La fonctionnalisation douce lithographiques et les motifs sans oxyde silicium et de germanium

Nous décrivons ici une méthode simple pour la modélisation sans oxyde de silicium et de germanium fonctionnalisation avec des monocouches organiques réactifs et de démontrer des substrats à motifs avec des petites molécules et des protéines. L'approche protège complètement les surfaces de l'oxydation chimique, fournit un contrôle précis de la morphologie caractéristique, et fournit un accès facile à des modèles chimiquement discriminés.

Ce protocole montre comment modeler le silicium sans oxyde dans le germanium avec des monocouches organiques réactives à l’aide d’un protocole d’impression très efficace et simple d’utilisation. La fonctionnalisation sélective des substrats du motif avec de petites molécules et des protéines est également démontrée. La première étape du protocole consiste à modifier de manière covalente des substrats de silicium ou de germanium avec une monocouche organique primaire très stable.

Cela protège l’interface organique inorganique sous-jacente de la dégradation réactive et des dommages oxydatifs. La couche supérieure d’ester hydroxy smide liée de manière covalente est formée pour fournir des fonctionnalités hydrolytiques et réactives latentes Dans un deuxième temps, les substrats uniformes bicouches modifiés NHS sont modélisés par impression catalytique par micro-contact à l’aide d’un motif Le contact du tampon élastomère modifié à l’acide sul avec le tampon hydrolyse les groupes NHS, formant ainsi des motifs d’acides carbonoxyliques activés et libres NHS chimiquement distincts. Ensuite, les substrats du motif sont fonctionnalisés avec de petites molécules organiques et des protéines.

Cette étape est complétée par la correction de NI Trello. L’acide triacétique a terminé les liaisons hétérofonctionnelles aux régions fonctionnalisées du NHS et deuxièmement, par la fixation sélective de la protéine fluorescente verte marquée à l’hexa histamine. L’approche produit d’excellents résultats avec des motifs d’intensité de fluorescence différentielle qui sont assez clairs dans un modèle d’intégrité qui est remarquablement stable après de multiples modifications de surface.

Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes est donc sa précision. Le motif est vraiment contrôlé par la précision du timbre lui-même par opposition à la diffusion. Le projet a été lancé à l’origine de l’idée que les techniques de structuration qui reposent sur la réaction catalytique par opposition au simple dépôt doivent présenter de nombreux avantages.

D’une part, les catalyseurs ne sont pas consommés dans la réaction et ils peuvent être réutilisés plusieurs fois. Contrairement à l’impression ou au dépôt traditionnel où vous devez continuellement fournir de nouveaux matériaux de motifs. Dans nos premiers travaux, nous avons attaché une molécule de catalyseur à une pointe A FM, puis nous l’avons droguée le long de la surface dans un processus en série comme une machine-outil pour modeler.

Mais le tampon élastomère était une extension logique pour les applications de fabrication parallèle Ready. L’un des aspects les plus importants du protocole est l’utilisation du système moléculaire bicouche. Le système nous permet à la fois de manger et de fonctionnaliser des substrats sans oxyde et organiques.

Idéalement, le Sam primaire initial devrait permettre d’éliminer complètement tous les atomes exposés à la surface et former un système moléculaire serré, capable de protéger la surface de l’oxydation et de la dégradation. La couche supérieure secondaire doit contenir des groupes fonctionnels terminaux, qui peuvent être modifiés par des transformations chimiques supplémentaires. Les limites importantes de la résolution de l’impression par microcontact traditionnelle sont la diffusion du motif et des molécules.

Nos méthodes autorisent une réaction chimique entre un catalyseur actuellement mobilisé sur une tige et un substrat attaché au silicium ou au germanium. En raison de ces propriétés, notre technique expérimente davantage la réplication de très petites caractéristiques de taille de 100 nanomètres. Ou parce que la méthode crée des motifs chimiques, il est possible de les fonctionnaliser par des réactions spécifiques avec différentes molécules biologiques et organiques.

Cette procédure nécessite l’utilisation de plusieurs produits chimiques dangereux, tels que l’acide fluorhydrique, la solution de nanopuce et le pentachlorure de phosphore. Lorsque vous travaillez avec ces réactifs, il est important de porter des vêtements de protection appropriés et de travailler dans un environnement bien ventilé. La partie la plus difficile de ce protocole est de déplacer rapidement les surfaces chlorées dans la solution verte.

Afin d’éviter la reformation de la couche d’oxyde, commencez par préparer une plaquette de silicium un 11. Coupez-le en substrats d’un centimètre carré, dépoussiérez les substrats et rincez-les à l’eau et à l’éthanol filtré. Ensuite, éliminez toute contamination organique en immergeant les substrats de silicium dans une boîte en verre contenant des nanos.

Solution de bande chauffée à 75 degrés Celsius. Attendez 15 minutes, puis rincez. Nettoyez chaque substrat avec de l’eau filtrée déminéralisée.

Donnez à chaque substrat un bain de cinq minutes dans une solution à 5 % HF pour éliminer la couche d’oxyde native, puis séchez le silicium sans oxyde avec de l’azote. Pour produire un substrat chloré, immergez immédiatement chaque morceau de silicium sans oxyde dans un flacon à scintillation contenant deux millilitres de chlorure de phosphore saturé Penta dans du chlorobenzène. Une fois la réaction terminée.

Laissez refroidir les flacons à température ambiante. Rincez chaque surface avec du chlorobenzène et séchez-la sous azote filtré. Ensuite, placez chaque surface de silicium chloré dans un flacon sous pression contenant quatre millilitres de chlorure de magnésium propanol.

Incuber les flacons à pression à 130 degrés Celsius pendant 24 heures. Une fois que les flacons à pression ont refroidi à température ambiante, rincez rapidement chaque surface avec du dichlorométhane et de l’éthanol et séchez-les sous azote filtré comme la préparation d’un substrat de silicium. Coupez une plaquette de germanium en carrés d’un centimètre, dépoussiérez et rincez à l’eau et à l’éthanol filtré avec du germanium.

Éliminez les contaminants organiques en immergeant les substrats dans un plat d’acétone pendant 20 minutes. Ensuite, immergez-les dans une solution à 10 % HCL pendant 15 minutes. Séchez les substrats avec de l’azote et placez chaque surface chlorée dans un flacon à pression contenant quatre millilitres de chlorure de magnésium octal.

Incuber les flacons à 130 degrés Celsius pendant 48 heures. Après l’incubation, laissez les flacons refroidir à température ambiante et rincez rapidement chaque plaquette avec du chlorométhane et de l’éthanol. Faites sécher les gaufrettes sous de l’azote filtré.

Commencez par pipeter quelques gouttes de la solution NHS Diaz sur la terminaison méthyle. Laissez la solution se répandre sur toute la surface. Placez les surfaces sous une lampe UV pendant 30 minutes.

Ajoutez ensuite d’autres gouttes de NHS Diaz à la surface et laissez la réaction se poursuivre. Pendant 30 minutes supplémentaires. Rincez les surfaces modifiées NHS avec du chlorométhane et de l’éthanol, et séchez-les sous azote filtré.

Procédez ensuite à la fonctionnalisation des petites molécules. Enfin, analysez les surfaces par XPS pour déterminer la composition élémentaire. Commencez la préparation du tampon en mélangeant le capto d’éthane sulfonate de sodium dans 10 millilitres de quatre solutions HCL normales dans du dioxane.

Remuez la solution à température ambiante pendant deux minutes à partir de la solution. Filtrez le chlorure de sodium à travers un filtre en verre fin, puis à travers un filtre à seringue à membrane PTFE de 0,2 micron. Maintenant, prenez la solution claire de l’acide phonique de capto tumoral éthane dans le dioxane et évaporez le dioxane sous une pression réduite.

Faites réagir l’acide sul obtenu avec deux millilitres d’acrylate de polyuréthane, un mélange prépolymère à température ambiante, puis sous vide à 50 degrés Celsius. Assurez-vous de libérer complètement le mélange des terres arables piégées Pour assurer la polymérisation réussie du mélange prépolymère. Il est important de ne jamais s’échauffer lors de la réaction avec moi.

CAPTA atten acide phonique, et lorsque l’oxygénation sur le vide, Pendant que la solution est visqueuse, versez-la sur le motif maître en silicone et couvrez avec une lame de verre plat enveloppée de paraforme. Ensuite, durcissez le moule en l’exposant à la lumière UV. Après la polymérisation, retirez la lame de verre et le parafilm et décollez soigneusement le tampon du maître, coupez le tampon à la taille appropriée et lavez-le avec de l’éthanol et de l’eau.

Ensuite, séchez-le avec de l’azote filtré. Ce qui suit est l’étape la plus importante du protocole. Placez le tampon sur le substrat modifié NHS sans charge externe pour les maintenir ensemble.

N’expédiez pas le timbre et n’appliquez pas trop de pression. Attendez une minute, puis rincez le substrat et tamponnez avec de l’eau éthanolique, puis à nouveau de l’éthanol, puis séchez-le sous azote filtré. Conservez les tampons à température ambiante pour analyser le motif produit.

Utilisez la microscopie à force atomique latérale en mode contact et la microscopie électronique à balayage. Dans cette étape, nous mobilisons la GFP sur la surface du silicium du motif. Nous commençons d’abord par modifier l’ester activé avec un dérivé NTA, puis nous immobilisons la protéine HIIN à la surface par chélation du nickel.

Il est important dans cette étape de maintenir une biomolécule d’intérêt à la bonne température pour éviter une dégradation indésirable. Pour attacher des protéines au modèle NHS, à un substrat bifonctionnel, immergez-les dans une solution de lysine, d’acide athétique nnn dia et de triéthylamine. Au bout d’une heure, rincez les supports avec de l’eau puis de l’éthanol.

Incuber maintenant les substrats pendant cinq minutes dans une solution chélatrice de sulfate de nickel. Ensuite, rincez les substrats avec de l’eau et un tampon de liaison, puis plongez-les dans un bain de solution GFP glacée. Une heure plus tard, rincez les supports avec le même tampon de liaison, suivi d’un rinçage au PBS.

Ensuite, stockez les substrats dans du PBS à zéro degré Celsius avant l’analyse. Enfin, analysez les surfaces par microscopie fluorescente pour visualiser les zones modifiées par la GFP. La nano-structuration lithographique Soft B a été utilisée pour créer des motifs chimio-sélectifs sur du silicium libre oxyde, et sur du germanium, la réaction entre le substrat fonctionnalisé NHS dans le tampon de motif catalytique conduit à l’hydrolyse des fractions NHS dans les zones de contact de confirmation, produisant un motif par substrat fonctionnel portant des régions d’acides carbonoxyliques activés et libres NHS.

En raison de la nature libre de diffusion de la méthode, la résolution est proche de celle de la photolithographie telle qu’elle est observée dans les caractéristiques de 125 nanomètres. Ces caractéristiques ont été reproduites uniformément sur toute la surface du substrat de silicium. Les dimensions des éléments imprimés étaient identiques à celles du master en silicium correspondant et du tampon catalytique.

Remarquablement, le tampon catalytique peut être réutilisé plusieurs fois sans perdre en efficacité. La fonctionnalisation sélective chimiosélective des semi-conducteurs de motifs a été réalisée en exploitant les réactivités différentielles des acides carboxyliques activés et libres. Tout d’abord, des linkers hétéro bifonctionnels terminés par du nielle trice acide ont été apposés sur les régions fonctionnalisées du NHS, puis utilisés sur la surface du motif NHS résultant comme modèle pour l’attachement sélectif du motif de l’étiquette hexahistamine G-F-P-N-H-S.

Le silicium a été fonctionnalisé par chimiothérapie avec des molécules de protéines. En utilisant cette approche en microscopie à fluorescence, il y avait une nette différence d’intensité entre les régions d’acide carboxylique libre modifié par la GFP et hydrolysées. La taille et la forme des caractéristiques répliquées sont cohérentes entre les surfaces à motifs NHS et les surfaces modifiées GFP, confirmant la stabilité remarquable des surfaces passivées en carbone et la sélectivité de l’approche d’emboutissage.

Le protocole présenté est une forme d’impression à l’encre, sans micro-contact, qui peut être universellement appliquée à n’importe quel substrat capable de supporter des monocouches simples et bien ordonnées. Parce que le processus ne repose pas sur le transfert d’encre du tampon à la surface. La limitation de la résolution diffusive de l’impression par microcontact traditionnelle et réactive est éliminée.

Permettre la fabrication courante d’objets à l’échelle nanométrique. L’incorporation d’un système moléculaire primaire hautement ordonné offre une protection complète du semi-conducteur sous-jacent contre les dommages causés par l’oxydation. La formation de brevets sélectifs CHE fournit des points d’attache spécialement résolus pour une variété de molécules biologiques et organiques.

En utilisant différentes activités de cas de carc libres et activés, nous avons pu mobiliser des protéines intactes sur les motifs créés. Cependant, cette méthode n’est pas limitée aux protéines histo intactes, et elle peut être utilisée pour immobiliser d’autres biomolécules telles que les ADN et les anticorps. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de modifier le silicium passivé ou le germanium avec un système moléculaire et un motif cataly.

Les substrats modifiés par le NHS. Lors de cette procédure, il est important de ne pas oublier de travailler dans un environnement propre et sans poussière. Il est également important d’utiliser les précautions de sécurité nécessaires lorsque vous travaillez avec des matériaux dangereux tels que le HF et les nanos. Strip-tease.