עבודה זו נתמכה על ידי מענק קרן Wellcome דוקטורט קליני (ECAT).

1. המצאה של דפוסי Parylene על SiO 2: תהליך זרימה (ראה איור 1) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיצוב רצוי תצורת parylene-C באמצעות חבילת עורך פריסת תוכנה, יכולת לקרוא / לכתוב CIF (צורת ביניים קלטק) או GDS-II (מסד נתונים גרפיים System-II) קבצים. CIF וGDS-II הם פורמטים של קבצים סטנדרטיים בתעשייה לפריסת יצירות אמנות מעגל משולבת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מסכת תמונה הוועדה לייצר למתקן המיקרואלקטרוניקה מתאימה, או לעשות בתוך הבית אם מתקנים קיימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חמצן פרוסות סיליקון בתנור אופקי אטמוספרי (H 2 SLM 1.88 וO 2 1.25 SLM) ב950 מעלות צלזיוס במשך 40 דקות כדי לייצר שכבת 200 ננומטר SiO 2 (לאשר עובי עם reflectometer ספקטרוסקופיות נקודה קטנה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רקיק ראש מתחמצן עם אמרגן הידבקות silane. עכשיו להפקיד parylene-C ב22 ° C בשיעור של 1.298 ננומטר / מ&quot;ג של דימר באמצעות מערכת ואקום בתצהיר שתוכננה במיוחד כדי להפקיד parylene. 100ציפוי parylene-C העבה ננומטר שימש לכל דוגמאות שמוצגים להלן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הבא ההפקדה hexamethyldisilazane (HMDS) אמרגן הידבקות ברקיק מצופה parylene באמצעות מערכת ציפוי צילום להתנגד מתאימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכשיו לסובב את פרוסות סיליקון ב 4,000 סל&quot;ד במשך 30 שניות תוך החלת חיובית צילום להתנגד (וכתוצאה מכך עובי תיאורטי של 1 מיקרומטר), תוך שימוש באותה מערכת ציפוי photoresist כאמור לעיל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רך לאפות את רקיק ל60 שניות ב90 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את שני פרוסות סיליקון ומסכת תמונה premanufactured לaligner מסכה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף את רקיק מצופה photoresist עם ייצוג שלילי UV של תצורת parylene-C הרצוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אופים רקיק נחשף ל60 שניות ב110 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את כל נחשפו תמונה חסינה מהרקיק ידי פיתוח בפתרון מפתח מתאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחרוט את parylene לא מוגן. השתמש במערכת חמצן פלזמה לחרוט (בחדר לחץ 50 mTorr, 49 SCCM O 2, 100 כוח W RF ב13.56 MHz, ושיעור לחרוט של 100 ננומטר / min) כדי לחשוף את SiO הבסיסי 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קוביות הוופל באמצעות מסור חיתוך מתאים (מהירות ציר 30,000 סל&quot;ד, מהירות הזנת 7 מ&quot;מ / שנייה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את הצ&#39;יפס בH 2 O deionized ומכה יבש עם חנקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שבבי חנות (ללא הגבלת זמן) בתיבות אבק חינם עד נדרשת. </li></ol> 2. שבב ניקוי והפעלה: פרוטוקול <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר photoresist שיורי משבבים על ידי שטיפה באצטון ל10 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף בdeionized מזוקק H 2 O 3x. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מרכיב את החומצה טרי פיראניה (יחס 5:03 של 30% מי חמצן ו98% חומצה גופרתית). זהירות: היכונו חומצת פיראניה בזהירות רבה. זה מחמצן חזק מאוד, הוא מאוד חומצי, וערבוב מי חמצן עם חומצה גופרתית הוא תגובה אקסותרמית. לבצע שלב זה במנדף חומצה. לאפשר 2 דקות כדי לעבור לאחר ערבוב חומצת פיראניה אבל להשתמש בתוך 20 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שבבים נקיים ולחרוט על ידי טבילה בpiחומצת ranha 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שבבים לשטוף 3x בH 2 O deionized ולהעביר לצלחת תרבות סטרילי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכשיו להפעיל את השבבים עבור דפוסים תא. לדוגמא, להוסיף שני שבבים לכל גם לצלחת 6 היטב ולאחר מכן להוסיף 2 מיליליטר של סרום שור עוברי, כדי לטבול באופן מלא את כל השבבים. לבצע את זה, וכל שלבי תרבית תאים שלאחר מכן, בתנאים סטריליים במנדף בתרבית רקמת זרימה למינרית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה שבבים בסרום ל3-12 שעות ב37 ° C. הערה: צעדים 2.4-2.7 צריכה להתבצע ברצף וללא דיחוי בין שלבים. אם הפעלת סרום מתפרסמת בהשהייה של ≥ 24 שעות לאחר פיראניה טיפול, דפוסים תא נפגעים עקב דחיית תא הופחתה מ 2 אזורי SiO. פתרונות הפעלה אלטרנטיבית המכילים חלבוני הידבקות תא ספציפיים יכולים לשמש במקומו של סרום שור העובר. פתרונות כגון לשנות את מאפייני תא הידבקות של שני מצעים מנוגדים (ראה תוצאות נציג לדוגמא). </li&gt; </ol> 3. קווי ציפוי תא על שבב: פרוטוקול <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר שבבים מפתרון ההפעלה שלהם ולשטוף פעם אחת עבור 10 שניות בתמיסת מלח מאוזנת של האנק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח שבב בתרבות היטב וצלחת סוג תא נבחר כהשעיה בתקשורת הצמיחה הרגילה שלו. צפיפות ציפוי תא אופטימלית תלויה גם בסוג התא ודגם גיאומטרי של parylene-C על שבב. צפיפות של 5 x 10 4 תאים / מיליליטר היא נקודת התחלה הגיונית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדמיה מותאמת למניע הבסיסי לדפוסי תא חי אבל התנהגות תא בקלות ניתן להעריך באמצעות מיקרוסקופ לנתח ומצלמה דיגיטלית עם עדשת ממסר מתאימה. </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>

המחברים מצהירים שום אינטרסים כלכליים מתחרים.

טבילה של שבבים בחומצה פיראניה משמשת לא רק כדי להסיר כל חומר אורגני השיורי אלא גם חורטת משטחי המצע. זה הוא מפתח המאפשר הפעלה יעילה עם סרום שור העובר. אם לא יעשה כך מונע תא דפוסים ועמוקים משנה את התנהגות תא על שבב. אין דרישה לעקר שבבים לאחר ניקוי עם חומצת פיראניה. אכן עיקור על ידי חשיפה לקרינת UV הוכח לערער דפוסים תא באופן תלוי מינון 13. יש להקפיד לשטוף את כל photoresist הנותרת לאחר תהליך photolithographic. photoresist מתמיד יכול לשמש כשכבת ציטומגלווירוס דבק לא רצויה שעוקפת דפוסים מוכתבים על ידי parylene-C/SiO 2 גיאומטריה. אצטון הוא יעיל כאשר משתמשים בתהליך photolithographic שתואר לעיל ועם חומרים כימיים שצוינו. עם זאת, סוגים אחרים של photoresist עשויים לדרוש ממס שונה. כדי להעריך את ההשפעה והצלחה של differeצעדי ייצור NT, זווית המגע של שני מצעים מנוגדים ניתן למדוד. איור 2 ממחיש את השינויים המתרחשים במהלך תהליך הפעלת שבב. סביר להניח, עם זאת, כי דבק ספציפי ורכיבי חלבון דוחים בסרום סופו של דבר לאפשר את השבב בדוגמת parylene להפעיל מאפייני ציטומגלווירוס דבק או ציטומגלווירוס הדוחה שלו בהתאמה. כל תוצאות הנציג משמשות שבבים בעובי parylene של 100 ננומטר, למרות שיש לנו בהצלחה בדוגמת באמצעות שכבות parylene גם עבות יותר ודקות יותר. חשוב לציין, טכניקת תחריט photolithographic זו מאפשרת שליטה תלת ממדים גדולות הרבה יותר של תצורת parylene מזה מודגם כאן. לדוגמא, באמצעות שילוב של photomasks, ניתן ליצור אזורי parylene מעורב עובי. זו פותחת את הדרך ליצירת תרביות תאים עם טופוגרפיה תלת ממדית מוגדרת, הולכת מעבר לאזורים פשוט מכתיבים של הידבקות תא / repulשיאון, באופן פוטנציאלי מציע אמצעי לשילוב ערוצי microfluidic לתוך המבנה. כפי שניתן לראות, עם זאת, פלטפורמת דפוסים זה לא אוניברסלי יעילה על פני סוגי תאים. שורות תאים שונות, עם פרופילי המולקולה שלהם המגוונים הידבקות תא, באופן לא מפתיע מתנהגות בצורה שונה כאשר בתרבית בפלטפורמה זו. עדיין לא זיהינו את המרכיבים העיקריים בסרום, ולא את הקולטנים בתא קרום הטיפוח, אשר ביסודה של פלטפורמה סלולארי דפוסים זה. ותעשה זאת בעתיד מבטיח להרחיב את השירות ואת הספציפיות שלה. לדוגמא, שורת תאים &quot;אינם דפוסים &#39;יכולה להיות מהונדס גנטית כדי לבטא את מולקולת ההידבקות הנדרשת וכך לקדם את הדפוסים.

הבנת מנגנונים המכתיבים את הידבקות תא ודפוסים על חומרים סינטטיים היא חשובה עבור יישומים כגון הנדסת רקמות, גילוי תרופות, וייצור של biosensors 1-3. טכניקות רבות זמינות ומתפתח, כל ניצול של הגורמים ביולוגיים, כימיים ופיזיים עצום המשפיעים על הידבקות תא. כאן אנו מתארים טכניקת תא דפוסים אשר מנצלת תהליכים פותחו בתחילה למטרות ייצור המיקרואלקטרוניקה. ככזה, הפלטפורמה היא ממוקם היטב על מנת לאפשר אינטגרציה במורד הזרם של טכנולוגיות מיקרואלקטרוניקה, כגון MEAs, לתוך פלטפורמת הדפוסים. הממשק בין קרום תא וחומרים סמוכים הוא דו כיווני ומורכב. בvivo, חלבונים תאיים מטריקס יספק מבנה וכוח והשפעה על התנהגות תא באמצעות אינטראקציות עם רצפטורים הידבקות תא. בדומה לכך, תאים בvitro אינטראקציה עם מצעים סינטטיים באמצעות שכבות נספגו של חלבונים 4 תוך השפעות פיסיקלי כימיות גם לווסת את ההידבקות. לדוגמא, משטח פולימרים יכול להיות מוצג יותר &quot;רטיבים&quot; (הידרופילי) על ידי יונים או הקרנת אור אולטרה סגול, או תחריט על ידי טיפול עם 5 חומצה או הידרוקסיד. שיטות שהוקמו לדפוסי תא לנצל את אלה ומתווכי הידבקות תא אחרים. דוגמאות כוללות הזרקת דיו מדפיסה 6, microcontact ביול 7, חוסר תנועה פיזית 8, מיקרופלואידיקה 9, בזמן אמת מניפולציה 10, ודפוסים סלקטיבית מולקולריים הרכבה (SMAP) 11. לכל אחד יש יתרונות ומגבלות מסוימים. נהג מפתח בעבודה שלנו, לעומת זאת, הוא לשלב את הדפוסים תא עם מערכות מיקרו (MEMS). MEMS מתייחס למכשירים מכאניים קטנים מאוד מונעים על ידי חשמל. זה חופף לשווה הערך בקנה מידה ננומטרי, nanoelectromechמערכות anical. מושג זה הפך למעשי רק כאשר אסטרטגיות של מוליכים למחצה אפשרו ייצור להתקיים במידה הזעירה. טכניקות microfabrication פותחו במקור עבור מוליכים למחצה ואלקטרוניקה בטעות נמצאו מועילות לשימושים אחרים כגון אלקטרופיזיולוגיה הסלולרית, למשל. מטרה במורד הזרם מרכזית היא לשלב טכנולוגיות מיקרואלקטרוניקה כזה עם תהליך באיכות גבוהה דפוסים תא (להרכיב מכשיר BIOMEMS). כמה טכניקות תא דפוסים קיימות ואחרת אמינות ומעשיות אינן מתיישבות עם הרעיון הזה. לדוגמא, יישור מדויק של כל המיקרואלקטרוניקה או biosensors מוטבעים הוא יסוד ליעילות שלהם, אבל קשה מאוד להשיג באמצעות טכניקה כמו רקיעת microcontact. כדי לעקוף בעיה זו, אנו עובדים על פלטפורמת דפוסים מבוססת 2 SiO המשתמשת מודפס photolithographically parylene-C. Photolithography כרוך העברה של תכונות גיאומטריים שלמסכה למצע באמצעות תאורת UV. מסכה מיועדת באמצעות תכנית תכנון בעזרת מחשב מתאים. על צלחת זכוכית, שכבה דקה של כרום לא שקוף מייצגת את הדגם הגיאומטרי הרצוי (ברזולוציה תכונה של 1-2 מ&quot;מ אפשרית). המצע להיות בדוגמת מצופה בשכבה דקה של photoresist (פולימר UV רגיש). מצופה הפולימר אז מיושר והביא במגע קרוב עם המסכה. מקור UV מיושם כך שאזורים לא מוגנים הם מוקרנים ולכן הופכים מסיסים ונשלפים בשלב ההתפתחות הבא, ומשאיר ייצוג parylene-C של דפוס המסכה שמאחורי. תהליך זה מקורו בפיתוח של התקני מוליכים למחצה. ככזה, פרוסות סיליקון משמשות לעתים קרובות כמצע. בתצהיר photolithographic של parylene-C ב SiO 2 הוא ומכאן תהליך פשוט ואמין כי באופן שיגרתי מתקיים במתקני חדר נקי המיקרואלקטרוניקה. בעוד parylene ישכמה מאפייני bioengineering רצויים (אינרטי מבחינה כימית, שאינו פריק ביולוגי), גורם המגביל את שימושה הישיר בדפוסי תא הוא הדביקות שלה עני מולד התא, המיוחסת בחלקו להידרופוביות הקיצונית שלה. עם זאת, parylene-C כבר בעבר בשימוש באופן עקיף לדפוסי תא, למשל כתבנית סלולרית קליפה משם 12,13. גישה זו היא מוגבלת על ידי רזולוציה נמוכה ודורשת שלבים מרובים. התהליך שתואר כאן במקום מנצל צעד לחרוט חומצה, ואחריו דגירה בסרום, על מנת להבטיח שאזורי parylene-C הופכים לתא מודבק, באמצעות שילוב של ירידה בחלבון הידרופוביות וסרום מחייב. התוצאה הסופית היא מבנה מורכב משני מצעים שונים אשר, לאחר הפעלה ביולוגית, להפגין מאפייני ציטומגלווירוס דבק או ציטומגלווירוס הדוחה בהתאמה וכך מייצג פלטפורמת תיפוף תא יעילה. חשוב לציין, שאין צורך להציג את AG הביולוגיתמציג לתוך מתקן החדר הנקי כניתן לאחסן מצעים בדוגמת הגבלת זמן לפני השימוש (ואז הם מופעלים באמצעות סרום שור העובר או פתרון הפעלה אחר). פלטפורמת הדפוסים parylene-C/SiO 2 זהו אפוא מועמד טוב לקואליציה עם רכיבי MEMS, כמו תהליכי הייצור כל כך במראה באופן הדוק אלה המשמשים לייצור המיקרואלקטרוניקה.

<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

פלטפורמות דפוסים תא לתמוך במטרות מחקר רחבות, כגון בניית רשתות עצביות במבחנה מוגדרת מראש והחקר של היבטים מרכזיים מסוימים של פיזיולוגיה הסלולר. כדי לשלב בקלות דפוסים תא עם Multi-אלקטרודה מערכים (MEAs) ושל &quot;מעבדה על שבב&quot; מבוסס סיליקון טכנולוגיות, נדרש פרוטוקול microfabrication התואם. אנו מתארים שיטה שמנצלת תצהיר של parylene-C פולימרים על SiO 2 הוופלים. Photolithography מאפשר דפוסים מדויקים ואמינים של parylene-C ברזולוציה ברמת מיקרון. הפעלה לאחר מכן על ידי טבילה בסרום שור העובר (או פתרון הפעלה ספציפי אחר) תוצאות במצע שבו תאים בתרבית לדבוק, או שנהדפו על ידי, parylene או SiO 2 אזורי בהתאמה. טכניקה זו אפשרה לדפוסים של מגוון רחב של סוגי תאים (כולל תאים ראשוניים עכבריים בהיפוקמפוס, שורת תאי HEK 293, teratocarcinoma כמו נוירון אדםשורת תאים, תאי גרגיר עיקריים עכבריים המוח הקטן, ותאי גזע דמוי אנושיים עיקריים הנגזר גליומה). מעניין לציין, עם זאת, הפלטפורמה היא לא אוניברסלית; המשקפת את החשיבות של מולקולות הדבקת תא ספציפי. תהליך הדפוסים תא זה חסכוני, אמין, וחשוב מכך ניתן לשלב microfabrication הסטנדרטי פרוטוקולים (ייצור שבבים), סולל את הדרך לשילוב של טכנולוגית המיקרואלקטרוניקה.

תהליך photolithographic של דפוסי SiO 2 עם parylene-C מודגם באיור 1. מוכן ברגע, הפעלה של שבבים בסרום שור העובר מאפשרת מגוון רחב של סוגי תאים להיות בדוגמת בתרבות. הקבוצה שלנו בדוגמת בהצלחה תאים ראשוניים עכבריים היפוקמפוס 14-16, קו HEK 293 התא 17, teratocarcinoma האדם כמו נוירון (HNT) שורת תאים 18, תאי גרגיר עיקריים עכבריים המוח הקטן, ותאי גזע דמוי אנושיים עיקריים הנגזר גליומה. איור 3 ממחיש דפוסים חזקים של HEK 293 תאים בדפוס parylene המורכב מצומת מעגליים עם סיומות &quot;שיער צולב&quot;. הפעלת שבב בדוגמא זו הייתה בסרום שור העובר. לעומת זאת, תרשים 4 מתאר את הפוטנציאל להגדיל את פלטפורמת הדפוסים באמצעות פתרונות הפעלה חלופית. באמצעות פתרון של אלבומין בסרום שור (3 מ&quot;ג / מיליליטר) ו<html> פיברונקטין (1 מיקרוגרם / מיליליטר) בHBSS, מצווה הדפוסים הקודמת כבר הפוכה. איור 5 מדגים סוג תאים שונה (קו עיקרי אדם נגזר כמו בתאי גזע שמקורם גליומה בדרגה גבוהה). הנה, את הגיאומטריה של השפעות דפוס התנהגות תא הבסיסית, עם הדפוס שמוצג באיור 4 א קידום צמיחת תהליך התא יחד דק parylene-C עוקבת כפי שמוצגת ב4B דמויות ו4C. סוגים מסוימים של תאים לא דפוס בעת שימוש בפרוטוקול ההפעלה בסרום שור העוברי הוקם. איור 6 ממחיש 3T3 תאי L1 הגובר למפגש ללא הבדל ציטומגלווירוס דוחה או ציטומגלווירוס הדבק להבחין בין parylene-C וSiO 2 אזורים. pload/50929/50929fig1.jpg &quot;/&gt; איור 1. תרשים זרימה המדגימה את תהליך הייצור של תבניות parylene-C ב SiO 2. <img alt="איור 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig2.jpg" /> איור 2. תרשים זרימה הממחיש את השינויים בזווית מגע ל2 תחומים parylene-C וSiO דוגמת במהלך שלבי הפעלת שבב. <img alt="איור 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig3.jpg" /> איור 3. הדמיה תא חי של HEK 293 תאים בתרבית על parylene-C/SiO 2 אחרי שלושה ימים במבחנה. צ&#39;יפס טופח במשך 3 שעות בסרום שור עוברי לאחר שהתאים היומצופה בתרחיף בריכוז של 5 x 10 4 תאים / מיליליטר. Parylene-C מקדם הידבקות תא תוך חשוף SiO 2 דוחה תאים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig3highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig4.jpg" /> איור 4. הדמיה תא חי של HEK 293 תאים בתרבית על parylene-C/SiO 2 אחרי שלושה ימים במבחנה צ&#39;יפס יופעל במשך 3 שעות בפתרונות הפעלת רציונליזציה שונות:.: סרום שור עוברי, ב &#39;: vitronectin (מיקרוגרם / מיליליטר 1) בHBSS, C: אלבומין בסרום שור (3 מ&quot;ג / מיליליטר) + vitronectin (1 מיקרוגרם / מיליליטר) בHBSS, D: אלבומין בסרום שור (3 מ&quot;ג / מיליליטר) + פיברונקטין (156; גר &#39;/ מיליליטר) בHBSS. תאים מצופים היו בהשעיה בצפיפות של 5 x 10 4 תאים / מיליליטר. שים לב איך טיפול של השבב שונה הביא להיפוך של הדוגמה הקודמת דפוסים, עם SiO 2 עכשיו דבק וparylene-C דוחה. קוטר Parylene-C צומת 250 מיקרומטר, מותאם מיוז et al. 17 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig4highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig5.jpg" /> איור 5. תמונות Immunofluorescence של תאי גזע דמוי אנושיים עיקריים הנגזר גליומה גדלו על דפוסים שונים של parylene-C ב SiO 2:. סכמטי הממחיש את עיצוב parylene הרשתית מוצג B ו-C </strong&gt; B:.. מיקרוסקופ פלואורסצנטי של תאים קבועים (לאחר 4 ימים במבחנה) מוכתם עבור חלבון fibrillary גליה חומצי (GFAP) C:. מיקרוסקופ אור של תאי חיים עליו שבב D: תמונה פלואורסצנטי הממחישה תאים צבעוניים GFAP על parylene שונה . עיצוב E:. תמונת החזרה של הצומת ודיברה עיצוב parylene צילם בD <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig5highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 6" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50929/50929fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50929/50929fig6.jpg" /> איור 6. הדמיה תא חי של 3T3 תאי L1 תרבית על parylene-C/SiO 2 לאחר ארבעה ימים במבחנה. צ&#39;יפס יופעל במשך 3 שעות בסרום שור עוברי לאחר wתאי hich היו מצופים בהשעיה (3 x 10 4 תאים / מיליליטר). במקרה זה, הפלטפורמה אינה מאפשרת דפוסים, עם תאים הופכים מחוברות באופן שווה ב -2 באזורי parylene-C וSiO. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50929/50929fig6highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</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

פרוטוקול זה מתאר שיטת microfabrication התואם לדפוסי תא על SiO 2. עיצוב parylene-C מוגדר מראש מודפס photolithographically על SiO 2 הוופלים. תאים לאחר דגירה עם סרום (או פתרון הפעלה אחר) לדבוק במיוחד ל( ולגדול בהתאם להתאמה של) parylene-C שבבסיס, בעוד שנהדף על ידי SiO 2 אזורים.

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 ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

Plasma Lithography Surface Patterning for Creation of Cell Networks

Surface פלזמה ליתוגרפיה דפוסים של יצירת רשתות Cell

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

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

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 ...

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

ויזואליזציה של קליפת הארגון ואת הדינמיקה של מיקרואורגניזמים, באמצעות Fluorescence סה&quot;כ פנימי מיקרוסקופית השתקפות

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

דפוסי שיתוף תרבות נייד באמצעות מערכות מימיות שני שלבים

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

באמצעות דפוסים דבקים כדי לבנות התקני 3D נייר Microfluidic

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

דפוסי Subtractive מהירים של שכבות תא חיות עם בדיקת Microfluidic

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

אור בתיווך גיבוש דפוסים של הידרוג עבור יישומי תרבית תאים

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

שיטה צדדית של חלבוני דפוסי תאים

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

תכנים חלבונים ביו או פפטידים על הידרוג באמצעות פוטוכימיה עבור יישומים ביולוגיים

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

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. ...