Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell

通過(guò)二維圖案基底技術(shù)固定蛋白和細(xì)胞

摘要：

       微接觸印刷技術(shù)能夠快速并高度保真地制備清晰可控的圖案基底。雖然微接觸印刷可以采用直接打印大量的分子，包括蛋白質(zhì)、DNA和硅烷，基于長(zhǎng)鏈烷烴硫醇在金上面的自組裝單分子膜技術(shù)提供了一種簡(jiǎn)單的將蛋白和細(xì)胞固定在包含粘合和阻抗區(qū)域的特定圖案上。這種固定技術(shù)可用來(lái)控制細(xì)胞形態(tài)并且用于研究蛋白和細(xì)胞生物學(xué)中的一系列問(wèn)題。在此，我們?yōu)榧?xì)胞研究提供了一種通用的制備清晰可控的蛋白圖案的技術(shù)。這個(gè)過(guò)程包含三個(gè)部分：通過(guò)光刻制備具有圖案的母版，制備具有圖案的PDMS，采用微接觸印刷技術(shù)制備鍍金基底。之后，這些細(xì)胞培養(yǎng)基底，便具備了固定蛋白和細(xì)胞的能力。

       基于自主裝技術(shù)的單層化學(xué)方法能夠精確控制蛋白和細(xì)胞的粘附和非粘附區(qū)域；這是直接蛋白質(zhì)沖壓技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的。十六烷硫醇，在微接觸印刷工序中使用的長(zhǎng)鏈烷烴硫醇，產(chǎn)生的疏水性表面能夠從溶液中吸附蛋白質(zhì)。用于回填基底的非印刷區(qū)域的乙二醇終止巰基，制備了一個(gè)阻礙蛋白吸附和細(xì)胞生長(zhǎng)的單分子層。而巰基單分子層生成了一個(gè)支持蛋白吸附和細(xì)胞生長(zhǎng)的精準(zhǔn)單分子層區(qū)域。因此，這些基底具有廣泛的應(yīng)用前景，從細(xì)胞行為研究到微電子的產(chǎn)生。

      其他類型的單分子層化學(xué)已被用于細(xì)胞培養(yǎng)研究中，包括我們使用三氯硅烷直接在玻璃基板上產(chǎn)生圖案，以及在金上面進(jìn)行烷烴硫醇的單分子壓印。此外，用于單分子層制備的單體具有商業(yè)化，穩(wěn)定，并且儲(chǔ)存和操作過(guò)程中不需要惰性氣體環(huán)境的?；谕闊N硫醇制備的圖案化的基板，也可以回收并重復(fù)使用多次，并且保持細(xì)胞固定效果。

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