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電気化学バイオリソグラフィー技術を搭載した原子間力顕微鏡(AFM)システムを用いて、単一細胞のパターニングを検討した。まず、ヘパリンをコートした基板近傍で、先端に電極を造り込んだAFMプローブを用いて次亜臭素酸を電解生成し、ヘパリン膜を局所的に脱着させた。続いて、フィプロネクチン溶液を基板上に導入し、表面構造を観察したところ、ヘパリン膜の脱着領域にフィプロネクチンが吸着していることがわかった。さらに、この基板上で細胞を培養することで、フィプロネクチンのパターン上にのみ細胞が接着することを確認した。基板上に接着した細胞をAFMプローブで取り除いた後、接着領域のAFM像を取得すると、細胞の焦点接着斑に対応する表面構造が確認された。
当該システムを用いて、単一細胞レベルでのin-situパターニングを検討した。予め基板上にパターニングした単一細胞の近傍に、電圧を印加したプローブをスキャンすることで、接着領域を追加した。培養を続けると、当該領域にのみ細胞の伸展が観察された。この結果から、当該システムは、細胞に深刻なダメージを与えることなく、サブセルラーレベルでの細胞伸展方向の制御が可能であることが示された。既に、マルチ細胞アレイ作製における電気化学バイオリソグラフィー技術の有用性は確認しており、当該システムは、各細胞の伸展方向を制御することで、基板上にヘテロタイプの細胞ネットワークを構築するのに有用であると期待される。
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