通过紫外光引发聚邻苯二酚胺的聚合,可以在生物安全柜内实现片上器官的生产

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:57
文章英文标题
UV-triggered polymerization of polycatecholamines enables the production of organ-on-chips inside a biosafety cabinet
正文
用于制作片上器官( OOC )应用的微流控芯片的表面修饰往往是一个耗时的过程,涉及芯片清洗、紫外( UV )曝光、蒸汽灭菌等。本文报道了一种简单、快速、经济的方法,利用标准生物安全柜内的紫外光,在微流控芯片上一步实现儿茶酚胺材料的光引发聚合和图形化。聚二甲基硅氧烷( PDMS )微流控器件中填充多巴胺和去甲肾上腺素单体,然后在紫外光照射下引发材料的聚合,为OOC的应用创造了一个高度可行的表面。我们考察了这些紫外光引发的表面涂层用于制造3种不同的OOCs的性能,微流控芯片通过3种不同的方式进行键合和修饰:1 )常规的氧等离子体键合微流控芯片填充单体溶液,然后暴露在紫外光下对表面进行修饰(等离子体键合,聚合物包复);2 )流体层和玻璃基底均暴露在紫外光下对功能层进行包复,同时允许黏合蛋白将这2块结合在一起(紫外光键合,聚合物包复);3 )通过掩膜将紫外光投射到聚二甲基硅氧烷( PDMS )基底上,形成流体壁微流控通道(投影包复)。3种技术中在紫外光照射聚合物涂层表面接种的Cath . a . differential ( CAD )细胞表现出明显的高细胞活力、细胞黏附、增殖、基因表达,与未涂层PDMS相比保留了功能性。UV引发的表面改性技术使用了一种极简的方法,使用较少的设备和现有的基础设施,如生物安全柜,来创建一个功能性的OOC。这种新颖、简单、低成本的可重复生成片上器官的方法将促进这一技术的广泛采用。
文章内容(英文)
Surface modification of microfluidic chips used for making organ-on-a-chip (OOC) applications is often a time-consuming process, involving chip cleaning, ultraviolet (UV)-exposure, and steam sterilization. This work reports developing a simple, rapid, and cost-effective method that can achieve photo-activated polymerization and patterning of catecholamine materials on microfluidic chips in a single step using the UV light present in a standard biosafety cabinet. Polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic devices were filled with monomers of dopamine and norepinephrine, followed by exposure to UV light triggers polymerization of the material, which creates a highly viable surface for OOC applications. We examined the performance of these UV-triggered surface coatings for creating three different kinds of OOCs, where microfluidic chips were bonded and modified in three different ways: i) conventional oxygen plasma bonded microfluidic chips filled with monomer solutions and then exposed to UV to modify the surface (Plasma bonded, polymer-coated); ii) both the fluidic layer and glass substrate were exposed to UV to coat the functional layer and simultaneously allow adhesive proteins to bind the two pieces together (UV-bonded, polymer-coated); and iii) project the UV light through a mask to create fluid wall microfluidic channels on a polydimethylsiloxane (PDMS) substrate (projection coating). Cath.a.differentiated (CAD) cells seeded on UV-exposed polymer-coated surface in the three techniques showed significantly high cell viability, cell adhesion, proliferation, genetic expression, and they retained the functionality compared to uncoated PDMS. The UV-triggered surface modification technique uses a minimalist approach by using less equipment and existing infrastructure, such as a biosafety cabinet, for creating a functional OOC. This novel, simple, low-cost approach to reproducibly generating an organ-on-a-chip will facilitate the wider adoption of this technique.i
来源出处
Journal|[J]Applied Materials TodayVolume 20, 2020. PP 100721-
DOI
https://doi.org/10.1016/J.APMT.2020.100721

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