본 연구는 표면에 세포를 부착하는데 있어서, 다양한 기판 표면에 보편적인 플랫폼으로써 적용될 수 있는 세포 부착을 위한 기능성 표면의 제작 기술 및 이를 이용한 세포의 선택적인 고정과 편리한 세포 패터닝의 방법을 보여주었다. 세포 부착에 적합한 기능성 표면의 제작은 산소 플라즈마 처리를 이용한 다양한 기판의(유리, PMMA, PS, PDMS) 표면 활성화 및 상반되는 고분자 전해질의(PAH, PDAC, PSS, PAA) 정전기적 인력을 통한 증착으로 이루어진 다층의 고분자 전해질 층을 통해 제작될 수 있었다. 또한, 고분자 전해질로 증착된 표면 위로 마이크로 몰딩 인 케필러리 방법을 사용하여 PEG 마이크로 구조물을 제작함으로써 세포의 선택적인 고정이 이루어질 수 있었다. 다층의 고분자 전해질로 증착된 표면은 세포와의 강한 정전기적 인력으로 세포 부착에 유리한 표면을 제공하였다. 반면에, 제작된 PEG_x000D_ 마이크로 구조물은 물리적, 생물학적인 장애물의 역할로써 세포의 비 특이적인 흡착을 방지하였다. 세포 부착을 위한 기능성 표면을 제작하는 동안 표면의 특성은 접촉각 측정을 통해 이루어 졌다. 다양한 기판 상에서 개질된 표면은 세포 부착을 위한 적합한 환경의 제공과 함께 세포의 마이크로 패터닝 기술에서 높은 수율의 세포 패터닝을 제공한다. 상기의 제안된 세포 부착을 위한 기능성 표면 제작 기술 방법은 제작 과정이 매우 간단하고, 편리하여 손쉽게 구현이 가능하며, 제작 공정에서 어떠한 해로운 용매도 사용하지 않기 때문에 친환경적이다. 또한, 이를 이용하여 세포를 이용하는 바이오 칩 및 바이오 센서, 세포를 기반으로 하는 시스템 등에서 기본이 되는 기술로 사용될 수 있는 넓은 응용 범위를 갖는다.

In this study, we presented rapid and simple fabrication method of functionalized surface on various substrates as a universal platform for the selective immobilization of cells. The functionalized surface was achieved by using deposition of polyelectrolyte such as poly(allyamine hydrochloride) (PAH), poly(diallyldimethyl ammonium chloride) (PDAC), poly(4-ammonium styrene sulfonic acid) (PSS), poly(acrylic acid) (PAA) and fabrication of poly(ethylene glycol) (PEG) microstructure through micro-molding in capillaries (MIMIC) technique on each glass, poly(methyl methacrylate) (PMMA), polystyrene (PS) and poly(dimethyl siloxane) (PDMS) substrate. The polyelectrolyte multilayer provides adhesion force via strong electrostatic attraction between cell and surface. On the other hand, PEG microstructures_x000D_ also lead to prevent non-specific binding of cells because of physical and biological barrier. The characteristic of each modified surface was examined by using static contact angle measurement. The modified surface onto several substrates provides appropriate environment for cellular adhesion, which is essential technology for cell patterning with high yield and viability in the micropatterning technology. The proposed method is reproducible, convenient and rapid._x000D_ In addition, the fabrication process is environmentally friendly process due to the no use of harsh solvent. It can be applied to the fabrication of biological sensor, biomolecules patterning, microelectronics devices, screening system, and study of cell-surface interaction.

Surface Modification Cell Immobilization Micro-molding In Capillaries Polyelectrolyte Multilayer

Park HG, Ji HS, Yim SC, Chang HN, HWAHAK KONGHAK, 40(3), 281 (2002)
Kimberly LC, Gary SS, Curr. Opin. Biotechnol., 14, 311 (2003)
Park HK, Chung BH, Korean Chem. Eng. Res., 44(1), 10 (2006)
Lee CS, Lee SH, Kim YG, Lee JH, Kim YK, Kim BG, Biosens. Bioelectron., 22, 891 (2007)
Willner II, Katz E, Angew. Chem. -Int. Edit., 39, 1180 (2000)
Choi JW, Lee BH, Korean Chem. Eng. Res., 44(1), 1 (2006)
Wang C, Yap FL, Zhang Y, Colloid Surf. BBiointerfaces, 46, 255 (2005)
Lee CS, Lee SH, Park SS, Kim YK, Kim BG, Biosens. Bioelectron., 18, 437 (2003)
Falconnet D, Csucs G, Grandin HM, Textor M, Biomaterials, 27, 3044 (2006)
Reyes DR, Perruccio EM, Becerra SP, Locascio LE, Gaitan M, Langmuir, 20(20), 8805 (2004)
Boura C, Muller S, Vautier D, Dumas D, Schaaf P, Claude VJ, Francois SJ, Menu P, Biomaterials, 26, 4568 (2005)
Chaudhury MK, Biosen. Bioelectron., 10, 785 (1995)
Whitesides GM, Ostuni E, Takayama S, Jiang X, Ingber DE, Annu. Rev. Biomed. Eng., 3, 335 (2001)
Schuy S, Janshoff A, J. Colloid Interface Sci., 295(1), 93 (2006)
Yoo PJ, Lee S, Park M, Kwon SJ, Kang H, Lee HH, HWAHAK KONGHAK, 41(1), 1 (2003)
Lee KB, Kim DJ, Yoon KR, Kim Y, Choi IS, Korean J. Chem. Eng., 20(5), 956 (2003)
Suh KY, Jeong HE, Park JW, Lee SH, Kim JK, Korean J. Chem. Eng., 23(4), 678 (2006)
Shim HW, Lee JH, Hwang TS, Rhee YW, Bae YM, Choi JS, Han J, Lee CS, Biosens. Bioelectron., 22, 3188 (2007)
Porcel C, Lavalle P, Decher G, Senger B, Voegel JC, Schaaf P, Langmuir, 23(4), 1898 (2007)
Schonhoff M, Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 8, 86 (2003)
Cho J, Kim S, Char K, Korean J. Chem. Eng., 20(1), 174 (2003)
Jung DY, J. Korean Ind. Eng. Chem., 11(5), 451 (2000)
Shim HW, Lee JH, Lee CS, Korean J. Biotechnol. Bioeng., 21, 273 (2006)
Razatos A, Ong YL, Sharma MM, Georgiou G, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 95, 11059 (1998)
Vigeant MA, Ford RM, Appl. Environ. Microbiol., 63, 3474 (1997)