【PLOS ONE】Dynamic inking of large-scale stamps for multiplexed microcontact printing and fabrication of cell microarrays
大面积印章动态上墨技术用于多重微接触印刷和细胞微阵列制备

 研 究 背 景 

传统微接触印刷是制备微米、纳米级生物分子图案的通用软光刻技术。然而，该技术难以实现高重复性、高均一性的大面积规模化印刷。在细胞微阵列芯片制备时，基底表面需要打印纤连蛋白等细胞外基质，以引导细胞定点黏附，但传统方法无法在大面积基底上均匀地蘸取多种生物墨水，单次通常仅能印刷一种蛋白，不能满足细胞芯片的多组分要求。

本文采用微流控动态上墨方式，结合磁性材料印章，提升了打印稳定性和均一性，可单次转印三种不同的细胞黏附蛋白。通过 InnoScan 1100 AL 微阵列生物芯片扫描分析仪，对蛋白点印图案和细胞微阵列进行荧光信号扫描与定量分析，验证了已构建的打印平台的可靠性和可行性。

作者单位：法国图卢兹大学

期刊：PLOS ONE

发表年份：2018年

研究对象：Cy 3/Cy 5 标记的链霉亲和素、纤连蛋白及 PC3-GFP 前列腺癌细胞

扫描分析仪：InnoScan 1100 AL 微阵列生物芯片扫描分析仪

 研 究 方 法 

本文设计了多通道集成微流控芯片，可在同一印章上分别加载不同的生物墨水，单次印刷生成多组分复合图案，并通过蛋白微阵列芯片和细胞微阵列进行验证。首先，将 Cy 3/Cy 5 标记的链霉亲和素及纤连蛋白通过微流控通道加载至磁性硅橡胶（PDMS）表面，再利用磁力将蛋白转印至经等离子体处理的玻片表面。完成后，使用InnoScan 1100 AL 微阵列生物芯片扫描分析仪进行荧光数据采集和分析，比较微流控上样与传统滴液上样的结果均一性。

蛋白芯片结果显示：玻片不同位置的蛋白图案信号均匀稳定，微流控上样所需样品量低于传统滴液上样。此外，还制备了多重蛋白图案（圆形、矩形、三角形）进一步验证，在 532 nm 和 635 nm 下采集荧光信号（图1左），点样结果均一性良好；且不同蛋白浓度下荧光信号强弱区分明显（图1右）。

图1：A，大面积单一蛋白图案扫描；B，大面积多重蛋白图案扫描。InnoScan 对不同图案、不同荧光通道和不同蛋白浓度的信号采集。

细胞芯片结果显示：细胞可沿三角形、方形、圆点和线形图案选择性黏附，黏附率分别约为 75%、85%、91% 和 99%。细胞局部形态通过共聚焦显微镜观察，大面积细胞微阵列则通过 InnoScan 1100 AL 在 532 nm 通道下扫描分析（图2B）。

图2：细胞微阵列的制备与细胞黏附结果。A为纤连蛋白图案打印、防黏附处理及细胞接种流程；B为 PC3-GFP 细胞在不同形状纤连蛋白图案上的选择性黏附及形态结果。

  研 究 结 论 

本研究解决了传统微接触印刷大面积上墨不均一、无法一步制备多组分蛋白图案的问题，构建了低成本的可规模化的细胞微阵列制备技术平台，助力高通量药物筛选与细胞微环境机制研究。

原文链接：https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202531

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