Understanding brain disorders using three-dimensional cellular assembly called organoid is actively researched because of organoid’s functional advantages over two-dimensional cell culture model and animal model. Because of organoid’s structural uniqueness, specialized sensor platform was required. We present a miniaturized transparent dopamine sensor platform able to monitor dopamine secretion from mid-brain organoid and imaging through transparent electrode. The miniaturization of 3-electrode system of the sensor was achieved using the micro-electromechanical system (MEMS) technology and biocompatible polydimethylsiloxane (PDMS) chambers with an equivalent size of the commercial well plate. The transparency was achieved using nanosphere lithography on working electrode. The dopamine released from mid-brain organoid using sensor platform was detected with different concentrations. This novel, simple, inexpensive and time-saying transparent dopamine sensor platform allows for detection of dopamine and imaging simultaneously.
기존에 사용되던 이차원 세포 모델이나 동물 모델과 차별화된 기능적인 장점을 가지는 삼차원 세포 집합체, 즉 오가노이드가 다양한 뇌 질환에 대한 이해와 분석을 위해 활발히 연구되고 있다. 이에 따라 구조적인 특이성을 가지는 오가노이드를 분석하기에 적합한 센서의 형태 역시 변화하여 발달하였다. 본 연구에서는 중뇌 유사체에서 분비되는 도파민을 측정하고 동시에 이미징이 가능한 소형화된 투명 도파민 센서 플랫폼을 제작하였다. 마이크로 전자기계시스템 (micro-electromechanical system, MEMS) 기술을 활용해 제작된 소형화 3-전극에 생체 친화적 물질인 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS)로 제작된 챔버를 부착하여 도파민 센서 플랫폼을 제작하였다. 이 때 작업전극은 나노구 리소그래피 (nanosphere lithography) 방법을 사용하여 투명하게 제작할 수 있었다. 제작된 도파민 센서 플랫폼은 중뇌 유사체에서 분비된 서로 다른 농도의 도파민이 측정되는 것을 확인하였다.
