Name: polymer microarrays for high throughput discovery of biomaterials
Uploaded: 2012-01-25T13:00:00
Duration: 13 min 37 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials at JoVE.com

מימון של קרן Wellcome הוא הודה בחביבות (המענק המספר 085245/Z/08/Z). נוטינגהאם ננוטכנולוגיה ואת המרכז הנו הוא הודה בחביבות למתן גישה למערכת ראמאן ולסוכנות לפיתוח מזרח המידלנדס למימון ציוד זה.

<ol>
	<li>Hook, A. L., Anderson, D. G., Langer, R., Williams, P., Davies, M. C., Alexander, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+throughput+methods+applied+in+biomaterial+development+and+discovery.">High throughput methods applied in biomaterial development and discovery.</a> Biomaterials. 31, 187-198 (2010).</li><li>Anderson, D. G., Levenberg, S., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoliter-scale+synthesis+of+arrayed+biomaterials+and+application+to+human+embryonic+stem+cells.">Nanoliter-scale synthesis of arrayed biomaterials and application to human embryonic stem cells.</a> Nature Biotechnology. 22, 863-866 (2004).</li><li>Mei, Y., Saha, K., Bogatyrev, S. R., Yang, J., Hook, A. L., Kalcioglu, Z. I., Cho, S. W., Mitalipova, M., Pyzocha, N., Rojas, F., Van Vliet, K. J., Davies, M. C., Alexander, M. R., Langer, R., Jaenisch, R., Anderson, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combinatorial+development+of+biomaterials+for+clonal+growth+of+human+pluripotent+stem+cells.">Combinatorial development of biomaterials for clonal growth of human pluripotent stem cells.</a> Nature Materials. 9, 768-778 (2010).</li><li>Pernagallo, S., Wu, M., Gallagher, M. P., Bradley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colonising+new+frontiers-microarrays+reveal+biofilm+modulating+polymers.">Colonising new frontiers-microarrays reveal biofilm modulating polymers.</a> Journal of Materials Chemistry. 21, 96-101 (2011).</li><li>Yang, J., Mei, Y., Hook, A. L., Taylor, M., Urquhart, A. J., Bogatyrev, S. R., Langer, R., Anderson, D. G., Davies, M. C., Alexander, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer+surface+functionalities+that+control+human+embryoid+body+cell+adhesion+revealed+by+high+throughput+surface+characterization+of+combinatorial+material+microarrays.">Polymer surface functionalities that control human embryoid body cell adhesion revealed by high throughput surface characterization of combinatorial material microarrays.</a> Biomaterials. 31, 8827-8838 (2010).</li><li>Urquhart, A. J., Anderson, D. G., Taylor, M., Alexander, M. R., Langer, R., Davies, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+throughput+surface+characterisation+of+a+combinatorial+material+library.">High throughput surface characterisation of a combinatorial material library.</a> Advanced Materials. 19, 2486-2491 (2007).</li><li>Taylor, M., Urquhart, A. J., Zelzer, M., Davies, M. C., Alexander, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Picoliter+water+contact+angle+measurement+on+polymers.">Picoliter water contact angle measurement on polymers.</a> Langmuir. 23, 6875-6878 (2007).</li><li>Urquhart, A. J., Taylor, M., Anderson, D. G., Langer, R., Davies, M. C., Alexander, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TOF-SIMS+analysis+of+a+576+micropatterned+copolymer+array+to+reveal+surface+moieties+that+control+wettability.">TOF-SIMS analysis of a 576 micropatterned copolymer array to reveal surface moieties that control wettability.</a> Analytical Chemistry. 80, 135-142 (2008).</li><li>Hook, A. L., Yang, J., Chen, X., Roberts, C. J., Mei, Y., Anderson, D. G., Langer, R., Alexander, M. R., Davies, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acrylate+polymers+with+hydro-responsive+topography.">Acrylate polymers with hydro-responsive topography.</a> Soft Matter. 7, 7194-9197 (2011).</li><li>Pernagallo, S., Unciti-Broceta, A., Diaz-Mochon, J. J., Bradley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deciphering+cellular+morphology+and+biocompatibility+using+polymer+microarrays.">Deciphering cellular morphology and biocompatibility using polymer microarrays.</a> Biomedical Materials. 3, (2008).</li></ol>

אין לנו מה למסור.

microarrays הפולימר שמש בהצלחה לגילוי חומרים חדשים על ידי מאה הקרנה של פולימר רומן בבדיקה ביולוגית וזיהוי חומרים &#39;מכה&#39; שלאחר מכן ניתן יהיה להגדיל אותו להתקנים שימושיים. במקרה זה, אפיון פני השטח המתואר יכול להיות מועסק לאחר הבדיקה הביולוגית ובאופן בלעדי על חומרים &#39;מכה&#39; כדי ללמוד את החומרים האלה בפירוט רב יותר. אסטרטגיה זו עשויה להיות עניין אם HTSC אינו זמין לexperimentalist העסקת גישה זו. עם זאת, כדי לנצל באופן מלא microarrays הפולימר ללמוד אינטראקציות ביולוגיות מהותיות כל המערך של מאה חומרים צריכים להיות מנותח לפני מבחנים ביולוגיים באמצעות מתודולוגיות HTSC, אשר לאחר מכן ניתן להשתמש כדי לבחון מגמות כלליות פונקצית מבנה. הדפסת קשר מסתמכת על סיכת המתכת מחליקה למעלה ולמטה בחופשיות בתוך מחזיק הסיכה. ניקיון מחזיק סיכה וסיכה הוא בעל חשיבות עליונה הוא להבטיח עמrinting מתרחש בהצלחה וצריכה להתבצע בקפדנות. לפני תחילת הדפסה להפעיל את התנועה המתאימה של הסיכה בתוך מחזיק הסיכה ניתן לבדוק על ידי ביצוע תרגיל יבש, ללא מונומרים נוכחיים. צעד הניקוי צריך להמשיך עד שתנועת הפין מושגת reproducibly. מחשבה רבה צריכה להיכנס לעיצוב של תערובת מונומר. על מנת לייצר בקלות ספרייה קומבינטורית של פולימרים, מאת קופולימרים נוצרים על ידי ערבוב כמה מונומרים ביחסים שונים. בדרך כלל אנחנו מייצרים 576 ספריות חברות כמו זו יוצרת 24 24 מערך x, אשר מתאימה לגיאומטריה של שקופית זכוכית. על מנת לייצר ספריית קומבינטורית שבוחנת את חלל קומבינטורית ביותר בשיטה הקלה ביותר היא לערבב 24 מונומרים Pairwise ב2:1. לחלופין, ההכללה הדרגתית הלחנה בתוך המערך שימושית למאפשרות תצפיות של מגמות, אשר מאפשרת קומפוזיציות מונומר אופטימליות להיות דetermined. כדוגמה ל22 מונומרים זה יכול לשמש כמרכיב הראשון בתערובת השיתוף מונומר שמדולל ברצף עם 1 של 6 רכיבים 2. אם 5 דילולים משמשים, למשל ערבוב המרכיבים הראשונים ושניים ביחסים של 90:10, 75:25, 50:50, 25:75 ו10:90, זה יביא 488 פתרוני קופולימר ייחודיים. כדי להביא את הכל עד 576, משכפל את homopolymers של מונומרים משמשים יכול להיות הציג, אשר לעתים קרובות הוא מדגם התייחסות חשובה. 576 פתרוני מונומר צריכים להימכר לתוך 2 384 גם צלחות. לתכנות הרובוט זה יותר קל לנו שתי צלחות זהות מבחינת המיקום של מונומרים, ובכך, את פתרוני מונומר יש לפצל באופן שווה בין שתי צלחות. כמות משמעותית של זמן ניתן לשמור בהכנת צלחות המקור על ידי השימוש בpipettes הרב ערוציים, והעיצוב של צלחות מקור צריך להיות נחוש כדי לנצל את השימוש בpipettes הרב ערוציים. &lt;/ P&gt; כדי להשיג HTSC האוטומטי של מערכי עמדת הנקודה חייבת להיות מיושרת בהצלחה עם מנגנון האפיון. בדרך כלל גובה הצליל של מערך Acrylate הוא 500-1000 מיקרומטר וקוטר נקודת הפולימר הוא 300 מיקרומטר. רוב שלבי XY יש רזולוציה מתחת 10 מיקרומטר, ובכך יש סובלנות נאותה למנגנון אפיון המשטח מהימן לגשת לעמדות המערך פעם אחת את הממדים הנכונים היו כניסה לתוכנת מיצוב המדגם. ההגבלה למיצוב האוטומטי היא למעשה הדפסה המדויקת של המערך. כדי להבטיח הדפסה מדויקת חשוב כדי למנוע תנועה של המצע בשלב ההדפסה או באמצעות שאיבת ואקום או תפסים קפיציים יחד עם שקופיות ממדים מתאימים (שים לב שגם בארה&quot;ב ובאיחוד האירופי שקופית גודל סטנדרטי קיימות). TOF-SIMS הוא טכניקה רגישה מאוד משטח שיצפה בכל זיהום בדגימות. לכן, טיפול חייב להילקח עליוןכדי להימנע ממגע עם פני השטח. דוגמאות יש לטפל רק, אבל פני השטח של עניין לא יצרו קשר איתו, עם כפפות נקיות (רצוי פוליאתילן) ועם פינצטה שאך זה נוקה. אנחנו בדרך כלל לשטוף עם כלורופורם והקסאן. אחסון מדגם לפני המדידות נעשה הכי טוב בבעל מדגם שמחזיק את השקופיות לגזרים, למשל 5 החזיק שקופיות או החזיק שקופיות 20. המערכים נועדו במיוחד כדי להיות תואם עם פורמטים רבים ביולוגיים assay וקריאות, כלומר, המצע משמש הוא שקופית מיקרוסקופ האידיאלי לקרינת סורקים ומיקרוסקופי אור. משמעות הדבר הוא בפורמט מתאים גם לחקר אינטראקציות רבות חומר ביולוגיות. יתר על כן, בפורמט מאפשר מאה חומרים שיוקרו במקביל. זה מאפשר הרבה יותר חומרים שיוקרו מאשר בשיטות מקובלות לפיה כל כימית חומר חדשה שהוקרנו באופן אינדיבידואלי. ההיקף המוגבר לאינטראקציות ביולוגיות מהותיות לאפשרשל להבהרת מנגנונים של אינטראקציות ביולוגיות פני שטח, כמו גם מציאת החומר אופטימלי עבור יישום נתון.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם המגיב / הציוד </td><td> חברה </td><td> קטלוג / דגם מספר </td></tr><tr><td> שקופיות אפוקסי </td><td> Genetix </td><td> K2652 </td></tr><tr><td> צור מדפסת </td><td> Biodot </td><td> XYZ3060 פלטפורמה </td></tr><tr><td> סיכת מתכת </td><td> ArrayIt </td><td> 946MP6B </td></tr><tr><td> מכשיר TOF-SIMS </td><td> ION-TOF </td><td></td></tr><tr><td> מכשיר XPS </td><td> קרייטוס </td><td></td></tr><tr><td> האש&quot;ל מנגנון </td><td> Krüss </td><td> DSA 100 </td></tr><tr><td> AFM </td><td> ברוקר </td><td> אייקון ממד </td></tr><tr><td> RPMI-1640 תקשורת סלולרית התרבות </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> R0883 </td></tr><tr><td> SYTO17 </td><td> Invitrogen </td><td> S-7579 </td></tr></tbody></table>

polymer microarrays for high throughput discovery of biomaterials

ערבוב הוא פעולת יחידה שמשלבת שני רכיבים או יותר לתערובת הומוגנית. עבודה זו כרוכה בערבוב שני זרמי נוזל צמיגים באמצעות מיקסר סטטי באונליין. המיקסר הוא עיצוב מפוצל ולשלב מחדש-שמעסיק זרימת גזירה וextensional להגדיל את קשר interfacial בין הרכיבים. פיצול ולשלב מחדש מיקסר אבטיפוס (SAR) נבנה על ידי יישור סדרה של חיתוך ליזר הדקים פולי (methacrylate תיל) (PMMA) צלחות שנערכו במקום בצינור PVC. ערבוב במכשיר זה מודגם בתמונה באיור. 1. צבע אדום נוסף לחלק מנוזל הבדיקה ומשמש כמרכיב הקטין שהיה מעורב למרכיב העיקרי (לא צבוע). בכניסה למיקסר, השכבה של נוזל המוזרק נותב מחולקת לשתי שכבות כפי שהוא זורם דרך סעיף הערבוב. בכל מקטע ערבוב לאחר מכן, מספר השכבות אופקיות משוכפל. סופו של דבר, זרם אחד של צבע מתפזר באופן אחיד throughout החתך של המכשיר. שימוש בנוזל לא ניוטוני מבחן Carbopol 0.2% ונוזל נותב מסומם של הרכב דומה, ערבוב ביחידה דמיין באמצעות תהודה מגנטית (MRI). MRI היא בדיקה ניסיונית חזקה מאוד של כימיקל מולקולרי וסביבה פיזית, כמו גם מבנה מדגם על סולמות האורך ממיקרון לסנטימטרים. רגישות זו ביאה ליישום רחב של טכניקות אלה כדי לאפיין פיסיים, כימיים ו / או תכונות ביולוגיות של חומרים החלו בבני אדם למזונות עד 1 מדיה נקבובית, 2. הציוד ותנאי שימוש כאן מתאים לנוזלי הדמיה המכילים כמויות ניכרות של התמ&quot;ג הנייד H 1 כמו מים רגילים ונוזלים אורגניים, כוללים שמן. באופן מסורתי MRI נצל מגנטים סופר ניצוח אשר אינם מתאימים לסביבות תעשייתיות ולא ניידים במעבדה (איור 2). התקדמות שחלה באחרונה אניטכנולוגיית מגנט n התירה לבניית נפח גדול מגנטים תעשייתיים תואמים מתאימים לתזרימי תהליך הדמיה. הנה, MRI מספק ריכוזי מרכיבים נפתרו מרחבית במקומות ציריים שונים במהלך תהליך הערבוב. מסמכי עבודה זו בזמן אמת ערבוב של נוזלים צמיגים מאוד באמצעות ערבוב עם יישום למוצרי טיפוח אישיים חלוקתי.

Watch this Scientific Journal Video about Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials at JoVE.com

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

תיאור של ההיווצרות של הפולימר microarray באמצעות טכניקת photopolymerization על שבב. אפיון משטח התפוקה הגבוהה באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי, מדידות זווית מגע מים, ספקטרוסקופיה Photoelectron רנטגן ושעה של ספקטרומטריית טיסה משנית יון המוני וassay מצורף תא גם תאר.

Microarrays פולימר לגילוי תפוקה גבוהה של Biomaterials

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Candida albicans Biofilm Chip (CaBChip) for High-throughput Antifungal Drug Screening

Candida albicans Biofilm Chip CaBChip for High-throughput Antifungal Drug Screening

קנדידה אלביקנס biofilm צ&#39;יפ (ע&quot;א BChip) להקרנה תפוקה גבוהה תרופות נגד פטריות

Candida  albicans remains the main etiological agent of candidiasis, which  currently represents the fourth most common nosocomial bloodstream infection ...

Combinatorial Synthesis of and High-throughput Protein Release from Polymer Film and Nanoparticle Libraries

סינתזה קומבינטורית של שחרור חלבון ותפוקה גבוהה מסרט הפולימר וספריות Nanoparticle

Polyanhydrides are a class of biomaterials with excellent biocompatibility and drug delivery capabilities. While they have been studied extensively with ...

Evaluation of Biomaterials for Bladder Augmentation using Cystometric Analyses in Various Rodent Models

הערכת Biomaterials עבור הגדלת שלפוחית ​​השתן באמצעות ניתוח Cystometric על מודלים מכרסם שונים

Renal function and continence of urine are critically dependent on the proper function of the urinary bladder, which stores urine at low pressure and ...

Evaluation of Polymeric Gene Delivery Nanoparticles by Nanoparticle Tracking Analysis and High-throughput Flow Cytometry

הערכת משלוח גן פולימרית חלקיקים על ידי Nanoparticle מעקב ניתוח וזרימת cytometry תפוקה גבוהה

Non-viral gene delivery using polymeric nanoparticles has emerged as an attractive approach for gene therapy to treat genetic diseases1 and as a ...

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

עור מלא פגמים דגם להערכת כלי דם של Biomaterials<em&gt; בVivo</em

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to ...

A Coupled Experiment-finite Element Modeling Methodology for Assessing High Strain Rate Mechanical Response of Soft Biomaterials

ניסוי-סופי יחד אלמנט דוגמנות מתודולוגיה להערכת הזנים שיעור גבוהים מכאנית תגובה של Biomaterials רך

This study offers a combined experimental and finite element (FE) simulation approach for examining the mechanical behavior of soft biomaterials (e.g. ...

Using Tomoauto: A Protocol for High-throughput Automated Cryo-electron Tomography

באמצעות Tomoauto: פרוטוקול לתפוקה גבוהה אוטומטית קריו אלקטרון טומוגרפיה

Cryo-electron tomography (Cryo-ET) is a powerful three-dimensional (3-D) imaging technique for visualizing macromolecular complexes in their native ...

A Microfluidic Platform for High-throughput Single-cell Isolation and Culture

פלטפורמת Microfluidic עבור בידוד תפוקה גבוהה מתא בודד ותרבות

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet ...

High-throughput Identification of Bacteria Repellent Polymers for Medical Devices

זיהוי תפוקה גבוהה של חיידקים פולימרים דוחה עבור אביזרים ומכשור רפואי

Medical devices are often associated with hospital-acquired infections, which place enormous strain on patients and the healthcare system as well as ...

3D Microtissues for Injectable Regenerative Therapy and High-throughput Drug Screening

Microtissues תלת-ממד עבור טיפול בזריקות רגנרטיבית ותפוקה גבוהה והתרופות הקרנה

To upgrade traditional 2D cell culture to 3D cell culture, we have integrated microfabrication with cryogelation technology to produce macroporous ...