Система друку для друку мікроструктурованих білкових малюнків на великих плівкових підкладках - LABO
Мікроконтактний друк
Білки з рулету
Для того, щоб сприятливо впливати на ріст, культивовані страви з білковим покриттям все частіше використовуються при вирощуванні клітин. Вчені розробили систему, за допомогою якої білкові візерунки можна друкувати на плівці за допомогою процесу рулону. Таким чином, велика кількість предметів може бути вироблена рентабельно та ефективно.
Клітини є найменшим живим будівельним елементом організму, а отже, також затребуваним «матеріалом» для біомедичних досліджень: Як компонент біосенсорів, вони використовуються в діагностиці, розробці лікарських засобів або аналізі довкілля. Усі ці сфери можна вдосконалити вирощуванням клітин - на користь споживача.
Однак штучно вирощувати клітини в лабораторії, оскільки вони зустрічаються в природі в організмах людини, тварин або рослин, не так просто. Оскільки клітини також здатні сприймати навколишнє середовище - а “чуже” середовище може призвести, наприклад, до зміни форми чи поведінки. Однак це означає, що клітинні культури втрачають свою інформативну цінність. "Це все одно, що намагатися проаналізувати типову поведінку мешканців міста і піддавати їх пустелі", - каже доктор. Томас Велтен з Інституту біомедичних технологій ім. Фраунгофера в Сент-Інгберті.
Компанії до статті
Теми в статті
Контрзаходи можна вжити, покриваючи субстрат, наприклад, дно посуду для культури, білками - це змушує клітини почуватися більш «як вдома». Однак у всіх попередніх методів є недоліки. Наприклад, із спіновим покриттям крапля білкової рідини поміщається в середину субстрату і розподіляється на поверхні в своєрідному відцентровому процесі: "Значна частина рідини закінчується поза субстратом і втрачається невикористаною", пояснює Велтен. З мікроконтактним друком все інакше: тут на субстраті друкуються дрібні білкові структури в мікрометрі. Це не тільки забезпечує більшу економію ресурсів, але й має ту перевагу, що дозволяє створювати дуже тонкі білкові структури, до яких клітини вирівнюються. Таким чином ви можете керувати розташуванням клітин цілеспрямовано. Однак процес є занадто складним і дорогим для великомасштабних, недорогих програм, як того вимагає біотехнологія.
Чорнила, що не містять розчинників
Тому вчені компанії Fraunhofer IBMT йдуть новим шляхом: спільно з компанією SAUERESSIG вони розробили систему друку в рулоні, в якій мікроструктуровані білкові малюнки можна застосовувати до великих плівкових субстратів. Техніка рулону до рулону є загальноприйнятим способом обробки великих площ швидко і недорого. Подібно до друку газет, підкладку спочатку намотують на рулон. На протилежному боці є порожній рулон. У проміжку між ними відбуваються процеси друку, причому підкладка намотується на порожній рулон з іншого боку.
Однак процес не можна просто перенести один на один для застосування в біотехнології. Наприклад, стандартне чорнило, що використовується як носій для друку, непридатне. “До фарби часто додають розчинники для швидкого висихання. Однак вони руйнують білки », - пояснює Велтен. Тому експерти IBMT розробили нову, спеціальну білкову фарбу. Вони також повинні були забезпечити, щоб інші використовувані матеріали, такі як плівковий субстрат, також були біосумісними.
Партнери проекту вже змогли успішно культивувати різні типи клітин на перших субстратах, покритих новою системою. Система виробництва демонстраторів тепер також доступна для розробки певних процесів друку. В даний час максимальна ширина плівки становить 30 см. Найменші структури для друку знаходяться в діапазоні від 10 до 20 мкм.
Далі Велтен та його команда також хочуть надрукувати струмопровідні структури в процесі рулону і комбінувати їх та поєднувати з білковими малюнками. "Це має дати можливість у довгостроковій перспективі виготовляти цілісні біосенсори за допомогою процесу друку", - говорить Велтен. Вчені вже розглядають конкретні програми: У двох поточних дослідницьких проектах вони працюють над датчиками для перевірки антивірусних речовин та над економічно ефективною системою аналізу фольги - експерти називають її лабораторією на фользі - для використання на місці. -Вимірювання маркера цукру в крові.