마그네틱-아르키메데스 전략을 사용한 세포 패터닝

요약

이 프로토콜은 자기 아르키메데스 효과(Magnetic Archimedes effect)를 기반으로 하는 잉크가 없고, 라벨이 없고, 기판에 독립적이며, 처리량이 많은 세포 패터닝 방법을 설명합니다.

초록

세포 포지셔닝을 정밀하게 제어할 수 있는 세포 패터닝은 세포 거동 연구에서 고유한 이점을 제공합니다. 이 프로토콜에서는 마그네틱-아르키메데스(Mag-Arch) 효과를 기반으로 하는 세포 패터닝 전략이 도입됩니다. 이 접근 방식을 사용하면 잉크 재료나 라벨링 입자를 사용하지 않고도 세포 분포를 정밀하게 제어할 수 있습니다. 세포 배양 배지의 자화율을 향상시키기 위해 상자성 시약을 도입함으로써 세포는 자석에 의해 반발되고 미세유체 기질 아래에 위치한 자석 세트를 보완하는 패턴으로 배열됩니다.

이 기사에서는 Mag-Arch 기반 전략을 사용한 세포 패터닝에 대한 자세한 절차를 제공합니다. 단일 세포 유형을 패터닝하는 방법과 공동 배양 실험을 위한 여러 세포 유형이 제공됩니다. 또한 세포 패터닝을 위한 채널을 포함하는 미세유체 장치를 제조하기 위한 포괄적인 지침이 제공됩니다. 병렬 방법을 사용하여 이 기능을 달성하는 것은 어렵지만 간단하고 비용 효율적인 방식으로 수행할 수 있습니다. Mag-Arch 기반 세포 패터닝을 사용하면 연구자들에게 체외 연구를 위한 강력한 도구를 제공할 수 있습니다.

서문

세포 패터닝은 체외 연구를 위한 직관적이고 강력한 기술로 진화하고 있습니다¹. 배양 플레이트에서 세포 위치를 조작함으로써 세포 이동², 생체 모방 다세포 공동 배양³, 오가노^{이드 조립4}, 생체 재료 연구⁵ 등을 포함한 다양한 실험을 위한 솔루션을 제공합니다. 대부분의 경우, 잉크가 없고 표지가 없는 분석법은 후속 조사를 위한 작동이 간편하고 세포 생존율이 높기 때문에 세포 패터닝에 선호됩니다.

Mag-Arch 효과는 상자성 액체의 반자성 물체가 자기장이 약한 영역으로 이동하는 경향이 있는 물리적 현상^{입니다 6}. 살아있는 세포는 자연적으로 반자성인 반면, 세포 배양 배지는 조영제로 핵 자기 공명 영상에서 정맥 주사로 일반적으로 사용되는 가도펜테테이트 디메글루민(Gd-DTPA)과 같은 수용성 상자성 요소를 첨가하여 상자성을 만들 수 있다⁷. 결과적으로, 세포는 주변의 상자성 매질에 의해 반발되어 자기장이 약한 영역으로 이동할 것으로 예....

프로토콜

1. 자석 세트 조립

1. 스트립 패턴용 자석 세트를 조립합니다.
   1. 그림 1A와 같이 평평한 직사각형 자석을 선택하십시오. 이 데모에 사용된 직사각형 자석의 치수는 1.5mm × 10mm × 35mm(두께 × 높이 × 길이)입니다(재료 표 참조). 자석의 두께는 셀 줄무늬 사이의 간격을 결정합니다.
   2. 2mm 두께의 실리콘 판( 재료 표 참조)을 2mm × 8mm × 30mm 직사각형으로 자릅니다. 이 실리콘 판의 후자의 두 치수가 위에서 언급한 직사각형 자석의 치수보다 약간 작은지 확인하여 조립을 최적화하십시오. 실리콘 판의 두께는 셀 스트라이프의 너비를 결정합니다.
   3. 그림 1A와 같이 직사각형 자석과 실리콘 판을 층별로 조립합니다. 각 자석 세트는 4개의 자석과 3개의 실리콘 판으로 구성됩니다. 인접한 각 자석의 극이 반대인지 확인하여 고유한 인력으로 인해 자석 세트가 자동으로 정렬될 수 있도록 합니다.
   4. 사용하기 전에 자석을 소독하십시오.
      알림: 자석 세트를 순수한 물로 씻은 다음 75% 에탄올에 10분 동안 담....

토론

Mag-Arch 기반 세포 패터닝은 대부분의 생물의학 실험실에 사용자 친화적인 솔루션을 제공합니다. 이 방법은 잉크가 없고, 라벨이 없고, 기판에 독립적이며, 고처리량 패^{터닝 8,13}의 능력과 평행하게 발전합니다. 모노 타입 셀 패터닝의 경우 원스텝 방식으로 셀을 패터닝합니다. 절차는 배양 배지를 새로 고치는 것으로 간단히 끝납니다.

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
A2780 ovarian cancer cells	Procell	CL-0013
Cell culture medium (DMEM, high glucose)	Gibco	11995040
Cover slides	Citotest Scientific	80340-3610	For fabricating microfluidics. Dimension: 24 mm × 50 mm
DiD	MedChemExpress (MCE)	HY-D1028	For labeling cells with red fluorescence (Ex: 640 nm)
DiI	MedChemExpress (MCE)	HY-D0083	For labeling cells with orange fluorescence (Ex: 550 nm)
Fetal Bovine Serum (FBS)	Biochannel	BC-SE-FBS07
Gadopentetate dimeglumine (Gd-DTPA)	Beijing Beilu Pharmaceutical	H10860002
Gelatin	Sigma Aldrich	V900863
Glass cell slides	Citotest Scientific	80346-2510	Diameter: 25 mm; thickness: 0.19-0.22 mm
Glass plates	PURESHI hardware store		For fabricating microfluidics. Dimension: 40 mm × 75 mm
Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVECs)	Servicebio	STCC12103G-1
Neodymium-iron-boron magnets (N52)	Lalaci
Non-toxic glass plate coating (Gel Slick Solution)	Lonza	1049286	For convenience of demolding when fabricating microfluidics
Phosphate Buffered Saline (PBS)	Servicebio	G4200
Plasma cleaner	SANHOPTT	PT-2S
Polydimethylsiloxane (PDMS) kit	DOWSIL	SYLGARD 184 Silicone Elastomer Kit	For fabricating microfluidics
Polytetrafluoroethylene (PFTE) mold	PURESHI hardware store		Customized online, for fabricating microfluidics
Silicon plate	PURESHI hardware store
Smooth Muscle Cells (SMC)	Procell	CL-0517
Ultrasonic cleaner	Sapeen	CSA-02