Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Расширение наноструктурированных подложках с использованием стежка Техника для Nanotopographical модуляции клеточной поведения

Published: December 8, 2016 doi: 10.3791/54840

Protocol

1. Репликация PDMS Пресс-формы из EBL Mold

  1. Изготовить кремния плесень 29
    1. Спин покрытие 200 мкл полиметилметакрилат (ПММА) раствор на 1 × 1 см кремния (Si) подложки при 2500 оборотах в минуту в течение 1 мин, чтобы сформировать тонкую пленку.
    2. Выпекать пленки ПММА на кремниевой подложке при температуре 180 ° С в течение 2 мин.
    3. Написать разработанный nanopattern на пленке ПММА с помощью сфокусированного электронного пучка на площади дозе 300 мкКл / см 2.
    4. Разработка nanopattern ПММА в разработчика в течение 80 сек.
    5. Депозит nanopattern ПММА с никелевым слоем 50 нм толщины, используя испаритель электронного пучка при выходном напряжении 10 кВ, ток эмиссии 0,5 мА и скорости осаждения 0,5 А / сек.
    6. Снимите часть из ПММА в 20 мл для удаления при 80 ° С в течение 20 мин.
    7. Реактивное ионное травление (РИТ) nanopattern в кремниевую подложку, чтобы получить форму Si нужной глубины.
      Примечание: Газовая смесь Tetrafluoromethane (CF 4) / кислород (O 2) (90% / 10%) на приборе с индукционно - связанной плазмой (ICP) мощностью 400 Вт и RIE мощностью 150 Вт используется для травления кремниевой подложки на глубину 560 нм.
  2. Silanize Si плесень
    1. Помещенный покровного стекла и формы Si в 100 мм PS Петри и передавать их в стеклянном эксикаторе, расположенной в вытяжном шкафу.
    2. Оставьте 10 мкл 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltrichlorosilane на покровное.
      Внимание: 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltrichlorosilane может вызвать коррозию кожи и серьезные повреждения глаз. Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ).
    3. Накройте чашку Петри частично.
    4. Хранить эксикаторе под вакуумом в течение 5 часов в вытяжном шкафу, чтобы завершить силанизацией пресс-формы Si.
  3. Подготовка PDMS форполимера
    1. Взвесить 10 г PDMS смолы и 1,05 г отвердителя в одноразовом взвешенную лодочку.
    2. Смешайте форполимера PDMS тщательно с использованием пластиковой ложкой.
    3. Дегазировать форполимера PDMS в пластмассовый эксикатор под вакуумом в течение около 20 мин до наблюдается прозрачной смеси.
  4. Репликация PDMS формы
    1. Поместите силанизированы форму Si в 60 мм чашки Петри.
    2. Налейте форполимера PDMS на форме Si в чашке Петри.
    3. Поместите чашку Петри в пластмассовый эксикатор и дегазировать в течение примерно 10 минут, пока все пузырьки исчезают.
    4. Переносят чашку Петри на плитке и вылечить PDMS форполимера при температуре 70 ° С в течение 4 часов.
    5. Лупиться пресс-формы PDMS из формы Si тщательно с помощью пинцета.
      Примечание: PDMS формы можно хранить в условиях окружающей среды в течение одной недели. После отверждения, есть некоторые несшитые молекулы PDMS смолы и остаточного отвердитель в формах PDMS 30. Молекулы с низкой молекулярной массой будет постепенно диффундировать и накапливаются на поверхности в течение долгого времени. Это влияет на топографические и механические свойства поверхности PDMS 31. дифСлияние не имеет существенного значения в течение одной недели.

2. Строчка из PDMS Пресс-формы в крупные, одиночные Mold

  1. Подготовьте несколько PDMS формы, повторите шаг 1.4.
    Примечание: Взвесить такое же количество PDMS смеси каждый раз, когда для получения PDMS слепки той же толщины.
  2. Определить ориентацию анизотропных PDMS nanopatterns такие как нанорешётки под оптическим микроскопом и пометить его на обратной стороне пресс-формы PDMS с маркером.
    Примечание: Не следует отметить ориентацию изотропной nanotopography, таких как nanopillars.
  3. Очистите подложку Si с этанолом в вытяжном шкафу и просушите его сжатым воздухом.
  4. Обрежьте без рисунка областей каждого PDMS формы с лезвием.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Для получения форм PDMS, которые будут размещены на периферии сшитой формы, только без рисунка участки, находящиеся в контакте с другими людьми должны быть обрезаны.
  5. Поместите обрезанного PDMS формы с nanopattern лицевой стороной вниззеркало сторона кремниевой подложки, а затем выровнять другие формы вблизи, но не задевая окружающую форму (ы).
  6. Приготовьте клеевой слой PDMS
    1. Литой 1 г дегазированной PDMS форполимера (PDMS смолу и отверждающий агент соотношение: 10: 1,05) на чистую предметное стекло (7,5 см × 2,5 см), чтобы сформировать толстый слой толщиной 0,5 мм.
    2. Выпечка слой PDMS при 100 ° С на плитке в течение 3-5 мин. Используйте иглу, чтобы коснуться слой и убедитесь, что слой частично, но не полностью излечен.
      Примечание: частично отвержденной ПДМС не может течь, как неотвержденного PDMS форполимера, но это является липким по сравнению с излеченных PDMS.
  7. Поместите слой PDMS на обратной стороне выровненных PDMS формы и быстро инвертировать эту сборку и передать его на конфорке.
  8. Нанесите сжимающее усилие (5 кПа) с использованием металлического блока на верхней части сборки, чтобы обеспечить хороший контакт между клеевым слоем PDMS и задней PDMS формы, и вылечить PDMS клеевой слой при температуре 100 ° С в течение 1 ч. <бр /> Примечание: Тщательно отрегулируйте положение металлического блока, чтобы избежать наклона узла.
  9. Снимите металлический блок и снимите одну, сшитую PDMS формы из кремниевой подложки.

3. Генерация Master Mold на PS подложках

Примечание: сшитые ПДМС плесень иммобилизованным на предметном стекле может быть использован для получения мастер-формы на пластине PS или тонкой пленки PS, из которого могут быть изготовлены рабочие наноструктурированных подложек.

  1. Генерация мастер-формы на пластине PS
    1. Подготовьте пластину PS
      1. Сухие гранулы PS в вакуумной печи при 80 ° С в течение двух дней.
      2. Предварительный нагрев пресс-машины при температуре 230 ° С.
      3. Соберите алюминиевый пластину, политетрафторэтилена (ПТФЭ) листа и алюминиевой дистанционной рамки в порядке снизу вверх.
      4. Нагрузка 3,5 г гранул PS в алюминиевой дистанционной рамки с квадратным отверстием 3 см (L) × 3 см (Ш) × 0,3 см (H).
        ПРИМЕЧАНИЕ: Распорка приблизительно 0.1 см толще, чем в PDMS-формы, и, таким образом, окончательный наноструктурированных PS подложка имеет толщину около 0,1 см.
      5. Поместите другой PTFE лист, а затем другой алюминиевая пластина на алюминиевой дистанционной рамки.
      6. Поместите узел в пресс-машине.
      7. Разогреть гранулы PS при 230 ° С в течение 30 мин.
      8. Нанесите сжимающее давление (0,1 МПа) на сборку в течение 5 мин.
      9. Ослабить давление, а затем повторно сжимающей давление 0,5 МПа по сборке.
      10. Повторите шаг 3.1.1.9 с увеличением давления 0,5 МПа до желательного давлении 1,5 МПа достигается.
      11. Выключите обогреватель пресс-машины и охладить его ниже 70 ° С при постоянном давлении 1,5 МПа.
      12. Возьмем сборку, и хранить PS пластину в вакуумной печи при 80 ° С, чтобы предотвратить попадание влаги повторного входа в пластину PS.
    2. Наноимпринт сшитая PDMS формы в PS пластины
      1. Поместите пластину PS в алюминиевой дистанционной рамкиустановить на 3-дюймовой кремниевой пластины.
        Примечание: Внутренние размеры распорки являются такими же, как на PS пластины, так что пластины PS подходит прямо в спейсера.
      2. Нагревают пластину PS на плитке при 250 ° С в течение 30 мин.
      3. Поместите нашит PDMS плесень с nanopatterns лицом вниз на расплавленном PS пластины.
        Примечание: Одна сторона пресс-формы PDMS помещают в контакт с поверхностью пластины PS первой и другая сторона опускается постепенно в контакте с поверхностью PS, чтобы избежать образования пузырьков воздуха на границе.
        Внимание: Поверхность конфорки жарко. Носите thermogloves во время процесса наноимпринтной.
      4. Поместите алюминиевой пластины на стекле из сшитой PDMS формы.
      5. Нанесите сжимающее давление (12,5 кПа) с использованием металлических блоков на алюминиевой пластине, и ждать в течение 3 мин.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что алюминиевая пластина не перекошена.
      6. Поднимите и заменить металлический блок из алюминиевой пластины, и яncrease сжимающего давления до 25 кПа.
      7. Повторите шаг 3.1.2.6 с давление повышали до 50 кПа.
        Примечание: Этот шаг, чтобы удалить воздух, захваченный между формой PDMS и пластиной PS.
      8. Поддерживают температуру конфорки от 240 до 250 ° С под давлением последовательно 50 кПа в течение 15 мин.
      9. Выключите конфорку и остывают всю установку.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Вентилятор может быть использован для ускорения процесса охлаждения.
      10. Удалите металлические блоки после того, как температура ниже 50 ° C, и осторожно снимите сшитый PDMS плесень от пластины PS.
        Примечание: PS подложка имеет обратную nanopatterns и может быть использован в качестве мастер-формы, чтобы производить рабочие PDMS субстратов.
  2. Генерация мастер-формы на тонкой пленке PS
    1. Приготовьте тонкую пленку PS
      1. Растворить 1 г PS в 10 мл толуола в вытяжном шкафу.
        Внимание: Толуол может вызвать irritatio кожип и серьезное повреждение глаз, и может привести к повреждению органов при длительном или неоднократном воздействии. Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты.
      2. Спин-пальто 1 мл раствора PS на 2-х в пластине при 2500 оборотах в минуту в течение 1 мин с образованием ~ 1 мкм PS тонкой пленки.
      3. Выпаривают толуол из фильма, установив пленку PS на кремниевой пластине в вытяжном шкафу в течение 3-х дней.
      4. Прокалить тонкую пленку PS в вакуумной печи при 80 ° С в течение ночи.
    2. Наноимпринт PDMS формы на тонкой пленке PS
      1. Поместите нашит PDMS формы с nanotopography лицом вниз на тонкой пленке PS, которая устанавливается на плитке.
      2. Нанесите сжимающее давление 12 кПа на форме PDMS с использованием металлических блоков на стеклянной стороне формы PDMS.
      3. Повышение температуры плитке до 180 ° С и поддерживают ее в течение 15 мин.
        Внимание: Расплавленный PS пленка может функционировать в качестве смазочного материала. Обратите внимание, чтобы предотвратить металлические блоки от соскальзывания.
      4. Выключите конфоркуи остывают всю установку.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Вентилятор может быть использован для ускорения процесса охлаждения.
      5. Удалите металлические блоки после того, как температура опускается ниже 50 ° C, и осторожно снимите сшитый PDMS плесень из фильма PS.
        Примечание: Фильм наноструктурированных PS будет служить в качестве основной формы для производства рабочих PDMS субстратов.

4. Nanotopographical модуляции клеточного поведения

Примечание: Человеческие эпителиальные клетки культивируют на представительные nanotopographies продемонстрировать nanotopographical модуляции клеточного распространения.

  1. Литой PDMS рабочие подложки из основной формы, полученной с шагом 3.1 или 3.2 в зависимости от применения.
  2. Использование полой стальной арочный удар, перерезать наноструктурированных PDMS субстраты на диски , чтобы соответствовать конфигурации конкретного мульти-луночного планшета (например, 24-луночного планшета).
  3. Используйте пинцет, чтобы поместить диски PDMS в лунки офа мульти-луночного планшета.
  4. Стерилизация подложек PDMS с использованием 70% этанола, а затем воздействие УФ лучей, каждый из которых в течение 30 мин.
  5. Промыть PDMS субстратов с 1х стерильным фосфатно-буферным солевым раствором (PBS) в три раза.
  6. Покрывают PDMS субстратов с белком внеклеточного матрикса (например, 20 мкг / мл фибронектина) в течение 30 мин при комнатной температуре.
  7. Промыть PDMS подложек три раза стерильной PBS, каждый из которых в течение 5 мин.
  8. Приостановка клеток человека А549 рака легких в модифицированной Дульбекко среде Игла с 10% фетальной телячьей сыворотки и подсчета клеток с помощью гемоцитометра.
  9. Пластина клеток при плотности высева 2000 клеток / см 2 на PDMS субстратов и культуры их при температуре 37 ° С в увлажненной атмосфере , содержащей 5% CO 2 в течение одного дня.
  10. Промывают клетки с PBS три раза.
  11. Зафиксировать клетки , в смеси 4% параформальдегида и 2% глутаровым альдегидом в PBS в течение 4 часов и обезвоживают клетки с использованием СО 2 критической роINT сушилка для сканирующего электронного микроскопического наблюдения 29.
    Внимание: параформальдегид и глутаровый альдегид может вызвать серьезные ожоги кожи и повреждения глаз. Эксплуатация в химической капот и носить соответствующие средства индивидуальной защиты.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Техника стежка может генерировать большую площадь наноструктурированных подложек с высокой точностью. На рисунке 1а и 1b отобразить большую площадь nanopatterns переданных из прошитой PDMS формы на пластины PS и PS тонкой пленки на подложке Si соответственно. Сравнение между оригинальной EBL-письменной формы (рис 1в) и конечных PDMS рабочего субстрата (рис 1d) подтверждает , что EBL написанные nanopatterns могут быть точно переданы в рабочую подложку. Nanotopography различной геометрической формы и размеров могут быть использованы для модуляции на поведение клеток. Как показано на рисунке 2 с А549, adenocarcinomic базальной эпителиальной линии клеток в качестве модельных клеток, анизотропные нанорешётки может удлинить клетки вдоль направления nanograting по сравнению с многополярного морфологии , которые отображают клетки А549 на изотропных nanopillars.

нт "ВОК: Keep-together.within-странице =" 1 "> Рисунок 1
Рисунок 1. Генерация большой площади наноструктурированных подложек с использованием техники стежка. (А, б) оптические образы nanopatterns переданы пластины PS и PS тонкой пленки, соответственно. Стрелки указывают полимера повышение в пустотах прошитых форм PDMS. (С, d) SEM образы nanopatterns на EBL плесени и конечных PDMS рабочих субстрат, соответственно. Масштабные бары 1 мкм. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

фигура 2
Рисунок 2. Nanotopographical модулированный ячейку распространения клеток А549. (а) нанорешётки 500 нм в ширину линии, 500 нм с расстоянием между и 560 нм в высоту и (б) nanopillars 500 нм в диаметре, 450 нм от края до края расстояния и 560 нм в высоту соответственно. Шкала баров 10 мкм. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Мы представляем простой, доступный, но универсальный метод для создания большой площади наноструктурированных подложки. Для того, чтобы точно расширить высоко определенные nanopatterns, большое внимание следует уделить несколько важных шагов. Первый из них является обрезать несколько PDMS формы. Без рисунка участки форм PDMS должны быть удалены. Кроме того, боковые стенки пресс-формы должны быть обрезаны вертикально как можно более совершенного, чтобы свести к минимуму зазоры между формами. Все вместе, часть без рисунка областей в конечной стежок пресс-формы может быть снижено. Во-вторых, наноструктурированных поверхность этих PDMS формы должна быть выровнены без каких-либо искажений на кремниевой подложке. Так как PDMS наноструктуры склонны к деформации, очень важно, чтобы поместить наноструктурированных поверхностей от зеркальной стороне кремниевой подложки мягко и равномерно (во избежание захвата воздуха между формой и PDMS поверхности кремния). Формы PDMS будут выровнены как можно ближе, но не касаясь Неяghboring пресс-форм для дальнейшей минимизации без рисунка часть последнего стежка пресс-формы. В противном случае, Растроганный наноструктуры будет деформироваться при наноимпринтной. В-третьих, толщина пресс-формы PDMS может варьироваться от партии к партии, и, таким образом, чрезвычайно важно, чтобы сделать равномерную толщину, в дополнение к толщине каждой однородной формы путем выравнивания небольшой формы Si совершенно перед литьем PDMS. Несмотря на то изменение толщины поперек формы PDMS могут быть компенсированы путем регулировки толщины форполимера (клей) PDMS слой литьем на предметное стекло, толстый слой форполимер может быть проблематичным. Форполимер может протягивать через промежутки между формами PDMS к узорчатой ​​поверхности с помощью капиллярной силы, и, следовательно, привести к повреждению nanopatterns. Изменение толщины может быть сведено к минимуму путем подготовки того же количества ПДМС смеси при литье из EBL пресс-формы. В результате тонкий слой PDMS форполимер может быть использован. В качестве альтернативы, частичное отверждение prepolymeг слой увеличит свою вязкость, и тем самым уменьшить его повышение и в конечном итоге устранить возможные повреждения наноструктурированных поверхностей.

Методика стежка ограничена эластомерным характером PDMS. Хотя мягкая литография была применена для репликации размеров пространственных объектов как малые , как 2 нм 32 и, в принципе, может достигать разрешение менее 0,5 нм 18, особенности наноразмерные PDMS не могут быть воспроизведены без сбоев , когда соотношение сторон высоты к ширине слишком высокий (> 2) или слишком низкая (<0,2). В nanofeatures может разрушиться , когда соотношение сторон слишком высока, или привести к недостаточной помощи , когда PDMS штамп а <0,2 отношение используется 33. Кроме того, множественные PDMS формы не могут быть сшиты без проблем из-за пустотах и ​​неполному срезу форм PDMS, и, таким образом, есть без рисунка и неровные участки (в частности для непрерывных nanopatterns, таких как нанорешётки). Учитывая небольшой процент бракованнойплощадь по всей площади поверхности, метод стежком все еще обеспечивает простой и доступный способ получения большой площади наноструктурированных подложек. Кроме того, когда сшитые форма nanoimprinted в полимерную подложку, расплавленный полимер мог поступать в междоузлии, что приводит к неравномерной поверхности (рисунок 1а). Неровную поверхность делает его сложным, чтобы собрать образцы для клеточных или молекулярно-биологических анализов. В микрофлюидальных приложениях, повышение также вызывает неполное уплотнение, когда микроканалы уплотнен относительно узорной подложки. Неровная поверхность проблема может быть легко решена с применением полимерной пленки метод тонкой , чтобы свести к минимуму повышение через настройки толщины пленки (рис 1b).

Хотя техника стежка необходим определенный мастер-формы для расширения, это простое и доступное по сравнению с другими методами, такими как шаг и-флэш-литографии и рулона на рулон наноимпринтной lithograPHY. Техника стежка требует только горячие пластины и способ оказания сжимающие силы во время сшивания и наноимпринтной процессов, но не дорогое оборудование. Кроме того, процесс стежок может проводиться в чистой окружающей среде, но не обязательно в чистом помещении.

Техника стежок также универсален. В дополнение к расширению идентичный nanopattern на большой площади, метод стежком может быть применен для пресс-форм, состоящих из микро- и / или наноразмерных особенностей различных форм, размеров и механизмов. В связи с этим, комбинаторный библиотека микро- / nanotopographies может быть построен, чтобы обеспечить высокую пропускную способность платформы для исследования клеточных взаимодействий топографии. Этот простой, доступный и универсальный метод стежком потенциально может быть расширен для создания микро- / наноразмерных устройств с гибридными компонентами.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
JEOL field emission SEM JEOL JSM-7600F EBL
E-beam evaporator Kurt J. Lesker Model: LAB 18 e-beam evaporator nickel deposition
Trion Minilock III ICP/RIE Trion technology Model: Minilock-phantom III
Press machine PHI Hydraulic Press Molde: SQ-230H
Spin coater Laurell Technologies Modle: WS-400A-6NPP-LITE
CO2 critical dryer Tousimis Modle: Autosamdri-815
Silicon wafer University Wafer 1080
Aluminum plates McMaster-carr 9057K123
Teflon sheets McMaster-carr 8711K92
100 mm Petri dish FALCON 353003
60 mm Petri dish FALCON 353004
Glass coverslip Fisher Scientific 12-542-B
Glass slide Fisher Scientific 12-550-34
Disposable weighing boats Fisher Scientific 13-735-743
Glass desiccator Fisher Scientific 02-913-360
Plastic desiccator Bel-Art Products F42025-000
Hotplate Fisher Scientific 1110049SH
Tweezer Ted Pella, inc. 5726
Blade Fisher Scientific S17302
Metal blocks McMaster-carr
Punch Brettuns Village Leather Craft Supplies Arch punch
Poly(methyl methacrylate) MicroChem 495 PMMA A4
PDMS Dow Corning Sylgard 184 kit
Polystyrene Dow Chemical Styron 685D
1H,1H,2H,2H-perfluorooctylmethyldichlorosilane Oakwood Chemical 7142
Developer MicroChem MIBK/IPA at 1: 3 ratio
Remover MicroChem Remover PG
Ethanol Fisher Scientific BP2818500
Toluene Fisher Scientific T324-500
Phosphate buffered saline Sigma Aldrich D8537
Dulbecco’s modified eagle medium Sigma Aldrich D5796
Fetal bovine serum Atlanta Biologicals S11550
Paraformaldehyde Electron Microsopy Science 15712-S
Glutaraldehyde  Fisher Chemical G151-1
Fibronectin Corning 356008
A549 cells ATCC ATCC CCL-185

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Silva, G. A., et al. Selective differentiation of neural progenitor cells by high-epitope density nanofibers. Science. 303 (5662), 1352-1355 (2004).
  2. Yim, E. K. F., Pang, S. W., Leong, K. W. Synthetic Nanostructures Inducing Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells into Neuronal Lineage. Exp. Cell Res. 313 (9), 1820-1829 (2007).
  3. Dalby, M. J., et al. The Control of Human Mesenchymal Cell Differentiation Using Nanoscale Symmetry and Disorder. Nat. Mater. 6 (12), 997-1003 (2007).
  4. Oh, S., et al. Stem Cell Fate Dictated Solely by Altered Nanotube Dimension. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106 (7), 2130-2135 (2009).
  5. Brunetti, V., et al. Neurons Sense Nanoscale Roughness with Nanometer Sensitivity. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107 (14), 6264-6269 (2010).
  6. McMurray, R., et al. Nanoscale Surfaces for the Long-term Maintenance of Mesenchymal Stem Cell Phenotype and Multipotency. Nat. Mater. 10 (8), 637-644 (2011).
  7. Yim, E. K. F., et al. Nanopattern-induced changes in morphology and motility of smooth muscle cells. Biomaterials. 26 (26), 5405-5413 (2005).
  8. Gerecht, S., et al. The Effect of Actin Disrupting Agents on Contact Guidance of Human Embryonic Stem Cells. Biomaterials. 28 (28), 4068-4077 (2007).
  9. Bettinger, C. J., Zhang, Z., Gerecht, S., Borenstein, J. T., Langer, R. Enhancement of in vitro Capillary Tube Formation by Substrate Nanotopography. Adv. Mater. 20 (1), 99-103 (2008).
  10. Thakar, R. G., Ho, F., Huang, N. F., Liepmann, D., Li, S. Regulation of vascular smooth muscle cells by micropatterning. Biochem. Biophys. Res. Commun. 307 (4), 883-890 (2003).
  11. Lee, M. R., et al. Direct differentiation of human embryonic stem cells into selective neurons on nanoscale ridge/groove pattern arrays. Biomaterials. 31 (15), 4360-4366 (2010).
  12. Moe, A. A. K., et al. Microarray with micro- and nano-topographies enables identification of the optimal topography for directing the differentiation of primary murine neural progenitor cells. Small. 8 (19), 3050-3061 (2012).
  13. Dang, J. M., Leong, K. W. Myogenic induction of aligned mesenchymal stem cell sheets by culture on thermally responsive electrospun nanofibers. Adv. Mater. 19 (19), 2775-2779 (2007).
  14. Dasgupta, N., et al. Thermal co-reduction approach to vary size of silver nanoparticle: its microbial and cellular toxicology. Environ. Sci. Pollut. Res. 23 (5), 4149-4163 (2016).
  15. Ranjan, S., et al. Microwave-irradiation-assisted hybrid chemical approach for titanium dioxide nanoparticle synthesis: microbial and cytotoxicological evaluation. Environ. Sci. Pollut. Res. 23 (12), 12287-12302 (2016).
  16. Deckman, H. W., Dunsmuir, J. H. Natural lithography. Appl. Phys. Lett. 41 (4), 377-379 (1982).
  17. Dalby, M. J., Riehle, M. O., Johnstone, H., Affrossman, S., Curtis, A. S. G. In vitro Reaction of Endothelial Cells to Polymer Demixed Nanotopography. Biomaterials. 23 (14), 2945-2954 (2002).
  18. Gates, B. D., et al. New approaches to nanofabrication: molding, printing, and other techniques. Chem. Rev. 105 (4), 1171-1196 (2005).
  19. Yin, Y., Lu, Y., Gates, B., Xia, Y. Template-Assisted Self-Assembly: A Practical Route to Complex Aggregates of Monodispersed Colloids with Well-Defined Sizes, Shapes, and Structures. J. Am. Chem. Soc. 123 (36), 8718-8729 (2001).
  20. Tada, Y., et al. Directed Self-Assembly of Diblock Copolymer Thin Films on Chemically-Patterned Substrates for Defect-Free Nano-Patterning. Macromolecules. 41 (23), 9267-9276 (2008).
  21. Cheng, J. Y., Rettner, C. T., Sanders, D. P., Kim, H. C., Hinsberg, W. D. Dense self-assembly on sparse chemical patterns: rectifying and multiplying lithographic patterns using block copolymers. Adv. Mater. 20 (16), 3155-3158 (2008).
  22. Colburn, M., et al. Step and flash imprint lithography: a new approach to high-resolution patterning. Proc. SPIE. 3676 ((Pt. 1, Emerging Lithographic Technologies III)), 379-389 (1999).
  23. Ahn, S. H., Guo, L. J. High-speed roll-to-roll nanoimprint lithography on flexible plastic substrates. Adv. Mater. 20 (11), 2044-2049 (2008).
  24. Vieu, C., et al. Electron beam lithography: resolution limits and applications. Appl. Surf. Sci. 164, 111-117 (2000).
  25. Nagase, T., Gamo, K., Kubota, T., Mashiko, S. Direct fabrication of nano-gap electrodes by focused ion beam etching. Thin Solid Films. 499 (1-2), 279-284 (2006).
  26. Juodkazis, S., et al. Two-photon lithography of nanorods in SU-8 photoresist. Nanotechnology. 16 (6), 846 (2005).
  27. Yang, Y., Leong, K. W. Nanoscale surfacing for regenerative medicine. Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 2 (5), 478-495 (2010).
  28. Yang, Y., Kulangara, K., Sia, J., Wang, L., Leong, K. W. Engineering of a Microfluidic Cell Culture Platform Embedded with Nanoscale Features. Lab Chip. 11 (9), 1638-1646 (2011).
  29. Wang, K., et al. Nanotopographical modulation of cell function through nuclear deformation. Acs Appl. Mater. Inter. 8 (8), 5082-5092 (2016).
  30. Lee, J. N., Park, C., Whitesides, G. M. Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices. Anal. Chem. 75 (23), 6544-6554 (2003).
  31. Yang, Y., Kulangara, K., Lam, R. T. S., Dharmawan, R., Leong, K. W. Effects of Topographical and Mechanical Property Alterations Induced by Oxygen Plasma Modification on Stem Cell Behavior. ACS Nano. 6 (10), 8591-8598 (2012).
  32. Hua, F., et al. Polymer Imprint Lithography with Molecular-Scale Resolution. Nano Lett. 4 (12), 2467-2471 (2004).
  33. Delamarche, E., Schmid, H., Michel, B., Biebuyck, H. Stability of molded polydimethylsiloxane microstructures. Adv. Mater. 9 (9), 741-746 (1997).

Tags

Биоинженерия выпуск 118 Nanopattern метод стежком электронно-лучевой литографии мягкая литография наноимпринтной литография клеточная модуляция полидиметилсилоксана полистирол
Расширение наноструктурированных подложках с использованием стежка Техника для Nanotopographical модуляции клеточной поведения
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wang, K., Leong, K. W., Yang, Y.More

Wang, K., Leong, K. W., Yang, Y. Expanding Nanopatterned Substrates Using Stitch Technique for Nanotopographical Modulation of Cell Behavior. J. Vis. Exp. (118), e54840, doi:10.3791/54840 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter