Name: creating two-dimensional patterned substrates for protein and cell confinement
Uploaded: 2011-09-06T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement at JoVE.com

ברצוננו להכיר את כל הקבוצה מאורר באוניברסיטת וושינגטון, אשר הידע הקולקטיבי הפך פרוטוקול זה אפשרי. מימון עבור עבודה זו מסופקת על ידי המכון הלאומי לבריאות הנפש (1R01MH085495).

1. הכנת המאסטר Patterned (איור 1) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המרכז פרוסות סיליקון על coater הכביסה, לשטוף את רקיק עם אצטון במהלך השלב הראשוני של תוכנית שתי מחזור ספין בטבלה 1. אצטון יתאדה במהלך השלב השני של התוכנית ספין להשאיר רקיק נקייה ויבשה. </li><li style=";text...

<ol>
	<li>Wilbur, J., Kumar, A., Biebuyck, H., Kim, E., 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=Microcontact+printing+of+self-assembled+monolayers:+Applications+in+microfabrication.">Microcontact printing of self-assembled monolayers: Applications in microfabrication.</a> Nanotechnology. 7, 452-457 (1996).</li><li>Chang, J., Brewer, G., Wheeler, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+modified+microstamping+technique+enhances+polylysine+transfer+and+neuronal+cell+patterning.">A modified microstamping technique enhances polylysine transfer and neuronal cell patterning.</a> Biomaterials. 24, 2863-2870 (2003).</li><li>Lange, S., Benes, V., Kern, D., Horber, J., Bernard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcontact+printing+of+DNA+molecules.">Microcontact printing of DNA molecules.</a> Analytical Chemistry. , 1641-1647 (2004).</li><li>Xia, Y., Mrksich, M., Kim, E., 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=Microcontact+printing+of+octadecylsiloxane+on+the+surface+of+silicon+dioxide+and+its+application+in+microfabrication.">Microcontact printing of octadecylsiloxane on the surface of silicon dioxide and its application in microfabrication.</a> J. Am. Chem. Soc. , 9576-9577 (1995).</li><li>Mrksich, M., Dike, L., Tien, J., Ingber, D., 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=Using+microcontact+printing+to+pattern+the+attachment+of+mammalian+cells+to+self-assembled+monolayers+of+alkanethiolates+on+transparent+films+of+gold+and+silver.">Using microcontact printing to pattern the attachment of mammalian cells to self-assembled monolayers of alkanethiolates on transparent films of gold and silver.</a> Experimental Cell Research. , 305-313 (1997).</li><li>Prime, K. L., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+proteins+onto+surfaces+containing+end-attached+oligo(ethylene+oxide)+-+a+model+system+using+self-assembled+monolayers.">Adsorption of proteins onto surfaces containing end-attached oligo(ethylene oxide) - a model system using self-assembled monolayers.</a> J. Am. Chem. Soc. 115, 10714-10721 (1993).</li><li>Raghavan, S., Desai, R., Kwon, Y., Mrksich, M., Chen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropatterned+Dynamically+Adhesive+Substrates+for+Cell+Migration.">Micropatterned Dynamically Adhesive Substrates for Cell Migration.</a> Langmuir. , 17733-17738 (2010).</li><li>Rogers, J., Bao, Z., Baldwin, K., Dodabalapur, A., Crone, B., Raju, V. R., Kuck, V., Katz, H., Amundson, K., Ewing, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paper-like+electronic+displays:+Large-area+rubber-stamped+plastic+sheets+of+electronics+and+microencapsulated+electrophoretic+inks.">Paper-like electronic displays: Large-area rubber-stamped plastic sheets of electronics and microencapsulated electrophoretic inks.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 98, 4835-4840 (2001).</li><li>Yanker, D., Maurer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+printing+of+trichlorosilanes+on+glass+for+selective+protein+adsorption+and+cell+growth.">Direct printing of trichlorosilanes on glass for selective protein adsorption and cell growth.</a> Molecular Biosystems. 4, 502-504 (2008).</li><li>Johnson, D., Maurer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recycling+and+reusing+patterned+self-assembled+monolayers+for+cell+culture.">Recycling and reusing patterned self-assembled monolayers for cell culture.</a> Chemical Communications. , 520-522 (2011).</li><li>Herne, T., Tarlov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+DNA+probes+immobilized+on+gold+surfaces.">Characterization of DNA probes immobilized on gold surfaces.</a> J. Am. Chem. Soc. , 8916-8920 (1997).</li><li>Hanson, E., Schwartz, J., Nickel, B., Koch, N., Danisman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bonding+self-assembled,+compact+organophosphonate+monolayers+to+the+native+oxide+surface+of+silicon.">Bonding self-assembled, compact organophosphonate monolayers to the native oxide surface of silicon.</a> J. Am. Chem. Soc. , 16074-16080 (2003).</li><li>Johannes, M., Cole, D., Clark, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic+force+microscope+based+nanofabrication+of+master+pattern+molds+for+use+in+soft+lithography.">Atomic force microscope based nanofabrication of master pattern molds for use in soft lithography.</a> Applied Physics Letters. , (2007).</li><li>Bessueille, F., Pla-Roca, M., Mills, C. A., Martinez, E., Samitier, J., Errachid, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Submerged+microcontact+printing+(S&#x03BC;CP):+An+unconventional+printing+technique+of+thiols+using+high+aspect+ratio,+elastomeric+stamps.">Submerged microcontact printing (S&#x03BC;CP): An unconventional printing technique of thiols using high aspect ratio, elastomeric stamps.</a> Langmuir. , 12060-12063 (2005).</li><li>Xia, Y., 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=Extending+microcontact+printing+as+a+microlithographic+technique.">Extending microcontact printing as a microlithographic technique.</a> Langmuir. , 2059-2067 (1997).</li><li>Biasco, A., Pisignano, D., Krebs, B., Pompa, P. P., Persano, L., Cingolani, R., Rinaldi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conformation+of+microcontact-printed+proteins+by+atomic+force+miroscopy+molecular+sizing.">Conformation of microcontact-printed proteins by atomic force miroscopy molecular sizing.</a> Langmuir. , 5154-5158 (2005).</li><li>Shen, K., Qi, J., Kam, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcontact+printing+of+proteins+for+cell+biology.">Microcontact printing of proteins for cell biology.</a> J Vis Exp. (22), e1065-e1065 (2008).</li><li>Piner, R., Zhu, J., Xu, F., Hong, S., Mirkin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term="Dip-pen"+nanolithography.">"Dip-pen" nanolithography.</a> Science. 283, 661-663 (1999).</li><li>Ryan, D., Parviz, B. A., Linder, V., Semetey, V., Sia, S. K., Su, J., Mrksich, M., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterning+multiple+aligned+self-assembled+monolayers+using+light.">Patterning multiple aligned self-assembled monolayers using light.</a> Langmuir. , 9080-9088 (2004).</li></ol>

מספר בעיות עלולות להתעורר בהפקת ליתוגרפיות של האמן משמש ליצירת חותמת PDMS. Underexposure של להתנגד מצופה תוצאות רקיק בדפוסי מעורפל ולא ברור וגם חשיפה של להתנגד מצופה תוצאות רקיק תכונות מוגדלים או חסר. באופן כללי, עם אדונים גדלים תכונה גדולה (&gt; 10 מיקרומטר) קל יחסית לפתח דפוס, ?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> שם מגיב </th><th> חברה </th><th> מספר קטלוגי </th><th> הערות (אופציונלי) </th></tr><tr><td> פרוסות הסיליקון </td><td> ופלה לתבוע שירותים </td><td></td><td> 2 אינטש </td></tr><tr><td> ספין coater / פלטה </td><td> ברואר המדע </td><td> Cee 200CB ספין אופים מערכת </td><td></td></tr><tr><td> AZ9245 photoresist </td><td> מייז כימיקלים </td><td> 105880034-1160 </td><td></td></tr><tr><td> ישיר לכתוב photolithography מערכת </td><td> Microtech srl </td><td> LW325 LaserWriter מערכת </td><td></td></tr><tr><td> מסכת Aligner </td><td> HTG </td><td> 3HR </td><td></td></tr><tr><td> AZ מפתחים 400K </td><td> מייז כימיקלים </td><td> 105880018-1160 </td><td></td></tr><tr><td> Sylgard סיליקון 182 אלסטומר Kit </td><td> Dow Corning </td><td></td><td></td></tr><tr><td> לא 25 מ&quot;מ. 1 כוס coverslips עגול </td><td> VWR </td><td> 16004-310 </td><td></td></tr><tr><td> פלזמה מחמצן </td><td> דינר </td><td> Femto </td><td></td></tr><tr><td> טיטניום חתיכות Kamis </td><td> Incorporated </td><td></td><td> 99.95% טהור </td></tr><tr><td> כדורי זהב </td><td> Kamis Incorporated </td><td></td><td> 99.999% טהור </td></tr><tr><td> אלומת אלקטרונים המאייד </td><td> קורט ג&#39;Lesker </td><td> PVD 75 סרט דק הפקדת מערכת </td><td> עם אביזר קרן אלקטרונים </td></tr><tr><td> Hexadecanethiol </td><td> אלפא Aesar </td><td> A11362 </td><td></td></tr><tr><td> 1-mercaptoundec-11-י.ל.) טטרה (ethyleneglycol) </td><td> סיגמא אולדריץ </td><td> 674508 </td><td></td></tr><tr><td> אתנול </td><td> Pharmco-aaper </td><td> 111000200 </td><td> 200 הוכחה מוחלטת </td></tr><tr><td> Parafilm </td><td> VWR </td><td> 52858-000 </td><td></td></tr><tr><td> DPBS </td><td> VWR </td><td> 4500-434 </td><td> ללא סידן ומגנזיום </td></tr><tr><td> עכבר Laminin אני </td><td> VWR </td><td> 95036-762 </td><td></td></tr><tr><td> האדם פלזמה פיברונקטין </td><td> Invitrogen </td><td> 33016-015 </td><td></td></tr><tr><td> AlexaFluor ® 647 חומצה carboxylic, succinimidyl אסתר </td><td> Invitrogen </td><td> A-20006 </td><td></td></tr><tr><td> MitoTracker האדום 580 </td><td> Invitrogen </td><td> M22425 </td><td></td></tr><tr><td> AlexaFluor ® 350 חומצה carboxylic, אסתר succinimidyl </td><td> Invitrogen </td><td> A-10168 </td><td></td></tr><tr><td> Anti-laminin נוגדן </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> AB2034MI </td><td></td></tr></tbody></table>

creating two-dimensional patterned substrates for protein and cell confinement

הדפסה Microcontact מספק שיטה מהירה, לשעתקו מאוד ליצירת מוגדרים היטב מצעים בדוגמת. 1 בזמן ההדפסה microcontact יכול להיות מועסק ישירות להדפיס מספר גדול של מולקולות, כולל חלבונים, DNA 2, 3 ו silanes, 4 היווצרות עצמית , התאספו monolayers (Sams) מ ארוך alkane thiols על שרשרת זהב מספק דרך פשוטה להגביל חלבונים בתאים דפוסים מסוימים המכיל אזורים דבק עמיד. ריתוק זה יכול לשמש כדי לשלוט מורפולוגיה תאים שימושי לבחינת מגוון של שאלות בחלבון ביולוגיה של התא. כאן אנו מתארים שיטה כללית ליצירת מוגדרים היטב דפוסי חלבון ללימודי הסלולר 5 תהליך זה כולל שלושה שלבים:. הייצור של מאסטר בדוגמת באמצעות photolithography, יצירת בול PDMS, ו microcontact הדפסה של זהב מצופה המצע. בדוגמת פעם, אלה תרבות מצעים תאים המסוגלים חלבונים כליאת ו / או תאים (תאים ראשוניים או שורות תאים) לדפוס. השימוש כימיה עצמית התאספו monolayer מאפשר שליטה מדויקת את החלבון / תא אזורים בדוגמת דבק ולא דבק אזורים; זו לא יכולה להיות מושגת באמצעות הטבעה חלבון ישיר. Hexadecanethiol, בשרשרת ארוכה alkane תיאול בשימוש בשלב ההדפסה microcontact, מייצרת משטח הידרופובי כי בקלות adsorbs חלבון מן הפתרון. גליקול, הסתיים תיאול, המשמש למלא את משבצות הלא מודפס אזורים של המצע, יוצר monolayer כי הוא עמיד חלבון ספיחה של התא ולכן הצמיחה. 6 אלה מונומרים תיאול לייצר monolayers מובנים מאוד שדווקא להגדיר אזורים של המצע שיכולים לתמוך חלבון ספיחה וצמיחה התא. כתוצאה מכך, מצעים אלה הם שימושיים עבור מגוון רחב של יישומים ממחקר של התנהגות אינטר 7 ליצירת המיקרואלקטרוניקה. 8 בעוד סוגים אחרים של כימיה monolayer שימשו לימודי תרבות התא, כולל עבודה מהקבוצה שלנו באמצעות trichlorosilanes ליצור דפוסים ישירות על מצעים זכוכית, 9 monolayers בדוגמת נוצר thiols alkane על זהב הם ישר קדימה להכין. יתר על כן, מונומרים משמש להכנת monolayer זמינים מסחרית, יציבה, ואינם דורשים טיפול או אחסון תחת אווירה אינרטי. מצעים בדוגמת שהוכן thiols alkane ניתן למחזר ולעשות בהם שימוש חוזר מספר פעמים, תוך שמירה על תא הכליאה 10.

Watch this Scientific Journal Video about Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement at JoVE.com

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

עצמית התאספו monolayers (Sams) נוצר זמן alkane thiols על שרשרת זהב לספק מוגדרים היטב מצעים ליצירת דפוסי חלבון תא הכליאה. הדפסה Microcontact של hexadecanethiol באמצעות חותמת (PDMS) polydimethylsiloxane ואחריו למלא את משבצות עם גליקול, הסתיים alkane תיאול מונומר מייצר דפוס שבו חלבונים בתאים לספוג רק לאזור hexadecanethiol חותמת.

יצירת דו מימדי מצעים Patterned עבור החזקת חלבון ו-Cell

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Creating Transient Cell Membrane Pores Using a Standard Inkjet Printer

יצירת חולף קרום התא הנקבוביות באמצעות מדפסת הזרקת דיו רגילה

Bioprinting has a wide range of applications and significance, including tissue engineering, direct cell application therapies, and biosensor ...

Creating Adhesive and Soluble Gradients for Imaging Cell Migration with Fluorescence Microscopy

יצירת Gradients הדבק והמסיס לנדידת תאי דימות באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי

Cells can sense and migrate towards higher concentrations of adhesive cues such as the glycoproteins of the extracellular matrix and soluble cues such as ...

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

תא דפוסים על photolithographically מוגדר Parylene-C: SiO<sub&gt; 2</sub&gt; מצעים

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

Ordering Single Cells and Single Embryos in 3D Confinement: A New Device for High Content Screening

הזמנת תאים בודדים עוברים יחיד מאסר 3D: התקן חדש עבור הקרנת תוכן גבוהה

Biological cells are usually observed on flat (2D) surfaces. This condition is not physiological, and phenotypes and shapes are highly variable. Screening ...

Fluorescence Recovery after Merging a Droplet to Measure the Two-dimensional Diffusion of a Phospholipid Monolayer

שחזור הקרינה לאחר מיזוג אגל למדוד דיפוזיה דו ממדים של חד שכבתי פוספוליפידים

We introduce a new method to measure the lateral diffusivity of a surfactant monolayer at the fluid-fluid interface, called fluorescence recovery after ...

Expanding Nanopatterned Substrates Using Stitch Technique for Nanotopographical Modulation of Cell Behavior

הרחבת טכניקת תפר באמצעות מצעי nanopatterned עבור Nanotopographical אפנון של התנהגות תא

Substrate nanotopography has been shown to be a potent modulator of cell phenotype and function. To dissect nanotopography modulation of cell behavior, a ...

High-resolution Patterned Biofilm Deposition Using pDawn-Ag43

ברזולוציה גבוהה בדוגמת באמצעות התצהיר Biofilm pDawn-Ag43

Spatial structure and patterning play an important role in bacterial biofilms. Here we demonstrate an accessible method for culturing E. coli biofilms ...

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

הערכת תקין התפשטות על שניים - שלושה ממדי מסוג קולגן מצעים

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. ...

Patterning the Geometry of Human Embryonic Stem Cell Colonies on Compliant Substrates to Control Tissue-Level Mechanics

הקמת הגיאומטריה של האדם תא גזע עובריים המושבות על מצעים תואמי כדי לשלוט במכניקה ברמת רקמות

Human embryonic stem cells demonstrate a unique ability to respond to morphogens in vitro by self-organizing patterns of cell fate specification that ...

Preparing Protein Producing Synthetic Cells using Cell Free Bacterial Extracts, Liposomes and Emulsion Transfer

הכנת חלבון הפקת תאים סינתטיים באמצעות שולפת תא חינם בקטריאלי, ליפוזומים והעברת אמולסיה

The bottom-up assembly approach for construction of synthetic cells is an effective tool for isolating and investigating cellular processes in a cell ...