광학 투명 인듐 틴 산화물 전극에 Patterning 셀

Biology

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Summary

비 오염 PEG 실란 monolayer은 reductive 잠재력을 응용 프로그램에 의해 유리에 개별적으로 주소 지정 ITO 전극에서 desorbed했다. 전기는 전극 패턴에 긴밀하게 대응하는 세포 형태와 공간 정의된 방식을 맡아 세포 부착에 허용되는 ITO의 microelectrodes에서 PEG - 실란 레이어의 스트립.

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Shah, S., Revzin, A. Patterning Cells on Optically Transparent Indium Tin Oxide Electrodes. J. Vis. Exp. (7), e259, doi:10.3791/259 (2007).

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Abstract

세포 - 표면 상호 작용을 통해 정확한 공간과 시간적 통제를 행사할 수있는 능력은 기본 조직의 체외 싫어하지 '의 역할을 멀티 세포 구조의 조립 이는 중요한 사전 요구 사항에 해당됩니다. 본 연구에서는 석판술으로 젖은 에칭 기술은 유리 기판에 개별적으로 주소 지정 인듐 주석 산화물 (ITO) 전극를 조작하는 데 사용되었습니다. 이토 microelectrodes를 포함하는 유리 기판은 폴리 (에틸렌 글리콜) (PEG) 그들 단백질과 세포 저항하기 위해 실란과 함께 수정되었습니다. 전극 표면에 PEG 분자 절연의 존재는 산화 환원 기자 분자로 ferricyanide 칼륨을 채용 순환 voltammetry에 의해 확인되었다. 중요한 것은, reductive 가능성이 응용 프로그램은 전형적인 ferricyanide 산화 환원 봉우리의 전도성 전극 표면 및 외관의 재생의 결과, PEG 층의 탈착을 일으켰습니다. reductive 잠재력의 응용도에서 ITO 전극 특성의 전환을 통신을 세포 세포 접착 이외의 접착제. 전기는 전극 패턴에 긴밀하게 대응하는 세포 형태와 공간 정의된 방식을 맡아 세포 부착에 허용되는 ITO의 microelectrodes에서 PEG - 실란 레이어의 스트립. 여러 세포 유형의 Micropatterning는이 기판에서 시연했다. 앞으로이 방법으로 여유 biointerfacial 등록 정보의 제어 광학 투명 기판에 정확하게 기하학적인 구성에 세 개 이상의 셀 유형의 조립을 통해 세포 microenvironments을 엔지니어 수 있습니다.

Protocol

부품 I : 전극 Patterning

  1. 깨끗하고 건조 ITO 코팅 유리 슬라이드는 긍정적인 포토 레지스트로 코팅했다
  2. 표면 ° C의 저항에서 용제를 제거하기 위해 100 구운되었습니다
  3. 베이킹 후, 표면은 캐논 마스크 Aligner를 사용하여 photomask를 통해 자외선에 노출되었다
  4. 노출된 지역은 개발자 솔루션 제거되었습니다
  5. 표면은 하드 남아있는 개발자 솔루션을 제거하는 구운되었습니다
  6. 포토 레지스트 patterning에 의해 보호되지 ITO 지역은 산성 에칭에서 멀리 새겨져 있었다
  7. 남은 포토 레지스트는 ITO 전극을 형성하기 위해 아세톤으로 sonicating에 의해 삭제되었습니다

2 부 : 표면 수정

  1. 수정된 전극은 플라즈마 챔버의 청소 및 톨루엔의 실란 2 % PEG와 함께 수정됩니다. 부화는 베이킹 2 시간 뒤에, 2 시간 동안 수행됩니다.

참고 : 실란 PEG가 대한 반응이다이 과정은 수분의 존재를 피하기 위해 질소 가득한 장갑 가방에서 수행됩니다로.

파트 III : 전기

  1. 스틸 와이어는 전극 패드에 붙어 있습니다.
  2. PEG 실란 수정된 전극은 전기 실험을 수행하는 전기 화학 셀에 배치됩니다.
  3. 상호 지역의 실란 PEG는 PBS에서 3 전극 시스템을 사용 벗겨지고있다.

파트 IV : 셀 patterning

  1. 섬유아 세포는 최근 벗겨지고 기판과 incubated 있습니다. 부화되면,이 세포는 PEG 실란 벗겨지고 지역에 연결되지만, 세포의 표면에 다른 곳에서는 바인딩하지 않습니다.
  2. 패턴 세포는 새로운 미디어에 incubated과 현미경을 사용하여 시각입니다.

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Discussion

이 비디오에서는, 우리는 광학 투명한 인듐 틴 산화물 전극에서 셀 patterning를 증명하고있다. 석판술를 사용하여 ITO 전극을 fabricating 후, 그들은 실란 PEG의 셀 저항 monolayer로 수정되었습니다. 이 monolayer은 세​​포 접착에 셀 저항의 표면을 스위칭 전기를 사용 desorbed되었습니다. 3T3 murine 섬유아 세포의 Patterning 그의 비디오에 표시하고 있습니다. 우리는 또한 patterning의 hepatocytes, 기본 세포와 같은 기술을 사용하여 별 모양의 세포 수 있습니다. 또한, 여러 개의 개별적인 전극함으로써, 우리는 여러 세포 유형을 조립하기 위해이 기술을 확장할 수 있습니다. 또한, 디자인의 형상을 제어함으로써 전지 공간 수 있으며 temporally 표면에 고립.

석판술으로 젖은 에칭 기술 표준 microfabrication 프로세스입니다. 전기가 널리 금색 표면에 공부를하지만, ITO에서 그렇게 많이 안되었습니다. 외에도 전도성에서 ITO는 투명성의 이점을 제공합니다. ITO를 사용하여 샘​​플은 간단한 거꾸로 현미경을 사용하여 시각하실 수 있습니다. 이 비디오에 제시된 기법은 정확한 기하학 패턴의 표면에있는 세포 유형을 조립하기 위해 고용 수 있습니다.

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Materials

Name Type Company Catalog Number Comments
Indium Tin Oxide Other Delta Technologies CB 40IN
PEG silane Reagent Gelest Inc. SIM6492.66
Hydrochloric Acid Reagent Sigma-Aldrich 320331
Nitric Acid Reagent Sigma-Aldrich 258121
Ethanol Reagent Sigma-Aldrich 459836
Acetone Reagent Sigma-Aldrich 650501
Toluene Reagent Sigma-Aldrich 34866
Media Reagent Invitrogen
Collagen Reagent Sigma-Aldrich C3867
3T3 murine Fibroblasts Cell Line ATCC

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Lee, J. Y., Jones, C., Zern, M. A., Revzin, A. Analysis of Local Tissue-Specific Gene Expression in Cellular Micropatterns. Analytical Chemistry. 78, 8305-8312 (2006).

Comments

3 Comments

  1. Great job Sunny. That was well done. Thanks.
    Tilak Jain

    Reply
    Posted by: Anonymous
    September 26, 2007 - 6:18 PM
  2. Great job sunny, Nice work and excellent demonstration.
    Shankar, Auburn

    Reply
    Posted by: Anonymous
    January 13, 2008 - 1:51 PM

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