Waiting
Login-Verarbeitung ...

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

Engineering

Fabrikere reaktive overflater med børste som og krysskoblet filmer av Azlactone-Functionalized blokk co polymerer

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

Overflaten fabrikasjon metoder for mønstret deponering av nanometer tykk børster eller mikron tykk, krysskoblet filmer av en azlactone blokk co polymer rapporteres. Kritisk eksperimentelle trinn, representant resultater og begrensningene for hver metode diskuteres. Disse metodene er nyttige for å lage funksjonelle grensesnitt med skreddersydd fysiske funksjoner og tunable overflaten reaktivitet.

Abstract

I dette papiret, fabrikasjon metoder som genererer romanen flater med den azlactone-baserte blokk co polymer, poly (glycidyl methacrylate) -blokk- poly (vinyl dimethyl azlactone) (PGMA -b- PVDMA), presenteres. På grunn av den høye reaktivitet av azlactone mot Amin, thiol og hydroksyl grupper, kan PGMA -b- PVDMA overflater endres med sekundær molekyler å lage kjemisk eller biologisk functionalized grensesnitt for en rekke applikasjoner. Tidligere rapporter om mønstret PGMAb- PVDMA grensesnitt har brukt tradisjonelle ovenfra og ned mønstre teknikker som genererer ikke-uniform filmer og dårlig kontrollert bakgrunn kjemikalier. Her beskriver vi tilpasset mønstre teknikker som nøyaktig deponering av svært ensartet PGMA -b- PVDMA filmer i bakgrunner som er kjemisk inert eller som har biomolecule frastøtende egenskaper. Disse metodene er viktigere, utformet innskudd PGMA -b- PVDMA filmer på en måte som helt bevarer azlactone funksjonalitet gjennom hvert. Mønstret filmene godt kontrollerte tykkelser som tilsvarer polymer børster (~ 90 nm) eller svært krysskoblet strukturer (~ 1-10 μm). Pensel mønstre genereres ved hjelp av enten parylene lift-off eller grensesnitt regissert montering metoder beskrevet og er nyttig for presis modulering av samlet kjemiske overflaten reaktivitet ved å justere enten PGMA -b- PVDMA mønster tetthet eller lengden på VDMA blokken. Derimot tykke, krysskoblet PGMA -b- PVDMA mønstre er hentet ved hjelp av tilpassede Utskriftsteknikk som mikro-kontakt og tilbyr nytte av høyere lasting eller fangst av sekundær materiale på grunn av høyere areal til volum prosenter. Detaljert fremgangsmåte for eksperimentell, kritiske filmen karakteristikkene og feilsøking guider for hver fabrikasjon metode diskuteres.

Introduction

Utvikle fabrikasjon teknikker som tillater for allsidig og presis kontroll av kjemiske og biologiske overflaten funksjonalitet er ønskelig for en rekke applikasjoner, fra fangst av miljøgifter til utvikling av neste generasjon biosensors, implantater og vev engineering enheter1,2. Funksjonell polymerer er utmerket materiale for tuning overflateegenskaper gjennom "pode fra" eller "pode å" teknikker3. Disse metodene tillater kontroll over overflaten reaktivitet basert på kjemiske funksjonaliteten til monomer og molekylvekt av polymer4,5,6. Azlactone-baserte polymerer har vært intenst undersøkt i denne sammenheng som azlactone grupper raskt par med forskjellige nucleophiles i ring-åpning reaksjoner. Dette inkluderer primære aminer, alkoholer, thiols og hydrazine grupper, derved skaffer en allsidig rute for ytterligere overflate functionalization7,8. Azlactone-baserte polymer filmer har vært ansatt i ulike miljø og biologisk programmer inkludert analytt fange9,10, celle kultur6,11og anti-fouling / anti-lim belegg12. Mange biologiske programmer er mønstre azlactone polymer filmer på nano til mikrometer lengde skalaer ønskelig å lette romlige kontroll over biomolecule presentasjon, mobilnettet interaksjoner, eller å modulere overflaten interaksjoner13, 14,15,16,17,18. Fabrikasjon metoder bør derfor bygges for å tilby høy mønster ensartethet og godt kontrollerte filmen tykkelse, uten at kjemiske funksjonalitet19.

Nylig utviklet Lokitz et al. en PGMA -b- PVDMA blokk kopolymer som var i stand til å manipulere overflaten reaktivitet. PGMA blokker par oksid rentebærende overflater, gir høy og tunable overflaten tettheter av azlactone grupper20. Tidligere brukt rapporterte metoder for mønstre dette polymer for etableringen av biofunctional grensesnitt tradisjonell topp-ned klima og jordsmonn tilnærminger som genererte ikke-uniform polymer filmer med bakgrunn områder forurenset med gjenværende photoresist materiale, forårsaker høye nivåer av ikke-spesifikk kjemiske og biologiske interaksjoner21,22,23. Her, forårsaket forsøk på å passivate bakgrunn regioner kryssreaksjon med azlactone grupper, akkord polymer reaktivitet. Vurderer disse begrensningene vi nylig utviklet teknikker for mønstre pensel (~ 90 nm) eller svært krysskoblet (~ 1-10 μm) filmer av PGMA -b- PVDMA i kjemisk eller biologisk inert bakgrunner på en måte som helt bevarer kjemiske funksjonaliteten til polymer24. Dette presenterte metoder benytter parylene lift-off grensesnitt-rettet montering (IDA) og egendefinerte microcontact utskrift (μCP) teknikker. Svært detaljerte eksperimentelle metoder for disse mønstre tilnærminger, samt kritiske filmen karakterisering og utfordringer og begrensninger forbundet med hver teknikk presenteres her i skriftlig og video format.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. PGMA -b- PVDMA syntese20

  1. Syntese av PGMA makro-kjeden forflytning agent (makro-CTA)
    1. Bruke en 250-mL runde bunn reaksjon flask utstyrt med en polytetrafluoroethylene-belagt magnetic røre bar.
    2. Kombinere 14,2 g glycidyl methacrylate GMA (142.18 g/mol) med 490.8 mg av 2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate (CPDT) (346.63 g/mol), og 87.7 mg 2, 2 '-azobis (4-metoksy-2,4-dimethyl valeronitrile) (V-70) (308.43 g/mol) (molar forholdet mellom CPDT: V-70 = 5:1), og benzen (100 mL) i luften gratis rundt bunnen kolbe.
    3. Degas reaksjonsblandingen bruker argon og røre i 30 min. Senere sette løsningen i et temperaturkontrollert olje bad på 30 ° C og reagerer på 18 h.
      Merk: Den målrettede Molekylvekten for makro-CTA er 10.000 g/mol. timer ble identifisert som tiden det tar å nå rimelig konvertering. Fargen på polymer løsningen er gjennomsiktig lys gul.
    4. Etter 18 h, avslutte reaksjonen av submerging runde bunnen kolbe i flytende N2.
    5. Utløse polymer ved å helle lys gul løsningen av polymer/benzen (~ 100 mL) i 400 mL Heksan.
    6. Rør blandingen for 5 min. bunnfall avgjøres på bunnen av begeret og gjenvinnes ved filtrering.
    7. Tørr bunnfall overnatting under vakuum. Deretter utvanne det i 400 mL tetrahydrofuran (THF). Nytt utløse i Heksan.
    8. Tørr denne nye bunnfall igjen med argon over natten.
      Merk: Makro-CTA er et gult pulver. Produktet avkastningen av reaksjonen vil være ~ 43.8%. Mn av PGMA makro-CTA er 7,990 g/mol med en polydispersity (PDI) av 1.506 (MW = 12,030 g/mol).
  2. Syntese av PGMA -b- PVDMA
    1. Fractionally destillere VDMA under redusert trykk, og reservere midten brøken (~ 70%) for bruk.
      Merk: Dette er nødvendig å fjerne polymerisasjon inhibitor. Destilleringsapparater er knyttet til en Schlenk linje og segl luftventilen åpnes delvis vakuum linjen. Varme påføres ved hjelp av en varistat og Varmeapparat arven til VDMA monomer begynner destillasjon med en hastighet på 1 dråpe per sekund.
    2. Kombinere 2-Vinyl-4,4-dimethyl azlactone (VDMA) (139.15 g/mol) monomer (10.436 g) med PGMA-macroCTA (1.669 g), V-70 (14,5 mg; molar forholdet mellom PGMA-macroCTA: V-70 = 3:1) og benzen (75.0 mL) i en enkelt-hals 250 mL runde bunn reaksjon flask utstyrt med en Teflon-belagt magnetic røre bar.
      Merk: molekylvekt informasjon, PVDMA: 139.15 g/mol, PGMA-macroCTA: 12,030 g/mol, benzen: 78.11 g/mol.
    3. Degas blandingen med høy renhetsgrad argon og røre i 30 min, og deretter sette i olje bad på 32 ° C i 18 t.
    4. Avslutte reaksjonen av submerging runde bunnen kolbe i flytende N2.
    5. Utløse polymer tre ganger i Heksan og tørke det ved romtemperatur under vakuum.
    6. Karakterisere molekylvekt og PDI av produktet ved hjelp av størrelse utelukkelse kromatografi (S) (se Tabell for materiale) i henhold til prosedyren i Lokitz et al. 20. Størrelse utelukkelse chromatograph (S) er utstyrt med tre PLgel 5 µm blandet-C kolonner (300 x 7.5 mm) i serien, en brytningsindeks detektor (bølgelengde = 880 nm), en photodiode matrise detektor, multi-Angle lysspredning (MALS) detektor (bølgelengde = 660 nm), og viscometer (se Tabell for materiale).
      Merk: Alle eksperimentene utført i dette manuskriptet brukt produktet med PGMA og PVDMA blokk lengder 56 og 175, henholdsvis. Molekylvekt av blokk copolymer var 37,620 g/mol og PDI var 1,16.

2. generasjon Parylene sjablong mønstre Silicon underlag

  1. Parylene belegg
    1. Sonicate silisiumskiver i 50% wt. aceton i vann i 5 min etterfulgt av sonication i 50% wt. isopropanol (IPA) i vann i 5 minutter.
    2. Skyll silisiumskiver deionisert (DI) vann og blåse tørt med nitrogen gass.
    3. Sette inn 80 nm og 1 µm tykk parylene N på 4-tommers silisiumskiver bruker en parylene coater (se Tabell for materiale).
      Merk: Karakteriserer tykkelsen på parylene filmer ved hjelp av en overflate profilometer (se Tabell for materiale).
      1. Kalibrere parylene filmen tykkelse parylene dimer masse for hvert individuelle parylene belegg system.
        Merk: I dagens system, ~ 80 mg og ~ 1000 mg parylene N dimer var nødvendig å få 80 nm og 1 µm filmen tykkelse, henholdsvis (basert på kalibreringskurven oppnådd).
      2. Bruk følgende innstillinger under drift av parylene-coater: Press: 80 mTorr, varighet: 1t, ovn temperatur: 690 ° C, fordamper temperatur: 160 ° C.
  2. Klima og jordsmonn
    1. Stek skiver i en ovn ved 100 ° C for 20 min; så la wafere sitte for en annen 3 min ved romtemperatur.
      Merk: Ekstra ventetiden forbedrer vedheft av photoresist.
    2. Legge til 2 mL positive photoresist (se Tabell for materiale) og midt i parylene-belagt kjeks. Spin pels wafere 3000 RPM for 30 s.
      Merk: Spin belegg må gjøres under panseret.
    3. Vente 1 min, stek wafer på en varm plate på 105 ° C i 1 minutt.
    4. Laste inn photomask i en maske justeringen systemet (se Tabellen for materiale). Utsette wafere UV lys (λ = 325 nm) for 10 s med en dose av 65 mJ/cm2.
    5. La wafere sitte for en annen 5 min ved romtemperatur.
    6. Utvikle wafere av submerging i utvikler (se Tabell for materiale) løsning for 2 min. skyll wafere med deionisert vann, og tørk med N2. Dette gjør du under panseret.
      Merk: Etter å utvikle photoresist vises helt fjernet fra områder utsatt for UV. Bruk en optisk mikroskopet (se Tabell for materiale) å bekrefte wafere.
  3. Reaktiv ion etsning
    1. Bruk en reaktiv ion etsing (RIE) verktøyet (se Tabell of Materials) til etch utviklet wafere med oksygen plasma.
    2. Bruke en oksygen strømningshastighet på 50 cm3/minutt til et kammer trykk 20 mTorr.
    3. For parylene filmen tykkelse på 1 µm, bruke RF makt på 50 M og Induktivt kombinert plasma (ICP) makt på 500 W for 100 s var å fjerne synlige parylene fra skraverte feltene. Dette tilsvarte en parylene etch rate av 1.0-1.15 µm/min.
    4. For parylene tykkelse på 80 nm, bruke RF makt på 50 M og ICP makt 200 W for 55 å fjerne synlige parylene fra skraverte feltene. Dette tilsvarer en parylene etch rate av 570-620 nm/min.
      Merk: For effektiv parylene fjerning, bestemmer parylene etch rate for hvert RIE system.
    5. Inspisere etset underlag med en optisk mikroskop. Silisium overflaten vises skinnende etter parylene er helt fjernet fra utsatte områder.
    6. Kontroller etse dybde ved hjelp av en overflate profilometer (se Tabell for materiale).

3. Parylene Lift-off prosedyre

  1. Utarbeidelse av polymer løsninger
    1. Oppløse PGMA -b- PVDMA til kloroform (1% wt.). Kloroform skal vannfri å hindre hydrolyse av azlactone grupper.
      Merk: Kloroform er foretrukket løsemiddelet fordi den har en høy grad av løselighet for polymer, slik at mer jevn overflate deponering av enkelt polymer kjeder sammenlignet med andre organiske løsemidler25.
  2. Rengjøring parylene sjablonger med plasma renere
    1. Slå på plasma renere (se Tabell for materiale) viktigste strømmen og sette parylene-belagt substrater i plasma renere kammeret.
    2. Aktivere vakuumpumpe og evakuere luften i kammeret til trykkmåleren er mindre enn 400 mTorr.
    3. Litt åpne måling ventilen og la luften å angi plasma renere til trykkmåleren viser 800-1000 mTorr.
    4. Velg RF med Hi-modus og utsette substrater for 3 min.
    5. På slutten av prosessen, kan du slå av RF power og vakuumpumpe.
    6. Slå av plasma renere og fjerne substrater.
      Merk: Etter plasma renhold, viser overflaten hydrofile atferd (figur 1B). Vann kontakt vinkelen nakne silisium flater før og etter plasma renhold er 27° ± 2° og 0°, henholdsvis.
  3. Spin-belegg av PGMA -b- PVDMA, annealing og sonication over parylene sjablongene
    1. Umiddelbart spin-coat substrater med 100 µL av 1% wt. PGMA -b- PVDMA i vannfri kloroform 1500 RPM, 15 s med en spinn coater (se Tabell for materiale).
      Merk: Utføre spinn belegg i 1-2 s pipettering polymer løsning for å minimere film ingen-enhetlighet forårsaket av rask kloroform fordampning.
    2. Anneal polymer filmene 110 ° C i vakuum ovn (se Tabell for materiale) 18 h.
      Merk: Annealing gir polymer microphase segregering og overflate vedlegg av GMA blokken til overflaten26.
      1. Etter annealing, karakterisere polymer-belegg ved å måle kontakt vinkelen på underlag. Flater viser en kontakt vinkel på 75° ± 1° (figur 1 c)20.
    3. Sonicate substrater i 20 mL aceton eller kloroform i 10 min å fjerne parylene laget og noen physisorbed polymer.
      Merk: Bruk følgende sonication: ultra sonic makt, 284 M; Operative frekvens, 40 kHz (se Tabell for materiale).
      Merk: Parylene kan også bli skrellet av underlaget ved å bruke et stykke plasteret på kanten av underlaget deretter trekke de tape borte27.
    4. Lagre substrater under vakuum i en desiccator til karakterisering.

Figure 1
Figur 1: kontakt vinkel målinger for behandlet silisium underlag. (A) nakne silisium, (B) Plasma-renset silisium, (C) Spin-belagt silisium med PGMA-b-PVDMA (etter avspenning og sonication i kloroform). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

4. PGMA -b- PVDMA grensesnitt-rettet montering prosedyre

Merk: Denne fremgangsmåten kan utføres på underlag som inneholder en kjemisk inert bakgrunn (kapittel 4.1), eller en biologisk inert bakgrunn (inndelingen 4.2), avhengig av programmet.

  1. Utarbeidelse av kjemisk inert bakgrunn på silisium underlag
    1. Bruk oksygen plasma renere å rengjøre nakne silisium (kapittel 3.2).
    2. Pipetter 100 µL av trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl) silane (TPS) på en Petriskål og plasser silisium substrater i et vakuum desiccator ved Petriskål.
    3. Bruke vakuum (-750 Torr) 1t til kjemiske damp deponering (CVD).
      FORSIKTIG: TPS er svært giftig og CVD prosessen skal utføres i avtrekksvifte.
      Merk: Etter 1t underlaget viser hydrofobe adferd. En kontakt vinkel 109° + 3° måles vanligvis etter CVD prosessen. Tykkelsen av TPS filmen er 1,5 ± 0,5 nm.
      Merk: TPS blokkerer reaksjon av reaktive overflaten oksid med PGMA -b- PVDMA.
    4. Coat wafere med parylene (1 µm tykkelse). Utføre klima og jordsmonn og reaktive ion etsing å generere parylene mønstre (inndeling 2) og å etse unna TPS laget i utsatte områder.
  2. Utarbeidelse av polyetylenglykol (PEG) bakgrunn på silisium underlag.
    1. Bruk oksygen plasma renere i 3 minutter å rengjøre nakne silisium substrater (kapittel 3.2).
    2. Utføre CVD av TPS 1t (del 4.1.2).
    3. Dyppe underlag i en 0,7% wt/v løsning av Pluronic F-127 i ultrapure vann i 18 h å generere en PEG lag på overflaten28,29.
      Merk: Pluronic inneholder en hydrofobe polypropylen oksid (PPO) polymer blokk mellom to PEG kjeder. PPO blokken forankrer polymer til TPS overflaten mens PEG kjedene er utsatt for løsning28.
    4. Vask og skylle underlaget i 5 min med 100 mL ultrapure vann.
    5. Innskudd 80 nm og 1 µm tykk parylene N på 4-tommers silisiumskiver bruker en parylene coater.
    6. Utføre klima og jordsmonn og reaktive ion etsing vil generere parylene mønstre (inndeling 2).
  3. Sonication, spin belegg PGMA -b- PVDMA polymer og avspenning substrater
    1. Sonicate kjemisk inert (TPS) underlag (kapittel 4.1) eller PEG-fungerende underlag (inndelingen 4.2) for 10 min i aceton fjerne det parylene laget.
    2. Spin-coat sonicated underlaget med 100 µL av 1% wt. PGMA -b- PVDMA i vannfri kloroform 1500 RPM for 15 s.
    3. Anneal polymer filmene 110 ° C vakuum 18 h.
    4. Sonicate substrater aceton eller kloroform i 10 min å fjerne physisorbed polymer i bakgrunnen områder på overflaten.
    5. Lagre substrater i et vakuum desiccator inntil videre bruk.

5. egendefinert PGMA -b- PVDMA mikro-kontakt utskrift (μCP)

  1. PDMS stempel fabrikasjon
    1. Dikte silisium mestere i henhold til standard klima og jordsmonn prosedyren30. Bruk CVD prosessen (del 4.1.2) sette anti-lim TPS på silisium masters.
      Merk: Silicon formen bør behandles med TPS første gang det brukes, og re-anvendt når det brukes 5 - 10 ganger.
    2. Utføre standard myk litografi metoder for fabrikasjon av frimerker (PDMS forløperen til herding agent forhold mellom 10:1)31.
      Merk: Stempler brukt i denne studien består av micropillar matriser (diameter = 5-50 µm, høyde = 20 µm).
    3. Klipp ut et enkelt stempel. Rengjør stempelet ved sonicating i 10 min i HCl (1 M), 5 min med aceton, etterfulgt av 5 min i etanol.
    4. Tørr stemplene i en konveksjon ovn ved 80 ° C i 20 min fjerne gjenværende organiske løsemidler.
  2. Microcontact utskrift av PGMA -b- PVDMA på silisium underlag
    1. Depositum TPS på overflaten av PDMS frimerker bruke CVD (del 4.1.2).
      Merk: TPS laget til å forhindre koblingen av polymer stempel overflaten.
      Merk: Kontakt vinkel målinger kan brukes til å beskrive frimerker etter TPS adsorpsjon, som vist i figur 2 (innfelt A, B).
    2. Oppløses PGMA -b- PVDMA polymer i vannfri kloroform i en konsentrasjon av 0,25-1% wt.
    3. Senk frimerker i 5 mL polymer løsningen 3 min.
    4. Plasma ren 2 × 2 cm nakne silisium substrater for 3 min ren overflate for kopling med PGMA blokkene (kapittel 3.2).
    5. Ta ut polymer-belagt frimerker fra polymer løsning.
      Merk: Frimerker må brukes for utskrift mens de er fuktig og et lag av løsningen finnes over dem.
    6. Legge koblet stempel direkte på silisium substrat.
    7. Bruk en manuell drill trykk skiller seg (se Tabell for materiale) (Figur 3) å trykke polymer-belagt frimerker på silisium overflaten å fremme mønster overføring. Umiddelbart bruke stempel på underlaget (innen 1-2 s) etter å ha tatt ut belagt frimerker fra polymer løsning.
      Merk: Begge silisium og PDMS stempel kan plasseres ved dobbeltsidig tape å minimere PDMS stempel deformasjon på grunn av ikke-uniform eller høyt trykk stempling32.
    8. Bruk conformal kontakt mellom polymer-inked stempel og silisium substrat for 1 min. trykkplaten anslagsvis 75 g/cm2(7.35 kPa) for å trykke.
    9. Forsiktig skille stempel fra silicon overflaten.
    10. Anneal trykte silisium substrater umiddelbart i et vakuum ovnen på 110 ° C i 18 t.
    11. Sonicate trykte silisium substrater aceton eller kloroform i 10 min å fjerne noen fysisk adsorbert PGMA -b- PVDMA og deretter tørt med N2.
      1. Utføre overflaten karakterisering analyse for både PDMS stempel (etter utskrift trinn) og trykt-silisium (etter avspenning og sonication trinn) for å bekrefte vellykkede overføring av PGMA -b- PVDMA.
        Merk: Overflaten profilometer og dempes totale refleksjon Fourier-transform infrarødspektroskopi (ATR-FTIR) analyse kan brukes å analysere trykt-silisium substrat og PDMS stempel, henholdsvis.
    12. Lagre substrater under vakuum i en desiccator til karakterisering.

Figure 2
Figur 2 : ATR-FTIR mål for behandlet PDMS frimerker (Relative intensiteten). (Innsatt A) Kontakt vinkel målinger for nakne PDMS stempel. (Innsatt B) Kontakt vinkel mål for TPS behandlet PDMS stempel. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: Oppsett for μCP av PGMA -b- PVDMA løsninger på silisium underlag. Prosedyren inkluderer bruk av en (A) manuell drill trykk, (B) TPS-functionalized PDMS stempel belagt med PGMA -b- PVDMA polymer, (C) en plasma renset 2 × 2 cm silisium substrat, og (D) dobbeltsidig tape.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kontakt vinkel målinger kan brukes til å evaluere functionalization silisium med PGMA-b-PVDMA. Figur 1 viser kontakt vinkelen av silisium underlaget under forskjellige behandlingstrinnene. Hydrofile oppførsel av plasma renset silisium underlaget er vist i figur 1B. Kontakt vinkel etter polymer spinn belegg og annealing er 75° ± 1°(figur 1C) som er konsekvente med verdiene rapportert av Lokitz et al. for PVDMA flater20.

Figur 2 viser ATR-FTIR spectra og kontakt vinkel måling av PDMS frimerker i de ulike trinnene i prosedyren µCP. Etter trykk reduseres azlactone karbonyl strekk på ~ 1818 cm-1 med 34 9%. Figur 2 (innsatt A, B) også viser endringen i hydrophobicity av PDMS frimerker etter TPS behandling.

Stempel-underlaget presserende er en avgjørende skritt i µCP. Figur 3 utstillinger ulike deler av manuell roterende verktøyet nødvendig for å oppnå jevn kontakt mellom polymer-belagt stempel og silisium substrat.

Figure 4
Figur 4: Detaljer om utviklet teknikker for å generere PGMA -b- PVDMA i mønstret, krysskoblet eller børste filmer. Dette tallet har blitt endret fra Masigol et al. 24 . (A) skjematisk fremstilling av parylene lift-off protokollen for mønstre polymer børster på silisium underlag, 1. silisium wafer (w/opprinnelig oksid), 2. parylene avsettelse (1 µm eller 80 nm), 3 . photoresist spinne belegg, 4. UV-stråling og utvikling, 5. oksygen plasma etsing, 6. polymer spinne belegg, 7. avspenning og parylene lift-off. (B) IDA prosedyre for mønstre polymer børster på biologiske/kjemiske (PEG/TPS) inert underlag, 1. silisium wafer (w/opprinnelig oksid), 2. PEG/TPS deponering, 3. parylene avsettelse (1 µm eller 80 nm), 4. photoresist spinne belegg, 5. UV eksponering og utvikling, 6. oksygen plasma behandling, 7. parylene rakettene 8. polymer spinne belegg, 9. avspenning og sonication. (C) generasjon krysskoblet polymer strukturer på silisium bruker µCP metoden, 1. soft-litografi for å gjøre PDMS stempel etterfulgt av TPS belegg, 2. polymer håndskrift på TPS-functionalized PDMS, 3 . stempel/substrat kontakt, 4. avspenning og sonication. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 4 viser de trinnvise fremgangsmåtene for å generere polymer mønstre24. Disse prosedyrene er utformet for å: (1) mønster uniform pensel strukturer av PGMA -b- PVDMA polymerer til kjemisk/biologisk inert underlag ved å bruke parylene lift-off og IDA teknikker ((figur 4A, 4 ) B), eller (2) genererer tykkere filmen mønstre av mikro-scale tykkelse ()figur 4C).

Figure 5
Figur 5: representant resultatene av parylene lift-off prosedyren. (A) Brightfield bilder av PGMA -b- PVDMA polymer mønstre på silisium med annealing (innfelte jeg) og uten annealing (senket ii) (skala bar = 40 µm). (B) Polymer tykkelse målt etter 10 min sonication i kloroform med eller uten avspenning. (C) Cross-sectional polymer høyde profil for 1 µm tykk parylene sjablonger. (D) Cross-sectional polymer høyde profil for 80 nm tykk parylene sjablonger. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Parylene lift-off teknikken kan brukes å oppnå pensel strukturer av PGMA -b- PVDMA blokk co polymerer, tilsvarer ~ 90 nm filmen tykkelse. Figur 5 A (innfelt) viser mønstret flekker omgitt av polymer-fri bakgrunn. Avspenning er avgjørende skritt ledende polymer fase-segregering og sterk kovalente overflaten tilknytning gjennom reaksjon av epoksy på GMA blokken med overflaten oksid24. Figur5 viseren (innfelt ii) , uten annealing, sonication i kloroform vil fjerne mye av den mønstrede polymer. For å undersøke effekten av avspenning i mer detalj, var en 1% wt. konsentrasjon av polymer i kloroform spin-belagt over et plasma-renset silisium substrat (uten parylene). Polymer tykkelse ble målt ved ellipsometry (se Tabell for materiale). Mens sonication i kloroform førte til fjerning av de fleste av polymer fra ikke-herdet underlag, ble ingen betydelig endring i tykkelse av polymer observert for glødet underlag ()figur 5B). Sammenlignet med 1 µm parylene sjablonger, 80 nm parylene sjablonger generert høyere film ensartethet ()figur 5C, 5D).

Figure 6
Figur 6: Representant resultatene av IDA metoden for å generere børste som mønstre av PGMA -b- PVDMA i kjemisk og biologisk inert bakgrunner. Dette tallet har blitt endret fra Masigol et al. 24 . (A) PGMA -b- PVDMA mønstre i TPS og PEG bakgrunner. (B) AFM måling av polymer mønstre og representant polymer film tykkelse TPS-belagt underlag. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

IDA teknikken kan brukes å co mønster uniform filmer av PGMA -b- PVDMA polymer over kjemisk eller biologisk inert bakgrunner. Figur 6 En viser PGMA -b- PVDMA mønstre på pinne/TPS bakgrunner. Dette resulterer i mønstret filmer av 90-100 nm tykkelse uten kant feil fra tidligere metoden ()figur 5C, 5D). AFM profiler på figur 6B skildrer polymer film tykkelser innhentet med metoden IDA.

Figure 7
Figur 7: Representant resultatene av μCP teknikk for å lage krysskoblet filmer av PGMA -b- PVDMA. Dette tallet har blitt endret fra Masigol et al. 24. (A) høyde profiler av polymerer trykt på silisium underlag (1% wt. polymer). (innfelt) PGMA -b- PVDMA mønstre innhentet etter µCP med avspenning og (innfelt ii) uten annealing (skala bar = 30 µm). (B) ATR-FTIR analyse av nakne silisium og silisium substrat etter PGMA -b- PVDMA utskrift. (C) effekten av å bruke ulike polymer håndskrift konsentrasjoner på gjennomsnittlig krysskoblet filmen høyden (feilfelt beskriver standard avvik fra gjennomsnittet). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

µCP ble utviklet som den endelige tilnærmingen til mønster PGMA -b- PVDMA polymerer på silisium overflater. I motsetning til parylene lift-off og IDA teknikker resulterer dette i polymer filmer mønstret på mikro-scale tykkelse ()figur 7A). Det var flere avgjørende skritt som var nødvendige for å sikre effektiv transport av polymer fra stempelet til underlaget i utskriftsprosessen. Først PDMS functionalization med TPS var nødvendig å hemme PGMA -b- PVDMA kobling på stempelet ((figur 2), innfelt A, B). Andre var plasma behandling på underlaget nødvendig å danne en oksid overflatelaget for reaksjon med epoxy grupper i PGMA blokken av polymer ((figur 1B)). Til slutt, annealing stemplet polymer filmer var nødvendig for å fremme crosslinking gjennom hele filmen; Figur 7 A (innfelt i og ii) viser glødet og ikke-herdet underlag etter sonication, der betydelig skade på ikke-herdet filmene ble observert. En annen forutsetning for mønstre teknikken var å bevare funksjonen azlactone, som ble bekreftet ved å måle karbonyl strekk på ~ 1818 cm-1 ()figur 7B). Endelig µCP-teknikken også muliggjort Mikroskala kontroll av polymer tykkelse filmer av varierende konsentrasjonen av PGMA -b- PVDMA i kloroform under det blekk steget ()figur 7C).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne artikkelen presenterer tre tilnærminger til mønster PGMA -b- PVDMA, hver med sitt sett med fordeler og ulemper. Metoden parylene lift-off er en allsidig metode for mønstre blokk co polymerer på micro nanoskala oppløsning, og har vært brukt som deponering maske i andre mønstre systemer33,34,35. På grunn av sin relativt svake overflaten vedheft, kan sjablongen parylene enkelt fjernes fra overflaten av sonication i et løsemiddel etter polymer-belegg å avsløre regionene bakgrunn. Bakgrunn områder vises konsekvent rene og fri for gjenværende polymer. Siden parylene er inaktivt overfor en rekke overflater36,37denne tilnærmingen er nyttig for innskudd PGMA -b- PVDMA til en rekke ulike bakgrunn overflaten kjemikalier. En faktor som påvirket filmen ensartethet var parylene sjablong tykkelse. To forskjellige parylene tykkelser (1 µm og 80 nm) ble brukt (metode A, Figur 4) å undersøke effekten av sjablongen tykkelse på genererte PGMA -b- PVDMA strukturer. Sammenlignet med 1 µm, 80 nm tykk parylene opprettet polymer filmer med høyere ensartethet, men kanten feil ble observert rundt hver polymer i begge tilfeller ()figur 5C, 5D). Dette er sannsynlig skyldes en opphopning av polymer mot sjablongen under det spin belegg-trinnet, som var krysskoblet til tykkere filmer på mønster kantene i det annealing trinnet. Imidlertid annealing er kritisk for å oppnå stabil polymer mønstre (figur 5A, 5B), dermed kanten feil var uunngåelig med denne metoden.

Som et alternativ, IDA mønstre metoden bruker parylene sjablonger til å generere oksid mønstre som guide i selv-montering av den PGMA -b- PVDMA polymer til overflaten på en maskless avsettelse prosess (metoden B, Figur 4). Physisorbed polymerer i regionene bakgrunn umiddelbart etter spinn belegg trinn fjernes ved sonication i organiske løsemidler. Når disse trinnene er utført, brightfield, SEM, og AFM bilder av overflaten avsløre PGMA-b-PVDMA mønstre som samsvarer med silisium oksid mønstre ()figur 6A). I motsetning til den forrige metoden viser mønstret filmer høy ensartethet uten kant-feil, som ingen maske var til stede under spinn belegg trinn. Resulterende tykkelsen av polymer filmer er 90-100 nm, med rapporterte tykkelse for børster for PGMA -b- PVDMA polymer denne molekylvekt20. Denne utmerket karakteristikk gjør nøyaktig manipulering av den kjemiske reaktivitet ved å justere enten PGMA -b- PVDMA mønster tetthet eller molekylvekt av PVDMA kjeden.

Mens metoden IDA foretrekkes for applikasjoner der filmen ensartethet er viktig, er det to iboende ulemper til metoden. Først kan dannelsen av gjenværende PGMA -b- PVDMA polymer i bakgrunnen regioner oppstå, som kan noteres i regionene TPS bakgrunn i figur 6A. Hvis bakgrunnen polymer er et problem, bør først kjemiske integriteten til bakgrunnen kontrolleres med ATR-FTIR eller vann kontakt vinkel målingen39. Flere sonication kan også være nyttig for å fjerne gjenværende polymer. Andre er metoden IDA begrenset bare til bakgrunner som er unreactive til PGMA eller PVDMA grupper i polymer. Andre bakgrunner som inneholder reaktive moieties (aminer, thiols, etc.) vil trolig til par til polymer, å redusere mønsteret integritet.

For å utfylle parylene og IDA mønstre metoder, tilpasset µCP protokollen genererer tykkere PGMA -b- PVDMA strukturer (metoden C, Figur 4), gir høyere overflate-til-volum forholdstall som kan forbedre lasting av kjemiske eller biologiske analytter i fange programmer eller forbedre celle vedlegg, levedyktighet og spredning i celle kultur programmer41,42. Her overflatekjemi av både stempel og underlaget var avgjørende for å opprettholde effektivt polymer overføring samtidig opprettholde høy mønster integritet. PGMA -b- PVDMA transfer ble muliggjort behandle stempel med en TPS lag å redusere overflaten gratis energien stempel44, mens også behandling av silisium substrater med oksygen plasma umiddelbart før utskrift å gi reaktive overflaten hydroksyl grupper for kopling til epoxy grupper i PGMA blokkere23.

En primær utfordring i µCP protokollen kommer fra bruk av kloroform løsemiddel å forberede polymer blekk løsning. Løsemiddel som raskt fordamper over stempel kan føre til ikke-uniform polymer håndskrift, å redusere mønsteret reproduserbarhet24,43. For å unngå dette, var det helt avgjørende at frimerker var helt senkes i 5 mL volumer av blekk løsningen, i motsetning til pipettering små mengder løsningen over toppen av stempel overflaten. Forskjellige neddykking ganger ble undersøkt, og 3 minutter ble funnet for å være optimalt for denne prosessen. Det var nødvendig å deretter plassere våt stempelet direkte på underlaget innen 1-2 sekunder etter fjerning av løsningen og legge til manuell trykk stempelet bruk Dremel verktøy (Figur 3). Denne prosessen tillatt for overføring under våte forhold, som var avgjørende for å opprettholde overføring effektivitet og ensartethet. Hvis mønstre av denne prosessen fortsatt vises ikke-uniform, trolig stempel deformasjon. I dette tilfellet kan forholdet mellom PDMS base/herding agent i myk-litografi trinn endres for å generere stivere frimerker46.

I sammendraget beskriver metoder og resultater presentert her flere metoder for å lage mønstret grensesnitt med PGMA -b- PVDMA polymer. Metodene kan brukes til å generere mønstret filmer med pensel eller krysskoblet strukturer, avhengig av programmet. Polymer kan være mønstret i kjemisk eller biologisk inert bakgrunner. Deponering av polymer er det siste trinnet i prosessen deponering, beholdes azlactone funksjonaliteten i hver mønstre-protokoll. Etter mønstre er underlag klar for post-functionalization med andre kjemiske eller biologiske grupper.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Denne forskningen ble støttet av Kansas State University. En del av denne forskningen ble utført ved Center for Nanophase materialer fag, som er sponset ved Oak Ridge National Laboratory av vitenskapelige bruker fasiliteter divisjon, Office for energi basalfag og U.S. 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

Engineering regissert problemet 136 funksjonelle grensesnitt azlactone polymerer fabrikasjon microcontact utskrift grensesnitt montering parylene
Fabrikere reaktive overflater med børste som og krysskoblet filmer av Azlactone-Functionalized blokk co polymerer
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