Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

Udvidelse Nanopatterned Underlag Brug Stitch Teknik for Nanotopographical Modulation of Cell Behavior

Published: December 8, 2016 doi: 10.3791/54840
Automatic Translation
1, 2, 1
1Department of Chemical and Biomedical Engineering, West Virginia University, 2Department of Biomedical Engineering, Columbia University

Protocol

1. Replication af PDMS forme fra en EBL Mold

  1. Fabrikere siliciumformen 29
    1. Spin coating 200 pi polymethylmethacrylat (PMMA) opløsning på en 1 × 1 cm silicium (Si) substrat ved 2500 rpm i 1 min for at danne en tynd film.
    2. Bage PMMA film på Si substrat ved 180 ° C i 2 min.
    3. Skriv den designede nanopattern på PMMA film ved hjælp af en fokuseret elektronstråle på et område dosis på 300 pC / cm2.
    4. Udvikle PMMA nanopattern i developer for 80 sek.
    5. Depositum PMMA nanopattern med en nikkel lag på 50 nm i tykkelse ved hjælp af en E-beam fordamper ved en udgangsspænding på 10 kV, emissionsstrømtæthed på 0,5 mA og en deposition på 0,5 Å / sek.
    6. Løft PMMA del i 20 ml remover ved 80 ° C i 20 minutter.
    7. Reaktiv ion etch (RIE) den nanopattern i Si substratet for at få en Si støbeform af den ønskede dybde.
      BEMÆRK: Gas blanding af TetRafluoromethane (CF 4) / oxygen (O2) (90% / 10%) ved en induktivt koblet plasma (ICP) effekt på 400 W og RIE effekt på 150 W anvendes til at ætse Si substrat til en dybde på 560 nm.
  2. Silanize Si mug
    1. Sætte et dækglas og Si formen i en 100 mm PS petriskål og overføre dem i et glas ekssikkator placeret i et stinkskab.
    2. Drop 10 pi 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltrichlorosilane på dækglasset.
      Forsigtig: 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltrichlorosilane kan forårsage hudætsning og alvorlige øjenskader. Bær egnede personlige værnemidler (PPE).
    3. Dæk petriskålen delvist.
    4. Hold tørreapparat under vakuum i 5 timer i et stinkskab for at fuldføre silanisering af Si mug.
  3. Forbered PDMS præpolymer
    1. Afvej 10 g PDMS harpiks og 1,05 g hærder i engangsbeholdere vejebåd.
    2. Bland PDMS præpolymer grundigt ved anvendelse af en plastikske.
    3. Afgasses PDMS præpolymeren i en plastik tørreapparat under vakuum i omkring 20 min Til observeres en klar blanding.
  4. Gentagne PDMS forme
    1. Sæt silaniseret Si formen i en 60 mm petriskål.
    2. Hæld PDMS præpolymeren på Si skimmel i petriskålen.
    3. Anbring petriskålen i en plastik ekssikkator og afgasse i ca. 10 minutter, indtil alle boblerne forsvinder.
    4. Overfør petriskålen til en kogeplade og hærde PDMS præpolymeren ved 70 ° C i 4 timer.
    5. Skrælle PDMS formen fra Si mug omhyggeligt ved hjælp af en pincet.
      BEMÆRK: PDMS forme kan opbevares ved omgivende betingelser i op til en uge. Efter hærdning er der nogle ikke-tværbundne PDMS harpiks molekyler og resterende hærder i PDMS forme 30. De molekyler med lav molekylvægt vil gradvist diffunderer ud og akkumuleres ved overfladen over tid. Dette påvirker topografiske og mekaniske egenskaber af PDMS overflade 31. DIFfusion er ikke signifikant inden for en uge.

2. Stitching af PDMS forme ind i en stor, Single Mold

  1. Forbered flere PDMS forme ved at gentage trin 1.4.
    BEMÆRK: Afvej samme mængde PDMS blandingen hver gang at opnå PDMS forme af samme tykkelse.
  2. Bestem orienteringen af ​​anisotrope PDMS nanopatterns såsom nanogratings under et optisk mikroskop og markere det på bagsiden af ​​PDMS forme med en tusch.
    BEMÆRK: Det er ikke nødvendigt at markere retningen af ​​isotrope nanotopography såsom nanopillars.
  3. Rengør et Si substrat med ethanol i et stinkskab og tør den med trykluft.
  4. Skær de unpatterned områder af hver PDMS støbeform med et blad.
    BEMÆRK: For PDMS forme, som stilles i periferien af ​​den syet mug, bør kun de unpatterned områder i kontakt med andre beskæres fra.
  5. Placer det trimmede PDMS formen med den nanopattern forsiden nedad påspejlet side af Si substrat og derefter justere andre forme tæt på, men ikke rører det omgivende formen (e).
  6. Forbered en PDMS klæbelag
    1. Afgivet 1 g afgasset PDMS præpolymer (PDMS harpiks og hærder forhold: 10: 1,05) på et rent objektglas (7,5 cm x 2,5 cm) til dannelse af en 0,5 mm tykt lag.
    2. Bage PDMS lag ved 100 ° C på en varmeplade i 3-5 min. Brug en nål til at røre laget og sikre, at laget er delvist men ikke fuldstændigt hærdet.
      BEMÆRK: delvis hærdede PDMS kan ikke flyde som uhærdet PDMS præpolymer, men det er klæbrig sammenlignet med hærdede PDMS.
  7. Placer PDMS lag på bagsiden af ​​linie PDMS forme og hurtigt vende denne forsamling og overføre den til kogepladen.
  8. Påfør en trykkraft (5 kPa) ved anvendelse af en metalblok på toppen af ​​konstruktionen for at sikre en god kontakt mellem PDMS klæbelag og bagsiden af ​​PDMS forme, og hærde PDMS klæbelag ved 100 ° C i 1 time. <br /> BEMÆRK: juster forsigtigt position metalklodsen at undgå tilt af samlingen.
  9. Fjern metalklodsen og skrælle enkelt syet PDMS formen fra Si substrat.

3. Generering af en Master Mold på PS Substrater

Bemærk: Det sammenflettede PDMS skimmel immobiliseret på et objektglas kan anvendes til at generere en master mug på en PS plade eller en PS tynd film, hvoraf der kan fremstilles arbejder nanopatterned substrater.

  1. Generer en master mug på en PS plade
    1. Forbered en PS plade
      1. Tør PS pellets i en vakuumovn ved 80 ° C i to dage.
      2. Forvarm en presse maskine ved 230 ° C.
      3. Saml en aluminiumsplade, en polytetrafluorethylen (PTFE) plader og aluminium spacer i en rækkefølge fra bund til top.
      4. Load 3,5 g PS pellets i aluminium spacer med en kvadratisk åbning på 3 cm (L) × 3 cm (W) × 0,3 cm (H).
        BEMÆRK: spacer er ca 0.1 cm tykkere end de PDMS forme, og dermed den endelige nanopatterned PS substrat er omkring 0,1 cm tyk.
      5. Placer en anden PTFE plader og derefter en anden aluminium plade på aluminium afstandsstykke.
      6. Placer samlingen i pressen maskine.
      7. Forvarm PS pellets ved 230 ° C i 30 minutter.
      8. Påfør et kompressionstryk (0,1 MPa) på samlingen i 5 min.
      9. Slip tryk og derefter genanvende en kompressionstryk på 0,5 MPa på samlingen.
      10. Gentag trin 3.1.1.9 med et tryk stigning på 0,5 MPa indtil den ønskelige tryk på 1,5 MPa er nået.
      11. Sluk kaminen af ​​pressen maskinen og køle den ned under 70 ° C ved et konstant tryk på 1,5 MPa.
      12. Tag samlingen ud og opbevar PS pladen i en vakuumovn ved 80 ° C for at forhindre fugt i at genindtræde PS pladen.
    2. Nanoimprint den syet PDMS skimmel i PS plade
      1. Placer PS pladen i en aluminium spacersat på en 3-tommer Si wafer.
        BEMÆRK: De indre dimensioner af afstandsstykket er de samme som dem af PS pladen så PS pladen passer lige ind afstandsstykket.
      2. Varm PS pladen på en varmeplade ved 250 ° C i 30 minutter.
      3. Sæt syet PDMS form med nanopatterns forsiden nedad på det smeltede PS plade.
        BEMÆRK: Den ene side af PDMS formen sættes i kontakt med overfladen af ​​PS pladen først og en anden side sænkes gradvist i kontakt med PS overflade for at undgå dannelse af luftbobler ved grænsefladen.
        Forsigtig: Overfladen på varmepladen er varm. Bær thermogloves under nanoimprinting proces.
      4. Placer en aluminiumplade på objektglasset af den stukne PDMS formen.
      5. Påfør et kompressionstryk (12,5 kPa) ved anvendelse metalblokke på aluminiumsplade og vente i 3 minutter.
        BEMÆRK: Sørg for, at aluminium plade ikke vippes.
      6. Løft og erstatte metal blok fra aluminiumsplade og jegncrease det kompressionstryk til 25 kPa.
      7. Gentag trin 3.1.2.6 med trykket øges til 50 kPa.
        BEMÆRK: Dette trin er at fjerne luftlommer mellem PDMS skimmel og PS pladen.
      8. Holde temperaturen af ​​varmepladen mellem 240 og 250 ° C under den konsekvente tryk på 50 kPa i 15 minutter.
      9. Sluk for kogepladen og køle ned hele opsætningen.
        BEMÆRK: En ventilator kan bruges til at fremskynde køleprocessen.
      10. Fjern metalblokke efter at temperaturen er under 50 ° C, og forsigtigt det syet PDMS mug fra PS pladen.
        BEMÆRK: PS substratet har de omvendte nanopatterns og kan anvendes som en master støbeform til frembringelse arbejder PDMS substrater.
  2. Generer en master mug på en PS tynd film
    1. Forbered en PS tynd film
      1. Opløs 1 g PS i 10 ml toluen i et stinkskab.
        Forsigtig: Toluen kan forårsage hud irritation og alvorlige øjenskader, og kan forårsage organskader ved længerevarende eller gentagen eksponering. Bær passende personlige værnemidler.
      2. Spin-coat 1 ml PS opløsning på en 2-i wafer ved 2500 rpm i 1 min for at danne ~ 1 um tyk PS tynd film.
      3. Inddamp toluen fra filmen ved at indstille PS film på Si wafer i et stinkskab i 3 dage.
      4. Anneale PS tynd film i en vakuumovn ved 80 ° C natten over.
    2. Nanoimprint PDMS mug på en PS tynd film
      1. Sæt syet PDMS formen med nanotopography forsiden nedad på PS tynd film, der er indstillet på en kogeplade.
      2. Påfør et kompressionstryk på 12 kPa på PDMS formen ved hjælp metalblokke på glasset side af PDMS formen.
      3. Forøgelse af temperaturen af ​​varmepladen til 180 ° C og holdes i 15 min.
        Forsigtig: Den smeltede PS Filmen kan fungere som smøremiddel. Vær opmærksom på forhindre metalblokke i at glide af.
      4. Sluk for kogepladenog køle ned hele opsætningen.
        BEMÆRK: En ventilator kan bruges til at fremskynde køleprocessen.
      5. Fjern metal blokke efter temperaturen falder til under 50 ° C, og forsigtigt det syet PDMS formen fra PS filmen.
        BEMÆRK: nanopatterned PS film vil fungere som en mester støbeform til at producere arbejder PDMS substrater.

4. Nanotopographical Modulation of Cell Behavior

Bemærk: Humane epitelceller dyrkes på de repræsentative nanotopographies at demonstrere nanotopographical modulering af cellespredning.

  1. Cast PDMS arbejder substrater fra master mug genereret fra enten trin 3.1 eller 3.2 afhængigt af programmet.
  2. Anvendelse af en hul stål bue punch, skære nanopatterned PDMS substrater til skiver til at passe til konfigurationen af en specifik multi-brønds plade (plade fx med 24 brønde).
  3. Brug en pincet til at placere PDMS diske i brøndene ofa multi-brønds plade.
  4. Sterilisere PDMS substrater ved anvendelse af 70% ethanol og derefter UV-eksponering, hver i 30 minutter.
  5. Vask PDMS substrater med 1x steril phosphatbufret saltvand (PBS) tre gange.
  6. Coat PDMS substrater med ekstracellulær matrix protein (dvs. 20 ug / ml fibronectin) i 30 minutter ved stuetemperatur.
  7. Skyl PDMS substrater tre gange med sterilt PBS, hver i 5 minutter.
  8. Suspender human lungecancer celle A549 i Dulbeccos modificerede Eagle medium med 10% føtalt bovint serum og tælle celler under anvendelse af et hæmocytometer.
  9. Plate cellerne ved en seeding tæthed på 2.000 celler / cm2 på PDMS substrater og kultur dem ved 37 ° C i en fugtig atmosfære indeholdende 5% CO2 i en dag.
  10. Vask cellerne med PBS tre gange.
  11. Fikseres cellerne i en blanding af 4% paraformaldehyd og 2% glutaraldehyd i PBS i 4 timer og dehydrere celler under anvendelse af en CO2-kritisk point tørretumbler til scanning elektronisk mikroskopisk observation 29.
    Forsigtig: Paraformaldehyd og glutaraldehyd kan forårsage svære forbrændinger af huden og øjenskader. Betjen i en kemisk hætte og bære passende værnemidler.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Sømmen teknik kan generere et stort område af nanopatterned substrater med high fidelity. Figur 1a og 1b viser det store område af nanopatterns overført fra den stukne PDMS formen til PS pladen og PS tyndfilm på et Si-substrat, hhv. Sammenligningen mellem den oprindelige EBL-skriftlig form (figur 1c) og de sidste PDMS arbejder substrat (figur 1d) bekræfter, at EBL-skrevne nanopatterns kan trofast overføres til arbejdsmiljøet substrat. Nanotopography af forskellige geometri og dimensioner kan anvendes til at modulere celle adfærd. Som vist i figur 2 med A549, en adenocarcinomic basal epithelial cellelinje som model-celler, kan de anisotrope nanogratings langstrakt cellerne langs nanograting retning i forhold til den multipolære morfologi at A549-celler vises på de isotrope nanopillars.

nt "fo: holde-together.within-side =" 1 "> figur 1
Figur 1. Generering af et stort område af nanopatterned substrater under anvendelse søm teknik. (A, b) optiske billeder af nanopatterns overført til PS pladen og PS tynd film, hhv. Pilene angiver polymeren raise i mellemrummene i den stukne PDMS forme. (C, d) SEM billeder af nanopatterns om EBL mug og endelige PDMS arbejder substrat, hhv. Skalaen barer er 1 um. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2
Figur 2. Nanotopographical moduleret cellespredning af A549-celler. (a) nanogratings på 500 nm i linjebredde, 500 nm i afstand og 560 nm i højden og (b) nanopillars på 500 nm i diameter, 450 nm i kant-til-kant afstand og 560 nm i højden , henholdsvis. Skalaen barer er 10 um. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi præsenterer en enkel og billig, men alsidig metode til at generere et stort område af nanopatterned substrat. At trofast ekspandere stærkt definerede nanopatterns, bør der lægges stor vægt på flere kritiske trin. Den første er at trimme de mange PDMS forme. Unpatterned områder af PDMS forme skal fjernes. Desuden bør sidevæggene i formene skæres vertikalt så perfekt som muligt for at minimere forskellene mellem formene. Tilsammen kan den del af unpatterned områder i den endelige søm støbeformen reduceres. For det andet skal tilpasses uden forvrængning på silicium substrat for nanopatterned overfladen af ​​disse PDMS forme. Fordi PDMS nanostrukturer er tilbøjelige til at deformeres, er det afgørende at placere nanopatterned overflader mod et spejl side af siliciumsubstratet forsigtigt og jævnt (undgå luftlommer mellem PDMS mug og silicium overflade). PDMS forme vil blive tilpasset så tæt som muligt på, men ikke røre neighboring forme til yderligere at minimere unpatterned del af det endelige søm formen. Ellers vil de rørt nanostrukturer deformere under nanoimprinting. For det tredje kan tykkelsen af ​​PDMS forme variere fra batch til batch, og det er således vigtigt at gøre tykkelsen ensartet ud over at foretage tykkelsen af ​​hver form ensartet ved at udjævne den lille Si formen perfekt før PDMS støbning. Selvom variationen i tykkelse tværs af PDMS forme kan kompenseres ved indstilling af tykkelsen af ​​PDMS præpolymer (klæbemiddel) lag støbt på en glasplade, kan et tykt lag præpolymer være problematisk. Præpolymeren kan trækkes gennem mellemrummene mellem PDMS forme til mønstret overflade af den kapillære kraft, og dermed beskadige nanopatterns. variation af tykkelsen kan minimeres ved at fremstille den samme mængde PDMS blanding ved støbning fra EBL formen. Som følge heraf kan et tyndt PDMS præpolymer lag anvendes. Alternativt delvis hærdning af prepolymer lag vil forøge dens viskositet, og dermed reducere dens raise og vinder eliminere den mulige skade af nanopatterned overflader.

Sømmen teknik er begrænset af elastomer natur PDMS. Selvom bløde litografi er blevet anvendt til at replikere har størrelser så små som 2 nm 32 og i princippet kan nå en opløsning på mindre end 0,5 nm 18, kan de nanoskala PDMS funktioner ikke blive gentaget fejlfrit når det aspekt forholdet mellem højde og bredde er for høj (> 2) eller for lav (<0,2). De nanofeatures kan kollapse, når billedformatet er for højt, eller resultere i utilstrækkelig lindring ved brug af PDMS stempel en <0,2 forholdet 33. Desuden kan flere PDMS forme ikke syet problemfrit på grund af mellemrummene og ufuldstændig trimning af PDMS forme, og der er således unpatterned og misvisende områder (især for kontinuerlige nanopatterns såsom nanogratings). I betragtning af den lille procentdel af den DEFECTEDområde over det samlede areal, søm teknik stadig giver en enkel og billig måde at producere et stort område af nanopatterned substrater. Hertil kommer, når den stukne støbeformen nanoimprinted ind polymersubstratet, kan smeltet polymer strømme ind i hulrummet, hvilket resulterer i en ujævn overflade (figur 1a). Den ujævne overflade gør det til en udfordring at indsamle prøver til cellulære eller molekylærbiologiske analyser. I mikrofluide applikationer, raise forårsager også en ufuldstændig forsegling når mikrokanaler er forseglet mod mønstrede substrat. Den ujævne overflade problem kan let løses ved at anvende polymer tyndfilm teknik til at minimere raise gennem tuning filmtykkelsen (figur 1b).

Selvom søm teknik har brug for en defineret mester støbeform til udvidelse, den er enkel og økonomisk overkommelig i forhold til andre teknikker, såsom trin-og-flash litografi og en rulle-til-rulle nanoimprinting lithogragrafi. Sømmen teknik kræver kun hot plader og en måde at udøve trykkræfter under syning og nanoimprinting processer, men ikke dyrt udstyr. Desuden kan sting processen gennemføres i et rent miljø, men ikke nødvendigvis i et renrum.

Den søm teknik er også alsidig. Ud over at udvide en identisk nanopattern til et stort område, kan sømmen teknik anvendes til formene, der består af mikro- og / eller nanoskala funktioner i forskellige former, dimensioner og arrangementer. Til denne forbindelse kan en kombinatorisk bibliotek af mikro- / nanotopographies være bygget til at levere high-throughput platform for at undersøge celle-topografi interaktioner. Denne enkle, overkommelige og alsidige søm teknik kan potentielt udvides til at skabe mikro- / nanoskala enheder med hybride komponenter.

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

Bioengineering Nanopattern søm teknik elektronstråle litografi blød litografi nanoimprinting litografi celle modulation polydimethylsiloxan polystyren
Udvidelse Nanopatterned Underlag Brug Stitch Teknik for Nanotopographical Modulation of Cell Behavior
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