リアルタイム細胞解析搭載アレイの金電極の再生
Summary
このプロトコルでは、商業配列金電極高ランニング コストの ofmicrochip ベースのアッセイの節約を目的とした無料のラベル セル アナライザーの装備を再生成する一般的な方法について説明します。再生のプロセスには、トリプシンの消化力、マイクロ チップの繰り返し使用を可能にする回転ステップと水、エタノールで洗浄が含まれています。
Abstract
ラベル無料セルベースのアッセイは、それのための生化学的研究は、実験動物の使用を必要としないために有利です。古典的な生化学的アッセイより細胞生理学的な条件の下でより動的な情報を提供するその能力により電気インピー ダンスの原理に基づくこのラベル無料リアルタイム細胞アッセイは過去の中にますます注目を集めてください。10 年間。しかし、その実用測定、細胞形態の高価な消耗品使い捨て金マイクロ チップを使用する比較的高価なコストのために制限があります。このプロトコルでは商用ラベル無料電池アナライザーを搭載したアレイの金電極を再生成する一般的な方法を開発しました。再生のプロセスには、トリプシンの消化力、回転ステップと水、エタノールで洗浄が含まれています。提案法テストされており、少なくとも 3 回の再生と商業の電子板の繰り返し使用に有効であることが示さ保存研究者はリアルタイムの細胞の試金の高いランニング コストを助けます。
Introduction
無料のラベル セル ・ ベースのテクノロジーがプロテオミクス1,2 のスクリーニングと同様、分析目的などの面での過去 10 年間の急速な成長を目撃しているおかげで、効率的ななりの手間のかかる実験プロセス、薬の配達3、等4,5に比べて、細胞解析、ジェーバーと同僚が以前開発したプロトタイプ6 ラベル無料リアルタイム細胞アッセイを目指した従来の生化学的方法は定量的な方法で細胞の成長や移行の連続測定を可能にするセル接続されたマイクロ チップの表面に電気信号の変更の記録の原則に基づきます。この戦略は、次のリアルタイム細胞センシング (RT CES) を用いた電気インピー ダンスを用いた検出原理が導入された7、8最近商業リアルタイム細胞解析 (RTCA) 電子が発売研究室の研究の9を実行します。
商業リアルタイム細胞アナライザーは主に培養細胞の細胞増殖、移行、生存率、形態、および付着を含む生理学的な変更に起因する細胞の誘発電気インピー ダンスの信号を読み取り、マイクロ チップ10,11の表面。このような電気信号は細胞の状態を評価するためにセル インデックス (CI) をという名前の無次元パラメーターにアナライザーによってさらに変換されます。マイクロ チップのインピー ダンスの変化は主に電極/溶液界面で覆われた細胞のローカル イオン環境を反映します。したがって、細胞分析装置の分析性能はコア センシング ユニット、アレイの金電極から成っている使い捨て可能なマイクロ (すなわち、いわゆる電子プレート、例えば96/16/8 ウェル) に大きく依存しています。パターニング培養ウェルの底に印刷されます。金電極ライン サークル形式 (図 1) で組み立てるし、添付のセル3,12,13 のダイナミック ・高感度の検出を可能にする培養の井戸の表面の面積のほとんどをカバー ,14。CI、チップ上のセルの表面被覆率詳細場合と増減細胞がアポトーシスで生じる毒性物質にさらされる。細胞毒性11神経毒性の15を決定し古典的なエンドポイント法より多くの運動情報を提供リアルタイム細胞解析を頻繁に使用されている、使い捨て可能な電子版は、コストのかかる消耗品。
今までは、ずっとないピラニア ソリューションまたは酢酸などの過酷な再生条件が関与する16,17,という事実のためにおそらくは電子の板の再生に使用可能なメソッド18金のマイクロ チップの電気の状態を変更するかもしれない。したがって、ゴールド チップの表面から他の物質と付着性のセルを削除する軽度かつ効率的な方法は電子板再生過程のことが望まれます。再生成されたチップは光と同様、電気化学的方法19特徴づけられたし、最近非腐食性試薬を用いる使い捨て可能な電子版の再生を目的としたプロトコルを開発しました。トリプシンとエタノールを含む容易に利用され適度な実験用試薬を使用することにより、正常に 2 つの主なタイプを再生成に適用する、副作用のない商業電子板を再生成する一般的な方法を確立した電子板の RTCA 用 (16 および L8)。
Protocol
Representative Results
Discussion
我々 は、いくつかの方法17,23,24,25,26 表 1にマイクロ チップを再生のため要約。基本的には、これらのメソッドには、SPR チップに使用される免疫の複合体のような強力な分子分子相互作用の存在のためのチップの完全な再生を達成するために比較的厳しい実?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
仕事は、国家自然科学基金、中国の (U1703118)、優先度学術プログラム開発の江蘇高等教育機関 (ニュージャージー)、江蘇省 Shuangchuang プログラム、状態キーのオープン ・ ファンドによって資金を供給されたプロジェクトによって支えられました。化学療法・ バイオセンシングとケモメトリックス (2016015) と国立生体高分子研究室 (2017kf05) Jiangsu Specially-Appointed 教授プロジェクト、中国の研究所。
Materials
| Rat: Sprague-Dawley | Charles River | Cat# 400 | |
| mouse anti-rat CD11b monoclonal (clone OX42) | Bio-Rad | Cat# MCA275R | Panning: 1:1,000; Staining: 1:500 |
| Goat polycolonal anti-Iba1 | Abcam | Cat# AB5076 | Staining: 1:500 |
| Rabbit polyclonal anti-Ki67 | Abcam | Cat# AB15580 | Staining: 1:500 |
| Alexa Fluor Donkey anti-mouse 594 | Invitrogen | Cat# 11055 | Staining: 1:500 |
| Alexa Fluor Donkey anti-goat 488 | Invitrogen | Cat# A-21203 | Staining: 1:500 |
| Alexa Fluor Donkey anti-Rabbit 647 | Invitrogen | Cat# A-31573 | Staining: 1:500 |
| Triton-X (detergent in ICC staining) | Thermo Fisher | Cat# 28313 | |
| Heparan sulfate | Galen Laboratory Supplies | Cat# GAG-HS01 | |
| Heparin | Sigma | Cat# M3149 | |
| Peptone from milk solids | Sigma | Cat# P6838 | |
| TGF-β2 | Peprotech | Cat# 100-35B | |
| Murine IL-34 | R&D Systems | Cat# 5195-ML/CF | |
| Ovine wool cholesterol | Avanti Polar Lipids | Cat# 700000P | |
| Collagen IV | Corning | Cat# 354233 | |
| Oleic acid | Cayman Chemicals | Cat# 90260 | |
| 11(Z)Eicosadienoic (Gondoic) Acid | Cayman Chemicals | Cat# 20606 | |
| Calcein AM dye | Invitrogen | Cat# C3100MP | |
| Ethidium homodimer-1 | Invitrogen | Cat# E1169 | |
| DNaseI | Worthington | Cat# DPRFS | |
| Percoll PLUS | GE Healthcare | Cat# 17-5445-02 | |
| Trypsin | Sigma | Cat# T9935 | |
| DMEM/F12 | Gibco | Cat# 21041-02 | |
| Penicillin/ Streptomycin | Gibco | Cat# 15140-122 | |
| Glutamine | Gibco | Cat# 25030-081 | |
| N-acetyl cysteine | Sigma | Cat# A9165 | |
| Insulin | Sigma | Cat# 16634 | |
| Apo-transferrin | Sigma | Cat# T1147 | |
| Sodium selenite | Sigma | Cat# S-5261 | |
| DMEM (high glucose) | Gibco | Cat# 11960-044 | |
| Dapi Fluoromount-G | Southern Biotech | Cat# 0100-20 | |
| Poly-D-Lysine | Sigma | Cat# A-003-E | |
| Primaria Plates | VWR | Cat# 62406-456 | |
| Stock reagents | reconstitution | Concentration used | Storage |
| Apo-transferrin | 10 mg/mL in PBS | 1:100 | -20°C |
| N-acetyl cysteine | 5 mg/mL in H2O | 1:1,000 | -20°C |
| Sodium selenite | 2.5 mg/mL in H2O | 1:25,000 | -20°C |
| Collagen IV | 200 μg/mL in PBS | 1:100 | -80°C |
| TGF-b2 | 20 μg/mL in PBS | 1:10,000 | -20°C |
| IL-34 | 100 μg/mL in PBS | 1:1,000 | -80°C |
| Ovine wool cholesterol | 1.5 mg/mL in 100% ethanol | 1:1,000 | -20°C |
| Heparan sulfate | 1 mg/mL in H2O | 1:1,000 | -20°C |
| Oleic acid/Gondoic acid | Gondoic: 0.001 mg/mL; Oleic: 0.1 mg/mL in 100% ethanol | 1:1,000 | -20°C |
| Heparin | 50 mg/mL in PBS | 1:100 | -20°C |
| Solutions | Recipe | Comments | |
| Perfusion Buffer | 50 μg/mL heparin in DPBS++ (PBS with Ca++ and Mg+ +) | Use when ice-cold | |
| Douncing Buffer | 200 μL of 0.4% DNaseI in 50 mL of DPBS++ | Use when ice-cold | |
| Panning Buffer | 2 mg/mL of peptone from milk solids in DPBS++ | ||
| Microglia Growth Medium (MGM) | DMEM/F12 containing 100 units/mL penicillin, 100 μg/mL streptomycin, 2 mM glutamine, 5 μg/mL N-acetyl cysteine, 5 μg/mL insulin, 100 μg/mL apo-transferrin, and 100 ng/mL sodium selenite | Use ice-cold MGM to pan microglia off of immnopanning dish. | |
| Collagen IV Coating | MGM containing 2 μg/mL collagen IV | ||
| Myelin Seperation Buffer | 9 mL Percoll PLUS, 1 mL 10x PBS without Ca++ and Mg++, 9 μL 1 M CaCl2, 5 μL 1 M MgCl2 | Mix well after the addition of CaCl2 and MgCl2 | |
| TGF-b2/IL-34/Cholesterol containing growth media (TIC) | MGM containing human 2 ng/mL TGF-b2, 100 ng/mL murine IL-34, 1.5 μg/mL ovine wool cholesterol, 10 μg/mL heparan sulfate, 0.1 μg/ml oleic acid, and 0.001 μg/ml gondoic acid | Make sure to add cholesterol to media warmed to 37 °C and do not add more than 1.5 μg/mL or it will precipitate out. Do not filter cholesterol-containing media. Equilibrate TIC media with 10% CO2 for 30 min- 1 hr before adding to cells to insure optimal pH. |
Riferimenti
- Michaelis, S., Wegener, J., Robelek, R. Label-free monitoring of cell-based assays: Combining impedance analysis with SPR for multiparametric cell profiling. Biosens. Bioelectron. 49, 63-70 (2013).
- Hillger, J. M., et al. Whole-cell biosensor for label-free detection of GPCR-mediated drug responses in personal cell lines. Biosens. Bioelectron. 74, 233-242 (2015).
- Atienzar, F. A., et al. The use of real-time cell analyzer technology in drug discovery: defining optimal cell culture conditions and assay reproducibility with different adherent cellular models. J. Biomol. Screen. 16 (6), 575-587 (2011).
- Chen, H., et al. Label-free luminescent mesoporous silica nanoparticles for imaging and drug delivery. Theranostics. 3 (9), 650-657 (2013).
- Gao, Z., et al. Silicon Nanowire Arrays for Label-Free Detection of DNA. Anal. Chem. 79 (9), 3291-3297 (2007).
- Giaever, I., Keese, C. A morphological biosensor for mammalian cells. Nature. 366 (6455), 591-592 (1993).
- Xiao, C., Lachance, B., Sunahara, G., Luong, J. H. T. Assessment of cytotoxicity using electric cell-substrate impedance sensing: concentration and time response function approach. Anal. Chem. 74 (22), 5748-5753 (2002).
- Xiao, C., Lachance, B., Sunahara, G., Luong, J. H. T. An in-depth analysis of electric cell-substrate impedance sensing to study the attachment and spreading of mammalian cells. Anal. Chem. 74 (6), 1333-1339 (2002).
- Xing, J. Z., et al. Dynamic monitoring of cytotoxicity on microelectronic sensors. Chem. Res. Toxicol. 18 (2), 154-161 (2005).
- Abassi, Y. A., et al. Kinetic cell-based morphological screening: prediction of mechanism of compound action and off-target effects. Chem. Biol. 16 (7), 712-723 (2009).
- Urcan, E., et al. Real-time xCELLigence impedance analysis of the cytotoxicity of dental composite components on human gingival fibroblasts. Dent. Mater. 26 (1), 51-58 (2010).
- Atienza, J. M., Zhu, J., Wang, X., Xu, X., Abassi, Y. Dynamic monitoring of cell adhesion and spreading on microelectronic sensor arrays. J. Biomol. Screen. 10 (8), 795-805 (2005).
- Rahim, S., Uren, A. A Real-time Electrical Impedance Based Technique to Measure Invasion of Endothelial Cell Monolayer by Cancer Cells. J. Vis. Exp. (50), e2792 (2011).
- Moodley, K., Angel, C. E., Glass, M., Graham, E. S. Real-time profiling of NK cell killing of human astrocytes using xCELLigence technology. J. Neurosci. Meth. 200 (2), 173-180 (2011).
- Marinova, Z., Walitza, S., Grunblatt, E. Real-time impedance-based cell analyzer as a tool to delineate molecular pathways involved in neurotoxicity and neuroprotection in a neuronal cell line. J. Vis. Exp. (90), e51748 (2014).
- Chatelier, R. C., Gengenbach, T. R., Griesser, H. J., Brighamburke, M., Oshannessy, D. J. A general method to recondition and reuse Biacore sensor chips fouled with covalently immobilized protein/peptide. Anal. Biochem. 229 (1), 112-118 (1995).
- Vashist, S. K. A method for regenerating gold surface for prolonged reuse of gold-coated surface plasmon resonance chip. Anal. Biochem. 423 (1), 23-25 (2012).
- Nguyen, T. T., et al. A regenerative label-free fiber optic sensor using surface plasmon resonance for clinical diagnosis of fibrinogen. Int. J. Nanomed. 10, 155-163 (2015).
- Xu, Z., et al. A general method to regenerate arrayed gold microelectrodes for label-free cell assay. Anal. Biochem. 516, 57-60 (2017).
- Wang, H., et al. Three-dimensionally controllable synthesis of multichannel silica nanotubes and their application as dual drug carriers. ChemPlusChem. 80 (11), 1615-1623 (2015).
- Verrier, S., Notingher, I., Polak, J. M., Hench, L. L. In situ monitoring of cell death using Raman microspectroscopy. Biopolymers. 74 (1-2), 157-162 (2004).
- Keighley, S. D., Li, P., Estrela, P., Migliorato, P. Optimization of DNA immobilization on gold electrodes for label-free detection by electrochemical impedance spectroscopy. Biosens. Bioelectron. 23 (8), 1291-1297 (2008).
- Kandimalla, V. B., et al. Regeneration of ethyl parathion antibodies for repeated use in immunosensor: a study on dissociation of antigens from antibodies. Biosens. Bioelectron. 20 (4), 903-906 (2004).
- McGovern, J. P., Shih, W. Y., Shih, W. H. In situ detection of Bacillus anthracis spores using fully submersible, self-exciting, self-sensing PMN-PT/Sn piezoelectric microcantilevers. Analyst. 132 (8), 777-783 (2007).
- Loo, L., et al. A rapid method to regenerate piezoelectric microcantilever sensors (PEMS). Sensors. 11 (5), 5520-5528 (2011).
- Fischer, L. M., et al. Gold cleaning methods for electrochemical detection applications. Microelectron. Eng. 86 (4-6), 1282-1285 (2009).
