Name: Un elettrodo di tipo chiuso senza fili Nanopore per analizzare le singole nanoparticelle (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 31 s
Description: Scopri come fabbricare un elettrodo nanopore wireless chiuso per l'analisi elettrochimica di singole nanoparticelle. Questo metodo offe alta risoluzione temporale e corrente per applicazioni non invasive.

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Questa ricerca è stata sostenuta dal National Natural Science Foundation of China (61871183,21834001), l'innovazione programma di Shanghai Municipal formazione Commissione (2017-01-07-00-02-E00023), il progetto "Chen Guang" dall'educazione Shanghai Municipal Commissione e Shanghai Education Development Foundation (17CG 27).

1. preparazione delle soluzioni
Nota: Prestare attenzione alle precauzioni generali di sicurezza per tutte le sostanze chimiche. Smaltire i prodotti chimici in una cappa aspirante e indossare guanti, occhiali e un camice da laboratorio. Tenere liquidi infiammabili lontano dal fuoco o scintille. Tutte le soluzioni acquose sono state preparate utilizzando acqua ultrapura (18,2 cm MΩ a 25 ° C). Le soluzioni preparate sono state filtrate utilizzando un filtro di dimensioni dei pori di 0.22 μm.
<ol><li>
Preparazione della soluzione di KCl
	<ol>
<li>Sciogliere 0,074 g di cloruro di potassio in 100 mL di acqua deionizzata.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparazione della soluzione4 NaBH
	<ol>
<li>Sciogliere 0,018 g di sodio boroidruro in 10 mL di etanolo.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparazione della soluzione4 HAuCl
	<ol>
<li>Sciogliere 0,010 g di cloruro di potassio in 1 mL di soluzione di acido cloroaurico 1%.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparazione di gomma di silicone
	<ol>
<li>Mescolare la gomma di silicone contenente la parte A e parte B (Vedi Tabella materiali) con un rapporto di 1:1 in volume.</li>
		<li>Utilizzare la gomma di silicone mista per disegnare un'area di reazione la diapositiva immediatamente durante il tempo di pot di 1 min.</li>
		<li>Curare la gomma di silicone preparati su vetrino per 5 min.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparazione di nanoparticelle d'oro30
	<ol>
<li>Aggiungere 4,8 mL di acido cloroaurico con una frazione in massa di 1% in 40 mL di acqua deionizzata con agitazione vigorosa.</li>
		<li>Riscaldare la soluzione ad ebollizione.</li>
		<li>Aggiungere rapidamente 10 mL di una soluzione di citrato trisodico con una frazione in massa di 1% nella soluzione.</li>
		<li>Riscaldare la soluzione per altri 15 minuti fino a quando la soluzione finale è di colore rossa. Nota: Nel nostro caso, la soluzione di acido cloroaurico rapidamente è stato ridotto di citrato trisodico, ed è stato osservato che la soluzione ha cambiato rapidamente da giallo-chiaro a scuro-nero.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. preparazione del Setup sperimentale
<ol><li>
Preparazione del sistema di misura di corrente
	<ol>
<li>Accendere il sistema di misurazione corrente contenente l'amplificatore di corrente (Vedi Tabella materiali) e sistema di acquisizione dati a basso rumore (Vedi Tabella materiali)</li>
		<li>Accendete la modalità tensione-morsetto.</li>
		<li>Impostare la larghezza di banda del filtro a tasso di campionamento e 10 kHz a 100 kHz.</li>
		<li>Assemblare una gabbia rame fatti in casa specifica auto-progettata per proteggere il rumore esterno per celle sperimentali e il pre-amplificatore sul microscopio invertito (Vedi Tabella materiali).</li>
		<li>Terra la shell della gabbia di Faraday, gusci dell'amplificatore e il sistema di microscopio invertito.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Installazione del sistema di rilevamento di campo scuro
	<ol>
<li>Generazione dell'oro nanotip dentro la nanopipette è controllata dal microscopio a campo oscuro –. Nota: Un sistema di microscopio invertito (Vedi Tabella materiali) è utilizzato per prendere immagini e spettri di dispersione. Una telecamera CCD digitale colore vero è impiegata per prendere immagini dell'elettrodo nanopipette e nanopore. Un condensatore a campo oscuro [apertura numerica (NA) = 0,8 – 0,95)] viene utilizzato per formare un'illuminazione in campo scuro. 10 X (NA = 0,3), 20x (NA = 0,45) e 40 X (NA = 0,6) obiettivi vengono utilizzati per raccogliere immagini di WNE il tipo chiuso. Rilevazione della fluorescenza è utilizzato per verificare ulteriormente se ci sono spazi vuoti tra la nanotip e la parete interna della nanopipette. Questo esperimento viene eseguito da un altro EMCCD (Vedi Tabella materiali) integrato anche il microscopio invertito, e la luce di eccitazione è una lampada a mercurio incorporato con un filtro passa-banda di 450-490 nm.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. fabbricazione di tipo chiuso WNE
<ol><li>
Fabbricazione di nanopipettes
	<ol>
<li>Mettere i capillari di quarzo (Vedi Tabella materiali) in una provetta da centrifuga da 15 mL riempita con acetone per 10 min di pulizia ad ultrasuoni.</li>
		<li>Versi fuori acetone, quindi aggiungere etanolo nella stessa provetta da centrifuga.</li>
		<li>Mettere la provetta da centrifuga in un pulitore ad ultrasuoni per 10 min di pulizia.</li>
		<li>Mettere i capillari in un'altra provetta da centrifuga da 15 mL con acqua deionizzata per la rimozione dell'etanolo, con 10 minuti di lavaggio ad ultrasuoni.</li>
		<li>Continuamente ad ultrasuoni che pulire i capillari tre volte con acqua deionizzata per rimuovere il residuo dell'etanolo.</li>
		<li>Asciugare i capillari utilizzando un flusso di gas di azoto.</li>
		<li>Conservare i capillari in una provetta da centrifuga nuovo, pulito.</li>
		<li>Accendere l'estrattore di laser CO2 (Vedi Tabella materiali)</li>
		<li>Preriscaldare l'estrattore per 15-20 min garantire una potenza laser costante.</li>
		<li>Installare il capillare pulito nell'estrattore.</li>
		<li>Impostare i parametri che tirando di calore, filamento, velocità, ritardo e la forza di trazione sul pannello dell'estrattore della CO2 laser, per un diametro specifico. Il parametro detailed per tirare un nanopipette di diametro 30 nm in questo protocollo è illustrato nella tabella 1 (Figura 1).</li>
		<li>Difficoltà il nanopipette preparato su una piastra di Petri con l'adesivo riutilizzabile (Vedi Tabella materiali) per ulteriore caratterizzazione.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Fabbricazione di chiuso-tipo WNE
	<ol>
<li>Iniettare 10 μL di soluzione di4 HAuCl preparata la nanopipette con un microloader.</li>
		<li>Centrifugare la nanopipette per 5 min a circa 1878 x g per la rimozione di bolle d'aria nella nanopipette. Nota: Per questo passaggio, abbiamo messo il nanopipette con la punta rivolta verso il basso in un supporto in casa all'interno di una provetta da centrifuga da 2 mL.</li>
		<li>Difficoltà il nanopipette su un vetrino coprioggetto con la gomma di silicone preparati (Vedi punto 1.4) e definire l'area all'interno del nanopipette come il lato "cis" e fuori come il lato "trans".</li>
		<li>La gomma è guarita, attendere 5 min.</li>
		<li>Mettere l'ensemble integrato sul tavolo obiettivo del microscopio invertito.</li>
		<li>Accendere e regolare l'illuminazione del campo scuro per mettere a fuoco la punta di nanopipette sotto un obiettivo microscopio 10X.</li>
		<li>Cambiamento a 20 X e 40 X obiettivi per una maggiore risoluzione spaziale.</li>
		<li>Posizionare un elettrodo Ag/AgCl dentro il nanopipette.</li>
		<li>Inserire l'altro elettrodo Ag/AgCl con messa a terra sul lato di trans .</li>
		<li>Collegare una coppia di Ag/AgCl elettrodi per il pre-amplificatore.</li>
		<li>Accendere il sistema di misurazione di corrente e il software corrispondente (Vedi Tabella materiali) per la registrazione corrente ionica.</li>
		<li>Impostare il potenziale applicato su 300 mV.</li>
		<li>Lentamente aggiungere 150 μL di soluzione di NaBH4 nel lato trans per innescare la reazione tra HAuCl4 e NaBH4 (Figura 2). Nota: La riduzione di NaBH4 in soluzione acquosa avviene a una velocità di reazione violenta. Di conseguenza, la generazione di H2 dalla riduzione di NaBH4 può indurre una struttura difettosa della nanotip dalla generazione della cavità durante la crescita di nanotip oro.</li>
		<li>Contemporaneamente, elettricamente e otticamente registrare la traccia corrente e del scuro-campo immagine/dispersione spettri utilizzando l'attuale misura e campo scuro sistemi di rilevazione (Figura 3). Nota: La soluzione di etanolo è volatile nell'ambito dell'illuminazione in campo scuro. Prestare attenzione al volume di etanolo durante il processo di fabbricazione.</li>
		<li>Spegnere il potenziale applicato dopo aver ionico attuale tracciato torna a 0 PA.</li>
		<li>Lavare il preparato WNE chiuso-tipo con che scorre acqua deionizzata dal basso fino alla punta.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Caratterizzazione di chiuso-tipo WNE
	<ol>
<li>Caratterizzano WNE chiuso-tipo con un microscopio elettronico a scansione (SEM), che è un metodo generale per la caratterizzazione di nanopipettes22,31,32,33,34 .</li>
		<li>Utilizzare un esperimento fluorescente di ioni calcio per verificare la condizione di tenuta dell'oro nanotip dentro la nanopipette.<ol>
<li>Iniettare 10 μL di soluzione di CaCl2 lato cis della soluzione chiuso-tipo WNE e Fluo-8 nel lato di trans .</li>
			<li>Collegare gli elettrodi di Ag/AgCl per l'headstage.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Applicare un bias di mV 400 potenziali e utilizzare il EMCCD (Vedi Tabella materiali) per monitorare la risposta di fluorescenza nell'area di punta. Utilizzare focus fascio di ioni (FIB) per scolpire le WNE tipo chiuso dalla punta verso il basso, quindi determinare la lunghezza dell'interno strato di metallo o nanotip con caratterizzazione SEM.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Nanoparticella singola collisione con chiuso-tipo WNE
	<ol>
<li>Cambiare la soluzione nei lati trans e cis a una soluzione di KCl dopo fabbricazione di WNE il tipo chiuso.</li>
		<li>Trasferire 50 μL di soluzione di nanoparticelle d'oro 30 nm nel lato di trans . Registrare il segnale in corrente di singole nanoparticelle tra gli eventi di collisione a un potenziale di 300 mV (Figura 5).</li>
		<li>Modificare la tensione applicata per monitorare la frequenza, ampiezza e cambiamento di forma del segnale corrente.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

Gli autori non dichiarano conflitti di interessi.

Realizzazione di un nanopipette ben definito è il primo passo nel processo di fabbricazione di WNE chiuso-tipo. Mettendo a fuoco un laser di CO2 al centro del capillare, uno vaso capillare separa in due nanopipettes simmetrico con punte coniche su scala nanometrica. Il diametro è controllato facilmente, che vanno da 30-200 nm, regolando i parametri dell'estrattore della laser. Va osservato che i parametri per la trazione possono variare per estrattori diversi pipetta. La temperatura ambientale e l'umidità poss...

Le nanoparticelle hanno attirato l'attenzione enorme a causa di diverse caratteristiche come loro capacità catalitica, caratteristiche ottiche particolari, electroactivity ed elevati rapporti superficie-volume1,2,3, 4. analisi elettrochimica delle nanoparticelle singole è un metodo diretto per la comprensione dei processi chimici ed elettrochimici intrinseci a livello di nanoscala. Per ottenere misurazioni altamente sensibile delle singole nanoparticelle, due approcci elettrochimici sono state precedentemente applicati per leggere informazioni di nanoparticelle da corrente risposte5,6,7. Uno di questi approcci coinvolge immobilizzare o catturare una nanoparticella individuo sull'interfaccia del nanoelectrode per lo studio di elettrocatalisi8,9. L'altra strategia è guidata dalla singola nanoparticella collisione con la superficie di un elettrodo, che genera una fluttuazione di corrente transitoria dal processo redox dinamico.
Entrambi questi metodi richiedono un'interfaccia sensibile ultrasensibile di nanoscala che corrisponda al diametro delle singole nanoparticelle. Tuttavia, la fabbricazione tradizionale di nanoelettrodi principalmente ha incorporato i sistemi micro-elettromeccanici (MEMS) o laser tirando tecniche, che sono noioso e undisciplinable10,11,12, 13. Ad esempio, basati su MEMS fabbricazione di nanoelettrodi è costoso e richiede l'uso di una camera pulita, limitazione della massiccia produzione e divulgazione di nanoelettrodi. D'altra parte, laser tirando fabbricazione di nanoelettrodi si basa pesantemente su esperienza degli operatori durante la sigillatura e tirare un filo metallico all'interno del capillare. Se il filo metallico non è ben sigillato nel capillare, il divario tra il filo e la parete interna della nanopipette drammaticamente può introdurre rumore corrente di fondo in eccesso e ingrandire l'elettroattivi rilevamento della zona. Questi inconvenienti in gran parte diminuiscono la sensibilità della nanoelectrode. D'altra parte, l'esistenza di una lacuna può allargare l'area dell'elettrodo e ridurre la sensibilità della nanoelectrode. Di conseguenza, è difficile garantire una performance riproducibile dovuto le morfologie di elettrodo incontrollabile in ogni processo di fabbricazione14,15. Pertanto, un metodo di fabbricazione generale di nanoelettrodi con eccellente riproducibilità è assolutamente necessario per facilitare l'esplorazione elettrochimico delle caratteristiche intrinseche delle singole nanoparticelle.
Recentemente, la tecnica di nanopore è stata sviluppata come un approccio elegante e privo di etichetta per singola molecola analisi16,17,18,19,20. A causa della sua fabbricazione controllabile, il nanopipette fornisce un confinamento su scala nanometrica, con un diametro uniforme che vanno da 30-200 nm da un laser capillare estrattore21,22,23,24 . Inoltre, questa procedura di fabbricazione semplice e riproducibile assicura la generalizzazione della nanopipette. Recentemente, abbiamo proposto un elettrodo nanopore wireless (WNE), che non richiede la tenuta di un filo metallico all'interno del nanopipette. Attraverso un processo di fabbricazione facile e riproducibili, il WNE possiede una deposizione metallica su scala nanometrica entro il nanopipette per formare un elettroattivi interfaccia25,26,27,28 . Poiché il WNE possiede una struttura ben definita e morfologia uniforme dei suoi confini, realizza l'alta risoluzione corrente, così come la costante di tempo di resistenza-capacità bassa (RC) per l'esecuzione di elevata risoluzione temporale. Precedentemente abbiamo segnalato due tipi di WNEs, tipo aperto e chiuso-tipo, per la realizzazione di analisi di singola entità. Il tipo aperto WNE impiega un strato di nanometal depositato sulla parete interna di un nanopipette, che converte la corrente faradica di una singola entità per la risposta corrente ionica26. Di solito, il diametro di un tipo aperto WNE è di circa 100 nm. Per ridurre ulteriormente il diametro di WNE, abbiamo presentato il WNE chiuso-tipo, in cui un nanotip di metallo solido completamente occupa la punta di nanopipette attraverso un approccio chimico-elettrochimica. Questo metodo è in grado di generare rapidamente un nanotip 30 nm oro all'interno di un confinamento nanopore. L'interfaccia ben definita nella zona di punta di un chiuso-tipo WNE assicura un elevato rapporto segnale-rumore per misure elettrochimiche di singole nanoparticelle. Come una nanoparticella d'oro caricata si scontra con il WNE chiuso-tipo, un processo di carica-Scarica ultraveloce all'interfaccia punta induce una risposta di feedback capacitivo (CFR) nella traccia corrente ionica. Rispetto ad un precedente singolo nanoparticella collisione Studio tramite una nanoelectrode con metallo filo all'interno29, il WNE chiuso-tipo ha mostrato una più alta risoluzione corrente di pA di ± 0,1 0,6 pA (RMS) e maggiore risoluzione temporale di 0,01 ms.
Qui, descriviamo una procedura di fabbricazione dettagliato per un WNE chiuso-tipo che è altamente controllato dimensioni e riproducibilità eccezionali. In questo protocollo, una semplice reazione tra AuCl4– e BH4– è progettato per generare un nanotip d'oro che blocca completamente l'orifizio di un nanopipette. Poi, elettrochimica bipolare è adottato per una crescita continua di un nanotip d'oro che raggiunge la lunghezza di parecchi micrometri all'interno del nanopipette. Questa semplice procedura consente l'implementazione di questa fabbricazione di nanoelectrode, che possa essere effettuati in qualsiasi laboratorio di chimica generale senza una camera pulita e costose attrezzature. Per determinare la dimensione, la morfologia e la struttura interna di un WNE di tipo chiuso, questo protocollo fornisce una procedura dettagliata caratterizzazione con uso di un microscopio elettronico a scansione (SEM) e la spettroscopia di fluorescenza. Un esempio recente è evidenziato, che misura direttamente le interazioni intrinseche e dinamiche di nanoparticelle d'oro (AuNPs) collisione verso il nanointerface di un WNE di tipo chiuso. Noi crediamo che il WNE chiuso-tipo può aprire un nuovo percorso per futuri studi elettrochimici delle cellule viventi, nanomateriali e sensori a livello di singolo-entità.

<table><tbody><tr><td>Acetone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>650501</td> Bilancia analitica <td>altamente infiammabile e volatile</td></tr><tr><td></td><td>Mettler Toledo</td><td>ME104E</td><td></td></tr><tr><td>Amplificatore Axopatch 200B</td><td>Molecular Devices</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Blu-Tack adesivo riutilizzabile</td><td>Bostik</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Provetta per centrifuga</td><td>Corning Inc.</td><td></td><td>Provette da centrifuga con tappo CentriStar, 15 ml</td></tr> di <tr><td>acido cloroaurico</td><td>Energia Chimica</td><td>E0601760010</td><td>software HAuCl4</td></tr><tr><td>Clampfit 10.4</td><td>Molecular Devices</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Digitalizzatore Digidata 1550A</td><td>Molecular Devices</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DS Fi1c fotocamera CCD a colori reali</td><td>Nikon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ecoflex 5 Addtion polimerizzare il silicone gomma</td><td>Smooth-On</td><td>17050377</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Reference 2 pipette</td><td>Eppendorf</td><td>492000904</td><td>10, 100 e 1000 &micro; L</td></tr><tr><td>Etanolo</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>24102</td><td>Gabbia</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>di Faraday</td></tr> altamente infiammabile e volatile Rame <tr><td>iXon 888 EMCCD</td><td>Andor</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Provette per microcentrifuga</td><td>Axygen Scientific</td><td></td><td>0,6, 1,5 e 2,0 mL</td></tr><tr><td>Microloader</td><td>Eppendorf</td><td>5242 956.003</td><td>20 &; L</td></tr><tr><td>Vetro di copertura del microscopio</td><td>Fisher Scientific</td><td>LOT 16938</td> Depuratore d'acqua Milli-Q <td>da 20 mm*60 mm-1 mm di spessore</td></tr><tr><td></td><td>Millipore</td><td>SIMS00000</td><td>Denton Evaporatore a fascio di elettroni</td></tr><tr><td>P-2000 estrattore laser Strumento</td><td></td><td></td><td>Sutter</td></tr><tr><td>Punte per pipette</td><td>Axygen Scientific</td><td></td><td>10, 200 e 1.000 &; L</td></tr><tr><td>Cloruro di potassio, + D25 + A2: F2 + A2: F25</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P9333-500G</td><td>KCl</td></tr><tr><td>Pipette al quarzo</td><td>Sutter</td><td>QF100-50-7,5</td><td>O.D.: 1,0 mm, I.D.: 0,5 mm, lunghezza 75 mm</td></tr><tr><td>Frigorifero</td><td>Siemens</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Diluente</td><td>siliconico Smooth-On</td><td>1506330</td><td></td></tr><tr><td>Filo d'argento</td><td>Alfa Aesar</td><td>11466</td><td></td></tr><tr><td>Sodio boroidride,</td> <td>Tianlian Chem. Tech.</td><td>71320</td><td>NaBH4</td></tr><tr><td>Ti-U microscopio invertito a campo scuro</td><td>Nikon</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

un elettrodo di tipo chiuso senza fili nanopore per analizzare le singole nanoparticelle

A Closed-Type Wireless Nanopore Electrode for Analyzing Single Nanoparticles

Misura le caratteristiche intrinseche delle singole nanoparticelle da nanoelectrochemistry detiene profondo fondamentale importanza ed ha potenziali impatti in nanoscienza. Tuttavia, analizzando elettrochimicamente singole nanoparticelle è impegnativo, come il telerilevamento nanointerface è incontrollabile. Per affrontare questa sfida, descriviamo qui la fabbricazione e caratterizzazione di un elettrodo di tipo chiuso senza fili nanopore (WNE) che presenta una morfologia altamente controllabile e riproducibilità eccezionali. La facile realizzazione di WNE consente la preparazione di nanoelettrodi ben definito in un laboratorio di chimica generale senza l'uso di una camera pulita e costose attrezzature. Una sola applicazione di un 30 nm WNE chiuso-tipo nell'analisi di singole nanoparticelle d'oro nella miscela viene anche evidenziato, che mostra una risoluzione elevata corrente di 0,6 pA e temporale ad alta risoluzione di 0.01 ms accompagnato da loro morfologia eccellente e piccolo diametri, altre applicazioni potenziali di tipo chiuso WNEs possono essere espansa dalla caratterizzazione di nanoparticelle per rilevazione di singola molecola/ioni e unicellulare di sondaggio.

Dimostriamo un facile approccio per fabbricare un elettrodo di wireless nanopore nm 30 ben definito, basato su una nanopipette conica di quarzo. La realizzazione di un nanopipette è illustrata nella Figura 1, che comprende tre fasi principali. Un microcapillary con un diametro interno di 0.5 mm e diametro esterno di 1,0 mm è stato risolto nell'estrattore, poi un laser è focalizzato sul centro del capillare per fondere il quarzo. Applicando forze ai terminali ...

Qui, presentiamo un protocollo per la fabbricazione di un elettrodo di tipo chiuso senza fili nanopore e successiva misura elettrochimica delle nanoparticelle singole collisioni.

Un elettrodo di tipo chiuso senza fili Nanopore per analizzare le singole nanoparticelle

Measuring the intrinsic features of single nanoparticles by nanoelectrochemistry holds deep fundamental importance and has potential impacts in ...

Misurare elettrochimicamente la caratteristica intrinseca della singola nanoparticella è di grande importanza nella nanoscienza. Questo metodo dimostra un modo semplice ma altamente riproducibile per costruire un elettrodo nanopore wireless per un'analisi rapida di singole nanoparticelle. La dimensione del nanoelettrodo può raggiungere fino a 30 nanometri con questo semplice metodo di fabbricazione.La risoluzione corrente e la risoluzione temporale durante l'analisi sono rispettivamente 0,6 picoamps e 0,01 millisecondi. Si prevede che questo elettrodo nanopore wireless sarà utilizzato per l'analisi secolare in vivo e non invasiva a causa delle dimensioni su scala nanometrica della punta del nanoelettrodo. La proprietà localizzata di risonanza plasmonica di superficie della nano punta d'oro e la perfetta visione ottica delle nanopipette trasversali potrebbero consentire il rilevamento ottico elettrico su scala nanometrica.I ricercatori interessati alla fabbricazione di elettrodi di nanoporo wireless dovrebbero padroneggiare il processo di versamento della nanopipetta. Perché si tratta di un passo cruciale nella procedura. Dovrebbero prestare attenzione alla temperatura ambientale e all'umidità quando versano la pipetta.Aggiungere innanzitutto 4,8 millilitri di acido cloroaurico con una frazione di massa dall'1% a 40 millilitri di acqua deionizzata con agitazione vigorosa. Quindi scaldare la soluzione a ebollizione. Aggiungere rapidamente 10 millilitri di una soluzione di citrato di trisodio con una frazione di massa dell'1% nella soluzione.Riscaldare la soluzione per altri 15 minuti fino a quando la soluzione finale è di colore rosso. Posizionare i capillari di quarzo in un tubo di centrifuga da 15 millilitri riempito con acetone e pulire in un pulitore ad ultrasuoni per dieci minuti. Al termine, rimuovere l'acetone e aggiungere l'etanolo.Quindi posizionare il tubo di centrifuga nel pulitore ad ultrasuoni per altri dieci minuti di pulizia. Quindi, posizionare i capillari di quarzo in un altro tubo di centrifuga da 15 millilitri con acqua deionizzata per la rimozione dell'etanolo ed eseguire la pulizia ad ultrasuoni per 10 minuti. Asciugare i capillari di quarzo utilizzando un flusso di gas azoto e conservarli in un tubo di centrifuga pulito.In seguito, accendere un estrattore laser ad anidride carbonica e preriri riscaldare per 15-20 minuti per garantire una potenza laser costante. Installare un capillare di quarzo pulito nell'estrattore laser ad anidride carbonica preriscaldato. Impostare i parametri di trazione di calore, filamento, velocità, ritardo e forza di trazione sul pannello dell'estrattore laser ad anidride carbonica per un diametro specifico.Fissare la nanopipetta preparata su una piastra di Petri con un adesivo riutilizzabile per un'ulteriore caratterizzazione. Iniettare 10 microlitri della soluzione di acido cloroaurico preparato nella nanopipetta con un microloader. Centrifugare la nanopipetta per cinque minuti a circa 1.878 volte G per la rimozione delle bolle d'aria nella nanopipetta.Dopo la centrifugazione, fissare la nanopipetta su uno scivolo di copertura con gomma siliconica precedentemente preparata e definire l'area all'interno della nanopipetta come lato cis e all'esterno come lato trans. Dopo aver atteso cinque minuti per la polimerizzazione della gomma, posizionare l'insieme integrato sul tavolo obiettivo di un microscopio rovesciato. Accendere e regolare l'illuminazione del campo scuro per mettere a fuoco la punta della nanopipetta sotto un obiettivo di microscopio 10x.Passare a un obiettivo 40x per una risoluzione termalee più elevata. Quindi posizionare un elettrodo di cloruro d'argento argento all'interno della nanopipetta. Quindi posizionare un secondo elettrodo di cloruro d'argento argento a terra sul lato trans.Collegare gli elettrodi cloruro d'argento argento a un preamplificatore. Attivare il sistema di misurazione corrente e il software corrispondente per la registrazione della corrente ionica. Quindi impostare il potenziale applicato su 300 millivolt.Ora aggiungere lentamente 150 microlitri di soluzione di boroidro di sodio al lato trans per innescare la reazione tra l'acido cloroaurico e il boroidro di sodio. Contemporaneamente, registra elettricamente e otticamente la traccia corrente e gli spettri di dispersione delle immagini del campo scuro utilizzando i sistemi di misurazione della corrente e di rilevamento dei campi scuri. Disattivare il potenziale applicato dopo che la traccia di corrente ionica torna a zero picoamps.Lavare il WNE di tipo chiuso preparato con acqua deionizzata che scorre dal fondo alla punta. Cambiare la soluzione nei lati trans e cis in una soluzione di cloruro di potassio dopo la fabbricazione del WNE di tipo chiuso. Trasferire 50 microlitri della soluzione nanoparticale in oro nanomolare 30 sul lato trans.Quindi registrare il segnale corrente di singoli eventi di collisione di nanoparticelle ad un potenziale di 300 millivolt. Infine, modificare la tensione applicata per monitorare la frequenza, l'ampiezza e il cambiamento di forma del segnale di corrente. La fabbricazione di una nanopipetta comprende tre passaggi principali.Un microcapillare con un diametro interno di 0,5 millimetri e un diametro esterno di 1 millilitro è fissato nell'estrattore, e un laser viene quindi focalizzato sul centro del capillare per fondere il quarzo. Applicando forze ai terminali del capillare, separa e forma infine due parti con punte coniche su scala nanometrica. La procedura di generazione di una nanotip d'oro all'interno della punta della nanopipetta, dopo il processo di trazione è mostrata qui.Un sistema di caratterizzazione in situ è stato utilizzato per monitorare il processo di fabbricazione del WNE di tipo chiuso registrando simultaneamente la risposta corrente e le immagini del campo scuro. Le immagini SEM in alto della nanopipetta nuda e del WNE di tipo chiuso sono mostrate qui dopo che il fascio di ioni di messa a fuoco che divide un'immagine SEM vista laterale fornisce la morfologia della nanotip d'oro all'interno del WNE di tipo chiuso. Negli esperimenti di collisione di singole nanoparticelle, le nanoparticelle d'oro vengono aggiunte al lato trans del WNE.Le eccezionali prestazioni sonore di questo CNE scoprono i segnali nascosti con un'alta frequenza del segnale. Quando si genera la nano punta d'oro, un basso potenziale applicato dovrebbe essere usato per generare l'interfaccia elettrochimica. Un alto potenziale applicato potrebbe accelerare la generazione di oro e provocare strutture difettose nella nano punta.L'alta risoluzione di contrasto e l'alta risoluzione speciale di questo metodo possono aiutare i ricercatori a comprendere ulteriormente il processo di trasferimento degli elettroni su scala nanometrica. Il boroidro di sodio è pericoloso e reagirà violentemente con l'acqua. Si prega di fare attenzione quando si prepara la soluzione di boroidro di sodio.

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