Name: Otomatik hizalama ve substrat imalat hücre kültür araştırmaları için uygulama tarafından kolaylaştırdı geniş alan tarama prob Nanolithography (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-12T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 45 s
Description: Öğrenin, geniş alan tarama prob nanolitografi kullanarak mezenkimal kök hücre yüzey etkileşimlerini incelemeyi. Bu yöntem, biyomalzeme tasarımı için temel kriterler sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar çeşitli kaynaklardan İngiltere'de mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi (refs ver. dahil olmak üzere mali desteği kabul EP/K011685/1, 1/K024485/EP) ve yüksek lisans öğrencilik için JH; Leverhulme güven (RPG-2014-292); Wellcome Trust kurumsal stratejik destek fonu (105610/Z/14/Z); British Council (216196834); ve University of Manchester Üniversitesi Manchester Araştırma Enstitüsü (UMRI pompa astar Fonu) ve SW teknik yardım Dr. Andreas Lieb (Nanosurf AG) tarafından başkanlık doktora burs için de minnetle kabul edilmektedir.

<ol><li>Saavedra, H. M., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/73/3/036501/meta">Hybrid Strategies in Nanolithography.</a> Rep. Prog. Phys. 73, 036501(2010).</li>
<li>Gates, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+Approaches+to+Nanofabrication%3A+Molding%2C+Printing%2C+and+Other+Techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">New Approaches to Nanofabrication: Molding, Printing, and Other Techniques.</a> Chem. Rev. 105, 1171-1196 (2005).</li>
<li>Garcia, R., Knoll, A. W., Riedo, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+Scanning+Probe+Lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Advanced Scanning Probe Lithography.</a> Nat. Nanotechnol. 9, 577-587 (2014).</li>
<li>Piner, R. D., Zhu, J., Xu, F., Hong, S., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://science.sciencemag.org/content/283/5402/661">"Dip-Pen" Nanolithography.</a> Science. 283, 661-663 (1999).</li>
<li>Salaita, K., Wang, Y., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+Dip-Pen+Nanolithography%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Applications of Dip-Pen Nanolithography.</a> Nat. Nanotechnol. 2, 145-155 (2007).</li>
<li>Lewis, A., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.125120">Fountain Pen Nanochemistry: Atomic Force Control of Chrome Etching.</a> Appl. Phys. Lett. 75, 2689-2691 (1999).</li>
<li>Kim, K. -H., Moldovan, N., Espinosa, H. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Nanofountain+Probe+with+Sub-100+Molecular+Writing+Resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">A Nanofountain Probe with Sub-100 Molecular Writing Resolution.</a> Small. 1, 632-635 (2005).</li>
<li>Gruter, R. R., Voros, J., Zambelli, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FluidFM+as+a+Lithography+Tool+in+Liquid%3A+Spatially+Controlled+Deposition+of+Fluorescent+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">FluidFM as a Lithography Tool in Liquid: Spatially Controlled Deposition of Fluorescent Nanoparticles.</a> Nanoscale. 5, 1097-1104 (2013).</li>
<li>Salaita, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Massively+Parallel+Dip-Pen+Nanolithography+with+55+000-Pen+Two-Dimensional+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Massively Parallel Dip-Pen Nanolithography with 55 000-Pen Two-Dimensional Arrays.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 45, 7220-7223 (2006).</li>
<li>Huo, F., et al. <a target="_blank" href="http://science.sciencemag.org/content/321/5896/1658">Polymer Pen Lithography.</a> Science. 321, 1658-1660 (2008).</li>
<li>Shim, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hard-Tip%2C+Soft-Spring+Lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Hard-Tip, Soft-Spring Lithography.</a> Nature. 469, 516-520 (2011).</li>
<li>Liao, X., Braunschweig, A. B., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%22Force-Feedback%22+Leveling+of+Massively+Parallel+Arrays+in+Polymer+Pen+Lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">"Force-Feedback" Leveling of Massively Parallel Arrays in Polymer Pen Lithography.</a> Nano Lett. 10, 1335-1340 (2010).</li>
<li>Wang, S., Hosford, J., Heath, W. P., Wong, L. S. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ra/c5ra11967g">Large-Area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment of Probe Arrays.</a> RSC Adv. 5, 61402-61409 (2015).</li>
<li>Noh, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%22Multipoint+Force+Feedback%22+Leveling+of+Massively+Parallel+Tip+Arrays+in+Scanning+Probe+Lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">"Multipoint Force Feedback" Leveling of Massively Parallel Tip Arrays in Scanning Probe Lithography.</a> Small. 11, 4526-4531 (2015).</li>
<li>Dalby, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Control+of+Human+Mesenchymal+Cell+Differentiation+Using+Nanoscale+Symmetry+and+Disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">The Control of Human Mesenchymal Cell Differentiation Using Nanoscale Symmetry and Disorder.</a> Nat. Mater. 6, 997-1003 (2007).</li>
<li>Connell, C. D., Higgins, M. J., Moulton, S. E., Wallace, G. G. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/tc/c5tc00186b">Nano-Bioelectronics via Dip-Pen Nanolithography.</a> J. Mater. Chem. C. 3, 6431-6444 (2015).</li>
<li>Giam, L. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scanning+Probe-Enabled+Nanocombinatorics+Define+the+Relationship+Between+Fibronectin+Feature+Size+and+Stem+Cell+Fate%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Scanning Probe-Enabled Nanocombinatorics Define the Relationship Between Fibronectin Feature Size and Stem Cell Fate.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 4377-4382 (2012).</li>
<li>Eichelsdoerfer, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-Area+Molecular+Patterning+with+Polymer+Pen+Lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Large-Area Molecular Patterning with Polymer Pen Lithography.</a> Nat. Protoc. 8, 2548-2560 (2013).</li>
<li>Aran, K., Sasso, L. A., Kamdar, N., Zahn, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Irreversible%2C+Direct+Bonding+of+Nanoporous+Polymer+Membranes+to+PDMS+or+Glass+Microdevices%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Irreversible, Direct Bonding of Nanoporous Polymer Membranes to PDMS or Glass Microdevices.</a> Lab Chip. 10, 548-552 (2010).</li>
<li>Liao, X., Braunschweig, A. B., Zheng, Z., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force-+and+Time-Dependent+Feature+Size+and+Shape+Control+in+Molecular+Printing+via+Polymer-Pen+Lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Force- and Time-Dependent Feature Size and Shape Control in Molecular Printing via Polymer-Pen Lithography.</a> Small. 6, 1082-1086 (2010).</li>
<li>Sheehan, P. E., Whitman, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thiol+Diffusion+and+The+Role+of+Humidity+in+%22Dip+Pen+Nanolithography%22%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Thiol Diffusion and The Role of Humidity in "Dip Pen Nanolithography".</a> Phys. Rev. Lett. 88, 156104(2002).</li>
<li>Geissler, M., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la034464x">Fabrication of Metal Nanowires Using Microcontact Printing.</a> Langmuir. 19, 6301-6311 (2003).</li>
<li>Gmeiner, B., Leibl, H., Zerlauth, G., Seelos, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Affinity+Binding+of+Distinct+Functional+Fibronectin+Domains+to+Immobilized+Metal+Chelates%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Biochem.+Biophys%22%5BJournal%5D)">Affinity Binding of Distinct Functional Fibronectin Domains to Immobilized Metal Chelates.</a> Arch. Biochem. Biophys. 321, 40-42 (1995).</li>
<li>Curran, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Introducing+Dip+Pen+Nanolithography+as+a+Tool+for+Controlling+Stem+Cell+Behaviour%3A+Unlocking+the+Potential+of+the+Next+Generation+of+Smart+Materials+in+Regenerative+Medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Introducing Dip Pen Nanolithography as a Tool for Controlling Stem Cell Behaviour: Unlocking the Potential of the Next Generation of Smart Materials in Regenerative Medicine.</a> Lab Chip. 10, 1662-1670 (2010).</li>
<li>Davey, M. R., Anthony, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDavey%2C+MR+%22Plant+Cell+Culture%3A+Essential+Methods%22">Plant Cell Culture: Essential Methods</a>. , John Wiley & Sons. 153-172 (2010).</li>
<li>Brinkmann, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interdigitated+Multicolored+Bioink+Micropatterns+by+Multiplexed+Polymer+Pen+Lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Interdigitated Multicolored Bioink Micropatterns by Multiplexed Polymer Pen Lithography.</a> Small. 9, 3266-3275 (2013).</li>
<li>Senesi, A. J., Rozkiewicz, D. I., Reinhoudt, D. N., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Agarose-Assisted+Dip-Pen+Nanolithography+of+Oligonucleotides+and+Proteins%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Agarose-Assisted Dip-Pen Nanolithography of Oligonucleotides and Proteins.</a> ACS Nano. 3, 2394-2402 (2009).</li>
<li>Carnally, S. A. M., Wong, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Harnessing+Catalysis+to+Enhance+Scanning+Probe+Nanolithography%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Harnessing Catalysis to Enhance Scanning Probe Nanolithography.</a> Nanoscale. 6, 4998-5007 (2014).</li>
</ol>

Hizalama algoritma ve yazılım tarafından geliştirilmiş ve Manchester Üniversitesi için özeldir. Http://www.click2go.umip.com/ indirmek için kullanılabilir.

Bu protokol kullanıcılara hızlı bir şekilde yüksek homojenlik ve kontrol edilebilir özelliği boyut üzerinde büyük biçimlenme nanolithographic gerçekleştirmek için uygun bir metodoloji sağlamak için hizmet vermektedir (cm2) alanları. Bu geniş bir alan nanopatterns taşıyan yüzeylerde sonra daha da çeşitli uygulamalar için gelişmiş. Bu teknolojinin bir büyük uygulama nanofabricated yüzeyler üretimi için hücre yüzeyine etkileşim çalışmaları mevcuttur. Bu raporu hMSC morfoloji kontrolünü nanofabricated yüzeylerde tarafından gösteren bu malzemeler, hücre kültürü bazı açıklayıcı örnekler gösterir.
Bu protokol anahtar enabler yüzeylerde, hücre kültürü deneyleri hızlı ciro sağlayan nano çözünürlük aşağı özellikleri son derece düzgün ve yüksek üretilen iş üretimini sağlayan otomasyon hizalama yordam (adım 4) olduğunu. Bu hizalama algoritma kullanılarak yapılan polimer kalem litografi yaklaşık 30 dakika içinde Nano özellikleri oluşturmak yapabiliyor. Tekrarlanabilirlik ve otomatik hizalama doğruluğunu ve böylece desenli özellikleri tekdüzelik olduğunu ancak eleştirel üretilen bağımlı olan sonda dizilerin kalitesi için (adım 1 ve 2). Künt, kırık veya eksik probları neden herhangi bir kusurları onların hazırlık; gibi kapana kısılmış hava kabarcıklar (adım 1.5) veya sondalar uygunsuz ayrılması (adım 1.8) yöneticisinden yanlış hizalama ve kalitesiz litografi neden olabilir.
Bu yöntem bir sınırlama güç geribildirim güvenmek diğer hizalama yöntemleri ile ortak hisse bildirdi. Sondalar yüzeyi ile temas olduğunda doğru belirlenmesi arka plan titreşimler ortam çevrenin ve örnek sahne hareketinin neden olduğu için hesap gerektiğinden sınırlıdır. Genel olarak, sensörler bir kuvvet duyarlılık µN rejimi (Bu durumda 2 µN) var, ama hizalama algoritma yalnızca herhangi bir 'yanlış mutlak' resul önlemek için sondalar ve yüzey arasında kesin ilgili kişi olarak en az 490 µN bir kuvvet kaydetmek için tasarlanmıştır arka plan gürültü ting. 13 böylece, bu yöntem büyük özellikleri (1-2 µm) üretmek eğilimi gerekir sondalar genişletilmiş beri büyük bir mesafe üzerinde z-eksen (bir kuvvetle sonucu daha yüksek) amacıyla ilgili kişi kayıt. Telafi etmek için zazaltarak daha küçük özellikler oluşturulabilir-eksen mesafe seyahat sırasında litografi adım (5 mikron yerine 3 µm olarak adım 5.2.3.2 'Siyah' ayarı girerekÖrneğin,).
Hizalama, daha önce en zaman zorlu ve imprecise adımda olduğu gibi yine de, bu sınırlama ile otomasyon algoritması paralelleştirilmiş tarama prob litografi yöntemleri, uygulamada önemli bir özelliği hitap edebilmektedir Bu tekniklerin uygulanması. Şimdi bu Otomasyon imalat işleminin hızı sınırlaması adımı tekniğinde kendisi yazma için hizalama geçer. Bu iletişim kuralı bu hizalama yordamını uygulama PPL gösterir iken, çerçeve lipid-DPN26 ve matris destekli litografi27 yanı sıra potansiyel gelecek katalitik gibi SPL teknikleri bir dizi için uygulanabilir sonda sistemleri. 28

Nanoteknoloji bağlı olarak verimli ve güvenilir bir şekilde nano Özellikler yüzeylerde imalatı yetenekli yöntemlerin geliştirilmesi sayesinde çalışıyor. 1 , 2 ancak, böyle üreten ve güvenilir bir şekilde geniş alanlara (birden çok cm2) özellikleri olmayan önemsiz bir çaba, nispeten düşük maliyetli. Yarıiletken Endüstrisi türetilmiş çoğu mevcut teknikleri 'sert' malzeme imal etmek ablatif fotolitografi güveniyor. Daha yakın zamanlarda, taş teknikleri prob mikroskobu (SPM) tarama elde edilen nano tasarımları hızlı prototipleme için kullanışlı ve çok yönlü bir yaklaşım olarak ortaya çıkmıştır. 3 SPM tabanlı teknikleri rahat ve hızlı bir şekilde 'herhangi bir kullanıcı tarafından tanımlanan desen yazmak ' edebiliyoruz. En iyi bilinen bu Mirkin vd., nerede bir tarama sonda 'kalem' moleküler 'mürekkep' bir şekilde yazmaya benzer özellikler üreten yüzeye aktarmak için kullanılan4 tarafından öncülük daldırma-kalem nanolithography (DPN), olduğunu. Bir sonda bir yüzey üzerinde taranmış ortam koşulları altında 'mürekkep' molekülleri yüzey yolu ile için transfer formları sonda ve yüzey (Şekil 1) arasında bir su menisküs. DPN böylece malzemeler, polimerler ve biomolecules gibi "yumuşak" malzemeler de dahil olmak üzere geniş bir nanolithographic birikimi sağlar. 5 ilgili teknikleri sıvı tesliminde kanalları ile mühendislik probları kullanarak çeşitli anılacaktır 'nanopipettes' ve 'nano-Çeşme kalemler' da bildirilmiştir. 6 , 7 , 8
SPM kaynaklı litografi daha geniş uygulama için ana engel çıktı, tek bir sonda ile desen santimetre çaplı alanlara aşırı uzun bir zaman gerektirir gibidir. Bu sorunu gidermek için erken çabaları ile her ikisi 'tek-boyutlu' ve 'iki boyutlu' (2D) prob diziler santimetre büyüklüğünde alanlar litografi için bildirilen konsol tabanlı DPN parallelization üzerinde duruldu. 5 , 9 ancak, bu konsol diziler oldukça karmaşık multistep imalat yöntemleri ile üretilen ve oldukça kırılgandır. Polimer kalem litografi (PPL) icadı yumuşak siloxane elastomer probları cam slayda gümrüklü 2D bir dizi standart SPM cantilevers değiştirerek bu sorunu ele aldı. 10 bu basit sonda kurulumu önemli ölçüde geniş alanlar, nanolithography daha geniş bir uygulama yelpazesi için açılması biçimlenme karmaşıklığını ve maliyetini azaltır. Bu konsol ücretsiz mimarisi de ipucu zor yumuşak-bahar litografi, yumuşak kullanılarak üretilen modelleri ile karşılaştırıldığında geliştirilmiş çözünürlük vermek zor silikon ipuçları ile yumuşak elastomerik destek melez sağlayan11 genişletildi Elastomer ipuçları.
Önemli bir faktör bu 2D array teknolojilerin yürütülmesine böylece litografi kullanılmaktadır zaman tüm probları yüzey temas gelen sonda dizi aynı anda tam olarak yüzey substrat paralel olması gerektiğidir. Diğerleri daha sonra veya hiç kişiye gelecek iken bazı probları ile temas yüzeyi daha önce dizi, iniş sırasında gelecek bu yana bile küçük bir kayma özelliği boyutu büyük bir fark dizinin bir taraftan diğerine, neden olabilir. 12 tam hizalama nerede temas yüzeyi daha önce probları sıkıştırılır, PPL ile özellikle yumuşak elastomer probları deformasyon nedeniyle önemlidir yüzeyinde büyük bir ayak izi bırakarak.
PPL erken çalışmaları tamamen görsel muayene olarak onlar temas yüzeyi getirilen piramit probları deformasyon gözlemlemek için dizinin monte edilmiş bir kamera ile hizalama işlemi size yol istihdam. 10 hizalama sondalar hangi tarafında ilk, yüzeyi ile temas geldi gözlemleyerek sonra açı ayarlama ve sonda her tarafında temas halinde aradaki fark kadar yordamı yinelemeli bir şekilde yinelenen karar oldu gözünün içine bakarak ayırt edilemez. Öznel görsel denetim işleci tarafından bu hizalama yordamı kullanır gibi tekrarlanabilirlik düşüktür.
Daha sonra temas yüzeyi probları, üzerine uygulanan kuvvet ölçmek için belgili tanımlık substrate altında monte bir kuvvet sensör oluşan daha objektif bir yaklaşım geliştirilmiştir. 12 hizalama böylece hangi tüm probları aynı anda temas halinde olduğunu göstermiştir sarf, kuvvet en üst düzeye çıkarmak için tilt açıları ayarlayarak elde edildi. Bu yöntem yüzey paralel 0,004 ° içinde için hizalama mümkün olduğunu gösterdi. Bu 'güç geribildirim tesviye' Şimdi iki bağımsız raporlar tam otomatik sistemlerine uygulanmıştır. 13 , 14 hem kuvvet sensörleri substrat altında veya üstünde dizi takılı bir üçlü kullanın ve temas yüzeyi ve sonda diziler arasında üzerine sarf güç miktarını ölçmek. Bu sistemler yüksek hassasiyetli, 1 cm uzunluk ölçek,14 veya ° sağlamak bu otomatik hizalama sistemleri aynı zamanda 1.4 cm.13 üzerinde büyük tasarruf Operatör süresinin ve tamamlamak için geçen toplam süre ≤ 0,0003 misalignments ≤0.001 ° raporlama vermek taş baskı işlemi.
Bir büyük yüksek üretilen iş yüzey imalat bu teknoloji tarafından etkin hücre kültür yüzeylerde nesil uygulamadır. Şimdi de kurulan bu hücre fenotip hücreler ve yüzey özellikleri arasındaki ilk etkileşim kontrol ederek manipüle edilebilir ve bu-ebilmek var olmak arttırmak nano. 15 özel olarak, tarama prob litografi yöntemleri gibi hücre kültürü deneyleri için nanofabricated yüzeyler çeşitli üretmek için uzun facile yöntemi gösterilmiştir. 16 Örneğin, nano şekillerinin kendi kendine monte monolayers ve hücre dışı matriks proteinleri şablonu esas alan PPL ve DPN nano değiştirilme tarihi malzemeleri malzeme potansiyelini çalışmaya kullanılmıştır sunulması yüzeyler farklılaşma indüklenen. kök hücreler. 17
Bu iletişim kuralı geniş alan PPL sağlar değiştirilmiş atomik kuvvet mikroskobu (AFM) sistem kullanımını açıklar. Sonda-yüzey teması, yinelemeli hizalama işlemini otomatikleştiren bir algoritması ile birlikte belirleme aracı olarak birden fazla kuvvet sensörleri kullanarak güç tespiti detay. Bu desen hücre dışı matriks proteini fibronektin ile sonraki functionalization ve insan mezenkimal kök hücre (hMSC) kültürü açıklanmıştır, PPL fabrikasyon yüzeyler hücre kültürü için uygulanan bir gösteri olarak.

<table><tbody><tr><td><güçlü > Ekipman< / güçlü ></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>FlexAFM motorlu 5 eksenli (XYZ & Theta; &phi;) Çeviri ve Gonyometre Aşaması</td><td>NanoSurf</td><td>P40008</td><td></td></tr><tr><td>AFM kontrol yazılımı</td><td>NanoSurf</td><td>C3000</td><td></td></tr><tr><td>Gravür kalemi</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z225568</td><td></td></tr><tr><td>Plazma Temizleyici</td><td>Harrick plazma</td><td>PDC-32G-2</td><td></td></tr><tr><td>PlasmaFlo</td><td>Harrick plazma</td><td>PDC-FMG-2</td><td></td></tr><tr><td>Ekonomi Kuru Oksijen Servis Pompası</td><td>Harrick plazma</td><td>PDC-OPE-2</td><td></td></tr><tr><td>Tüp Döndürücü</td><td>Stuart</td><td>SB3</td><td></td></tr><tr><td>Vakumlu Kurutucu</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>5311-0250</td><td></td></tr><tr><td>Milli-Q Su Arıtma Sistemi</td><td>Merck Millipore</td><td>ZRXQ015WW</td><td></td></tr><tr><td>Modüler Nem Jeneratörü</td><td>proUmid</td><td>MHG32</td><td></td></tr><tr><td>Proline Plus Pipet 100-1000 & mikro; L</td><td>Sartorius</td><td>728070</td><td></td></tr><tr><td>Silikon ustaları</td><td>NIL Teknolojisi</td><td>ısmarlama</td><td></td></tr><tr><td>Dik anlık görüntü floresan mikroskobu</td><td>Olympus</td><td>BX51</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop objektifleri</td><td>Olympus</td><td>10x ve 60x UPlan FLN &infin;/-/FN 26.5</td><td></td></tr><tr><td>Dik parlak alan mikroskobu</td><td>Leica</td><td>DM 2500M</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasonikatör</td><td>Ultrawave Ltd.</td>Otomatik hizalama sonuçlarını kaydetmek ve entegre etmek için <td>U95</td><td></td></tr><tr><td>Elektronik Tablo</td><td>Microsoft</td><td>Excel</td><td></td></tr><tr><td>Reagent</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>2-propanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>34863</td><td>YANICI</td></tr><tr><td>Mikroskop Sildes, Şeffaf, Topraklanmış</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>451000</td><td></td></tr><tr><td>(7&ndash; % 8 vinilmetilsiloksan) -dimetilsiloksan kopolimeri, trimetilsiloksi sonlu</td><td>Gelest</td><td>VDT-731</td><td></td></tr><tr><td>1,3,5,7-tetrametil-1,3,5,7-tetravinilsiklotetrasiloksan</td><td>Gelest</td><td>SIT7900.0</td><td></td></tr><tr><td>Platin (0) -1,3-divinil-1,1,3,3-tetrametildisiloksan kompleks çözeltisi</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>479527</td><td>ZARARLI, TOKSIK(</td></tr><tr><td>25&ndash; %35 metilhidrosiloksan)-dimetilsiloksan kopolimeri, trimetilsiloksan sonlu</td><td>Gelest</td><td>HMS-301</td><td></td></tr><tr><td>Tartı Teknesi 100 mL</td><td>Bilimsel Laboratuvar Malzemeleri</td><td>BALI828</td><td></td></tr><tr><td>Pasteur pipeti</td><td>Appleton Woods</td><td>KS230</td><td></td></tr><tr><td>Petri kabı</td><td>SARSTEDT</td><td>82.1473</td><td></td></tr><tr><td>Tıraş bıçağı</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>ST10-031T</td><td></td></tr><tr><td>Yapışkan Karbon Bant</td><td>Agar bilimsel</td><td>AGG3939</td><td></td></tr><tr><td>16-Merkaptoheksadekanoik asit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>448303-1G ZARARLI</td><td>, TOKSİK</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>34852</td><td>YANICI</td></tr><tr><td>Altın kaplı mikroskop lamı</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>643203</td><td>Bir kez açıldıktan sonra altın en az 1 ay boyunca tiyollere karşı reaktif kalacaktır</td></tr>. <tr><td>Tiyoüre</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T8656</td><td>ZARARLI, TOKSİK</td></tr><tr><td>Demir(III) nitrat nonahidrat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>529303</td><td>ZARARLI, TOKSİK</td></tr><tr><td>Hidroklorik asit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>84415</td><td>ZARARLI, TOKSİK</td></tr> <tr><td>(11-Merkaptoundesil) hekza (etilen glikol)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>675105</td> İnsan plazmasından <td>ZARARLI, TOKSİK</td></tr><tr><td>Fibronektin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F0895</td><td></td></tr><tr><td>Kobalt(II) nitrat hekzahidrat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>203106</td><td>ZARARLI, TOKSİK</td></tr><tr><td>Dulbecco' s Fosfat Tamponlu Tuzlu</td><td>Su Sigma-Aldrich</td><td>D8537</td><td></td></tr><tr><td>MSCGM Mezenkimal Kök Hücre Büyüme Ortamı</td><td>Lonza İngiltere</td><td>PT-3001</td><td></td></tr><tr><td>İnsan Mezenkimal Kök Hücreleri</td><td>Lonza İngiltere</td><td>PT-2501</td><td></td></tr><tr><td>Tripsin-EDTA</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T4174</td><td></td></tr><tr><td>Heraeus Multifuge X1 Santrifüj</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>75004210</td><td></td></tr><tr><td>CELLSTAR Santrifüj Tüpleri</td><td>Greiner Bio-One</td><td>188261</td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldehit</td><td>Fisher Scientific</td><td>P/0840/53</td><td>ZARARLI, TOKSİK</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 488 Phalloidin</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A12379</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T8787</td><td></td></tr> <tr><td>DAPI Vektörlü VECTASHIELD Antifade Montaj Ortamında</td> "Deterjan"<td> Laboratuvarlar</td><td>H-1200</td><td></td></tr><tr><td>Tavşan anti-fibronektin antikoru</td><td>Abcam</td><td>ab2413</td><td></td></tr><tr><td>Keçi anti-Tavşan IgG (H + L) İkincil Antikor, Alexa Fluor 594</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>R37117</td><td></td></tr><tr><td>Sığır Serumu Albümin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A3912</td><td></td></tr><tr><td>12 oyuklu plaka</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>10253041</td><td></td></tr><tr><td>T75 doku kültür şişesi</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>10790113</td><td></td></tr><tr><td>konsol</td><td>BudgetSensor</td><td>ContAl-G</td><td></td></tr></tbody></table>

otomatik hizalama ve substrat imalat hücre kültür araştırmaları için uygulama tarafından kolaylaştırdı geniş alan tarama prob nanolithography

Large-area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment and Its Application to Substrate Fabrication for Cell Culture Studies

Prob mikroskobu tarama çeşitli yöntemler nanometre-ölçek özellikleri yapıcı ('katkı') yukarıdan aşağıya imalatı için oluşturulmasını sağlamıştır. Tarihsel olarak, sonda litografi tarama büyük bir dezavantaj tek sonda sistemlerin özünde düşük işlem hacmi oldu. Bu artan nanolithography üretilen iş etkinleştirmek için birden çok probları bir dizi kullanımı ile ele vardır. Böylece tüm Probe prob paralelleştirilmiş böyle nanolithography uygulamak için substrat yüzeyli sonda dizilerin doğru hizalama, çok önemlidir aynı anda tekniğinde desenlendirme başladığında yüzeyi ile temas. Bu iletişim kuralı polimer kalem litografi sonda dizileri hızlı, doğru ve otomatik hizalama için bir algoritma kullanılarak kolaylaştırdı, santimetre büyüklüğünde alanlar üzerinde nanometre-ölçek özellikleri üretmek için kullanımını açıklar. Burada, thiols altın yüzeyler üzerinde nanolithography özellikleri nesil ile yüksek homojenlik göstermektedir. Bu kalıpları sonra yüzey Yönetmen: hücre morfolojisi çalışmaların içeriğinde fibronektin ile functionalized.

Otomatik hizalama başarılı olmuştu olup olmadığını denetlemek için hizalama (elektronik tablodaki verilerde adım 4.8) üzerinden çizilen grafikleri incelenmiş. Hizalama işlemi başarılı olmuştu nerede hangi tarafından örnek sahne θ ve φ eksenleri hareket ettirildiğinde açı karşılık gelen iki araziler yükselen ve azalan veri noktaları bir dizi gösterdi. Her araziler, veri noktalarının iki doğrusal uyar iyi tanımlanmış bilgisayar'ın "en büyük zgösteren zirve" gösterdi-uzantısı ve hizalama olduğu karşılık gelen açısı elde (Şekil 4A ve 4B). Bu süreçtir tekrarlanan dört kez (yani, her eksen için iki kez) ve dört koordinatları kümesi olarak çizilen. Koordinatları her çift kesişim böylece genel olarak optimum açı (Şekil 4 c) gösterir. 13 içinde hal nereye hizalama başarısız oldu, bu onların karşılık gelen θ ve φ açısı araziler iyi kalitede doğrusal uyar vermeyin veya (Şekil 5) kesişmiyor görülebilmektedir. Böyle başarısız hizalamaları normal sonucu olarak varlık düzgün kesilmiş ya da sonda sahibine (adım 1.7, 1.8 ve 2.2) monte diziler uygulanır. Bu gibi durumlarda, diziler atılan yeni bir hazır ve (adım 1 ve 2) monte ve hizalama işlemi (adım 4) tekrarladı.
Başarılı hizalama ve litografi MHA PPL tarafından ile desenli altın yüzeylerde sonra ifade yerini almıştı olup olmadığını incelemek için yanal kuvvet mikroskobu kullanarak görüntüsü. Daha büyük bir alan İnceleme yazdırılan yüzeyler, aynı zamanda dağlama yatırılan thiol (Şekil 6 ve Şekil 7) tarafından korunmamasına altın sonra yüzeylerde optik mikroskobu tarafından yapılmıştır. Ancak, kabartma desen daha fazla functionalization için kullanılamaz ve yalnızca yazdırılan yüzey yüzeylerde toplu temsilcisi örnekleri üzerinde desenlendirme onaylamak için kullanılmalıdır. Baskılı desenler bireysel kalemler (Şekil 8) karşılık gelen boş alanları gösterirsen, bu sonuç ve sonda diziler üretimini başarıyla yapıldı değil ki bazı probları hasarlı veya eksik olduğunu gösterir. Sondalar bu inhomogeneity nerede perfluorinated kaplama yıpranmış uzak (adım 1.3), bir eski ana kullanımı nedeniyle olabilir dizi asıl ayrıldığında uzakta paramparça bazı probları sonuçlanan. Bu gibi durumlarda, yeni bir ana kullanılmalıdır. Ayrıca hava varlığı nedeniyle kabarcıklar yedekleme cam ve master (adım 1.5) arasında sıkışıp, ya da sonda dizi temiz bir şekilde asıl slayttan (adım 1.8) kür sonra ayrılmış değil eğer kaynaklanıyor olabilir.
Floresan mikroskopi görüntüleri inkübe hMSCs da vardı fibronektin functionalized yüzeylerin (Şekil 9) toplanan. Genel olarak, tüm yüzeylerde vitro kültür ortamında istikrarlı ve hücreler yapıştırılır ve yazdırılan desenlere daha küçük izole 20 x 20 düzenlemek-in şekil halinde onların morfolojisi adapte.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig1.jpg"> Şekil 1. Polimer kalem litografi moleküler mürekkep taşıma yolu ile su menisküs sonda ucunda gösterilen şematik gösterimi. (A) yan görünüm ve (B) yukarıdan polimer kalem dizi sonda dizi ve yüzey substrat tam hizalandığında, tüm Probe prob ile temas yüzeyi aynı anda, paralelleştirilmiş litografi kaynaklanan geldiğini gösterir. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig2.jpg"> Şekil 2. Polimer kalem litografi Şematik diyagramı ayarla yukarıya (A) nerede hazırlanan soruşturma dizi tutucu soruşturma için bağlı ve AFM tarayıcıya monte deneysel ayarlarý genişletilmiş yan görünüm. Belgili tanımlık substrate sahne alanı'nda yer alıyor, hangi bulunan aşağıda üç kuvvet sensörleri. (B) bir temsili örnek sahne göre AFM tarama baş gösteren birleştirilmiş araçları. (C) alt görünümü kuvvet sensör yerini gösteren. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig3.jpg"> Şekil 3. Şematik Gösterim hizalama yordamını spektroskopisi programinda resmeden. AFM tarayıcı 10 µm 100 ms içinde düzenlenen 250 ms'ye konumundaki 100 ms içinde 10 µm retraksiyon arkasından ve retrakte konumundaki 250 ms için düzenlenen bir mesafeye göre örnek doğru sonda taşımak için ayarlanır. Hareket daha sonra hizalama süreci boyunca tekrar edilir. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig4.jpg"> Şekil 4. Başarılı bir hizalama gösteren grafikler. ● gerçek değerleri ölçülür ve + en iyi nerede gösterir z konumunda tilt açıları (A) çap ve φ (B) başarılı bir hizalama için grafikleri en küçük kareler yöntemi ile uygun. (C) grafiği φ θ karşı açıları nerede en büyük z-pozisyon ulaşıldı dört puan ile donatılmış. İşaretlenmiş kesişim noktasını her iki eksen son optimum tilt açıdır. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig5.jpg"> Şekil 5. Başarısız bir hizalama gösteren grafikler. ● gerçek değerleri ölçülür ve + en iyi nerede gösterir z konumunda tilt açıları (A) çap ve φ (B) başarısız bir hizalama için grafikleri en küçük kareler yöntemi ile uygun. (C) grafiği φ θ karşı açıları nerede en büyük z-pozisyon ulaşıldı dört puan ile donatılmış. Hiçbir açık OPTIMA veya kavşak noktası gözlenen ve bu nedenle optimum hizalama açıları değil çözümlenir. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig6.jpg"> Şekil 6. Açıklayıcı optik mikroskobu ve atomik kuvvet mikroskobu ile MHA hizalanmış PPL dizileri tarafından desenli ve sonra kazınmış altın yüzeylerde görüntülerini. (A) ve (B) ardışık olarak büyütülmüş optik mikroskobu görüntüleri baskılı desenler vardır; (C) bir AFM topografya tek ızgara desen görüntüdür. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig7.jpg"> Şekil 7. MHA ile hizalanmış PPL dizileri tarafından desenli ve sonra kazınmış altın yüzeylerde görüntülerini açıklayıcı optik mikroskobu. (A) ve (B) ardışık olarak büyütülmüş optik mikroskobu görüntüleri baskı kalıplarının ve (C) geniş alana homojen desen gösterir daha düşük bir büyütme resim. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig8.jpg"> Şekil 8. Düzensiz MHA ile desenli ve sonra kazınmış altın bir substrat açıklayıcı optik mikroskobu görüntüsü. (İlave gösterilen) amaçlanan desenleri ızgaralar zartırarak üretilen her iki satır ile 20 satır düzenlenen 20 nokta satır yinelenen-eksen uzantısı 1 µm (5-5 µm arasında değişen) tarafından. Bazı bölgelerde hiçbir desen, o konumlardaki eksik probları nedeniyle oluşturulan olduğunu görebilirsiniz. Alanlarda nerede nokta sadece iki satır üretilmektedir, bu sonuç bir prob var ancak dizi için tam zgenişletildiğinde sadece mevduat özellikleri tam olarak işleyen probları aynı yüksekliğine değil gösterir-ekseni uzaklığı. Bu görüntüde, kontrast bilinçli gözlem kısmen yazdırılan alanların etkinleştirmek için değiştirilmiş. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig9.jpg"> Şekil 9. Epifluorescence mikroskobu görüntüleri fibronektin diziler şablonu esas alan PPL tarafından kültürlü hMSCs. (A) ve (B) yüksek büyütme gösteren tek tek hücreler görüntülerdir. (C) bir örnek desen bir yapışık olmadan fibronektin dizinin hücre ve (D) (Yazdırılan deseni şematik de kakma gösterilir) bir kılavuz düzenleme kültürlü hücreleri bir geniş alan görüntüsünü gösterir. Hücreleri ve hücre çekirdeği (mavi) fibronektin (kırmızı), F-aktin (yeşil) göstermek için lekeli. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig9large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Burada için geniş alan tarama prob nanolithography sonda diziler yinelemeli hizalama gibi hücre yüzeyine etkileşim çalışmaları için taş desen kullanımı tarafından etkinleştirilmiş bir iletişim kuralı mevcut.

Otomatik hizalama ve substrat imalat hücre kültür araştırmaları için uygulama tarafından kolaylaştırdı geniş alan tarama prob Nanolithography

Scanning probe microscopy has enabled the creation of a variety of methods for the constructive (&#39;additive&#39;) top-down fabrication of ...

Özellikle nanoyapılı malzemeler ve yüzeylerle biyolojik etkileşimlerin incelenmesinde, nanometre ölçeğinde özellikler ve nesneler oluşturmak için uygun araçlara büyük ihtiyaç vardır. Bu protokol, protein dizilerinin nano ölçekli çözünürlükle santimetre ölçekli alanlarda hızlı ve homojen bir şekilde replikasyonunu sağlar. Bu, bu yüzeylerdeki mezenkimal kök hücre etkileşimlerini incelememizi sağlar.Bu model yüzeyleri, belirli malzeme değişkenleri ve mezenkimal kök hücreler arasındaki kontrollü etkileşimleri incelememize olanak tanıyarak gelecekteki biyomalzeme tasarımlarını bilgilendirecek temel malzeme tasarım kriterleri sağlar. Prosedüre başlamak için, PDMS prepolimerinin bileşenlerini bir tartı teknesinde iyice karıştırın. Karışımı bir vakumlu desikatörde 20 dakika veya tüm gaz kabarcıkları kaybolana kadar gazını alın.Ardından, PPL dizisi için silikon master'ı dört santimetrelik bir Petri kabına yerleştirin. Gazı alınmış PDMS prepolimer karışımını tamamen kaplanana kadar master'ın üzerine dökün. Master'ı kaplayan PDMS'nin gazını beş dakika daha boşaltın.Gaz giderme sırasında, bir cam slaytı bir dakika boyunca oksijen plazması ile işlemden geçirin. Gazdan arındırma işleminden sonra, sürgünü, işlem görmüş tarafı aşağı bakacak şekilde dikkatlice PDMS'nin üzerine yerleştirin. Sıkışan havayı çıkarmak ve master ile slayt arasına düzgün bir PDMS tabakasının sıkıştırıldığından emin olmak için sürgüyü silikon master'ın üzerine hafifçe bastırın.Sıkıştırılmış PDMS dizisini, silikon ana kısmı altta olacak şekilde başka bir Petri kabına aktarın. PDMS'yi 24 ila 48 saat boyunca 70 ila 80 santigrat derecede bir fırında kürleyin. Ardından, kürlenmiş PPL dizisini fırından çıkarın ve 15 dakika soğumaya bırakın.Cam sürgünün arkasından ve yanlarından fazla PDMS'yi dikkatlice kesmek için bir tıraş bıçağı kullanın. Gevşek PDMS kalıntılarını bir kuru nitrojen gazı akışıyla üfleyin. Doğru bir hizalama sağlamak için dizinin arkasından ve kenarlarından fazla PDMS'yi kesmek önemlidir.Bu aynı zamanda kullanıcının litografi sırasında AFM altındaki probların koşullarını daha iyi gözlemlemesine yardımcı olur. Dizinin köşesine bir milimetre derinlikte bir tıraş bıçağı sokun ve diziyi tek bir sürekli kaldırma hareketiyle silikon master'dan dikkatlice kaldırın. Ardından, dizinin kenarlarındaki 0,5 milimetrelik PDMS'yi bir tıraş bıçağıyla dikkatlice kesin ve kazıyın.Kullanıcılar, iyi bir ayırma sağlamak ve problara zarar vermemek için dizileri master'dan kaldırırken çok dikkatli olmalıdır. Bu, diziler silikon master'a geri düşmeden tek ve pürüzsüz bir hareketle yapılmalıdır. PPL dizisini 30 saniye boyunca oksijen plazmidi ile işlemden geçirin, ardından dizi yüzeyine 20 mikrolitre deiyonize su damlatın.Su tüm diziye eşit olarak yayılmazsa, plazma işlemini tekrarlayın. Plazma ile muamele edilmiş diziyi iyice kurulayın, ardından diziyi atomik kuvvet mikroskobu prob tutucusuna takmak için çift taraflı karbon bant kullanın. Prob tutucuyu AFM kinematik tutucusuna monte edin.Diziyi mürekkeplemek için, pipet ucu ile dizi yüzeyi arasındaki teması önleyerek diziye etanol içinde bir milimolar MHA çözeltisinden 20 mikrolitrelik bir damla uygulayın. MHA çözümünün dizi boyunca yayılmasına izin verin. Etanolün buharlaşmasını bekleyin.Prob tutucuyu PPL dizisi ile AFM'ye monte edin, ardından AFM'nin ortasına altın bir alt tabaka yerleştirin.amptage. Alt tabakayı yapışkan bantla yerine sabitleyin. Hizalamaya başlamak için, tüm eksenleri ve açıları önceden kalibre edilmiş bir sıfır noktasına sıfırlamak için sahne kontrolörü kurulum programını çalıştırın.Alt tabakayı istenen yazdırma konumuna taşımak için AFM örnek aşaması X ve Y ekseni kontrol konsolunu kullanın. S'yi serbest bırakmak için stage serbest bırakma kolunu değiştirin.ampage ve kuvvet sensörlerini etkinleştirin. Sensörlerin en az 15 dakika dengelenmesine izin verin, ardından dizi görsel olarak alt tabakaya mümkün olduğunca yakın olana kadar numune aşamasını yükseltmek için Z ekseni kontrol cihazını kullanın.Dizinin alt tabakanın bir milimetre yakınında olduğundan emin olun. Ardından, otomatik hizalama programını açın. Açı adımını, kaba adım mesafesini ve ince adım mesafesini doldurun.Elektronik tablo dosya yolunu ayarlayın ve elektronik tablo şablonunu ekleyin. Ardından AFM kontrol yazılımını açın ve spektroskopi bölümüne gidin. Tarama kafası Z ekseni salınımını 10 milisaniye boyunca 100 mikrometre uzatacak, 250 milisaniye basılı tutacak, 10 milisaniye boyunca 100 mikrometre geri çekecek ve 250 milisaniye basılı tutacak şekilde yapılandırın.Tarama kafası salınımını başlatın ve otomatik hizalamayı çalıştırın. Yazılım hizalamanın bittiğini gösterdiğinde, hizalama işlemini sonlandırın. Hizalamanın başarılı olup olmadığını belirlemek ve genel optimum açıları belirlemek için hizalama verilerinin otomatik olarak oluşturulan doğrusal uyumunu inceleyin, ardından AFM üstten görüş kamerasıyla dizi ile alt tabaka arasındaki temas gözlemlenene kadar numune aşamasını 500 nanometrelik artışlarla yükseltin.Diziyi 10 mikrometre geri çekmek için AFM kontrol yazılımında Durdur'a tıklayın. PPL işlemine başlamak için AFM kontrol yazılımının litografi bölümünü açın. Z-modülasyonu çalışma modunu seçin ve içe aktarılacak litografi modeline gidin.Oluşturulacak desenin boyutunu girin. Başlangıç ofsetini hem X hem de Y eksenlerinde 25 mikrometreye ayarlayın, ardından Modülasyon Mutlak Z konumunu seçin, cihazı iki katmana basitleştirmek için ayarlayın ve siyah beyaz değerleri sırasıyla beş ve negatif beş mikrometreye ayarlayın. Ayarları uygulamak ve pencereyi kapatmak için Tamam'a tıklayın.Litografi penceresinden katman düzenleyiciyi açın ve duraklama süresini ayarlayın. Ardından, atmosferik izolasyon odasını AFM'nin üzerine indirin ve kontrol yazılımını açın. % 45 bağıl nem, 25 santigrat derece sıcaklık ve 500 mililitre atmosfer değişim akış hızı ayarlayın.Ayarları uygulayın ve istenen nem seviyesine ulaşılmasını bekleyin. Ardından litografik diziyi başlatın. Litografinin tamamlanmasının ardından, sahneyi 500 mikrometre geri çekin.Atmosferik izolasyon odasını çıkarın. S'yi kilitleyinampkuvvet sensörlerini devre dışı bırakmak için s. Son olarak, görselleştirme veya daha fazla işlem için alt tabakayı sahneden çıkarın.PPL, ince dizi ızgaralarının veya ayrıntılı görüntülerin büyük ölçekli homojen desenlerini üretmek için kullanıldı. Desenler, biriken tiyol tarafından korunmayan altının aşındırılmasıyla optik mikroskopi için görselleştirildi. Düzensiz desen, hasarlı veya eksik probları gösterir.PPL ile altın üzerine basılan MHA dizileri fibronektin ile fonksiyonel hale getirildi ve insan mezenkimal kök hücreleri ile inkübe edildi. Bireysel hücreler, fibronektin ile işlevselleştirilmiş dizilere yapıştı ve gerektiğinde morfolojilerini desenlere uyarladı. Bu PPL tekniği, hücre biyolojisi deneyleri için çok çeşitli protein modellerini biriktirmek için kullanılabilir.Yetkin bir kullanıcı, yaklaşık üç saat içinde gösterilenler gibi desenler oluşturabilir. Titiz dizi hazırlığının başarının anahtarı olduğunu unutmayın. PPL tekniği oldukça geneldir ve küçük moleküllerden polimerlere ve biyomoleküllere kadar değişen bileşiklerin biriktirilmesi için kullanılabilir, bu da kimya, biyoloji ve malzeme biliminde çeşitli çalışmaların önünü açar.

large-area-scanning-probe-nanolithography-facilitated-automated

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Bu kağıt kültürü canlı hücreleri mekanik uyarılması için entegre bir atom operasyon okuyucu kuvvet optik görüntüleme mikroskop öğretmeyi hedefliyor. Bir adım-adım protokol sunulmuştur. Mekanik stimülasyonu canlı hücre yanıtı gösteren bir temsilci veri seti sunulmaktadır.

Tümleşik Optik ve Atomik Kuvvet Mikroskobu eğitimi Mekanik Uyarım Canlı Hücre Tepki

Bu video, tek bir hücreden protein salgılarını tespit etmek için lokalize yüzey plazmon rezonans görüntülemeyi gösterir. Mikroakışkan bir kurulum ve peptit bağlı bir plazmonik nanoyapı çipi kullanarak, rezonans açısında yansıyan ışık yoğunluğundaki değişiklikler, tek bir hücreden salgılanan proteinlerle etkileşimleri ortaya çıkarır.

Tek Bir Hücreden Protein Salgılarını Tespit Etmek için Lokalize Yüzey Plazmon Rezonans Görüntüleme

Bu protokolde, kılcal kuvvet litografisi kullanılarak iki farklı polimerik malzemeden yapılmış biyomimetik kardiyak hücre kültürü substratının imalatını gösteriyoruz.  Açıklanan yöntemler, in vitro ve in vivo uygulamalar için makroskopik kardiyak dokuların yapısını ve işlevini tasarlamak için ölçeklenebilir, uygun maliyetli bir teknik sağlar.

Kardiyak Doku Mühendisliği kılcal Kuvvetleri Litografi

Kolloidal prob nanoskobu, kolloidal sistemlerin fiziksel stabilitesi ve pıhtılaşma kinetiği hakkında bilgi edinmek ve biyolojik sistemleri kullanarak ilaç keşfi ve formülasyon bilimlerine yardımcı olmak için çeşitli alanlarda kullanılabilir. İçinde açıklanan yöntem, bu tür sistemleri incelemek için nicel ve nitel bir araç sağlar.

Kolloidal Probe Nanoscopy kullanarak parçacık-parçacık Etkileşimleri Nicel ve Nitel Sınav

Yüzey modelleme için Taramalı Tünelleme Mikroskobunun atomik metrolojisini seçici Atomik Katman Biriktirme ve Reaktif İyon Aşındırma ile birleştirmek için bir protokol rapor ediyoruz. Çok sayıda atmosferik maruziyet ve taşımayı içeren sağlam bir süreç kullanılarak, atomik metrolojiye sahip 3D nanoyapılar üretilir.

Atomik İzlenebilir Nanoyapı İmalatı

Arası hücresel iletişim içinde ve hücre dışında çeşitli fizyolojik aktiviteleri kontrol edilmesi için çok önemlidir. Bu kağıt tek hücre salgılarının uzay-zamansal yapısını ölçmek için bir protokol tanımlamaktadır. Bunu başarmak için, bir multidisipliner bir yaklaşım canlı hücre görüntüleme ile algılama etiket içermeyen nanoplasmonic entegre olan kullanılır.

Tek Hücre Salgıları uzay-zamansal Görüntüleme için bir etiket içermeyen Tekniği

Hücre davranışının nanotopografik modülasyonunun incelenmesi için küçük nanodesenli kalıplardan geniş bir nanodesenli substrat alanı üretmek için bir protokol sunulmuştur.

Hücre Davranış Nanotopographical Modülasyon için nano Substratları kullanma Dikiş Tekniği Genişleyen

İki yaygın olarak kullanılan elektron ışın direnir içinde tek haneli nanometre desenleri tanımlamak için bir sapma düzeltilmiş tarama transmisyon elektron mikroskobu kullanın: Poli (Metil metakrilat) ve hidrojen silsesquioxane. Karşı koymak desenleri tercih hedef malzemelerinde kalkış, aşındırma, plazma kullanarak tek basamaklı nanometre sadakat ile çoğaltılabilir ve organometallics tarafından infiltrasyon karşı.

Tek basamaklı nanometre elektron ışını litografi bir sapma düzeltilmiş tarama transmisyon elektron mikroskobu ile

Nano-mimarinin intrakortikal mikroelektrot cihazlarına aşındırmalarının inflamatuar yanıtı azaltabileceğini ve elektrofizyolojik kayıtları iyileştirme potansiyeline sahip olduğunu gösterdik. Burada açıklanan yöntemler, nano-mimarileri işlevsel olmayan ve fonksiyonel tek saplı silikon intrakortikal mikroelektrotların yüzeyine aşındırmak için bir yaklaşımı ortaya çıkarmaktadır.

Etch Nano mimarilerine mikroelektrotlara odaklanmış iyon ışını Litografisi

Mikropatterned diziler kullanılarak tek hücrelerden floresan muhabir zaman kurslarının alınması için bir yöntem sunuyoruz. Protokolde, tek hücreli dizilerin hazırlanması, canlı hücre tarama zaman atlamalı mikroskopinin kurulumu ve çalışması ve otomatik önseçim, görsel kontrol ve yapıştırma alanı başına hücre entegre floresan zaman kurslarının izlenmesi için açık kaynaklı bir görüntü analiz aracı açıklanmaktadır.

Tek Hücreli Dizilerin Canlı Hücre Görüntülemesi (LISCA) - Hücresel Kinetiği Ölçmek için Çok Yönlü Bir Teknik

Nano ölçekli çözünürlüğe sahip büyük ölçekli numune incelemesi, özellikle nanofabrikasyon yarı iletken gofretler için geniş bir uygulama alanına sahiptir. Atomik kuvvet mikroskopları bu amaç için harika bir araç olabilir, ancak görüntüleme hızları ile sınırlıdır. Bu çalışma, yüksek verimli ve büyük ölçekli denetimler sağlamak için AFM'lerde paralel aktif konsol dizilerini kullanır.

Yüksek Verimli Büyük Ölçekli Numune Denetimi için Quattro-Paralel Konsol Dizileri ile Aktif Prob Atomik Kuvvet Mikroskobu

Öğrenin, geniş alan tarama prob nanolitografi kullanarak mezenkimal kök hücre yüzey etkileşimlerini incelemeyi. Bu yöntem, biyomalzeme tasarımı için temel kriterler sağlar.

Otomatik hizalama ve substrat imalat hücre kültür araştırmaları için uygulama tarafından kolaylaştırdı geniş alan tarama prob Nanolithography (Video) | JoVE Journal

Otomatik hizalama ve substrat imalat hücre kültür araştırmaları için uygulama tarafından kolaylaştırdı geniş alan tarama prob Nanolithography

Daha fazla video keşfet