Name: Plasmonico cattura e rilascio di nanoparticelle in un ambiente di monitoraggio (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-04T11:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 13 s
Description: Scopri la cattura plasmonica di nanoparticelle per la biotecnologia usando pinze ottiche su microchip. Questo metodo consente il monitoraggio bidimensionale e la misura delle forze di intrappolamento per applicazioni in immunoassay e rilascio di farmaci.

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Questo lavoro è stato sostenuto dal programma D di MSIP / IITP (R0190-15-2040, Sviluppo di un sistema di gestione della configurazione contenuti e un simulatore per la stampa 3D utilizzando materiali intelligenti) R &amp; ICT.

Attenzione: Si prega di fare riferimento a tutte le pertinenti norme di sicurezza materiale prima dell&#39;uso. Molti dei prodotti chimici utilizzati nella fabbricazione di microchip sono altamente tossici e cancerogeni. Utilizzare tutte le pratiche di sicurezza appropriate quando si eseguono i processi fotolitografici e di attacco, compreso l&#39;uso di controlli tecnici (cappa, piastra calda, e allineatori) e dispositivi di protezione individuale (occhiali, guanti, camici, pantaloni full-length, e chiuso scarpe -toe). 1. Realizzazione della Microchannel PDMS <ol><li> Fabbricazione dello stampo microcanale dal processo fotolito <ol><li> Rimuovere completamente impurità sulla superficie 4 pollici wafer di Si con pulizia Piranha (Figura 1a). Miscela di acido solforico (H 2 SO 4) e perossido di idrogeno (H 2 O 2) in un rapporto di 3: 1 per rendere la soluzione Piranha nel piatto. Mescolare aggiungendo gradualmente piccole quantità di acido forte (H 2 O <sub&gt; 2) per l&#39;acido debole (H 2 SO 4); invertire questo ordine può provocare un&#39;esplosione a causa della forte acido altamente reattivo. </li><li> Immergere il wafer nella soluzione Piranha a 10 min. Successivamente, immergere il wafer in acqua deionizzata (DI) per 3 minuti per rimuovere la soluzione Piranha rimanente. Risciacquare il wafer con acqua corrente per 10 s DI. Ripetere la procedura di lavaggio 3 volte e asciugare con N 2 gas per rimuovere il residuo DI. </li><li> Posizionare il wafer su una piastra calda per 20 minuti a 180 ° C per disidratare ulteriormente wafer. </li><li> Versare 5 mL di fotoresist negativo sulla parte superiore della fetta e centrifuga cappotto per 45 s a 1.500 giri (Figura 1b); dopo rivestimento per rotazione, una perlina fotoresist viene creata sul bordo wafer a causa della relativamente alta viscosità del fotoresist. </li><li> Bilanciare il wafer photoresist rivestite da planarizzazione su un supporto livellante per 5 h. </li><li> Posizionare il wafer photoresist rivestite su una piastra calda per 12 min a 65° C, 35 min a 95 ° C e 12 min a 65 ° C (soft cottura). </li><li> Fissare la maschera pellicola sul supporto maschera e il wafer soft-cotta sulla scena substrato dell&#39;allineatore. Esporre alla luce ultravioletta (UV) per 43 s a 650 mJ / cm 2 per solidificare il fotoresist. </li><li> Posizionare il wafer sulla piastra calda per 5 minuti a 65 ° C, 15 min a 95 ° C e 5 min a 65 ° C (post-esposizione cottura). </li><li> Immergere il wafer nello sviluppatore photoresist per 30 minuti per rimuovere fotoresist solidificata. </li><li> Risciacquare il wafer con alcool isopropilico (IPA) e asciugare con N 2 gas per rimuovere il residuo IPA. </li></ol></li><li> Fabbricazione dei microcanali PDMS <ol><li> Trattare la superficie del wafer e lo stampo di fotoresist per 1 min a una potenza di 200 W utilizzando una macchina plasma atmosferico 25; i flussi di gas di CH 4 e dovrebbe essere 6 e 30 sccm, rispettivamente. Eseguire questo trattamento idrofobico di staccare facilmente il polydimethylsiloxane (PDMS) microcanali dalla superficie del wafer e muffa fotoresist (figura 1c). </li><li> Preparare la soluzione PDMS mescolando la base PDMS e agente indurente in un rapporto di 10: 1. Agitare la miscela per 2 min. </li><li> Posizionare il wafer in una piastra di Petri (150 mm x 15 mm) e aggiungere 100 ml di soluzione di PDMS. Rimuovere le bolle che sono stati creati da agitazione usando un essiccatore. </li><li> Porre la capsula di Petri in forno per 2 ore a 80 ° C per solidificare la soluzione PDMS (Figura 1d e h). </li><li> Tagliare lungo i contorni della microcanali PDMS con una lama di rasoio e staccarlo dal wafer; le PDMS fabbricate microcanale dovrebbero avere le seguenti dimensioni: lunghezza 13 mm, 300 micron di larghezza e 150 um alto (figure 1e, f, e i). NOTA: Due tipi di fori sono prodotte da un micropuntura per inserire la fibra monomodale (SMF) cavo e tubi (ingresso And uscita) sul PDMS microcanali (Figura 1g). Il cavo SMF viene utilizzato per emettere il fascio laser alla nanohole lavorato sul piatto d&#39;oro. Il tubo viene utilizzato per inserire / estrarre la soluzione particella a / da microcanali PDMS. </li><li> Forare ingresso 1,5 mm e fori di uscita a ciascuna estremità del microcanale PDMS. Perforare 0,3 mm foro del cavo SMF al centro del microcanale PDMS. </li></ol></li></ol> 2. processo di incisione del Gold Plate <ol><li> Preparare un piatto d&#39;oro disponibile in commercio con le dimensioni di 25 x 6,25 millimetri 2 (figura 2a). </li><li> Rimuovere eventuali sostanze estranee sul piatto d&#39;oro con le seguenti procedure di pulizia. Pulito nel seguente ordine immergendo in acetone, metanolo e acqua deionizzata per 5 minuti ciascuna. </li><li> Risciacquare il piatto d&#39;oro 3 volte con acqua deionizzata per 10 s e asciugare la piastra con N 2 gas per rimuovere l&#39;acqua residua DI. </li><li> Posizionare il piatto d&#39;oro su una piastra calda per20 min a 180 ° C per eliminare completamente l&#39;umidità residua. </li><li> Versare 0,5 mL di esametildisilazano (HMDS) sulla piastra di oro e cappotto centrifuga per 40 s a 3.000 rpm. </li><li> Versare 0,5 mL di photoresist positivo sopra le HMDS di spin-rivestito e cappotto centrifuga per 40 s a 3.000 rpm (Figura 2b). </li><li> Posizionare la piastra oro photoresist rivestite sulla piastra calda per 90 s a 110 ° C (soft cottura). </li><li> Fissare la maschera pellicola sulla fetta di vetro e posizionare la piastra oro morbido-cotta sulla scena substrato. Esporre alla luce UV per 4,5 s a 64 mJ / cm 2 per sciogliere il fotoresist. </li><li> Immergere il piatto d&#39;oro nello sviluppatore photoresist per 1 min per rimuovere il fotoresist disciolto (figura 2c). Risciacquare il piatto d&#39;oro con acqua deionizzata e asciugare con N 2 gas. </li><li> Immergere il piatto d&#39;oro nella Au mordenzante per 45 s ad una velocità di incisione di 28 Å / s per rimuovere l&#39;Au esposta (figura 2d). Sciacquare la piastra d&#39;oro con DI water e asciugare con N 2 gas. </li><li> Immergere il piatto d&#39;oro nel mordenzante Ti per 5 s ad una velocità di incisione di 25 Å / s per rimuovere il Ti esposta (figura 2e). Risciacquare il piatto d&#39;oro con acqua deionizzata e asciugare con N 2 gas. </li><li> Rimuovere il fotoresist rimanente sul piatto d&#39;oro immergendolo in acetone, metanolo e acqua deionizzata per 3 minuti ciascuno (figura 2f); immergere la piastra in ordine scritto. </li><li> Risciacquare il piatto d&#39;oro 3 volte con acqua deionizzata per 10 s. Secco con N 2 gas per rimuovere l&#39;acqua DI. </li><li> Posizionare la piastra d&#39;oro sulla piastra calda per 3 min a 120 ° C per rimuovere completamente l&#39;umidità; il blocco oro prodotto dovrebbe essere 400 x 150 um 2 (figura 2h). </li><li> Fresare una nanohole 400 nm usando un fascio ionico focalizzato (FIB) al centro del blocco oro che si fabbricata dopo l&#39;attacco (figure 2g e i). Creare un modello cerchio 370 nm a concentrarsi sul bl oroock con uno ione tensione di accelerazione di 30 kV a 28 pA per 3 s. </li></ol> 3. Montaggio della Microchip <ol><li> Trattare le due superfici del microcanale PDMS e la piastra d&#39;oro per 1 min con O 2 plasma per fissare insieme con un sistema plasma ad una potenza di 80 W ed una pressione di 825 mTorr 25. NOTA: E &#39;soprattutto difficile attaccarli con precisione perché il blocco di oro e PDMS a microcanali sono al livello micrometrico. Quindi, utilizzare un allineatore con una telecamera e una fase manuale. </li><li> Fissare il wafer in vetro che viene utilizzato per fissare la maschera pellicola al titolare maschera dell&#39;allineatore (Figura 3a). </li><li> Fissare i O 2 al plasma da trattati PDMS microcanale al wafer di vetro; perché il PDMS è idrofilo, sarà facilmente collegare al wafer vetro senza soluzione di adesione. Fissare la piastra d&#39;oro sulla scena substrato dell&#39;allineatore (Figura 3a). </li><li> Individuare i centri di the SMF foro del cavo e oro blocco, che sono allineati sullo stesso asse, utilizzando la telecamera sul allineatore. Sollevare la fase manuale di unire le due parti (figure 3b e c). </li></ol> 4. Miglioramento della Microchip Side rugosità di superficie con PDMS Coating NOTA: La piastra d&#39;oro con dimensioni fisse di 400 x 150 um 2 è relativamente più difficile da tagliare rispetto al materiale PDMS. Pertanto, per staccare il microcanale PDMS dal wafer, una lama di rasoio è utilizzata per tagliare un pezzo più grande della piastra dell&#39;oro. Dopo che unisce le due parti, la parte in eccesso del PDMS rispetto alla piastra oro devono poi essere tagliati in modo che l&#39;interno del canale può essere osservato dal lato utilizzando un microscopio (figura 4a). Tuttavia, la superficie di taglio, che viene utilizzato come una finestra, ha una elevata rugosità superficiale e produce quindi immagini nuvolosi delle particelle che fluiscono nel canale (Figura4b). Rivestimento con la soluzione di PDMS viene eseguito di nuovo per risolvere questo problema. <ol><li> Preparare la soluzione PDMS mescolando la base PDMS e agente indurente in un rapporto di 10: 1 ed agitare per 2 min. </li><li> Versare 2 ml della soluzione PDMS nella capsula Petri ed eseguire la spin coating per 30 s a 1.000 giri (Figura 4c). </li><li> Posizionare la superficie microchip che sta per essere situato sul microscopio sul piatto Petri (figura 4d). Porre la capsula di Petri in forno per 1 ora a 80 ° C per solidificare la soluzione PDMS. </li><li> Tagliare il bordo del microchip e PDMS usando una lama di rasoio e successivamente staccarlo dalla piastra di Petri (figure 4e, f). </li></ol> 5. Laser accoppiamento per inserire il cavo SMF alla Microchip NOTA: Per il sistema pinzette plasmonica, viene utilizzato un laser incidente fibra ottica con una lunghezza d&#39;onda 1.064 nm. Il cavo SMF viene utilizzato perché il diametro del incilaser Dent (5 mm) è troppo immenso per emettere il raggio laser sulla nanohole fresata sul blocco oro (400 x 150 um 2) nel microchip. Il diametro rivestimento del cavo SMF è di 125 um. Così, il laser incidente e il cavo SMF devono essere accoppiati. <ol><li> Collegare una lente obiettivo 40X all&#39;obiettivo microscopio montaggio sul accoppiatore SMF. Fissare il cavo SMF sul morsetto fibra dell&#39;accoppiatore SMF. Allineare il fascio laser incidente per riempire l&#39;apertura posteriore della lente obiettivo. </li><li> Focalizzare il fascio laser al nucleo del cavo SMF regolando la fase manuale a tre assi attrezzato al accoppiatore SMF. </li><li> Inserire l&#39;estremità opposta del cavo SMF nel foro cavo SMF del microchip. Misurare la potenza del laser prima dell&#39;inserimento al bordo del cavo in fibra, in quanto il cavo in fibra fissa al microchip non può essere rimosso. </li><li> Sigillare il foro cavo SMF utilizzando colla epossidica per bloccare la fuoriuscita della soluzione particella scorre dalla distanza tra la cabina SMFforo le (300 micron) e il rivestimento del cavo SMF (125 um); l&#39;estremità del cavo in fibra inserito non deve entrare nel microcanale per evitare il flusso di fluido. allineare manualmente il cavo in fibra con feedback visivo in modo che sia perpendicolare al blocco oro che ospita il nanohole. </li></ol> 6. particelle plasmoniche Cattura di singolo fluorescente polistirolo nel microchip <ol><li> Collegare la siringa, che viene riempito con la soluzione di particelle, ad una micropompa siringa. Posizionare il vetro di copertura sulla fase del campione del microscopio a fluorescenza. Raccordare tubi ai fori di entrata / uscita del microchip. Posizionare la superficie microchip PDMS rivestita sulla parte superiore del vetro di copertura. </li><li> Posizionare il microchip ortogonalmente immersione in acqua lente obiettivo 60X osservando l&#39;interno del canale con la fotocamera installata sul microscopio a fluorescenza. Utilizzare nastro trasparente per fissare il microchip al suo posto. Collegare il tubo di ingresso del microchip con la siringa needle. </li><li> Inserire la soluzione particella alla microchip controllando la micropompa a 20 um / s. In questo momento, confermano che la particella fluorescente può essere osservato anche nel canale quando la lampada fluorescente è accesa. </li><li> Attendere la soluzione particella esce dall&#39;uscita del microchip. Impostare la velocità a 3,4 micron / s. </li><li> Ruotare il dispositivo sorgente laser in modo che emette il laser nella nanohole; la particella fluorescente sarà intrappolato sul bordo della nanohole. </li><li> Rampa la velocità del fluido con incrementi di 0,4 um / s controllando la micropompa finché le fughe di particelle intrappolate. Misurare la velocità del fluido quando le particelle intrappolate fuga. Avere la forza di intrappolamento massimo per ciascuna intensità del laser che utilizza questo velocità del fluido misurata. </li></ol>

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</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Il cavo SMF è stato inserito nel foro cavo SMF sul microchip, come mostrato nella puntino rettangolare di figura 6a. Poiché il foro del cavo SMF è maggiore del diametro del cavo, colla epossidica è stato utilizzato per chiudere l&#39;apertura di bloccare la fuoriuscita della soluzione particella fluente. Prima dell&#39;applicazione di colla epossidica, il blocco oro e bordo cavo devono essere allineati coassialmente a mano con un microscopio. Anche se è ideale per il bordo cavo inserito ed il nanohole e...

La capacità di manipolare oggetti microscala è un elemento indispensabile per vari esperimenti micro / nano. manipolazioni contatto diretto può danneggiare gli oggetti manipolati. Rilasciando gli oggetti precedentemente detenute è anche difficile a causa di problemi stiction. Per superare questi problemi,, 8 sono stati proposti diversi metodi indiretti utilizzando fluidico 1, 2 elettrico, magnetico 3, o forze fotonici 4, 5, 6, 7. Pinzette plasmoniche che utilizzano forze fotonici sono basati sulla fisica di straordinari campo valorizzazione diversi ordini superiori dell&#39;intensità incidente 9. Questo estremamente forte amplificazione di campo consente l&#39;intrappolamento di piccolissime nanoparticelle. Ad esempio, è stato dimostrato per immobilizzare e manipolare nanoscalaoggetti, come particelle di polistirene 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15 catene polimeriche, proteine, 16 punti quantici 17, e le molecole di DNA 8, 18. Senza pinzette plasmoniche, è difficile intercettare nanoparticelle perché scompaiono rapidamente prima che vengano effettivamente esaminate o perché sono danneggiati a causa dell&#39;elevata intensità del laser. Molti studi plasmoniche hanno usato varie strutture d&#39;oro a nanoscala. Possiamo classificare le strutture d&#39;oro come sporgenti tipi nanodisk 12, 13, 14, 15, 19 <sup&gt;, 20, 21 o soppresse tipi nanohole 7, 8, 10, 11, 22, 23. In termini di convenienza di imaging, i tipi nanodisk sono più adatti rispetto ai tipi nanohole perché, per quest&#39;ultimo, i substrati oro può ostacolare la vista di osservazione. Inoltre, l&#39;intrappolamento plasmonica si verifica in prossimità della struttura plasmonica e rende osservazione ancora più difficile. Per quanto a nostra conoscenza, cattura plasmoniche sui tipi nanohole è stata verificata solo tramite segnali di scattering indiretti. Tuttavia, nessun osservazioni dirette di successo, come ad esempio immagini microscopiche, sono stati segnalati. Pochi studi hanno descritto la posizione di particelle intrappolate. Un tale risultato è stato presentato da Wang et al. Hanno creato un pilastro oro su un substrato d&#39;oro e osservati il ​​pmovimento articolo usando un microscopio a fluorescenza 24. Tuttavia, questo è efficace solo per monitorare movimenti laterali non nella direzione parallela all&#39;asse del fascio. In questo lavoro, si introduce nuove procedure di progettazione e di fabbricazione di microchip fluidici. Utilizzando questo chip, dimostriamo il monitoraggio di particelle intrappolate plasmonically, sia in direzioni parallele e ortogonali alla nanostruttura plasmonica. Inoltre, si misura la forza massima della particella immobilizzato aumentando la velocità del fluido per trovare la velocità ribaltamento nel microchip. Questo studio è unico perché la maggior parte degli studi sulla pinzette plasmoniche non possono mostrare quantitativamente le forze di cattura massimi utilizzati nei loro apparati sperimentali.

<table><tbody><tr><td>Fotoresist negativo&nbsp;</td><td>MicroChem</td><td>SU-8 2075</td><td></td></tr><tr><td>Sviluppatore</td><td>MicroChem</td><td>SU-8 Rivelatore</td><td></td></tr><tr><td>Fotoresist positivo&nbsp;</td><td>Merck Ltd.</td><td>AZ GXR-601</td><td></td></tr><tr><td>AZ Fotoresist Sviluppatori</td><td>Merck Ltd.</td><td>AZ 300 MIF</td><td></td></tr><tr><td>HMDS</td><td>Merck Ltd.</td><td>AZ Adhesion Promoter</td><td></td></tr><tr><td>Aligner</td><td>Midas System</td><td>MDA 400M</td><td></td></tr><tr><td>Macchina al plasma atmosferico&nbsp;</td><td>Processo atmosferico Plasma Co.</td><td>IDP-1000</td><td></td></tr><tr><td>Polidimetilsilossano (PDMS)</td><td>Dow Corning</td><td>Sylgard 184 A/B</td><td></td></tr><tr><td>Vetrini di prova rivestiti in oro</td><td>EMF Co.</td><td>TA124(Ti/Au)</td><td></td></tr><tr><td>Au mordenzante&nbsp;</td><td>Transene Inc.</td><td>TFA</td><td></td></tr><tr><td>Ti mordenzante</td><td>Transene Inc.</td><td>Obiettivo TFT</td><td></td></tr><tr><td>40X&nbsp;</td>Obiettivo a immersione in acqua <td>Edmund Optics</td><td>40X DIN</td><td></td></tr><tr><td>60X </td><td>Olympus</td><td>LUMPLFLN 60XW</td><td></td></tr><tr><td>Laser incidente a fibra ottica&nbsp;</td><td>Accoppiatore IPG Photonic</td><td>YLR 10</td><td></td></tr><tr><td>SMF</td><td>Micropompa a siringa Thorlabs</td><td>MBT612D/M</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Harvard</td><td>PC2 70-4501</td><td></td></tr><tr><td>Microscopio fluorescente&nbsp;</td>Sistema al plasma <td>Olympus</td><td>IX-51</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Femto Science Inc</td><td>CUTE-MPR</td><td></td></tr></tbody></table>

plasmonico cattura e rilascio di nanoparticelle in un ambiente di monitoraggio

Plasmonic Trapping and Release of Nanoparticles in a Monitoring Environment

pinzette plasmoniche utilizzano polaritoni plasmon di superficie per confinare oggetti nanoscala polarizzabili. Tra i vari disegni di pinzette plasmoniche, solo pochi possono osservare particelle immobilizzate. Inoltre, un numero limitato di studi hanno misurata sperimentalmente le forze esercitabile sulle particelle. I disegni possono essere classificati come tipo di nanodisk sporgenti o il tipo nanohole soppressa. Per questi ultimi, osservazione microscopica è estremamente impegnativo. In questo documento, un nuovo sistema pinzetta plasmonica viene introdotto per monitorare particelle, sia in direzioni parallele e ortogonali all&#39;asse simmetrica di una struttura nanohole plasmonico. Questa caratteristica permette di osservare il movimento di ogni particella vicino al bordo del nanohole. Inoltre, possiamo stimare quantitativamente le forze massime di cattura usando un nuovo canale fluidico.

Il processo di fabbricazione del microcanale e oro nanohole piastra PDMS è mostrata nelle figure 1 e 2. Il metodo per combinare le due parti e il microchip effettivo è mostrato in figura 3. Il PDMS è stato tagliato per rivelare l&#39;interno del canale dal lato del microchip. Tuttavia, è stato difficile osservare le particelle che fluiscono nel canale a causa della rugosità superficiale del piano di taglio. Pertanto, abbiamo introdotto i...

Un processo di fabbricazione di microchip che incorpora pinzette plasmoniche è presentato qui. Il microchip permette l&#39;imaging di una particella intrappolata per misurare forze di cattura massime.

Plasmonico cattura e rilascio di nanoparticelle in un ambiente di monitoraggio

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

L'obiettivo generale di questo esperimento è monitorare le particelle in due dimensioni, sia in parallelo che ortogonalmente all'asse simmetrico di una struttura plasmonica a nanofori, e stimare quantitativamente la forza massima di trattenimento del sistema. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande nel campo delle scienze della vita relative allo sviluppo rapido di saggi immunoanalitici, al trattenimento di cellule e batteri, all'analisi di liposomi e allo studio del rilascio di farmaci da nanoparticelle. Il vantaggio principale di questa tecnica è che consente di monitorare il movimento delle particelle in due dimensioni: una lungo l'asse del fascio laser e l'altra nella direzione ad esso ortogonale.Per iniziare, realizzare il calco del microcanale utilizzando tecniche standard di fotolitografia e posizionare la wafer in una piastra di Petri di diametro 150 millimetri. Successivamente, mescolare 10 parti di base PDMS con una parte di agente indurente e agitare la miscela per due minuti. Una volta combinati, versare 100 millilitri della miscela di PDMS sulla wafer.Posizionare la piastra di Petri in una camera a vuoto ed applicare il vuoto per rimuovere eventuali bolle dal PDMS. Successivamente, inserire la piastra di Petri in un forno per due ore a 80 gradi Celsius per solidificare la soluzione di PDMS. Una volta raffreddata, rimuovere la piastra dal forno, tagliare lungo i contorni del microcanale in PDMS con una lametta e staccarlo dal wafer.Quindi, utilizzare un punch per biopsia da 1,5 millimetri per creare fori di ingresso e uscita da 1,5 millimetri a ciascuna estremità del microcanale in PDMS. Utilizzare un punch da 0,3 millimetri per creare un foro per il cavo in fibra ottica monomodale al centro del microcanale. Iniziare pulendo una piastra d'oro disponibile in commercio, come descritto nel protocollo testuale allegato.Successivamente, posizionare la piastra sullo spin coater e versare 0,5 millilitri di esametildisilazano sulla piastra d'oro. Effettuare la spin-coating per 40 secondi a 3000 giri al minuto. Successivamente, versare 0,5 millilitri di un fotoresist positivo sopra l'esametildisilazano depositato con lo spin-coating ed eseguire un'ulteriore spin-coating per 40 secondi a 3000 giri al minuto.Rimuovere la piastra dallo spin-coater e posizionarla su una piastra riscaldata per 90 secondi a 110 gradi Celsius per effettuare la cottura soft del fotoresist. Successivamente, utilizzare del nastro adesivo trasparente per fissare la maschera pellicola sul wafer di vetro e posizionare la piastra d'oro precedentemente cotta sullo stadio del substrato. Esporre il campione alla luce UV per 4 secondi e mezzo in modo da sciogliere il fotoresist e creare un rettangolo d'oro lungo 400 micron e largo 150 micron.Successivamente, immergere la piastra d'oro nel revelatore del fotoresist per un minuto per rimuovere il fotoresist disciolto. Quindi, risciacquare la piastra d'oro con acqua deionizzata ed asciugarla utilizzando gas azoto. Immergere la piastra d'oro nell'incisore per l'oro per 45 secondi per rimuovere lo strato di oro esposto.Quindi, risciacquare la piastra d'oro con acqua deionizzata e asciugarla nuovamente utilizzando gas azoto. Successivamente, immergere la piastra nell'incisore al titanio per cinque secondi per rimuovere il titanio esposto, quindi risciacquare nuovamente la piastra d'oro con acqua deionizzata e asciugarla con gas azoto. Rimuovere il fotoresist residuo sulla piastra d'oro immergendola in sequenza in acetone, metanolo e infine acqua deionizzata per tre minuti ciascuno.Lavare la piastra tre volte con acqua deionizzata per 10 secondi ciascuna, quindi asciugare nuovamente la piastra con gas azoto. Successivamente, posizionare la piastra su una piastra riscaldante per tre minuti a 120 gradi Celsius per rimuovere completamente qualsiasi umidità residua. Utilizzando un fascio ionico focalizzato, eseguire la fresatura di un nanoforo di 400 nanometri al centro del blocco d'oro realizzato come descritto nel protocollo testuale allegato.Posizionare sia il microcanale in PDMS che la piastra d'oro all'interno di una camera al plasma. Trattare le superfici a contatto per un minuto utilizzando plasma di ossigeno. Fissare la piastra d'oro sullo stadio del substrato dell'allineatore.Quindi, utilizzare la telecamera sull'allineatore per individuare i centri del foro del cavo SMF e del foro nel blocco d'oro in modo che siano allineati lungo lo stesso asse. Sollevare lo stadio manuale per unire le due parti. Successivamente, versare due millilitri di una soluzione di PDMS miscelata in una piastra di Petri e applicare un rivestimento mediante centrifugazione per 30 secondi a 1000 giri al minuto.Successivamente, prendere il microchip ritagliato e posizionare la superficie che dovrà essere collocata sul microscopio nella PDMS presente nella piastra di Petri. Posizionare la piastra di Petri in forno per un'ora a 80 gradi Celsius per solidificare la soluzione di PDMS. Una volta raffreddata, tagliare il bordo del microchip e della PDMS utilizzando una lametta e successivamente staccarlo dalla piastra di Petri.Per prima cosa, collegare un obiettivo da 40x al supporto dell'obiettivo del microscopio sul giunto di accoppiamento del cavo in fibra ottica monomodale. Successivamente, fissare il cavo in fibra ottica monomodale sulla pinza della fibra del giunto di accoppiamento. Allineare il fascio laser incidente in modo da riempire l'apertura posteriore dell'obiettivo.Quindi, focalizzare il fascio laser al centro del cavo regolando lo stadio manuale a tre assi montato sul connettore. Misurare la potenza del laser prima dell'inserimento all'estremità del cavo in fibra, poiché il cavo in fibra fissato al microchip non può essere staccato. Successivamente, inserire l'estremità opposta del cavo nel foro del cavo sul microchip.Allineare manualmente il cavo in fibra ottica utilizzando un riscontro visivo in modo che risulti perpendicolare al blocco d'oro che ospita il nanoforo. L'estremità del cavo in fibra inserito non deve entrare nel microcanale, in modo da non ostacolare il flusso del fluido. Infine, sigillare il foro del cavo con colla epossidica per impedire la fuoriuscita della soluzione di particelle in flusso dallo spazio di 87,5 micrometri tra il foro del cavo e la guaina del cavo in fibra ottica.Collegare una siringa contenente una soluzione di particelle di polistirene con diametro di 100 nanometri a una micropompa per siringa. Successivamente, collegare dei tubi ai fori di ingresso e di uscita del microchip. Una volta effettuato il collegamento, impostare la pompa per siringa a 20 micrometri al secondo e iniettare la soluzione di particelle nel microchip.Successivamente, accendere la lampada a fluorescenza e verificare che la particella fluorescente possa essere osservata nel canale. Quando la soluzione di particelle esce dall'uscita del microchip, ridurre la velocità della pompa a 3,4 micrometri al secondo. Quindi, accendere la sorgente laser in modo che emetta il laser nel nanoforo.Questo intrapperà la particella fluorescente sul bordo del nanoforo. Infine, aumentare la velocità del fluido a incrementi di 0,4 micrometri al secondo controllando la micropompa fino a quando la particella intrappolata non sfugge. Utilizzare queste informazioni per ottenere la forza massima di intrappolamento per ogni intensità del laser.Qui viene mostrata una versione ingrandita del sistema di microcanali che illustra l'allineamento delle parti e la posizione del nanoforo. Mentre particelle fluorescenti di polistirene di 100 nanometri scorrono attraverso il microcanale, vengono intrappolate dal laser al livello del nanoforo. Vengono mostrate anche particelle non intrappolate mentre scorrono accanto al nanoforo, mentre la particella intrappolata rimane in posizione.Una volta aumentata la velocità del flusso, la particella intrappolata è stata in grado di fuoriuscire. Dopo diverse esecuzioni, le procedure possono essere completate in circa 14 ore, se eseguite correttamente. Nel tentativo di eseguire questa procedura, è importante migliorare la rugosità superficiale della dimensione del microchip del rivestimento in PDMS.Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come monitorare le particelle sia in direzioni parallele sia ortogonali all'asse simmetrico di una nanostruttura plasmonica.

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Pinzette plasmoniche e nanostrutture a cristalli fotonici sono mostrati utili per produrre miglioramenti nel controllo efficienza e l'orientamento ottico cattura micro-e nano-particelle.

L&#39;utilizzo di nanostrutture di cristallo plasmoniche e fotonici per Enhanced manipolazione micro e nanoparticelle

I seguenti dettagli approccio di impostazione di cattura a bassa potenza ottica di dielettrico nanoparticelle con un doppio nanohole in film metallico.

Trapping ottica di nanoparticelle

Usiamo tracciamento ottico di nanoparticelle plasmoniche per sondare e caratterizzare i movimenti frequenza degli organismi acquatici.

Analizzando il movimento del Nauplius &#39;<em&gt; Artemia salina</em&gt; &#39;Di monitoraggio ottico di nanoparticelle plasmoniche

Descriviamo una procedura per intercettare otticamente micro-particelle in grata ottica nanoplasmonic.

Intrappolamento delle Micro particelle in grata ottica Nanoplasmonic

Il presente protocollo descrive un approccio conveniente per integrare l'intrappolamento ottico e la spettroscopia Raman potenziata dalla superficie (SERS) per manipolare nanoparticelle plasmoniche per il rilevamento molecolare sensibile. Senza agenti aggreganti, il laser trappola assembla nanoparticelle plasmoniche per migliorare i segnali SERS degli analiti target per misurazioni spettroscopiche in situ .

Intrappolamento ottico di nanoparticelle plasmoniche per la caratterizzazione della spettroscopia Raman potenziata dalla superficie in situ

Le nanopinzette plasmoniche utilizzano la risonanza plasmonica di superficie localizzata nelle nanostrutture d'oro per intrappolare singole nanoparticelle, comprese le proteine, all'interno di un campo ottico su scala nanometrica. I cambiamenti nel segnale diffuso rivelano la presenza di proteine e la dinamica conformazionale, consentendo il monitoraggio senza modifiche dei fluorofori o tethering di superficie.

Monitoraggio della dinamica conformazionale di singole proteine non modificate mediante Nanotweezers plasmonici

In silicio policristallino a film sottile celle solari su vetro sono fabbricati dalla deposizione di strati di silicio drogati con boro e fosforo, seguita da cristallizzazione, passivazione difetto e metallizzazione. Plasmonici luce trapping viene introdotto formando nanoparticelle Ag sulla superficie cellulare di silicio ricoperto con un riflettore diffuso conseguente miglioramento fotocorrente ~ 45%.

Celle in silicio policristallino solari a film sottile con plasmoniche-enhanced Light-trapping

Il sistema qui descritto impiega una trappola ottica tradizionale e una linea intrappolamento ottico olografico indipendente, capace di creare e manipolazione di più trappole. Questo consente la creazione di complessi arrangiamenti geometrici di particelle di rifrazione e che permetta ad alta velocità misurazioni simultanee, ad alta risoluzione della attività degli enzimi biologici.

Costruzione di un microscopio ad alta risoluzione con convenzionali e Holographic Capabilities intrappolamento ottico

Descriviamo i metodi per la progettazione, la fabbricazione e la caratterizzazione sperimentale di emettitori fotoconduttrici plasmonica, che offrono due ordini di grandezza più elevati livelli di potenza terahertz rispetto agli emettitori fotoconduttori convenzionali.

Progettazione, fabbricazione, e Sperimentale Caratterizzazione di plasmoniche Emettitori Terahertz fotoconduttive

I nanofili d'argento possono trasportare simultaneamente elettroni e informazioni ottiche sotto forma di plasmoni di superficie. Viene qui descritta una procedura per realizzare un tale circuito condiviso e vengono valutate le limitazioni nella propagazione di entrambi i vettori di informazione.

Valutare plasmoniche Trasporti in Current-carrying Argento Nanowires

Scopri la cattura plasmonica di nanoparticelle per la biotecnologia usando pinze ottiche su microchip. Questo metodo consente il monitoraggio bidimensionale e la misura delle forze di intrappolamento per applicazioni in immunoassay e rilascio di farmaci.

Plasmonico cattura e rilascio di nanoparticelle in un ambiente di monitoraggio

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