Name: Plasmonique et Piégeage Libération de Nanoparticules dans un environnement de surveillance (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-04T11:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 13 s
Description: Découvrez la fabrication de microplaques intégrant des pinces plasmoniques pour le piégeage et l'imagerie de nanoparticules en deux dimensions. Cette méthode permet de mesurer quantitativement les forces de piégeage maximales pour des applications en sciences de la vie.

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Attention: S&#39;il vous plaît se référer à toutes les règles de sécurité des matériaux pertinents avant utilisation. Plusieurs des produits chimiques utilisés dans la fabrication de puce électronique sont extrêmement toxiques et cancérigènes. S&#39;il vous plaît utiliser toutes les pratiques de sécurité appropriées lors de l&#39;exécution des processus de photolithographie et de gravure, y compris l&#39;utilisation des contrôles techniques (hotte aspirante, plaque chauffante, et aligneur) et de l&#39;équipement de protection individuelle (lunettes de sécurité, gants, blouse, pantalon pleine longueur, et fermé -chaussures à bout). 1. Fabrication du microcanal PDMS <ol><li> La fabrication du moule de microcanaux par le procédé de photolithographie <ol><li> Éliminer complètement les substances étrangères sur la surface tranche de Si de 4 pouces avec nettoyage de piranha (figure 1a). Mélanger l&#39; acide sulfurique (H 2 SO 4) et du peroxyde d&#39;hydrogène (H 2 O 2) dans un rapport de 3: 1 pour préparer la solution de piranha dans le plat. Mélanger en ajoutant progressivement de petites quantités de l&#39;acide fort (H 2 O <sub&gt; 2) de l&#39;acide faible (H 2 SO 4); inversant cet ordre peut provoquer une explosion à cause de l&#39;acide fort très réactif. </li><li> Immerger la plaquette dans la solution de piranha pendant 10 min. Par la suite, immerger la plaquette dans de l&#39;eau désionisée (DI) pendant 3 minutes pour éliminer la solution de piranha restant. Rincer la plaquette avec un courant d&#39;eau DI pendant 10 s. Répéter la procédure de rinçage 3 fois et sec avec N2 gazeux pour éliminer le restant DI. </li><li> Placer la plaque sur une plaque chauffante pendant 20 min à 180 ° C pour déshydrater davantage la plaquette. </li><li> Verser 5 ml de la résine photosensible négative sur le dessus de la couche de tranche et la rotation pendant 45 s à 1500 tours par minute (figure 1b); après le revêtement par centrifugation, un bourrelet de résine photosensible est créée au niveau du bord de la plaquette en raison de la viscosité relativement élevée de la résine photosensible. </li><li> Équilibrer la plaquette revêtue d&#39;un vernis photosensible par planarisation sur un support de mise à niveau pendant 5 h. </li><li> Placer la plaquette revêtue d&#39;un vernis photosensible sur une plaque chauffante pendant 12 min à 65° C, 35 min à 95 ° C et 12 min à 65 ° C (cuisson douce). </li><li> Fixer le masque de film sur le porte-masque et la tranche-molle cuite au four à l&#39;étage de substrat de l&#39;aligneur. Exposer aux rayons ultraviolets (UV) pendant 43 s à 650 mJ / cm 2 pour solidifier la résine photosensible. </li><li> Placer la plaquette sur la plaque chauffante pendant 5 minutes à 65 ° C, 15 min à 95 ° C et 5 min à 65 ° C (cuisson post-exposition). </li><li> Immerger la plaquette dans le révélateur de résine photosensible pendant 30 min pour éliminer les photoresist non solidifiée. </li><li> Rincer la plaque avec de l&#39; alcool isopropylique (IPA) et sécher avec du gaz N 2 pour éliminer l&#39;IPA restant. </li></ol></li><li> Fabrication du microcanal PDMS <ol><li> Traiter la surface de la plaquette et le moule de résine photosensible pendant 1 min à une puissance de 200 W en utilisant une machine de 25 plasma atmosphérique; les flux de gaz de CH 4 et il devrait être 6 et 30 sccm, respectivement. Effectuer ce traitement hydrophobe pour détacher facilement la polydimethylsiloxane (PDMS) microcanaux de la surface de la plaquette et le moule de résine photosensible (figure 1c). </li><li> Préparer la solution PDMS par mélange de la base PDMS et d&#39;agent de durcissement dans un rapport de 10: 1. On agite le mélange pendant 2 min. </li><li> Placer la plaquette dans une boîte de Petri (150 mm x 15 mm) et ajouter 100 ml de la solution PDMS. Retirez les bulles qui ont été créés à partir d&#39;agitation en utilisant un dessicateur. </li><li> Placer la boîte de Petri à l&#39;étuve pendant 2 heures à 80 ° C pour solidifier la solution PDMS (figure 1d et h). </li><li> Couper le long des contours du microcanal PDMS avec une lame de rasoir et le détacher de la plaquette; les microcanaux PDMS fabriqués doivent avoir les dimensions suivantes: 13 mm de long, 300 um de largeur, et 150 pm de haut (figures 1e, f et i). NOTE: Deux types de trous sont produits par un microponction pour insérer le câble à fibre monomode (SMF) et les tubes (entrée And sortie) sur le microcanal PDMS (figure 1g). Le câble SMF est utilisé pour émettre le faisceau laser vers le nanotrou broyé sur la plaque d&#39;or. Le tube est utilisé pour insérer / extraire la solution de particules de / vers le microcanal PDMS. </li><li> La perforation d&#39;entrée de 1,5 mm et des trous de sortie à chaque extrémité du microcanal PDMS. Percer un trou de câble SMF 0,3 mm au centre du microcanal PDMS. </li></ol></li></ol> 2. Processus de gravure de la plaque d&#39;or <ol><li> Préparer une lame d&#39;or disponible dans le commerce avec des dimensions de 25 x 6,25 mm 2 (figure 2a). </li><li> Retirez toutes les substances étrangères sur la plaque d&#39;or avec les procédures de nettoyage suivantes. Clean dans l&#39;ordre suivant par immersion dans de l&#39;acétone, du methanol et de l&#39;eau DI pendant 5 minutes chacune. </li><li> Rincer la plaque d&#39;or 3 fois avec de l&#39; eau DI pendant 10 s et sécher la plaque avec du gaz N 2 pour éliminer l&#39;eau restante DI. </li><li> Placer la plaque d&#39;or sur une plaque chauffante pour20 min à 180 ° C pour éliminer complètement toute trace d&#39;humidité. </li><li> Verser 0,5 ml d&#39;hexaméthyldisilazane (HMDS) sur la plaque d&#39;or et manteau de spin pour 40 s à 3000 tours par minute. </li><li> Verser 0,5 mL de photoresist positif sur le dessus des HMDS enduction centrifuge et revêtement centrifuge pendant 40 s à 3000 tours par minute (figure 2b). </li><li> Placer la plaque d&#39;or recouverte de photorésist sur la plaque chaude pendant 90 s à 110 ° C (cuisson douce). </li><li> Fixer le masque de film sur la plaquette de verre et de placer la plaque d&#39;or mou cuit sur l&#39;étage de substrat. Exposer à la lumière UV pendant 4,5 s à 64 mJ / cm 2 pour dissoudre la résine photosensible. </li><li> Immerger la lame d&#39;or dans le révélateur de résine photosensible pendant 1 min pour éliminer la résine photosensible dissous (Figure 2c). Rincer la plaque d&#39;or avec de l&#39; eau DI et séché avec du gaz N 2. </li><li> Immerger la lame d&#39;or dans l&#39;agent de gravure Au 45 s à une vitesse de gravure de 28 Å / s pour retirer le Au (Figure 2d) exposée. Rincer la plaque d&#39;or avec DI Water et sec avec du gaz N 2. </li><li> Immerger la lame d&#39;or dans l&#39;agent de gravure Ti pendant 5 s à une vitesse de gravure de 25 Å / s pour retirer le Ti exposée (Figure 2E). Rincer la plaque d&#39;or avec de l&#39; eau DI et séché avec du gaz N 2. </li><li> Retirer le photorésist restant sur la plaque de l&#39; or par immersion dans de l&#39; acétone, du methanol et de l&#39; eau DI pendant 3 minutes chacune (figure 2f); immerger la plaque dans l&#39;ordre écrit. </li><li> Rincer la plaque d&#39;or 3 fois avec de l&#39;eau DI pendant 10 s. Sécher avec du gaz N 2 pour éliminer l&#39;eau DI. </li><li> Placer la plaque d&#39;or sur la plaque chauffante pendant 3 min à 120 ° C pour éliminer complètement l&#39;humidité; le bloc d&#39;or produite devrait être de 400 x 150 pm 2 (figure 2h). </li><li> Un moulin nanotrou 400 nm en utilisant un faisceau d&#39;ions focalisé (FIB) au centre du bloc d&#39;or qui a été fabriquée après gravure (figures 2g et i). Créer un modèle de cercle de 370 nm pour se concentrer sur le bl d&#39;orock avec une tension d&#39;accélération d&#39;ions de 30 kV à 28 pA pendant 3 s. </li></ol> 3. Assemblée de la puce électronique <ol><li> Traiter les deux surfaces de la plaque microcanal PDMS et d&#39; or pendant 1 min à plasma O 2 pour les attacher ensemble avec un système de plasma à une puissance de 80 W et une pression de 825 mTorr 25. NOTE: Il est notamment difficile de les fixer avec précision parce que le bloc d&#39;or et microcanaux PDMS sont au niveau du micromètre. Par conséquent, utilisez un dispositif d&#39;alignement avec un appareil photo et une étape manuelle. </li><li> Fixer la plaquette de verre qui est utilisé pour attacher le masque de film sur le porte-masque de l&#39;aligneur (figure 3a). </li><li> Fixer les O 2 PDMS traité PLASMA-microcanal à la tranche de verre; parce que le PDMS est hydrophile, il sera facilement attacher à la plaquette de verre sans aucune solution d&#39;adhérence. Fixer la plaque d&#39;or sur le support de substrat du dispositif d&#39; alignement (figure 3a). </li><li> Localisez les centres de ee trou de câble SMF et le bloc d&#39;or, qui sont alignés sur le même axe, en utilisant l&#39;appareil photo sur l&#39;aligneur. Ascenseur l&#39;étape manuelle pour combiner les deux parties (figures 3b et c). </li></ol> 4. Amélioration de la rugosité de surface latérale Microchip par revêtement PDMS REMARQUE: La plaque d&#39;or avec des dimensions fixes de 400 x 150 pm 2 est relativement plus difficile à couper que le matériau PDMS. Par conséquent, pour détacher le microcanal PDMS à partir de la plaquette, une lame de rasoir est utilisée pour découper un morceau plus grand que la plaque d&#39;or. Après avoir combiné les deux parties, les parties en excès du rapport PDMS à la plaque de l&#39; or doivent alors être coupées de telle sorte que l&#39;intérieur peut être observé le canal depuis le côté en utilisant un microscope (Figure 4a). Cependant, la surface de coupe, qui est utilisé comme une fenêtre, présente une rugosité de surface élevée et produit par conséquent des images éclaircies des particules qui circulent dans le canal (Figure4b). Revêtement avec la solution PDMS est effectuée à nouveau pour résoudre ce problème. <ol><li> Préparer la solution PDMS en mélangeant la base de PDMS et d&#39;agent de durcissement à un ratio de 10: 1 et on agite pendant 2 min. </li><li> Verser 2 ml de la solution PDMS dans la boîte de Pétri et d&#39; effectuer le revêtement par centrifugation pendant 30 s à 1000 tours par minute (figure 4c). </li><li> Placer la surface de la puce qui va être situé sur le microscope sur la boîte de Pétri (figure 4d). Placer la boîte de Petri dans l&#39;étuve pendant 1 h à 80 ° C pour solidifier la solution PDMS. </li><li> Couper le bord de la puce et de PDMS en utilisant une lame de rasoir et se détache par la suite à partir de la boîte de Pétri (figures 4e, f). </li></ol> 5. Laser de couplage pour insérer le câble SMF à la puce électronique NOTE: Pour le système de pincettes plasmonique, un laser incidente de la fibre optique avec une longueur d&#39;onde 1064 nm est utilisée. Le câble SMF est utilisé parce que le diamètre de l&#39;INCIlaser dent (5 mm) est trop immense pour émettre le faisceau laser à l&#39;nanotrou blanchi sur le bloc d&#39;or (400 x 150 um 2) dans la puce électronique. Le diamètre de la gaine du câble SMF est de 125 pm. Ainsi, le laser incident et le câble SMF doivent être couplés. <ol><li> Connecter un objectif 40X à l&#39;objectif de microscope monter sur le coupleur SMF. Fixer le câble SMF sur la pince de fibre du coupleur SMF. Aligner le faisceau laser incident pour remplir l&#39;ouverture arrière de la lentille d&#39;objectif. </li><li> Focaliser le faisceau laser à l&#39;âme du câble SMF en ajustant la phase manuelle à trois axes équipé du coupleur SMF. </li><li> Insérez l&#39;extrémité opposée du câble SMF dans le trou de câble SMF de la puce. Mesurer la puissance du laser avant l&#39;insertion sur le bord du câble de fibres, parce que le câble fixe de la fibre à la puce ne peut pas être détaché. </li><li> Sceller le trou de câble SMF utilisant de la colle époxy pour bloquer la fuite de la solution de particules en écoulement à partir de l&#39;écart entre la cabine SMFle trou (300 um) et la gaine du câble SMF (125 pm); l&#39;extrémité du câble à fibre insérée ne doit pas entrer dans le microcanal pour éviter l&#39;écoulement de fluide. aligner manuellement le câble à fibre optique utilisant une rétroaction visuelle pour qu&#39;il soit perpendiculaire au bloc d&#39;or qui héberge le nanotrou. </li></ol> 6. plasmonique Défonce de particules unique fluorescent Polystyrène dans la puce électronique <ol><li> Fixer la seringue, qui est rempli avec la solution de particules, à une micropompe de la seringue. Placez le verre de couverture sur la platine porte-échantillon du microscope à fluorescence. Raccorder les tubes dans les trous d&#39;entrée / sortie de la puce électronique. Placez la surface de puce électronique revêtu de PDMS sur le dessus du verre de couverture. </li><li> Positionner la puce perpendiculairement à la lentille d&#39;objectif à immersion dans l&#39;eau 60x en observant l&#39;intérieur du canal avec la caméra installée sur le microscope à fluorescence. Utilisez du ruban adhésif transparent pour fixer la puce en place. Connecter le tube d&#39;entrée de la puce avec la seringue neEdle. </li><li> Introduire la solution de particules à la puce électronique par commande de la micropompe à 20 um / s. A ce moment, confirmer que la particule fluorescente peut être observée bien dans le canal lorsque la lampe fluorescente est allumée. </li><li> Attendre jusqu&#39;à ce que la solution de particules sort de l&#39;orifice de sortie de la puce. Réglez la vitesse à 3,4 um / s. </li><li> Tourner le dispositif de source laser de sorte qu&#39;il émet le laser dans le nanotrou; la particule fluorescente est piégé au niveau du bord de la nanotrou. </li><li> Rampe de la vitesse du fluide en incréments de 0,4 um / s en contrôlant la micropompe jusqu&#39;à ce que les fuites de particules piégées. Mesurer la vitesse du fluide lorsque les particules piégées échappent. Obtenir la force de piégeage maximale pour chaque intensité du laser en utilisant cette vitesse de fluide mesurée. </li></ol>

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Les auteurs n&#39;ont rien à dévoiler.

Le câble SMF a été inséré dans le trou de câble SMF sur la puce, comme le montre le point rectangulaire de la figure 6a. Du fait que le trou de câble SMF est plus grand que le diamètre du câble, de la colle époxy a été utilisé pour sceller la fente pour bloquer la fuite de la solution de particules en écoulement. Avant l&#39;application de la colle époxy, le bloc d&#39;or et le bord du câble doivent être alignés de manière coaxiale à la main en utilisant un microscope. Bien qu&#39;il soit idéal pour le ...

La capacité de manipuler des objets micrométriques est un élément indispensable pour de nombreuses expériences micro / nano. manipulations de contact direct peuvent endommager les objets manipulés. La libération des objets précédemment détenus est également difficile en raison de problèmes de stiction. Pour remédier à ces problèmes, plusieurs méthodes indirectes en utilisant fluidiques 1, 2 électrique, 3 magnétique, ou les forces photoniques 4, 5, 6, 7, 8 ont été proposées. Pincettes plasmoniques qui utilisent les forces photoniques sont basées sur la physique des extraordinaires amélioration sur le terrain plusieurs commandes plus importantes que l&#39;intensité des incidents 9. Cette amélioration de champ extrêmement fort permet de piéger des nanoparticules extrêmement petites. Par exemple, il a été démontré pour immobiliser et manipuler nanométriqueobjets, tels que des particules de polystyrène 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15 des chaînes polymères, des protéines 16, points quantiques 17 et les molécules d&#39;ADN 8, 18. Sans pincettes plasmoniques, il est difficile de nanoparticules de piège car ils disparaissent rapidement avant qu&#39;ils ne soient effectivement examinés, soit parce qu&#39;elles sont endommagées en raison de l&#39;intensité élevée du laser. De nombreuses études plasmoniques ont utilisé diverses structures d&#39;or à l&#39;échelle nanométrique. Nous pouvons classer les structures d&#39;or comme saillie types de nanodisk 12, 13, 14, 15, 19 <sup&gt;, 20, 21 ou supprimées types de nanotrous 7, 8, 10, 11, 22, 23. En termes de commodité d&#39;imagerie, les types de nanodisk sont plus appropriés que les types de nanotrous parce que, pour ce dernier, les substrats d&#39;or peuvent obstruer la vue de l&#39;observation. En outre, le piégeage plasmonique se produit près de la structure plasmon et rend l&#39;observation encore plus difficile. Au meilleur de nos connaissances, le piégeage plasmonique sur les types de nanotrous n&#39;a été vérifiée à l&#39;aide des signaux de diffusion indirecte. Cependant, aucune observation directe avec succès, comme des images microscopiques, ont été rapportés. Peu d&#39;études ont décrit la position des particules piégées. Un tel résultat a été présenté par Wang et al. Ils ont créé un pilier d&#39;or sur un substrat d&#39;or et a observé la ple mouvement de l&#39; article en utilisant un microscope à fluorescence 24. Cependant, ceci est seulement efficace pour le contrôle des mouvements latéraux dans la direction non parallèle à l&#39;axe du faisceau. Dans cet article, nous présentons de nouvelles procédures de conception et de fabrication puce fluidiques. En utilisant cette puce, nous démontrons la surveillance des particules piégées plasmonically, à la fois dans des directions parallèles et perpendiculaires à la nanostructure plasmonique. De plus, on mesure la force maximale de la particule immobilisée en augmentant la vitesse du fluide pour trouver la vitesse de basculement dans la puce. Cette étude est unique parce que la plupart des études sur les pincettes plasmoniques ne peuvent pas montrer quantitativement les forces de piégeage maximales utilisées dans leurs configurations expérimentales.

<table><tbody><tr><td>Photorésine négative</td><td>Développeur MicroChem</td><td>SU-8 2075</td><td></td></tr><tr><td>Développeur</td><td>MicroChem</td><td>SU-8 Photorésine</td><td></td></tr><tr><td>positive&nbsp ;</td><td>Merck Ltée</td><td>AZ GXR-601</td><td></td></tr><tr><td>AZ Photoresist Développeurs</td><td>Merck Ltd.</td><td>AZ 300 MIF</td><td></td></tr><tr><td>HMDS</td><td>Merck Ltd.</td><td>AZ Promoteur d’adhérence</td><td></td></tr><tr><td>Aligneur</td><td>Midas System</td><td>MDA 400M</td><td></td></tr><tr><td>Machine à plasma atmosphérique&nbsp ;</td><td>Procédé atmosphérique Plasma Co.</td><td>IDP-1000</td><td></td></tr><tr><td>Polydiméthylsiloxane (PDMS)</td><td>Dow Corning</td><td>Sylgard 184 A/B</td><td></td></tr><tr><td>Lames de test revêtues d’or</td><td>EMF Co.</td><td>TA124(Ti/Au)</td><td></td></tr><tr><td>Au etchant&nbsp ;</td><td>Transene Inc.</td><td>TFA</td><td></td></tr><tr><td>Ti etchant&nbsp ;</td><td>Transene Inc.</td>Objectif <td>TFT</td><td></td></tr><tr><td>40X&nbsp ;</td><td>Edmund Optics</td><td>40X DIN</td><td></td></tr><tr><td>60X immersion dans l’eau objectif&nbsp ;</td><td>Olympus</td><td>LUMPLFLN 60XW</td><td></td></tr><tr><td>Laser incident à fibre optique&nbsp ;</td><td>IPG Photonic</td><td>YLR 10</td><td></td></tr><tr><td>Coupleur SMF</td><td>Thorlabs</td><td>MBT612D/M</td><td></td></tr><tr><td>Micropompe à seringue</td><td>Harvard</td><td>PC2 70-4501</td><td></td></tr><tr><td>Microscope fluorescent&nbsp ;</td><td>Olympus</td><td>IX-51</td><td></td></tr><tr><td>Système plasma</td><td>Femto Science Inc</td><td>CUTE-MPR</td><td></td></tr></tbody></table>

plasmonique et piégeage libération de nanoparticules dans un environnement de surveillance

Plasmonic Trapping and Release of Nanoparticles in a Monitoring Environment

pincettes plasmoniques utilisent polaritons de plasmon de surface pour confiner les objets à l&#39;échelle nanométrique polarisables. Parmi les différents modèles de pinces plasmoniques, seulement quelques-uns peuvent observer des particules immobilisées. De plus, un nombre limité d&#39;études ont mesuré expérimentalement les forces pouvant être exercée sur les particules. Les dessins peuvent être classés comme type de nanodisk en saillie ou le type de nanotrou supprimé. Pour cette dernière, l&#39;observation microscopique est extrêmement difficile. Dans ce document, un nouveau système de brucelles plasmonique est introduit pour surveiller les particules, à la fois dans des directions parallèles et perpendiculaires à l&#39;axe de symétrie d&#39;une structure de nanotrous plasmonique. Cette fonction permet d&#39;observer le mouvement de chaque particule près du bord de la nanotrou. De plus, nous pouvons estimer quantitativement les forces de piégeage maximale à l&#39;aide d&#39;un nouveau canal fluidiques.

Le procédé de fabrication de la plaque à microcanaux or PDMS et nanotrou est représenté sur les figures 1 et 2. Procédé pour combiner les deux parties et la puce proprement dite est représentée sur la figure 3. Le PDMS a été coupée pour révéler l&#39;intérieur du canal à partir du côté de la puce électronique. Cependant, il est difficile d&#39;observer les particules circulant dans le canal en raison de la rugosité de surface du plan de ...

Un procédé de fabrication de puce électronique qui intègre une pince à épiler plasmoniques est présentée ici. La puce permet de mesurer l&#39;imagerie d&#39;une particule piégée forces de piégeage maximale.

Plasmonique et Piégeage Libération de Nanoparticules dans un environnement de surveillance

Plasmonic tweezers use surface plasmon polaritons to confine polarizable nanoscale objects. Among the various designs of plasmonic tweezers, only a few ...

L'objectif général de cette expérience est de surveiller les particules en deux dimensions, à la fois parallèlement et orthogonalement à l'axe de symétrie d'une structure de nanotrous plasmoniques, et d'estimer quantitativement la force de piégeage maximale du système. Cette méthode peut aider à répondre à des questions dans les sciences de la vie liées au développement rapide de tests immunoanalytiques, au piégeage de cellules et de bactéries, à l'analyse des liposomes et aux études sur la libération de médicaments par des nanoparticules. Le principal avantage de cette technique est qu'elle permet de suivre le mouvement des particules en deux dimensions : l'une selon l'axe du faisceau laser, et l'autre dans la direction qui lui est orthogonale.Pour commencer, fabriquez le moule de microcanaux à l’aide de techniques classiques de photolithographie et placez la plaquette dans une boîte de Pétri de 150 millimètres de diamètre. Ensuite, mélangez 10 parties de base de PDMS avec une partie d’agent de réticulation et remuez le mélange pendant deux minutes. Une fois le mélange homogène, versez 100 millilitres de ce mélange de PDMS sur la plaquette.Placer la boîte de Pétri dans une chambre à vide et faire le vide pour éliminer toutes les bulles du PDMS. Ensuite, placer la boîte de Pétri dans un four pendant deux heures à 80 degrés Celsius afin de solidifier la solution de PDMS. Une fois refroidie, retirer la boîte du four, puis découper le long des contours du microcanal en PDMS à l’aide d’une lame de rasoir et le détacher du wafer.Ensuite, utilisez un poinçon de biopsie de 1,5 millimètre pour créer des orifices d'entrée et de sortie de 1,5 millimètre à chaque extrémité du microcanal en PDMS. Utilisez un poinçon de 0,3 millimètre pour percer un trou destiné au câble de fibre optique monomode au centre du microcanal. Commencez par nettoyer une plaque d'or disponible dans le commerce, comme décrit dans le protocole textuel accompagnant.Ensuite, placez la plaque sur le dispositif de dépôt par rotation et versez 0,5 millilitre d'hexaméthyldisilazane sur la plaque dorée. Effectuez le dépôt par rotation pendant 40 secondes à 3000 tr/min. Ensuite, versez 0,5 millilitre d'une résine photosensible positive sur le film d'hexaméthyldisilazane obtenu par dépôt centrifuge, puis effectuez un nouveau dépôt par rotation pendant 40 secondes supplémentaires à 3000 tr/min.Retirer la plaque du tour de dépôt, puis la placer sur une plaque chauffante pendant 90 secondes à 110 degrés Celsius afin de pré-cuire la résine photosensible. Ensuite, utiliser du ruban adhésif transparent pour fixer le masque film sur la plaquette de verre, et placer la plaque d'or pré-cuite sur le plateau du substrat. Exposer l'échantillon à la lumière UV pendant 4 secondes et demie afin de dissoudre la résine photosensible et créer un rectangle d'or de 400 micromètres de long sur 150 micromètres de large.Ensuite, immergez la plaque d'or dans le révélateur de photo-résine pendant une minute afin d'éliminer le photo-résine dissous. Puis, rincez la plaque d'or avec de l'eau déionisée et séchez-la à l'aide de gaz azote. Immergez la plaque d'or dans l'agent gravant pour or pendant 45 secondes afin d'éliminer la couche d'or exposée.Ensuite, rincez la plaque d'or avec de l'eau déionisée et séchez-la à nouveau à l'aide de gaz azote. Puis, immergez la plaque dans l'agent gravure au titane pendant cinq secondes afin d'éliminer le titane exposé, puis rincez de nouveau la plaque d'or avec de l'eau déionisée et séchez-la avec du gaz azote. Retirez le photo-résist restant sur la plaque d'or en l'immergeant successivement dans l'acétone, le méthanol, et enfin l'eau déionisée pendant trois minutes chacun.Rincez la plaque trois fois avec de l'eau déionisée pendant 10 secondes à chaque fois, puis séchez-la à nouveau avec du gaz azote. Ensuite, placez la plaque sur une plaque chauffante pendant trois minutes à 120 degrés Celsius afin d'éliminer complètement toute humidité résiduelle. À l'aide d'un faisceau d'ions focalisés, fraisez un nanotrou de 400 nanomètres au centre du bloc d'or fabriqué, comme décrit dans le protocole textuel accompagnant.Placez le microcanal en PDMS et la plaque d'or dans une chambre à plasma. Traitez les surfaces en contact pendant une minute à l'aide d'un plasma d'oxygène. Fixez la plaque d'or sur le plateau du substrat de l'aligneur.Ensuite, utilisez la caméra de l'aligneur pour localiser les centres du trou du câble SMF et du trou dans le bloc d'or afin qu'ils soient alignés sur le même axe. Soulevez la platine manuelle pour assembler les deux parties. Puis, versez deux millilitres d'une solution de PDMS mixte dans une boîte de Pétri et appliquez un revêtement par centrifugation pendant 30 secondes à 1000 tr/min.Ensuite, prenez la puce découpée et placez la surface qui sera positionnée sur le microscope dans le PDMS présent sur la boîte de Pétri. Placez la boîte de Pétri au four pendant une heure à 80 degrés Celsius afin de solidifier la solution de PDMS. Une fois refroidi, découpez le pourtour de la puce et du PDMS à l’aide d’une lame de rasoir, puis détachez-les de la boîte de Pétri.Tout d'abord, reliez un objectif de 40x au porte-objectif du microscope sur le coupleur de câble à fibre optique monomode. Ensuite, fixez le câble à fibre optique monomode sur la pince à fibre du coupleur. Alignez le faisceau laser incident de manière à remplir l'ouverture arrière de l'objectif.Ensuite, focalisez le faisceau laser au cœur du câble en ajustant le dispositif manuel à trois axes monté sur le coupleur. Mesurez la puissance du laser avant l'insertion, au niveau de l'extrémité du câble en fibre, car le câble en fibre fixé sur la puce ne peut pas être détaché. Insérez ensuite l'autre extrémité du câble dans le trou du câble sur la puce.Aligner manuellement le câble de fibre à l’aide d’un retour visuel afin qu’il soit perpendiculaire au bloc d’or qui supporte le nanotrou. L’extrémité du câble de fibre inséré ne doit pas pénétrer dans le microcanal afin de ne pas bloquer l’écoulement du fluide. Enfin, sceller le trou du câble à l’aide d’une colle époxy pour empêcher la fuite de la solution de particules s’écoulant par le biais du jeu de 87,5 micromètres entre le trou du câble et la gaine du câble de fibre optique.Fixez une seringue contenant une solution de particules de polystyrène de 100 nanomètres de diamètre à une micropompe à seringue. Ensuite, reliez des tubes aux orifices d'entrée et de sortie de la puce microfluidique. Une fois raccordés, réglez la pompe à seringue sur 20 micromètres par seconde et injectez la solution de particules dans la puce microfluidique.Ensuite, allumez la lampe fluorescente et vérifiez que la particule fluorescente peut être observée dans le canal. Lorsque la solution de particules sort par la sortie de la puce microfluidique, réduisez la vitesse de la pompe à 3,4 micromètres par seconde. Ensuite, allumez la source laser afin qu'elle émette le laser dans le nanotrou.Cela piégera la particule fluorescente au bord du nanotrou. Enfin, augmentez progressivement la vitesse du fluide par paliers de 0,4 micromètre par seconde en contrôlant la micropompe jusqu'à ce que la particule piégée s'échappe. Utilisez ces informations pour déterminer la force maximale de piégeage pour chaque intensité laser.Voici une version agrandie du dispositif de microcanal, montrant l'alignement des composants et l'emplacement du nanotrou. Alors que des particules fluorescentes en polystyrène de 100 nanomètres s'écoulent à travers le microcanal, elles sont piégées par le laser au niveau du nanotrou. Des particules non piégées sont également visibles tandis qu'elles s'écoulent près du nanotrou, tandis que la particule piégée reste en position.Une fois la vitesse d'écoulement augmentée, la particule piégée a pu s'échapper. Après plusieurs essais, les procédures peuvent être réalisées en environ 14 heures, si elles sont effectuées correctement. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important d'améliorer la rugosité de surface de la taille du microcircuit du revêtement en PDMS.Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière de surveiller les particules dans les directions parallèle et orthogonale par rapport à l'axe de symétrie d'une nanostructure plasmonique.

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Ingénierie

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