在光学透明的铟锡氧化物电极的图案细胞

Biology

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Summary

不结垢PEG硅烷单层脱附从单独寻址的ITO玻璃电极由一个还原电位的应用。电化学剥离PEG硅烷层的ITO微电极细胞粘附允许地方在空间上定义的时尚,密切合作,以相应的电极模式的蜂窝模式。

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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

在本土组织的体外模拟的多细胞结构的组装能力行使的空间和时间的精确控制细胞表面的相互作用是一个重要前提。在这项研究中,光刻和湿法刻蚀技术用于制作在玻璃基板上可独立寻址的铟锡氧化物(ITO)电极。与聚乙二醇(PEG)的硅烷,使它们的蛋白质和细胞电阻的ITO微电极的玻璃基板进行了修改。聚乙二醇分子在电极表面的绝缘的存在是由用人钾铁氰化钾作为氧化还原记者分子的循环伏安核实。重要的是,还原电位的应用所造成的PEG层解吸,导致再生的导电电极表面出现典型的铁氰化钾氧化还原峰。还原潜在的应用也相当于从ITO电极属性交换细胞非细胞粘合胶粘剂。电化学剥离PEG硅烷层的ITO微电极细胞粘附允许地方在空间上定义的时尚,密切合作,以相应的电极模式的蜂窝模式。这些基板上展示了几种类型的细胞缩微。在将来,这种方法所提供的biointerfacial属性的控制将允许工程师通过三个或更多类型的细胞组装成精确的光学透明基板上的几何构型的细胞微环境。

Protocol

第一部分:电极图案

  1. 清洁和脱水的ITO镀膜玻璃载玻片涂有正性光刻胶
  2. 表面烤在100 ° C至除去溶剂从抗拒
  3. 烘烤后,表面暴露在紫外线光通过一个使用佳能光刻光罩
  4. 在显影液中暴露的地区被拆除
  5. 表面硬烤,以消除任何剩余的显影液
  6. 光阻图案的ITO保护区域被蚀刻掉在酸性腐蚀剂
  7. 剩余的光阻去除丙酮超声形成的ITO电极

第二部分:表面改性

  1. 清洁修饰电极在离子室和2%的PEG甲苯硅烷修改。孵化进行了2小时,2个小时的烘烤。

注意 :这个过程是在充氮的手套袋,以避免水分的存在,如聚乙二醇硅烷反应对待它。

第三部分:电化学

  1. 钢丝连接电极片。
  2. 聚乙二醇硅烷修饰电极被放置在一个电化学电池进行电化学实验。
  3. PEG互连地区硅烷剥离采用三电极系统在PBS。

第四部分:细胞图案

  1. 成纤维细胞培养与最近剥离基板。孵化后,这些细胞的聚乙二醇硅烷剥离地区的重视,然而,细胞不会绑定表面上任何其他地方。
  2. 图案细胞培养新媒体和可视化使用显微镜。

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Discussion

在这段视频中,我们已经演示了光学透明的铟锡氧化物电极的细胞图案。制造ITO电极采用光刻后,他们进行了修改,用聚乙二醇硅烷细胞电阻膜。单层脱附使用电化学开关电阻细胞表面细胞粘合。图案3T3小鼠成纤维细胞已被证明在他的视频。我们也有图案的肝细胞,原代细胞和星状细胞使用相同的技术。此外,由多个单独的电极,我们可以扩展这个技术组装多种细胞类型。此外,通过控制设计的几何形状,细胞可在空间和时间,表面上孤立的。

光刻和湿法刻蚀技术标准的微细加工过程。电化学已被广泛研究的金表面上,但没有那么在ITO。除了由导电性,ITO还提供了优势的透明度。通过使用的ITO,样品可以使用一个简单的倒置显微镜下进行可视化。在这个视频中介绍的技术可以被用来组装在一个精确的几何图案的表面上任何类型的细胞。

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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

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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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