Fabricación de chip micropatrón con espesor controlado para microscopía electrónica criogénica de alto rendimiento

Este protocolo es importante para regular el grosor del tamaño de la imagen a escala nanométrica para observar con éxito proteínas y nanomateriales de diferentes tamaños utilizando crioEM. La técnica de fabricación del Mem permite la producción en masa del microchip. También permite la selección de profundidades y diseños de los pozos de micro patrones. Dependiendo de los propósitos experimentales.

La técnica puede contribuir a mejorar la eficiencia del análisis de estructura 3D de alto rendimiento de biomoléculas que se utiliza para el descubrimiento comercial de fármacos, y luego las obleas delgadas y los microchips con membranas nitro de silicio que tienden al riesgo pueden ser complicados. Es importante no doblar la oblea ni aplicar fuerzas perpendiculares a la ventana de nitrato de silicio. Comience a modelar la fotorresistencia, o PR cubriendo una oblea de silicio depositada de nitruro de silicio con solución de hexametildisilazano y luego gire el recubrimiento de la oblea a 3000 RPM durante 30 segundos en un codificador de centrifugado.

Hornea la oblea recubierta a 95 grados centígrados durante 30 segundos en una placa caliente para hacer que la superficie del agua sea hidrófoba y garantizar un buen rendimiento de recubrimiento con el PR. A continuación, cubra la oblea con un PR positivo y hornéela a 100 grados centígrados durante 90 segundos. Un PR recubierto de espín tiene un grosor de 500 nanómetros. Exponga la oblea recubierta de PR a la luz ultravioleta durante cinco segundos a través de una máscara de cromo con un alineador.

Desarrolle el PR durante un minuto usando un revelador y enjuague dos veces sumergiendo la oblea en agua desionizada. Luego seque la oblea con patrón PR soplando gas nitrógeno sobre la superficie del agua. Siguiendo el patrón del PR. Utilice un grabador de iones reactivo construido en laboratorio a una potencia de radiofrecuencia de 50 vatios, y con gas hexafluoruro de azufre a tres centímetros cúbicos estándar por minuto.

Para grabar el nitruro de silicio expuesto a una velocidad de seis angstroms por segundo. Elimine el PR sumergiendo la oblea con patrón de nitruro de silicio en acetona a temperatura ambiente durante 30 minutos. Seguido de enjuagar la oblea dos veces en agua desionizada y secar la oblea con gas nitrógeno.

Para grabar el si expuesto, sumerja la oblea con patrón de nitruro de silicio en una solución de hidróxido de potasio recién preparada. Con agitación continua hasta que las ventanas independientes de nitruro de silicio se pueden observar en el lado opuesto de la oblea estampada. Limpie la oblea grabada sumergiéndola varias veces en un baño de agua desionizada.

Luego seque la oblea al aire. Para eliminar los residuos de grabado, presione ligeramente los límites de la matriz de chips con una pinza y obtenga una matriz de chips para ser micro patrones. Luego sumerja la matriz de chips en una solución de hidróxido de potasio recién preparada durante 30 segundos, seguido de enjuagar dos veces, soplar los chips con gas nitrógeno y secarlos al aire durante una hora.

Para un soporte sólido, prepare una oblea de silicio en blanco de 525 micrómetros con el recubrimiento de centrifugado como se demostró anteriormente. Se adhiere al rayo astillador en la oblea de silicio antes de hornear la oblea y siga el procedimiento descrito anteriormente para obtener la oblea de silicio de micropatrón. Elimine el PR sumergiendo el chip de patrón establecido en una solución de metil dos littanol puro a 60 grados centígrados durante la noche.

Al día siguiente, enjuague el juego de chips dos veces con agua desionizada. Después de secar el chip de patrón con nitrógeno, elimine los residuos de PR con un proceso de plasma de oxígeno utilizando 100 centímetros cúbicos estándar por minuto de gas oxígeno a una potencia de radiofrecuencia de 150 vatios durante un minuto con el grabador iónico reactivo. Más tarde, sumerja los chips micro estampados en una solución de hidróxido de potasio durante 30 segundos para eliminar completamente los residuos de PR.

Luego enjuague y seque completamente el juego de chips. Diluir dos miligramos por mililitro de óxido de grafeno o solución 10 pliegues con agua desionizada y sonicar la solución diluida durante 10 minutos para romper los agregados de las láminas. Luego centrifugar a la solución diluida a 300 veces G durante 30 segundos a temperatura ambiente.

Use un descargador incandescente a 15 millones de amperios para descargar el lado grabado de silicio del chip de micro patrón durante un minuto y renderizar la superficie del chip con una carga positiva. Cuando haya terminado, deje caer tres microlitros de la solución en el lado de descarga luminosa del chip de micropatrón. Después de un minuto, seque el exceso de solución en el chip con papel de filtro.

Lave el chip transferido con gotas de agua desionizada en una película de parafina y seque el exceso con papel de filtro. Repita el procedimiento de fundición por caída dos veces en el lado transferido y una vez en el lado opuesto. Seque el chip transferido a temperatura ambiente durante la noche.

Durante el procedimiento de fotolitografía, los diseños de los chips de micro patrón se manipularon utilizando diferentes diseños de la máscara de cromo. Se controlaron los números y las dimensiones de las membranas independientes de nitruro de silicio. Se observó que los chips micro estampados fabricados podían tener hasta 25, 000 agujeros suspendidos.

El espectro del ramen en la ventana mostraba los picos representativos de la Además, los patrones de defracción hexagonal orientados por la multiplicación indicaron que las ventanas consistían en la multicapa La estructura y la profundidad del micro agujero con ventanas se estudiaron con microscopía electrónica de barrido y microscopía de fuerza atómica. En las imágenes se observó una estructura tipo pozo del micro agujero con la ventana confirmando la posibilidad del diseño del chip de micro patrón con ventanas. Con la ayuda del chip micropatrón, se obtuvieron imágenes de algunos especímenes biológicos y nanopartículas inorgánicas con el microscopio crioelectrónico.

Es importante optimizar las condiciones, como el espesor puro del recubrimiento utilizando la intensidad y el tiempo de desarrollo para el micropatronaje dependiendo del tamaño y el diseño de los patrones. Mediante la aplicación de técnicas de nano pattering como FIB o incluso litografía grafeno más pequeña se pueden producir algunos patrones micrométricos que pueden ampliar las aplicaciones de este micro dispositivo donde se utiliza con otras técnicas analíticas.