfabbricazione standard. Elettrochimica è stato ampiamente studiato su superfici d'oro, ma non tanto su ITO. A parte la conducibilità, la GTI offre anche vantaggi della trasparenza. Usando ITO, i campioni possono essere visualizzati con un semplice microscopio invertito. La tecnica presentata in questo video può essere impiegata per assemblare qualsiasi tipo di cellula sulla superficie in un preciso schema geometrico.
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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 |
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).
