우리는 스텐실 인쇄 및 석판뿐만 아니라 미세하게 패턴에 대한 배양 세포에 방법을 통해 micropattern과 나노 다공성 금 박막에 대한 기술을보고합니다. 또한, 우리는 물질과 주사 전자 및 형광 현미경 기술을 이용하여 배양 된 세포의 형태를 특성화하는 이미지 분석 방법을 설명합니다.
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이 논문에서
요약
초록
수십 나노 미터의 기능 크기를 가진 나노 구조 재료는 연료 전지, 바이오 센서, 생물 의학 장치 코팅 및 약물 전달 도구를 포함한 여러 기술의 성능을 강화했다. 나노 크기의 자기 조립 공정에 의해 생산 된 나노 기공 금 (NP-오)는 큰 효과 표면적, 높은 전기 전도도와 촉매 활성을 보여 비교적 새로운 소재입니다. 이러한 속성은 NP-오에게 과학 사회 매력적인 소재를 만들었습니다. NP-오에 대한 대부분의 연구는 거시적 규모의 표본을 고용하고 물질과 촉매, 센서 응용 프로그램의 기초 과학에 초점을 맞 춥니 다. 매크로 스케일의 표본은 생물 의학 장치를 포함하여 소형 시스템에서 NP-오의 잠재력을 제한 할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 우리는 처음에 딱딱한 기판 micropattern과 NP-오 박막의 두 가지 방법을 설명합니다. 첫 번째 방법은, 간편하게 조절할를 밀리미터 규모의 NP-오 패턴을 만들기 위해 직접 제작 한 스텐실 마스크를 고용E는 두 번째 방법은 본 서브 밀리미터 스케일 패턴 리프트 오프 리소그래피를 사용합니다. NP-오 박막 스퍼터링 증착 공정에 의해 얻을 수있다, 그들은 마이크로에 손쉬운 통합함으로써 의무가 기존의 미세 기술과 호환됩니다. 이러한 시스템은 높은 효과적인 표면적, 전기 전도도, 및 금 - 싸이 기반 표면의 바이오 콘쥬 게이션에서 해당 혜택을 전기적 주소 바이오 센서 플랫폼 (가) 있습니다. 우리는 몇 가지 바이오 센서에 대한 중요한 성능 매개 변수 포유 동물 세포와 NP-오의 상호 작용을 정량화 세포 배양, 면역 염색, 및 이미지 처리 기술을 설명합니다. 우리는 여기에 설명 된 기술은 다양한 길이 비늘 및 바이오 센서, 에너지 저장 시스템, 촉매 등 다양한 애플리케이션의 플랫폼에서 NP-오의 통합을 지원할 것으로 기대합니다.
서론
재료 연료 전지 등 다양한 응용 프로그램을 향상에 약속을 보여 주었다 1 센서 2,3 생물 의학 장치 4,5. 비교적 새로운 재료는 나노 크기의 자기 조립 공정에 의해 생산되는 나노 기공 금 (NP-오)입니다. NP-AU에 선구자는 가장 일반적으로 원자의 비율이 60 %에서 80 %로 은색으로 구성된 금 합금이다. 짧게 특성을 오픈 기공 나노 실버가 강한 산에 의해 용해되는 클러스터의 금 원자의 재 배열 결과입니다 ( 예를 들어, 질산 70 %) 또는 전기 전위에 따라 6-8. 큰 유효 면적 등 여러 가지 바람직한 특성, 높은 전기 전도성, 잘 확립 된 표면 기능화 기술 및 생체 적합성에서 NP-오 혜택 9. NP-오에 대한 연구의 급속한 확장, NP-오의 기계적 특성에 초점을 맞출 대부분이있다하더라도 10,11 촉매 12, 그리고 생명 감지 성능 13-15. 바람직한 특성은 여러 가지 생물로 이용하실 매우 유용하지만 16, 17이 영역에있는 응용 프로그램이 제한되었습니다. 이것에 대한 한 가지 가능한 이유는 대부분의 연구는 주로 매크로 스케일의 표본을 사용하고있다 ( 예를 들....
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프로토콜
1. 나노 다공성 골드의 제조
- 피라 냐가 솔루션 깨끗한 기판
- 결정화 접시와 열 ° C 열판에 65 혼합물의 100 ML 황산 (96 %)로 25 ML의 과산화수소 (30 %)를 추가합니다. 주의 : 액체 부식성하고주의하여 취급해야합니다. 그것이 폭발의 위험이 있으므로 소비 솔루션은 밀폐 용기에 저장하지 않아야합니다.
- 장소 내산성 집게 10 분으로 청소를 사용하여 혼합물로 3 인치 현미경 슬라이드 1 인치. 작은 coverslips는을 배치 청소를 위해 자기 면역 염색 보트를 사용합니다. 전에 용액에 침지 ~ 30 초 10 W에서 공기 플라즈마 작은 coverslips를 처리합니다.
- 3 분 동안 탈 이온수 (DI) 흐르는 물에 결정화 요리 청소 샘플을 씻어. 보풀이없는 수건에 질소 총 타격 - 건조 시료.
- 스텐실 마스크 (미리 미터 스케일 패턴을 만들기 위해 이것을 사용 방법 1) 준비
- 생검 펀치 및 / 또는 함께 펀치 250 μm의 두께의 실리콘 엘라스토머 시트는 반 경질 플라스틱 표면에 메스 지역을 절개. 질소 총 이소프로판올 건조 70 %의 가공 엘라스토머 시트를 청소합니다.
- 보풀이없는 클린 수건에 구멍을 뚫은 시트를 배치하고 스텐실에 직면 시료 ....
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결과
그림 1은 배양 세포를 NP-오 패턴을 만드는 나노 구조를 정량화하고, 세포의 형태학의 특성을 포함하여 주요 절차 단계를 설명합니다. 그림 2a에서와 같이 탄성 스텐실 (TOP) 아래 이미지에서와 같이 NP-오 패턴을 만드는 데 사용됩니다. 그림 2B는 일괄 처리 시편 도자기 보트의 사진입니다. 그림 2C는 용착 금속 패턴의 색 변화를 표시 이전과 마크로 후. 은빛 마무리 (마크로 이전)는 실버가 풍부한 합금 내용 때문이다. 마크로에, 영화는 눈에 띄게 오렌지 - 갈색 색조를 얻습니다. 그림 2D는 금속의 포토 리소그래피 패터닝에 의해 생성 된 미세한 기능을 보여줍니다. 다른 기공 형태소 그림 3에서와 같이 NP-오 영화 9의 열 처리에 의해 얻을 수 있습니다. 단면 이미지 (그림URE 3) 필름은.......
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토론
우리는 마이크로 시스템즈 생물학 연구에서이 영화의 사용을 확장하는 micropattern과 NP-오 필름에 두 가지 방법을 보여줍니다. 스퍼터 코팅 금은 스퍼터링은 기존의 미세 공정과 합금 조성 및 두께는 쉽게 각 스퍼터링 건 힘의 변화에 의해 제어 (금과은 대상에 대한) 될 수 있습니다와 호환이기 때문에, NP-오 패턴을 생성하는 다양한 방법 각각 증착 시간입니다. 전형적인 NP-오 필름은 200 nm의에서 2 μm의 범위를 두께. 생검 펀치와 메스를 사용하여 스텐실 방법 (방법 1, 그림 2A)는 포토 리소그래피에 대한 필요성을 우회 밀리미터 규모의 패턴을 만들 수 있습니다. 더 복잡한 패턴은 프로그래밍 레이저 절단기에 의해 생성 될 수 있습니다. 준수 실리콘 엘라스토머 스텐실 유리 표면에 자기 묻은하여 마스크와 증가하는 패턴 해상도 아래 금속 증착을 방지 할 수있다. 그러나 작은 F스텐실의 두께는 마스크의 구멍을 통해 균일 한 금속 증착을 방지로 eatures (<1mm)은 일반적으.......
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공개 사항
저자는 충돌하는 재무 적 이해 관계를 가질 수 없습니다.
감사의 글
O. 쿠 르툴 루스와 D. Dimlioglu는 캘리포니아 대학 실험실 비용 연구 프로그램 상 12 LR-237197에 의해 지원됩니다. P. Daggumati는 과학 및 엔지니어링 (RISE) 상에있는 캘리포니아 대학교 데이비스 연구 투자의 대학에 의해 지원됩니다. CA 채프먼은 국립 필요 원정대의 교육 대학원 지원 분야의 부서에 의해 지원됩니다. 이 작품은 UC 랩 수수료 연구 프로그램, UC 데이비스 상승 및 엔지니어링 창업 자금 UC 데이비스 대학에 의해 지원되었다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 골드 타겟 | Lesker | EJTAUXX403A2 | np-Au |
| 크롬 타겟 | Lesker | EJTCRXX353A2 | 접착 층 |
| 실버 타겟 | Lesker | EJTAGXX403A2 | np-Au 도자기 보트 생산을위한 합금의 전구체 |
| Thomas Scientific | 8542E40 | 작은 샘플 질산 처리에 사용 | |
| Sigma-Aldrich | 43873 | 탈합금에 70%에서 사용 | |
| J.T Baker | 7664-93-9 | 피라냐 청소에 96%에서 사용 | |
| 과산화수소 | J.T Baker | 7722-84-1 | 피라냐 청소에 30%에서 사용 |
| 검 펀치 | Ted Pella | 150xx | 여러 크기로 사용 |
| 실리콘 엘라스토머 시트 | Rogers Corporation | HT 6240 | 여러 두께로 사용 가능 |
| Hexamethyldisilazane | Sigma-Aldrich | 440191-100ML | 포지티브 레지스트 |
| Microposit MF CD26 | Shipley | 38490 | 포지티브 포토레지스트 개발자 |
| PRS 3000 | JT Baker | JT6403-5 | 포지티브 포토레지스트 스트리퍼 |
| 원형 유리 커버 슬립 (12mm) | Ted Pella | 26023 | 금속 패턴 및 세포 배양의 기판으로 사용 |
| 유리 슬라이드 (1 x 3 인치) | Ted Pella | 26007 | 금속 패턴의 기판으로 사용 |
| Kapton 폴리이 미드 테이프 | VWR | 82030-950 | 엘라스토머 |
| 투명 마스크 | 출력 도시 | 포토 리소그래피에 사용 http://www.outputcity.com/ | |
| 플라즈마 클리너 | Harrick Plasma | PDC-32G | 유리 표면 활성화에 사용 |
| 스퍼터링 머신 | Kurt J. Lesker | LAB18 | 금속 증착에 사용 |
참고문헌
- Arico, A. S., Bruce, P., Scrosati, B., Tarascon, J. M., Van Schalkwijk, W. Nanostructured materials for advanced energy conversion and storage devices. Nature Materials. 4, 366-377 (2005).
- Roy, S., Gao, Z. Nanostructure-based electrical biosensors. Nano Today. 4, 318-3....
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재인쇄 및 허가
