Method Article

Desenlendirme Proteinlerin ve Hücreleri Çok Yönlü Yöntemi

DOI:

10.3791/55513

⸱

February 26th, 2017

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Biomedical Engineering, Rutgers University, 2Department of Cell Biology and Neuroscience, Rutgers University, 3Department of Biomedical Engineering, New Jersey Institute of Technology, 4Department of Pharmacology, Physiology, and Neuroscience, Rutgers New Jersey Medical School

* These authors contributed equally

In This Article

Summary

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

Bu rapor, biyolojik araştırmalar için mikroakışkan kanalları hücreler ve substratlarla doldurmak için düşük basınçlı vakum kullanan basit, uygulaması kolay bir tekniği açıklamaktadır.

Abstract

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

Substrat ve hücre modelleme teknikleri, hücre biyolojisinde hücreden hücreye ve hücreden substrata etkileşimleri incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Geleneksel desenleme teknikleri sadece basit şekiller, küçük alanlar ve seçilmiş biyo-malzemelerle iyi çalışır. Bu makale, hücre süspansiyonlarının yanı sıra substrat çözeltilerini negatif basınç kullanarak karmaşık, uzun, kapalı (çıkmaz) polidimetilsiloksan (PDMS) mikro kanallarına dağıtmak için bir yöntemi açıklamaktadır. Bu yöntem, araştırmacıların fibronektin, kollajen, antikorlar (Sal-1), poli-D-lizin (PDL) ve laminin dahil olmak üzere birden fazla substratı modellemesini sağlar. Substratların modellenmesi, kişinin çeşitli hücreleri dolaylı olarak modellemesine izin verir. C2C12 miyoblastlarını, PC12 nöronal hücre hattını, embriyonik sıçan kortikal nöronlarını ve amfibi retinal nöronlarını test ettik. Ek olarak, bu tekniğin, hücre süspansiyonları üzerinde düşük bir vakumun kısa bir süre uygulanması yoluyla mikroakışkan kanallardaki fibroblastları doğrudan modelleyebileceğini gösteriyoruz. Düşük vakum, hücre canlılığı deneyleri ile gösterildiği gibi hücre canlılığını önemli ölçüde azaltmaz. Yöntemin farklı hücre ve substrat tiplerine uygulanması için modifikasyonlar tartışılmaktadır. Bu teknik, araştırmacıların egzotik malzemelere veya ekipmana ihtiyaç duymadan hücreleri ve proteinleri belirli desenlerde modellemelerine olanak tanır ve vakumlu herhangi bir laboratuvarda yapılabilir.

Introduction

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

Doku mühendisliği ve biosensörleme, bir mikron ölçeğinde proteinleri ve hücreleri mekansal organizasyonu kontrol etme yeteneği, son dört yılda 1, 2, 3 üzerinde giderek daha önemli hale gelmiştir. Protein ve hücrelerin hassas mekansal organizasyon, araştırmacılar, hücre büyümesini yol ve biyosensörler 4, 5, 6, 7, 8, üretim için biyomoleküllerin hareketsiz hale getirmek için, hücrelerin benzer ya da farklı türlerini içeren hücreler ve alt tabakalar arasındaki etkileşimi incelemek sağladı 9.

desen proteinlerinin Mevcut yöntemler photopatterning ve microcontact baskı bulunmaktadır. Photopatterning ultr maruz kalması üzerine çapraz bağlanır ışığa duyarlı malzeme kullanılanmor (UV) ışık. (UV ışığı iletim önlemek için daha koyu bölgeler saydam alanlarında oluşan) bir fotomaske yönelik UV ışığı daha sonra biyo veya hücre 10, 11 daha sonra eklenmesi için kullanılabilen belirli bölgelerde çapraz bağlama neden olur. Bu düzeni çok doğru ve kültür yüzey topografyasının hassas kontrol sağlar, UV radyasyonu 12 ile desenli olabilir UV duyarlı biyomoleküllerin sınırlıdır. Microcontact baskı özel proteinler 13, 14 desenlendirme başka popüler bir yöntemdir. Bu yöntemde, bir poli-dimetil siloksan (PDMS) Pul seçilen biyomoleküler alt-tabakanın bir çözelti içinde ıslatılan önce yüzey değiştirme reaktifler çeşitli ile işlenir. Daha sonra yavaşça ve böylece, kültür yüzey üzerine biyomolekülün "damgalama" cam lamel veya diğer yüzeyi üzerine bastırılmaktadır. HoWever, damgalama PDMS 15 damga yüzeyine biyomoleküllerin ıslanabilirliği hem de aktarılabilir malzemenin türüne sınırlıdır.

Hücrelerin doğrudan desen daha zor olabilir ve bu özel hücre yapışma molekülleri 16, 17 ile değiştirilebilir alt tabakalar, Şablon göre yöntem ya da desen gibi karmaşık yöntemle gerçekleştirilir olabilir. Bu yöntemler sayesinde uyumlu hücre yapışma yüzeylerde eksikliği desen hücrelerine yetenekleri sınırlıdır, sürecin uyumsuzluk duyarlı biyolojik hücreler ve kısıtlamaları, desenlendirme üreyen tutarsızlık ve prosedürün karmaşıklığı ile çalışmak. Örneğin, değiştirilebilir yüzeyler ile özel yüzeyler 17 kullanılan UV ışınlarına ve ısıya maruz kalma üzerine bozulma olmadan belirli hücre tiplerine bağlılıklarını geçmek için, her hücre tipi için tasarlanmış olması gerekir sup class = "xref"> 18, 19, 20. Stencil tabanlı desenlendirme yöntemleri desen hücrelerine yeteneklerini çok yönlü; Bununla birlikte, kullanım 16, 21 için uygun kalınlıklarda PDMS kalıpları üretmek zordur. 1) mikroakışkan kanalların üretiminde kolaylığı ve birçok farklı hücre ve yüzeyler için 2) uygunluk: PDMS mikroakışkan kanal içine hücrelerin direkt enjeksiyon bazı avantajlar gibi var. Ancak, hava kabarcıklarını azaltmak için plazma temizleme ya da diğer yöntemleri kullanmadan PDMS hidrofobiklik enjeksiyon işlemi sırasında hava kabarcığı yakalama yaygın sorun, zor sürekli cam veya plastik yüzeylerde 21 desenli hücreleri oluşturmayı kolaylaştırır.

Bu eser, kılcal micromolding 22, 23 genişliyorlass = "xref"> 24, 25, 26 ve mikro halinde protein ve hücre süspansiyonları enjekte etmek için bir metodu bildirir. Burada kullanılan yöntem yüzeylerde desenlendirme ve spesifik hücre tiplerinin her ikisi de doğrudan ve dolaylı desenlendirme göstermektedir. Bu teknik, PDMS yüksek hidrofobikliğini üstesinden gelir ve PDMS 27 gaz geçirgenliği yararlanarak iki alt tabakaların veya hücre enjeksiyonu sırasında kabarcıkların mevcudiyetini ortadan kaldırır. Bu çalışma, birçok farklı alt-tabaka ve hücre tipleri ile tekniğin kullanımını gösterir. Makalede ayrıca, geleneksel fotolitografi yanı sıra kaynak kullanışlı, basit ve düşük maliyetli yapışkan bant yöntemi sınırlı ayarlar 28, 29 kullanılarak yumuşak litografi için kalıp imalat vurgulamaktadır.

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

Protocol

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

NOT: Kullanmadan önce tüm ilgili malzeme güvenlik bilgi formlarını (MSDS) danışın. Bu protokolde kullanılan kimyasalların bazıları toksik ve kanserojendir. toksik veya asit / baz malzemeleri kullanarak tüm uygun güvenlik uygulamaları (davlumbaz, torpido gözü) ve kişisel koruyucu donanımlar (koruyucu gözlük, eldiven, laboratuvar önlüğü, tam uzunlukta pantolon, kapalı-toe ayakkabılar) kullanın.

Yumuşak Litografi kullanarak fotolitografi Master Kalıpları 1. Fabrikasyon

  1. bilgisayar destekli tasarım (CAD) çizim aracını kullanarak mikrokanalın düzenini çizin.
  2. Lazer maske yazıcı kullanarak boş bir maske plaka üzerinde düzeni yazdırın.
  3. solvent gofret bırakılır sağlamak için bir azot, hava tabancası ile izopropanol ve kuru ardından aseton ile 4 inçlik silikon gofret durulayın.
  4. 5 dakika boyunca 200 ° C'de sıcak bir plaka üzerinde pişirme gofretin kurutmak.
  5. mikrokanalların istenilen yükseklikte için tasarlanmış bir negatif ışığa seçin. Fveya örneğin, 50 um arasında bir yüksekliğe sahip mikrokanallar elde etmek için negatif fotorezist SU-8 50 kullanımı.
  6. gofret oda sıcaklığına soğumasını bekleyin ve sonra spin kaplayıcı aynanın üzerinde gofret hizalayın.
  7. gofretin merkezi üzerine olumsuz bir fotorezist 4 mL (gofret 1 mL / inç çapında) koyun.
  8. Bir eğiren kullanarak iki aşamalı bir sıkma ile kaplamaz gofret Spin. İlk olarak, 10 saniye boyunca 100 rpm / s bir ivme ile 500 rpm yayılma döngüsü uygulayın. Daha sonra gofret Fotorezist 50 um kaplama elde etmek için 30 saniyeden 300 dev / S2 bir ivme ile 2,000 rpm'de bir sıkma işlemi uygulamak.
  9. Yumuşak fırında, üretici firmanın talimatlarına uygun olarak sıcak bir plaka üzerinde, iki adımda gofret. Fotorezist 50 um kaplama, birinci ön-Bake 6 dakika boyunca 65 ° C 'de gofret ve sonra hemen 20 dakika süreyle 95 ° C de gofret fırında yayınlamak için sıcak levha sıcaklığı kadar rampa.
  10. Gofret, oda sıcaklığına kadar soğumaya bırakıldı ve daha sonra yük Verenlitografi sahneye gofret.
  11. Maske hizalama kullanarak gofret maske hizalayın ve 220 mJ toplam UV dozu uygulamak için 146 s için 1,5 mW / cm 2 'lik bir yoğunlukta (üreticinin talimatlarına göre) UV ışığına maruz gofret / cm 2 için gerekli fotorezist 50 mikron kalınlığında tabaka.
  12. sıcak bir plaka üzerinde iki adımda gofret sonrası maruz kalma fırında uygulayın. Fotorezist 50 mikron kaplama, birinci ön-Bake hemen 1 dakika boyunca 65 ° C sıcaklıkta, gofretin 5 dakika boyunca 95 ° C 'de fırında yayınlamak için sıcak levha sıcaklığı kadar rampa.
  13. SU-8 geliştirici gofret daldırarak ve özellikleri gofret net hale gelene kadar hafifçe sallayarak gofret gelişir. 50 mikron kalınlığında paslanmaz çeliğin için ~ 6 dakika gofret geliştirin.
  14. izopropanol ve etanol ile aşırı geliştirici durulayın, daha sonra bir azot hava tabancası ile gofret kurulayın.
  15. Sert 15 dakika boyunca 150 ° C'de bir sıcak plaka üzerinde silikon gofret fırında.
  16. YeriSilanizing madde 25 uL bir kurutucuda gofret tridekaflor-1,1,2,2-tetrahydrooctyl-1-trichlorosilane.
    NOT: Silanizing ajan uygun kişisel koruyucu ekipman ile, böylece bir asit / baz davlumbaz kullanılması gerektiğini, aşındırıcı olan (koruyucu gözlük, eldiven, laboratuvar önlüğü, tam uzunlukta pantolon, ayakkabı-ayak kapalı).
  17. 5 dakika boyunca vakum uygulayın ve vakum bırakmadan 30 dakika boyunca silan buharına gofret maruz bırakmaktadır.
  18. Uygun büyüklükteki bir Petri kabı içine gofret aktarın.

Yapıştırıcı Bant kullanarak, Yumuşak Litografi Master Kalıpları 2. Fabrikasyon

  1. Bir CAD çizim aracını kullanarak mikrokanalın düzenini çizin ve beyaz kağıda Çizimi yazdırmak.
  2. izopropanol ile tasarım karşılamak ve daha sonra bir hava tabancası ile slayt kuruması için yeterli büyüklükte bir cam slayt temizleyin.
  3. temizlenmiş cam slayt üzerine yapışkan bant takın. Herhangi bir hava kabarcıkları tuzak dikkatli olun.
  4. GLA kenarlarını bantlayınss bant tarafı yukarı gelecek şekilde, tasarımı ile kağıda doğru kaydırın.
  5. bir referans olarak kağıt tasarımını kullanarak cam slayt bandı kesmek ve daha sonra cam slayt istenmeyen bölgelerden şeridi sıyırın için bir neşter kullanın.
  6. hava tabancası ile cam izopropanol ile slayt ve daha sonra kuru durulayın. 30 dakika boyunca 65 ° C sıcaklıkta bir fırın içinde cam slayt pişirin.
  7. Yavaşça hava kabarcıklarını çıkarmak ve slayt oda sıcaklığına soğuması için bir kauçuk rulo ile bant üzerinde rulo.

PDMS Cihazlarının 3. Yumuşak Litografi İmalatı

  1. 10 oranında PDMS elastomer ve sertleştirme ajanı karıştırılır: 1 (ağ: ağ), kuvvetli bir şekilde karıştırıldıktan ve herhangi bir hava kabarcığı karışım görünene kadar daha sonra bir vakum odası içine yerleştirerek karışım gaz çıkışına.
  2. kabarcıklar kaybolur tüm hava kadar ~ 2 mm kalınlığında PDMS katman ve gazını elde etmek için bir petri bir Silanlanmış silikon kalıp veya yapışkan bant kalıp üzerine karışımı dökün.
  3. bir fırın içinde PDMS Cure2 saat boyunca 65 ° C'de.
  4. en az 5 mm uzakta özelliklerinden PDMS katmanı kesmek için bir neşter kullanın ve sonra cımbız kullanarak kalıp kapalı tedavi PDMS soyun.
  5. Şekil 2a görüldüğü ve 4b olarak 1 mm biyopsisi ile tek bir giriş deliği tercihen mikrokanallar ağı sonunda, mikrokanalda üzerinde herhangi bir yere yumruk yumruk.
  6. cihazın üzerine adsorbe toz parçacıklarını çıkarmak için yapışkan bant ile dökme PDMS temizleyin. Steril deiyonize (Dİ) su ve ardından% 70 etanol çözeltisi ile durulama ile PDMS mikrokanal cihazı (PDMS döküm) sterilize ve 30 dakika boyunca UV maruz kalmaktadır.
  7. kullanılana kadar steril bir petri steril PDMS cihaz tutun.

4. Yüzey Desenlendirme

  1. steril cam lamel veya petri üzerine cımbız kullanarak döküm steril PDMS yerleştirin ve cımbız ucunu kullanarak hafifçe baskı uygulayın.
    NOT: PDMS döküm gl bir konformal ama geri dönüşümlü mühür yapareşek lamel veya yapışkan kullanılmadan mikrokanallar oluşturan petri.
  2. Tamamen giriş deliğini kaplayan girişindeki substrat çözeltisi - (40 uL 20) bir damlacık yerleştirin. mikrokanalların girişine sodyum tetraborat tamponunda PDL 20 uL damlacık koyarak Desen Poly-D-Lizin (PDL).
  3. 10 dakika süre ile (biyolojik laboratuarlarda vakum ev eşdeğer) ve kabarcıklar halinde kanalın üzerinden gelen hava dikkate ~ 254 mmHgA bir vakumla petri koyun.
  4. vakumu boşaltmak ve Mikrokanallı akan substrat solüsyonu gözlemleyin.
  5. Yüzey yapışması için uygun şartlarda çanak inkübe edin. Tablo 1 ve inkübasyon koşulları için 2 (bunlar yüzeye bağlı olarak değişir) bakın. PDL desen için, 37 ° C 'de 1 saat süre ile inkübe edilir.
  6. Dikkatle steril cımbız kullanarak PDMS damga soyulabilir ve DI su ile üç kere cam lamel üzerine desen yıkayın.
  7. çanak, cam lamel kapak ve bir gece boyunca 37 ° C inkübe edilmesi petri bir% 1 sığır serum albümini (BSA) solüsyonu ekleyin.
    Not: Bu kaplanmamış bölgelerinde spesifik olmayan yapışmayı azaltır.
  8. % 1 BSA çözeltisi ve desenli substrat kapalı aspire şimdi kullanıma hazırdır.

Hücreleri 5. Dolaylı Desen

  1. serumsuz bir kültür ortamı içinde hücre süspansiyonu hazırlamak. Hücre tipi, hücre yoğunluğu, Tablo 1 'de listelenmiştir.
  2. desenli Petri kabı hücre süspansiyonu ekleyin ve tamamen hücre süspansiyonu desenli bölgeyi daldırın.
  3. Hücreler desenli alt-tabakaya bağlamak için izin vermek için 15 dakika için bir kuluçka makinesi içinde 37 ° C 'de petri inkübe edin.
  4. Petri kabı aşırı hücre süspansiyonu aspire ve yavaşça birleşmeyen hücrelerin çıkarılması için 10 saniye boyunca çalkalarken fosfat tamponlu tuzlu su (PBS) ile desenli hücreler üç kez yıkayın.
  5. a ekleppropriate kültürü desenli hücre kültürlerine orta ve bir CO2 inkübatör içinde 37 ° C 'de desenli hücreleri inkübe edin.

Hücreleri 6. Doğrudan Desen

NOT: Bu teknik, hücreler ya da alt-tabaka kaplaması olmayan doku kültür yüzeyleri üzerinde desenli Bu teknikte, 5. adımda farklı olarak aşama 5'te tarif dolaylı hücre dokusuna bir alternatiftir.

  1. DI su, ardından etanol içinde% 70 çözeltisi ile durulama ile mikroakışkan cihaz sterilize edin.
  2. PDMS hücre yapışmasını önlemek için% 1 BSA çözeltisi gece boyunca cihazı bekletin.
  3. Oda sıcaklığında cihazı kurutun ve doku kültürü ile tedavi petri altına ekleyin.
  4. serumsuz kültür ortamı içinde hücre süspansiyonu hazırlamak. Hücre tipi, hücre yoğunluğu, Tablo 2'de sıralanmıştır.
  5. doldurmak için yeterli hücre süspansiyonu - (8 uL 4), bir damlacık yerleştirinmikrokanallar, giriş tamamen giriş deliğini kaplayan.
  6. 10 dakika boyunca vakumla petri koyun ve kabarcıklar halinde kanalın üzerinden gelen hava dikkate alınmalıdır. vakumu boşaltmak ve Mikrokanallı akan hücre süspansiyonu gözlemleyin.
  7. Kuluçka şartlarına göre hücre yapışmasını teşvik etmek bir kuluçka Petri kabı inkübe Tablo 2'de belirtilen (hücrenin desenli tipine bağlıdır). PDMS cihaz daldırarak petri PBS ekleyin.
  8. Peel PDMS dikkatle cımbız ile petri kapalı ve PBS ile desen yıkayın. Petri kabı, hücre kültür ortamı ekleyin ve inkübatör hücre kültürü yerleştirin.

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

Results

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

Bu yöntem proteinleri ve ana kalıp yapıldıktan sonra neredeyse tüm biyolojik laboratuarlarda 10 um ve mevcut ekipman kadar küçük boyutlara sahip çıkmaz mikroakışkan kanalları kullanarak hücrelerin dolaylı desenlendirme desenlendirme sağlar. Bu teknik, geleneksel yumuşak fotolitografi veya yapışkan bant üretimi (Şekil 1) 28, 29 ile oluşturulan PDMS mikroakışkan kanalları ile kullanılarak oluşturulan PDMS mikroakış...

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

Discussion

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

Geleneksel fotolitografi yumuşak litografi, ekipman, malzeme ve geleneksel fotolitografi kullanmak için gerekli becerileri için kalıplar oluşturulması için köklü bir tekniktir iken en laboratuarlara hazır değildir. Bu kaynaklara erişimi olmayan laboratuarlar için, mikroakışkan cihazlar için nispeten basit özelliklere sahip kalıplar oluşturma yöntemi olarak yapışkan bant imalat sunduk. Bu yöntem, herhangi bir laboratuvar oluşturmak ve hazır araçları ile araştırma amacıyla mikroakışkan cihazlar kullanmasına olanak sağlar....

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

Disclosures

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

Yazarlar herhangi bir rakip mali çıkar beyan etmemektedir.

Acknowledgements

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

Bu araştırma için finansman (FHK için) Omurilik Araştırma (NJCSCR) New Jersey Komisyonu tarafından sağlanan, (BLF için) CSCR14IRG005 hibe NIH (ÇHC için) R15NS087501 ve (ETA için) FM Kirby Vakfı hibe.

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
CorelDRAW X4 CAD Çizim AraçlarıCorel Corporation, CanadaX4 Sürüm 14.0.0.701Mikroakışkan cihazın düzenini çizmek için kullanılan CAD aracı
Lazer Yazıcı HPHewlett Packard, CA1739629Yapışkan bant tekniği için mikroakışkan cihazın düzenini yazdırmak için kullanılır
Bel-Art DessicatorFisher Scientific, MA08-594-16BPDMS karışımının
gazını almak için kullanılırYapışkanlı Scotch Bant3M Ürün, MNBant 600Yapışkan bant imal etmek için kullanılır Master
PDMS Sylgard 184Dow Corning, MI1064291Döküm polimer
Petri KabıFisher Scientific, MA08-772-23Kalıbı PDMS ile dökmek için kullanılır
Paslanmaz çelik Neşter (# 11)Tüy Güvenlik Tıraş Bıçağı Co. Ltd. Japonya2976 # 11PDMS'yi kesmek için kullanılır
CımbızTed Pella, CA5627-07soyulması sırasında PDMS dökümünü işlemek için kullanılır
Fisher Scientific, MA12-546-2desenlemek için yüzey olarak kullanılır
Fisher Scientific, MA12-544-4Yüzey Kauçuk
RuloDick Blick Art Materials, IL40104-1004Hava kabarcıklarını yakalamadan cam üzerine yapışkan bant yapıştırmak için kullanılır
Lazer Maske YazarıHeidelberg Instruments, AlmanyaDWL66fsFotolitografi üretim sürecinde kullanılan kuvars maskesi imal etmek için kullanılır
EVG Maske Hizalayıcı (Fotolitografi UV maruz kalma aracı)EV Grubu, AlmanyaEVG 620T(B)Fotorezisti UV ışığına maruz bırakmak için kullanılır
Spin Kaplayıcı HeadwayHeadway Araştırma A.Ş., TXPWM32-PS-CB15PLSilikon gofret üzerinde fotorezisti döndürmek için kullanılır
Fotorezistler SU-8 50MicroChem, MAY131269Kalıp imalatı için kullanılan negatif fotorezist
SU-8 DevloperMicroChem, MAY020100Photorezist geliştiricisi
Tridecafluoro-1,1,2,2-Tetrahidrooktil-1-TriklorosilanUCT Spesiyaliteleri, PAT2492-KGPDMS yapışmasını önlemek için kaplama kalıbı
İzopropanolSigma-Aldrich, MO190764Temizleme Solventi
EtanolSigma-Aldrich, MO24102Sterilizasyon Solventi
Poli-D-Lizin hidrobromür (PDL)Sigma-Aldrich, MOP0899-10MGPDL çözeltisi, Sodyum Tetraborat Tampon Laminin Sigma-Aldrich, MO L2020'de 0.1 mg / mL'de yapılır
Laminin aliquoted 10 & mikro; L alikotlar ve 20 & mikro'ya seyreltilmiş; g/&mikro; Kullanmadan önce PBS'de L
BSAFisher Scientific, MABP1605100Hücre kültürü
C2C12 Myoblast hücre llineATCC, VACRL-1722C2C12 modellemesini göstermek için kullanılır
PC12 Hücre HattıATCC, VACRL-1721PC12 modellemesini göstermek için kullanılır
Kollajen tip 1, sıçan kuyruğuBD Biosciences40236Hücre kültürü
DMEMGIBCO, MA11965-084Hücre kültürü
At Serumu, ısıyla inaktive edilmişFisher Scientific, MA26050-070Hücre kültürü
Phalloidin-tetrametilrodamin B izotiyosiyanat (TRITC)Sigma-Aldrich, MOP1951Hücreleri etiketlemek için
Calcein-canlı ölü hücre Test kitiInvitrogen, MAL-3224Hücre canlılığı Testi
Biyopsi Delik PunchTed Pella, CA15110-10PDMS'de delikli delik
Cam slaytların Yüzey Cam slaytlarını

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kane, R. S., Takayama, S., Ostuni, E., Ingber, D. E., Whitesides, G. M. Patterning proteins and cells using soft lithography. Biomaterials. 20 (23-24), 2363-2376 (1999).
  2. Lin, R. Z., Ho, C. T., Liu, C. H., Chang, H. Y. Dielectrophoresis based-cell patterning for tissue engineering. Biotechnol J. 1 (9), 949-957 (2006).
  3. Veiseh, M., Zareie, M. H., Zhang, M. Highly Selective Protein Patterning on Gold-Silicon Substrates for Biosensor Applications. Langmuir. 18 (17), 6671-6678 (2002).
  4. Kung, F., Wang, J., Perez-Castillejos, R., Townes-Anderson, E. Position along the nasal/temporal plane affects synaptic development by adult photoreceptors, revealed by micropatterning. Integr Biol. 7 (3), 313-323 (2015).
  5. Dickinson, L. E., Lutgebaucks, C., Lewis, D. M., Gerecht, S. Patterning microscale extracellular matrices to study endothelial and cancer cell interactions in vitro. Lab Chip. 12 (21), 4244-4248 (2012).
  6. Khademhosseini, A., et al. Co-culture of human embryonic stem cells with murine embryonic fibroblasts on microwell-patterned substrates. Biomaterials. 27 (36), 5968-5977 (2006).
  7. Bogdanowicz, D. R., Lu, H. H. Studying cell-cell communication in co-culture. Biotechnol J. 8 (4), 395-396 (2013).
  8. Choi, Y., Lee, S. Guided cell growth through surface treatments. J of Mech Sci Technol. 19 (11), 2133-2137 (2005).
  9. Hwang, I. -T., et al. Efficient Immobilization and Patterning of Biomolecules on Poly(ethylene terephthalate) Films Functionalized by Ion Irradiation for Biosensor Applications. ACS Appl Mater Interf. 3 (7), 2235-2239 (2011).
  10. Clark, P., Britland, S., Connolly, P. Growth cone guidance and neuron morphology on micropatterned laminin surfaces. J Cell Sci. 105 (1), 203-212 (1993).
  11. Théry, M. Micropatterning as a tool to decipher cell morphogenesis and functions. J Cell Sci. 123 (24), 4201-4213 (2010).
  12. Douvas, A., et al. Biocompatible photolithographic process for the patterning of biomolecules. Biosens Bioelectron. 17 (4), 269-278 (2002).
  13. Alom, R. S., Chen, C. S. Microcontact printing: A tool to pattern. Soft Matter. 3 (2), 168-177 (2007).
  14. Essö, C. Modifying Polydimethylsiloxane (PDMS) surfaces. Institutionen för biologi och kemiteknik. , (2007).
  15. Zhou, J., Ellis, A. V., Voelcker, N. H. Recent developments in PDMS surface modification for microfluidic devices. Electrophoresis. 31 (1), 2-16 (2010).
  16. Folch, A., Jo, B. H., Hurtado, O., Beebe, D. J., Toner, M. Microfabricated elastomeric stencils for micropatterning cell cultures. J Biomed Mater Res. 52 (2), 346-353 (2000).
  17. Yeo, W. S., Yousaf, M. N., Mrksich, M. Dynamic interfaces between cells and surfaces: electroactive substrates that sequentially release and attach cells. J Am Chem Soc. 125 (49), 14994-14995 (2003).
  18. Bhatia, S. N., Toner, M., Tompkins, R. G., Yarmush, M. L. Selective adhesion of hepatocytes on patterned surfaces. Ann N Y Acad Sci. 745, 187-209 (1994).
  19. Song, E., Kim, S. Y., Chun, T., Byun, H. -J., Lee, Y. M. Collagen scaffolds derived from a marine source and their biocompatibility. Biomaterials. 27 (15), 2951-2961 (2006).
  20. Yamato, M., Konno, C., Utsumi, M., Kikuchi, A., Okano, T. Thermally responsive polymer-grafted surfaces facilitate patterned cell seeding and co-culture. Biomaterials. 23 (2), 561-567 (2002).
  21. Takayama, S., et al. Patterning cells and their environments using multiple laminar fluid flows in capillary networks. Proc Natl Acad Sci U S A. 96 (10), 5545-5548 (1999).
  22. Kim, D. S., Lee, K. -C., Kwon, T. H., Lee, S. S. Micro-channel filling flow considering surface tension effect. J of Micromech Microeng. 12 (3), 236(2002).
  23. Kim, E., Xia, Y., Whitesides, G. M. Micromolding in Capillaries: Applications in Materials Science. J Am Chem Soc. 118 (24), 5722-5731 (1996).
  24. Kim, E., Xia, Y. N., Whitesides, G. M. Polymer Microstructures Formed by Molding in Capillaries. Nature. 376 (6541), 581-584 (1995).
  25. Jeon, N. L., Choi, I. S., Xu, B., Whitesides, G. M. Large-area patterning by vacuum-assisted micromolding. Adv Mater. 11 (11), 946(1999).
  26. Shrirao, A. B., et al. System and method for novel microfluidic device. US patent. , 61/414,237 (2010).
  27. Merkel, T. C., Bondar, V. I., Nagai, K., Freeman, B. D., Pinnau, I. Gas sorption, diffusion, and permeation in poly(dimethylsiloxane). J Polym Sci Part B Polym Phys. 38 (3), 415-434 (2000).
  28. Shrirao, A. B., Hussain, A., Cho, C. H., Perez-Castillejos, R. Adhesive-tape soft lithography for patterning mammalian cells: application to wound-healing assays. Biotechniques. 53 (5), 315-318 (2012).
  29. Shrirao, A. B., Perez-Castillejos, R. Chips & tips: simple fabrication of microfluidic devices by replicating scotch-tape masters. Lab Chip. , (2010).
  30. Anil, B. S., Frank, H. K., Derek, Y., Cheul, H. C., Ellen, T. -A. Vacuum-assisted fluid flow in microchannels to pattern substrates and cells. Biofabrication. 6 (3), 035016(2014).
  31. Yuen, P. K., Goral, V. N. Low-cost rapid prototyping of flexible microfluidic devices using a desktop digital craft cutter. Lab on a Chip. 10 (3), 384-387 (2010).
  32. Wang, L., et al. Self-loading and cell culture in one layer microfluidic devices. Biomed Microdevices. 11 (3), 679-684 (2009).
  33. Feng, H., et al. Survival of mammalian cells under high vacuum condition for ion bombardment. Cryobiology. 49 (3), 241-249 (2004).
  34. Haubert, K., Drier, T., Beebe, D. PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system. Lab on a Chip. 6 (12), 1548-1549 (2006).
  35. Fan, D. -H., Yuan, S. -W., Shen, Y. -M. Surface modification with BSA blocking based on in situ synthesized gold nanoparticles in poly (dimethylsiloxane) microchip. Colloids Surf, B. 75 (2), 608-611 (2010).
  36. Hideshima, S., Sato, R., Inoue, S., Kuroiwa, S., Osaka, T. Detection of tumor marker in blood serum using antibody-modified field effect transistor with optimized BSA blocking. Sens Actuator B-Chem. 161 (1), 146-150 (2012).
  37. Zheng, C., et al. High-throughput immunoassay through in-channel microfluidic patterning. Lab on a Chip. 12 (14), 2487-2490 (2012).
  38. MacLeish, P., Barnstable, C., Townes-Anderson, E. Use of a monoclonal antibody as a substrate for mature neurons in vitro. Procs Nat Acad of Sci. 80 (22), 7014-7018 (1983).
  39. Suchodolskis, A., et al. Elastic properties of chemically modified baker's yeast cells studied by AFM. Surf Interface Anal. 43 (13), 1636-1640 (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

Protein PatterningCell PatterningPDMS MicrochannelsNegative PressureSubstrate DistributionVacuum ApplicationFibronectin PatterningCollagen PatterningDirect Cell PatterningIndirect Cell Patterning

Related Articles