Bu çalışma, Wellcome Trust Klinik Doktora bursu (ECAT) tarafından desteklenmiştir.

1.. SiO 2 Parylene Patterns Fabrikasyon: Süreç Akış (Bkz: Şekil 1) <ol><li> Tasarım okuma yeteneğine sahip bir düzeni editörü yazılım paketi, / CIF (Caltech Intermediate Form) veya GDS-II (Grafik Veri Tabanı Sistemi-II) dosyaları yazma kullanılarak parilen-C yapılandırma istenen. CIF ve GDS-II entegre devre sanat düzeni için endüstri standardı dosya formatları vardır. </li><li> Komisyon fotoğraf maske uygun bir mikroelektronik üretim tesisine veya tesisler varsa içi olun. </li><li> Bir 200 nm SiO 2 tabaka (küçük bir nokta kalınlığı spektroskopik reflektometri ile teyit) üretmek için 40 dakika boyunca 950 ° C &#39;de atmosferik bir yatay fırın (2 H 1.88 SLM ve O 2 1.25 SLM) de bir silikon gofret okside eder. </li><li> Bir silan yapışma geliştirici ile Başbakan okside gofret. Şimdi özellikle parilen bırakmak üzere özellikle tasarlanmış bir vakumlu birikim sistemi kullanılarak dimer 1,298 nm / mg &#39;lik bir oranda 22 ° C&#39; de parylene C yatırmak. A 100nm kalınlığında parylene C kaplama aşağıda gösterilen tüm örnekler için kullanıldı. </li><li> Uygun foto-karşı kaplama sistemi ile kaplanmış parylene gofret sonraki yatırma heksametildisilazan (HMDS) yapışma promoteri. </li><li> Şimdi uygulanması sırasında 30 saniye boyunca 4000 rpm&#39;de gofretin dönmeye pozitif yukarıdaki ile aynı fotorezist kaplama sistemini kullanarak, (1 um teorik kalınlığı ile sonuçlanan) foto-karşı. </li><li> Yumuşak 90 ° C&#39;de 60 saniye boyunca gofretin fırında </li><li> Bir maske hizalayıcısı içine gofret ve depodan fotoğraf maske hem de takın. </li><li> İstenen parylene-C konfigürasyonunun bir UV negatif gösterim olan fotorezist kaplı gofret Açığa. </li><li> 110 ° C &#39;de 60 saniye süre ile maruz gofretin pişirin </li><li> Tüm uygun bir geliştirici çözelti içinde geliştirerek gofret fotoğraf karşı maruz Kaldır. </li><li> Korunmasız parilen kapalı etch. Bir oksijen plazma aşındırma 50 mTorr&#39;dur oda basıncında sistemi (49 sccm O 2, 13.56 MHz&#39;de 100 W RF gücü ve kullanımıyatan SiO 2 ortaya çıkarmak için 100 nm / dak) bir aşındırma oranı. </li><li> Uygun bir dicing testere (mili hızı 30.000 rpm, besleme hızı 7 mm / sn) kullanarak gofret zar. </li><li> Deiyonize H 2 O cips durulayın ve azot ile kuru darbe. </li><li> Mağaza cips (süresiz) tozsuz kutulara ihtiyaç kadar. </li></ol> 2. Chip Temizleme ve Aktivasyon: Protokol <ol><li> 10 saniye boyunca aseton içinde yıkanarak cips kalıntı fotorezist çıkarın. </li><li> Deiyonize distile H 2 O 3x durulayın. </li><li> Taze pirana asit (5:3% 30 hidrojen peroksit oranı ve% 98 sülfürik asit) hazırlayın. UYARI: büyük bir dikkatle piranha asit hazırlayın. Bu, son derece güçlü bir oksitleyicidir Kuvvetli şekilde asidik olan ve sülfürik asit, hidrojen peroksit ile karıştırılması bir ekzotermik reaksiyondur. Bir asit davlumbaz bu aşamada gerçekleştirin. 2 dk piranha asit karıştırdıktan sonra geçer ama 20 dakika içinde kullanmasına izin verin. </li><li> Pi batırılarak temiz ve etch cips10 dakika boyunca ranha asit. </li><li> Durulayın cips deiyonize H 2 O 3x ve steril bir kültür tabağına aktarın. </li><li> Şimdi hücre desenlendirme için fiş etkinleştirin. Örneğin, 6-çukurlu plaka gözenek başına iki fiş ekleyin ve tam olarak tüm fiş sokmak ve bundan sonra fetal sığır serumu içinde 2 ml ekleyin. Bir laminar akış başlığı içinde doku kültürü, steril koşullar altında, bu ve daha sonraki tüm hücre kültürü aşamaları gerçekleştirir. </li><li> 37 ° C&#39;de 3-12 saat boyunca serumda fiş inkübe Not: Adım 2.4-2.7 sekans ve adımlar arasındaki gecikmeden yapılmalıdır. Piranha-tedavisi, hücre desenlendirme nedeniyle SiO 2 bölgelerde azalmış hücre itme bozulmuş sonra serum aktivasyon ≥ 24 saat geciktirilir ise. Belirli bir hücre yapışma proteinleri içeren alternatif aktivasyon çözeltiler fetal sığır serumu yerine kullanılabilir. Bu çözüm, iki zıt yüzeyler (örneğin bir temsili sonuçlar bakınız) hücre yapışma özelliklerini değiştirebilir. </li&gt; </ol> 3. On-chip kaplama Hücre Hatları: Protokol <ol><li> Bunların aktivasyonu çözeltiden fiş çıkarın ve Hank Dengelenmiş Tuz Çözeltisi içinde 10 saniye için bir kez yıkayın. </li><li> Iyi bir kültürde çip koyun ve olağan büyüme ortamı içinde bir süspansiyon olarak seçilen hücre tipi plaka. Optimum hücre kaplama yoğunluğu hücre tipine ve on-chip parylene C geometrik desen her iki bağlıdır. 5 x 10 4 hücre / ml bir yoğunluk mantıklı bir başlangıç ​​noktasıdır. </li><li> Görüntüleme hücre desenlendirme ancak canlı hücre davranışını kolayca uygun bir röle lens ile bir mikroskop ve bir dijital fotoğraf makinesi kullanarak değerlendirilebilir için altta yatan motivasyon için hazırlanmıştır. </li></ol>

<ol>
	<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>

Yazarlar herhangi bir mali çıkarlarını beyan.

Pirana asit cips Daldırma sadece hizmet veren herhangi bir artık organik madde çıkarmak için değil, aynı zamanda alt-tabaka yüzeyleri çözünen bir madde. Bu fetal sığır serumu ile etkili aktivitesini sağlayan anahtarıdır. Aksi takdirde hücre modelli önler ve derinden on-chip hücre davranışını değiştirir. Piranha asit ile temizlendikten sonra fiş sterilize etmek için bir gereksinim yoktur. Gerçekten de UV maruz bırakılarak sterilizasyon doza bağımlı bir şekilde 13 hücre modelli zayıflatmak için gösterilmiştir. Bakım fotolitografik işleminden sonra kalan tüm photoresist&#39;i yıkayın alınmalıdır. Kalıcı fotorezist parylene-C/SiO 2 geometrisi tarafından dikte model oluşturmanın geçersiz kılan istenmeyen bir sito-yapışkan tabaka olarak hareket edebilir. Belirtilen tepkin maddeler ve yukarıda tarif edilen fotolitografık işlem kullanılırken aseton etkilidir. Bununla birlikte, fotorezist diğer tür farklı bir çözücü gerektirebilir. Farkıyla etkisini ve başarısını değerlendirmek içinnt üretim adımları, iki zıt substratların temas açısı ölçülebilir. Şekil 2, bu çip etkinleştirme işlemi sırasında ortaya çıkan değişiklikleri göstermektedir. Bu, serum içinde özel yapışkan ve itici protein bileşenleri sonuç olarak ilgili sito-yapışkan ya da sito-itici özelliklerini uygulamak için parylene desenli çarpmalarına ki, muhtemeldir. Başarılı bir şekilde daha kalın ve hem de ince parylene katmanları kullanarak model verilmiş olsa tüm temsili sonuçlar, 100 nm kalınlığında bir parylene fiş kullanılır. Daha da önemlisi, bu gravür tekniği fotolitografik burada gösterilenden daha parylene konfigürasyonunun daha büyük bir üç boyutlu bir kontrol sağlar. Örneğin, fotoğraf maskeleri bir arada kullanarak, bu karışık kalınlığı parylene bölgeleri oluşturmak mümkündür. Bu hücre yapışması / repul basitçe dikte bölgelerinde ötesinde, tanımlanan üç boyutlu topoğrafya ile hücre kültürleri oluşturmak için yolunu açarsion, potansiyel olarak yapı içine mikroakışkan kanal entegre bir araç sunar. Gösterildiği gibi, ancak, bu model verme platformu evrensel hücre tipleri üzerinde etkili değildir. Bu platform üzerinde kültürlenmiş farklı hücre hatları, onların çeşitli hücre yapışma molekülü profilleri ile, şaşırtıcı farklı davranır. Biz henüz bu hücre-desenleme platformunu destekleyen serumdaki anahtar bileşenleri, ne de ücretsiz hücre zarı reseptörleri tespit değil. Gelecekte bunu yaparken kendi programını ve özgüllüğünü genişletmek vaat ediyor. Örneğin, &#39;non-yapıya model verme &quot;hücre soyu genetik olarak gerekli yapışma molekülü eksprese etmek için değiştirilmiş ve bu model oluşturmanın teşvik edilebilir.

Sentetik malzemeler ile hücre yapışması ve model dikte mekanizmaların anlaşılması, doku mühendisliği, ilaç keşfi ve biyosensör 1-3 imalatı gibi uygulamalar için önemlidir. Birçok teknik mevcuttur ve gelişmekte olan hücre yapışmasını etkileyen sayısız, kimyasal, biyolojik ve fiziksel faktörlerin her yararlanarak. Burada, biz başlangıçta mikroelektronik üretim amaçlı geliştirilen yöntemler kullanır, bir hücre-desenleme tekniği açıklar. Gibi, bir platform desenleme platformu içine, örneğin ÇÇA gibi mikroelektronik teknolojileri, mansap entegrasyonu sağlamak için iyi yerleştirilmiş. , Bir hücre zarı ve bir bitişik malzeme arasında arayüz iki yönlü ve karmaşıktır. İn vivo olarak, hücre dışı matris proteinleri yapı ve mukavemet ve hücre adhezyon reseptörleri ile etkileşimleri yoluyla hücre davranışı üzerinde etkisi sağlar. V Benzer şekilde, hücrelerinFiziko-kimyasal etkiler de yapışma modüle ederken itro proteinler 4 emilir tabakaları ile sentetik alt-tabakalar ile etkileşim. Örneğin, bir polimer yüzeyi asit ya da hidroksit ile işlenerek 5 iyonu ya da mor ötesi ışık ışınlama ya da bir dağlama aracılığı ile (hidrofilik) devamı &quot;ıslanabilir&quot; hale getirilebilir. Hücre desenlendirme için kurulmuş yöntemler bu ve diğer hücre yapışması aracıların yararlanmak. Örnekler 6 baskı mürekkep püskürtmeli, microcontact 7 damgalama, fiziksel hareketsizlik 8, mikroflüidik 9, gerçek zamanlı manipülasyon 10, ve seçici moleküler montaj desenlendirme (SMAP) 11 içerir. Her özel yararları ve sınırlamaları vardır. Işimizde önemli bir sürücü, ancak, mikroelektromekanik sistemler (MEMS) ile hücre modelli entegre etmektir. MEMS elektrik ile tahrik son derece küçük mekanik cihazlara bakın. Bu, nano ölçekli eşdeğer, nanoelectromech örtüşüranical sistemleri. Bu kavram yarıiletken stratejileri mikroölçeklerde gerçekleşecek imalat etkin yalnızca pratik oldu. Yarı iletken elektroniği için geliştirildi, imalat teknikleri farkında olmadan, örneğin hücresel elektrofizyoloji gibi diğer kullanımlar için yararlı olduğu bulunmuştur. A tuşu aşağı amacı (bir bioMEMS cihazı oluşturan) yüksek sadakat hücre desenleme süreci ile böyle mikroelektronik teknolojileri birleştirmektir. Birçok mevcut ve aksi güvenilir ve pratik hücre-desenleme teknikleri bu fikir ile uyumsuzdur. Örneğin, herhangi bir gömülü ya da mikro elektronik biyosensör doğru hizalama onların etkinliği için temel olduğunu ancak microcontact damgalama gibi bir teknik kullanılarak elde etmek için son derece zordur. Bu sorunu aşmak için, biz photolithographically baskılı parylene C kullanan bir SiO 2-tabanlı desenleme platform üzerinde çalışıyoruz. Fotolitografi geometrik özellikler transferini içerirUV aydınlatma ile bir alt-tabaka ile bir maske. Bir maske uygun bir bilgisayar destekli tasarım programı kullanılarak tasarlanmıştır. Bir cam levha üzerine, saydam olmayan krom ince bir tabaka arzu edilen geometrik desen (1-2 mm&#39;lik bir özelliği çözünürlük mümkündür) temsil eder. Desenli edilecek alt-tabaka çeliğin ince bir tabaka (bir UV-duyarlı bir polimer) ile kaplanır. Kaplanmış sonra polimer hizalanmış ve maske ile sıkı bir temas durumuna getirilir. Bir UV kaynağı korunmayan alanlar ışınlanır şekilde uygulanır ve bu yüzden, maske modeline arkasında bir parylene-C temsil bırakarak sonraki geliştirme aşamasında çözünür ve taşınabilir olmasıdır. Bu süreç yarı iletken cihazların gelişimi sırasında kökenli. Bu nedenle, silikon gofret sık sık bir alt-tabaka olarak kullanılmaktadır. SiO 2 parylene C fotolitografik birikimi dolayısıyla rutin mikroelektronik cleanroom tesislerinde yer alan bir basit ve güvenilir bir işlemdir. Parilen var ikenBirçok arzu Biyomühendislik özellikleri (kimyasal etkisiz olmayan biyolojik olarak parçalanabilir), hücre dokusunda doğrudan kullanımını kısıtlayan bir faktör onun aşırı hidrofobisitelerine kısmen atfedilen doğuştan kötü hücre yapışkanlık vardır. Bununla birlikte, parilen-C, daha önce bir soyma-away hücresel 12,13 şablon olarak örneğin, hücre modelleme için dolaylı olarak kullanılmıştır. Bu yaklaşım, yoksul kararı ile sınırlıdır ve birden fazla adımlar gerektirir. Burada anlatılan işlem yerine bu parylene-C bölgesi bağlayıcı hidrofobikliği ve protein serum azalma bir kombinasyonu yoluyla, hücre yapışkan olmak sağlamak için, serum inkübasyon ve ardından bir asit aşındırma adımı kullanır. Sonuçta biyolojik aktivasyon sonra, ilgili sito-yapıştırıcı veya sito-itici özelliklerini tezahür ve böylece etkili bir hücre pattering platformu temsil eder, iki farklı yüzeylerde oluşan bir yapıdır. Önemli bir şekilde, biyolojik ag tanıtmak için gerek yoktur(bunlar fetal sığır serumu ya da başka bir etkinleştirme solüsyonu kullanılarak aktive edilir ve bunun üzerine) veliler temiz oda tesis haline modelli alt-tabakalar kullanmak için belirsiz önce depolanabilir gibi. Üretim süreçleri çok yakından mikroelektronik üretim için kullanılan ayna gibi bu parylene-C/SiO 2 desenleme platformu, bu nedenle MEMS bileşenleri ile bir koalisyon için iyi bir aday.

<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

Hücre desenlendirme platformlar gibi önceden tanımlanmış in vitro nöron ağlarının inşası ve hücresel fizyoloji bazı merkezi yönlerinin keşfi gibi geniş bir araştırma hedeflerini destekleyecek. Kolayca Multi-elektrot dizilerde (Taraflı) ile hücre modelli birleştirmek ve teknolojilere silikon esaslı &#39;bir çipin üzerinde laboratuvar&#39;, bir mikroimalat uyumlu protokol gereklidir. Biz SiO 2 Levhalarda polimer parylene C birikmesini kullanan bir yöntem tarif eder. Fotolitografi mikron düzeyinde çözünürlükte parylene C doğru ve güvenilir desenlendirme sağlar. Fetal sığır serumu (ya da başka bir özel aktivasyon çözeltisi) kültürlenmiş hücreler için uygun, ya da sırasıyla Parylene veya SiO 2 bölge ile püskürtüldü edildiği bir alt-tabaka içinde sonuç daldırılarak sonraki aktivasyonu. Bu teknik, birinci murin hipokampal hücreleri, HEK 293 hücre hattı, insan nöron gibi teratokarsinoma hücre tipleri de dahil olmak üzere (geniş bir yelpazede yapı model sağladıhücre soyu, ana murin serebellar granül hücrelerinde ve primer insan glioma türetilmiş kök-benzeri hücreler). İlginç bir şekilde, bununla birlikte, platform genel değil, hücreye özel yapışma moleküllerinin önemini yansıtmaktadır. Bu hücre desenlendirme süreç, güvenilir, maliyet etkin olduğunu, ve önemlisi mikroelektronik teknoloji entegrasyonu için önünü, standart Mikrofabrikasyona içine (çip üretim) protokolleri dahil edilebilir.

Parylene-C ile SİO2 desenlendirme fotolitografık işlem, Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. Hazırlandıktan sonra, fetal sığır serumu içinde fiş aktivasyonu kültüründe desenli için hücre tiplerinin geniş bir yelpazede sağlar. Bizim grup başarılı bir şekilde birincil sıçangil hipokampal hücreleri, 14-16, HEK 293 hücre hattı 17, insan nöron benzeri teratomu (hNT) hücre hattı 18, ana murin serebellar granül hücreleri ve primer insan glioma türetilmiş kök-benzeri hücreler desenli gelmiştir. Şekil 3, &#39;çapraz saç&#39; uzantıları ile dairesel uçtan oluşan bir parylene desen HEK 293 hücreleri güçlü bir model oluşturmanın göstermektedir. Bu örnekte Chip aktivasyon fetal sığır serumu ile oldu. Buna karşılık, Şekil 4, alternatif bir aktivasyon çözümleri kullanarak model verme platformu artırmak için potansiyel gösterir. Büyükbaş hayvan serum albümin (3 mg / ml) ihtiva eden bir çözelti kullanılarak ve<html> HBSS fibronektin (1 ug / ml), bir önceki model verme kural ters edilmiştir. Şekil 5, farklı hücre tipini (yüksek dereceli glioma türetilmiş birincil insandan türetilmiş kök benzeri hücre hattı) göstermektedir. Şekiller 4B ve 4C&#39;de gösterildiği gibi, burada, Şekil 4A&#39;da gösterilen desen ince parylene-C çizgisi boyunca bir süreç hücre büyümesini teşvik etmek ile temel desen etkilerin hücre davranış geometrisi, izler. Kurulan fetal sığır serumu aktivasyon protokolü kullanan bazı hücre tipleri desen yok. 6 parylene C ve SiO 2 bölgeler arasında belirgin bir sito-itici veya sito-yapışkan farkı ile izdiham büyüyen 3T3 L1 hücreleri göstermektedir Şekil. pload/50929/50929fig1.jpg &quot;/&gt; Şekil 1. SiO 2 parylene C kalıplarının üretimi için bir işlemi gösteren akış diyagramı. <img alt="Şekil 2," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig2.jpg" /> Şekil 2,. Chip etkinleştirme aşamaları esnasında model verilmiş parylene-C ve 2 SiO etki için temas açısındaki değişimleri gösteren akış diyagramı. <img alt="Şekil 3," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig3.jpg" /> Şekil 3,. In vitro olarak üç gün sonra parylene-C/SiO 2 kültürlenir HEK 293 hücreleri canlı hücre görüntüleme. Cips fetal sığır serumu içinde 3 saat boyunca inkübe edildi ve bundan sonra hücre5 x 10 4 hücre / ml &#39;lik bir konsantrasyonda süspansiyon kaplama. Parylene-C iken hücre yapışmasını teşvik çıplak SiO 2 hücreleri iter. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig3highres.jpg" target="_blank">, bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig4.jpg" /> Şekil 4. Parylene-C/SiO 2 293 hücre kültüre HEK canlı hücre görüntüleme in vitro olarak üç gün sonra farklı rasyonel aktivasyon çözeltiler içinde, 3 saat boyunca aktif cips:. A: fetal sığır serumu, B: vitronektin HBSS (1 ug / ml), C: Sığır serum albümini HBSS, D&#39;de (3 mg / ml) +, vitronektin (1 ug / ml): Sığır serum albümini (3 mg / ml) + fibronektin (156, g / ml) HBSS. Kaplı hücreler 5 x 10 4 hücre / ml bir yoğunlukta süspansiyon içinde idi. Çipin farklı tedavi SiO 2 ile önceki desenleme dogma, şimdi yapışkan ve parylene C iğrenç iptali sonuçlandı nasıl unutmayın. Hughes ve ark. 17&#39;den uyarlanmıştır Parylene-C düğüm çapı 250 mikron, <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig4highres.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig5.jpg" /> Şekil 5,. . Birincil insan glioma elde edilen kök benzeri hücrelerin İmmünofloresan görüntüleri SiO 2 parylene C çeşitli desen A yetiştirilen: şematik B ve C&#39;de gösterilen retiküler parilen tasarımını gösteren </strong&gt; B:.. Glial fibriller asidik protein (GFAP) için boyanmış (in vitro 4 gün sonra) hücreler, sabit floresan mikrografı C:. Aynı çip üzerinde canlı hücre ışık mikrografı D: Farklı Parylene on GFAP-boyalı hücrelerin floresans gösteren resim . tasarımı E:. Yansıtma düğümün görüntü ve D görüntülenmiş parilen tasarım konuştu <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig5highres.jpg" target="_blank">bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 6," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig6.jpg" /> Şekil 6,. In vitro olarak, dört gün sonra parylene-C/SiO 2 kültürlenir 3T3 L1 hücreleri canlı hücre görüntüleme. W sonra fetal sığır serumu içinde 3 saat için aktive edilmiş cipshich hücre süspansiyonu (3 x 10 4 hücre / ml) kaplandı. Bu durumda, platformu hücreler parilen-C ve SiO 2 bölgelerinde eşit confluent olmasıyla birlikte, desenlendirme olanak vermez. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig6highres.jpg" target="_blank">, bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates at JoVE.com

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

Bu protokol, SiO 2 hücre modelleme için bir mikroimalat uyumlu bir yöntemi tarif etmektedir. Önceden tanımlanmış bir parylene C dizayn photolithographically SiO 2 gofret yazdırılır. Serum (veya başka bir etkinleştirme solüsyonu) ile inkübasyondan sonra hücreler için özel olarak uygun (ve uygun göre gelişir) SiO 2 bölgeleri ile püskürtüldü olmak iken esas parylene,-C,.

Photolithographically Tanımlı Parylene-C hücre Desenlendirme: SiO<sub&gt; 2</sub&gt; Yüzeyleri

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 Görüntüleme.  The University of Edinburgh.  Bu protokol, SiO 2 hücre modelleme için bir mikroimalat uyumlu bir yöntemi tarif etmektedir. Önceden tanımlanmış bir parylene C dizayn photolithographically SiO 2 gofret yazdırılır. Serum (veya başka bir etkinleştirme solüsyonu) ile inkübasyondan sonra hücreler için özel olarak uygun (ve uygun göre gelişir) SiO 2 bölgeleri ile püskürtüldü olmak iken esas parylene,-C,. 

Video: Cell Patterning on Photolithographically Defined 
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.

Plazma Litografi Yüzey Desenlendirme Hücre Ağları Oluşturma

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

Biyomühendislik

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.

Protein ve hücre Etrafının İki Boyutlu Desenli Yüzeyler Oluşturma

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.

Mikroorganizmalarda Cortex Organizasyon ve Dinamiği Görselleştirme, Toplam İç Yansıma Floresan Mikroskobu kullanılarak

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.

Sulu İki fazlı sistemler kullanma Hücre Co-kültür desenlendirme

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 Kağıt mikroakışkan Cihazlar Construct Yapışkan Desenlendirme kullanma

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.

mikroakışkan Probe ile Canlı Hücre Katmanlar hızlı Subtractive Desenlendirme

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.

Hücre Kültürü Uygulamaları için Hidrojeller Işık aracılı Oluşumu ve Desenlendirme

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.

Desenlendirme Proteinlerin ve Hücreleri Çok Yönlü Yöntemi

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.

Biyoaktif proteinler veya peptidler hidrojel Photochemistry biyolojik uygulamalarda kullanarak üzerinde desenlendirme

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.

Keratinosit yayılması üzerine iki ve üç boyutlu değerlendirilmesi tip ı kollajen yüzeylerde

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. ...