다목적 플라즈마 리소그래피 기술은 휴대폰 첨부 파일을 안내에 대한 안정된 표면 패턴을 생성하기 위해 개발되었습니다. 이 기술은 천연 조직을 모방하고 몇 가지, 서로 다른 세포 유형을 공부에 사용되었음을 포함 셀 네트워크를 만들어 적용할 수 있습니다.
마이크로 및 nanoscale 해상도 휴대 microenvironment의 체계적 처리는 종종 다양한 세포 및 분자 현상을 해독 필요합니다. 이러한 요구 사항을 해결하기 위해, 우리는 100 nm의에서 mm에 이르기까지 기능 크기와 패턴 표면을 생성하여 세포 microenvironment를 조작하기 위해 플라즈마 리소그래피 기술을 개발했습니다. 이 기법의 목적은 통제 방법으로, 유학 수 있도록이며, 개별 세포의 행동뿐만 아니라 세포들의 상호 작용 그룹.
이 플라즈마 리소그래피 방법은 물리적인 곰팡이와 저온 플라즈마의 연락처를 차폐에 의해 기판에 표면 화학의 선택 변경에 따라 달라집니다. 이 선택적 차폐는 세포 부착과 운동을 안내 수있는 화학 패턴을 떠납니다. 이 패턴, 또는 표면 템플릿은 다음 구조 자연 속에서 발견을 모방하고 실험 조사를위한 제어 환경을 생산 할 수 세포의 네트워크를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 그것이 biocompatible 방식으로 투명 고분자 기판에 안정된 표면 패턴을 생산 등 기술을 잘 생물 학적 현상을 연구하기 위해 적합합니다. 개월까지 주 동안 마지막으로 표면 패턴 따라서 이러한 차별과 adaption과 같은 장기적인 세포 프로세스의 연구를 용이하게 오랜 시간 동안 세포와 상호 작용을 안내하실 수 있습니다. 표면에 수정 자연 주로 화학되고 따라서 결과의 해석에 대한 지형 또는 물리적 간섭을 소개하지 않습니다. 그것은 또한 patterning을 달성하기 위해 어떠한 가혹하거나 독성 물질을 포함하고 조직 문화의 호환되지 않습니다. 또한, 그것은 이상적입니다 널리 생물 학적 응용에 사용되는 그들의 속성을 조정할 수있는 능력으로 인해 고분자 기판의 다양한 유형을 수정하기 위해 적용할 수 있습니다. 이러한 마이 그 레이션, 접착, 또는 구속력과 같은 특정 프로세스 격리가 multicell 수준으로 단일에서 이산, 명확한 관측을 허용으로 달성 해상도도 유용합니다.
이 방법은 마이 그 레이션, 신호, 조직 형성, 그리고 행동과 뉴런의 상호 작용은 네트워크에서 기소 인부 절차를 밟게 관련된 조사에 대해 다른 세포 유형의 다양한 네트워크를 형성하기 위해 채용되었습니다.
여기에 제시 세포 조사 방법뿐만 아니라 생물 학적 구조를 모방 다세포 네트워크의 복잡한 패턴의 작성은 다음 그룹화 세포의 행동과 환경 요인 단세포 응답 모두 조사를 용이하게 자연에 subcellular 아르 자극을 생산하는 방법을 제공합니다 수 있습니다. 그것이 신속하게 세포 배양과 같은 실험실에서 저렴한 비용으로 장비를 수행할 수 있듯이이 방법의 사용은 심플하면서도 강력한입니다. 그것은 또한 강력하게 세포를 구분하는 결과 행동을 쉽게 관찰이 가능하고 장기 세포 행동의 조사를 허용 오랜 기간에 대한 안정적인 자연입니다. 그것은 또한 그것은 많은 세포 유형과 호환되며 임의의 패턴을 만들 수로 수행하는 실험의 다양한 범위 수 있습니다. 기술의 장기 안정성은 플라즈마에 의해 이수 표면 작용화는 표면의 한 부분이며, 제거하거나 타락한 수있는 코팅이나 다른 레이어가 아닌 것으로 간주하고있다는 사실에서 유래. 액체 아래에 보관하는 경우, 수정이 유형의 몇 달 동안 자사의 휴대지도 능력을 유지할 수 있습니다.
의미있는 결과를 보장하기 위해 필요한 실험의 가장 중요한 부분은 궁극적으로 휴대지도에 사용되는 마스터 패턴을 만드는 것입니다. 이 패턴이 제대로 설계되지 않은 경우, 세포가 적절하게 패턴에 응답하지 않으며 유용한 행동을 생산하지 않을 수 있습니다. 같은 라인 폭, 패턴 간격, 그리고 다른 사람과 같은 매개 변수는 크게 특정 패턴으로 전지 호환성에 영향을 미칠 수 있으며, 일반적으로 이러한 매개 변수의 범위는 가장 적합한 디자인 화면으로 초기 photomask를 만들 수 있습니다.
patterning 수행에 관련된 다른 중요한 파라미터는 금형 제작, 먼지없는 환경을 유지, 세포 시딩 및 세포 배양의 일반적인 불임을 포함합니다. 몰드 생성은 PDMS는 에폭시 금형을 주조 반복 수 있도록 수행하는 다양한 전송 단계에 의해 영향을 수 있습니다. 반복 주조에 따라 소형, 높은 비율 구조와 곰팡이에 저항으로이 같은 방식으로 저하되지 않습니다 때문에 에폭시 몰드가 생성됩니다. 전송 성형이 제대로되면 크기와 생산량은 아무런 영향을받지 않습니다하지만 저조한 degassing, 불완전 치료하거나, 지나친 난방으로 같은 잘못 한 경우, 패턴의 거품, 거칠기 및 변형은 최종 결과에 영향을 미치는 어떤 발생할 수 있습니다. 어떤 먼지가 작동 PDMS 몰드와 표면 때문에 적절한 차폐 플라즈마 화학 patterning 사이의 적절한 연락처와 방해할 수로 먼지가없는 환경을 유지하기 위해 관계에서 금형이 가능한 깨끗한로 보관해야합니다. 세포의 시딩 밀도 역시도 너무 적거나 너무 많은 세포 패턴 영역을 서식 있도록 최적화해야하며 불임는 사용되는 세포의 세균 및 기타 오염을 피하기 위해 유지되어야합니다.
기술은 또한 microfluidics, microelectrodes, 그리고 기계 프로브와 같은 다른 요소로 포함될 수 있습니다. 이것은이 조합의 영향을 연구에 중점을두고 더 나은 실험 및 미래의 일을하는 동안 다양한 생리 조건을 복제하기 위해 세포에 추가 자극을 제공합니다
The authors have nothing to disclose.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
Plasma Cleaner And Vacuum Chamber | Harrick Plasma | PDC-001 | |
Inverted fluorescence and phase contrast microscope | Nikon | TE2000-U | |
Microscope stage top incubator | AmScope | Model TCS-100 | Modified to include an enclosure that supplies an appropriate atmosphere |
Polystyrene Petri dish | VWR | 25384-090 | |
Polydimethylsiloxane (PDMS) | Dow Corning | Sylgard 184 | |
Epoxy | Devcon | 2 ton clear epoxy #14310 | |
Cell culture media | Various | Media follows standard formulations for cell type | |
Retinoic acid | Sigma | R2625 |