Protein ve hücre Etrafının İki Boyutlu Desenli Yüzeyler Oluşturma
Summary
Uzun zincirli altın Alkan tiyoller oluşan Kendinden monte mono tabakaları (SAMs), protein desen ve hücre hapsi oluşumu için iyi tanımlanmış substratları sağlar. Microcontact baskı ile dolgu takip polidimetilsiloksan (PDMS) damga kullanarak hexadecanethiol glikol-sonlandırılır Alkan tiyol monomer damgalı hexadecanethiol bölgede sadece protein ve hücreler adsorbe bir desen üretir.
Abstract
Microcontact baskı doğrudan moleküllerin proteinler, 2 DNA'nın, 3 ve silan, 4 benliğin oluşumu da dahil olmak üzere çok sayıda yazdırmak için istihdam edilebilir Microcontact baskı iyi tanımlanmış desenli yüzeylerin oluşturulması için hızlı, yüksek oranda tekrarlanabilir bir yöntem sağlar 1 monte altın uzun zincirli Alkan tiyoller mono tabakaları (SAMs) proteinleri ve hücreleri özel desenler içeren yapışkan ve dirençli bölgelerde sınırlandırmak için basit bir yol sağlar. Bu hapsi hücre morfolojisi kontrol etmek için kullanılan ve bir dizi protein ve hücre biyolojisi soruları incelemek için yararlı olabilir. Burada, biz hücresel çalışmalar için iyi tanımlanmış bir protein kalıplarının oluşturulması için genel bir yöntem açıklayacağız 5 Bu işlemi üç adımdan oluşur: fotolitografi kullanarak desenli ana üretim, bir PDMS damgası oluşturma ve microcontact baskı altın kaplamalı substrat. Bir kez desenli, bu hücre kültürü substratlar hapsetmesi proteinleri ve / veya desen hücreleri (birincil hücreler veya hücre hatları) yeteneğine sahiptir.
Kendinden montajlı tek tabaka kimya protein / hücre desenli yapışkanlı bölgeler ve yapışkan olmayan bölgeler üzerinde tam kontrol sağlar; doğrudan protein damgalama kullanılarak elde edilemez. Hexadecanethiol, microcontact baskı adımda kullanılan uzun zincirli Alkan tiyol, kolayca çözüm protein adsorbe hidrofobik bir yüzey oluşturur. Yüzey baskılı olmayan bölgelerde asfaltlanması için kullanılan glikol-sonlandırılır tiyol, protein adsorpsiyonu dayanıklı ve büyüme bu nedenle hücre bir tek tabaka oluşturur. 6 tiyol Bu monomerler tam destek substrat bölgeleri tanımlamak oldukça yapılandırılmış mono tabakaları üretmek protein adsorpsiyon ve hücre büyümesi. Sonuç olarak, bu yüzeylerin oluşturulması mikroelektronik hücrelerarası davranış 7 çalışmanın geniş bir uygulama yelpazesi için yararlıdır. 8
Tek tabaka kimya diğer türleri trichlorosilanes kullanarak doğrudan cam yüzeylerde desenleri oluşturmak için grup çalışmaları da dahil olmak üzere hücre kültürü çalışmaları için kullanılmış olmasına rağmen, altın Alkan tiyoller oluşan 9 desenli mono tabakaları hazırlamak için düz ileri. Ayrıca, tek tabaka hazırlanması için kullanılan monomerlerin ticari, kullanılabilir istikrarlı ve inert atmosfer altında depolama veya işleme gerek yoktur. Alkan tiyoller hazırlanan Desenli substratlar da hücre hapsi korumak, birkaç kez geri dönüşümlü ve yeniden olabilir. 10
Protocol
Discussion
Litografik PDMS damgası yaratılması için kullanılan ana üretim sorunları çok sayıda ortaya çıkabilir. Yetersiz pozlama muğlak ve belirsiz desenler ve genişlemiş ya da eksik özelliklere karşı kaplı gofret sonuçlarının aşırı maruz kalma dirençli kaplamalı gofret sonuçları. Genel olarak, küçük özelliklere sahip ustaların photopatterning ve gelişme parametreleri geniş optimizasyonu (fotorezist üretici tarafından önerilen parametrelerin dışına) gerektirebilir büyük özelliği boyutl…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Washington Üniversitesi'nde toplu bilgi Bu protokol mümkün kıldı tüm Maurer grubu tanımak istiyoruz. Ulusal Akıl Sağlığı Enstitüsü (1R01MH085495) tarafından bu iş için finansman sağlanır.
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).
