Las células de patrón indio electrodos ópticamente transparente de óxido de estaño

Biology

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Summary

No ensuciar monocapa PEG silano se desorbe de electrodos de ITO dirigidos individualmente en el vidrio mediante la aplicación de un potencial de reducción. Redisolución electroquímica de PEG-silano capa de micro-electrodos de ITO permitido para la adhesión celular que tenga lugar de manera espacialmente definidas, con patrones celulares corresponden estrechamente con los patrones de los electrodos.

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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

La capacidad de ejercer el control espacial y temporal precisa sobre las interacciones de la superficie celular es un requisito previo importante para el conjunto de multi-celular en las construcciones que sirven como imita in vitro de tejidos de origen. En este estudio, la fotolitografía y técnicas húmedas grabado se utiliza para la fabricación de direccionamiento individual de óxido de estaño e indio (ITO) electrodos sobre sustratos de vidrio. Los sustratos de vidrio que contiene micro-electrodos de ITO fueron modificados con poli (etilenglicol) (PEG) silano para hacer que las proteínas y células de resistencia. La presencia de moléculas PEG aislante en la superficie del electrodo fue verificada por voltametría cíclica empleando ferricianuro de potasio como una molécula reportera redox. Es importante destacar que la aplicación del potencial reductor causado desorción de la capa de PEG, lo que resulta en la regeneración de la superficie del electrodo conductor y la apariencia de los típicos picos redox ferricianuro. Aplicación de potencial reductor también correspondió a la conmutación de las propiedades de electrodo ITO de células no adhesivas a la celda-adhesivo. Redisolución electroquímica de PEG-silano capa de micro-electrodos de ITO permitido para la adhesión celular que tenga lugar de manera espacialmente definidas, con patrones celulares corresponden estrechamente con los patrones de los electrodos. Micropatterning de varios tipos de células se ha demostrado en estos sustratos. En el futuro, el control de las propiedades biointerfacial ofrecido por este método permitirá al ingeniero microambientes celulares a través del conjunto de tres o más tipos de células en una configuración geométrica precisa sobre un sustrato ópticamente transparente.

Protocol

Parte I: Patrones de los electrodos

  1. Diapositivas OIC limpio y deshidratado recubierto de vidrio fueron recubiertas con fotosensible positiva
  2. La superficie estaba al horno a 100 ° C para eliminar los disolventes de la resistencia
  3. Después de la cocción, la superficie se expone a luz ultravioleta a través de una fotomáscara con el Canon máscara alineador
  4. Las regiones expuestas se quitará en una solución de revelado
  5. La superficie estaba endurecido para eliminar cualquier resto de solución de revelado
  6. Las regiones de la OIC no están protegidos por los patrones fotosensible fueron grabadas de distancia, en un grabador de ácido
  7. Fotosensible restante se eliminó por ultrasonidos en acetona para formar los electrodos de ITO

Parte II: modificación de la superficie

  1. Electrodos modificados se limpian en una cámara de plasma y modificado con PEG 2% de silano en tolueno. La incubación se lleva a cabo durante 2 horas, seguido de 2 horas de cocción.

Nota: Este proceso se lleva a cabo en una bolsa de guantes rellenos de nitrógeno para evitar la presencia de humedad, el silano PEG es reactivo hacia ella.

Parte III: Electroquímica

  1. Cables de acero están unidos a electrodos.
  2. El PEG silano electrodos modificados se colocan en una celda electroquímica para llevar a cabo experimentos electroquímicos.
  3. Silano de regiones interconectadas PEG se extrae mediante un sistema de tres electrodos en PBS.

Parte IV: los patrones de la célula

  1. Los fibroblastos son incubadas con los sustratos recientemente despojado. Tras la incubación, estas células se adhieren a la PEG silano regiones despojado, sin embargo, las células no se unen en cualquier otro lugar en la superficie.
  2. Células patrón se incuban en medio fresco y se visualizaron con un microscopio.

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Discussion

En este video, nos han demostrado el patrón de células de electrodos indio ópticamente transparente de óxido de estaño. Después de la fabricación de los electrodos de ITO usando fotolitografía, que se han modificado con una monocapa de células de resistencia de silano PEG. Esta monocapa se desorbe con la electroquímica cambiar la superficie de una célula resistente a la celda-adhesivo. Patrón de 3T3 fibroblastos murinos se ha demostrado en su video. También hemos hepatocitos patrón, pilas, y las células estrelladas con la misma técnica. Además, al hacer múltiples electrodos individuales, podemos extender esta técnica para ensamblar múltiples tipos de células. Además, mediante el control de la geometría del diseño, las células pueden ser espacial y temporalmente aislado en la superficie.

Técnicas de fotolitografía y grabado húmedo son los procesos estándar de microfabricación. Electroquímica ha sido ampliamente estudiado en superficies de oro, pero no tanto en la OIC. Además de la conductividad, la OIC también proporciona las ventajas de la transparencia. Mediante el uso de la OIC, las muestras pueden ser visualizados con un microscopio invertido simple. La técnica que se presenta en este video se puede emplear para montar cualquier tipo de célula en la superficie en un patrón geométrico preciso.

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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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