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Biology

Células padronização na opticamente transparentes Indium Tin Oxide Eletrodos

doi: 10.3791/259 Published: August 20, 2007

Summary

Non-incrustantes monocamada PEG silano foi dessorvida do eletrodos individualmente endereçáveis ​​ITO sobre vidro por aplicação de um potencial redutor. Eletroquímico através da remoção do PEG-silano camada de microeletrodos ITO permitiu a adesão celular a ter lugar de uma forma espacialmente definida, com padrões de celulares perto correspondente aos padrões de eletrodo.

Abstract

A capacidade de exercer o controle espacial e temporal preciso sobre as interações da superfície celular é um requisito importante para a montagem de multi-celular construções servindo como em imita vitro de tecidos nativos. Neste estudo, fotolitografia e corrosão úmida técnicas foram utilizados para fabricar individualmente endereçáveis ​​óxido de índio e estanho (ITO) eletrodos em substratos de vidro. Os substratos de vidro contendo microeletrodos ITO foram modificados com poli (etileno glicol) (PEG) silano para torná-los proteínas e células de resistência. Presença de moléculas de isolamento PEG na superfície do eletrodo foi verificada por voltametria cíclica empregando ferricianeto de potássio como uma molécula repórter redox. Importante, a aplicação do potencial redutor causado dessorção da camada de PEG, resultando em regeneração da superfície do eletrodo condutor eo aparecimento de típicas ferricianeto picos redox. Aplicação do potencial redutora também correspondeu à mudança das propriedades do eletrodo ITO a partir de células não-adesivo para celular adesiva. Eletroquímico através da remoção do PEG-silano camada de microeletrodos ITO permitiu a adesão celular a ter lugar de uma forma espacialmente definida, com padrões de celulares perto correspondente aos padrões de eletrodo. Micropatterning de vários tipos de células foi demonstrado nesses substratos. No futuro, o controle das propriedades biointerfacial oferecidas por este método permitirá que o engenheiro microambientes celular através do conjunto de três ou mais tipos de células em uma configuração geométrica exata sobre um substrato opticamente transparentes.

Protocol

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Parte I: Padronização dos eletrodos

  1. Limpo e desidratado ITO lâminas de vidro revestidas foram revestidas com fotorresiste positivo
  2. A superfície foi cozido a 100 ° C para remover solventes da resistência
  3. Após o cozimento, a superfície foi exposta à luz ultravioleta através de uma fotomáscara usando a Canon Máscara alinhador
  4. As regiões expostas foram retiradas em uma solução desenvolvedor
  5. A superfície era difícil cozido para remover qualquer solução desenvolvedor restantes
  6. As regiões ITO não protegido por padronização fotorresiste foram gravadas em uma distância etchant ácido
  7. Fotorresiste remanescente foi removido por sonicando em acetona para formar os eletrodos ITO

Parte II: a modificação da superfície

  1. Eletrodos modificados são limpos em uma câmara de plasma e modificados com silano PEG 2% em tolueno. Incubação é realizada durante 2 horas, seguida de 2 horas de cozimento.

Nota: Este processo é realizado em um saco de luva preenchidos com nitrogênio para evitar a presença de umidade, como PEG silano é reativo em relação a ele.

Parte III: Eletroquímica

  1. Fios de aço estão ligados a blocos de eletrodo.
  2. O PEG silano eletrodos modificados são colocados em uma célula eletroquímica para realizar experimentos eletroquímicos.
  3. PEG silano das regiões interconectadas é despojado usando um sistema de três eletrodos em PBS.

Parte IV: padronização celular

  1. Fibroblastos são incubadas com os substratos recentemente despojado. Após a incubação, essas células anexar ao silano PEG regiões despojado, porém, as células não irá ligar em qualquer outro lugar na superfície.
  2. Células padronizadas são incubados em meios frescos e visualizados através de um microscópio.

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Discussion

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Neste vídeo, demonstramos o padrão de célula em eletrodos opticamente transparentes índio óxido de estanho. Após a fabricação dos eletrodos ITO usando fotolitografia, eles foram modificados com uma monocamada de células-resistivo de PEG silano. Este monocamada foi dessorvida usando eletroquímica na superfície de comutação de célula para célula-resistivo adesiva. Padronização de fibroblastos murinos 3T3 mostrou em seu vídeo. Temos também hepatócitos padronização, pilhas e células estreladas usando a mesma técnica. Além disso, fazendo vários eletrodos individuais, podemos estender esta técnica para montar vários tipos de células. Além disso, através do controle da geometria do projeto, as células podem ser espacialmente e temporalmente isoladas na superfície.

Técnicas de fotolitografia e corrosão úmida são processos de microfabricação padrão. Eletroquímica tem sido amplamente estudado em superfícies de ouro, mas não tanto sobre ITO. Além da condutividade, ITO também oferece vantagens de transparência. Usando ITO, as amostras podem ser visualizados usando um simples microscópio invertido. A técnica apresentada neste vídeo pode ser utilizado para montar qualquer tipo de célula na superfície em um padrão preciso geométrica.

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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).
Células padronização na opticamente transparentes Indium Tin Oxide Eletrodos
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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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