Name: Un electrodo Nanopore inalámbricas cerradas para el análisis de las nanopartículas individuales (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 31 s
Description: Aprende a fabricar un electrodo de nanoporo inalámbrico cerrado para el análisis electroquímico de nanopartículas individuales. Este método ofrece alta resolución temporal y corriente para investigaciones en nanociencia.

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Esta investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (61871183,21834001), innovación programa de Shanghai Municipal Educación Comisión (2017-01-07-00-02-E00023), el proyecto de "Chen Guang" de la Educación Municipal de Shanghai Comisión y la Fundación de desarrollo de Educación de Shanghai (CG 17 27).

1. preparación de soluciones
Nota: Preste atención a las precauciones Generales de seguridad para todos los productos químicos. Disponer de productos químicos en una campana de humos y utilizar guantes, gafas y una capa del laboratorio. Mantenga los líquidos inflamables lejos de fuego o chispas. Todas las soluciones acuosas se prepararon con agua ultrapura (18.2 MΩ cm a 25 ° C). Las soluciones preparadas se filtraron usando un filtro de tamaño de poro de 0,22 μm.
<ol><li>
Preparación de solución de KCl
	<ol>
<li>Disolver 0,074 g de cloruro de potasio en 100 mL de agua desionizada.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparación de NaBH4 solución
	<ol>
<li>Disolver 0,018 g de borohidruro de sodio en 10 mL de etanol.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparación de HAuCl4 solución
	<ol>
<li>Disolver 0,010 g de cloruro de potasio en 1 mL de solución ácida al 1% chloroauric.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparación de la caucho de silicón
	<ol>
<li>Mezcle el caucho de silicón que contiene la parte A y parte B (véase Tabla de materiales) en una proporción de 1:1 por volumen.</li>
		<li>Utilizar el caucho de silicón mezclado para pintar una zona de reacción en la diapositiva inmediatamente durante el tiempo de pot de 1 minuto.</li>
		<li>Curar el caucho de silicón preparado sobre el portaobjetos durante 5 minutos.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparación de nanopartículas de oro30
	<ol>
<li>Añadir 4,8 mL de ácido chloroauric con una fracción del 1% en 40 mL de agua desionizada con agitación vigorosa.</li>
		<li>Calentar la solución hasta hervir.</li>
		<li>Rápidamente añadir 10 mL de una solución de citrato trisódico con una fracción del 1% en la solución.</li>
		<li>Calentar la solución para un adicional 15 min hasta que la solución final es roja en color. Nota: En nuestro caso, la solución ácida chloroauric fue rápidamente reducida por citrato trisódico, y se observó que la solución rápidamente cambiado de amarillo claro a negro oscuro.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. preparación de la instalación Experimental
<ol><li>
Preparación actual del sistema de medición
	<ol>
<li>Encienda el sistema de medición actual que contiene el amplificador de corriente (véase Tabla de materiales) y sistema de adquisición de datos de bajo nivel de ruido (vea la Tabla de materiales)</li>
		<li>Cambiar el modo de pinza de voltaje.</li>
		<li>Establece el ancho de banda de filtro en la tasa de muestreo y 10 kHz a 100 kHz.</li>
		<li>Montar una jaula de cobre casera específica diseñada para escudar el ruido externo para las células experimentales y del preamplificador en el microscopio invertido (véase Tabla de materiales).</li>
		<li>Tierra la cáscara de la jaula de Faraday, cáscaras de amplificador y sistema de microscopio invertido.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Configuración del sistema de detección de campo oscuro
	<ol>
<li>Generación de la nanotip oro dentro de la nanopipette es supervisado por el microscopio de campo oscuro –. Nota: Un sistema de microscopio invertido (véase Tabla de materiales) se utiliza para tomar imágenes y espectros de dispersión. Una cámara CCD de color verdadero se emplea para tomar imágenes del electrodo nanopipette y nanopore. Un condensador de campo oscuro [apertura numérica (NA) = 0.8-0.95)] se utiliza para formar una iluminación de campo oscuro. 10 X (NA = 0.3), 20 X (NA = 0.45) y 40 X (NA = 0,6) objetivos se utilizan para recoger imágenes de la cerrado-tipo de vino. Detección de fluorescencia se utiliza para comprobar además si hay diferencias entre la nanotip y la pared interna de la nanopipette. Este experimento lo realiza otro EMCCD también (véase Tabla de materiales) integrado en el microscopio invertido, y la luz de excitación es una lámpara de mercurio incorporado con un filtro paso de banda de 450-490 nm.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. fabricación de vino de tipo cerrado
<ol><li>
Fabricación de nanopipettes
	<ol>
<li>Poner los tubos capilares de cuarzo (véase Tabla de materiales) en un tubo de centrífuga de 15 mL con acetona por 10 min de limpieza por ultrasonidos.</li>
		<li>Retirar la acetona, luego añadir el etanol en el mismo tubo de centrífuga.</li>
		<li>Poner el tubo de centrífuga en un limpiador ultrasónico durante 10 minutos de limpieza.</li>
		<li>Poner los tubos capilares en otro tubo de centrífuga de 15 mL con agua desionizada para la eliminación del etanol, con 10 min de limpieza por ultrasonidos.</li>
		<li>Continuamente ultrasonidos limpia los capilares tres veces con agua desionizada para eliminar el etanol residual.</li>
		<li>Seque los capilares con una corriente de gas nitrógeno.</li>
		<li>Mantenga los tubos capilares en un tubo de centrífuga nuevo y limpio.</li>
		<li>Encender el extractor de láser de CO2 (véase Tabla de materiales)</li>
		<li>Precaliente el tirador durante 15-20 min asegurar una energía constante.</li>
		<li>Instale el capilar limpio en el extractor.</li>
		<li>Configurar los parámetros de tracción de calor, filamento, velocidad, demora y fuerza de tracción en el panel del tirador láser CO2 para un diámetro específico. El parámetro detallado para tirar a 30 nm de diámetro nanopipette en este protocolo se muestra en la tabla 1 (figura 1).</li>
		<li>Fijar el nanopipette preparado en una placa Petri con el adhesivo reutilizable (véase Tabla de materiales) para la caracterización de más.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Fabricación de tipo de vino
	<ol>
<li>Se inyectan 10 μL de la solución preparada de4 HAuCl en el nanopipette con un microloader.</li>
		<li>Centrifugue el nanopipette durante 5 minutos a alrededor 1878 x g para la eliminación de burbujas de aire en la nanopipette. Nota: Para este paso, colocamos la nanopipette con la punta mirando hacia abajo en un soporte casero dentro de un tubo de centrífuga de 2 mL.</li>
		<li>Fijar la nanopipette en un cubreobjetos con el caucho de silicón preparados (vea el paso 1.4) y definir el área dentro de la nanopipette como el lado "cis" y exterior como la parte de "trans".</li>
		<li>Esperar 5 minutos hasta que la goma esté seca.</li>
		<li>Poner el conjunto integrado en la mesa objetivo del microscopio invertido.</li>
		<li>Encender y ajustar la iluminación de campo oscuro para centrar la punta de la nanopipette bajo un objetivo de microscopio X 10.</li>
		<li>Cambio a 20 X y 40 objetivos de X para una mayor resolución espacial.</li>
		<li>Colocar un electrodo de Ag/AgCl dentro de la nanopipette.</li>
		<li>Coloque el otro electrodo de Ag/AgCl con conexión a tierra en el lado de trans .</li>
		<li>Conectar un par de electrodos de Ag/AgCl para el preamplificador.</li>
		<li>Encienda el sistema actual de medición y el software correspondiente (véase Tabla de materiales) para la grabación de corriente iónica.</li>
		<li>Establece el potencial aplicado en 300 mV.</li>
		<li>Lentamente agregar 150 μL de solución de NaBH4 hacia el lado trans para desencadenar la reacción entre HAuCl4 y NaBH4 (figura 2). Nota: La reducción de NaBH4 en solución acuosa ocurre a una velocidad de reacción violenta. Por lo tanto, la generación de H2 de la reducción de NaBH4 puede inducir una estructura defectuosa de la nanotip por la generación de cavidades durante el crecimiento de nanotip oro.</li>
		<li>Ópticamente, eléctricamente y simultáneamente registrar el rastro actual y el campo oscuro imagen/dispersión espectros utilizando las corriente medida y campo oscuro sistemas de detección (figura 3). Nota: La solución de etanol es volátil bajo iluminación de campo oscuro. Prestar atención al volumen de etanol durante el proceso de fabricación.</li>
		<li>Apaga el potencial aplicado iónicos actuales remontan a 0 PA.</li>
		<li>Lavar el preparado vino cerradas con flujo desionizada agua desde la base hasta la punta.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Caracterización de la tipo de vino
	<ol>
<li>Caracterizar el tipo vino con un microscopio electrónico de barrido (SEM), que es un método general para la caracterización de nanopipettes22,31,32,33,34 .</li>
		<li>Utilizar un experimento fluorescente de ion calcio para comprobar las condiciones de sellado de la nanotip oro dentro de la nanopipette.<ol>
<li>Inyecte 10 μL de solución de CaCl2 en el lado cis de la solución de vino y Fluo-8 de tipo cerrado en el lado de trans .</li>
			<li>Conectar los electrodos de Ag/AgCl con el headstage.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Aplicar un sesgo mV 400 potenciales y usar el EMCCD (véase Tabla de materiales) para monitorear la respuesta de la fluorescencia en la zona de punta. Utilizar enfoque iones (FIB) para esculpir el vino cerradas desde la punta hasta el fondo, luego determinar la longitud de la capa de metal interior o nanotip con la caracterización de la SEM.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Colisión de nanopartículas individuales con cerrado tipo vino
	<ol>
<li>Cambiar la solución en el trans y cis a una solución de KCl después de la fabricación de la cerrado-tipo de vino.</li>
		<li>Transferir 50 μL de solución de nanopartículas de oro de 30 nanómetro en el lado trans . Grabar la señal actual de eventos de colisión de nanopartículas individuales en un potencial de 300 mV (figura 5).</li>
		<li>Cambiar el voltaje aplicado para controlar la frecuencia, la amplitud y el cambio de forma de la señal actual.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

Los autores declaran no hay conflictos de intereses.

Fabricación de una nanopipette bien definida es el primer paso en el proceso de fabricación de vino de tipo cerrado. Enfocando un láser de CO2 en el centro del tubo capilar, tubo uno capilar separa en dos nanopipettes simétricos con puntas cónicas de nanoescala. El diámetro se controla fácilmente, que van desde 30-200 nm, ajustando los parámetros del tirador láser. Se observa que los parámetros de tracción pueden variar para tiradores de pipeta diferente. La temperatura ambiental y la humedad también pueden in...

Las nanopartículas han atraído gran atención debido a diversas características como su capacidad catalítica, características ópticas, electroactivity y alta relación superficie a volumen1,2,3, 4. análisis electroquímico de nanopartículas individuales es un método directo para la comprensión de los procesos químicos y electroquímicos intrínsecos a nivel de nanoescala. Para lograr mediciones altamente sensibles de nanopartículas individuales, dos métodos electroquímicos se han aplicado anteriormente para leer información de nanopartículas de actual respuestas5,6,7. Uno de estos enfoques consiste en inmovilizar o capturando un nanopartículas individuales de la interfaz de la nanoelectrode para el estudio de Electrocatálisis8,9. La otra estrategia es impulsada por nanopartículas única colisión con la superficie de un electrodo, que genera una fluctuación corriente transitoria del proceso dinámico redox.
Ambos de estos métodos requieren una interfaz detección ultrasensible de nanoescala que coincide con el diámetro de las nanopartículas individuales. Sin embargo, la tradicional fabricación de nanoelectrodos principalmente ha incorporado los sistemas micro electromecánicos (MEMS) o láser tirando de técnicas, que son tediosas y undisciplinable10,11,12, 13. Por ejemplo, fabricación basados en MEMS de nanoelectrodos es costoso y requiere el uso de una sala limpia, restringiendo la producción masiva y la popularización de nanoelectrodos. Por otra parte, láser tirando fabricación de nanoelectrodos depende en gran medida la experiencia de los operadores durante el cierre y tirando de un alambre de metal dentro del tubo capilar. Si el alambre de metal no está bien sellado en el capilar, el espacio entre la pared interna de la nanopipette y alambre dramáticamente puede presentar exceso ruido actual y ampliar electroactivos área de detección. Estos inconvenientes disminuyen en gran medida la sensibilidad de la nanoelectrode. Por otro lado, la existencia de una brecha puede agrandar el área del electrodo y reducir la sensibilidad de la nanoelectrode. En consecuencia, es difícil garantizar un desempeño reproducible debido a la morfología del electrodo incontrolable en cada proceso de fabricación14,15. Por lo tanto, un método de fabricación general de nanoelectrodos con excelente reproducibilidad es urgente para facilitar la exploración electroquímica de las características intrínsecas de las nanopartículas individuales.
Recientemente, la técnica nanopore se ha desarrollado como un enfoque elegante y libre de etiqueta para la sola molécula análisis16,17,18,19,20. Debido a su fabricación controlable, el nanopipette proporciona un aislamiento de la nanoescala, con diámetro uniforme de 30-200 nm de un láser capilar tirador21,22,23,24 . Por otra parte, este procedimiento simple y reproducible de fabricación asegura la generalización de la nanopipette. Recientemente, hemos propuesto un electrodo nanopore inalámbrica (vino), que no requiere el lacre de un alambre de metal dentro de la nanopipette. A través de un proceso de fabricación fácil y reproducible, el vino posee una deposición metal de nanoescala en lo nanopipette para formar un electroactivos interfaz25,26,27,28 . Puesto que el vino posee una estructura bien definida y morfología uniforme de sus confinamientos, logra alta resolución actual así como la constante de tiempo de baja resistencia-capacitancia (RC) para la realización de alta resolución temporal. Divulgamos previamente dos tipos de WNEs, tipo abierto y cerrado-tipo, para la realización de análisis de la entidad. El vino tipo abierto emplea una capa de nanometal depositada sobre la pared interna de un nanopipette, que convierte la corriente farádica de una sola entidad al corriente iónica de respuesta26. Generalmente, el diámetro de un vino de tipo abierto es alrededor de 100 nm. Para disminuir aún más el diámetro del vino, nos presenta el vino cerradas, en la que un nanotip de metal sólido ocupa completamente la punta de nanopipette a través de un enfoque químico-electroquímica. Este método puede generar rápidamente un 30 nanotip nm oro dentro de un confinamiento nanopore. La interfaz bien definida en la zona de la punta de un vino de tipo cerrado asegura un alto cociente signal-to-noise para medidas electroquímicas de nanopartículas individuales. Como una nanopartícula de oro cargada choca con el cerrado-tipo vino, un proceso ultrarrápido de carga-descarga en el interfaz de punta induce una respuesta de la realimentación capacitiva (CFR) en el rastro corriente iónica. En comparación con un anterior sola nanopartícula colisión estudio a través de un nanoelectrode con el metal del alambre dentro de29, el cerrado-tipo vino mostraron una mayor resolución actual del pA del 0,6 ± 0.1 pA (RMS) y una resolución temporal más alta de 0,01 ms.
Adjunto, describimos un procedimiento de fabricación detallado para un vino de tipo cerrado que ha controlado muy excelente reproducibilidad y dimensiones. En este protocolo, una simple reacción entre AuCl4– y BH4– está diseñado para generar un nanotip de oro que bloquea completamente el orificio de un nanopipette. Electroquímica bipolar es adoptado para el crecimiento continuo de un nanotip de oro que llega a la longitud de varios micrómetros en el nanopipette. Este procedimiento simple permite la implementación de esta fabricación de nanoelectrode, que puede realizarse en cualquier laboratorio de química general sin un equipo caro y limpio. Para determinar el tamaño, morfología y estructura interna de un vino de tipo cerrado, este protocolo proporciona un procedimiento de caracterización detallada con el uso de un microscopio electrónico de barrido (MEB) y espectroscopia de fluorescencia. Un ejemplo reciente se destaca, que mide directamente las interacciones intrínsecas y dinámicas de nanopartículas de oro (AuNPs) chocar hacia la nanointerface de un vino de tipo cerrado. Creemos que el cerrado-tipo vino puede allanar un nuevo camino para futuros estudios electroquímicos de las células vivas, nanomateriales y sensores de nivel de entidad individual.

<table><tbody><tr><td>Acetona</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>650501</td><td>Altamente inflamable y volátil</td></tr><tr><td>Balanza analítica</td><td>Mettler Toledo</td><td>ME104E</td><td></td></tr><tr><td>Amplificador Axopatch 200B</td><td>Molecular Devices</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Adhesivo reutilizable Blu-Tack</td><td>Bostik</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubo de centrífuga</td><td>Corning Inc.</td><td></td><td>Tubos de centrífuga con tapón CentriStar, 15 ml</td></tr><tr><td>Ácido cloroáurico</td><td>Energy Chemical</td><td>E0601760010</td><td>HAuCl4</td></tr><tr><td>Clampfit 10.4</td><td>Software Molecular Devices Digidata</td><td></td><td></td></tr><tr><td>1550A Molecular</td><td>Devices</td><td></td><td></td></tr> DS <tr><td>Fi1c Cámara CCD de color verdadero</td><td>Nikon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ecoflex 5 Silicona de curado por adición pipetas</td><td>de caucho Smooth-On</td><td>17050377</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Reference 2</td><td>Eppendorf</td><td>492000904</td><td>10, 100 y 1000 &micro; L</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>24102</td><td>Jaula</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>de Faraday</td></tr> altamente inflamable y volátil Cobre <tr><td>iXon 888 EMCCD</td><td>Andor</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubos de microcentrífuga</td><td>Axygen Scientific</td><td></td><td>0,6, 1,5 y 2,0 mL</td></tr><tr><td>Microcargador</td><td>Eppendorf</td><td>5242 956.003</td><td>20 &micro; L</td></tr><tr><td>Cubierta de vidrio del microscopio</td><td>Fisher Scientific</td><td>LOT 16938</td><td>20 mm * 60 mm-1 mm de espesor</td></tr><tr><td>Purificador de agua Milli-Q</td><td>Millipore</td><td>SIMS00000</td><td>Denton Evaporador de haz de electrones</td></tr><tr><td>P-2000 tirador láser</td><td>Sutter Instrument</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Puntas de pipeta</td><td>Axygen Scientific</td><td></td><td>10, 200 y 1,000 &micro; L</td></tr><tr><td>Cloruro de potasio,+D25+A2:F2+A2:F25</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P9333-500G</td><td>KCl</td></tr><tr><td>Pipetas de cuarzo</td><td>Sutter</td><td>QF100-50-7.5</td><td>Diámetro exterior:1,0 mm, diámetro interior:0,5 mm, 75 mm</td></tr><tr><td>de longitud Frigorífico</td><td>Siemens</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Diluyente de silicona</td><td>Smooth-On</td><td>1506330</td><td></td></tr><tr><td>Alambre de plata</td><td>Alfa Aesar</td><td>11466</td><td></td></tr><tr><td>Sodio borohidruro,</td> <td>Tianlian Chem. Tech.</td><td>71320</td> Microscopio de campo oscuro <td>invertido NaBH4</td></tr><tr><td>Ti-U</td><td>Nikon</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

un electrodo nanopore inalámbricas cerradas para el análisis de las nanopartículas individuales

A Closed-Type Wireless Nanopore Electrode for Analyzing Single Nanoparticles

Medición de las características intrínsecas de las nanopartículas individuales por demostrable tiene profunda importancia y posibles impactos en Nanociencia. Sin embargo, analizando electroquímicamente nanopartículas solo es un reto, como el sensor nanointerface es incontrolable. Para abordar este desafío, se describen aquí la fabricación y caracterización de un electrodo nanopore inalámbricas cerradas (vino) que exhibe una morfología altamente controlable y reproducibilidad excepcional. La fácil fabricación de vino permite la preparación de nanoelectrodos definidas en un laboratorio de química general sin el uso de un equipo caro y limpio. Una aplicación de 30 nm cerradas vino en análisis de nanopartículas de oro individuales en la mezcla también se destaca, que muestra una resolución actual de 0,6 pA y alta resolución temporal de 0.01 Sra. acompañado por su excelente morfología y pequeñas diámetros, más aplicaciones potenciales de WNEs cerradas pueden ser ampliados de caracterización de nanopartículas y detección única molécula/ion unicelular de sondeo.

Demostramos un enfoque fácil para fabricar un bien definido electrodo 30 de nanopore inalámbrica en nm basada en un nanopipette cónico de cuarzo. La fabricación de un nanopipette se demuestra en la figura 1, que incluye tres pasos principales. Un microcapillary con un diámetro interno de 0,5 mm y 1,0 mm de diámetro exterior se fija en el extractor, y luego un láser se enfoca en el centro del tubo capilar para fundir el cuarzo. Mediante la aplicación de fuerza...

Aquí, presentamos un protocolo para la fabricación de un electrodo nanopore inalámbricas cerradas y posterior medición electroquímica de colisiones de nanopartículas individuales.

Un electrodo Nanopore inalámbricas cerradas para el análisis de las nanopartículas individuales

Measuring the intrinsic features of single nanoparticles by nanoelectrochemistry holds deep fundamental importance and has potential impacts in ...

La medición electroquímica de la característica intrínseca de la nanopartícula única es de gran importancia en la nanociencia. Este método demuestra una forma simple pero altamente reproducible de construir un electrodo de nanoporo inalámbrico para un análisis rápido de nanopartículas individuales. El tamaño del nanoelectrodo puede alcanzar hasta 30 nanómetros por este sencillo método de fabricación.La resolución actual y la resolución temporal durante el análisis son 0,6 picoamps y 0,01 milisegundos, respectivamente. Se prevé que este electrodo de nanoporo inalámbrico se utilizará para el análisis secular in vivo y no invasivo debido al tamaño a nanoescala de la punta de nanoelectrodo. La propiedad de resonancia plasmónica de superficie localizada de la nano punta de oro y la visión óptica perfecta de las nanopipetas cruzadas podrían permitir la detección óptica eléctrica a nanoescala.Los investigadores interesados en la fabricación de electrodo de nanoporo inalámbrico deben dominar el proceso de vertido de nanopipetas. Porque este es un paso crucial en el procedimiento. Deben prestar atención a la temperatura ambiental y la humedad al verter la pipeta.Primero añadir 4,8 mililitros de ácido cloroáurico con una fracción de masa de 1%a 40 mililitros de agua desionizada con agitación vigorosa. A continuación, calentar la solución a ebullición. Añada rápidamente 10 mililitros de una solución de citrato trisódico con una fracción de masa del 1% en la solución.Caliente la solución durante 15 minutos adicionales hasta que la solución final sea de color rojo. Coloque los capilares de cuarzo en un tubo centrífugo de 15 mililitros lleno de acetona y límpialo en un limpiador ultrasónico durante diez minutos. Cuando haya terminado, retire la acetona y agregue etanol.A continuación, coloque el tubo centrífugo en el limpiador ultrasónico durante diez minutos adicionales de limpieza. A continuación, coloque los capilares de cuarzo en otro tubo centrífugo de 15 mililitros con agua desionizada para la eliminación del etanol, y realice la limpieza ultrasónica durante 10 minutos. Seque los capilares de cuarzo utilizando una corriente de gas nitrógeno y guárdelos en un tubo de centrífuga limpio.Después de esto, encienda un tirador láser de dióxido de carbono y precaliente durante 15-20 minutos para asegurar una potencia láser estable. Instale un capilar de cuarzo limpio en el tirador láser de dióxido de carbono precalentado. Establezca los parámetros de tracción del calor, el filamento, la velocidad, el retardo y la fuerza de tracción en el panel del tirador láser de dióxido de carbono para un diámetro específico.Fije la nanopipeta preparada en un plato de petri con un adhesivo reutilizable para una posterior caracterización. Inyecte 10 microlitros de la solución de ácido cloroaurico preparada en la nanopipeta con un microcargador. Centrifugar la nanopipeta durante cinco minutos alrededor de 1.878 veces G para la eliminación de burbujas de aire en la nanopipeta.Después de la centrifugación, fije la nanopipeta en un resbalón de cubierta con goma de silicona previamente preparada, y defina el área dentro de la nanopipeta como el lado cis y el exterior como el lado trans. Después de esperar cinco minutos para que el caucho se cure, coloque el conjunto integrado en la mesa objetivo de un microscopio invertido. Encienda y ajuste la iluminación de campo oscuro para enfocar la punta de la nanopipeta bajo un objetivo de microscopio de 10x.Cambie a un objetivo de 40x para una resolución espacial más alta. A continuación, coloque un electrodo de cloruro de plata dentro de la nanopipeta. A continuación, coloque un segundo electrodo de cloruro de plata a tierra en el lado trans.Conecte los electrodos de cloruro de plata a un preamplificador. Encienda el sistema de medición actual y el software correspondiente para la grabación de corriente iónica. A continuación, establezca el potencial aplicado en 300 milivoltios.Ahora agregue lentamente 150 microlitros de solución de borohidruro de sodio al lado trans para desencadenar la reacción entre el ácido cloroáurico y el borohidruro de sodio. Simultáneamente, registre eléctrica y ópticamente el rastro actual y los espectros de dispersión de imágenes de campo oscuro utilizando los sistemas de medición actual y detección de campos oscuros. Desactive el potencial aplicado después de que el trazado de corriente iónica vuelva a cero picoamps.Lave el tipo cerrado preparado WNE con agua desionizada que fluye desde la parte inferior hasta la punta. Cambie la solución en los lados trans y cis a una solución de cloruro de potasio después de la fabricación del tipo cerrado WNE. Transfiera 50 microlitros de la solución nanopartical de oro nanomolar a la solución nanopartical de oro nanomolar al lado trans.A continuación, registre la señal actual de eventos de colisión de nanopartículas individuales en un potencial de 300 milivoltios. Finalmente, cambie la tensión aplicada para monitorear la frecuencia, amplitud y cambio de forma de la señal de corriente. La fabricación de una nanopipeta incluye tres pasos principales.Un microcapilar con un diámetro interior de 0,5 milímetros y un diámetro exterior de 1 mililitro se fija en el tirador, y un láser se centra en el centro del capilar para derretir el cuarzo. Al aplicar fuerzas a los terminales del capilar, finalmente separa y forma dos partes con puntas cónicas a nanoescala. El procedimiento de generación de una nanotip de oro dentro de la punta de la nanopipeta, después de que el proceso de tracción se muestra aquí.Se utilizó un sistema de caracterización in situ para supervisar el proceso de fabricación del tipo cerrado WNE mediante la grabación simultánea de las imágenes de respuesta y campo oscuro actuales. Las imágenes SEM de vista superior de la nanopipeta desnuda y el tipo cerrado WNE se muestran aquí después de que el haz de iones de enfoque que divide una imagen SEM de vista lateral proporciona la morfología de la nanotipo de oro dentro del tipo cerrado WNE. En los experimentos de colisión de nanopartículas individuales, las nanopartículas de oro se añaden al lado trans de la WNE.El rendimiento de ruido excepcional de este CNE descubre las señales ocultas con una alta frecuencia de señal. Al generar la nano punta de oro, se debe utilizar un bajo potencial aplicado para generar la interfaz electroquímica. Un alto potencial aplicado podría acelerar la generación de oro y dar lugar a estructuras defectuosas en la punta nano.La alta resolución de contraste y la alta resolución especial de este método pueden ayudar a los investigadores a comprender mejor el proceso de transferencia de electrones a escala nanométrica. El borohidruro de sodio es peligroso y reaccionará violentamente con agua. Tenga cuidado al preparar la solución de borohidruro de sodio.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Chemistry

Química

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