Morbido Funzionalizzazione litografica e Patterning ossido senza silicio e germanio

Qui si descrive un metodo semplice per patterning senza ossido di silicio e germanio funzionalizzazione con reattivo monostrati organici e dimostrare dei substrati fantasia con piccole molecole e proteine. L'approccio protegge completamente le superfici da ossidazione chimica, fornisce un controllo preciso sulla morfologia caratteristica, e consente un accesso immediato ai modelli chimicamente discriminati.

Questo protocollo mostra come modellare il silicio privo di ossido nel germanio con monostrati organici reattivi utilizzando un protocollo di stampa altamente efficiente e semplice dal punto di vista operativo. È stata inoltre dimostrata la funzionalizzazione selettiva dei substrati del pattern sia con piccole molecole che con proteine. Il primo passo del protocollo consiste nel modificare covalentemente substrati di silicio o germanio con un monostrato organico primario altamente stabile.

Questo protegge l'interfaccia organica inorganica sottostante dalla degradazione reattiva e dal danno ossidativo. Lo strato superiore di estere legato in modo covalente in idrossismmide è formato per fornire funzionalità idrolitiche e reattive latenti Come secondo passo, i substrati modificati NHS bistrato uniformi sono modellati mediante micro stampa catalitica a contatto utilizzando un modello sul contatto elastomerico modificato con acido con i gruppi NHS idrolizzati del timbro, formando così modelli di acidi carbossilici attivati NHS e liberi chimicamente distinti. Successivamente, i substrati del modello vengono funzionalizzati con piccole molecole organiche e proteine.

Questo passaggio è completato dal primo fissaggio di NI Trello. L'acido triacetico termina con i linker eterofunzionali alle regioni funzionalizzate dal NHS e, in secondo luogo, mediante l'attacco selettivo della proteina fluorescente verde marcata con istamina esa. L'approccio produce risultati eccellenti con modelli di intensità di fluorescenza differenziale che sono abbastanza chiari in un modello di integrità che è notevolmente stabile dopo molteplici modifiche della superficie.

Quindi il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti è l'accuratezza. Il modello è realmente controllato dall'accuratezza del timbro stesso anziché dalla diffusione. Il progetto è stato originariamente avviato dall'idea che le tecniche di modellizzazione che si basano sulla reazione catalitica anziché sulla semplice deposizione dovessero avere numerosi vantaggi.

Per prima cosa, i catalizzatori non vengono consumati nella reazione e possono essere riutilizzati più volte. A differenza della stampa tradizionale o della deposizione, in cui è necessario fornire continuamente nuovi materiali per la modellizzazione. Nei nostri primi lavori, abbiamo effettivamente legato una molecola di catalizzatore a una punta A FM, e poi l'abbiamo drogata lungo la superficie in un processo seriale come una macchina utensile per modellare.

Ma il timbro elastomerico era un'estensione logica per le applicazioni di produzione parallela Ready. Uno degli aspetti più importanti del protocollo è l'uso del sistema molecolare a doppio strato. Il sistema ci permette sia di mangiare che di funzionalizzare substrati organici e privi di ossidi.

Idealmente, il Sam primario iniziale dovrebbe raggiungere la completa terminazione di tutti gli atomi esposti in superficie e formare un sistema molecolare compatto, in grado di proteggere la superficie sia dall'ossidazione che dalla degradazione. Lo strato superiore secondario dovrebbe contenere gruppi funzionali terminali, che possono essere ulteriormente modificati con ulteriori trasformazioni chimiche. I limiti significativi alla risoluzione della tradizionale stampa a micro contatto sono la diffusione del modello e delle molecole.

I nostri metodi autorizzano una reazione chimica tra un catalizzatore attualmente mobilizzato su uno stelo e un substrato attaccato al silicio o al germanio. A causa di queste proprietà, la nostra tecnica sperimenta la replica di caratteristiche molto piccole di dimensioni 100 nanometri. Oppure, poiché il metodo crea pattern chimici, è possibile funzionalizzarli attraverso reazioni specifiche con diverse molecole biologiche e organiche.

Questa procedura richiede l'uso di diverse sostanze chimiche pericolose, come l'acido fluoridrico, la soluzione di nano chip e il cloruro di penta fosforo. Quando si lavora con questi reagenti, è importante indossare indumenti protettivi adeguati e lavorare in un ambiente ben ventilato. La parte più impegnativa di questo protocollo consiste nello spostare rapidamente le superfici clorurate nella soluzione greenard.

Al fine di evitare la riformazione dello strato di ossido, Iniziare preparando un wafer di silicio 11. Tagliarlo in substrati quadrati di un centimetro, spolverare i substrati e sciacquarli con acqua ed etanolo filtrato. Successivamente, rimuovere qualsiasi contaminazione organica immergendo i substrati di silicio in un piatto di vetro contenente nanos.

Soluzione a strisce riscaldata a 75 gradi Celsius. Attendere 15 minuti, quindi risciacquare. Pulire ogni substrato con acqua filtrata deionizzata.

Somministrare a ciascun substrato un bagno di cinque minuti in una soluzione HF al 5% per rimuovere lo strato di ossido nativo e quindi asciugare il silicio privo di ossido con azoto. Per produrre un substrato clorurato, immergere immediatamente ogni pezzo di silicio privo di ossido in una fiala di scintillazione contenente due millilitri di cloruro di penta di fosforo saturo in clorobenzene. Dopo che la reazione è completa.

Lasciare raffreddare le fiale a temperatura ambiente. Sciacquare ogni superficie con clorobenzene e asciugare sotto azoto filtrato. Quindi, posizionare ciascuna superficie di silicone clorurato in una fiala a pressione contenente quattro millilitri di propanolo cloruro di magnesio.

Incubare le fiale a pressione a 130 gradi Celsius per 24 ore. Una volta che le fiale a pressione si sono raffreddate a temperatura ambiente, sciacquare rapidamente ogni superficie con clorometano ed etanolo e asciugare sotto azoto filtrato come la preparazione del substrato di silicone. Tagliare un wafer di germanio in quadrati di un centimetro e spolverare e sciacquare con acqua ed etanolo filtrato con germanio.

Rimuovere i contaminanti organici immergendo i substrati in una capsula di acetone per 20 minuti. Quindi immergerli in una soluzione di HCL al 10% per 15 minuti. Asciugare i substrati con azoto e porre ogni superficie clorata in una fiala a pressione contenente quattro millilitri di cloruro di magnesio ottale.

Incubare le fiale a 130 gradi Celsius per 48 ore. Dopo l'incubazione, lasciare raffreddare le fiale a temperatura ambiente e sciacquare rapidamente ogni wafer con clorometano ed etanolo. Asciugare i wafer sotto azoto filtrato.

Iniziare pipettando alcune gocce di NHS Diaz Solution sul metileterminazione. Lasciare che la soluzione si diffonda su tutta la superficie. Posizionare le superfici sotto una lampada UV per 30 minuti.

Quindi aggiungere altre gocce di NHS Diaz sulla superficie e lasciare procedere la reazione. Per altri 30 minuti. Sciacquare le superfici modificate NHS con clorometano ed etanolo e asciugarle sotto azoto filtrato.

Procedere quindi con la funzionalizzazione delle piccole molecole. Infine, analizza le superfici mediante XPS per determinare la composizione elementare. Iniziare la preparazione del timbro mescolando il capto etano solfonato tumorale di sodio in 10 millilitri di quattro soluzioni normali di HCL in diossano.

Mescolare la soluzione a temperatura ambiente per due minuti dalla soluzione. Filtrare il cloruro di sodio attraverso un filtro di vetro fine, quindi attraverso un filtro a siringa a membrana in PTFE da 0,2 micron. Ora prendi la soluzione limpida di acido fonico tumorale capto etano in diossano ed evapora dal diossano a pressione ridotta.

Far reagire l'acido sul risultante con due millilitri di acrilato di poliuretano, miscela prepolimerica a temperatura ambiente e poi sotto vuoto a 50 gradi Celsius. Assicurarsi di liberare completamente la miscela dal semirimorchio intrappolato per garantire il successo della polimerizzazione della miscela prepolimerica. È importante non riscaldarsi mai quando si reagisce con me.

CAPTA atten acido fonico, e quando l'ossigenazione sul vuoto, mentre la soluzione è viscosa, versarla sul modello master in silicone e coprire con un vetrino piatto avvolto in paraforma. Quindi polimerizzare lo stampo esponendolo alla luce UV. Dopo la polimerizzazione, rimuovere il vetrino e la pellicola para e staccare con cura il timbro dal master, tagliare il timbro alla dimensione appropriata e lavarlo con etanolo e acqua.

Quindi asciugarlo con azoto filtrato. Di seguito è riportato il passaggio più importante del protocollo. Posizionare il timbro sopra il substrato modificato NHS senza alcun carico esterno per tenerli insieme.

Non spedire il francobollo e non applicare troppa pressione. Attendere un minuto, quindi sciacquare il substrato e timbrare con acqua di etanolo e poi di nuovo etanolo, seguito dall'asciugatura sotto azoto filtrato. Conservare i timbri a temperatura ambiente per analizzare il modello prodotto.

Utilizzare la microscopia a forza atomica laterale in modalità di contatto e la microscopia elettronica a scansione. In questa fase, mobilizziamo la GFP sulla superficie del silicio del modello. Iniziamo prima modificando l'estere attivato con un derivato NTA, quindi immobilizziamo la proteina tag HIIN sulla superficie attraverso la chelazione del nichel.

In questa fase è importante mantenere una biomolecola di interesse alla temperatura appropriata per evitare una degradazione indesiderata. Per legare le proteine al pattern NHS, al substrato bifunzionale, immergerlo in una soluzione di lisina, acido atetico nnn dia e trietilammina. Dopo un'ora, sciacquare i substrati con acqua seguita da etanolo.

Ora incubare i substrati per cinque minuti in una soluzione chelante di solfato di nichel. Successivamente, sciacquare i substrati con acqua e tampone legante, quindi immergerli in un bagno di soluzione GFP ghiacciata. Un'ora dopo, risciacquare i supporti con lo stesso tampone legante, seguito da un risciacquo in PBS.

Quindi conservare i substrati in PBS a zero gradi Celsius prima dell'analisi. Infine analizza le superfici mediante microscopia a fluorescenza per visualizzare le aree modificate dalla GFP. Il nano patterning litografico Soft B è stato utilizzato per creare pattern chemioselettivi su silicio privo di ossidi e su germanio, la reazione tra il substrato funzionalizzato NHS nel timbro del pattern catalitico porta all'idrolisi delle frazioni NHS nelle aree di contatto confermativo, producendo un pattern da parte di regioni di substrato funzionale contenenti acidi carbossilici attivati da NHS e liberi.

A causa della natura priva di diffusione del metodo, la risoluzione è vicina a quella della fotolitografia come si vede nelle caratteristiche a 125 nanometri. Queste caratteristiche sono state riprodotte uniformemente su tutta la superficie del substrato di silicio. Le dimensioni delle caratteristiche stampate erano identiche a quelle del corrispondente master in silicone e del timbro catalitico.

Sorprendentemente, il timbro catalitico può essere riutilizzato più volte senza perdere efficienza. La funzionalizzazione chemioselettiva di pattern semiconduttori è stata realizzata sfruttando le reattività differenziali di acidi carbossilici attivati e liberi. I primi linker etero bifunzionali con terminazione con acido niello trice sono stati apposti alle regioni funzionalizzate del NHS e quindi utilizzati sulla superficie del modello NHS risultante come modello per l'attacco selettivo del modello HEXA HISTAMINA TAG G-F-P-N-H-S.

Il silicio è stato funzionalizzato con molecole proteiche. Utilizzando questo approccio al microscopio a fluorescenza, c'era una chiara differenza di intensità tra le regioni di acido carbossilico libero modificato con GFP e idrolizzate. Le dimensioni e la forma delle caratteristiche replicate sono coerenti tra le superfici modellate NHS e quelle modificate GFP, confermando la notevole stabilità delle superfici passivate al carbonio e la selettività dell'approccio di stampaggio.

Il protocollo presentato è una forma di stampa a inchiostro, senza micro contatto, che può essere applicata universalmente a qualsiasi substrato in grado di supportare semplici monostrati ben ordinati. Perché il processo non si basa sul trasferimento dell'inchiostro dal timbro alla superficie. Viene eliminata la limitazione della risoluzione diffusiva della stampa a micro contatto tradizionale e reattiva.

Consentire la produzione di routine di oggetti su scala nanometrica. L'incorporazione di un sistema molecolare primario altamente ordinato fornisce una protezione completa del semiconduttore sottostante dai danni da ossidazione. La formazione di brevetti selettivi CHE fornisce punti di attacco appositamente risolti per una varietà di molecole biologiche e organiche.

Utilizzando diverse attività di casi di carc liberi e attivati, siamo stati in grado di mobilitare proteine isto-intatte sui pattern creati. Tuttavia, questo metodo non si limita alle proteine isto-intatte e può essere utilizzato per immobilizzare altre biomolecole come DNA e anticorpi. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come modificare il silicio passivato o il germanio con un sistema molecolare e un modello di catalizzatore.

I substrati modificati dal NHS. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di lavorare in un ambiente pulito e privo di polvere. È anche importante adottare le necessarie precauzioni di sicurezza quando si lavora con materiali pericolosi come HF e nanos. Spogliarello.