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Articles by Andrea M. Armani in JoVE

 JoVE Applied Physics

실리카 초고 품질 팩터 Microresonators의 제작


JoVE 4164 7/02/2012

1Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Southern California, 2Department of Electrical Engineering-Electrophysics, University of Southern California

우리는 자유 서 microspheres 및 온칩 microtoroids 포함한 실리카 공진 충치를 조작하는 이산화탄소 레이저 reflow 기법의 사용을 설명합니다. reflow 메서드는 두 장치 사이 긴 광자 수명 있도록, 표면 결함을 제거합니다. 그 결과 디바이스는 통신에서 biodetection에 이르기까지 애플 리케이션을 가능하게, 초고 품질 요인이 있습니다.

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레이블 없는 생물 및 화학 센서입니다

매우 민감한, 레이블 없는 biodetection 메서드에 기초 연구 및 의료 진단 분야에 응용 프로그램. 따라서, 새로운 전달 방법의 개발 및 기존 방법의 개선이 분야 크게 영향 것 이다. Biosensors 및 그들의 성능을 관리 하는 중요 한 파라미터 종류의 간략 한 개요를 받게 됩니다. 또한, 광학 장치, 장치 특이성 및 샘플 제공을 개선 하기 위해 유체 기술을 증가 표면 기능화 방법의 더 많은 대 한 자세한 내용은 검토 하 게 됩니다.

Microtoroidal 광학 공 진 기에 대 한 Bioconjugation 전략입니다

높은 감도 및 특이성 biosensors 레이블 없는 개발 항 원, 박테리아, 바이러스 등의 신속 하 고 실시간 감지는 필요한 의료 진단 및 환경 모니터링에 대 한 중요 한 관심의 이다. 그들의 낮은 광 손실 로부터 발생 하는 매우 높은 감도가지고 광 공 진 소자 감지 응용 프로그램을 고유 하 게 적합 하다. 그러나,이 지역에 이전 연구 노력 자체 센서의 개발에 집중 했다. 장치 감도 센서의 중요 한 특징은, 특이성은는 동등 하 게, 그렇지 않으면 더 많은, 중요 한 성능 매개 변수. 따라서, 또한 소자의 감지 기능 또는 광학 특성을 유지 하는 공유 표면 기능화 프로세스 개발이 결정적 이다. 여기에, 그들의 광학 성능에 부정적인 영향을 미치는 하지 않고 광학 microcavities에 특이성을 얻으며 손쉬운 방법을 보여 줍니다. 이 방식에서는 우리가 선택적으로 functionalize와 biotin, 실리 카 microtoroids의 표면 아민 종료 실 란 커플링 에이전트를 사용 하 여 링커로. 이 소자의 표면 화학 x-선 광전자 분광학, 형광 및 광학 현미경을 사용 하 여 보여 줍니다. 표면 기능성된 소자의 품질 요소는 또한 화학 방법 장치 감도에 미치는 영향을 확인 하려면 특징입니다. 결과 장치 microstructural 손상 된 균일 한 표면 검사를 표시 합니다. 이 작품 physisorption 기반의 bioconjugation microtoroidal 광학 공 진 기의 첫 번째 예제 중 하나를 나타냅니다.

Microcavity 광 Biosensors 재활용

광 biosensors 의료 진단, 환경 모니터링, 식품 안전 평가에서 상업용 응용 프로그램에 대 한 엄청난 잠재력을가지고 있습니다. 이러한 애플리케이션에서 센서 재사용 비용을 줄이기 위해 바람직합니다. 이를 위해 가혹한, 습식 화학 치료 일반적으로 감소 센서 성능 및 인식 moiety와 광학 변환기의 저하로 인해 노이즈가 증가에 따른 센서에서 표면 화학을 제거 해야 합니다. 현재 작업에서 O <sub>2</sub> 플라즈마 처리에 따라 대체, 드라이 화학 메서드를 사용 하는 것이 좋습니다. 이 방식은 기판 기반의 광 센서의 일반적인 제조와 호환입니다. 이 치료는 완전히 인식 moiety를 새로운 인식 요소와 새로 변환기 표면 고 재활용 될 센서 활성화를 제거 합니다.

바인딩 속도 론 속삭이는 갤러리 모드 Microcavities를 사용 하 여의 결정

실리 카 광 microcavity 센서 바인딩 쌍, 분자 상호 작용 이해에 근본적인 운동 평가에 큰 약속을 보여줍니다. 여기, 우리가 개발 하 고 bioconjugated 실리 카 microsphere 공명 기, biotin streptavidin 시스템의 바인딩 속도 론 연구를 기반으로 새로운 플랫폼을 보여 줍니다. 우리 광학 성능을 특성화 표면, biotin의 공유 첨부 파일을 확인 하 고 streptavidin 검출 실험을 수행. 우리 갤러리 모드 공 진 기 분리의 결정에 위 스퍼 링의 잠재력은 이전에 게시 된 값이 있는 좋은 계약에서 바인딩 쌍의 일정 표시 하는 검색 데이터의 예비 운동 분석을 수행 합니다.

통합 광학 장치와 Polyisobutylene Ultrathin 영화의 열 광학 계수 측정

전송 손실과 열 광학 계수 등 고분자 재료의 광학 속성 나노기술에서 자동차 및 우주 항공 산업에 이르기까지 다양 한 응용 프로그램에 그들의 유틸리티를 확인 합니다. 그러나, 고분자의 물성에 넓은 다양성 때문에 많은 되지 기존의 기법;를 사용 하 여 특성에 적합 결과적으로, 그들의 광학 특성을 알 수 있습니다. 이러한 한 폴리머 polyisobutylene 실내 온도에서 점성 이며 따라서 호환 되지 않는 기존의 전송 손실과 열 광학 계수 특성 분석 기술 연락처 측정에 의존 하기 때문에 이다. 이 극복 하기 위해 재료의 광학 동작을 연구 하는 사라져가 파도에 의존 하는 통합된, microscale 광학 센서를 개발 했습니다. 이 장치를 사용 하 여, 우리가 성공적으로 굴절률, 전송 손실과 polyisobutylene ultrathin 영화의 열 광학 계수 결정. 영화는 스핀 코팅 또는 표면 시작 양이온 합,이 방법의 유연성을 보여주는 중 하나를 사용 하 여 센서의 실리 카 표면에 입금 됩니다.

등방성 실리콘 Etchants를 사용 하 여 Si 기반 바이오 센서 표면의 선택적 패터 닝

고감도, 레이블 없는 biosensors 의료 진단 분야에 엄청난 영향을 미칠 가능성이 있다. 대부분 이러한 Si 기반 통합된 디바이스의 특정 biodetection을 수행 하려면 대상 ligand와 표면 functionalize 필요는. 이 위해 실 란 커플링 에이전트 대상 리간드 무력화 통용 된다. 그러나,이 메서드는 일반적으로 바람직하지 않다 전체 장치 표면 bioconjugation 발생 합니다. 이 효과 대 한 보상, 연구원은 센서 표면의 선택적 패터 닝 결과 복잡 한 차단 전략을 개발 했다. 최근, 실 란 커플링 에이전트 biomolecules 실리 카 원환형 biosensors 실리콘 웨이퍼에 통합의 표면에 연결 사용 했다. 흥미롭게도, 실리 카 바이오 센서 표면 활용 했다. 여기, 우리가 가설 선택적 패터 닝이 발생 하는 이유. 특히, 실리콘 현상 (크 세 논 difluoride)는 바이오 센서의 제조에 사용 되는 silane 커플링 내부 실리콘 웨이퍼에 첨부 파일의 효율성을 줄일 것으로 보인다. 이러한 결과는 보다 쉽게 따라서 바이오 센서 장치 성능을 향상 그들의 센서 표면 bioconjugation 제어를 미래 연구자 수 있게 된다.

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