Patterning의 Biomolecules에 대한 Microelectrodes에 자기 조립 Monolayers을 Antifouling

이 절차는 실리콘 기판에 마이크로 전극을 제작하는 것으로 시작됩니다. 폴리에틸렌 글리콜 자체 조립 단층은 미세 전극과 기판 위에 형성되어 미세소관의 오염을 방지합니다. 그런 다음 반추위 표지된 미세소관이 준비됩니다.

마지막으로, 미세소관은 전기영동을 사용하여 연결된 전극에 패턴화됩니다. 안녕하세요, 저는 물리학과 나나 연구소와 텍사스 대학교 의생명공학과 분자 생체 역학 연구소의 존 노엘입니다. 저는 물리학과의 Wil Free Teza이며 텍사스 대학의 기술 과학 기술 센터 소장입니다.

저는 텍사스 대학교 의생명공학과 분자 생체 역학 연구소 소장인 Juan Quang입니다. 오늘 우리는 비오염 자체 조립 단층으로 코팅된 마이크로 전극을 제작하는 절차를 보여 드리겠습니다. 우리는 실험실에서 이 절차를 사용하여 전기영동을 사용하여 마이크로 튜브 창백을 연구합니다.

시작하겠습니다. 시작하려면 스크라이브 또는 웨이퍼 커터를 사용하여 실리콘 웨이퍼를 1cm x 1.5cm 조각으로 절단하여 기판으로 사용합니다. 이제 기판을 덮을 수 있을 만큼 충분한 아세톤이 있는 비커에 기판을 넣고 기판이 건조되지 않도록 5분 동안 초음파 처리하여 기판을 청소합니다.

신선한 아세톤으로 헹군 다음 즉시 이소프로판올로 다시 헹구고 질소를 사용하여 건조시킵니다. 표준 포지티브 톤 포토리소그래피 또는 전자빔 리소그래피를 사용하여 깨끗한 기판에 금 마이크로 전극을 제작합니다. 패턴 형상을 설계할 때 각 전극 패턴의 직경을 100미크론 미만으로 유지하십시오.폴리에틸렌 글리콜 트리메스, 옥시 셀린, 자체 조립 단층 또는 페그 샘의 적용 범위를 보장하려면 패턴에서 300-500마이크로미터 떨어진 곳에 패드와 전극을 연결하는 1mm 선으로 배치된 접촉 패드를 포함합니다.

레지스트 층에서 패턴을 개발 한 후 핀셋을 사용하여 접촉 패드에서 기판 가장자리까지 레지스트의 선을 긁습니다. 금속 증착 시 긁힘은 전극과 기판 가장자리 사이에 전기적 접촉을 허용합니다. 바람직하게는 두 개의 소스를 갖는 증착 챔버가 금속층을 증착하는 데 사용됩니다.

전극은 2나노미터의 크롬을 증착한 다음 6나노미터의 금을 증착하여 형성되며, 진공을 깨지 않고 챔버 내부에 장착된 석영 결정 마이크로 저울을 사용하여 증착 중 필름의 두께를 측정할 수 있습니다. 이제 환기가 잘 되는 곳에서 자체 조립된 단층을 준비하고 예열하고 섭씨 75도까지 오븐에 오븐을 준비할 수 있습니다. 250ml 유리 비커에 20ml의 톨루엔에 1ml의 페그 셀린을 첨가하여 화 용액을 준비합니다.

5-10회 위아래로 피펫팅한 다음 30초 동안 피펫으로 저어주어 잘 섞습니다. 패턴 샘플을 비커 패턴 면이 위로 향하게 놓고 용액에 완전히 잠기고 비커 바닥을 가로질러 균일한 간격으로 배치되도록 합니다. 비커를 오븐에 넣고 샘이 형성되는 동안 18-21시간 동안 굽습니다.

1나노미터의 크롬과 4나노미터의 금을 22 x 50mm 유리 커버 슬립에 증착하여 카운터 전극을 준비합니다. 카운터 전극은 밝은 회색 또는 분홍색 색조로 거의 투명해야 합니다. 카운터 전극이 코팅된 면이 위로 향하게 하여 페트리 접시에 보관하여 깨끗하게 유지하십시오.

오븐에서 18시간에서 21시간 후에 오븐에서 비커를 꺼냅니다. 톨루엔은 패턴 샘플을 점성이 있는 페그 클라인 잔류물에 남겨두고 증발해야 합니다. 비커에 톨루엔 20ml를 넣고 샘플을 1-2분 동안 담가둡니다.

비커에서 샘플을 제거하고 톨루엔으로 헹군 다음 이소프로판올로 헹구고 마지막으로 질소로 건조시킵니다. 이 시점에서 샘플은 깨끗해 보여야 하고 샘 레이어는 육안으로 볼 수 없어야 합니다. 이러한 방식으로 준비된 Sam's는 서늘하고 건조한 조건에서 보관할 경우 최대 이틀 동안 사용할 수 있습니다.

Sam 형성에 실패하면 표면에 흐리거나 고르지 않은 색조의 잔류 물 코팅이 발생합니다. Sams가 준비되면 이제 튜불린을 미세소관으로 중합하기 시작할 수 있습니다. 먼저 표지되지 않은 튜불린과 r 도민 튜불린을 해동한 다음, 즉시 표지되지 않은 튜불린과 표지되지 않은 튜불린을 2:1의 비율로 결합하여 밝은 미세소관을 얻습니다.

여러 번 위아래로 피펫팅하여 잘 혼합합니다. 다음으로, 튜불린이 중합되는 동안 섭씨 37도의 가열된 수조에서 20-40분 동안 튜불린을 중합합니다. 20 마이크로몰 탁솔(Taxol)과 파이프 완충액을 혼합하여 파이프 탁솔 완충액을 준비합니다.

여러 번 위아래로 피펫팅하고 와류를 일으켜 잘 섞은 다음 튜브를 섭씨 37도의 가열된 수조에 넣습니다. 중합 후 따뜻한 파이프 탁솔 완충액에서 미세소관을 희석하고 빛으로부터 보호합니다. 미세소관 중합이 성공적이었고 미세소관이 몇 분간의 형광 여기(fluorescence excitation)에서 안정적인지 확인합니다.

준비된 미세소관을 산소 소거 혼합물로 이미징하여 튜불린을 미세소관으로 중합하여 완료합니다. 전기영동으로 MTS 패터닝을 시작하겠습니다. 먼저 양면 테이프 조각을 유리 슬라이드에 놓고 면도날을 사용하여 패턴이 있는 Sam 코팅 샘플을 가로질러 양면 테이프 두 스트립을 절단하여 전극이 테이프에 수직으로 연결된 연결 경로를 가진 스트립 사이에 있도록 합니다.

금속 면이 테이프에 닿도록 양면 테이프에 카운터 전극을 놓습니다.ample의 가장자리가 카운터 전극보다 약 3mm 돌출됩니다. 15cm 길이의 절연 구리 자석선을 여러 개 자르고 양쪽 끝에서 절연체를 1cm 벗겨냅니다. 작은 은색 페인트 한 방울을 사용하여 기판의 노출된 금 영역에 와이어를 부착하고 상대 전극과 전기적 접촉을 피하도록 주의하십시오.

이제 은색 페인트를 사용하여 카운터에 두 번째 와이어를 부착합니다. 은색 페인트로 부착된 전극 와이어는 테이프로 샘플에 추가로 고정할 수 있습니다. 다음으로, 피펫을 사용하여 20배 배율에서 원하는 희석 이미지에 미세소관을 도입하고 전압을 적용하기 전에 실리콘 웨이퍼에서 패턴을 찾습니다.

flow chamber의 깊이 때문에 flow chamber의 상부 표면을 이미지화하기 위해 긴 working distance objectives가 필요할 수 있습니다. 샘플 표면에서 플로우 챔버의 상부 표면까지의 거리는 테이프의 두께에 의해 결정되며 약 60-100마이크로미터여야 합니다. 최대 1볼트의 전압을 가하고 미세소관의 이동을 관찰합니다.

미세소관의 가역적 포획이 필요한 경우. 매니큐어를 사용하여 플로우 챔버를 밀봉하여 측면 드리프트를 방지하고 약 0.5볼트까지 더 낮은 전압을 사용합니다. 이동은 전극 표면에 국한된 약 0.9-1.2볼트의 적용된 전압으로 현미경의 수직 초점면을 조정하여 추적할 수 있습니다.

전압이 높을수록 마이그레이션 속도가 빨라지고 접착력이 강해지지만 전압이 높으면 전기분해가 유도되고 해중합됩니다. 미세소관, SAM 코팅이 마이크로 전극의 미세 튜브 흡수를 방지하기 때문에 MT 패터닝을 위해 Sam 코팅된 마이크로 전극을 준비하는 방법을 보여드렸습니다. 이 절차는 미세소관의 가역적 패턴화에도 사용할 수 있습니다.

또한, 이 과정은 미세소관에만 국한되지 않고 일반적으로 생체 분자를 패턴화하는 데에도 사용할 수 있습니다. 그게 다야. 시청해 주셔서 감사드리며 실험에 행운을 빕니다.