Micropatrones moleculares: fabricación y caracterización mediante microscopías avanzadas

VON BILDERLING, CATALINA; MARCHI, M. CLAUDIA; DOUNA, VANESA; PRUDKIN SILVA, CECILIA; PIETRASANTA, LÍA

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; 2do Congreso Argentino de Microscopía; 2012

Sociedad Argentina de Microscopía

Las técnicas para la localización controlada de moléculas sobre superficies sólidas a escala micrométrica resultan de gran interés, en particular para el estudio de procesos biológicos. Como ejemplo, micropatrones proteicos han sido utilizados como sustratos inteligentes para el estudio de la adhesión celular, dado que se ha encontrado que la misma es muy sensible a la densidad y la química de los ligandos en la superficie, así como a la geometría del micropatrón y la rigidez del sustrato [1]. Las técnicas de litografía permiten fabricar sustratos con micropatrones específicos de moléculas, logrando un preciso control de la estructura molecular de las superficies. En particular, las monocapas autoensambladas de alcanotioles en oro son muy utilizadas en este tipo de técnicas dado que logran fácilmente un refinado control de la bioquímica de los sustratos [2]. En este trabajo describimos dos técnicas de fabricación de sustratos con micropatrones moleculares derivadas de la Litografía por Haz de Electrones (EBL): litografía directa del arreglo sobre sustratos de oro modificados con alcanotioles, y litografía a través de sellos blandos por impresión por microcontacto (µCP) [3]. Mediante EBL directa obtuvimos sobre sustratos de oro patrones de los tioles dodecanotiol (DODE), cuyo extremo es un grupo metilo, y ácido 11-mercaptoundecanoico (MUA), cuyo extremo es un grupo carboxilo. En la Figura 1 a-b presentamos una micrografía de este tipo de patrones realizada mediante Microscopía de Fuerza Atómica (AFM). Mediante AFM tmbién caracterizamos las fuerzas de interacción entre grupos metilo y grupos carboxilo, utilizando para ello sensores de fuerza cubiertos de oro modificados específicamente con los mismos tioles. Los valores medios obtenidos para las interacciones metilo-metilo y carboxilo-carboxilo son del orden de algunos nN, en acuerdo con los encontrados en la literatura [2]. En la Figura 1 c presentamos el histograma de fuerzas para la interacción MUA-MUA. La técnica de µCP consiste en la transferencia de moléculas desde un sello blando hacia un sustrato sólido por contacto entre ellos. Para la construcción de los sellos blandos, fabricamos una matriz de patrones micrométricos mediante EBL sobre un sustrato de silicio recubierto por una película de PMMA (polimetilmetacrilato). Mediante spin-coating obtuvimos películas delgadas de PMMA de diferentes espesores, caracterizados por Microscopía de Fuerza Atómica (AFM), para lograr un control adecuado en la profundidad de la matriz. Optimizamos también la geometría de los patrones y los parámetros de la escritura por EBL. A partir de esta matriz, elaboramos los sellos blandos por moldeado del elastómero PDMS (polidimetilsiloxano). Presentamos dos estrategias para la impresión de proteínas con los sellos obtenidos: por microcontacto directo sobre vidrio o a través de moléculas funcionalizadas con un tiol sobre sustratos de oro. Para la proteína estreptavidina, evaluamos la calidad de los patrones resultantes en términos de homogeneidad y geometría mediante AFM y Microscopía Confocal de Fluorescencia. En la Figura 1 d-f mostramos algunos de los patrones obtenidos. Referencias [1] Huang, J. et al., J. P. Nano Lett. 2009, vol.9, p.1111. [2] C. D. Frisbie et al., Science 1994 vol 265, p.2071. [2] Ostuni E. et al., Methods Mol. Biol. 2009, vol.522, p.183.