Name: large-area scanning probe nanolithography facilitated by automated alignment and its application to substrate fabrication for cell culture studies
Uploaded: 2018-06-12T13:30:00
Duration: 9 min 45 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Large-area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment and Its Application to Substrate Fabrication for Cell Culture Studies at JoVE.com

המחברים לאשר תמיכה כספית ממגוון רחב של מקורות כולל את בריטניה הנדסת ולהעניק המועצה למחקר מדעי (השופט. EP/K011685/1, EP/K024485/1) ו- studentship לתואר שני עבור JH; הקרן Leverhulme (RPG-2014-292); קרן תמיכה אסטרטגית מוסדית טרסט (105610/ת/14-ת); המועצה הבריטית (216196834); אוניברסיטת מנצ'סטר עבור אוניברסיטה של מכון המחקר מנצ'סטר (UMRI משאבת לקרקע קרן), מלגת הדוקטורט לנשיאות לסיוע טכני SW. על ידי ד ר אנדריאס ליב (Nanosurf AG) הוא הודה גם בהכרת תודה.

<ol>
	<li>Saavedra, H. M., 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=Hybrid+Strategies+in+Nanolithography.">Hybrid Strategies in Nanolithography.</a> Rep. Prog. Phys. 73, 036501 (2010).</li><li>Gates, B. D., 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=New+Approaches+to+Nanofabrication:+Molding,+Printing,+and+Other+Techniques.">New Approaches to Nanofabrication: Molding, Printing, and Other Techniques.</a> Chem. Rev. 105, 1171-1196 (2005).</li><li>Garcia, R., Knoll, A. W., Riedo, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+Scanning+Probe+Lithography.">Advanced Scanning Probe Lithography.</a> Nat. Nanotechnol. 9, 577-587 (2014).</li><li>Piner, R. D., Zhu, J., Xu, F., Hong, S., Mirkin, C. A. <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>Salaita, K., Wang, Y., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+Dip-Pen+Nanolithography.">Applications of Dip-Pen Nanolithography.</a> Nat. Nanotechnol. 2, 145-155 (2007).</li><li>Lewis, A., 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=Fountain+Pen+Nanochemistry:+Atomic+Force+Control+of+Chrome+Etching.">Fountain Pen Nanochemistry: Atomic Force Control of Chrome Etching.</a> Appl. Phys. Lett. 75, 2689-2691 (1999).</li><li>Kim, K. -. H., Moldovan, N., Espinosa, H. 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+Nanofountain+Probe+with+Sub-100+Molecular+Writing+Resolution.">A Nanofountain Probe with Sub-100 Molecular Writing Resolution.</a> Small. 1, 632-635 (2005).</li><li>Gruter, R. R., Voros, J., Zambelli, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FluidFM+as+a+Lithography+Tool+in+Liquid:+Spatially+Controlled+Deposition+of+Fluorescent+Nanoparticles.">FluidFM as a Lithography Tool in Liquid: Spatially Controlled Deposition of Fluorescent Nanoparticles.</a> Nanoscale. 5, 1097-1104 (2013).</li><li>Salaita, K., 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=Massively+Parallel+Dip-Pen+Nanolithography+with+55+000-Pen+Two-Dimensional+Arrays.">Massively Parallel Dip-Pen Nanolithography with 55 000-Pen Two-Dimensional Arrays.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 45, 7220-7223 (2006).</li><li>Huo, F., 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=Polymer+Pen+Lithography.">Polymer Pen Lithography.</a> Science. 321, 1658-1660 (2008).</li><li>Shim, W., 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=Hard-Tip,+Soft-Spring+Lithography.">Hard-Tip, Soft-Spring Lithography.</a> Nature. 469, 516-520 (2011).</li><li>Liao, X., Braunschweig, A. B., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term="Force-Feedback"+Leveling+of+Massively+Parallel+Arrays+in+Polymer+Pen+Lithography.">"Force-Feedback" Leveling of Massively Parallel Arrays in Polymer Pen Lithography.</a> Nano Lett. 10, 1335-1340 (2010).</li><li>Wang, S., Hosford, J., Heath, W. P., Wong, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-Area+Scanning+Probe+Nanolithography+Facilitated+by+Automated+Alignment+of+Probe+Arrays.">Large-Area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment of Probe Arrays.</a> RSC Adv. 5, 61402-61409 (2015).</li><li>Noh, H., 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="Multipoint+Force+Feedback"+Leveling+of+Massively+Parallel+Tip+Arrays+in+Scanning+Probe+Lithography.">"Multipoint Force Feedback" Leveling of Massively Parallel Tip Arrays in Scanning Probe Lithography.</a> Small. 11, 4526-4531 (2015).</li><li>Dalby, M. J., 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=The+Control+of+Human+Mesenchymal+Cell+Differentiation+Using+Nanoscale+Symmetry+and+Disorder.">The Control of Human Mesenchymal Cell Differentiation Using Nanoscale Symmetry and Disorder.</a> Nat. Mater. 6, 997-1003 (2007).</li><li>Connell, C. D., Higgins, M. J., Moulton, S. E., Wallace, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-Bioelectronics+via+Dip-Pen+Nanolithography.">Nano-Bioelectronics via Dip-Pen Nanolithography.</a> J. Mater. Chem. C. 3, 6431-6444 (2015).</li><li>Giam, L. 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=Scanning+Probe-Enabled+Nanocombinatorics+Define+the+Relationship+Between+Fibronectin+Feature+Size+and+Stem+Cell+Fate.">Scanning Probe-Enabled Nanocombinatorics Define the Relationship Between Fibronectin Feature Size and Stem Cell Fate.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 4377-4382 (2012).</li><li>Eichelsdoerfer, D. J., 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=Large-Area+Molecular+Patterning+with+Polymer+Pen+Lithography.">Large-Area Molecular Patterning with Polymer Pen Lithography.</a> Nat. Protoc. 8, 2548-2560 (2013).</li><li>Aran, K., Sasso, L. A., Kamdar, N., Zahn, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Irreversible,+Direct+Bonding+of+Nanoporous+Polymer+Membranes+to+PDMS+or+Glass+Microdevices.">Irreversible, Direct Bonding of Nanoporous Polymer Membranes to PDMS or Glass Microdevices.</a> Lab Chip. 10, 548-552 (2010).</li><li>Liao, X., Braunschweig, A. B., Zheng, Z., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force-+and+Time-Dependent+Feature+Size+and+Shape+Control+in+Molecular+Printing+via+Polymer-Pen+Lithography.">Force- and Time-Dependent Feature Size and Shape Control in Molecular Printing via Polymer-Pen Lithography.</a> Small. 6, 1082-1086 (2010).</li><li>Sheehan, P. E., Whitman, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thiol+Diffusion+and+The+Role+of+Humidity+in+"Dip+Pen+Nanolithography".">Thiol Diffusion and The Role of Humidity in "Dip Pen Nanolithography".</a> Phys. Rev. Lett. 88, 156104 (2002).</li><li>Geissler, M., 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=Fabrication+of+Metal+Nanowires+Using+Microcontact+Printing.">Fabrication of Metal Nanowires Using Microcontact Printing.</a> Langmuir. 19, 6301-6311 (2003).</li><li>Gmeiner, B., Leibl, H., Zerlauth, G., Seelos, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Affinity+Binding+of+Distinct+Functional+Fibronectin+Domains+to+Immobilized+Metal+Chelates.">Affinity Binding of Distinct Functional Fibronectin Domains to Immobilized Metal Chelates.</a> Arch. Biochem. Biophys. 321, 40-42 (1995).</li><li>Curran, J. M., 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=Introducing+Dip+Pen+Nanolithography+as+a+Tool+for+Controlling+Stem+Cell+Behaviour:+Unlocking+the+Potential+of+the+Next+Generation+of+Smart+Materials+in+Regenerative+Medicine.">Introducing Dip Pen Nanolithography as a Tool for Controlling Stem Cell Behaviour: Unlocking the Potential of the Next Generation of Smart Materials in Regenerative Medicine.</a> Lab Chip. 10, 1662-1670 (2010).</li><li>Davey, M. R., Anthony, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Plant Cell Culture: Essential Methods. , 153-172 (2010).</li><li>Brinkmann, F., 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=Interdigitated+Multicolored+Bioink+Micropatterns+by+Multiplexed+Polymer+Pen+Lithography.">Interdigitated Multicolored Bioink Micropatterns by Multiplexed Polymer Pen Lithography.</a> Small. 9, 3266-3275 (2013).</li><li>Senesi, A. J., Rozkiewicz, D. I., Reinhoudt, D. N., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agarose-Assisted+Dip-Pen+Nanolithography+of+Oligonucleotides+and+Proteins.">Agarose-Assisted Dip-Pen Nanolithography of Oligonucleotides and Proteins.</a> ACS Nano. 3, 2394-2402 (2009).</li><li>Carnally, S. A. M., Wong, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Harnessing+Catalysis+to+Enhance+Scanning+Probe+Nanolithography.">Harnessing Catalysis to Enhance Scanning Probe Nanolithography.</a> Nanoscale. 6, 4998-5007 (2014).</li></ol>

היישור אלגוריתם והתוכנה פותחו על-ידי, ל, אוניברסיטת מנצ'סטר. הוא זמין להורדה בכתובת http://www.click2go.umip.com/.

פרוטוקול זה משמש כדי לספק למשתמשים מתודולוגיה נוח לבצע במהירות nanolithographic תכנים אחידות גבוהה וגודל תכונה לשליטה על גדול אזורים (2ס מ). מצעים הנושאת אלה nanopatterns שטח גדול יכול אז להיות כתביעות למגוון רחב של יישומים. אחד היישומים העיקריים של טכנולוגיה זו הוא דור של משטחים nanofabricated ללימודי תא-פני אינטראקציה. דוח זה מציג כמה דוגמאות להמחשה של תרבית תאים על חומרים אלה, הפגנת שליטה על מורפולוגיה hMSC מאת nanofabricated סובסטרטים.
לתמוך מפתח של פרוטוקול זה הוא האוטומציה של ההליך יישור (שלב 4) המאפשר ייצור מאוד אחידה, תפוקה גבוהה של תכונות על משטחים, עד רזולוציה ננו, שמאפשר תחלופת מהירה של ניסויים התרבות התא. הדפס אבן העט פולימר מתבצעת באמצעות אלגוריתם יישור זה הוא מסוגל לייצר ננו התכונות בתוך כ 30 דקות. הפארמצבטית ואת הדיוק של יישור אוטומטי, ובכך האחידות של התכונות בדוגמת, הוא אולם אנושות התלוי על האיכות של המערכים בדיקה כי הם יוצרו (שלב 1 ו-2). פגמים בהכנה שלהם כי התוצאה הגששים בוטה, שבור או חסר; כגון אוויר לכוד בועות (שלב 1.5), או פסולים הפרדת הגששים מתבנית הבסיס (שלב 1.8) יכול לגרום יישור לא מדויק, ליתוגרפיה באיכות ירודה.
זה דיווח שיטת מניות מגבלה במשותף עם שיטות אחרות יישור המסתמכים על משוב. הקביעה מדויקת של מתי הגששים נמצאים בקשר עם פני השטח מוגבל בשל הצורך להביא בחשבון רקע ויברציות הנגרמת על ידי הסביבה הסביבה והתנועה של השלב הדגימה. באופן כללי, החיישנים יש רגישות כוח המשטר µN (2 µN במקרה זה), אבל האלגוריתם יישור נועד רק להירשם לכח µN 490 לפחות כאיש קשר סופית את הגששים בין פני השטח, על מנת למנוע כל תוצאות הבדיקות של 'תוצאות חיוביות שגויות' טינג מרעש הרקע. 13 כך, שיטה זו נוטה לייצר תכונות גדול (1-2 מיקרומטר) מאז הגששים חייב מורחב מרחק גדול z-ציר (עם כוח גבוה הסוגר) כדי להירשם קשר. כדי לפצות, תכונות קטן יכול להיווצר על-ידי הפחתת את z-ציר מרחק נסע במהלך השלב הדפס אבן (למשל, הזנת את ההגדרה 'שחור' בשלב 5.2.3.2 כמו מיקרומטר 3 במקום 5 מיקרומטר).
ובכל זאת, אפילו עם מגבלה זו, אוטומציה האלגוריתם הוא מסוגל לטפל היבט קריטי ביישום של ויישומי סריקה בדיקה שיטות ליתוגרפיה, כמו יישור היה בעבר הכי תובעני ולא מדויק הצעד ב יישום של טכניקות אלה. אוטומציה הזה עכשיו עובר לשלב הגבלת קצב של תהליך ייצור מ היישור לכתוב ליטוגרפית עצמה. בעוד פרוטוקול זה מדגים היישום של הליך היישור כדי PPL, המסגרת יכול לחול על מספר טכניקות SPL כגון שומנים בדם-DPN26 , ליתוגרפיה בסיוע מטריקס27 , כמו גם העתיד פוטנציאל קטליטי מערכות בדיקה. 28

התקדמות בננוטכנולוגיה היא תלויה התפתחות טכניקות מסוגל ביעילות ובאמינות בדיית תכונות ננו על משטחים. 1 , עם זאת, 2 יוצר כזה כולל על פני שטחים גדולים (מספר ס מ2) באופן אמין, על עלות נמוכה יחסית היא מאמץ לא טריוויאלי. רוב טכניקות הקיים, נגזר תעשיית המוליכים למחצה, מסתמכים על פוטוליתוגרפיה פולשני ליצור חומרים 'קשים'. לאחרונה, שיטות ליטוגרפיה נגזר סריקת בדיקה מיקרוסקופית (SPM) הופיעו כמו בגישה נוחה, רב-תכליתי עבור שטנץ מהירה של ננו עיצובים. 3 טכניקות מבוססות SPM מסוגלים במהירות ובנוחות ' לכתוב ' בכל תבנית על-ידי המשתמש. הידועה ביותר של אלה הוא מח שעט ננוליתוגרפיה (DPN), חלוץ ידי מירקין. et al.,4 שם בדיקה סריקה משמש בתור 'עט' להעביר 'דיו' מולקולרית השטח בהפקת תכונות בצורה מקבילה לכתיבה. תחת תנאי הסביבה, כמו בדיקה נסרק על פני משטח מולקולות 'דיו' מועברים על פני השטח באמצעות מניסקוס מים צורות בין החללית לבין פני השטח (איור 1). DPN ובכך מאפשר בתצהיר nanolithographic של מגוון רחב של חומרים, כולל חומרים "רכים" כגון פולימרים מולקולות. 5 באמצעות הגששים מהונדסים עם ערוצים עבור משלוח נוזל, טכניקות הקשורות בדרכים שונות המכונה 'nanopipettes', 'ננו-מזרקה עטים', גם דווחו. 6 , 7 , 8
המכשול העיקרי ליישום רחב יותר של ליתוגרפיה SPM-derived היא תפוקת, כפי שהוא דורש תקופה ארוכה מדי דפוס סנטימטר בקנה מידה אזורי גשש בודד. המאמצים המוקדמים כדי לטפל בבעיה זו התמקדו parallelization של DPN המבוסס על זיז, עם 'אחד-מימדי' וגם 'דו מימדי' מערכי בדיקה (2D) שדווח עבור ליתוגרפיה של אזורים בגודל סנטימטר. 5 , 9 . אולם, אלה זיז מיוצרים באמצעות שיטות ייצור שקודמים מורכבות יחסית ומעריכי חלשים יחסית. ההמצאה של פולימר עט ליתוגרפיה (PPL) התייחס בעיה זו על-ידי החלפת cantilevers SPM סטנדרטי של מערך דו-ממדי של הגששים elastomer siloxane רך בונדד לשקופית זכוכית. 10 תוכנית התקנה זו בדיקה פשוטה מקטין באופן משמעותי את העלות והמורכבות של תכנים שטחים גדולים, פתיחת ננוליתוגרפיה למגוון רחב של יישומים. ארכיטקטורה זו ללא זיז הורחב גם כדי קשה-טיפ קפיצים רכים לליטוגרפיה,11 אשר מספק הכלאה של גיבוי אלסטומרים רכים עם טיפים סיליקון קשיח נותנת רזולוציה משופרת לעומת דפוסים המיוצר באמצעות רך אלסטומר טיפים.
גורם מכריע בביצוע של טכנולוגיות אלה דו-ממדיות מערך הוא המערך בדיקה חייב להיות מקביל בדיוק המצע משטח כך כשהוא מנוצל ליתוגרפיה, כל הגששים לבוא במגע עם המשטח בו זמנית. אפילו אי-התאמות קטן יכול לגרום הבדל משמעותי בגודל תכונה מצד אחד של המערך השני, מאז הגששים כמה יבואו במגע עם המשטח מוקדם יותר במהלך הירידה של המערך, בעוד אחרים יבואו במגע מאוחר או בכלל לא. 12 יישור מדויק חשוב במיוחד עם PPL בשל ודפורמביליות של הגששים elastomer רך, איפה הגששים פנייה אל פני השטח קודם לכן יהיה דחוס, להשאיר טביעת רגל גדולה יותר על פני השטח.
העבודה מוקדם על PPL מועסקים בדיקה ויזואלית בלבד כדי להנחות תהליך יישור, בעזרת מצלמה רכוב מעל המערך להתבונן להרכב של הגששים כפירמידה כפי הם הובאו במגע עם המשטח. 10 יישור נשפט על ידי התבוננות באיזה צד של הגששים בא במגע עם המשטח תחילה, ולאחר מכן התאמת הזווית חוזר את ההליך בצורה איטרטיבית עד ההבדל בין קשר בכל צד של המכשיר היה שהכחיש העין. כפי בהליך יישור זה מסתמך על בדיקה ויזואלית סובייקטיבית על ידי המפעיל, הפארמצבטית הוא נמוך.
לאחר מכן, בגישה אובייקטיבית יותר פותחה, המורכב חיישן כוח רכוב מתחת המצע למדוד לחיל. מוחל על מגע של הגששים על פני השטח. 12 יישור ובכך הושג על-ידי התאמת הזוויות הטיה להגדיל את הכוח שהופעל, אשר ציין כי כל הגששים היו בו זמנית במגע. שיטה זו הראה כי יישור כדי בתוך 0.004° המקבילה משטח אפשרי. זה 'חיל משוב מכונות להשמה והפצה' עכשיו יושם לתוך מערכות אוטומטית לחלוטין שני דוחות עצמאיים. 13 , 14 שני להשתמש שילוש של חיישנים חיל רכוב או המצע מתחת או מעל המערך, למדוד את כמות הכוח המופעל על קשר בין מערכי בדיקה פני השטח. מערכות אלה לתת ברמת דיוק גבוהה, דיווח misalignments של ≤0.001 מעלות מעל 1 ס מ אורך קנה מידה,14 או ≤ 0.0003 ° מעל 1.4 ס מ.13 מערכות אוטומטיות יישור אלה מספקים גם רס ן תוך חיסכון למפעיל זמן וזמן הכללית כדי להשלים ליתוגרפיה תהליך.
יישום מרכזי אחד של תפוקה גבוהה משטח פבריקציה נוספת זמינה על-ידי טכנולוגיה זו הוא הדור של סובסטרטים התרבות תאים. ובכן עכשיו שמאץ פנוטיפ תא הזה ניתן לטפל על ידי שליטה האינטראקציה הראשונית בין תאים לבין תכונות פני השטח, וזה יכול להיות מוגברת זו-ננו. 15 . במיוחד, שיטות סריקה של ליתוגרפיה בדיקה הוכחו להיות שיטה נתיישב לייצר מגוון רחב של משטחים nanofabricated כזה ניסויים התרבות התא. 16 . לדוגמה, משטחים מציג דפוסי ננו monolayers עצמית שהורכבו ו מטריצה חוץ-תאית חלבונים בתבניות על ידי PPL DPN שימשו כדי ללמוד את הפוטנציאל של חומרים ננו-השתנה בחומר המושרה הבידול של תאי גזע. 17
פרוטוקול זה מתאר הניצול של כוח אטומי שונה מיקרוסקופ (AFM) מערכת המאפשרת PPL שטח גדול. פירוט לנו האיתור של כוח באמצעות חיישנים כוח מרובים כאמצעי לקביעת בדיקה-משטח מגע, יחד עם אלגוריתם אשר הופך לאוטומטי את תהליך איטרטיבי יישור. Functionalization הבאים מדפוסים אלה עם fibronectin חלבון מטריצה חוץ-תאית, התרבות של האדם גזע mesenchymal (hMSC) מתוארים, כמו הפגנה של משטחים מפוברק-PPL בקשה לקבלת תרבית תאים.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FlexAFM mounted on a motorised 5-axis (XYZ&#920;&#934;) translation and goniometer stage</td>
			<td>NanoSurf</td>
			<td>P40008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AFM control software</td>
			<td>NanoSurf</td>
			<td>C3000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Engraving pen</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z225568</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasma Cleaner</td>
			<td>Harrick plasma</td>
			<td>PDC-32G-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PlasmaFlo</td>
			<td>Harrick plasma</td>
			<td>PDC-FMG-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Economy Dry Oxygen Service Pump</td>
			<td>Harrick plasma</td>
			<td>PDC-OPE-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tube Rotator</td>
			<td>Stuart</td>
			<td>SB3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Desiccator</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>5311-0250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Milli-Q Water Purification System</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>ZRXQ015WW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Modular Humidity Generator</td>
			<td>proUmid</td>
			<td>MHG32</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proline Plus Pipette 100-1000 &#181;L</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>728070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon masters</td>
			<td>NIL Technology</td>
			<td>custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Upright snapshot fluorescence microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>BX51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope objectives</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>10x and 60x UPlan FLN &#8734;/-/FN 26.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Upright bright field microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>DM 2500M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonicator</td>
			<td>Ultrawave Ltd.</td>
			<td>U95</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spreadsheet for recording and intepreting automated alignment results</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>Excel</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagent</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-propanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34863</td>
			<td>FLAMMABLE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Sildes, Clear, Ground</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>451000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(7&#8211;8% vinylmethylsiloxane)-dimethylsiloxane copolymer, trimethylsiloxy-terminated</td>
			<td>Gelest</td>
			<td>VDT-731</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclotetrasiloxane</td>
			<td>Gelest</td>
			<td>SIT7900.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum(0)-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>479527</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(25&#8211;35% methylhydrosiloxane)-dimethylsiloxane copolymer, trimethylsiloxane-terminated</td>
			<td>Gelest</td>
			<td>HMS-301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weigh Boat 100 mL</td>
			<td>Scientific Laboratory Supplies</td>
			<td>BALI828</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipette</td>
			<td>Appleton Woods</td>
			<td>KS230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>SARSTEDT</td>
			<td>82.1473</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Razor blade</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>ST10-031T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adhesive Carbon Tape</td>
			<td>Agar scientific</td>
			<td>AGG3939</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16-Mercaptohexadecanoic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>448303-1G</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34852</td>
			<td>FLAMMABLE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold coated microscope slide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>643203</td>
			<td>Once opened gold will remain reactive to thiols for at least 1 month</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiourea</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8656</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron(III) nitrate nonahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>529303</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>84415</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(11-Mercaptoundecyl)hexa(ethylene glycol)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>675105</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibronectin from human plasma</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F0895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cobalt(II) nitrate hexahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>203106</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#8217;s Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8537</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MSCGM Mesenchymal Stem Cell Growth Medium</td>
			<td>Lonza UK</td>
			<td>PT-3001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Mesenchymal Stem Cells</td>
			<td>Lonza UK</td>
			<td>PT-2501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T4174</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heraeus Multifuge X1 Centrifuge</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>75004210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CELLSTAR Centrifuge Tubes</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>188261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>P/0840/53</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488 Phalloidin</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A12379</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8787</td>
			<td>&#34;Detergent&#34; in manuscript</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VECTASHIELD Antifade Mounting Medium with DAPI</td>
			<td>Vector Laboratories</td>
			<td>H-1200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-fibronectin antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab2413</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-Rabbit IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor 594</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>R37117</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A3912</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12-well plate</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10253041</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T75 tissue culture flask</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10790113</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cantilever</td>
			<td>BudgetSensor</td>
			<td>ContAl-G</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

large-area scanning probe nanolithography facilitated by automated alignment and its application to substrate fabrication for cell culture studies

סריקת בדיקה מיקרוסקופיית אפשרה היצירה של מגוון שיטות בונה ('') מלמעלה למטה מימדיות של תכונות בקנה מידה ננומטר. מבחינה היסטורית, חיסרון גדול של סריקת בדיקה ליתוגרפיה כבר התפוקה נמוכה ממהותם של מערכות בדיקה בודדת. זה יש כבר הסתער על ידי השימוש של מערכים של הגששים מרובים כדי לאפשר ננוליתוגרפיה מוגברת תפוקה. לצורך יישום כזה ננוליתוגרפיה ויישומי, יישור מדויק של מערכי בדיקה עם משטח המצע הוא חיוני, כך לבצע רגשים כל קשר עם פני השטח בו זמנית כאשר המתבנת ליטוגרפיה מתחילה. פרוטוקול זה מתאר את הניצול של פולימר ליתוגרפיה עט כדי לייצר ננומטר-סולם תכונות מעל אזורים בגודל סנטימטר, בהנחייתם של השימוש של אלגוריתם עבור יישור מערכי בדיקה מהירה, מדויקת, אוטומטית. . הנה, ננוליתוגרפיה של תיולים על מצעים זהב מדגים את הדור של תכונות עם אחידות גבוהה. הדפוסים הללו הם functionalized ואז עם fibronectin לשימוש בהקשר של תא שטח מכוון מורפולוגיה מחקרים.

כדי לבדוק היישור האוטומטי היה מוצלח, נבחנו הגרפים המותווים מתוך נתוני יישור (בגיליון מהשלב 4.8). שם תהליך יישור הצליחה שתי החלקות, המתאימים לזווית שבו הבמה לדוגמה יש כבר מוטה לאורך הצירים θ באמצעות וφ, הראה סדרה של בעליה וירידה נקודות נתונים. בכל אחת החלקות, שני מתאים ליניארי של נקודות הנתונים הראה מוגדרים היטב על המחשב המשולב "שיא" המציין את מרבית z-את הזווית המתאימה שבה היה יישור והסיומת מושגת (איור 4A , 4B). תהליך זה הוא חוזרות ארבע פעמים (כלומר, פעמיים על כל ציר), התווה ארבע נקודות ציון. נקודת ההצטלבות בין כל זוג של נקודות הציון ובכך מראה הזוויות הכולל אופטימום (איור 4C). 13 במקרים שבו היישור לא היה מוצלח, זה יכול להיות שנצפו כי θ באמצעות המתאימים וחלקות הזווית φ שלהם לא נותנים מתאים ליניארי באיכות טובה, או שאינם נחתכים (איור 5). היישורים כושל כזה בדרך כלל כתוצאה מערכי של להיות קצוץ באופן לא תקין או רכוב על המחזיק בדיקה (שלבים 1.7, 1.8 ו- 2.2). במקרים אלה, מערכי של שנמחקו, אחד חדש שהוכן רכוב (שלבים 1 ו- 2) ו תהליך יישור חוזרות (שלב 4).
יישור מוצלחת ועל ליתוגרפיה עם מנהל מאת PPL, מצעים זהב בדוגמת היו אז עם תמונה באמצעות מיקרוסקופ כוח לרוחב לבחון התצהיר התרחש. בדיקה אזור גדול של משטחים המודפס נערך גם על ידי מיקרוסקופ אופטי של סובסטרטים לאחר איכול הזהב אינו מוגן על ידי תיול הפקיד (איור 6 ואיור 7). עם זאת, הדפוסים חרוט אינם יכולים לשמש עבור עוד יותר functionalization, ניתן להשתמש בו רק כדי לאשר המתבנת על מדגמים מייצגים של אצווה של סובסטרטים השטח המודפס. אם התבניות חרוט להראות אזורים ריקים המייצגים עטים בודדים (איור 8), תוצאה זו עולה כי הייצור של מערכי בדיקה לא סיים בהצלחה, וכי הגששים כמה הם פגומים או חסרים. זה inhomogeneity של הגששים יכול להיות בגלל השימוש הציירים הגדולים שבהם הציפוי perfluorinated שחק (שלב 1.3), וכתוצאה מכך כמה הגששים נקרעת משם כאשר המערך מופרדת מן המאסטר. במקרים אלה, אדון חדש אמור לשמש. התוצאה יכול להיות גם בגלל הנוכחות של אוויר בועות לכוד בין הזכוכית גיבוי והמאסטר (שלב 1.5), או אם המערך בדיקה לא נקיה הופרד מהמאסטר לאחר ריפוי (שלב 1.8).
מיקרוסקופ נמכרות התמונות של משטחים fibronectin functionalized hMSCs מתפשט היו גם שנאספו (איור 9). באופן כללי, הכל מצעים היו יציבים בתוך הסביבה תרבות במבחנה , התאים דבקה ומותאמים שלהם מורפולוגיה לתבניות המודפסות במקרה של קטן מבודד 20 x 20 מערך של תכונות.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig1.jpg"> איור 1. ייצוג סכמטי של פולימר עט ליתוגרפיה מראה דיו מולקולרית תחבורה באמצעות מניסקוס מים על קצה המקדח. (א) מבט צד, מבט מלמעלה (ב) של המערך עט פולימרי מציינים כי כאשר בדיקת array ו משטח המצע מיושרים באופן מלא, כל הגששים לבוא במגע עם המשטח בו זמנית, וכתוצאה מכך ליתוגרפיה ויישומי. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig2.jpg"> באיור 2. תרשים סכמטי של פולימר עט ליתוגרפיה להגדיר האם (א) מבט צד מורחבת ניסיוני להגדיר איפה המערך מוכן בדיקה מצורף כדי לחקור מחזיק, רכוב על הסורק AFM. המצע מושם על הבמה, להלן אשר ממוקמים שלושת בכוח חיישנים. (ב) ייצוג של מכשור התאספו, מציג ראש הסריקה AFM ביחס השלב מדגם. התצוגה התחתונה (ג) חיל חיישן מיקום מציג. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig3.jpg"> איור 3. ייצוג סכמטי המתאר את התוכנית ספקטרוסקופיה שהפרוצדורה יישור. הסורק AFM מוגדר להעביר את הגששים לכיוון לדוגמה על-ידי למרחק של 10 מיקרומטר בתוך 100 ms, שהתקיים עמדה עבור 250 ms, ואחריו הכחשה של 10 מיקרומטר בתוך 100 ms, והחזיק מכן עבור ms 250 במיקום שקועה. ההצעה ואז חוזרת לאורך כל תהליך היישור. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig4.jpg"> באיור 4. גרפים הממחישות יישור מוצלחת של. גרפים של מיקום z נגד הטיה זוויות (א) θ באמצעות, (ב) φ ליישור מוצלחת, איפה ● מציין נמדדו הערכים הממשיים ומציין + הכי מתאים באמצעות שיטת הריבועים הפחותים. (ג) גרף של φ נגד θ באמצעות מצויד זוויות עם ארבע נקודות איפה z-המיקום המירבי הושג. נקודת ההצטלבות מסומן הוא הזווית הסופי הטיה אופטימלית לאורך שני הצירים. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig5.jpg"> איור 5. גרפים הממחישות ישור כושל. גרפים של מיקום z נגד הטיה זוויות (א) θ באמצעות φ (B) עבור ישור כושל, איפה ● מציין נמדדו הערכים הממשיים ומציין + הטוב ביותר להתאים את שיטת הריבועים הפחותים. (ג) גרף של φ נגד θ באמצעות מצויד זוויות עם ארבע נקודות איפה z-המיקום המירבי הושג. אין אופטימה ברורה או נקודת ההצטלבות שנצפו, לכן הזוויות אופטימום היישור לא נפתרים. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig6.jpg"> איור 6. מיקרוסקופ אופטי המחשה ותמונות של מיקרוסקופ כוח אטומי של סובסטרטים זהב היו בדוגמת עם מנהל על ידי מערכי PPL המיושרת של, ואז חרוט. (א) ו- (ב) הם תמונות ברצף המוגדל מיקרוסקופ אופטי של הדפוסים חרוט; (ג) היא תמונה הטופוגרפיה AFM של רשת יחיד של תבניות. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig7.jpg"> איור 7. תמונות המחשה מיקרוסקופ אופטי של סובסטרטים זהב היו בדוגמת עם מנהל על ידי מערכי PPL המיושרת של, ואז חרוט. (א) ו- (ב) הם תמונות ברצף המוגדל מיקרוסקופ אופטי של דפוסי חרוט והוא (ג) תמונה הגדלה נמוכה יותר, המציג את שטח גדול דפוסי הומוגנית. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig8.jpg"> איור 8. תמונת המחשה מיקרוסקופ אופטי של מצע זהב היה לצר בדוגמת עם מנהל ולאחר מכן חרוט. הדפוסים המיועד (מוצג באותיות שיבוץ) היו חוזרים רשתות קווי נקודה 20 מסודרים קווים 20, עם כל שתי שורות המיוצרים על ידי הגדלת את z-הרחבת ציר מאת 1 מיקרומטר (הנע בין 5 ל-5 µm). ניתן לראות כי באזורים מסוימים אין דפוסי נוצרים, עקב חסר הגששים במיקומים אלה. באזורים שבהם מיוצרים רק שתי שורות של נקודות, תוצאה זו עולה כי בדיקה קיים אבל זה לא באותו גובה כמו הגששים לתפקוד מלא, כך פיקדון בלבד כולל כאשר המערך יורחב כך מלא z-ציר המרחק. בתמונה זו, הניגוד שונתה בכוונה כדי לאפשר תצפית של האזורים חלקית המודפס. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig9.jpg"> איור 9. Epifluorescence תמונות מיקרוסקופ של hMSCs תרבותי במערכים fibronectin בתבניות על ידי PPL. (א) ו (ב) הם תמונות בהגדלה הצגה לתאים בודדים. (ג) מציג תבנית דוגמה של המערך fibronectin ללא חסיד תא ו- (ד) הוא תמונת שדה רחב של התאים תרבותי בתצוגת רשת (סכימטי של התבנית המודפסת היא גם שמוצג שיבוץ). התאים מוכתמים כדי להראות fibronectin (אדום), F-אקטין (ירוק) ותא גרעינים (כחול). <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Large-area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment and Its Application to Substrate Fabrication for Cell Culture Studies at JoVE.com

Large-area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment and Its Application to Substrate Fabrication for Cell Culture Studies

כאן אנו מציגים עבור סריקה מרחבית ננוליתוגרפיה בדיקה זמינה על-ידי יישור איטרטיביים של מערכי בדיקה, כמו גם הניצול של דפוסי ליטוגרפית ללימודי אינטראקציה תא-פני פרוטוקול.

ננוליתוגרפיה בדיקה סריקת שטח גדול בהנחייתם של יישור אוטומטי ויישומו המצע פבריקציה נוספת ללימודי תרבות תא

Scanning probe microscopy has enabled the creation of a variety of methods for the constructive (&#39;additive&#39;) top-down fabrication of ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Micropipette Aspiration of Substrate-attached Cells to Estimate Cell Stiffness

שאיפת micropipette של תאי מצע מצורפים להערכת נוקשות סלולריות

Growing number of studies show that biomechanical properties of individual cells play major roles in multiple cellular functions, including cell ...

Shock Wave Application to Cell Cultures

Shock Wave אפליקציות לסלולריים תרבויות

Shock waves nowadays are well known for their regenerative effects. Basic research findings showed that shock waves do cause a biological stimulus to ...

A Microfluidic Technique to Probe Cell Deformability

טכניקת Microfluidic לחקור deformability הסלולרי

Here we detail the design, fabrication, and use of a microfluidic device to evaluate the deformability of a large number of individual cells in an ...

Universal Hand-held Three-dimensional Optoacoustic Imaging Probe for Deep Tissue Human Angiography and Functional Preclinical Studies in Real Time

יוניברסל כף היד תלת ממדי Optoacoustic הדמיה בדיקה לרקמות עמוקות אנגיוגרפיה אדם ופונקציונליים פרה-קליניים מחקרים בזמן אמת

The exclusive combination of high optical contrast and excellent spatial resolution makes optoacoustics (photoacoustics) ideal for simultaneously ...

Using Cell-substrate Impedance and Live Cell Imaging to Measure Real-time Changes in Cellular Adhesion and De-adhesion Induced by Matrix Modification

שימוש בעכבת Cell-מצע והדמיה של תא חי כדי למדוד שינויים בזמן אמת בסלולרית הידבקות ודה-הידבקות הנגרמים על ידי מטריקס שינוי

Cell-matrix adhesion plays a key role in controlling cell morphology and signaling. Stimuli that disrupt cell-matrix adhesion (e.g., myeloperoxidase and ...

Polymeric Microneedle Array Fabrication by Photolithography

ייצור מערך microneedle פולימרית יתוגרפיה

This manuscript describes the fabrication of polymeric microneedle (MN) arrays by photolithography. It involves a simple mold-free process by using a ...

Fabrication of Extracellular Matrix-derived Foams and Microcarriers as Tissue-specific Cell Culture and Delivery Platforms

ייצור של תאי מטריקס הנגזרות קצפים Microcarriers כמו תרבית תאי רקמות ספציפיות פלטפורמות משלוח

Cell function is mediated by interactions with the extracellular matrix (ECM), which has complex tissue-specific composition and architecture. The focus ...

Automated Slide Scanning and Segmentation in Fluorescently-labeled Tissues Using a Widefield High-content Analysis System

סריקת שקופיות אוטומטיים, פילוח ברקמות שכותרתו Fluorescently באמצעות מערכת ניתוח Widefield גבוהה-תוכן

Automated slide scanning and segmentation of fluorescently-labeled tissues is the most efficient way to analyze whole slides or large tissue sections. ...

A Culture Method to Maintain Quiescent Human Hematopoietic Stem Cells

שיטת תרבות לשמירה על תאי גזע ההמטוטופיאטיים האנושיים

Human hematopoietic stem cells (HSCs), like other mammalian HSCs, maintain lifelong hematopoiesis in the bone marrow. HSCs remain quiescent in vivo, ...

Fabrication of a Crystalline Nanocellulose Embedded Agarose Biomaterial Ink for Bone Marrow-Derived Mast Cell Culture

ייצור של דיו ביו-חומרים אגרוז משובץ ננו-תאית לגבישית

Three-dimensional (3D) bioprinting utilizes hydrogel-based composites (or biomaterial inks) that are deposited in a pattern, forming a substrate onto ...