ブラシのような反応性表面を加工し、アズラクトン官能基化ブロック共重合体の架橋膜

これらの提示された方法は、パリレンリフトオフインターフェース指向アセンブリとカスタムマイクロコンタクト印刷技術を利用しています。これらの方法は、パターンポリマーの厚さに対する高い均一性と制御を提供するように設計されています。これらの方法は、アズラクトン基が開環付加反応で求核剤と迅速に結合できるため、汎用性の高いアズラクトン機能を完全に保持しながら、PGMAブロックPVDMA膜を堆積するようにも設計されています。

アズラクトンベースのポリマーフィルムは、分析物の捕捉、細胞培養、防汚および抗接着コーティングなど、さまざまな環境および生物学的用途で使用されています。手順を開始するには、無水クロロホルム中のPGMA b PVDMAの1重量パーセント溶液の5ミリリットルを調製します。.次に、酸素プラズマクリーナーをオンにし、厚さ80ナノメートルまたは厚さ1ナノメートルのパリレンNの層でパターン化された2cm×2cmのシリコン基板をチャンバー内に配置します。

チャンバーを400ミリトル真空計圧力未満にポンプダウンします。計量バルブを少し開き、空気がチャンバーに入るのを待ちます。ゲージ圧が800〜1000ミリトルに達するまで待ちます。

プラズマクリーナーを30ワットなどの高RF電力に設定し、基板をプラズマで3分間処理します。終了したら、真空ポンプのRF電源をオフにしてください。プラズマ洗浄終了後10分以内に、プラズマ処理した基板をスピンコーターチャックに固定します。

スピンコーターを1, 500 RPMで15秒間実行するように設定します。次に、100マイクロリットルのPGMAブロックPVDMA溶液を基板に塗布し、溶液を塗布してから1〜2秒以内に基板のスピンコーティングを開始します。フィルムを真空オーブンで1気圧真空、摂氏110度で18時間アニールします。

サンプルを周囲の空気中で冷まします。最後に、サンプルを20ミリリットルのアセトンまたはクロロホルムで10分間超音波処理して、パリレンを除去します。窒素ガスの流れの下で基板を乾燥させてから保管してください。

化学的または生物学的に不活性なシリコン基板の調製を開始するには、前述のように、裸のシリコン基板を3分間プラズマ洗浄します。次に、ドラフトで100マイクロリットルのTPSをペトリ皿にピペットで入れます。プラズマ洗浄が終わってから5〜10分以内に、プラズマ処理した基板を真空デシケーターのTPS皿に入れます。

デシケーターを750トルの真空まで排気して、TPS堆積を開始します。TPSを基板上に1時間沈着させて、化学的に不活性な基板を取得します。生物学的に不活性な基質を調製する場合は、シロン化基質をポロキサマー407の体積に対するゼロ点の重量溶液に超純水に浸して18時間浸し、TPSコーティング基板上にPEG層を生成します。

その後、生物学的に不活性な基質を30ミリリットルの超純水で5分間に3回すすぎます。次に、化学的または生物学的に不活性な基板をポジ型フォトレジストでパターニングし、露光領域をシリコン表面にエッチングします。次に、サンプルをアセトンで10分間超音波処理して、パリレン層を除去します。

サンプルを窒素ガスで乾燥させます。スピンコーターチャックに基板を固定し、スピンコーターを1, 500 RPMに15秒間設定します。無水クロロホルム中のPGMAブロックPVDMAを1重量パーセントの100マイクロリットルを基材に塗布し、塗布から1〜2秒以内にスピンコーティングを開始します。

得られたポリマーフィルムを真空オーブンで1気圧、摂氏110度の真空で18時間アニールします。phys吸収ポリマーをアセトンまたはクロロホルムで10分間の超音波処理することにより、バックグラウンド領域から除去します。その後、窒素ガス下でサンプルを乾燥させます。

マイクロコンタクトプリンティングプロセスを開始するには、TPSを備えたマイクロピラーアレイ用のシリコンマスターをシロン化します。次に、硬化剤中の40〜50グラムのPDMSベースを10対1の比率で混合します。ソフトリソグラフィーを使用して、マイクロピラーアレイでPDMSのスラブをパターン化します。

スラブから1点5センチのスタンプを1つ1点ずつ切り取ります。スタンプを洗浄して乾燥させ、TPSでスタンプをシロン化します。次に、ドリルプレススタンドのステージに両面テープを貼ります。

次いで、無水クロロホルム中のPGMAブロックPVDMAのゼロ点25〜1重量パーセント溶液を5ミリリットル調製する。シロン化スタンプをこの溶液に少なくとも3分間浸します。速やかに2cm×2cmの裸のシリコン基板をプラズマ処理し、3分間行う。

プラズマ洗浄が終了してから5分以内に、ポリマー溶液からスタンプを取り出します。次に、基板とスタンプをドリルプレススタンドに持って行きます。ステージ上の両面テープに基板とスタンプを貼り、基板を下に置きます。

スタンプと基材の間に、1平方センチメートルあたり75グラムの力、または1分間の5キロパスカルを3回、7ポイントでコンフォーマルコンタクトします。次に、圧力を慎重に解放し、手でスタンプをシリコン基板からそっと分離します。分離後5分以内に、印刷した基材を真空オーブンで110°Cで18時間アニールします。

最後に、印刷された基質をアセトンまたはクロロホルムで10分間超音波処理して、PGMAブロックPVDMAを吸収した物理を除去します。プリントした基板を窒素ガスで乾燥させ、特性評価の準備が整うまで真空デシケーターに保管します。パリレンリフトオフ技術により、約90ナノメートルの高分子膜厚に対応するPGMAブロックPVDMAのブラシ構造を作製しました。

超音波処理とクロロホルムは、アニールされていないポリマーの大部分を除去したため、アニーリングはこの技術に不可欠でした。厚さ80ナノメートルのパリレンステンシルは、裸のシリコン基板上の1ミクロンの厚さのステンシルよりも高い膜均一性を示しました。化学的または生物学的に不活性な基板上に界面指向アセンブリを施すことで、パリレンリフトオフ法で観察されたエッジ欠陥のない90〜100ナノメートルの厚さの構造が作製されました。

マイクロコンタクト印刷は、ポリマーの濃度を変えることで、厚さ約3〜9ミクロンの高度に架橋されたポリマーフィルムを作製しました。TPSおよび酸素プラズマによる基板の処理に加えて、超音波処理後にアニールされていないフィルムに著しい損傷が観察されたため、アニーリングはこの技術に不可欠であった。アズラクトンの機能は、1818逆センチメートルのカルボニル伸長振動で示されるように、マイクロコンタクト印刷によって保持されました。

マイクロコンタクト印刷では、スタンプのインクに使用されるPGMAブロックPVDMA溶液の濃度を変えることで、膜厚を制御することもできました。ここでは、パリレンリフトオフ法が、顕微鏡の分解能でブロックホールポリマーをパターニングするための汎用性の高い方法であることを示しました。フィルムの均一性に影響を与える重要な要素は、パリレンステンシルの厚さでした。

界面指向アセンブリパターニング法は、パリレンステンシルを使用して、化学的または生物学的に不活性な表面上のPGMAブロックPVDMAポリマーの自己組織化をガイドする酸化物パターンを生成します。ここで紹介するカスタマイズされたマイクロコンタクトプリンティングプロトコルは、基本的に、より厚いPGMAブロックPVDMAポリマーを生成し、より多くの表面対体積比を提供し、キャプチャアプリケーションにおける化学的または生物学的分析物のローディングを強化し、細胞培養アプリケーションにおける細胞接着、生存率、および増殖を改善する可能性があります。ここで紹介する方法と結果は、PGMAブロックPVDMAポリマーとのパターンインターフェースを生成する複数のアプローチを示しています。

この方法は、用途に応じて、このポリマーのブラシまたは架橋構造を持つ表面を作成するために採用できます。