Waiting
登录处理中...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

Fabricera reaktiva ytor med borsta-gillar och tvärbundna filmer av Azlactone-Functionalized Block sampolymerer

Published: June 30, 2018 doi: 10.3791/57562
Automatic Translation
1, 1, 2, 1
1Chemical Engineering Department, Kansas State University, 2Center for Nanophase Materials Sciences, Oak Ridge National Laboratory

Summary

Yta framställningsmetoder för mönstrade nedfall av nanometer tjock borstar eller micron tjock, tvärbundna filmer av en samtidig azlactone blockpolymer redovisas. Kritiska experimentella steg, representativa resultat och begränsningar av varje metod diskuteras. Dessa metoder är användbara för att skapa funktionella gränssnitt med skräddarsydda fysiska funktioner och avstämbara ytan reaktivitet.

Abstract

I detta papper, framställningsmetoder som genererar nya ytor med den azlactone-baserade block kopolymer, poly (följande form) -block- poly (vinyl dimetyl azlactone) (PGMA -b- PVDMA), presenteras. På grund av höga reaktivitet av azlactone grupper mot amine och thiol hydroxylgrupper, kan PGMA -b- PVDMA ytor ändras med sekundära molekyler att skapa kemiskt eller biologiskt functionalized gränssnitt för en mängd tillämpningar. Tidigare rapporter av mönstrade PGMA -b- PVDMA gränssnitt har använt traditionella uppifrån mallning tekniker som genererar icke-enhetlig filmer och dåligt kontrollerad bakgrund kemiska sammansättningar. Här beskriver vi anpassade mallning tekniker som möjliggör exakt nedfall av mycket jämn PGMA -b- PVDMA filmar i bakgrunder som är kemiskt inert eller som har biomolecule-repellerande egenskaper. Ännu viktigare, är dessa metoder utformade för att insättning PGMA -b- PVDMA filmer på ett sätt som helt bevarar azlactone funktionalitet genom varje bearbetningssteg. Mönstrade filmer Visa välkontrollerade tjocklekar som motsvarar polymer borstar (~ 90 nm) eller till mycket tvärbundna strukturer (~ 1-10 μm). Penselmönster genereras med hjälp av antingen den parylene lyft eller gränssnitt regisserad montering metoder beskrivs och är användbara för exakt modulering av övergripande kemisk ytan reaktivitet genom att justera antingen PGMA -b- PVDMA mönster densitet eller den längden på blocket VDMA. Däremot tjockt, tvärbundna PGMA -b- PVDMA mönster erhålls med en anpassad tryckteknik micro-kontakt och erbjuder fördelen med högre lastning eller fångst av sekundära material på grund av högre yta till volym nyckeltal. Detaljerade experimentella steg, kritiska film karakteriseringar och felsökning guider för varje tillverkning metod diskuteras.

Introduction

Utveckla fabrication tekniker som möjliggör mångsidiga och exakt kontroll av kemiska och biologiska ytan funktionalitet är önskvärt för en mängd olika tillämpningar, från fångst av miljögifter till utveckling av nästa generations biosensorer, implantat och Vävnadsrekonstruktion enheter1,2. Funktionella polymerer är utmärkta material för tuning ytegenskaper via ”ympning från” eller ”ympning till” tekniker3. Dessa tillvägagångssätt möjliggör kontroll av ytan reaktivitet baserat på kemiska funktionaliteten i monomeren och molekylvikt av polymer4,5,6. Azlactone-baserade polymerer har studerats intensivt i detta sammanhang som azlactone grupper snabbt par med olika nukleofiler i ringa-öppning reaktioner. Detta inkluderar primära aminer, alkoholer, tioler och hydrazin grupper, vilket ger en mångsidig rutt för ytterligare ytan funktionalisering7,8. Azlactone-baserade Polymerplaster har varit anställda i olika miljömässiga och biologiska applikationer inklusive analyten fånga9,10, cell kultur6,11, och antifouling / anti självhäftande beläggningar12. I många biologiska applikationer är mönstring azlactone Polymerplaster på nano till mikrometer längdskalor önskvärt att underlätta fysisk kontroll av biomolecule presentation, cellulära interaktioner, eller att modulera Ytinteraktioner13, 14,15,16,17,18. Därför bör fabrication metoder utvecklas för att erbjuda hög mönster enhetlighet och välkontrollerade filmtjocklek, utan att kompromissa med kemiska funktionalitet19.

Nyligen, Lokitz et al. utvecklat en PGMA -b- PVDMA block sampolymer som kunde manipulera ytan reaktivitet. PGMA block par till oxid-uthärda ytbehandlar, vilket ger hög och avstämbara ytan tätheter av azlactone grupper20. Tidigare används rapporterade metoder för mönstring denna polymer för skapandet av biofunctional gränssnitt traditionella uppifrån photolithography metoder som genererade icke-enhetlig Polymerplaster med bakgrunden områden förorenade med restvärde fotoresist material, orsakar höga nivåer av icke-specifika kemiska och biologiska interaktioner21,22,23. Här, orsakade försök att passiverande bakgrund regioner korsreaktion med azlactone grupper, att äventyra polymer reaktivitet. Med tanke på dessa begränsningar, vi nyligen utvecklat tekniker för mönstring borste (~ 90 nm) eller mycket tvärbundna (~ 1-10 μm) filmar av PGMA -b- PVDMA in i kemiskt eller biologiskt inert bakgrunder på ett sätt som helt bevarar kemiskt funktionaliteten i de polymer24. Dessa presenteras metoder utnyttja parylene lyft, interface-regisserad montering (IDA) och anpassade microcontact trycktekniker (μCP). Mycket detaljerade experimentella metoder för dessa mönster metoder, samt kritisk film karakteriseringar och utmaningar och begränsningar som är associerade med varje teknik presenteras här i skriftliga och video format.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. PGMA -b- PVDMA syntes20

  1. Syntesen av PGMA makro-kedjan överföring agent (makro-CTA)
    1. Använd en 250 mL runda-botten reaktion flask utrustade med polytetrafluoreten-belagd magnetiska rör bar.
    2. Kombinera 14,2 g av följande GMA (142.18 g/mol) med 490.8 mg 2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate (CPDT) (346.63 g/mol), och 87,7 mg 2, 2 '-azobis (4-metoxi-2,4-dimetyl valeronitrile) (V-70) (308.43 g/mol) (molar förhållandet av CPDT: V-70 = 5:1), och bensen (100 mL) till luften gratis runda botten kolven.
    3. Degas reaktionsblandningen använder argon och rör i 30 min. Därefter sätta lösningen i en temperatur-kontrollerad oljebad vid 30 ° C och reagerar för 18 h.
      Obs: Riktade molekylvikten för det makro-CTA är 10 000 g/mol. 18 timmar var fast besluten att vara tid som krävs för att nå rimlig konvertering. Färgen av polymer lösningen är genomskinlig ljusgul.
    4. Efter 18 h, avsluta reaktionen genom att dränka rund botten kolven i vätska N2.
    5. Fällningen polymeren genom att hälla den ljusgul lösningen av polymer/bensen (~ 100 mL) i 400 mL hexan.
    6. Rör om blandningen för 5 min. fällningen kommer att avgöras på botten av bägaren och återvinns genom filtrering.
    7. Torka den förhastade övernattning under vakuum. Späd sedan ut det i 400 mL tetrahydrofuran (THF). Fällningen åter i hexan.
    8. Torka denna nya utfällning igen med argon över natten.
      Obs: Makro-CTA är ett fint gult pulver. Produkten avkastningen av reaktionen blir ~ 43,8%. Mn av det PGMA makro-CTA är 7,990 g/mol med en polydispertion (PDI) av 1.506 (MW = 12,030 g/mol).
  2. Syntesen av PGMA -b- PVDMA
    1. Fraktionellt destillera VDMA under reducerat tryck, och reservera den mellersta fraktionen (~ 70%) för användning.
      Obs: Detta krävs att ta bort polymerisation-hämmare. Destillationsapparaten är kopplad till en Schlenk raden och luft tätning ventilen öppnas delvis till dammsugaren. Minimal värme tillämpas med hjälp av en varistat och värme mantel tills VDMA monomeren börjar destillera över uppgå till 1 droppe per sekund.
    2. Kombinera 2-Vinyl-4,4-dimetyl azlactone (VDMA) (139.15 g/mol) monomeren (10.436 g) med PGMA-macroCTA (1.669 g), V-70 (14,5 mg; molar förhållandet av PGMA-macroCTA: V-70 = 3:1) och bensen (75,0 mL) i en enda-hals 250 mL runda-botten reaktion flask utrustad med en Teflonbelagd magnetiska rör bar.
      Obs: molekylvikt information, PVDMA: 139.15 g/mol, PGMA-macroCTA: 12,030 g/mol, bensen: 78.11 g/mol.
    3. Lufta blandningen med högrent argon och rör för 30 min, och sedan lägga i oljebad vid 32 ° C i 18 h.
    4. Avsluta reaktionen genom att dränka rund botten kolven i vätska N2.
    5. Fällningen polymeren tre gånger i hexan och torka den i rumstemperatur under vakuum.
    6. Karakterisera molekylvikt och PDI av produkten genom att använda storlek utslagning kromatografi (S) (se Tabell för material) enligt förfarandet i Lokitz et al. 20. Storlek utslagning kolonnen (S) är utrustad med tre PLgel 5 µm blandat-C kolumner (300 x 7,5 mm) i serien, en brytningsindex detektor (våglängd = 880 nm), en fotodiod array detektor, multi-vinkel ljusspridning (MALS) detektor (våglängd = 660 nm), och en viskometer (se Tabell för material).
      Obs: Alla experiment utförs i manuskriptet används produkten med PGMA och PVDMA block längder av 56 och 175, respektive. Molekylvikten för segmentsampolymerer var 37,620 g/mol och PDI var 1,16.

2. generering av Parylene Stencil mönster över kisel substrat

  1. Parylene beläggning
    1. Sonikera kiselskivor i 50% WT aceton i vatten i 5 min följt av ultraljudsbehandling i 50% WT isopropanol (IPA) i vatten i 5 min.
    2. Skölj kiselskivor med avjoniserat vatten (DI) vatten och föna med kvävgas.
    3. Sätta in 80 nm och 1 µm tjock parylene N på 4-tums kiselskivor använder en parylene bestrykare (se Tabell för material).
      Obs: Karakterisera tjockleken på parylene filmer genom att använda en yta profilometer (se Tabell för material).
      1. Kalibrera parylene filmtjocklek med parylene dimer massan för varje enskild parylene beläggningssystem.
        Obs: I det nuvarande systemet, ~ 80 mg och ~ 1000 mg parylene N dimer krävdes att få 80 nm och 1 µm skikttjocklek, respektive (baserat på kalibreringskurvan erhållits).
      2. Använd följande inställningar under drift av den parylene bestrykare: Tryck: 80 mTorr, längd: 1 h, ugnen temperatur: 690 ° C, spridare temperatur: 160 ° C.
  2. Photolithography
    1. Baka kex i en ugn vid 100 ° C i 20 min; Låt sedan wafers sitta för en annan 3 min i rumstemperatur.
      Obs: Ytterligare väntetid förbättrar vidhäftningen av fotoresist.
    2. Tillsätt 2 mL av positiv fotoresist (se Tabell av material) och fördela i mitten av parylene-belagd rånet. Spin rock wafers vid 3000 rpm för 30 s.
      Obs: Spin beläggning måste göras under huven.
    3. Vänta 1 minut, baka wafer på en värmeplatta vid 105 ° C i 1 min.
    4. Ladda photomasken i en mask alignment system (se Tabell för material). Exponera wafers för UV-ljus (λ = 325 nm) för 10 s med en dosering av 65 mJ/cm2.
    5. Låt wafers som sitter under en annan 5 minuter i rumstemperatur.
    6. Utveckla rån genom att dränka i developer (se Tabell för material) lösning för 2 min. Skölj wafers med avjoniserat vatten, och torka sedan med N2. Gör detta under huven.
      Obs: Efter att ha utvecklat, fotoresist visas helt borttagna från områden som utsätts för UV. Använd en optisk Mikroskop (se Tabell för material) för att verifiera wafers.
  3. Reactive ion etsning
    1. Använda ett reactive ion etsning (RIE) verktyg (se Tabell för material) till etch utvecklade wafers med syre plasma.
    2. Applicera en syre flöde av 50 cm3/min kammare trycket 20 mTorr.
    3. För en parylene filmtjocklek på 1 µm, använda RF 50 W och induktivt kopplad plasma (ICP) makt på 500 W för 100 s var att ta bort exponerade parylene från mönstrade områden. Detta motsvarade till en parylene etch hastighet av 1.0-1,15 µm/min.
    4. För en parylene tjocklek 80 nm, Använd RF 50 W och ICP makt på 200 W för 55 s för att ta bort exponerade parylene från mönstrade områden. Detta motsvarar en parylene etch hastighet av 570-620 nm/min.
      Obs: För effektiv parylene avlägsnande, fastställa parylene etch för varje RIE system.
    5. Inspektera etsade substrat med ett optiskt mikroskop. Kisel ytan visas glänsande efter parylene avlägsnas helt från utsatta regioner.
    6. Verifierar etch djup med hjälp av en surface profilometer (se Tabell för material).

3. Parylene lyft förfarande

  1. Beredning av polymerlösningar
    1. Upplösa PGMA -b- PVDMA i kloroform (1% wt.). Kloroform bör vara vattenfri att förhindra hydrolysis av azlactone grupper.
      Obs: Kloroform är rekommenderad lösningsmedlet eftersom det har en hög grad av löslighet för polymeren, vilket möjliggör mer enhetlig yta nedfall av enda polymern kedjar jämfört med andra organiska lösningsmedel25.
  2. Rengöring parylene stenciler med plasma renare
    1. Slå på huvudströmmen plasma renare (se Tabell av material) och sätta de parylene-coated underlag i plasma renare kammaren.
    2. Slå på vakuumpumpen och evakuera luften i kammaren tills tryckmätaren är mindre än 400 mTorr.
    3. Något öppna mätning ventilen och låt luften för att ange att plasma renare tills tryckmätaren visar 800-1000 mTorr.
    4. Välj RF med Hi-läge och exponera substratesna för 3 min.
    5. I slutet av processen, Stäng av RF-effekten och vakuumpump.
    6. Stäng av plasma renare och ta bort substratesna.
      Obs: Efter plasma rengöring, ytan visar hydrofil beteende (figur 1B). Vatten kontakt vinkel bare kisel ytor före och efter plasma rengöring är 27° ± 2° och 0°, respektive.
  3. Spin-beläggning av PGMA -b- PVDMA, glödgning och ultraljudsbehandling över parylene stenciler
    1. Omedelbart spinn-rocken substratesna med 100 µL av 1% WT PGMA -b- PVDMA i vattenfri kloroform vid 1500 rpm, för 15 s med en spin coater (se Tabell för material).
      Obs: Utföra spin-beläggning inom 1-2 s av pipettering polymer lösningen för att minimera film icke-enhetlig orsakas av snabba kloroform avdunstning.
    2. Glödga Polymerplaster vid 110 ° C i vakuumugn (se Tabell för material) för 18 h.
      Obs: Glödgning möjliggör polymer microphase segregation och ytan fastsättning av GMA blocket till den ytan26.
      1. Efter glödgning, karakterisera polymerbeläggning genom att mäta kontaktvinkel av substrat. Ytor Visa en kontaktvinkel 75° ± 1° (figur 1 c)20.
    3. Sonikera substratesna i 20 mL aceton eller kloroform för 10 min att ta bort parylene lagret och någon physisorbed polymer.
      Obs: Använd följande ultraljudsbehandling villkor: ultra sonic makt, 284 W; Frekvens, 40 kHz (se Tabell för material).
      Obs: Parylene kan också vara skalade av substratet genom att tillämpa en bit tejp vid kanten av substratet sedan dra tejpen bort27.
    4. Lagra substratesna under vakuum i exsickator tills karakterisering.

Figure 1
Figur 1: kontakta vinkel mätningar för behandlade kisel substrat. (A) Bare kisel, (B) Plasma-rengöras kisel, (C) Spin-belagd kisel med PGMA-b-PVDMA (efter glödgning och ultraljudsbehandling i kloroform). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

4. PGMA -b- PVDMA Interface-regisserad Monteringsprocedur

Obs: Denna procedur kan utföras på substrat som innehåller antingen en kemiskt inert (avsnitt 4.1), eller ett biologiskt inert bakgrund (avsnitt 4.2), beroende på applikation.

  1. Beredning av kemiskt inert bakgrund på kisel substrat
    1. Använda syre plasma renare att rensa bare kisel (avsnitt 3.2).
    2. Pipettera 100 µL av trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl) silan (TPS) på en petriskål och placera de kisel substratesna inuti vakuum exsickator bredvid petriskål.
    3. Tillämpa vakuum (-750 Torr) för 1 h för kemisk förångningsdeposition (CVD).
      FÖRSIKTIGHET: TPS är mycket giftigt och CVD processen bör utföras i dragskåp.
      Obs: Efter 1 h substratet visar hydrofoba beteende. En kontaktvinkel 109° ± 3° mäts vanligtvis efter CVD processen. Tjockleken på TPS filmen är 1,5 ± 0,5 nm.
      Obs: TPS blockerar reaktionen av de reaktiva ytan oxiden med PGMA -b- PVDMA.
    4. Coat wafers med parylene (1 µm tjocklek). Utföra photolithography och reactive ion etsning att generera parylene mönster (avsnitt 2) och till etch bort TPS lagret i utsatta regioner.
  2. Beredning av polyetylenglykol (PEG) bakgrund på kisel substrat.
    1. Använda syre plasma renare för 3 min att rengöra de kala kisel substratesna (avsnitt 3.2).
    2. Utföra CVD av TPS för 1 h (avsnitt 4.1.2).
    3. Fördjupa substrat i en 0,7% wt/v lösning av Pluronic F-127 i ultrarent vatten för 18 h att generera en PEG skikt på ytan28,29.
      Obs: Pluronic innehåller en hydrofoba polypropylen oxid (PPO) polymer block mellan två PEG kedjor. PPO blocket ankare polymeren till TPS ytan medan PEG kedjorna utsätts för lösning28.
    4. Tvätta och skölj substratet för 5 min med 100 mL av ultrarent vatten.
    5. Deponera 80 nm och 1 µm tjock parylene N på 4-tums kiselskivor använder en parylene bestrykare.
    6. Utföra photolithography och reactive ion etsning för att generera parylene mönster (avsnitt 2).
  3. Ultraljudsbehandling, spin-beläggning av PGMA -b- PVDMA polymer och glödgning av substrat
    1. Sonikera kemiskt inert (TPS) substrat (se avsnitt 4.1) eller PEG-funktionell substrat (se avsnitt 4.2) i 10 min i aceton till att ta bort parylene lagret.
    2. Spinn-rocken sonicated underlaget med 100 µL av 1% WT PGMA -b- PVDMA i vattenfri kloroform vid 1500 rpm för 15 s.
    3. Glödga Polymerplaster vid 110 ° C under vakuum för 18 h.
    4. Sonikera substratesna i aceton eller kloroform för 10 min att ta bort physisorbed polymer i bakgrunden regioner på ytan.
    5. Lagra substratesna i vakuum exsickator tills vidare användning.

5. custom PGMA -b- PVDMA Micro-kontakt utskrift (μCP)

  1. PDMS stämpel fabrication
    1. Fabricera kisel mästarna enligt standard photolithography förfarande30. Använda CVD processen (avsnitt 4.1.2) att sätta in anti självhäftande TPS på kisel mästarna.
      Obs: Kisel mögel bör behandlas med TPS första gången det används, och appliceras på nytt efter att det har använts 5 - 10 gånger.
    2. Utföra vanliga mjuka litografi metoder för tillverkning av stämplar (PDMS föregångare till bota agent massa förhållandet 10:1)31.
      Obs: Stämplar som används i denna studie består av micropillar matriser (diameter = 5-50 µm, höjd = 20 µm).
    3. Klipp ut en enda stämpel. Rengöra stämpeln av sonicating i 10 min i HCl (1 M), 5 min i aceton, följt av 5 min i etanol.
    4. Torka stämplarna i en varmluftsugn vid 80 ° C i 20 min att ta bort kvarvarande organiskt lösningsmedel.
  2. Microcontact utskrift av PGMA -b- PVDMA på kisel substrat
    1. Insättning TPS på ytan av PDMS stämplar använda CVD processen (avsnitt 4.1.2).
      Obs: TPS lagret används för att förhindra koppling av polymeren till stämpel ytan.
      Obs: Kontakt vinkel mätningar kan användas att karakterisera frimärken efter TPS adsorption, som visas i figur 2 (infälld A, B).
    2. Lös upp PGMA -b- PVDMA polymeren i vattenfri kloroform med en koncentration på 0,25-1% wt.
    3. Doppa stämplarna i 5 mL av polymer lösningen för 3 min.
    4. Plasma rengör 2 × 2 cm bare kisel substrat för 3 min till ren yta för koppling med PGMA block (avsnitt 3.2).
    5. Ta ut de polymerbelagda stämplarna från polymer lösningen.
      Obs: Stämplar måste användas för utskrift medan de är fortfarande blöta och ett lager av lösningen finns över dem.
    6. Inked stämpel direkt pålagd kisel substrat.
    7. Använd en manuell drill press utmärker (se Tabell för material) (figur 3) för att trycka de polymerbelagda stämplarna på kisel ytan att främja mönster överföring. Applicera omedelbart stämpeln på substratet (inom 1-2 s) efter att ha tagit ut de belagda stämplarna från polymer lösning.
      Obs: Både kisel och PDMS stämpeln kan placeras på dubbelhäftande tejp underlag att minimera PDMS stämpel deformation på grund av icke-enhetlig eller höga tryck stämpling32.
    8. Applicera conformal kontakt mellan polymer-inked stämpel och kisel substrat för 1 min. Använd beräknade trycket av 75 g/cm2(7,35 kPa) för att trycka.
    9. Försiktigt separera stämpeln från kisel ytan.
    10. Glödga de tryckta kisel substratesna omedelbart i vakuumugn vid 110 ° C i 18 h.
    11. Sonikera de tryckta kisel substratesna i aceton eller kloroform för 10 min att ta bort någon fysiskt adsorberat PGMA -b- PVDMA och sedan torka med N2.
      1. Utföra ytan karakterisering analys för både PDMS stämpel (efter utskrift steg) och tryckt-silicon (efter glödgning och ultraljudsbehandling steg) för att verifiera framgångsrik överföring av PGMA -b- PVDMA.
        Obs: Surface profilometer och försvagat totala reflektans Fourier-transform infraröd spektroskopi (ATR-FTIR) analys kan användas för att analysera tryckt-kisel substrat och PDMS stämpel, respektive.
    12. Lagra substratesna under vakuum i exsickator tills karakterisering.

Figure 2
Figur 2 : ATR-FTIR mätningar för behandlade PDMS frimärken (relativ intensitet). (Infälld A) Kontakta vinkel mätningar för bare PDMS stämpel. (Infälld B) Kontaktvinkel mätningar för TPS behandlas PDMS stämpel. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: Setup för μCP av PGMA -b- PVDMA lösningar på kisel substrat. Förfarandet omfattar användning av en (A) manuella drill press, (B) en TPS-functionalized PDMS stämpel belagd med polymer PGMA -b- PVDMA, (C) en plasma rengöras 2 × 2 cm kisel substrat och (D) dubbelhäftande tejp.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kontaktvinkel mätningar kan användas för att utvärdera funktionalisering av kisel med PGMA-b-PVDMA. Figur 1 illustrerar kontakt vinkeln av kisel substrat under de olika bearbetningsstegen. Hydrofil beteende av plasma rengöras kisel substrat visas i figur 1B. Kontakt vinkel efter polymer spin beläggning och glödgning är 75° ± 1°(figur 1C) , vilket är förenligt med de värden som rapporterats av Lokitz et al. för PVDMA ytor20.

Figur 2 visar ATR-FTIR spectra och kontaktvinkel mätning av PDMS frimärken under de olika stegen i förfarandet för µCP. Efter utskrift minskar den azlactone karbonyl stretching vibrationer vid ~ 1818 cm-1 med 34 9%. Figur 2 (infälld A, B) skildrar också förändringen i vattenavvisande egenskaper av PDMS stämplar efter TPS behandling.

Stämpel-substrat pressningen är ett kritiskt steg i µCP. figur 3 utställningar olika delar av det manuella roterande verktyget som är nödvändiga för att uppnå enhetliga kontakt mellan polymerbelagda stämpel och kisel substrat.

Figure 4
Figur 4: Detaljer av de utveckla teknikerna för att generera PGMA -b- PVDMA till mönstrade, tvärbundna eller borste filmer. Denna siffra har ändrats från Masigol et al. 24 . (A) schematisk representation av protokollet parylene lyft för mönstring polymer borstar på kisel substrat, 1. kisel wafer (w/native oxid), 2. parylene nedfall (1 µm eller 80 nm), 3 . fotoresist snurra beläggning, 4. UV-exponering och utveckling, 5. syre plasma etsning, snurra 6. polymer beläggning, 7. glödgning och parylene lyft. (B) IDA förfarande för mönstring polymer borstar på biologiska och kemiska (PEG/TPS) inert substrat, 1. kisel wafer (w/native oxid), 2. PEG/TPS nedfall, 3. parylene nedfall (1 µm eller 80 nm), 4. fotoresist snurra beläggning, 5. UV exponering och utveckling, 6. plasma syrgasbehandling, 7. parylene lyft, 8. polymer snurra beläggning, 9. glödgning och ultraljudsbehandling. (C) Generation av tvärbunden polymera strukturer på kisel med hjälp av µCP metod, 1. mjuk-litografi för att göra PDMS stämpel följt av TPS beläggning, 2. polymer infärgning på TPS-functionalized PDMS, 3 . stämpel/substrat kontakt, 4. glödgning och ultraljudsbehandling. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 4 visar de stegvisa procedurerna för att generera polymer mönster24. Dessa förfaranden är utformade för att: (1) mönster enhetliga borste strukturer av PGMA -b- PVDMA polymerer på kemiskt/biologiskt inert substrat genom att tillämpa parylene lyft och IDA tekniker ()figur 4A, 4 B), eller (2) generera tjockare film mönster av micron-Skala tjocklek ()figur 4 c).

Figure 5
Figur 5: representativa resultat av förfarandet parylene lyft. (A) Brightfield bilder av PGMA -b- PVDMA polymer mönster på kisel med glödgning ()infälld jag) och utan glödgning (infälld ii) (skalstapeln = 40 µm). (B) Polymer tjocklek mätas efter 10 min ultraljudsbehandling i kloroform med eller utan glödgning. (C) tvärsnitts polymer höjd profil för 1 µm tjock parylene stenciler. (D) tvärsnitts polymer höjd profil för 80 nm tjock parylene stenciler. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Parylene lyft tekniken kan användas för att uppnå borste strukturer PGMA -b- PVDMA block sampolymerer, motsvarar ~ 90 nm filmtjocklek. Figur 5 A (infälld jag) skildrar de mönstrade platser, omgivet av polymer-gratis bakgrund. Glödgning är avgörande steg ledande polymer fas-segregering och starka kovalenta ytan fastsättning genom reaktion av epoxi grupper på GMA blocket med ytan oxid24. Som figur 5visaren (infälld ii) utan glödgning, ultraljudsbehandling i kloroform tar bort mycket av mönstrade polymeren. För att undersöka effekten av glödgning i mer detalj, var en 1% WT koncentration av polymer i kloroform spin-belagda över ett plasma-rengöras kisel substrat (utan parylene). Polymer tjocklek mättes genom ellipsometri (se Tabell för material). Medan ultraljudsbehandling i kloroform ledde till borttagning av de flesta av polymeren från icke-glödgas substrat, observerades ingen signifikant förändring i tjocklek av polymer för glödgad substrat ()figur 5B). Jämfört med 1 µm parylene stenciler, 80 nm parylene stenciler genereras högre film enhetlighet ()figur 5 c, 5D).

Figure 6
Figur 6: Representativa resultat av IDA metoden för att generera borsta-gillar mönster av PGMA -b- PVDMA i kemiskt och biologiskt inert bakgrunder. Denna siffra har ändrats från Masigol et al. 24 . (A) PGMA -b- PVDMA mönster i TPS och PEG bakgrunder. (B) AFM mätning av polymer mönster och representativa polymer filmtjocklek över TPS-coated underlag. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

IDA tekniken kan användas till co mönster enhetliga filmer av PGMA -b- PVDMA polymeren över kemiskt eller biologiskt inert bakgrunder. Figur 6 A visar på PGMA -b- PVDMA mönster på PEG/TPS bakgrunder. Detta synsätt resulterar i mönstrade filmer med 90-100 nm tjocklek utan kant brister observeras från den tidigare metoden ()figur 5 c, 5D). AFM profiler i figur 6B skildra polymer film tjocklekar erhållits med IDA metod.

Figure 7
Figur 7: Representativa resultat av μCP teknik för att göra tvärbunden filmar av PGMA -b- PVDMA. Denna siffra har ändrats från Masigol et al. 24. (A) höjd profiler av polymerer tryckt på kisel substrat (1% WT polymer). (infälld jag) PGMA -b- PVDMA mönster erhållas efter µCP med glödgning, och infällda ii utan glödgning (skalstapeln = 30 µm). (B) ATR-FTIR analys av kala kisel och kisel substrat efter PGMA -b- PVDMA utskrift. (C) effekten av att använda olika polymer infärgning koncentrationer på genomsnittliga tvärbunden film höjden (felstaplar beskriver standardavvikelsen från medelvärdet). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

µCP utvecklades som slutinflygningar till mönstring PGMA -b- PVDMA polymerer på kisel ytor. I motsats till parylene lyft och IDA tekniker resulterar detta synsätt i Polymerplaster mönstrad på micron-Skala tjocklek ()figur 7A). Det fanns flera kritiska steg som krävdes för att försäkra effektiv överföring av polymer från stämpeln till substratet under tryckprocessen. Först, PDMS funktionalisering med TPS var skyldig att hämma PGMA -b- PVDMA koppling till stämpel ()figur 2, infälld A, B). Det andra krävdes plasmabehandling på substratet att bilda en oxid ytskikt för reaktion med epoxi grupper närvarande i PGMA block av polymeren ()figur 1B). Slutligen, glödgning av de stämplade Polymerplaster krävdes för att främja crosslinking hela filmen; Figur 7 A (infälld i och ii) Visa glödgad och icke-glödgas substrat efter ultraljudsbehandling, där betydande skador på icke-glödgas filmerna observerades. Ett annat krav för mallning teknik var att bevara funktionen azlactone som kontrollerades genom att mäta den karbonyl stretching vibrationer ~ 1818 cm-1 ()figur 7B). Slutligen µCP tekniken också aktiveras hur provtagningsutrustningen skall kontroll av tjocklek Polymerplaster med varierande koncentrationer av PGMA -b- PVDMA i kloroform under pennanteckning steg ()figur 7 c).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denna artikel presenterar tre metoder för mönstring PGMA -b- PVDMA, alla har sina fördelar och nackdelar. Metoden parylene lyft är en mångsidig metod för mönstring block sampolymerer på micro till nanoskala upplösning, och har använts som en nedfall mask i andra mallning system33,34,35. På grund av dess relativt svag yta adhesion, kan parylene stencilen enkelt avlägsnas från ytan av ultraljudsbehandling i ett lösningsmedel efter polymerbeläggning att exponera bakgrunden regionerna. Bakgrunden regioner visas konsekvent rena och fria från kvarvarande polymer. Eftersom parylene är inert till en mängd ytor36,37detta tillvägagångssätt är användbart för att sätta in PGMA -b- PVDMA i en mängd olika bakgrund ytan kemiska sammansättningar. En faktor som påverkat filmen enhetlighet var parylene stencil tjocklek. Två olika parylene tjocklekar (1 µm och 80 nm) användes (metod A, figur 4) att undersöka effekten av stencil tjocklek på de genererade PGMA -b- PVDMA strukturerna. Jämfört med 1 µm, 80 nm tjock parylene skapade Polymerplaster med högre enhetlighet, men edge brister observerades runt varje polymer plats i båda fallen ()figur 5 c, 5D). Detta beror sannolikt på en ansamling av polymer mot stencilen under spin-beläggning steg, som då var tvärbundna till tjockare filmer vid mönster kanterna under glödgning steg. Men glödgning är kritisk för att erhålla stabil polymer mönster ()figur 5A, 5B), således kanten defekter var oundvikligt med denna metod.

Som ett alternativ, IDA mönstring metod använder parylene stenciler för att generera oxid mönster som vägleder den självmontering av PGMA -b- PVDMA polymeren till ytan i en maskless nedfall process (metod B, figur 4). Physisorbed polymerer i Regionkommittén bakgrund omedelbart efter spin beläggning steget tas bort av ultraljudsbehandling i organiskt lösningsmedel. Efter dessa steg är utfört, brightfield, SEM, och AFM bilder av ytan avslöjar PGMA-b-PVDMA mönster som matchar de kisel oxid mönsterna ()figur 6A). I motsats till den tidigare metoden visar mönstrade filmer hög jämnhet utan kant-defekter, som ingen mask var närvarande under spin beläggning steg. Polymerplaster resulterande tjocklek är 90-100 nm, i samförstånd med rapporterade tjockleken för penslar för PGMA -b- PVDMA polymer av denna molekylvikt20. Detta utmärkta kännetecken gör exakt manipulation av kemiska reaktiviteten genom att justera antingen PGMA -b- PVDMA mönster densitet eller molekylvikten för PVDMA kedjan.

Även IDA metoden är att föredra för applikationer där filmen enhetlighet är viktigt, finns det två inneboende nackdelar till metoden. Först, bildandet av kvarvarande PGMA -b- PVDMA polymer i bakgrunden regioner kan förekomma, som kan noteras i TPS bakgrund regionerna i figur 6A. Om bakgrunden polymer är en fråga, bör först bakgrunden kemiska integritet kontrolleras med ATR-FTIR eller vatten kontaktvinkel mätning39. Ytterligare ultraljudsbehandling kan också vara användbara för att ta bort kvarvarande polymer. Andra är metoden IDA begränsat till bakgrunder som är föga reaktivt att grupperna PGMA eller PVDMA i polymeren. Andra bakgrunder som innehåller reaktiva beståndsdelarna (aminer, tioler, etc.) skulle sannolikt att paret att polymeren, att äventyra mönster integritet.

För att komplettera parylene och IDA mönstring metoder, genererar anpassade µCP protokollet tjockare PGMA -b- PVDMA strukturer (metod C, figur 4), som ger högre yta till volym nyckeltal som kan öka lastning av kemiska eller biologiska analyter i capture program eller förbättra cell fastsättning, livskraft och spridning i cell kultur program41,42. Här, ytkemi både stämpel och underlaget var avgörande för att bibehålla effektiva polymer överföring bibehållen hög mönster integritet. PGMA -b- PVDMA överföring underlättades av att behandla stämpeln med en TPS-lager för att minska ytan fri energi av de stämpel44, samtidigt som också de kisel substratesna med syre plasma omedelbart före utskrift att ge reaktiv yta hydroxylgrupper för koppling till epoxi grupper närvarande i PGMA blockera23.

En primär utmaning i µCP protokollet kommer från användning av kloroform lösningsmedel att förbereda polymeren infärgning lösning. Snabb lösningsmedel avdunstning över stämpeln kan orsaka icke-enhetlig polymer infärgning, att äventyra mönster reproducerbarhet24,43. För att undvika detta, var det avgörande att frimärken var helt nersänkt i 5 mL volymer av pennanteckning lösningen, i motsats till pipettering av små volymer av lösningen över toppen av stämpel ytan. Olika nedsänkning gånger undersöktes, och 3 minuters befanns vara optimalt för denna process. Det var nödvändigt att sedan placera den våta stämpeln direkt på toppen av substratet inom 1-2 sekunder efter borttagning från lösningen och lägga till manuellt tryck stämpeln med Dremel verktyg setup (figur 3). Denna process som möjliggjorde överföring under våta förhållanden, som var kritiska för att upprätthålla överföring effektivitet och enhetlighet. Om mönster från denna process visas fortfarande ojämn, sannolikt stämpel deformation. I detta fall kan förhållandet PDMS bas/härdare i soft-litografi steg ändras för att generera styvare frimärken46.

I sammanfattning, metoder och resultat som presenteras här beskrivs flera metoder för att skapa mönstrade gränssnitt med PGMA -b- PVDMA polymer. Metoderna kan användas för att generera mönstrade filmer med borste eller tvärbundna strukturer, beroende på applikation. Polymer kan vara mönstrade i kemiskt eller biologiskt inert bakgrunder. Eftersom deponering av polymeren är det sista steget i processen nedfall, bevaras azlactone funktionaliteten i varje mallning protokoll. Efter mönstring är substrat redo för post-functionalization med andra kemiska eller biologiska grupper.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

Acknowledgments

Denna forskning stöds av Kansas State University. En del av denna forskning har genomförts vid centrum för Nanophase material Sciences, som sponsras vid Oak Ridge National Laboratory av vetenskapliga användaren faciliteter Division, Office av grundläggande Energivetenskaper och US Department of Energy.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Material
Ethanol, ≥ 99.5% Sigma-Aldrich 459844 -
HCL, 1.019 N in H2O Fluka Analytical 318949 -
Acetone, ≥ 99.5% Sigma-Aldrich 320110 -
Benzene, ≥ 99.9% Sigma-Aldrich 270709 -
Isopropanol, ACS reagent, ≥99.5% Sigma-Aldrich 190764
Hexane Fisher Chemical H292-4 -
Argon Matheson Gas G1901175 -
Tetrahydrofuran (THF), ≥ 99.9% Sigma-Aldrich 401757 -
Pluronic F-127 Sigma-Aldrich P2443 -
Polydimethyl Siloxane (PDMS) Slygard 184 Dow Corning 4019862 -
Trichloro (1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl) silane (TPS), 97% Sigma-Aldrich 448931 It is toxic. Work with it under hood
Anhydrous Chloroform, ≥ 99% Sigma-Aldrich 372978 -
Positive Photoresist AZ1512 MicroChemicals AZ 1512 amber-red liquid, density 1.083 g/cm3, spin coating step should be done under the hood
Developer AZ 300 MIF MicroChemicals AZ300 MIF clear colourless liquid with slight amine odor and density of 1 g/cm3
1,2-Vinyl-4,4- dimethyl azlactone (VDMA) Isochem North America, LLC VDMA -
2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate (CPDT) Sigma-Aldrich 723037 -
2,2′-Azobis (4methoxy-2,4-dimethyl valeronitrile) (V-70) Wako Specialty Chemicals CAS NO. 15545-97-8, EINECS No. 239-593-8 -
Parylene N Specialty Coating Systems 15B10004 -
Name Company Catalog Number Comments
Equipment
Parylene Coater Specialty Coating Systems SCS Labcoater (PDS 2010) -
Mask alignment system Neutronix Quintel NXQ8000 -
Oxygen Plasma Etcher Oxford Instruments Plasma Lab System 100 -
Surface Profilometer Veeco Dektak 150 Scan type was standard hill. Scan duration and force were 120 s and 1 mg, respectively.
Brightfield Upright Microscope Olympus Corporation BX51 -
Oxygen Plasma  Cleaner Harrick Plasma PDC-001-HP -
Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) Perkin Elmer ATR-FTIR 100 -
Atomic Force Microscopy (AFM) PicoPlus Picoplus atomic force microscope Veeco MLCT-E cantilevers with a 0.5 N/m spring constant. Scan speeds varied between 0.25 and 1 Hz.
Scanning Electron Microscopy (SEM) Hitachi Science Systems Ltd., Tokyo, Japan - -
Rotary Tool Workstation Dremel Model 220-01 -
Spin Coater Smart Coater SC100 -
Vacuum Oven Yamato Scientific Co. PCD-C6(5)000) -
Size Exclusion Chromatography (SEC) Waters Alliance 2695 Separations Module 720004547EN -
Refractive Index (RI) detector Waters Model 2414 -
Photodiode Array Detector Waters Model 2996, 716001286 -
Multi-angle Light Scattering (MALS) Detector Wyatt Technology miniDAWN TREOS II -
Viscometer Wyatt Technology Viscostar -
PLgel 5 µm mixed-C columns (300 x 7.5 mm) Agilent 5 µm mixed-C columns -
Ellipsometer J. A. Woollam alpha-SE Cauchy model, PGMA and PVDMA layers had refractive indices of 1.50 and 1.52 at 632 nm
Ultrasonic Sonicator Fischer Scientific FS-110H -

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Faia-Torres, A., Goren, T., Textor, M., Pla-Roca, M. Patterned Biointerfaces. Comprehensive biomaterials. , 1st edition, Elsevier publications. 181-201 (2017).
  2. Ogaki, R., Alexander, M., Kingshott, P. Chemical patterning in biointerface science. Materials Today. 13 (4), 22-35 (2010).
  3. Rungta, A., et al. Grafting bimodal polymer brushes on nanoparticles using controlled radical polymerization. Macromolecules. 45 (23), 9303-9311 (2012).
  4. Guyomard, A., Fournier, D., Pascual, S., Fontaine, L., Bardeau, J. Preparation and characterization of azlactone functionalized polymer supports and their application as scavengers. European Polymer Journal. 40 (10), 2343-2348 (2004).
  5. Zayas-Gonzalez, Y. M., Lynn, D. M. Degradable Amine-Reactive Coatings Fabricated by the Covalent Layer-by-Layer Assembly of Poly (2-vinyl-4, 4-dimethylazlactone) with Degradable Polyamine Building Blocks. Biomacromolecules. 17 (9), 3067-3075 (2016).
  6. Schmitt, S. K., et al. Peptide Conjugation to a Polymer Coating via Native Chemical Ligation of Azlactones for Cell Culture. Biomacromolecules. 17 (3), 1040-1047 (2016).
  7. Yu, Q., Cho, J., Shivapooja, P., Ista, L. K., López, G. P. Nanopatterned smart polymer surfaces for controlled attachment, killing, and release of bacteria. ACS Applied Materials & Interfaces. 5 (19), 9295-9304 (2013).
  8. Jones, M. W., Richards, S., Haddleton, D. M., Gibson, M. I. Poly (azlactone)s: versatile scaffolds for tandem post-polymerisation modification and glycopolymer synthesis. Pilymer Chemistry UK. 4 (3), 717-723 (2013).
  9. Barkakaty, B., et al. Amidine-Functionalized Poly (2-vinyl-4, 4-dimethylazlactone) for Selective and Efficient CO2 Fixing. Macromolecules. 49 (5), (2016).
  10. Cullen, S. P., Mandel, I. C., Gopalan, P. Surface-anchored poly (2-vinyl-4, 4-dimethyl azlactone) brushes as templates for enzyme immobilization. Langmuir. 24 (23), 13701-13709 (2008).
  11. Schmitt, S. K., et al. Polyethylene glycol coatings on plastic substrates for chemically defined stem cell culture. Advanced Healthcare Materials. 4 (10), 1555-1564 (2015).
  12. Yan, S., et al. Nonleaching Bacteria-Responsive Antibacterial Surface Based on a Unique Hierarchical Architecture. ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (37), 24471-24481 (2016).
  13. Li, C., et al. Creating "living" polymer surfaces to pattern biomolecules and cells on common plastics. Biomacromolecules. 14 (5), 1278-1286 (2013).
  14. Brétagnol, F., et al. Surface functionalization and patterning techniques to design interfaces for biomedical and biosensor applications. Plasma Processes and Polymers. (6-7), 443-455 (2006).
  15. Thery, M. Micropatterning as a tool to decipher cell morphogenesis and functions. Journal of Cell Science. 123 (Pt 24), 4201-4213 (2010).
  16. Robertus, J., Browne, W. R., Feringa, B. L. Dynamic control over cell adhesive properties using molecular-based surface engineering strategies. Chemical Soceity Reviews. 39 (1), 354-378 (2010).
  17. Kane, R. S., Takayama, S., Ostuni, E., Ingber, D. E., Whitesides, G. M. Patterning proteins and cells using soft lithography. Biomaterials. 20 (23), 2363-2376 (1999).
  18. Cattani-Scholz, A., et al. PNA-PEG modified silicon platforms as functional bio-interfaces for applications in DNA microarrays and biosensors. Biomacromolecules. 10 (3), 489-496 (2009).
  19. Nie, Z., Kumacheva, E. Patterning surfaces with functional polymers. Nature Materials. 7 (4), (2008).
  20. Lokitz, B. S., et al. Manipulating interfaces through surface confinement of poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyldimethylazlactone), a dually reactive block copolymer. Macromolecules. 45 (16), 6438-6449 (2012).
  21. Kratochvil, M. J., Carter, M. C., Lynn, D. M. Amine-Reactive Azlactone-Containing Nanofibers for the Immobilization and Patterning of New Functionality on Nanofiber-Based Scaffolds. ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (11), 10243-10253 (2017).
  22. Wancura, M. M., et al. Fabrication, chemical modification, and topographical patterning of reactive gels assembled from azlactone-functionalized polymers and a diamine. Journal of Polymer Science Part A1. 55 (19), 3185-3194 (2017).
  23. Hansen, R. R., et al. Lectin-functionalized poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyldimethyl azlactone) surface scaffolds for high avidity microbial capture. Biomacromolecules. 14 (10), 3742-3748 (2013).
  24. Masigol, M., Barua, N., Retterer, S. T., Lokitz, B. S., Hansen, R. R. Chemical copatterning strategies using azlactone-based block copolymers. Journal of Vacuum Science and TechnologyB. 35 (6), 06GJ01 (2017).
  25. Lokitz, B. S., et al. Dilute solution properties and surface attachment of RAFT polymerized 2-vinyl-4, 4-dimethyl azlactone (VDMA). Macromolecules. 42 (22), 9018-9026 (2009).
  26. Aden, B., et al. Assessing Chemical Transformation of Reactive, Interfacial Thin Films Made of End-Tethered Poly (2-vinyl-4, 4-dimethyl azlactone)(PVDMA) Chains. Macromolecules. 50 (2), 618-630 (2017).
  27. Hansen, R. H., et al. Stochastic assembly of bacteria in microwell arrays reveals the importance of confinement in community development. Public Library of Science One. 11 (5), e0155080 (2016).
  28. Vargis, E., Peterson, C. B., Morrell-Falvey, J. L., Retterer, S. T., Collier, C. P. The effect of retinal pigment epithelial cell patch size on growth factor expression. Biomaterials. 35 (13), 3999-4004 (2014).
  29. Tzvetkova-Chevolleau, T., et al. Microscale adhesion patterns for the precise localization of amoeba. Microelectronic Engineering. 86 (4), 1485-1487 (2009).
  30. Shelly, M., Lee, S., Suarato, G., Meng, Y., Pautot, S. Photolithography-Based Substrate Microfabrication for Patterning Semaphorin 3A to Study Neuronal Development. Semaphorin Signaling: Methods and Protocols. 1493, 321-343 (2017).
  31. McDonald, J. C., et al. Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane). Electrophoresis. 21 (1), 27-40 (2000).
  32. Hansen, R. R., et al. High content evaluation of shear dependent platelet function in a microfluidic flow assay. Annals of Biomedical Engineering. 41 (2), 250-262 (2013).
  33. Segalman, R. A., Yokoyama, H., Kramer, E. J. Graphoepitaxy of spherical domain block copolymer films. Advanced Materials. 13 (15), 1152-1155 (2001).
  34. Stoykovich, M. P., et al. Directed assembly of block copolymer blends into nonregular device-oriented structures. Science. 308 (5727), New York, N.Y. 1442-1446 (2005).
  35. Craig, G. S., Nealey, P. F. Self-assembly of block copolymers on lithographically defined nanopatterned substrates. Journal of Polymer Science and Technology. 20 (4), 511-517 (2007).
  36. Kodadek, T. Protein microarrays: prospects and problems. Chemical Biology. 8 (2), 105-115 (2001).
  37. Atsuta, K., Suzuki, H., Takeuchi, S. A parylene lift-off process with microfluidic channels for selective protein patterning. Journal of Micromechanics and Microengineering. 17 (3), 496 (2007).
  38. Ramanathan, M., Lokitz, B. S., Messman, J. M., Stafford, C. M., Kilbey, S. M. II Spontaneous wrinkling in azlactone-based functional polymer thin films in 2D and 3D geometries for guided nanopatterning. Journal of Material Chemistry C. 1 (11), 2097-2101 (2013).
  39. Suh, K. Y., Jon, S. Control over wettability of polyethylene glycol surfaces using capillary lithography. Langmuir. 21 (15), 6836-6841 (2005).
  40. Buck, M. E., Lynn, D. M. Layer-by-Layer Fabrication of Covalently Crosslinked and Reactive Polymer Multilayers Using Azlactone-Functionalized Copolymers: A Platform for the Design of Functional Biointerfaces. Advanced Engineering Materials. 13 (10), 343-352 (2011).
  41. Ma, L., et al. Trap Effect of Three-Dimensional Fibers Network for High Efficient Cancer-Cell Capture. Advanced Healthcare Materials. 4 (6), 838-843 (2015).
  42. Massad-Ivanir, N., Shtenberg, G., Tzur, A., Krepker, M. A., Segal, E. Engineering nanostructured porous SiO2 surfaces for bacteria detection via "direct cell capture". Analytical Chemistry. 83 (9), 3282-3289 (2011).
  43. Ilic, B., Craighead, H. Topographical patterning of chemically sensitive biological materials using a polymer-based dry lift off. Biomedical Microdevices. 2 (4), 317-322 (2000).
  44. Gates, B. D., et al. New approaches to nanofabrication: molding, printing, and other techniques. Chemical Reviews. 105 (4), 1171-1196 (2005).
  45. Jonas, U., del Campo, A., Kruger, C., Glasser, G., Boos, D. Colloidal assemblies on patterned silane layers. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 99 (8), 5034-5039 (2002).
  46. Qin, D., Xia, Y., Whitesides, G. M. Soft lithography for micro-and nanoscale patterning. Nature Protocols. 5 (3), 491-502 (2010).

Tags

Fråga 136 azlactone polymerer microcontact utskrift tillverkning funktionella gränssnitt gränssnitt engineering och riktade församling parylene
Fabricera reaktiva ytor med borsta-gillar och tvärbundna filmer av Azlactone-Functionalized Block sampolymerer
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Masigol, M., Barua, N., Lokitz, B.… More

Masigol, M., Barua, N., Lokitz, B. S., Hansen, R. R. Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers. J. Vis. Exp. (136), e57562, doi:10.3791/57562 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter