Method Article

Bir Çekçek tabanlı Meclisi Yöntemi ile Biomembrane Mikroarray'ler oluşumu

DOI:

10.3791/51501

⸱

May 8th, 2014

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Minnesota, 2Department of Biomedical Engineering, University of Minnesota, 3Department of Neurology, Mayo Clinic College of Medicine, 4Department of Immunology, Mayo Clinic College of Medicine

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Desteklenen ikili lipid tabakalarıdır ve doğal zar parçacıkları hücre zarlarının özelliklerini yaklaşık ve analitik çeşitli stratejiler dahil edilmesi uygun sistemlerdir. Burada destekli lipid iki katmanlı kaplı SiO 2 boncuklar, fosfolipid vezikülleri ya da doğal zar parçacıklarının oluşan mikrodizileri hazırlanması için bir yöntemi göstermektedir.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Lipid iki katmanlı membranlar hücrelerin plazma membranları formu ve hücre içi organellerin sınırlarını tanımlar. Doğada bu membranlar, lipidler, çok çeşitli heterojen karışımlarıdır zara bağlı proteinleri içeren ve karbonhidrat ile süslenmiştir. Bazı deneylerde, doğal membran olanlardan iki lipid tabakasının biyo-fiziksel ya da biyokimyasal özellikleri ayrılması için tercih edilir. Bu gibi durumlarda, dev vesiküller, lipozom ya da taşıyıcı lipid iki katmanlı (SLBS) gibi model sistemlerinin kullanımı gerektirir. SLBS Diziler uygulamaları algılamak ve hücre-hücre etkileşimleri taklit için özellikle çekicidir. Burada SLB dizileri oluşturmak için yeni bir yöntem tarif eder. Mikrondan daha küçük çaplı SiO 2 boncuk birinci küresel SLBS (SSLBs) oluşturmak için, lipid çift tabakaları ile kaplanmıştır. Boncuklar daha sonra mikro-fabrikasyon submikron çaplı mikro oyuk bir diziye yatırılır. Ayrılmayı ise hazırlama tekniği, alt-tabaka yüzeyini temizlemek için bir "sileceği" kullanmaktadırmikro oyuk içine yerleşmiş SSLBs arkasında g. Bu yöntem, mikro alt-tabakanın herhangi bir kimyasal modifikasyonu, ne de SSLB üzerinde herhangi bir hedefleme ligandı gerektirir. Kuyu çap tane çapı biraz daha büyük olmak için ayarlanmıştır çünkü Mikrodelikler tek boncuk tarafından işgal edilmiştir. Geri kalan boş kalır Tipik olarak, kuyuların daha fazla% 75, işgal edilmiştir. Tamponda SSLB diziler daha büyük bir haftadan uzun süreli stabilite gösterir. Biz gangliosid GM1 ile kolera toksini etkileşimlerini karakterize ile göstermek ki, SSLBs çok tip seri biriktirme ile tek bir dizi yerleştirilebilir ve bu diziler tespiti için de kullanılabilir. Ayrıca, hücresel kaynaklardan elde edilen boncuk destek ve biyomembranlarda olmayan fosfolipid vesiküller aynı yöntemle dizilmiş olabilir ve hücreye özel membran lipidleri tespit edilebileceğini göstermektedir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Lipid iki katmanlı membranlar doğada temel yapılardır. Hücresel zarlar, plazma ve organel membranlar yaşam için gerekli olan moleküller, bir dizi dahil lipid ikili katmandan oluşmaktadır. Birçok yaşamı sürdürme işlemleri hücrelerinin yüzeyinde meydana veya lipit iki katmanlı membran ile ilişkili moleküller aracılık eder. Aslında, birçok ilaç hedef işlemler veya moleküller 1,2 veya zarlarında bulunmaktadır. Bu tür zar analitik yüzeylerinde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar veya kovalent olmayan bağlanma olaylar gibi süreçleri araştırılması gereklidir. Doğal membranlar sensörleri ile izole ve / veya arayüz zor olabilir çünkü, birçok araştırmacı, analitik çalışmaları yürütmek için basitleştirilmiş bir model zarları kullanır. Model membran sistemleri bir dizi nano boyutta 3,4 ile lipozomlara çapı mikron On ila yüzlerce olabilir dev veziküllerden kadar, literatürde tarif edilmiştir. Alternrin, katı destekler üzerinde biriken düzlemsel lipid çift, yani ikili lipid tabakalarıdır (SLBS), farklı yüzeylerin bir dizi oluşturulabilir ve yaygın olarak, biyo-fiziksel biyokimyasal ve analitik uygulamalarda 5 kullanılmaktadır desteklenir. Elektrik ya da optik malzeme ile birleştirilmesi SLBS farklı analitik tekniklerin kullanılması ile membran biyokimya ve biyofiziğin soruşturma sağlar. Floresan mikroskopi 6, elektrokimya 7, optik spektroskopi 8, taramalı prob mikroskopisi 9, yüzey plazmon rezonans 10 ve kütle spektrometresi 11 tüm SLBS yapısını ve özelliklerini incelemek için istihdam edilmiştir.

SLB diziler multipleks 12,13 deneyleri için sensörler tasarımında ek bir esneklik sunar. Diğer uygulamalar bağışıklık hücrelerinin 14 arasında oluşan kavşak taklit etmek SLB diziler kullanın. SLB diziler için hazırlama yöntemleri microflu arasında değişmesineidic bitişik SLB yamalar arasındaki fiziksel engelleri istihdam olanlar için 15 yaklaşır. 16. Diğer gruplar baskı yöntemleri 17 kullandım, fotokimyasal desenlendirme 18 ve çeşitli nanoengineering SLB diziler oluşturmak için 19 yaklaşır.

Bu kağıt ve ekteki videoda mikro oyuk 20'nin sıralı diziler halinde SLB-kaplanmış boncuklar SiO 2 biriktirilmesiyle SLB dizileri oluşturmak için bir yöntem ortaya koymaktadır. Biz küresel desteklenen lipit tabakalarının (SSLBs) olarak SLB kaplı SiO 2 boncuklar bakın. Bu teknik, aynı zamanda, örneğin sonuçları göstermektedir başka doğal kaynaklardan 21, elde edilen fosfolipid vezikülleri ve biyomembranlarda dizileri oluşturulan önceki işin bir uzantısıdır. Biyomembran tanecikleri veya veziküller arraying için diğer yöntemler vesikül yüzeyi üzerinde bulunan tamamlayıcı bir ligand ile ortak yüzeyleri üzerinde belirli hedefleme ligandlarının kalıpları yararlanmıştır. Örnekleri arasında biyotin-içeriravidin dernek 22,23 ve DNA hibridizasyon şemaları 24. Bizim yaklaşım sadece gerekli hiçbir hedefleme veya tanıma kısımları ile bir mikro dizi gerektirir. SSLBs büyüklüğü düşük poli-disperitesineM sahip SiO 2 boncuk desteklerin, çapı ile tanımlanır. SSLB çapından biraz daha büyük için mikro çapını ayarlayarak, tek bir SSLB her kuyucuktan yerleşir. Bir poli (dimetilsiloksan) (PDMS) silecek sonra yüzeyinden mikro oyuk hareketsiz olmayan tüm SSLBs kaldırır. Mikro-ve elde edilen diziler SSLB 3 um merkez-merkez aralığında ve altıgen periyodik yüksek yoğunluklu (~ 10 5 SSLBs / mm 2) sahiptir. Seri olarak, farklı lipid bileşimlerle SSLBs biriktirilmesi ile, rasgele konumlandırılmış olan çok-bileşenli SSLBs diziler oluşturmak mümkündür. SSLB Dizilerin algılama yeteneğini göstermek için, SSLBs dahil bir Gangliozidleri (GM1) ile kolera toksini (CTx) etkileşimini kullanılır. Iledoğal zar partiküller, iki farklı hücre tiplerinden membran malzemesi ihtiva eden, çok-bileşenli dizilerde hücreye özel lipidler tespit etmek mümkün oldu.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Microwell Dizi Yüzey 1. Mikro ve

  1. Termal olarak yetiştirilen oksit 100 nm olan bir 4 inç silikon gofret ile başlayın.
  2. 30 saniye boyunca 4,000 rpm'de gofret SPR-955 0.7 photoresist'i Spin.
  3. 90 saniye boyunca 115 ° C'de bir sıcak plaka üzerinde pişirilir.
  4. Photoresist'i Açığa.
    1. Dizi, bir 2 mm x 2 mm alanı kapsayan bir 3 um süresi ile bir altıgen dizide düzenlenmiş 1 um delikler yaratacak bir maske kullanın.
    2. 6 mm adım büyüklüğü ve 200 mJ / cm 2 'lik bir pozlama kullanan bir i-hat step in gofret Açığa.
  5. 90 saniye boyunca 115 ° C'de bir sıcak plaka üzerinde pişirilir.
  6. 90 saniyelik bir geliştirme toplam süresi için gofret CD-26 2 birikintileri yatırmak için bir spin geliştirici kullanarak geliştirin.
  7. N 2 ile ultra saf DI su ve kuru ile iyice durulayın.
  8. Ar 50 sccm'lik, CF 4 25 sccm'lik ve CHF 3 flo 50 sccm'lik ile 6 dakika boyunca bir reaktif iyon etcher in oksit etch75 mTorr basıncında kanat.
  9. C4 F 8 63 sccm'lik, SF 6 27 sccm'lik, Ar 40 sccm'lik ve O 2 14 mTorr basıncında akan 10 sccm'lik ile 2 dakika boyunca bir ICP derin açması reaktif iyon etcher olarak silikon etch.
  10. Karşı kaldırmak için aseton, metanol ve izopropanol içinde durulayın.
  11. H 2 SO 4 banyosu içinde yer: H 2 O 2 01:01 yüzeyi temizlemek için 10 dakika karıştırıldı.
  12. N 2 ile ultra saf DI su ve kuru ile iyice durulayın.
  13. 250 ° C'de atomik tabaka birikimi ile Al 2 1.080 Å O 3 yatırınız

Poli 2.. Hazırlama (dimetilsiloksan) Çekçek

  1. Mümkünse, bir temiz oda çalışır. Aksi mümkün temiz ortamda çalışmak.
  2. ≥ 13 mm saplı bir plastik Petri çanak (veya başka temiz tek bir kap) edinin.
  3. Bu yemeğin içinde, 50 g PDMS bas ardından, 5 gr PDMS sertleştirme ajanı dökmeke maddesi (ya da çoğunlukla Petri kabı dolduracak 1:10 şey). Bir kullanılıp atılabilir plastik bir pipet ya da çubuk ile iyice karıştırın.
  4. Kabarcıkları karışımı (yaklaşık 30 dakika) üzerinden gelinceye kadar vakum uygulanarak, bir vakum hattı olan bir bölme içerisinde karışık PDMS yerleştirerek kabarcıklarını çıkarın.
  5. Zaten Petri kabındaki, hava kabarcıklarının oluşturulmasını önlemek Petri kabındaki PDMS, dökmek değilse.
  6. 50 ° C (daha az bir süre için yüksek ısı de çalışıyor)> bir ocak gecede Cure.
  7. Temiz / yeni jilet ile, dikkatle mümkün olduğunca temiz üst yüzeyi tutarak, bir dikdörtgen parça, yaklaşık 2.5 x 2.5 cm kesti. Temiz bir forseps ile soyunuz. (Bu silecek sürecinde kullanılan kenar olacak) mümkün olduğunca keskin üst kenarına yapmak için, bir hareket jilet bastırarak bir kenarını (1.5 cm aşağı) keserek.
  8. Daha sonra aseton, metanol, izopropil alkol, ve ultra saf DI su ile yıkayınız ve temiz, kuru bir nitrojen gazı ile darbe. Temiz bir Petri kabındaki saklayın.

Veziküller 3. Hazırlanması

  1. Lipid stok 25 mg / ml yumurta fosfatidilkolin (PC) solüsyonları ve 1 mg / ml 1,2-dipalmitoil-sn-glisero-3-fosfoetanolamin-N toplayın - kloroform (lisamin rodamin B sülfonil) amonyum tuzu (Rho-DPPE) ve kloroform / metanol içinde monosialoganglioside GM1 bir 0.5 mg / ml stok çözeltisi (2:1 v / v).
  2. Küçük bir cam şişe içinde 25 mg / ml PC 18.9 ul, 0.5 mg, 39.6 ul / ml GM1 ve 7.9 ul eklenmesi ile 97 mol% PC,% 2 mol GM1 ve 1 mol% Rho-DPPE sonuçlanan bir karışım yapmak 1 mg / cam şırıngalar kullanılarak ml Rho-DPPE.
  3. Not:. Nair ve diğerleri, 25 için ek malzeme istenen herhangi bir bileşimin vezikülleri oluşturmak için gerekli lipitlerin miktarlarını hesaplamak için mükemmel bir özelleştirilebilir Excel içerir.
  4. Bir vakumlu desikatör içinde şişe yerleştirin ve 6 saat için vakum altında şişeyi bırakarak çözücü çıkarın.
  5. 0.1 'lik bir sulu çözelti yapınM NaCl. Kurutulmuş lipid filmi içeren şişeye 0.1 M NaCl çözeltisinin 0.5 ml ilave edilir.
  6. Sulu lipid karışım gece boyunca dinlenmeye bırakın.
  7. Bir vezikül süspansiyonu oluşturmak için Kısaca girdap karışımı, daha sonra oda sıcaklığında bir banyo sonikatörü içinde 20 dakika boyunca ultrasonik titremeye maruz bırakılır.
  8. 100 nm gözenek boyutu olan bir polikarbonat membran ile vezikül süspansiyonunun Ekstrüze. Filtre 17X ile vezikül süspansiyonunun geçirin.
  9. 4 ° C'de bir cam şişe içinde çekilmiş veziküllerin saklayın

Küresel Desteklenen lipit tabakalarının 4. Oluşumu

  1. 700 nm çaplı SiO 2 boncuk toplayın. Taneler, 1.4 x 10 11 boncuk / ml 'lik bir stok konsantrasyonu ile damıtılmış su içinde temin edilmektedir.
  2. Bir 1.5 ml Eppendorf tüpü içinde 0.1 M NaCI 893 ul boncuk stok çözeltisinin 107 ul ekleyerek 1.5 x 10 10 boncuk / ml 'lik bir konsantrasyon ile bir 1 ml boncuk süspansiyonu hazırlamak.
  3. Iyi mi sağlamak için süspansiyon vorteksxed.
  4. 20 dk sonra süpernatant atın için 1.700 x g'de süspansiyon santrifüj. 0.1 M NaCI, 1 ml olarak boncuk yeniden süspanse edin. Iyice boncuk yıkamak için iki kez daha bu adımı tekrarlayın.
  5. , SSLBs oluşturan bir 1.5 ml Eppendorf tüpü içinde 1 mg / ml vezikül süspansiyonunun 200 ul SiO 2 boncuk süspansiyonu 25 ul ekleyin. Vortex karışım, oda sıcaklığında 1 saat boyunca bekletilir. Bu aşamada SSLB konsantrasyonu 1.7 x 10 9 SSLBs / ml olmalıdır.
  6. SSLBs pellet haline getirmek için 20 dakika boyunca 1700 x g'de santrifüjleyin. Pelet nedeniyle boncuklar üzerinde Rho-DPPE ile veziküllerin rüptürü pembe görünmelidir.
  7. 225 | il fosfat tamponlu tuz (PBS), pH = 7.4 'de tekrar süspansiyon süpernatan ve atın. Tekrar SSLB süspansiyon herhangi yırtılmamış veziküllerini kaldırmak için 4.6-4.7 adımları iki kez daha.

SSLB Array 5. Meclisi

  1. 4-6 mikrofon ile dikdörtgen parçalar sonuçlanan mikro diziler Cleave gofretbirim başına Rowell diziler.
  2. Vortex SSLB süspansiyonu karıştırmak, sonra her mikrowell dizideki SSLB süspansiyonu 10 ul yerleştirin. 1 saat dinlenme SSLBs yüzeyine yerleşmek için izin diye.
  3. Sonra yavaşça sığ bir tabak içinde hazırlanmış bir PBS banyosunda daldırın, bir yıkama şişesinden PBS ile mikro dizi çip yıkayın.
  4. Batık ise, yavaşça mikro dizi çip üzerinde PDMS silecek floş yerleştirin ve yavaşça mikro oyuk hareketsiz değil SSLBs kaldırmak için yüzeyi 5x boyunca kaydırın.
  5. Kavrama hafifçe mikro dizi cımbız ile çip ve herhangi bir aşırı SSLBs kaldırmak için PBS banyosunda sallayın.
  6. Çabuk silecek banyosundan çipi çıkarın ve daha sonra kullanmak kadar taze PBS banyosunda yerleştirin. Çipin üst yüzeyi SSLBs korumak için ıslak olduğundan emin olun.

Not: Yukarıda tarif edilen montaj yöntemi fare beyin veya pho izole myelin parçacıkların gibi doğal zar parçacıklarının diziler yaratmak için kullanılabilirSiO 2 kordon destek olmadan spholipid veziküller. Bu çalışma Wittenberg et de ayrıntılı olarak tarif edilmiştir al. 21 ve temsili sonuçlar aşağıda gösterilmiştir.

6.. Kolera Toksin Bağlanma Deneyi

  1. PBS içinde sığır serum albümini (BSA) içinde bir 2 mg / ml çözeltisi hazırlayın.
  2. 2 mg / ml BSA ile PBS içinde Alexa 488 ile konjuge edilmiş kolera toksini B-alt-biriminin istenen konsantrasyonuna sahip bir çözelti hazırlayın.
  3. PBS banyosundan SSLB dizi çipini çıkarın ve silin bir laboratuvar ile PBS solüsyonu en uzak fitil. SSLB dizi sulu tutmak için çip üzerinde yeterli PBS bırakın.
  4. Özel olmayan bağlanmasını önlemek için, 2 mg / ml SSLB dizi çip BSA çözeltisi 200 ul ekleyin. Nemlendirilmiş kutu içinde 1 saat bekletin.
  5. Bir mikropipet ile, SSLB dizi çip üstünden çözeltisi 200 ul çıkarın.
  6. SSLB dizi çip kolera toksin çözeltisi 200 ul ilave edin ve bir nemlendirilmiş kutu içinde 1 saat boyunca geri kalanı sağlar.
  7. Yavaşça herhangi bağlanmamış kolera toksini kaldırmak için bir yıkama şişesinden PBS ile SSLB dizi çip yıkayın.
  8. Bir laboratuvar kullanarak fitil uzak aşırı PBS silin. 24 mm x 40 mm kapak kayma ile kapak çip görüntüleme önce.
  9. Filtre kullanarak dik bir mikroskop ile görüntü diziler ilgi floroforlar için uygun ayarlar.
  10. ImageJ yazılım otomatik parçacık analiz fonksiyonunu kullanarak bir dizi bireysel SSLBs arasında floresan yoğunluğu analiz edin.
  11. Belirli bir dizi üzerinde bulunan SSLBs yoğunluklarını özetlemek histogramlar içine bireysel SSLBs itibaren ortalama floresan yoğunlukları derlemek.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

SiO 2 boncuk fosfolipidler, floresan lipitler ve örneğin gangliosidler gibi diğer lipidler oluşan veziküllerin bir çözeltisi ile karıştırılmaktadır, Şekil 1a'da şematik olarak gösterildiği gibi, veziküller, SSLBs oluşturmak üzere SiO 2 kordon yüzeyleri üzerinde kopma. SSLBs yıkandıktan sonra, SSLB çözeltisinin bir damlası bir mikro dizi yerleştirilir ve boncuklar yüzeyine yerleşmek için izin verilir. (Şekil 1B1), Şekil 1B2 gösterilmiştir fosfolipid vezikülleri ya d...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışmada, biz destekli lipid çift tabakaları ile kaplanmış tek dağılımlı SiO 2 boncuk lipid iki katmanlı ya da alt-tabaka yüzeyi üzerinde ligandların hedef için gerek kalmadan mikro diziler halinde dizilmiş olabilir ve diziler toksin lipid etkileşimleri belirlemek için kullanılabileceğini göstermektedir. CTx/GM1 bağlanması için hesaplanan ayrışma sabiti biz önceki bir raporla, literatürde değerlerin geniş bir eşitsizlik göz önüne alındığında, uygun bir şekilde kıyaslanabilir Winter ve ark., Lipid...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar ifşa etmek hiçbir rakip mali çıkarları var.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri (R01 GM092993) den SHO hibe tarafından desteklenen, Ulusal Bilim Vakfı (NSF KARİYER Ödülü ve DBI 0.964.216), Donanma Araştırma Bürosu (ONR) Genç Araştırmacı Programı ve Biyoteknoloji Minnesota Ortaklık Ödülü ve Tıbbi Genomik. Cihaz fabrikasyon Ulusal Nanoteknoloji Altyapı Ağı aracılığıyla NSF destek alan Minnesota Üniversitesi NANO Merkezi (NFC), gerçekleştirildi. Bu çalışma aynı zamanda Sağlık (NS048357, R21 NS073684), Ulusal Multipl Skleroz Derneği (CA1060A11), Applebaum, Hilton, Peterson ve Sanford Vakıflar ve McNeilus ailenin National Institutes MR için hibe tarafından desteklenmiştir. Yazarlar taramalı elektron mikroskobu ile yardım için illüstrasyonlar ve Shailabh Kaya ile yardım için Hyungsoon Im teşekkür etmek istiyorum.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
4 inç silikon gofretÜniversite Gofret425
Shipley MEGAPOSIT SPR955-CM 0.7 fotorezistMicroChemSPR955-CM
Shipley MICROPOSIT CD-26 geliştiriciMicroChemCD-26
i-line stepCanon2500 i3 step
Vision 320 reaktif iyon aşındırıcıGelişmiş Vakum Vizyonu320 RIE
Derin hendek reaktif iyon aşındırıcıPlasma ThermSLR-770
Atomik katman depolama sistemiCambridge NanoTechSavannah
Dow Corning Sylgard 184 poli (dimetilsiloksan) kitiEllsworth Yapıştırıcılar184 SIL ELAST KİTİ 0.5KG
Yumurta fosfatidilkolinAvanti Polar Lipidler840051C
1,2-dipalmitoil-sn-glisero-3-fosfoetanolamin-<>N-(lissamine rodamin B sülfonil) amonyum tuzuAvanti Polar Lipidler810158C
Monosialoganglioside GM1Avanti Polar Lipidler860065P
Silika boncukBangs LaboratuvarlarıSS03N/4666Boncuk kabı üzerindeki ambalaj, boncukların çapının 900 nm olduğunu belirtir. Bununla birlikte, ışık saçılımı ve elektron mikroskobundan sonra, boncukların kabaca 700 nm çapında olduğunu belirledik.
Kolera toksini B-alt birimi, Alexa 488-konjugeMoleküler ProblarC-34775
Anti-oligodentrosit antikoru IgM O4, NorthernLights 557 konjugeR& D SistemleriNL1326R
FM1-43Moleküler ProblarT-3136
Eppendorf MiniSpin santrifüjFisher Scientific05-401-09

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Drews, J. Drug discovery: A Historical Perspective. Science. 287 (5460), 1960-1964 (1126).
  2. Cooper, M. A. Advances in Membrane Receptor Screening and Analysis. J. Mol. Recognit. 17 (4), 286-315 (2004).
  3. Voskuhl, J., Ravoo, B. J. Molecular Recognition of Bilayer Besicles. Chem. Soc. Rev. 38 (2), 495-505 (2009).
  4. Walde, P., Cosentino, K., Engel, H., Stano, P. Giant Vesicles: Preparations and Applications. Chembiochem. 11 (7), 848-865 (1002).
  5. Castellana, E. T., Cremer, P. S. Solid Supported Lipid Bilayers: From Biophysical Studies to Sensor Design. Surf. Sci. Rep. 61 (10), 429-444 (2006).
  6. Johnson, J. M., Ha, T., Chu, S., Boxer, S. G. Early Steps of Supported Bilayer Formation Probed by Single Vesicle Fluorescence Assays. Biophys. J. 83 (6), 3371-3379 (2002).
  7. Krysinski, P., Zebrowska, A., Michota, A., Bukowska, J., Becucci, L., Moncelli, M. R. Tethered Mono- and Bilayer Lipid Membranes on Au and Hg. Langmuir. 17 (13), 3852-3857 (2001).
  8. Li, L., Wang, H. F., Cheng, J. X. Quantitative Coherent anti-Stokes Raman Scattering Imaging of Lipid Distribution in Coexisting Domains. Biophys. J. 89 (5), 3480-3490 (2005).
  9. Richter, R. P., Brisson, A. R. Following the Formation of Supported Lipid Bilayers on Mica: A Study Combining AFM, QCM-D, and Ellipsometry. Biophys. J. 88 (5), 3422-3433 (2005).
  10. Dahlin, A., Zäch, M., Rindzevicius, T., Käll, M., Sutherland, D. S., Höök, F. Localized Surface Plasmon Resonance Sensing of Lipid-Membrane-Mediated Biorecognition Events. J. Am. Chem. Soc. 127 (14), 5043-5048 (2005).
  11. Kraft, M. L., Weber, P. K., Longo, M. L., Hutcheon, I. D., Boxer, S. G. Phase Separation of Lipid Membranes Analyzed with High-Resolution Secondary Ion Mass Spectrometry. Science. 313 (5795), 1948-1951 (2006).
  12. Groves, J. T., Boxer, S. G. Micropattern Formation in Supported Lipid Membranes. Acc. Chem. Res. 35 (3), 149-157 (2002).
  13. Bally, M., Bailey, K., Sugihara, K., Grieshaber, D., Vörös, J., Stadler, B. Liposome and Lipid Bilayer Arrays Towards Biosensing Applications. Small. 6 (22), 2481-2497 (2010).
  14. Groves, J. T., Dustin, M. L. Supported Planar Bilayers in Studies on Immune Cell Adhesion and Communication. J. Immunol. Methods. 278 (1-2), 19-32 Forthcoming.
  15. Yang, T. L., Jung, S. Y., Mao, H. B., Cremer, P. S. Fabrication of Phospholipid Bilayer-Coated Microchannels for On-Chip Immunoassays. Anal. Chem. 73 (2), 165-169 (2001).
  16. Groves, J. T., Ulman, N., Boxer, S. G. Micropatterning Fluid Lipid Bilayers on Solid Supports. Science. 275 (5300), 651-653 (1997).
  17. Hovis, J. S., Boxer, S. G. Patterning and Composition Arrays of Supported Lipid Bilayers by Microcontact Printing. Langmuir. 17 (11), 3400-3405 (2001).
  18. Yee, C. K., Amweg, M. L., Parikh, A. N. Direct Photochemical Patterning and Refunctionalization of Supported Phospholipid Bilayers. J. Am. Chem. Soc. 126 (43), 13962-13972 (2004).
  19. Kelly, C. V., Craighead, H. G. Nanofabrication for the Analysis and Manipulation of Membranes. Ann. Biomed. Eng. 40 (6), 1356-1366 (2012).
  20. Wittenberg, N. J., Johnson, T. W., Oh, S. H. High-Density Arrays of Submicron Spherical Supported Lipid Bilayers. Anal. Chem. 84 (19), 8207-8213 (2012).
  21. Wittenberg, N. J., et al. Facile Assembly of Micro- and Nanoarrays for Sensing with Natural Cell Membranes. ACS Nano. 5 (9), 7555-7564 (2011).
  22. Stamou, D., Duschl, C., Delamarche, E., Vogel, H. Self-Assembled Microarrays of Attoliter Molecular Vessels. Angew. Chem. Int. Ed. 42 (45), 5580-5583 (2003).
  23. Kalyankar, N. D., et al. Arraying of Intact Liposomes into Chemically Functionalized Microwells. Langmuir. 22 (12), 5403-5411 (2006).
  24. Dahlin, A. B., Jonsson, M. P., Höök, F. Specific Self-Assembly of Single Lipid Vesicles in Nanoplasmonic Apertures in Gold. Adv. Mater. 20 (8), 1436-1442 (2008).
  25. Nair, P. M., Salaita, K., Petit, R. S., Groves, J. T. Using Patterned Supported Lipid Membranes to Investigate the Role of Receptor Organization in Intercellular Signaling. Nat. Protoc. 6 (4), 523-539 (2011).
  26. Kuziemko, G. M., Stroh, M., Stevens, R. C. Cholera Toxin Binding Affinity and Specificity for Gangliosides Determined by Surface Plasmon Resonance. Biochemistry. 35 (20), 6375-6384 (1996).
  27. Moran-Mirabal, J. M., Edel, J. B., Meyer, G. D., Throckmorton, D., Singh, A. K., Craighead, H. G. Micrometer-Sized Supported Lipid Bilayer Arrays for Bacterial Toxin Binding Studies Through Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy. Biophys. J. 89 (1), 296-305 (2005).
  28. Shi, J. J., Yang, T. L., Kataoka, S., Zhang, Y. J., Diaz, A. J., Cremer, P. S. GM1 Clustering Inhibits Cholera Toxin Binding in Supported Phospholipid Membranes. J. Am. Chem. Soc. 129 (18), 5954-5961 (2007).
  29. Gill, D. M. The Arrangement of Subunits in Cholera Toxin. Biochemistry. 15 (6), 1242-1248 (1021).
  30. Weng, K. C., Kanter, J. L., Robinson, W. H., Frank, C. W. Fluid Supported Lipid Bilayers Containing Monosialoganglioside GM1: A QCM-D and FRAP study. Colloid Surface B. 50 (1), 76-84 (1016).
  31. Walt, D. R. Fibre Optic Microarrays. Chem. Soc. Rev. 39 (1), 38-50 (2010).
  32. Bake, K. D., Walt, D. R. Multiplexed Spectroscopic Detections. Annu. Rev. Anal. Chem. 1 (1), 515-547 (2008).
  33. Kundu, J., Levin, C. S., Halas, N. J. Real-Time Monitoring of Lipid Transfer Between Vesicles and Hybrid Bilayers on Au Nanoshells Using Surface Enhanced Raman Scattering (SERS). Nanoscale. 1 (1), 114-117 (2009).
  34. Junesch, J., Sannomiya, T., Dahlin, A. B. Optical Properties of Nanohole Arrays in Metal-Dielectric Double Films Prepared by Mask-on-Metal Colloidal Lithography. ACS Nano. 6 (11), 10405-10415 (2012).
  35. Wu, M., Holowka, D., Craighead, H. G., Baird, B. Visualization of Plasma Membrane Compartmentalization with Patterned Lipid Bilayers. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101 (38), 13798-13803 (2004).
  36. Hatzakis, N. S., Bhatia, V. K., Larsen, J., Madsen, K. L., Bolinger, P. Y., Kunding, A. H., Castillo, J., Gether, U., Hedegard, P., Stamou, D. How Curved Membranes Recruit Amphipathic Helices and Protein Anchoring Motifs. Nat. Chem. Biol. 5 (11), 835-841 (2009).
  37. Roizard, S., Danelon, C., Hassaine, G., Piguett, J., Schulze, K., Hovius, R., Tampe, R., Vogel, H. Activation of G-Protein-Coupled Receptors in Cell-Derived Plasma Membranes Supported on Porous Beads. J. Am. Chem. Soc. 133 (42), 16868-16874 (2011).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Biomembrane MicroarraysSqueegee AssemblySupported Lipid BilayersSilica Bead CoatingMicrowell SubstrateFluorescence MicroscopyCholera Toxin BindingGanglioside GM1Lipid Protein InteractionsNatural Membrane Particles

Related Articles