Создание двумерных рисунком Подложки для конфайнмента белков и клеточных
Summary
Самоорганизующихся монослоев (ЗРК), составленный из длинной цепи алканов тиолов на золото обеспечивают четко определенные субстраты для образования белка моделей и камеру. Микроконтактной печати hexadecanethiol использованием полидиметилсилоксан (PDMS) штамп следует засыпка с гликоля прекращено алканов тиоловых мономера производит шаблон, в котором белки и клетки адсорбировать только штамп hexadecanethiol регионе.
Abstract
Микроконтактной печати обеспечивает быстрое, очень воспроизводимый метод для создания четко определенных субстратов узорной. Микроконтактной 1 Во время печати можно использовать для непосредственно печатать большое число молекул, включая белки, ДНК, 2, 3 и силанов, 4 формирование собственного монослоев (ЗРК) с длинной цепочкой алкан тиолов на золото обеспечивает простой способ ограничить белки и клетки для конкретных моделей содержащих клей и устойчивые регионы. Это заключение может быть использован для контроля морфологии клеток и используется для изучения различных вопросов в белке и клеточной биологии. Здесь мы опишем общий метод создания четко определенных белков модели для сотовых исследования 5 Этот процесс включает в себя три этапа:. Производство мастер узорной использованием фотолитографии, создание штампа PDMS, и микроконтактной печать золотом покрытие подложки. Как только рисунком, эти субстраты культуры клеток способны ограничиваясь белков и / или клетки (первичные клетки или клеточные линии), чтобы узор.
Использование самоорганизующихся монослоя химии позволяет точный контроль над узорной белок / клетка клей регионов и неклейкой регионах; это не может быть достигнута с использованием прямого штамповки белка. Hexadecanethiol, длинной цепи алканов тиоловых используются на этапе печати микроконтакта производит гидрофобной поверхности, которая легко адсорбирует белка из раствора. Гликоля прекращено тиол, используемый для засыпки непечатные регионов подложке, создается монослой, которая устойчива к адсорбции белка и, следовательно, роста клеток. Шесть Эти тиоловых мономеров производят хорошо структурированный монослоев, что точно определить регионы субстрат, который может поддерживать адсорбции белка и роста клеток. В результате этих субстратов полезны для широкого круга приложений от изучения межклеточных поведения 7 до создания микроэлектроники 8.
Хотя другие виды монослоя химии были использованы для исследования клеточных культур, в том числе работы из нашей группы, используя trichlorosilanes для создания шаблонов непосредственно на стеклянных подложках, 9 узорной монослоев формируется из алкан тиолов на золото являются прямыми, чтобы подготовиться. Более того, мономеров, используемых для подготовки монослоя имеются в продаже, стабильной, и не требуют хранения или обработки в инертной атмосфере. Узорные субстратов приготовленный из тиолов алканов также могут быть переработаны и использованы повторно несколько раз, сохраняя камеру 10.
Protocol
Discussion
Ряд вопросов может возникнуть в литографических производство мастер использовал для создания штампа PDMS. Недодержка из сопротивляться покрытием пластин приводит туманные и нечеткие модели и переоблучения противостоять покрытие пластин приводит к увеличении или отсутствие возможно?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы хотели бы выразить признательность всей группы Maurer в Вашингтонском университете, чье совокупное знание сделало этого протокола возможно. Финансирование этих работ осуществляется Национальным институтом психического здоровья (1R01MH085495).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
|---|---|---|---|
| Silicon wafer | Wafer Reclaim Services | 2 inch | |
| Spin coater/hot plate | Brewer Science | Cee 200CB Spin-Bake System | |
| AZ9245 Photoresist | Mays Chemical Company | 105880034-1160 | |
| Direct-write photolithography system | Microtech s.r.l. | LW325 LaserWriter System | |
| Mask Aligner | HTG | 3HR | |
| AZ 400K Developer | Mays Chemical Company | 105880018-1160 | |
| Sylgard 182 Silicone Elastomer Kit | Dow Corning | ||
| 25 mm no. 1 round glass coverslips | VWR | 16004-310 | |
| Plasma Oxidizer | Diener | Femto | |
| Titanium pieces Kamis | Incorporated | 99.95% pure | |
| Gold pellets | Kamis Incorporated | 99.999% pure | |
| Electron-beam evaporator | Kurt J. Lesker | PVD 75 Thin Film Deposition System | with electron-beam accessory |
| Hexadecanethiol | Alfa Aesar | A11362 | |
| 1-mercaptoundec-11-yl)tetra(ethyleneglycol) | Sigma Aldrich | 674508 | |
| Ethanol | Pharmco-aaper | 111000200 | 200 proof, absolute |
| Parafilm | VWR | 52858-000 | |
| DPBS | VWR | 4500-434 | Without calcium and magnesium |
| Mouse Laminin I | VWR | 95036-762 | |
| Human Plasma Fibronectin | Invitrogen | 33016-015 | |
| AlexaFluor® 647 carboxylic acid, succinimidyl ester | Invitrogen | A-20006 | |
| MitoTracker Red 580 | Invitrogen | M22425 | |
| AlexaFluor® 350 carboxylic acid, succinimidyl ester | Invitrogen | A-10168 | |
| Anti-laminin antibody | Fisher Scientific | AB2034MI |
Riferimenti
- Wilbur, J., Kumar, A., Biebuyck, H., Kim, E., Whitesides, G. Microcontact printing of self-assembled monolayers: Applications in microfabrication. Nanotechnology. 7, 452-457 (1996).
- Chang, J., Brewer, G., Wheeler, B. A modified microstamping technique enhances polylysine transfer and neuronal cell patterning. Biomaterials. 24, 2863-2870 (2003).
- Lange, S., Benes, V., Kern, D., Horber, J., Bernard, A. Microcontact printing of DNA molecules. Analytical Chemistry. , 1641-1647 (2004).
- Xia, Y., Mrksich, M., Kim, E., Whitesides, G. Microcontact printing of octadecylsiloxane on the surface of silicon dioxide and its application in microfabrication. J. Am. Chem. Soc. , 9576-9577 (1995).
- Mrksich, M., Dike, L., Tien, J., Ingber, D., Whitesides, G. Using microcontact printing to pattern the attachment of mammalian cells to self-assembled monolayers of alkanethiolates on transparent films of gold and silver. Experimental Cell Research. , 305-313 (1997).
- Prime, K. L., Whitesides, G. M. Adsorption of proteins onto surfaces containing end-attached oligo(ethylene oxide) – a model system using self-assembled monolayers. J. Am. Chem. Soc. 115, 10714-10721 (1993).
- Raghavan, S., Desai, R., Kwon, Y., Mrksich, M., Chen, C. Micropatterned Dynamically Adhesive Substrates for Cell Migration. Langmuir. , 17733-17738 (2010).
- Rogers, J., Bao, Z., Baldwin, K., Dodabalapur, A., Crone, B., Raju, V. R., Kuck, V., Katz, H., Amundson, K., Ewing, J. Paper-like electronic displays: Large-area rubber-stamped plastic sheets of electronics and microencapsulated electrophoretic inks. Proc Natl Acad Sci U S A. 98, 4835-4840 (2001).
- Yanker, D., Maurer, J. Direct printing of trichlorosilanes on glass for selective protein adsorption and cell growth. Molecular Biosystems. 4, 502-504 (2008).
- Johnson, D., Maurer, J. Recycling and reusing patterned self-assembled monolayers for cell culture. Chemical Communications. , 520-522 (2011).
- Herne, T., Tarlov, M. Characterization of DNA probes immobilized on gold surfaces. J. Am. Chem. Soc. , 8916-8920 (1997).
- Hanson, E., Schwartz, J., Nickel, B., Koch, N., Danisman, M. Bonding self-assembled, compact organophosphonate monolayers to the native oxide surface of silicon. J. Am. Chem. Soc. , 16074-16080 (2003).
- Johannes, M., Cole, D., Clark, R. Atomic force microscope based nanofabrication of master pattern molds for use in soft lithography. Applied Physics Letters. , (2007).
- Bessueille, F., Pla-Roca, M., Mills, C. A., Martinez, E., Samitier, J., Errachid, A. Submerged microcontact printing (SμCP): An unconventional printing technique of thiols using high aspect ratio, elastomeric stamps. Langmuir. , 12060-12063 (2005).
- Xia, Y., Whitesides, G. Extending microcontact printing as a microlithographic technique. Langmuir. , 2059-2067 (1997).
- Biasco, A., Pisignano, D., Krebs, B., Pompa, P. P., Persano, L., Cingolani, R., Rinaldi, R. Conformation of microcontact-printed proteins by atomic force miroscopy molecular sizing. Langmuir. , 5154-5158 (2005).
- Shen, K., Qi, J., Kam, L. C. Microcontact printing of proteins for cell biology. J Vis Exp. (22), e1065-e1065 (2008).
- Piner, R., Zhu, J., Xu, F., Hong, S., Mirkin, C. “Dip-pen” nanolithography. Science. 283, 661-663 (1999).
- Ryan, D., Parviz, B. A., Linder, V., Semetey, V., Sia, S. K., Su, J., Mrksich, M., Whitesides, G. M. Patterning multiple aligned self-assembled monolayers using light. Langmuir. , 9080-9088 (2004).
