マイクロ・ナノプロセッシング|セルラーアレイのために

細胞のマイクロアレイ化(あるいは細胞のパターン化)「つまり、研究対象の細胞を決められた空間的位置に拘束すること'多くの分野で重要な潜在的用途がある:: 以下のとおりです。

(1)医薬品開発'細胞マイクロアレイを使用することで、医薬品開発のコストを大幅に削減できる'より正確に結果を予測する(a)新システムの重要な特徴として、次のようなものがあります。

(2)セルセンサー'細胞をマイクロアレイ化する技術は、細胞センサーに細胞を固定するための重要なツールである。;

(3)組織工学'例えば、幹細胞から様々な細胞株への成長は、細胞の形状に大きく依存する。'このことは、細胞増殖の微小環境を制御することによる表面工学が、機能化された細胞を研究する手段であることを示唆している(a)新システムの重要な特徴として、次のようなものがあります。

(4)基礎細胞生物学'分子生物学の基礎研究において'基材表面への細胞の接着と拡散を制御する技術'は、細胞-基質および細胞-細胞相互作用の詳細な研究への鍵である。

細胞アレイは一般に、基板上に細胞接着領域と非接着領 域を形成するように化学的に修飾され、実際のデザインには、 異なる細胞タイプ用に表面トポグラフィーの微細加工や物理 化学的修飾が必要になることが多い。現在一般的に使用されている細胞マイクロアレイ技術には以下のものがある:

(1)フォトリソグラフィー(2)ソフトリソグラフィ(3)インクジェット技術(4)ステンシル支援パターニング技術(5)レーザー誘起セル直接描画技術(6)光学的固定と光学的に構築されたマイクロアレイ技術と(7)電気化学的パターニング技術など

ここでは、ソフトリソグラフィによる細胞マイクロアレイの作製を取り上げる。

Whitesidesらは2つの方法で細胞マイクロアレイを作製した。一つは、まず細胞親和性のあるC18-SHに浸したパターン化PDMSを用い、金薄膜の表面に転写する方法である。この方法によって得られた細胞マイクロアレイを図1.11に示す。基板は導電性であるため、細胞マイクロアレイを得た後、適切な電圧をかけることで吸着したチオールを脱着させ、細胞を固定化せずに移動させることも可能である。もう一つの方法は、マイクロ流体パターニング技術によって、『基板に密着させたスタンプを使って』、修飾したい分子を含む溶液を『細胞親和性フィブリノゲンタンパク質などの分子が集合している』流路に導入し、スタンプを取り除いた後スタンプを除去した後、他の未修飾分子、例えば細胞を温存するウシ血清アルブミン(BSA)の領域に別の分子を集合させることで、細胞選択性の接着基板を得ることができ、異なる細胞を異なる流路に通すことで、様々な細胞マイクロアレイを作製することができる。このルートで得られたマイクロ流体チップと細胞マイクロアレイを図1.12に示す。

Grzybowskiらは、上記の研究に基づき、「化学的ウェットスタンピング技術を用いてAu/ガラス基板をエッチングし、Au膜の一部を除去した」後、残留Auアイランド表面をエチレングリコール末端チオール(C11EG3-SH)で修飾し、自己組織化単分子膜を作製した。残存Auアイランド表面に末端チオール(C11EG3-SH)を導入し、エチレングリコール末端チオール(C11EG3-SH)自己組織化単分子膜で修飾することで、細胞接着に選択的な表面を得ることができた。

本稿は、「Novel Electrochemical Processing Methods for the Preparation of Three-Dimensional Micro- and Nanostructures on Semiconductor and Metal Surfaces and Their Applications」(廈門大学、中国、廈門、Zhang Li)より抜粋した。詳細は原著論文をご覧ください。

 

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