Name: Fabbricazione di superfici reattive con spazzola e film reticolato di co-polimeri funzionalizzati Azlactone blocco (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 9 s
Description: Scopri metodi di fabbricazione di superfici con co-polimeri a blocchi azlactone funzionalizzati. Queste tecniche consentono il controllo dello spessore polimerico e preservano la funzionalità azlactone per applicazioni biologiche.

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Questa ricerca è stata sostenuta da Kansas State University. Una parte di questa ricerca è stata condotta presso il centro per Nanophase Materials Sciences, che è sponsorizzato Oak Ridge National Laboratory dalla divisione scientifica di strutture utente, Office di base energia scienze e US Department of Energy.

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</ol>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Questo articolo presenta tre approcci al patterning PGMA -b- PVDMA, ciascuno con una serie di vantaggi e svantaggi. Il metodo di Lift-off parylene è un metodo versatile per patterning blocco co-polimeri presso micro risoluzione su scala nanometrica ed è stato usato come una maschera di deposizione in altri patterning sistemi33,34,35. Dovuto la relativa adesione di superficie relativamente debole, lo stencil parylene può...

Lo sviluppo di tecniche di fabbricazione che consentono un controllo preciso e versatile di funzionalità superficiale chimico e biologico è desiderabile per una varietà di applicazioni, dalla cattura dei contaminanti ambientali allo sviluppo della prossima generazione biosensori, gli impianti e dispositivi1,2di ingegneria tissutale. Polimeri funzionali sono ottimi materiali per la sintonizzazione proprietà superficiali attraverso "l'innesto da" o "l'innesto a" tecniche3. Questi approcci consentono un controllo della reattività superficiale basata su funzionalità chimica del monomero e peso molecolare del polimero4,5,6. Polimeri a base di Azlactone sono stati intensamente studiati in questo contesto, come gruppi di azlactone coppie rapidamente con diversi nucleofili nelle reazioni di anello-apertura. Questo include primarie ammine, alcoli, tioli e gruppi di idrazina, fornendo così un percorso versatile per ulteriore funzionalizzazione superficiale7,8. Film polimerici a base di Azlactone sono stati impiegati in differenti ambientale e applicazioni biologiche tra cui analita catturano9,10, cella cultura6,11e antivegetativi / Rivestimenti anti-adesivo12. In molte applicazioni biologiche, patterning azlactone film polimerici a nano a scale di lunghezza di micrometro è auspicabile per facilitare il controllo spaziale della biomolecola presentazione, interazioni cellulari, o di modulare le interazioni superficie13, 14,15,16,17,18. Di conseguenza, metodi di fabbricazione dovrebbero essere sviluppati per offrire modello ad alta uniformità e spessore del film ben controllato, senza compromettere la funzionalità chimica19.
Recentemente, Lokitz et al ha sviluppato un PGMA -b- PVDMA copolimero a blocchi che è stato in grado di manipolare la reattività di superficie. Coppia di blocchi PGMA per ossido-cuscinetto superfici, producendo sintonizzabile e alta densità superficiale di azlactone gruppi di20. Precedentemente segnalati metodi per patterning questo polimero per la creazione di interfacce biofunzionali utilizzati approcci tradizionali verticistica fotolitografia che ha generato film polimerici non uniforme con regioni di sfondo contaminate da residui materiale di photoresist, causando alti livelli di interazioni chimiche e biologiche non specifiche21,22,23. Qui, tentativi di passivare le regioni sfondo causato cross-reazione con i gruppi di azlactone, compromettere la reattività di polimero. Tenendo conto di queste limitazioni, abbiamo recentemente sviluppato tecniche per patterning pennello (~ 90 nm) o altamente reticolato (~ 1-10 μm) film di PGMA -b- PVDMA in campiture chimicamente o biologicamente inerte in un modo che mantiene completamente la sostanza chimica funzionalità del polimero24. Questi presentati metodi utilizzano parylene Lift-off, diretto interfaccia assembly (IDA) e tecniche di microcontatto personalizzato stampa (μCP). Metodi sperimentali altamente dettagliati per questi approcci patterning, nonché caratterizzazioni pellicola critica, sfide e limitazioni associate ogni tecnica sono presentati qui in formato scritto e video.

<table><tbody><tr><td><forte>Materiale</forte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Etanolo, &ge; 99,5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td> <td>459844-HCL</td></tr><tr><td>, 1,019 N in H2O</td><td>Fluka Analytical</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>318949-acetone, &ge; 99,5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>320110-benzene</td><td></td></tr><tr><td>, &ge; 99,9%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>270709</td><td>-</td></tr><tr><td>Isopropanolo, reagente ACS, &ge; 99,5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>190764</td><td></td></tr><tr><td>Hexane</td><td>Fisher Chemical</td><td>H292-4-Argon</td><td></td></tr> <tr><td></td><td>Matheson Gas</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>G1901175-Tetraidrofurano (THF), &ge; 99,9%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>401757-Pluronic F-127</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P2443-Polidimetil</td><td></td></tr> <tr><td>Silossano (PDMS) Slygard 184</td><td>Dow Corning</td><td></td><td>4019862-tricloro</td></tr> <tr><td>(1H,1H,2H,2H-perfluoroottil) silano (TPS), 97%</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>448931</td><td>È tossico. Lavorare con esso sotto il cofano</td></tr><tr><td>Cloroformio anidro, &ge; 99%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td> <td>372978-Positive</td></tr> <tr><td>Photoresist AZ1512</td><td>MicroChemicals</td><td>AZ 1512</td><td>liquido rosso ambrato, densità 1,083 g/cm3, la fase di rivestimento deve essere eseguita sotto il cofano</td></tr><tr><td>Sviluppatore AZ 300 MIF</td><td>MicroChemicals</td><td>AZ300 MIF</td><td>liquido incolore trasparente con leggero odore di ammina e densità di 1 g/cm3</td></tr><tr><td>1,2-vinil-4,4-dimetil azlattone (VDMA)</td><td>Isochem North America, LLC</td> VDMA-2-ciano-2-propil <td></td><td></td></tr><tr><td>dodecil tritiocarbonato (CPDT)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>723037-2,2&prime;-Azobis (4metossi-2,4-dimetil valeronitrile) (V-70)</td><td>Wako Specialty Chemicals</td><td>CAS NO. 15545-97-8, EINECS No. 239-593-8-Parylene</td><td></td></tr> <tr><td>N</td><td>Specialty Coating Systems</td><td>15B10004</td><td>-</td></tr><tr><td>Name</td><td>Azienda</td><td>Numero di catalogo</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Parylene Coater</td><td>Specialty Coating Systems</td><td>SCS Labcoater (PDS 2010)</td><td>-</td></tr><tr><td>Sistema di allineamento maschera</td><td>Neutronix Quintel</td><td>NXQ8000</td><td>-</td></tr><tr><td>Incisore al plasma</td><td>di ossigeno Oxford Instruments</td><td>Sistema da laboratorio al plasma 100-Profilometro</td><td></td></tr> <tr>di <td>superficie</td><td>Veeco</td><td>Dektak 150</td><td>Il tipo di scansione era standard hill. La durata e la forza della scansione sono state rispettivamente di 120 s e 1 mg.</td></tr><tr><td>Microscopio verticale a campo chiaro</td><td>Olympus Corporation</td><td>BX51-Oxygen</td><td></td></tr> <tr><td>Plasma&nbsp; Cleaner</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-001-HP-Spettroscopia</td><td></td></tr> <tr><td>infrarossa a trasformata di Fourier a riflettanza totale attenuata (ATR-FTIR)</td><td>Perkin Elmer</td><td>ATR-FTIR 100-Microscopia</td><td></td></tr> a <tr><td>forza atomica (AFM)</td><td>Microscopio a forza atomica PicoPlus Picoplus</td><td></td> <td>Veeco MLCT-E cantilever con una costante elastica di 0,5 N/m. Le velocità di scansione variavano tra 0,25 e 1 Hz.</td></tr><tr><td>Microscopia elettronica a scansione (SEM)</td><td>Hitachi Science Systems Ltd., Tokyo, Giappone-</td><td></td><td>-</td></tr><tr><td>Stazione di lavoro per utensili rotanti</td><td>Dremel</td><td>Modello 220-01-Spin</td><td></td></tr> <tr><td>Coater</td><td>Smart Coater</td><td>SC100-Forno</td><td></td></tr> <tr><td>sottovuoto</td><td>Yamato Scientific Co.</td><td>PCD-C6(5)000)</td><td>-</td></tr><tr><td>Cromatografia ad esclusione dimensionale (SEC)</td><td>Waters Alliance 2695 Separations Module</td><td>720004547Rivelatore con</td><td></td></tr> <tr><td>indice di rifrazione (RI)</td> EN, <td>rivelatore Waters modello 2414</td><td></td><td></td></tr>, <tr><td>array di fotodiodi</td><td>Waters</td><td>Model 2996,</td><td></td></tr> <tr><td>rivelatore 716001286-Multi-angle Light Scattering (MALS)</td><td>Wyatt Technology</td><td>miniDAWN TREOS II-Viscosimetro</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Wyatt Technology</td><td>Viscostar-PLgel</td><td></td></tr> <tr><td>5 &micro; m colonne a C misto (300 x 7,5 mm)</td><td>Agilent</td><td>5 &micro; m colonne C</td> miste-Ellipsometro <td></td></tr><tr><td></td><td>J. A. Woollam</td><td>alpha-SE</td><td>modello di Cauchy, strati PGMA e PVDMA avevano indici di rifrazione di 1,50 e 1,52 a 632 nm</td></tr><tr><td>Sonicatore ad ultrasuoni</td><td>Fischer Scientific</td><td>FS-110H</td><td>-</td></tr></tbody></table>

fabbricazione di superfici reattive con spazzola e film reticolato di co-polimeri funzionalizzati azlactone blocco

Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers

In questa carta, metodi di fabbricazione che generano superfici romanzo utilizzando il blocco basato su azlactone co-polimero, poli (metacrilato di glycidyl) -blocco- poly (vinyl azlactone dimetil) (PGMA -b- PVDMA), sono presentati. Dovuto l'alta reattività dei gruppi di azlactone verso ammina, tiolo e gruppi dell'idrossile, PGMA -bsuperfici - PVDMA possono essere modificate con molecole secondari per creare interfacce chimicamente o biologicamente funzionalizzate per una varietà di applicazioni. I rapporti precedenti di fantasia PGMA -b- PVDMA interfacce hanno usato le tecniche tradizionali verticistica patterning che generano non uniforme film e composizioni chimiche scarsamente controllato sfondo. Qui, descriviamo le tecniche di campitura su misura che permettono la precisa deposizione di altamente uniforme PGMA -b- PVDMA film in sfondi che sono chimicamente inerti o che hanno proprietà di biomolecole-repellente. D'importanza, questi metodi sono progettati per deposito PGMA -b- PVDMA film in un modo che mantiene completamente azlactone funzionalità attraverso ogni fase di lavorazione. Film fantasia mostrano spessori ben controllati che corrispondono ai pennelli di polimero (~ 90 nm) o altamente reticolato strutture (~ 1-10 μm). Pattern pennello vengono generati utilizzando entrambi il lift-off parylene o interfaccia diretto metodi di montaggio descritti e sono utili per una modulazione precisa di reattività chimica complessiva di superficie regolando sia il PGMA -b- PVDMA densità dello schema o il lunghezza del blocco VDMA. Al contrario, la spessa, reticolato PGMA -b- PVDMA modelli sono ottenuti utilizzando una tecnica di stampa micro contatto su misura e offrono il vantaggio di carico più elevato o la cattura di materiale secondario a causa della maggiore superficie per rapporti di volume. Procedura sperimentale dettagliata, caratterizzazioni di pellicola critica e Trouble-Shooting guide per ogni metodo di fabbricazione sono discussi.

Misure di angolo di contatto possono essere utilizzate per valutare la funzionalizzazione del silicio con PGMA-b-PVDMA. Figura 1 illustra l'angolo di contatto del substrato di silicio durante le fasi di lavorazione diverse. Comportamento idrofilo del substrato di silicio del plasma pulito è mostrato in Figura 1B. L'angolo di contatto dopo polimero spin coating e ricottura è 75° ± 1°(figura 1<str...

Metodi di fabbricazione di superficie per fantasia deposizione di nanometro spessa spazzole o micron di spessore, film reticolato di un copolimero del blocco di azlactone sono segnalati. Fasi critiche sperimentale, risultati rappresentativi e le limitazioni di ciascun metodo sono discussi. Questi metodi sono utili per la creazione di interfacce funzionali con caratteristiche fisiche su misura e reattività di superficie sintonizzabile.

Fabbricazione di superfici reattive con spazzola e film reticolato di co-polimeri funzionalizzati Azlactone blocco

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl ...

Questi metodi presentati utilizzano l'assemblaggio diretto dell'interfaccia di sollevamento del parylene e tecniche di stampa a microcontatto personalizzate. I metodi sono progettati per fornire un'elevata uniformità e controllo sullo spessore del polimero del modello. Questi metodi sono progettati anche per depositare film di PVDMA a blocchi di PGMA preservando completamente la versatile funzionalità dell'azlattone, poiché i gruppi azlattone possono accoppiarsi rapidamente con i nucleofili nelle reazioni di addizione di apertura dell'anello.I film polimerici a base di azlattone sono utilizzati in molte diverse applicazioni ambientali e biologiche, tra cui la cattura di analiti, la coltura cellulare e i rivestimenti antivegetativi e antiadesivi. Per iniziare la procedura, preparare cinque millilitri di una soluzione all'uno per cento in peso di PGMA b PVDMA in cloroformio anidro. Quindi, accendi un pulitore al plasma di ossigeno e posiziona un substrato di silicio di due centimetri per due centimetri modellato con uno strato di parylene N spesso 80 nanometri o uno spesso un nanometro nella camera.Pompare la camera a una pressione del vacuometro inferiore a 400 milli torr. Aprire le

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Sono interessanti gli scaffold in grado di adattarsi ai difetti ossei cranio-maxillo-facciali (CMF) mentre mostrano osteoconduttività e bioattività. Questo protocollo descrive la preparazione di un'impalcatura a memoria di forma a base di policaprolattone diacrilato (PCL-DA) utilizzando un metodo di lisciviazione del particolato con colata di solvente (SCPL) che impiega un modello di sale fuso e l'applicazione di un rivestimento bioattivo in polidopamina.

Realizzazione di una sede a PCL Bioactive, &quot;Self-fitting&quot; Shape Memory Polymer Ponteggio

I materiali polimerici superidrofobici bidimensionali e tridimensionali sono preparati mediante elettrofilatura o elettrospruzzatura di polimeri biodegradabili miscelati con un polimero a bassa energia superficiale di composizione simile.

Realizzazione superidrofobiche Materiali Polimerici per applicazioni biomediche

Le superfici nanometriche di isole marine composte da copolimeri a blocchi termoresponsivi sono state fabbricate con il metodo Langmuir-Schaefer per controllare l'adesione e il distacco spontaneo delle cellule. Sono stati visualizzati sia la preparazione della superficie che l'adesione e il distacco delle cellule sulla superficie.

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Presentiamo un protocollo per la sintesi di idrogel funzionalizzati con RGD come dispositivi per la somministrazione di cellule e farmaci. La procedura prevede la cicloaddizione alchino-azidica (CuAAC) catalizzata dal rame tra l'acido poliacrilico modificato con alchino (PAA) e un derivato RGD-azide. Gli idrogel sono formati utilizzando la policondensazione assistita da microonde e le loro proprietà fisico-chimiche sono studiate.

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Stampa 3D e modifica della superficie in situ tramite polimerizzazione della catena di trasferimento della catena di addizione-frammentazione reversibile di tipo I

Questo protocollo presenta un metodo indotto dalla luce per la fabbricazione di strutture tridimensionali scivolose tramite patterning digitale sequenziale e innesto su superfici nanoporose rivestite di silano. Questo approccio consente la formazione spazialmente controllata di regioni scivolose, consentendo la repellenza ai liquidi modellata e l'analisi quantitativa della scivolosità interfacciale, con applicazioni nella manipolazione dei fluidi e nell'ingegneria delle superfici.

Patterning e innesto indotti dalla luce per superfici scivolose basate su strutture nanoporose rivestite di silano

Scopri metodi di fabbricazione di superfici con co-polimeri a blocchi azlactone funzionalizzati. Queste tecniche consentono il controllo dello spessore polimerico e preservano la funzionalità azlactone per applicazioni biologiche.

Fabbricazione di superfici reattive con spazzola e film reticolato di co-polimeri funzionalizzati Azlactone blocco

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