이 작품은 웰컴 트러스트 (Wellcome Trust) 임상 박사 교제 (ECAT)에 의해 지원되었다.

1. 그런가 2 파릴 렌 패턴의 제작 : 프로세스 흐름 (그림 1 참조) <ol><li> 디자인 읽을 수있는 레이아웃 편집기 소프트웨어 패키지 / CIF (Caltech의 중간 형태) 또는 GDS-II (그래픽 데이터베이스 시스템 II) 파일을 작성을 사용하여 파릴 렌-C 구성을 원하는. CIF와 GDS-II는 집적 회로 작품 레이아웃에 대한 업계 표준 파일 형식입니다. </li><li> 위원회의 포토 마스크가 적절한 마이크로 전자 공학 시설에 제조 또는 시설이 존재하는 경우 사내합니다. </li><li> 200 nm의 그런가 2 층 (작은 자리 분광 반사 계와 두께를 확인) 생산하는 40 분 동안 950 ° C에서 대기 가로로 (H 2 1.88 SLM 및 O 2 1.25 SLM)에서 실리콘 웨이퍼를 산화. </li><li> 실란 접착 촉진제 프라임 산화 ​​된 웨이퍼. 이제 구체적으로 파릴 렌을 입금하도록 설계된 진공 증착 시스템을 사용하여 이량 체의 1.298 ㎚ / MG의 속도로 22 ° C에서 파​​릴 렌-C을 예금. (100)nm 두께의 파릴 렌-C 코팅은 아래의 모든 예제를 사용 하였다. </li><li> 적합한 포토 레지스트 코팅 시스템을 사용 파릴 렌 코팅 웨이퍼상의 다음 예금 헥사 메틸 디 실라 잔 (HMDS) 접착 촉진제. </li><li> 지금 적용하면서 30 초 동안 4000 rpm에서 웨이퍼를 스핀 긍정적 상기와 같은 포토 레지스트 코팅 시스템을 사용하여, (1 μM의 이론적 인 두께로 인해 발생하는) 포토 레지스트. </li><li> 소프트 90 ℃에서 60 초 동안 웨이퍼를 구워 </li><li> 마스크 얼 라이너로 웨이퍼와 premanufactured 포토 마스크를 모두 넣습니다. </li><li> 원하는 파릴 렌-C 구성의 UV 부정적인 표현으로 포토 레지스트 코팅 된 웨이퍼를 노출합니다. </li><li> 110 ℃에서 60 초 동안 노출 된 웨이퍼를 구워 </li><li> 모든 적절한 현상액으로 현상하여 웨이퍼로부터 포토 레지스트를 노광 제거한다. </li><li> 보호되지 않은 파릴 렌을 에칭. 산소 플라즈마 에칭은 50 mTorr의 챔버 압력에서 시스템 (49 SCCM의 O 2, 13.56 MHz에서 100 W RF 전력, 및를 사용기본 그런가 2를 공개하는 100 ㎚ / 분)의 에칭 속도. </li><li> 적절한 다이 싱 톱 (스핀들 속도 30,000 RPM, 이송 속도 7mm / 초)를 사용하여 웨이퍼를 주사위. </li><li> 탈 H 2 O의 칩을 씻어 질소로 건조한다. </li><li> 상점 칩 (무기한) 먼지가없는 상자에 필요한 때까지. </li></ol> 2. 칩 청소 및 활성화 : 프로토콜 <ol><li> 10 초 동안 아세톤으로 세척하여 칩에서 잔류 포토 레지스트를 제거합니다. </li><li> 탈 증류수 H 2 O 3 배에 씻어. </li><li> 신선한 피라니아 폰산 (5:3 30 % 과산화수소의 비율과 98 % 황산)을 구성한다. 주의 : 큰 관심과 함께 피라 산을 준비합니다. 또한, 매우 강력한 산화제이다 강산성이고, 황산과 과산화수소 수를 혼합하는 발열 반응이다. 산 흄 후드에서이 단계를 수행합니다. 2 분의 피라 산을 혼합 한 후 통과하지만 20 분 이내에 사용할 수 있습니다. </li><li> PI에 침수 깨끗하고 에칭 칩10 분 동안 ranha 산. </li><li> 린스 칩 탈 H 2 O의 3 배 및 멸균 배양 접시에 전송합니다. </li><li> 이제 셀 패터닝 칩을 활성화합니다. 예를 들어, 6 - 웰 플레이트에 웰 당 두 개의 칩을 추가하고 완벽하게 모든 칩을 몰입 할 수 있도록 다음 소 태아 혈청 2 ㎖를 추가합니다. 층류 조직 배양 후드에서 무균 조건 하에서이, 이후의 모든 세포 배양 단계를 수행한다. </li><li> 37 ℃에서 3-12 시간에 대한 혈청 칩을 품어 참고 : 단계 2.4-2.7가 순차적으로 단계 사이의 지연없이 수행해야합니다. 피라니아 처리가 세포 패터닝 인해 그런가 2 지역에서 감소 된 세포의 반발에 손상 후 혈청 활성화는 ≥ 24 시간 지연됩니다. 구체적인 세포 접착 단백질을 함유 대체 활성화 용액 소 태아 혈청 대신에 사용될 수있다. 이러한 솔루션은 두 개의 대비되는 기판 (예를 들면 대표적인 결과를 참조)의 세포 접착 특성을 변화. </li&gt; </ol> 3. 온 - 칩 도금 세포주 : 프로토콜 <ol><li> 정품 인증 솔루션에서 칩을 제거하고 행크의 균형 소금 용액에 10 초에 한 번 세척한다. </li><li> 물론 문화에 칩을 넣고 평소 성장 미디어에서 정지로 선택 세포 유형을 도금. 최적의 셀 도금 밀도는 세포의 종류와 온 - 칩 파릴 렌-C의 기하학적 인 패턴에 모두 의존한다. 5 × 104 세포 / ml의 밀도는 분별 출발점이다. </li><li> 이미징은 세포 패터닝하지만 살아있는 세포 행동은 쉽게 적절한 릴레이 렌즈와 해부 현미경과 디지털 카메라를 사용하여 평가 될 수있다에 대한 기본 동기에 맞게 조정됩니다. </li></ol>

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	<li>Zhi, Z. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Versatile+Gold+Surface+Approach+for+Fabrication+and+Interrogation+of+Glycoarrays.">A Versatile Gold Surface Approach for Fabrication and Interrogation of Glycoarrays.</a> ChemBioChem. 9, 1568-1575 (2009).</li><li>Michelini, E., Roda, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Staying+alive:+new+perspectives+on+cell+immobilization+for+biosensing+purposes.">Staying alive: new perspectives on cell immobilization for biosensing purposes.</a> Anal. Bioanal. Chem. 402 (5), 1785-1797 (2012).</li><li>Franks, W., Tosatti, S., Heer, F., Seif, P., Textor, M., Hierlemann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterned+cell+adhesion+by+self-assembled+structures+for+use+with+a+CMOS+cell-based+biosensor.">Patterned cell adhesion by self-assembled structures for use with a CMOS cell-based biosensor.</a> Biosens. Bioelectron. 22 (7), 1426-1433 (2007).</li><li>Bacakova, L., Filova, E., Parizek, M., Ruml, T., Svorcik, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+cell+adhesion,+proliferation+and+differentiation+on+materials+designed+for+body+implants.">Modulation of cell adhesion, proliferation and differentiation on materials designed for body implants.</a> Biotechnol. Adv. 29 (6), 739-767 (2011).</li><li>Bacakova, L., Svorcik, V., Kimura, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cell colonization control by physical and chemical modification of materials. In: Cell growth process: new research. , 5-56 (2008).</li><li>Sanjana, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fast+flexible+ink-jet+printing+method+for+patterning+dissociated+neurons+in+culture.">A fast flexible ink-jet printing method for patterning dissociated neurons in culture.</a> J. Neurosci. Methods. 136, 151-163 (2004).</li><li>Brittain, S., Paul, K., Zhao, X. -. M., Whitesides, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+lithography+and+micro-+fabrication.">Soft lithography and micro- fabrication.</a> Phys. World. 11, 31-36 (1998).</li><li>Maher, M., Pine, J., Wright, J., Tai, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neurochip:+a+new+multielectrode+device+for+stimulating+and+recording+from+cultured+neurons.">The neurochip: a new multielectrode device for stimulating and recording from cultured neurons.</a> J. Neurosci. Methods. 87 (1), 45-56 (1999).</li><li>Martinoia, S., Bove, M., Tedesco, M., Margesin, B., Grattarola, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+micro-+fluidic+system+for+patterning+populations+of+neurons+on+silicon+micro-+machined+substrates.">A simple micro- fluidic system for patterning populations of neurons on silicon micro- machined substrates.</a> J. Neurosci. Methods. 87 (1), 35-44 (1999).</li><li>Zeck, G., Fromherz, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+neuroelectronic+interfacing+with+synaptically+connected+snail+neurons+immobilized+on+a+semiconductor+chip.">Noninvasive neuroelectronic interfacing with synaptically connected snail neurons immobilized on a semiconductor chip.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98 (18), 10457-10462 (2001).</li><li>Michel, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+molecular+assembly+patterning:+a+new+approach+to+micro-+and+nanochemical+patterning+of+surfaces+for+biological+applications.">Selective molecular assembly patterning: a new approach to micro- and nanochemical patterning of surfaces for biological applications.</a> Langmuir. 18 (8), 3281-3287 (2002).</li><li>Rajalingam, B., Selvarasah, S., Dokmeci, M., Khademhosseini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+static+and+dynamic+patterned+cocultures+using+microfabricated+parylene-C+stencils.">Generation of static and dynamic patterned cocultures using microfabricated parylene-C stencils.</a> Lab Chip. 7, 1272-1279 (2007).</li><li>Wright, D., Rajalingam, B., Karp, J., Selvarah, S., Ling, Y., Yeh, J., Langer, R., Dokmeci, M., Khademhosseini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reusable,+reversibly+sealable+parylene+membranes+for+cell+and+protein+patterning.">Reusable, reversibly sealable parylene membranes for cell and protein patterning.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 85 (2), 530-538 (2008).</li><li>Delivopoulos, E., Murray, A. F., MacLeod, N. K., Curtis, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guided+growth+of+neurons+and+glia+using+microfabricated+patterns+of+parylene-C+on+a+SiO2+background.">Guided growth of neurons and glia using microfabricated patterns of parylene-C on a SiO2 background.</a> Biomaterials. 30, 2048-2058 (2009).</li><li>Delivopoulos, E., Murray, A. F., Curtis, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+parylene-C+photooxidation+on+serum-assisted+glial+and+neuronal+patterning.">Effects of parylene-C photooxidation on serum-assisted glial and neuronal patterning.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 94, 47-58 (2010).</li><li>Delivopoulos, E., Murray, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+adhesion+and+growth+of+long+term+glial+and+neuronal+cultures+on+parylene-C.">Controlled adhesion and growth of long term glial and neuronal cultures on parylene-C.</a> PLoS One. 6 (9), (2011).</li><li>Hughes, M. A., Bunting, A., Cameron, K., Murray, A. F., Shipston, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulating+patterned+adhesion+and+repulsion+of+HEK+293+cells+on+micro-engineered+parylene-C/SiO2+substrates.">Modulating patterned adhesion and repulsion of HEK 293 cells on micro-engineered parylene-C/SiO2 substrates.</a> J. Biomed. Mat. Res. Mater. A. 101 (2), 349-357 (2013).</li><li>Unsworth, C. P., Graham, E. S., Delivopoulos, E., Dragunow, M., Murray, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+human+hNT+neurons+patterned+on+parylene-C/silicon+dioxide+substrates:+Combining+an+accessible+cell+line+and+robust+patterning+technology+for+the+study+of+the+pathological+adult+human+brain.">First human hNT neurons patterned on parylene-C/silicon dioxide substrates: Combining an accessible cell line and robust patterning technology for the study of the pathological adult human brain.</a> J. Neurosci. Methods. 194, 154-157 (2010).</li></ol>

저자는 더 경쟁 재정적 이익을 선언하지 않습니다.

피라니아 산이 칩 침지뿐만 아니라 식사이 잔류 유기 물질을 제거 할뿐만 아니라, 기판 표면을 에칭한다. 이 소 태아 혈청 효과적인 활성화를 가능하게하는 열쇠입니다. 그렇게하지 ​​않으면 세포 패터닝을 방지하고 뿌리깊은 온 - 칩 세포 행동을 변경합니다. 피라니아 산으로 세척 한 후, 칩을 살균 할 필요가 없다. 실제로 자외선 노출에 의한 살균은 용량 의존적 13 셀 패턴을 훼손하기 위해 표시되었습니다. 케어는 포토 리소그래피 공정 후 모두 잔류 포토 레지스트를 씻어주의해야합니다. 지속 포토 레지스트 parylene-C/SiO 2 형상에 의해 결정 패턴을 무시 원치 않는 사이토 접착 층의 역할을 수행 할 수 있습니다. 특정 시약과 함께 위에서 설명 된 포토 리소그래피 공정을 사용하면 아세톤 효과적이다. 그러나, 포토 레지스트의 다른 유형은 다른 용매를 필요로 할 수있다. 의 다른 작풍의 영향과 성공을 평가하기 위해NT 제조 단계,이 대조 기판의 접촉각이 측정 될 수있다.도 2는 칩 활성화 프로세스 중에 발생하는 변화를 나타낸다. 그것은 혈청에있는 특정 접착제 반발 단백질 구성 요소가 궁극적으로 각각의 사이토 접착 또는 사이토 - 반발 특성을 발휘하는 파릴 렌 무늬의 칩을 사용하는 것이, 그러나, 가능성이 높습니다. 우리가 성공적으로 두껍고 얇은 두 파릴 렌 층을 사용하여 패터닝 한 비록 모든 대표 결과, 100 ㎚의 파릴 렌 두께 칩을 사용했다. 중요한 것은,이 포토 리소그래피, 에칭 기술은 여기에서 설명보다 파릴 구성 훨씬 더 입체적으로 제어 할 수 있습니다. 예를 들어, 포토 마스크의 조합을 이용하여, 그 혼합 두께 파릴 영역을 만드는 것이 가능하다. 이 세포 접착 / repul 단순히 지시 된 지역을 넘어 정의 된 세 가지 차원 지형 세포 배양을 만드는 방법을 엽니 다시온 잠재적 구조에 미세 유체 채널을 통합하는 수단을 제공. 도시 된 바와 같이, 그러나,이 패터닝 플랫폼은 보편적으로 세포 유형에 걸쳐 유효하지 않다. 때이 플랫폼에서 배양 다른 세포주, 그들의 다양한 세포 접착 분자 프로파일, 놀라지 다르게 동작합니다. 우리는 아직이 셀 패터닝 플랫폼을 뒷받침 혈청의 주요 구성 요소, 또는 무료 세포 막 수용체를 확인하지 못했습니다. 미래에 그렇게하면 그 유틸리티와 특이도를 확대 할 것을 약속드립니다. 예를 들어, &#39;비 패터닝&#39;세포주는 전적으로 필요한 접착 분자를 표현하도록 수정 등의 패터닝을 촉진 할 수있다.

합성 물질에 대한 세포 부착 및 패턴을 지시 메커니즘을 이해하는 것은 이러한 조직 공학, 약물 발견 및 바이오 센서 1-3의 제조와 같은 어플리케이션에 중요합니다. 많은 기술을 사용할 수 및 진화, 세포 접착에 영향을 미치는 수많은 생물 화학적 및 물리적 인자의​​ 각 복용 장점. 여기서는 처음에 마이크로 제조 목적을 위해 개발 프로세스를 이용하는 휴대 패터닝 기술을 설명한다. 따라서,이 플랫폼은 패터닝 플랫폼으로, 같은 다자간 환경 등의 마이크로 전자 기술의 다운 스트림 통합을 가능하게하기 위해 잘 배치됩니다. 세포막과 인접한 물질 사이의 인터페이스는 양방향하고 복잡하다. 생체 내에서, 세포 외 기질 단백질의 구조와 강도 및 세포 부착 수용체와의 상호 작용을 통해 세포 행동에 따라 영향을 제공한다. V에 마찬가지로 세포물리 화학적 영향도 접착력을 조절하는 동안 나이트로 단백질 4의 흡수 층을 통해 합성 기판과 상호 작용합니다. 예를 들어, 중합체 표면은 아세트산 또는 수산화 5로 처리함으로써 이온, 자외선 조사, 또는 에칭에 의해 (친수성) 기타 &quot;습윤성&quot;렌더링 할 수있다. 세포 패터닝 설립 방법은 이들과 다른 세포 부착 매개체의 활용. 예를 들면 6 인쇄, 잉크젯, 미세 접촉 7 스탬핑, 물리적 고정 8, 미세 유체 9, 실시간 조작 (10), 및 선택적 분자 조립 패턴 (SMAP) 11 (가) 있습니다. 각각의 특정 장점과 제한 사항이 있습니다. 우리의 작업의 핵심 드라이버는, 그러나, 미세 전자 기계 시스템 (MEMS)과 세포 패턴을 통합하는 것입니다. MEMS는 전기로 구동되는 매우 작은 기계 장치를 참조하십시오. 이 나노 상응 nanoelectromech과 중복anical 시스템. 이 개념은 반도체 전략이 마이크로에서 자리를 차지할 제조를 사용하는 경우에만 실제되었다. 반도체 전자에 대해 독자적으로 개발 한 미세 가공 기술은 실수로 예를 들면, 세포의 전기 생리학 등의 다른 용도로 유용한 것으로 밝혀졌다. 핵심 목표는 하류 (바이오 MEMS 디바이스의 형성) 고 충실도 셀 패터닝 공정과 같은 마이크로 전자 기술을 결합하는 것이다. 여러 기존과 달리 안정적이고 실용적인 세포 패터닝 기술은이 아이디어와 호환되지 않습니다. 예를 들어, 임베디드 마이크로 일렉트로닉스 나 바이오 센서의 정확한 정렬은 그들의 효능에 기초하지만, 이러한 마이크로 콘택트 스탬핑 기술을 사용하여 달성하기 매우 어렵다. 이 문제를 회피하기 위해, 우리는 포토 리소그래피 인쇄 파릴 렌-C를 사용하는 그런가 2 기반 패턴 플랫폼에 노력하고 있습니다. 포토 리소그래피에서 기하학적 기능의 이전을 포함한다UV 조명을 통해 기판에 마스크. 마스크는 적절한 컴퓨터 지원 설계 프로그램을 이용하여 디자인된다. 유리판 위에, 불투명 크롬의 얇은 층을 원하는 형상 패턴 (1-2 ㎜의 피쳐 해상도가 가능하다)를 나타낸다. 패터닝되는 기판은 포토 레지스트의 박층 (UV 구분 중합체)로 피복된다. 코팅 된 중합체는 다음과 정렬 마스크에 밀착된다. UV 소스는 보호되지 않은 구역이 조사되도록 도포하고 뒤 따라서, 마스크 패턴의 파릴 렌-C 표현을 떠나, 다음 현상 공정에 가용성 및 탈착되어있다. 이 프로세스는 반도체 장치의 개발시에 유래. 이와 같이, 실리콘 웨이퍼를 기판으로서 자주 사용된다. 그런가 2 파릴 렌-C의 포토 리소그래피 증착 따라서 정기적으로 마이크로 전자 클린 룸 시설에서 발생하는 간단하고 신뢰할 수있는 과정입니다. 파릴 렌은이 동안여러 가지 바람직한 생체 공학 특성 (화학적으로 비활성, 비 생분해 성), 셀 패턴에서의 직접 사용을 제한하는 요인은 극도의 소수성에 부분적으로 기인은 본질적으로 가난한 세포 접착이다. 그럼에도 불구하고, 파릴 렌-C는 이전에 껍질 멀리 휴대 템플릿 (12, 13) 예를 들어, 세포 패터닝 간접적으로 사용되어왔다. 이 방법은별로 해상도에 의해 제한하고 여러 단계가 필요합니다. 여기에 설명 된 프로세스는 그 대신 파릴 렌-C 영역 바인딩 소수성 혈청 단백질의 감소의 결합을 통해 세포 접착되어 있도록, 혈청 인큐베이션 산 에칭 공정을 이용한다. 최종 결과는 생물학적 활성화 한 후, 각각의 사이토 접착 또는 사이토 - 반발 특성을 나타내 그래서 효과적인 세포 패터닝 플랫폼을 나타내며, 두 개의 서로 다른 기판으로 구성된 구조입니다. 중요한 생물학적 AG를 도입 할 필요가 없다(그들이 태아 혈청 또는 다른 활성 용액을 사용하여 활성화된다 그러자) 행군 클린 설비로 패터닝 된 기판을 사용하기 이전에 무기한으로 저장 될 수있다. 제조 프로세스가 너무 밀접하게 마이크로 전자 제조에 사용되는 거울로이 parylene-C/SiO 2 패터닝 플랫폼 따라서 MEMS 구성 요소와 연합을위한 좋은 후보입니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1784">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:383px;">Layout editor software package&#160;</td>
			<td style="width:572px;">e.g. CleWin 5.0 from WieWeb, http://www.wieweb.com/ns6/index.html</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td style="width:615px;">Capable of reading/writing CIF or GDS-II files. Used to create parylene design for photo mask manufacture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:383px;">Bespoke photo mask</td>
			<td colspan="2">e.g. Compugraphics International Ltd, Glenrothes, Scotland, www.compugraphics-photomasks.com</td>
			<td>Either fabricate in-house of facilities exist or commision</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:383px;">3&#34; Silicon wafers</td>
			<td>e.g. Siltronix, Archamps, France, http://www.siltronix.com</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Atmospheric horizontal furnace</td>
			<td style="width:572px;">e.g. Sandvik, http://www.mrlind.com</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td>For oxidising silicon wafer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:383px;">Small spot spectroscopic reflectometer</td>
			<td>e.g. Nanometrics NanoSpec 3000 reflectometer, www.nanometrics.com/</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td>To measure depth of silicon dioxide layer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Silane adhesion promoter</td>
			<td>e.g. Merck Silane A174 adhesion promoter. Merck Chemicals, www.merck-chemicals.de/</td>
			<td style="width:215px;">1076730050</td>
			<td>Pre-applied to wafer to encourage parylene deposition</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Parylene-C&#160;</td>
			<td style="width:572px;">e.g. Ultra Electronics, www.ultra-cems.com</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SCS Labcoter 2 deposition Unit, Model PDS2010</td>
			<td style="width:572px;">SCS equipment, Surrye, UK, www.scscoatings.com/</td>
			<td style="width:215px;">Model PDS2010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hexamethyldisilazane (HMDS) adhesion promoter</td>
			<td style="width:572px;">e.g. SpiChem, www.2spi.com</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:383px;">Automated track system for dispensing photoresist on wafers.</td>
			<td>e.g SVG (silicon Valley Group) 3 inch photo-resist track,&#160;</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td>Automated track system for dispensing photoresist on wafers. A prime oven bakes the wafer and dispenses the adhesion promoter, HMDS. A combination spinner dispenses photoresist.&#160; Pre-bake oven cures the resist.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Photo-resist: Rohm &#38; Haas</td>
			<td style="width:572px;">Rohm &#38; Haas, www.rohmhaas.com/</td>
			<td style="width:215px;">&#160;SPR350-1.2 positive photo-resist</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:383px;">Phot-mask aligner</td>
			<td>e.g. Suss Microtech MA/BA8 mask aligner, www.suss.com</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microchem MF-26A developer</td>
			<td>Microchem MF-26A developer, www.microchem.com</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td>Removes exposed reogions of photoresist</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:383px;">Plasma etch system</td>
			<td>e.g. JLS RIE80 etch system, JLS Designs, www.jlsdesigns.co.uk</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td>Removes exposed regions of parylene</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:383px;">Wafer dicing saw</td>
			<td>e.g. DISCO DAD 680 Dicing Saw, DISCO Corporation, Japan, www.disco.co.jp</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acetone&#160;</td>
			<td style="width:572px;">e.g. Fisher Scientific, www.fishersci.com/</td>
			<td style="width:215px;">A929-4&#160;</td>
			<td>To wash off residual photoresist</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">30% Hydrogen Peroxide&#160;</td>
			<td style="width:572px;">e.g. Sigma-Aldrich, www.sigmaaldrich.com</td>
			<td style="width:215px;">H1009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">98% Sulphuric Acid</td>
			<td style="width:572px;">e.g. Sigma-Aldrich, www.sigmaaldrich.com</td>
			<td style="width:215px;">435589</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fetal Bovine Serum&#160;</td>
			<td style="width:572px;">Gibco-Invitrogen, www.invitrogen.com</td>
			<td style="width:215px;">10437</td>
			<td>Standard chip activation.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hank&#39;s Balanced Salt Solution</td>
			<td style="width:572px;">Gibco-Invitrogen, www.invitrogen.com</td>
			<td style="width:215px;">14170</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cell patterning on photolithographically defined 
parylene-c: sio2 substrates

셀 패터닝 플랫폼은 미리 정의 된 체외 신경 네트워크의 건설 및 세포 생리학의 특정 중앙 측면의 탐사 등 다양한 연구 목표를 지원합니다. 쉽게 다중 전극 배열 (MEAs의)와 세포 패턴을 결합하는 기술과 실리콘 기반의 &#39;칩 연구소&#39;가, 미세 호환 프로토콜이 필요합니다. 우리는 그런가 2 웨이퍼 폴리머 파릴 렌-C의 증착을 활용하는 방법을 설명합니다. 포토 리소그래피는 미크론 수준의 해상도 파릴 렌-C의 정확하고 신뢰할 수있는 패터닝을 가능하게합니다. 소 태아 혈청 (또는 다른 특정 활성 용액) 배양 된 세포에 부착하거나, 각각 파릴 렌 또는 SiO2로 영역에 의해 격퇴 된 기판 결과 침지 의하여 0098. 이 기술은 기본 쥐의 해마 세포, HEK 293 세포주, 인간의 신경 세포와 같은 teratocarcinoma 등의 세포 유형 (의 넓은 범위의 패터닝을 허용했다세포주, 일차 뮤린 소뇌 과립 세포 및 일차 인간 신경 교종 - 유래 줄기 세포와 같은). 그러나, 흥미롭게도, 플랫폼은 보편적 아니며 셀 고유 부착 분자의 중요성을 반영. 이 세포의 패터닝 공정은 믿을 수있는, 비용 대비 효과가 있으며, 중요한 것은 마이크로 전자 기술의 통합을위한 방법을 포장, 표준 미세에 (칩 제조) 프로토콜을 통합 할 수 있습니다.

파릴 렌-C와 SiO2로 패터닝의 포토 리소그래피 공정은도 1에 도시되어있다. 일단 제조, 소 태아 혈청에있는 칩의 활성화는 문화 패터닝되는 세포 유형의 넓은 범위를 가능하게한다. 우리 그룹은 성공적으로 기본 쥐의 해마 세포 14-16, HEK 293 세포 라인 (17), 인간의 신경 세포와 같은 teratocarcinoma (HNT) 셀 라인 (18), 차 쥐의 소뇌 과립 세포 및 인간의 기본 신경 교종 유래 줄기 세포와 같은 무늬입니다. 그림 3은 &#39;크로스 헤어&#39;확장자를 가진 원형의 노드로 구성된 파릴 패턴에 HEK 293 세포의 강력한 패턴을 보여줍니다. 이 예에서 칩의 활성화는 소 태아 혈청했다. 대조적으로,도 4는 대안적인 활성 용액을 사용하여 패터닝 플랫폼을 확대 할 가능성을 나타낸다. 소 혈청 알부민 (3 ㎎ / ㎖)의 용액을 사용하고<html> HBSS에 피브로넥틴 (1 ㎍ / ㎖) 이전 패턴의 교훈은 반전되었다. 도 5는 다른 세포 형 (고급 교종 유래 일차 인간 유래 줄기 같은 세포주)를 도시한다. 도 4b 및도 4c에 도시 된 바와 같이 여기에서,도 4a에 도시 된 패턴이 얇은 파릴 렌-C를 따라 세포 성장 프로세스를 촉진과 기본 패턴에 영향 세포 행동의 형상은, 추적한다. 설립 태아 혈청 활성화 프로토콜을 사용할 때 일부 세포 유형 패턴을하지 않습니다. 6 파릴 렌-C와 그런가 2 지역 사이에 뚜렷한 사이토 - 반발 또는 사이토 접착 차이와 합류하기 위해 성장 3T3 L1 세포를 나타낸다 그림. pload/50929/50929fig1.jpg &quot;/&gt; 그림 1. SiO2로상의 파릴 렌-C 패턴의 제작을위한 과정을 나타낸 도면을 흐른다. <img alt="그림 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig2.jpg" /> 그림 2. 칩 활성화 단계 동안 패턴 파릴 렌-C와 그런가 2 도메인에 대한 접촉각의 변화를 설명하는 흐름도. <img alt="그림 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig3.jpg" /> 그림 3. 체외에서 사흘 parylene-C/SiO 2에서 배양 HEK 293 세포의 라이브 세포 이미징은. 칩은 소 태아 혈청에서 3 시간 동안 배양 세포가 된 후5 × 104 세포 / ml의 농도로 현탁액에 도금된다. 파릴 렌-C는 동안 세포 접착을 촉진 베어 그런가 2 세포를 격퇴한다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig3highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig4.jpg" /> 그림 4. parylene-C/SiO 2 293 세포 배양 HEK의 라이브 세포 이미징 체외에서 사흘 다른 합리화 활성화 솔루션에서 3 시간 동안 활성화 칩 :. A : 태아 혈청, B : 비트로 넥틴 HBSS (1 ㎍ / ㎖) C : 소 혈청 알부민 HBSS, D (3 ㎎ / ㎖) + 비트로 넥틴 (1 ㎍ / ㎖) : 소 혈청 알부민 (3 ㎎ / ㎖) + 피브로넥틴 (156; ㎍ / ㎖) HBSS에. 도금 세포를 5 × 104 세포 / ml의 밀도로 현탁했다. 칩의 다른 치료가 SiO2를 사용하여 이전 패턴의 교리, 지금 접착제 및 파릴 렌-C 반발의 반전의 결과가 얼마나합니다. 휴즈 등. 17에서 적응 파릴 렌-C 노드 직경 250 μm의는 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig4highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig5.jpg" /> 그림 5. . 기본 인간의 신경 교종 유래 줄기 세포와 같은 면역의 이미지 그런가 2 파릴 렌-C의 다양한 패턴에 성장 : 개략적 인 B와 C에 나타낸 망상 파릴 렌의 디자인을 설명 </strong&gt; B :.. 아교 섬유 성 산성 단백질 (GFAP)에 스테인드 (체외 4 일 이후에) 고정 된 세포의 형광 현미경 C :. 동일한 칩에 살아있는 세포의 빛 현미경 D : 다른 파릴 렌에 GFAP - 염색 된 세포를 설명 형광 이미지 . 디자인 E :. 반사율 노드의 이미지와는 D 군데 파릴 디자인 스포크 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig5highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 6" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig6.jpg" /> 그림 6. 체외에서 네 일 후에 parylene-C/SiO 2에서 배양 3T3 L1 세포의 라이브 세포 이미징. w 후 태아 혈청에서 3 시간 동안 활성화 칩HICH 세포 현탁액 (1 × 104 세포 / ml)에 플레이 팅 하였다. 이 경우, 플랫폼은 세포가 파릴 렌-C와 그런가 2 지역에 동일하게 융합되고으로, 패턴을 사용하지 않습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig6highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Parylene-C: SiO2 Substrates at JoVE.com

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

이 프로토콜은 그런가 2 세포 패터닝 미세 호환 방법을 설명합니다. 미리 정의 된 파릴 렌-C 디자인은 포토 리소그래피의 SiO2 웨이퍼에 인쇄되어 있습니다. 혈청 (또는 다른 정품 인증 솔루션)와 함께 배양 한 다음 세포에 특이 적으로 부착 (과의 적합성에 따라 성장) 그런가 2 지역으로 격퇴하는 동안 기본 파릴 렌-C.

포토 리소그래피 정의 파릴 렌-C에 대한 세포 패터닝 : 그런가<sub&gt; 2</sub&gt; 기판

Cell patterning platforms support broad research goals, such as construction of predefined in vitro neuronal networks and the exploration of certain ...

cell-patterning-on-photolithographically-defined-parylene-c-sio2

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

13.2K 조회수.  The University of Edinburgh.  이 프로토콜은 그런가 2 세포 패터닝 미세 호환 방법을 설명합니다. 미리 정의 된 파릴 렌-C 디자인은 포토 리소그래피의 SiO2 웨이퍼에 인쇄되어 있습니다. 혈청 (또는 다른 정품 인증 솔루션)와 함께 배양 한 다음 세포에 특이 적으로 부착 (과의 적합성에 따라 성장) 그런가 2 지역으로 격퇴하는 동안 기본 파릴 렌-C. 

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Parylene-C: SiO2 Substrates

Plasma Lithography Surface Patterning for Creation of Cell Networks

Systematic manipulation of a cell microenvironment with micro- and nanoscale resolution is often required for deciphering various cellular and molecular phenomena. To address this requirement, we have developed a plasma lithography technique to manipulate the cellular microenvironment by creating a patterned surface with feature sizes ranging from 100 nm to millimeters. The goal of this technique is to be able to study, in a controlled way, the behaviors of individual cells as well as groups of cells and their interactions.
This plasma lithography method is based on selective modification of the surface chemistry on a substrate by means of shielding the contact of low-temperature plasma with a physical mold. This selective shielding leaves a chemical pattern which can guide cell attachment and movement. This pattern, or surface template, can then be used to create networks of cells whose structure can mimic that found in nature and produces a controllable environment for experimental investigations. The technique is well suited to studying biological phenomenon as it produces stable surface patterns on transparent polymeric substrates in a biocompatible manner. The surface patterns last for weeks to months and can thus guide interaction with cells for long time periods which facilitates the study of long-term cellular processes, such as differentiation and adaption. The modification to the surface is primarily chemical in nature and thus does not introduce topographical or physical interference for interpretation of results. It also does not involve any harsh or toxic substances to achieve patterning and is compatible for tissue culture. Furthermore, it can be applied to modify various types of polymeric substrates, which due to the ability to tune their properties are ideal for and are widely used in biological applications. The resolution achievable is also beneficial, as isolation of specific processes such as migration, adhesion, or binding allows for discrete, clear observations at the single to multicell level.
This method has been employed to form diverse networks of different cell types for investigations involving migration, signaling, tissue formation, and the behavior and interactions of neurons arraigned in a network.

A versatile plasma lithography technique has been developed to generate stable surface patterns for guiding cellular attachment. This technique can be applied to create cell networks including those that mimic natural tissues and has been used for studying several, distinct cell types.

세포 네트워크의 창조를위한 플라즈마 리소그래피 표면 Patterning

Systematic manipulation of a cell microenvironment with micro- and nanoscale resolution is often required for deciphering various cellular and molecular ...

연구

생체공학

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1 While microcontact printing can be employed to directly print a large number of molecules, including proteins,2 DNA,3 and silanes,4 the formation of self-assembled monolayers (SAMs) from long chain alkane thiols on gold provides a simple way to confine proteins and cells to specific patterns containing adhesive and resistant regions. This confinement can be used to control cell morphology and is useful for examining a variety of questions in protein and cell biology. Here, we describe a general method for the creation of well-defined protein patterns for cellular studies.5 This process involves three steps: the production of a patterned master using photolithography, the creation of a PDMS stamp, and microcontact printing of a gold-coated substrate. Once patterned, these cell culture substrates are capable of confining proteins and/or cells (primary cells or cell lines) to the pattern.
The use of self-assembled monolayer chemistry allows for precise control over the patterned protein/cell adhesive regions and non-adhesive regions; this cannot be achieved using direct protein stamping. Hexadecanethiol, the long chain alkane thiol used in the microcontact printing step, produces a hydrophobic surface that readily adsorbs protein from solution. The glycol-terminated thiol, used for backfilling the non-printed regions of the substrate, creates a monolayer that is resistant to protein adsorption and therefore cell growth.6 These thiol monomers produce highly structured monolayers that precisely define regions of the substrate that can support protein adsorption and cell growth. As a result, these substrates are useful for a wide variety of applications from the study of intercellular behavior7 to the creation of microelectronics.8
While other types of monolayer chemistry have been used for cell culture studies, including work from our group using trichlorosilanes to create patterns directly on glass substrates,9 patterned monolayers formed from alkane thiols on gold are straight-forward to prepare. Moreover, the monomers used for monolayer preparation are commercially available, stable, and do not require storage or handling under inert atmosphere. Patterned substrates prepared from alkane thiols can also be recycled and reused several times, maintaining cell confinement.10

Self-assembled monolayers (SAMs) formed from long chain alkane thiols on gold provide well-defined substrates for the formation of protein patterns and cell confinement. Microcontact printing of hexadecanethiol using a polydimethylsiloxane (PDMS) stamp followed by backfilling with a glycol-terminated alkane thiol monomer produces a pattern where protein and cells adsorb only to the stamped hexadecanethiol region.

단백질과 세포 교도소에 대한 2 차원 문양의 기판 만들기

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Visualization of Cortex Organization and Dynamics in Microorganisms, using Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy

TIRF microscopy has emerged as a powerful imaging technology to study spatio-temporal dynamics of fluorescent molecules in vitro and in living cells1. The optical phenomenon of total internal reflection occurs when light passes from a medium with high refractive index into a medium with low refractive index at an angle larger than a characteristic critical angle (i.e. closer to being parallel with the boundary). Although all light is reflected back under such conditions, an evanescent wave is created that propagates across and along the boundary, which decays exponentially with distance, and only penetrates sample areas that are 100-200 nm near the interface2. In addition to providing superior axial resolution, the reduced excitation of out of focus fluorophores creates a very high signal to noise ratios and minimizes damaging effects of photobleaching2,3. Being a widefield technique, TIRF also allows faster image acquisition than most scanning based confocal setups.
At first glance, the low penetration depth of TIRF seems to be incompatible with imaging of bacterial and fungal cells, which are often surrounded by thick cell walls. On the contrary, we have found that the cell walls of yeast and bacterial cells actually improve the usability of TIRF and increase the range of observable structures4-8. Many cellular processes can therefore be directly accessed by TIRF in small, single-cell microorganisms, which often offer powerful genetic manipulation techniques. This allows us to perform in vivo biochemistry experiments, where kinetics of protein interactions and activities can be directly assessed in living cells.
We describe here the individual steps required to obtain high quality TIRF images for Saccharomyces cerevisiae or Bacillus subtilis cells. We point out various problems that can affect TIRF visualization of fluorescent probes in cells and illustrate the procedure with several application examples. Finally, we demonstrate how TIRF images can be further improved using established image restoration techniques.

Total Internal Reflection Fluorescence (TIRF) microscopy is a powerful approach to observe structures close to the cell surface at high contrast and temporal resolution. We demonstrate how TIRF can be employed to study protein dynamics at the cortex of cell wall-enclosed bacterial and fungal cells.

미생물에 접속 조직 및 역학 시각화, 총 내부 반사의 형광 현미경을 사용하여

TIRF microscopy has emerged as  a powerful imaging technology to study spatio-temporal dynamics of fluorescent molecules  in vitro and in living cells1. ...

Cell Co-culture Patterning Using Aqueous Two-phase Systems

Cell patterning technologies that are fast, easy to use and affordable will be required for the future development of high throughput cell assays, platforms for studying cell-cell interactions and tissue engineered systems. This detailed protocol describes a method for generating co-cultures of cells using biocompatible solutions of dextran (DEX) and polyethylene glycol (PEG) that phase-separate when combined above threshold concentrations. Cells can be patterned in a variety of configurations using this method. Cell exclusion patterning can be performed by printing droplets of DEX on a substrate and covering them with a solution of PEG containing cells. The interfacial tension formed between the two polymer solutions causes cells to fall around the outside of the DEX droplet and form a circular clearing that can be used for migration assays. Cell islands can be patterned by dispensing a cell-rich DEX phase into a PEG solution or by covering the DEX droplet with a solution of PEG. Co-cultures can be formed directly by combining cell exclusion with DEX island patterning. These methods are compatible with a variety of liquid handling approaches, including manual micropipetting, and can be used with virtually any adherent cell type.

Aqueous two-phase systems were used to simultaneously pattern multiple populations of cells. This fast and easy method for cell patterning takes advantage of the phase separation of aqueous solutions of dextran and polyethylene glycol and the interfacial tension that exists between the two polymer solutions.

수성 2 단계 시스템을 사용하여 셀 공동 문화 패턴

Cell patterning  technologies that are fast, easy to use and affordable will be required for the  future development of high throughput cell assays, ...

Using Adhesive Patterning to Construct 3D Paper Microfluidic Devices

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct both planar and nonplanar 3D paper microfluidic devices. By spraying an aerosol adhesive through a metal stencil, the overall amount of adhesive used in assembling paper microfluidic devices can be significantly reduced. We show on a simple 4-layer planar paper microfluidic device that the optimal adhesive application technique and device construction style depends heavily on desired performance characteristics. By moderately increasing the overall area of a device, it is possible to dramatically decrease the wicking time and increase device success rates while also reducing the amount of adhesive required to keep the device together. Such adhesive application also causes the adhesive to form semi-permanent bonds instead of permanent bonds between paper layers, enabling single-use devices to be non-destructively disassembled after use. Nonplanar 3D origami devices also benefit from the semi-permanent bonds during folding, as it reduces the likelihood that unrelated faces may accidently stick together. Like planar devices, nonplanar structures see reduced wicking times with patterned adhesive application vs uniformly applied adhesive.

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct 3D paper microfluidic devices. This method of adhesive application forms semi-permanent bonds between layers, enabling single-use devices to be non-destructively disassembled after use and to ease folding complex nonplanar structures.

3D 종이 미세 유체 장치를 구축하기 위해 접착제 패터닝을 사용하여

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct both planar and nonplanar 3D paper microfluidic devices. By spraying an aerosol ...

Rapid Subtractive Patterning of Live Cell Layers with a Microfluidic Probe

The microfluidic probe (MFP) facilitates performing local chemistry on biological substrates by confining nanoliter volumes of liquids. Using one particular implementation of the MFP, the hierarchical hydrodynamic flow confinement (hHFC), multiple liquids are simultaneously brought in contact with a substrate. Local chemical action and liquid shaping using the hHFC, is exploited to create cell patterns by locally lysing and removing cells. By utilizing the scanning ability of the MFP, user-defined patterns of cell monolayers are created. This protocol enables rapid, real-time and spatially controlled cell patterning, which can allow selective cell-cell and cell-matrix interaction studies.

We present a protocol to perform subtractive patterning of live cell monolayers on a surface. This is achieved by local and selective lysis of adherent cells using a microfluidic probe (MFP). The cell lysate retrieved from local regions can be used for downstream analysis, enabling molecular profiling studies.

미세 유동 프로브와 라이브 셀 레이어의 빠른 빼기 패터닝

The microfluidic probe (MFP) facilitates performing local chemistry on biological substrates by confining nanoliter volumes of liquids. Using one ...

Light-mediated Formation and Patterning of Hydrogels for Cell Culture Applications

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In particular, light-mediated click reactions, such as photoinitiated thiol&#8722;ene and thiol&#8722;yne reactions, afford spatiotemporal control over material properties and allow the design of systems with a high degree of user-directed property control. Fabrication and modification of hydrogel-based biomaterials using the precision afforded by light and the versatility offered by these thiol&#8722;X photoclick chemistries are of growing interest, particularly for the culture of cells within well-defined, biomimetic microenvironments. Here, we describe methods for the photoencapsulation of cells and subsequent photopatterning of biochemical cues within hydrogel matrices using versatile and modular building blocks polymerized by a thiol&#8722;ene photoclick reaction. Specifically, an approach is presented for constructing hydrogels from allyloxycarbonyl (Alloc)-functionalized peptide crosslinks and pendant peptide moieties and thiol-functionalized poly(ethylene glycol) (PEG) that rapidly polymerize in the presence of lithium acylphosphinate photoinitiator and cytocompatible doses of long wavelength ultraviolet (UV) light. Facile techniques to visualize photopatterning and quantify the concentration of peptides added are described. Additionally, methods are established for encapsulating cells, specifically human mesenchymal stem cells, and determining their viability and activity. While the formation and initial patterning of thiol-alloc hydrogels are shown here, these techniques broadly may be applied to a number of other light and radical-initiated material systems (e.g., thiol-norbornene, thiol-acrylate) to generate patterned substrates.

We describe a sequential process for light-mediated formation and subsequent biochemical patterning of synthetic hydrogel matrices for three-dimensional cell culture applications. The construction and modification of hydrogels with cytocompatible photoclick chemistry is demonstrated. Additionally, facile techniques to quantify and observe patterns and determine cell viability within these hydrogels are presented.

세포 배양 응용 프로그램에 대한 히드로 겔의 빛 매개 형성 및 패터닝

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In ...

A Versatile Method of Patterning Proteins and Cells

Substrate and cell patterning techniques are widely used in cell biology to study cell-to-cell and cell-to-substrate interactions. Conventional patterning techniques work well only with simple shapes, small areas and selected bio-materials. This article describes a method to distribute cell suspensions as well as substrate solutions into complex, long, closed (dead-end) polydimethylsiloxane (PDMS) microchannels using negative pressure. This method enables researchers to pattern multiple substrates including fibronectin, collagen, antibodies (Sal-1), poly-D-lysine (PDL), and laminin. Patterning of substrates allows one to indirectly pattern a variety of cells. We have tested C2C12 myoblasts, the PC12 neuronal cell line, embryonic rat cortical neurons, and amphibian retinal neurons. In addition, we demonstrate that this technique can directly pattern fibroblasts in microfluidic channels via brief application of a low vacuum on cell suspensions. The low vacuum does not significantly decrease cell viability as shown by cell viability assays. Modifications are discussed for application of the method to different cell and substrate types. This technique allows researchers to pattern cells and proteins in specific patterns without the need for exotic materials or equipment and can be done in any laboratory with a vacuum.

This report describes a simple, easy to perform technique, using low pressure vacuum, to fill microfluidic channels with cells and substrates for biological research.

패터닝 단백질과 세포의 다목적 방법

Substrate and cell patterning techniques are widely used in cell biology to study cell-to-cell and cell-to-substrate interactions. Conventional patterning ...

Patterning Bioactive Proteins or Peptides on Hydrogel Using Photochemistry for Biological Applications

There are many biological stimuli that can influence cell behavior and stem cell differentiation. General cell culture approaches rely on soluble factors within the medium to control cell behavior. However, soluble additions cannot mimic certain signaling motifs, such as matrix-bound growth factors, cell-cell signaling, and spatial biochemical cues, which are common influences on cells. Furthermore, biophysical properties of the matrix, such as substrate stiffness, play important roles in cell fate, which is not easily manipulated using conventional cell culturing practices. In this method, we describe a straightforward protocol to provide patterned bioactive proteins on synthetic polyethylene glycol (PEG) hydrogels using photochemistry. This platform allows for the independent control of substrate stiffness and spatial biochemical cues. These hydrogels can achieve a large range of physiologically relevant stiffness values. Additionally, the surfaces of these hydrogels can be photopatterned with bioactive peptides or proteins via thiol-ene click chemistry reactions. These methods have been optimized to retain protein function after surface immobilization. This is a versatile protocol that can be applied to any protein or peptide of interest to create a variety of patterns. Finally, cells seeded onto the surfaces of these bioactive hydrogels can be monitored over time as they respond to spatially specific signals.

In this method, we use photopolymerization and click chemistry techniques to create protein or peptide patterns on the surface of polyethylene glycol (PEG) hydrogels, providing immobilized bioactive signals for the study of cellular responses in vitro.

생리 활성 단백질 또는 펩 티 드 히드로 광화학을 사용 하 여 생물 학적 응용에 대 한에 패턴화

There are many biological stimuli that can influence cell behavior and stem cell differentiation. General cell culture approaches rely on soluble factors ...

Evaluation of Keratinocyte Proliferation on Two- and Three-dimensional Type I Collagen Substrates

Type I collagen, useful as a substrate for cell culture, exists in two forms: the two-dimensional, non-fibrous form and three-dimensional, fibril form. Both forms can be prepared with the same type I collagen. In general, the non-fibrous form promotes cell adhesion and proliferation. The fibril form (gels) provides more physiological conditions in many types of cells; therefore, gel culture is useful for examining physiological behaviors of cells, such as drug efficacy.
Researchers can select the appropriate form according to the purpose of its use. For example, in the case of keratinocytes, on-gel culture has been used as a wound healing model. FEPE1L-8, a keratinocyte cell line cultured on the non-fibrous form of type I collagen, promote cell adhesion. Notably, keratinocyte proliferation is slower on the fibril form than the non-fibrous form. Protocols for the preparation of type I collagen for cell culture are simple and have wide applications depending on the experimental needs.

Here, we present a protocol for the preparation of two different forms of culture substrates utilizing type I collagen. Depending on how collagen is handled, collagen molecules either maintain two-dimensional, non-fibrous form or reassemble into three-dimensional, fibril form. Cell proliferation on type I collagen is drastically affected by fibril formation.

Keratinocyte 확산에 2-및 3 차원의 평가 유형 I 교원 질 기판

Type I collagen, useful as a substrate for cell culture, exists in two forms: the two-dimensional, non-fibrous form and three-dimensional, fibril form. ...