イン・ヴィトロ マイクロ有機電変調された電界効果トランジスタアレイによるマルチパラメトリックセルラー解析

この方法は、細胞分析のためのオリジナルのソリューションを提供します, 現在、マルチパラメトリックである適切な記録システムを欠いている分野, 生体適合性, 機械的に準拠, そして、最終的に低コスト.この方法により、単一のタイプの電子有機デバイスを用いて細胞の電気的および代謝活性の両方を監視する能力など、異なるセンシング能力を有するセンシングシステムを得ることができる。生体内動物実験の減少に加えて、生体内マルチパラメトリックシステムは、個別化医療や神経変性疾患の研究など、さまざまな生物医学分野で非常に有望なツールです。

全て有機電荷の汎用性が高い、変調器電界効果トランジスタ、例えば、異なるバイオマーカーの体積を検出するためのセンサなど他のセンサを統合することもできる。新しい250マイクロメートルのPETシートから6平方センチメートルの部分を6で切り、次に、PET基板をアセトン、イソプロピルアルコール、および脱イオン水でリンスします。流れと窒素を使用して乾燥させ、清潔なプラスチック製のシャーレに保管してください。

チタン蒸着の場合、プラズマ酸素で基板を事前洗浄し、熱エバポレータのバックルーム室の内側の基板ホルダーに置きます。次に、60ミリグラムのチタンをるつぼに入れ、シャッターを閉め、蒸発チャンバーを6ツアーまで10に達するまでポンプダウンします。るつぼが赤く輝くまで蒸発器のパワーを上げ、30秒待ちます。

その後、シャッターを開き、電力を60%に上げて60秒待ちます。60秒後、シャッターを閉め、電源を切ります。パターニングの場合は、フュームフードの内側に置かれたスピンコーターに一度に1つの基板を置きます。

使い捨てプラスチックピペットを使用して、基板上にフォトレジストを4ミリリットル堆積し、テキスト原稿に記載されているスピンコーティングパラメータを用いて2マイクロメートル厚いフォトレジスト層を得る。ホットプレートに基板を置き、その基板をプラスチック容器に包み込んだアルミ箔の中に保管して、フォトレジストをソフトベークします。次に、基板をブラフマグラフに配置し、プラスチック製のフォトリソグラフィマスクを配置し、所望のフローティングゲートレイアウトを基板上に配置し、マスクを上からUV光に1分間照射する。

次にマスクを慎重に取り外し、基板上のマスクの横移動を最小限にするように配慮し、現像液を充填したガラス容器内に基板を10秒間突き落とす。その後、素早く脱イオン水でリンスし、露出したチタンをチタンエッチング液に15秒間浸してエッチングし、脱イオン水ですすいで窒素を使用して乾燥させた。光学的には、基板を点検し、アセトンを用いてフォトレジストを取り外す。

その後、イソプロピルアルコールと脱イオン水で基板をすすい、窒素で乾燥させます。ゲート誘電体の蒸着の場合は、パリレンコーターにパリレンCダイマーの300ミリグラムを置き、圧力値を設定します。堆積後、アセトン、イソプロピルアルコール、脱イオン水で基材を洗浄し、前述のように窒素で乾燥させます。

先に示したように基板上にフォトレジストを付着した後、基板をブロモグラフに配置し、プラスチック製のフォトリソグラフィマスクを立体顕微鏡下でバイアス用の基板上に配置します。上から 1 分間の UV 露光を行った後、前述のように慎重にマスクを取り外します。先に示したようにフォトレジストを開発し、次にパターン化されたフォトレジストを持つ基板を酸素プラズマに露出させ、感知領域からパリレンCを除去します。

超音波浴中にアセトンを充填したガラス容器に基板を10秒間入れてフォトレジストを完全に取り除き、先に示したようにアセトン、イソプロピルアルコール、水で基板を洗い流し、窒素で乾燥させます。基板上にフォトレジストを堆積した後、前述のように、基板をブルモグラフに配置し、シンプルな黒い長方形を持つプラスチック製のフォトリソグラフィマスクを基板上に配置し、トランジスタ領域を完全に覆う。上と下からUV光に1分間慎重に曝した後、マスクを取り外し、先に示したようにフォトレジストを開発します。

穏やかなプラズマ処理で基板を洗浄し、パリレンC上の金属の密着性を促進し、熱蒸発器の真空チャンバー内の基板ホルダーに置きます。るつぼに30ミリグラムの金を入れ、シャッターを閉め、蒸発室を10からマイナス5トルに達するまでポンプで送ります。るつぼが赤く輝くまで蒸発器のパワーを上げ、30秒待ちます。

シャッターを開け、パワーを40%に上げて60秒待ちます。その後、シャッターを閉め、電源を下げろ。基板を超音波浴内のアセトン容器に10秒間入れ、フォトレジストを持ち上げ、トランジスタチャンネルから金を取り除きます。

先に示したように、基板上にフォトレジストを乾かして堆積させます。基板をブロモグラフに配置した後、所望のソース、ドレインおよび制御ゲートレイアウトを備えたプラスチック製のフォトリソグラフィマスクを基板上に配置する。上から1分間のUV露光を行った後、慎重にマスクを取り外し、前に示したようにフォトレジストを開発します。

露出した金を金エッチング液に10秒間浸してエッチングし、次に脱イオン水ですすいで窒素を使用して乾燥させる。基板を光学的に検査した後、アセトンを用いてフォトレジストを取り出し、イソプロピルアルコールと脱イオン水でリンスし、窒素で乾燥させます。基板上にフォトレジストを堆積させた後、配置して、基板とブロモグラフを基板上に位置し、OCMFETのpH感知領域に対応する開口部を有するプラスチックフォトリソグラフィマスクを用いた。

上から1分間のUV露光の後、前に示したように慎重にマスクを取り外します。先に示したようにフォトレジストを開発し、ポリイミド絶縁テープでpHセンシング領域を除くデバイス全体を保護し、テキスト原稿に記載されているパラメータを使用して基板上にパリレンCの500ナノメートル層を堆積させます。ポリアミド絶縁テープを慎重に取り外した後、基板を酸素プラズマに曝し、OCMFETのpHセンシング領域でパリレンCを活性化します。

次に、超音波浴中のアセトン容器に基板を10秒間入れ、フォトレジストを完全に除去します。アセトンとイソプロピルアルコールで基質をすすいで、窒素で乾燥させます。半導体溶液の1マイクロリットルの液滴を各チャネル領域に投げる前に、基板を摂氏50度のホットプレートに置きます。

蓋で基板全体を覆い、化学フードの下で30分間乾燥させます。手動またはレーザーカッターを使用して、PETからデバイスを切り取ります。MOAの表面に付着したラット心筋細胞のコンフルエント培養は、肉体タンパク質トトロミオシンに対する免疫状態であった。

OCMFETで測定した単一の心筋細胞シグナルの例を以下に示す。装置は、自発的な細胞の電気的活動と異なる化学物質または薬物の投与に誘発される活動の両方を検出することができた。MOAのアレイ構成のおかげで、細胞培養中の心信号の伝搬速度を推定した。

OCMFETはまた、顕著な安定性とノイズ比に対する良好な信号を持つニューロンフィールド電位を増幅することができました。bicucullineとテトロドトキシンによる化学的刺激に対するMOAのpH感受性およびpH無感性チャネルの異なる応答は、異なる細胞代謝状態を区別する装置の能力を示した。製造プロトコルの各ステップの前に、基板を慎重に検査してください。

これは劇的にプロセスの歩留まりを増加させます。異なる機能化方法を用いることで、チップ上のラボやロボットスキンなどの用途で使用できる化学・物理センサーを得ることが可能です。