열 Nanoimprinting 기술과 인간의 내 피 식민지 형성 세포의 응답의 심사에 의해 그라데이션 Nanopattern의 제조
Summary
여기, 우리는 열 nanoimprinting 통해 그라데이션 nanopattern 판의 제조와는 nanostructures 인간의 내 피 조상 세포의 응답을 검사 하는 방법에 대 한 프로토콜을 제시. 설명 된 기술을 사용 하 여 물리적 자극에 의해 셀 동작을 조작할 수 있는 비 계를 생산 가능 하다.
Abstract
Nanotopography 다양 한 세포 외 매트릭스 (ECMs) 몸 주위에서 찾을 수 있습니다 그리고 세포 반응에 중요 한 규제 조치를 알려져 있습니다. 그러나,는 nanostructure의 크기와 적절 한 검사 도구의 부족으로 인하여 세포의 응답 사이의 관계를 결정 하기가 어렵습니다. 여기, 우리가 세포 응답의 조작에 대 한 재현 가능 하 고 비용 효율적인 그라데이션 nanopattern 번호판의 개발을 보여줍니다. 마스터 금형, 증가 직경 범위 [120-200 nm (GP 120/200), 200-280 nm (GP 200/280), 280-360 nm (GP 280/360)]의 nanopillars 그라데이션 nanopattern 접시로 양극 알루미늄 산화물 (AAO)을 사용 하 여 열 기술을 각 인에 의해 조작 했다. 이 그라데이션 nanopattern 번호판 nanotopography ECM에서의 다양 한 크기를 모방 하도록 설계 되었습니다 그리고 인간 내 피 식민지 형성 세포 (hECFCs)의 응답에 사용 되었다. 이 프로토콜에서 우리 세포 공학, 인간 주변 혈액에서 hECFCs를 재배 하 고 hECFCs nanopattern 접시에 배양의 기술에 대 한 그라데이션 nanopattern 번호판 조작의 단계별 절차를 설명 합니다.
Introduction
최근, 표면 지형의 물리적 자극에 의해 세포의 응답 세포 공학1,2,,34의 분야에서 각광 되어 있다. 따라서, 더 많은 관심은 셀 첨부 파일 표면5에서 3 차원 nanostructures에 집중 되었습니다. Integrin은 세포의 표면 인식 장치, 메카노 변환6ECM의 마이크로-나노 구조에 의해 구동 하는 물리적 자극 전송으로 보고 되었습니다. 이 기계적인 자극 연락처 안내7 셀 동작을 조절 하 고 초점 유착 및 강성8셀 모양을 변경 하려면 cytoskeletal 개편을 유도 한다.
본문에서 인간의 내 피 조상 세포 (hEPCs) 주변 ECM9의 microenvironment와 밀접 하 게 상호 작용합니다. 이 혈액 흐름10에서 파생 된 전단 응력으로 ECM의 물리적 상태 특정 세포-매트릭스 접착 복잡 한 형성을 위한 중요 한 매개 역할을 나타냅니다. 그것은 표면 nanotopography hEPCs11 의 광범위 한 모 세관 튜브 네트워크의 생체 외에서 형성을 강화 하 고 역 기능 기질을 인식 하는 hEPCs를 가능 하 게 하 고 촉진 ECM/바이오 수용 성 요소가 시스템 결합을 보고합니다 상처 치유12,13. 그럼에도 불구 하 고, ECM과 hEPCs 사이의 관계는 명확 하 게 이해 되지 않습니다.
많은 연구 자들은 세포 반응과 다른 기판14,,1516에서 실제 신호 사이의 관계를 명확 하 게 하려고, 이러한 연구는 nanostructure의 고정된 크기에만 사용 또는 nanopatterns nanostructure 및 셀 동작의 크기 사이의 관계를 명료 하 게 하는 제한이 불규칙 한 준비. 여기에 문제 적당 한 도구는 nanostructure의 최적의 크기를 찾습니다 기존의 지루하고 반복적인 접근을 대체할 수 있는 세포 응답을 심사의 부족 이다. 따라서, 간단한 기술은 반복 없이 물리적 stimulations에 셀 반응 검사 필요 합니다.
여기, 우리는 우리의 이전 보고서17,,1819 에 그라데이션 nanopattern 있는 배열된 nanopillars의 직경은 점차적으로 증가 생산 하기 위해 사용 되는 방법을 설명 합니다. 또한, 우리는 또한 배양 세포에 물리적 자극의 효과 결정 하기 위해 그라데이션 nanopattern 접시에 hECFCs의 동작을 분석 하는 방법을 설명 합니다. 온화한 양극, 점진적 에칭, 그리고 반대로 고정 레이어 코팅 방법 그라데이션 AAO 금형 제작에 사용 되었다. 리소 그래피 기술을 각 인 열을 채택 하 여 동일한 폴리스 티 렌 그라데이션 nanopatterns는 비용 효율적이 고 손쉬운 방법으로 생산 되었다. 그라데이션 nanopatterns를 사용 하 여, 그것은 nanostructure의 크기는 셀 동작에 큰 영향을 실험 한 세트에 결정 가능 합니다. 우리는이 그라데이션 nanopattern 혈액 파생 된 hECFC 또는 다른 셀과 nanostructures의 다양 한 크기 간의 상호 작용 메커니즘을 이해에 도움이 될 것입니다 기대 합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
종종는 AAO의 제조 결함 균열, 모 공, 그리고 굽기의 불규칙 한 형태에서에서 겪고 있다. 이러한 결함에 대 한 주요 이유 알루 되 고 금속 기판의 자연과 전해질21의 저항력에 의해 강하게 영향을 전해 쇠 약을 이라고 합니다. 전해질의 저항력의 온도 따라 다르며, 전극에서 지속적으로 열 제거 이므로 이러한 높은 전압 아노다이징 조건에서 안정적으로 전해질의 locational 온도 유지 …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 기본적인 과학 연구 프로그램을 통해 국가 연구 재단의 한국 (NRF)는 교육, 과학 및 기술 (MEST) [NRF-2015R1D1A1A01060397] 및 바이오 의료 기술 개발 자금에 의해 지원 되었다 과학기술부, 정보 통신 및 미래 계획 [NRF-2017M3A9C6029563]에 의해 투자 하는 NRF의 프로그램.
Materials
| Perchloric acid 60% | Daejung Chemicals & Metals | 6512-4100 | |
| Ethyl alcohol, absolute 99.9% | Daejung Chemicals & Metals | 4118-4100 | |
| Phosphoric acid 85% | Daejung Chemicals & Metals | 6532-4400 | |
| Methyl alcohol 99.5% | Daejung Chemicals & Metals | 5558-4400 | |
| Chromium(VI) oxide | Daejung Chemicals & Metals | 2558-4400 | |
| Sulfuric acid 95% | Daejung Chemicals & Metals | 7781-4100 | |
| Hydrogen peroxide 30% | Daejung Chemicals & Metals | 4104-4400 | |
| n-hexane 95% | Daejung Chemicals & Metals | 4081-4400 | |
| Toluene 99.5% | Daejung Chemicals & Metals | 8541-4400 | |
| (heptadecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrodecyl)dimethylchlorosilane | Gelest | SIH5840.4 | Moisture sensitive |
| Methoxynonafluorobutane 99% | Sigma aldrich | 464309 | |
| Collagen solution | Stemcell | #4902 | |
| Gelatin | Sigma aldrich | G1890 | Protein coating solution |
| Ficoll-Paque | GE Heathcare | 17-1440-03 | Hydrophilic polysaccharide solution |
| EGM-2MV | Lonza | CC-3202 | Endothelial cell expansion medium |
| Penicillin-Streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
| Phosphate buffered saline | Gibco | 10010031 | |
| Fetal bovine serum | Gibco | 12483-020 | |
| Paraformaldehyde | Sigma aldrich | P6148 | |
| Glutaraldehyde | Sigma aldrich | G5882-100ML | |
| Osmium tetroxide | Sigma aldrich | 201030-1G | |
| Hexamethyldisilazane | Sigma aldrich | 440191 | |
| Triton X-100 | Sigma aldrich | X100-100ML | Octylphenol ethoxylate |
| Goat serum | Gibco | 26050-088 | |
| anti-human vinculin primary antibody | Sigma aldrich | V9131 | |
| F-actin probe | Molecular Probes | A12379 | Fluorescence-conjugated phalloidin |
| Alexa Fluor 488-conjugated anti-mouse IgG antibody | Molecular Probes | A11001 | Fluorescence-conjugated secondary antibody |
| 4',6-diamidino-2-phenylindole | Sigma aldrich | D9542 | |
| Mounting medium | DAKO | S3023 | |
| Anti-human vWF primary antibody | DAKO | A0082 | |
| Anti-human CD144 primary antibody | BD Biosciences | #555661 | |
| Eponate 12™ Embedding Kit, with BDMA | Ted Pella | 18012 | Epoxy resin |
| Uranyl Acetate, 25g | Ted Pella | 19481 | |
| Lead Citrate, Trihydrate, 10g | Ted Pella | 19312 | |
| Ultra pure aluminum plate | Goodfellow | 26050-088 | |
| Polystyrene sheet | Goodfellow | ST313120 | |
| 8.0" silicon wafer | Siltron | 29-01024-03 | Single side polished, 725 µm thick |
| Vacuum desiccator, 4.4 L | Kartell | KA.230 | |
| Vacuum pump | Vacuumer | V3.VOP100 | |
| Power supply | Unicorntech | UDP-3003 | |
| Magnetic stirrer | Daihan scientific | SL.SMS03022 | |
| Overhead stirrer | Daihan scientific | HT120DX | |
| Circulator | Daihan scientific | WCR-P12 | |
| Linear moving stage | Zaber | A-LSQ300A-E01-KT07 | |
| Angle bracket, 90 degrees | Zaber | AB90M | Accessory of the linear moving stage |
| PMP forcep, 145 mm | Vitlab | 67995 | Nonmetallic tweezer |
| PTFE beaker, 250 mL | Cowie | CW007.25 | |
| Ultrasonic cleaner | Branson | B2510MTH | |
| PCB cutter | Hozan Tool Industrial | K-110 | |
| Nanoimprint device | Nanonex | NX-2000 | |
| Oxygen plasma generator | Femto Science | CUTE | |
| Low temperature sterilizer | Lowtem | Crystal 50 | |
| CO2 Incubator | Panasonic | MCO-18AC | |
| Confoal laser scanning microscope | Carl Zeiss | LSM700 | |
| Scanning electron microscope | JEOL | JSM6701 | |
| Transmission electron microscope | Hitachi | H-7500 |
Referências
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