Name: Fabricage van fijne elektroden op het puntje van een hypodermische naald met behulp van fotoresist Spray Coating en flexibele Photomask voor biomedische toepassingen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: Leer de fabricage van fijne interdigitale elektroden op de punt van een hypodermische naald met behulp van fotoresist spraycoating en een flexibele fotomasker voor biomedische toepassingen zoals drugdelivery en biopsie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd gesteund door het "Biomedische Integrated Technology Research"-project door middel van een subsidie verstrekt door GIST in 2017.

1. elektrische isolatie van hypodermische naald
Opmerking: Een transparante warmte krimp buis (HST) is werkzaam voor de elektrische isolatie van een hypodermische naald thats 720 µm in diameter en 32 mm in lengte. De HST is gemaakt van polyethyleentereftalaat (PET), die toont goede chemische weerstand tegen de meeste zuren en bases, uitstekende mechanische duurzaamheid en biocompatibiliteit. De eerste inwendige diameter en de dikte van de wand van de HST zijn 840 µm en 25 µm, respectievelijk. De diameter van de HST neiging tot meer dan 50% bij een temperatuur van 100 ° C, met nog grotere vermindering bij hogere temperaturen worden verminderd tot 190 ° C. Merk op dat PET HST een thermohardende materiaal dat de eigenschap is heeft om permanent hard en stijf wanneer genezen. De grootte van de hypodermische naald en krimp buis kan worden aangepast afhankelijk van het doel van het onderzoek en de toepassingen. Het algehele fabricageproces is grafisch samengevat in Figuur 1.
<ol><li>Snijd de HST tot een lengte van 3 cm. het aanpassen de lengte van de buis afhankelijk van de diepte van de penetratie van de hypodermische naald.</li>
	<li>Plaats de hypodermische naald in de cut HST.</li>
	<li>Het krimpen van de buis met behulp van een warmte-pistool bij een temperatuur van 150 ° C, die is ingesteld om te voorkomen dat ongewenste extra contractie wanneer uitdroging wordt uitgevoerd bij 105 ° C in het reinigingsproces (in stap 1.6).</li>
	<li>Scheiden de hypodermische naald van haar hub.</li>
	<li>Reinig de hypodermische naald geïsoleerd door de HST in een bad (DI) met gedeïoniseerd water (20 ° C) met ultrasone agitatie bij 30 kHz en 350 W power.</li>
	<li>Uitdrogen van de hypodermische naald geïsoleerd door de HST op een kookplaat bij 105 ° C gedurende 10 minuten.</li>
</ol>2. Au afzetting met sputteren
Opmerking: In deze studie, het sputteren proces, die beschikbaar is wordt gebruikt om te storten van een laag van de Au voor elektrodes, hoewel een e-bundel verdamping proces kan een alternatieve methode. Het is bevestigd dat de temperatuurstijging geïnduceerde sputteren daarbij zelden extra krimp van de HST veroorzaakt. Echter kan een proces dat nog steeds meer dan enkele minuten de HST boven de eerste krimp temperatuur verhit. Hierdoor kan extra krimp van de HST, resulterend in een stijging in de marge van de fabricage van de tip.
<ol><li>Schik de schoongemaakte injectienaalden geïsoleerd door de HST naast elkaar op een glasplaatje met behulp van dubbelzijdige tape voor Cr/Au afzetting.</li>
	<li>
Met behulp van sputteren apparatuur, Kluisje Cr/Au op de schoongemaakte injectienaalden geïsoleerd door de HST. Opmerking: In dit geval de diktes van Cr en Au waren 10 nm en 100 nm, respectievelijk (Cr werd gebruikt voor de laag van de hechting tussen de HST en de Au-laag).<ol>
<li>Regelen zoveel naalden mogelijk ter vermindering van de kosten en de productie van de productietijd. Het sputteren gebruiksvoorwaarden hieronder aan borg 10 nm Cr en 100 nm Au.</li>
		<li>Instellen voor Cr sputteren, Cr doelstelling diameter: 4 inch, RF vermogen: 300 W, argon druk: 5 mTorr en sluiter open tijd: 20 s (10 nm).</li>
		<li>Gebruik voor Au sputteren, Au doelstelling diameter: 4 inch, DC power: 300 W, argon druk: 10 mTorr en sluiter open tijd: 80 s (100 nm).</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. spray Coating
Opmerking: Een lage viscositeit (14 cp) fotoresist wordt gebruikt in de spray-coatingproces spray efficiëntie te vergroten. De fotoresist kan gemakkelijk aan de Au-plaatgaasfolie naald worden bekleed, alleen wanneer de naald wordt verwarmd.
<ol><li>Fix een van de Au-plaatgaasfolie injectienaalden op een glasplaatje met behulp van dubbelzijdige tape.</li>
	<li>Plaats het glas van de dia op een klauwplaat van de spray-coater dat wordt verwarmd wordt bij 100 ° C. 2-3 min wachten op de naald is voldoende verwarmd.</li>
	<li>Spray de fotoresist op de Au-plaatgaasfolie naald terwijl de verwarming van de naald bij 100 ° C. Uitvoeren van het proces van de spray-coating met behulp van de volgende voorwaarden. Set mondstuk diameter: 400 µm, mondstuk verplaatsen snelheid: 70 mm/s, spray druk: 500 kPa, en afstand tussen chuck en mondstuk: 13,5 cm.</li>
	<li>Nadat spray coating is voltooid, laat u het glasplaatje op de chuck bij 100 ° C gedurende 3 minuten voor het uitvoeren van een zachte bakproces.</li>
	<li>Inspecteer het resultaat met behulp van een Microscoop 100 X vergroting instellen om te bepalen of de fotoresist uniform aan de Au-plaatgaasfolie naald is bekleed.</li>
</ol>4. UV-blootstelling en het ontwikkelen van
Opmerking: In het algemeen, voorafgaand aan UV blootstelling, een soepel vlies-photomask is gekoppeld aan een plat transparante plaat te verwijderen van de luchtspleet tussen de photomask en het monster te worden blootgesteld aan UV-licht. In deze studie, wordt de photomask echter gebruikt zonder de plat transparante plaat te realiseren directe metaal patronen op het gebogen oppervlak van de hypodermische naald. De photomask kan gebogen conformably langs de curve van de hypodermische naald om de beste resolutie haalbaar met de contact aligner patronen. De buiging kan de flexibele photomask de contactpunten tussen de photomask en het gebogen oppervlak van de hypodermische naald zo groot mogelijk te houden. Een natte ETS proces (niet een lanceerraket) voor metalen elementen in aanmerking te nemen, is het gebruik van een positieve fotoresist voordeliger dan het gebruik van een negatieve fotoresist. Dit is omdat het hele gebied met uitzondering van de patroon van de elektrode transparant is, waardoor een breed gezichtsveld voor het gemakkelijk uitlijnen, het patroon van de elektrode met het midden van de naald.
<ol><li>
Langzaam een vrij beweegbare plaat van de monster-bedrijf te heffen totdat deze volledig te minimaliseren wig fout contact op met de vaste photomask-bedrijf-plaat. Vervolgens, de plaat van de monster-bedrijf gebruik van een Pneumatische pomp vast te stellen.
	<ol>
<li>Uitvoeren van dit proces om eventueel te voorkomen dat ongewenste patronen, die kunnen worden gevormd door de verstrooiing van UV-licht in de luchtopening, veroorzaakt door de onvolledige contact tussen het monster en de photomask. Nota: Bovendien, de minimalisering van de wig fout zorgt ervoor dat de fotoresist beklede hypodermische naald niet wordt verplaatst als het contact op met de photomask van een film in de volgende stap van de uitlijning, hoewel het contactoppervlak van de hypodermische naald een ronde vorm heeft.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Plaats de fotoresist beklede hypodermische naald op de plaat van de monster-bedrijf van de aligner.</li>
	<li>
Het uitlijnen van het geprojecteerde beeld van de fotoresist beklede hypodermische naald met het uitlijningspatroon voor de film photomask. Opmerking: In dit geval het uitlijningspatroon voor de film photomask werd ontworpen als twee parallelle lijnen op een afstand van 800 µm, de dikte van de HST en gecoate fotoresist overwegen.<ol>
<li>Uitlijnen van twee lijnen van de grens van het geprojecteerde beeld met twee parallelle uitlijning lijnen van de photomask (Figuur 1e); Zo kan de fotoresist beklede hypodermische naald worden gepositioneerd in het midden van twee parallelle uitlijning lijnen, met een fout van de uitlijning van 10 µm of minder.</li>
		<li>De uitlijning process monitor in real-time via de monitor van de vertoning aangesloten op de camera van de charge - coupled apparaat (CCD) en de Microscoop.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Breng de fotoresist beklede hypodermische naald in contact met de vaste flexibele photomask door het langzaam het opheffen van de naald naar de photomask.</li>
	<li>Verrichten van UV blootstelling voor 30 s (UV intensiteit: 15 mJ/cm2) en volg dit door het ontwikkelende proces gedurende 3 minuten.</li>
	<li>Spoel de ontwikkelaar uit het monster met behulp van DI water.</li>
	<li>Inspecteer het resultaat door een Microscoop 200 X vergroting instellen om te bepalen of de fotoresist is duidelijk patroon op de Au-plaatgaasfolie hypodermische naald. Als de blootgestelde fotoresist perfect niet wordt verwijderd na het proces van ontwikkeling, herhaalt u de ontwikkeling proces 30 s tussenpozen.</li>
</ol>5. Cr/Au nat etsen
Let op: Vermijd huid/oog contact met de Cr en Au natte etchants.
<ol><li>Met een pincet u loskoppelen van het monster (fotoresist-patroon hypodermische naald) gefixeerd op het glasplaatje.</li>
	<li>Dompel het monster in de natte etchant van de Au voor 1 min.</li>
	<li>Spoel de Au-etchant uit het monster met behulp van DI water.</li>
	<li>Inspecteer het resultaat door een Microscoop ingesteld op 200 X vergroting. Als het goud worden verwijderd nog resten, herhaalt u het nat etsen proces 10 s tussenpozen. Buitensporig lang nat etsen keer maakt de interdigitated elektrode (IDE) dunner.</li>
	<li>Dompel het monster in de Cr-etchant voor 30 s.</li>
	<li>Spoel de Cr-etchant uit het monster met behulp van DI water.</li>
</ol>6. verwijdering van de resterende fotoresist en passiveren
<ol><li>Dompel het monster (metaal-patroon hypodermische naald) in een oplossing van de aceton voor 1 min.</li>
	<li>Spoel het monster met DI water en het uitdrogen op een hete plaat bij 105 ° C gedurende 10 minuten.</li>
	<li>Voor elektrische passivering van de verbindingslijnen, knip de buis krimpen zodat er 2-3 mm langer dan de elektrode (20 mm, de maximale diepte te dringen), zoals afgebeeld in Figuur 2, omdat de lengte van de HST zal in mindering gebracht nadat de HST krimpt.</li>
	<li>Na plaatsing van de HST zoveel mogelijk vanaf het einde van de IDE, verhogen de temperatuur van de HST met behulp van een warmte-pistool bij 150 ° C te strak passivate de naald.</li>
</ol>

<ol><li>Knappe, M., Louw, M., Gregor, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonography-guided+fine-needle+aspiration+for+the+assessment+of+cervical+metastases%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Otolaryngol+Head+Neck+Surg%22%5BJournal%5D)">Ultrasonography-guided fine-needle aspiration for the assessment of cervical metastases.</a> Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 126 (9), 1091-1096 (2000).</li>
<li>Paladini, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonography+in+obese+and+overweight+pregnant+women%3A+clinical%2C+medicolegal+and+technical+issues%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+Obstet+Gynecol%22%5BJournal%5D)">Sonography in obese and overweight pregnant women: clinical, medicolegal and technical issues.</a> Ultrasound Obstet Gynecol. 33 (6), 720-729 (2009).</li>
<li>Okuda, Y., Mishio, M., Kitajima, T., Asai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cremasteric+reflex+test+as+an+objective+indicator+of+spinal+anaesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Cremasteric reflex test as an objective indicator of spinal anaesthesia.</a> Anaesthesia. 55 (6), 587-589 (2000).</li>
<li>Pryle, B., Carter, J., Cadoux-Hudson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delayed+paraplegia+following+spinal+anaesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Delayed paraplegia following spinal anaesthesia.</a> Anaesthesia. 51 (3), 263-265 (1996).</li>
<li>SJÖSTRÖM, S., Bläss, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Severe+pain+in+both+legs+after+spinal+anaesthesia+with+hyperbaric+5%25+lignocaine+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Severe pain in both legs after spinal anaesthesia with hyperbaric 5% lignocaine solution.</a> Anaesthesia. 49 (8), 700-702 (1994).</li>
<li>Yun, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400516310991">Electrochemical impedance spectroscopy with interdigitated electrodes at the end of hypodermic needle for depth profiling of biotissues.</a> Sens Actuator B-Chem. 237, 984-991 (2016).</li>
<li>Ye, W. W., Shi, J. Y., Chan, C. Y., Zhang, Y., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400513011684">A nanoporous membrane based impedance sensing platform for DNA sensing with gold nanoparticle amplification.</a> Sens Actuator B-Chem. 193, 877-882 (2014).</li>
<li>Wang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+electrochemical+biosensor+based+on+dynamic+polymerase-extending+hybridization+for+E.+coli+O157%3A+H7+DNA+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Talanta%22%5BJournal%5D)">A novel electrochemical biosensor based on dynamic polymerase-extending hybridization for E. coli O157: H7 DNA detection.</a> Talanta. 78 (3), 647-652 (2009).</li>
<li>Tran, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+electrochemical+ELISA-like+immunosensor+for+miRNAs+detection+based+on+screen-printed+gold+electrodes+modified+with+reduced+graphene+oxide+and+carbon+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">An electrochemical ELISA-like immunosensor for miRNAs detection based on screen-printed gold electrodes modified with reduced graphene oxide and carbon nanotubes.</a> Biosens Bioelectron. 62, 25-30 (2014).</li>
<li>Nguyen, B. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane-based+electrochemical+nanobiosensor+for+the+detection+of+virus%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Membrane-based electrochemical nanobiosensor for the detection of virus.</a> Anal Chem. 81 (17), 7226-7234 (2009).</li>
<li>Tian, F., Lyu, J., Shi, J., Tan, F., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400515306420">A polymeric microfluidic device integrated with nanoporous alumina membranes for simultaneous detection of multiple foodborne pathogens.</a> Sens Actuator B-Chem. 225, 312-318 (2016).</li>
<li>Chan, K. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasensitive+detection+of+E.+coli+O157%3A+H7+with+biofunctional+magnetic+bead+concentration+via+nanoporous+membrane+based+electrochemical+immunosensor%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Ultrasensitive detection of E. coli O157: H7 with biofunctional magnetic bead concentration via nanoporous membrane based electrochemical immunosensor.</a> Biosens Bioelectron. 41, 532-537 (2013).</li>
<li>Giaever, I., Keese, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+morphological+biosensor+for+mammalian+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A morphological biosensor for mammalian cells.</a> Nature. 366 (6455), 591(1993).</li>
<li>Lu, Y. -Y., Huang, J. -J., Huang, Y. -J., Cheng, K. -S. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0957-0233/24/3/035701">Cell growth characterization using multi-electrode bioimpedance spectroscopy.</a> Meas Sci Technol. 24 (3), 035701(2013).</li>
<li>Müller, J., Thirion, C., Pfaffl, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+cell-substrate+impedance+sensing+%28ECIS%29+based+real-time+measurement+of+titer+dependent+cytotoxicity+induced+by+adenoviral+vectors+in+an+IPI-2I+cell+culture+model%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Electric cell-substrate impedance sensing (ECIS) based real-time measurement of titer dependent cytotoxicity induced by adenoviral vectors in an IPI-2I cell culture model.</a> Biosens Bioelectron. 26 (5), 2000-2005 (2011).</li>
<li>Nordberg, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+Cell-Substrate+Impedance+Spectroscopy+Can+Monitor+Age-Grouped+Human+Adipose+Stem+Cell+Variability+During+Osteogenic+Differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Transl+Med%22%5BJournal%5D)">Electrical Cell-Substrate Impedance Spectroscopy Can Monitor Age-Grouped Human Adipose Stem Cell Variability During Osteogenic Differentiation.</a> Stem Cells Transl Med. , (2016).</li>
<li>Messina, W., Fitzgerald, M., Moore, E. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/elan.201600025/full">SEM and ECIS Investigation of Cells Cultured on Nanopillar Modified Interdigitated Impedance Electrodes for Analysis of Cell Growth and Cytotoxicity of Potential Anticancer Drugs.</a> Electroanalysis. 28 (9), 2188-2195 (2016).</li>
<li>Abdolahad, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-cell+resolution+diagnosis+of+cancer+cells+by+carbon+nanotube+electrical+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Single-cell resolution diagnosis of cancer cells by carbon nanotube electrical spectroscopy.</a> Nanoscale. 5 (8), 3421-3427 (2013).</li>
<li>Lee, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+endoscope+with+integrated+transparent+bioelectronics+and+theranostic+nanoparticles+for+colon+cancer+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">An endoscope with integrated transparent bioelectronics and theranostic nanoparticles for colon cancer treatment.</a> Nat Commun. 6, 10059(2014).</li>
<li>Haemmerich, D., Schutt, D. J., Wright, A. S., Webster, J. G., Mahvi, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+conductivity+measurement+of+excised+human+metastatic+liver+tumours+before+and+after+thermal+ablation%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Meas%22%5BJournal%5D)">Electrical conductivity measurement of excised human metastatic liver tumours before and after thermal ablation.</a> Physiol Meas. 30 (5), 459(2009).</li>
<li>Prakash, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+electrical+impedance+measurements+on+excised+hepatic+tissue+from+human+patients+with+metastatic+colorectal+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Meas%22%5BJournal%5D)">Ex vivo electrical impedance measurements on excised hepatic tissue from human patients with metastatic colorectal cancer.</a> Physiol Meas. 36 (2), 315(2015).</li>
<li>Yun, J., Kim, H. W., Kim, H. -I., Lee, J. -H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400517308122">Electrical impedance spectroscopy on a needle for safer Veress needle insertion during laparoscopic surgery.</a> Sens Actuator B-Chem. 250, 453-460 (2017).</li>
<li>Yun, J., Kim, H. W., Lee, J. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improvement+of+Depth+Profiling+into+Biotissues+Using+Micro+Electrical+Impedance+Spectroscopy+on+a+Needle+with+Selective+Passivation%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Improvement of Depth Profiling into Biotissues Using Micro Electrical Impedance Spectroscopy on a Needle with Selective Passivation.</a> Sensors. 16 (12), 2207(2016).</li>
<li>Yun, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro+electrical+impedance+spectroscopy+on+a+needle+for+ex+vivo+discrimination+between+human+normal+and+cancer+renal+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Biomicrofluidics%22%5BJournal%5D)">Micro electrical impedance spectroscopy on a needle for ex vivo discrimination between human normal and cancer renal tissues.</a> Biomicrofluidics. 10 (3), 034109(2016).</li>
<li>Kim, H. W., Yun, J., Lee, J. Z., Shin, D. G., Lee, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+Electrical+Impedance+Spectroscopy-on-a-Needle+as+a+Novel+Tool+to+Determine+Optimal+Surgical+Margin+in+Partial+Nephrectomy%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Healthc%22%5BJournal%5D)">Evaluation of Electrical Impedance Spectroscopy-on-a-Needle as a Novel Tool to Determine Optimal Surgical Margin in Partial Nephrectomy.</a> Adv Healthc. , (2017).</li>
<li>Wu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conformal+Pad-Printing+Electrically+Conductive+Composites+onto+Thermoplastic+Hemispheres%3A+Toward+Sustainable+Fabrication+of+3-Cents+Volumetric+Electrically+Small+Antennas%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Conformal Pad-Printing Electrically Conductive Composites onto Thermoplastic Hemispheres: Toward Sustainable Fabrication of 3-Cents Volumetric Electrically Small Antennas.</a> PLoS One. 10 (8), e0136939(2015).</li>
<li>Ahn, C., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0960-1317/23/6/065031">Direct fabrication of thin film gold resistance temperature detection sensors on a curved surface using a flexible dry film photoresist and their calibration up to 450° C.</a> C. J Micromech Microeng. 23 (6), 065031(2013).</li>
<li>Goluch, E. D., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1808872">Microfluidic method for in-situ deposition and precision patterning of thin-film metals on curved surfaces.</a> Appl Phys Lett. 85 (16), 3629-3631 (2004).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/-/content/articlelanding/2014/tc/c3tc32048k/">A degradable polycyclic cross-linker for UV-curing nanoimprint lithography.</a> J Mater Chem C. 2 (10), 1836-1843 (2014).</li>
<li>Wu, J. -T., Lai, H. -C., Yang, S. -Y., Huang, T. -C., Wu, S. -H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167931710000055">Dip coating cooperated with stepped rotating lithography to fabricate rigid microstructures onto a metal roller.</a> Microelectron Eng. 87 (11), 2091-2096 (2010).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

We toonden aan dat fotolithografie met behulp van spray coating en een photomask van de film is een haalbaar methode om het fabriceren van fijne IDEs op het gebogen oppervlak van een hypodermische naald met een kleine diameter van minder dan 1 mm. Zowel de breedte en de kloof van de IDEs zijn zo laag als 20 µm, en de marge van de fabricage van de tip is zo klein als 680 µm. Binnen het protocol is het uitlijning proces, met inbegrip van wig fout verwijderen, een cruciale stap. De opbrengst van de productie was meer dan 90...

Injectienaalden zijn wijd gebruikt in ziekenhuizen voor biopsieën en drug delivery, omdat ze goedkoop en makkelijk te gebruiken zijn. Ze hebben ook uitstekende mechanische eigenschappen ondanks hun dunne diameter en een scherpe structuur geschikt voor invasie. Tijdens een biopsie, worden de onderzoeken weefsels bemonsterd in de holte van de hypodermische naald met Ultrasonografie richtsnoeren1. Hoewel Ultrasonografie vrij van straling, veilig voor foetussen en zwangere vrouwen is, en real-time beeldvorming biedt, is het moeilijk om te zien van organen die diep in het lichaam, vooral in het geval van patiënten met obesitas, omdat ultrasone golven lucht niet kunnen doordringen of vetweefsel2. Bovendien, een chirurg kan niet het verwerven van diepte informatie uit de twee-dimensionale Ultrasonografie dat conventioneel wordt gebruikt in de meeste ziekenhuizen, wat resulteert in de noodzaak van meerdere biopsieën als artsen gebrek aan vaardigheid of ervaring. In de levering van de drug voor Spinale anesthesie bepalen artsen dat de naald de spinale ruimte heeft bereikt als de cerebrospinale vloeistof (CSF) naar achteren in de spuit stroomt bij het zorgvuldig het invoegen van de naald in de achterkant van de patiënt. Na het bevestigen van de Terugvloeiing van CB, wordt de verdoving drug geïnjecteerd in de spinale ruimte3. Maar riskeert artsen penetrerende of afsnijden van zenuwvezels in de spinale ruimte, veroorzaakt hevige pijn aan patiënten en zelfs dwarslaesie4,5. Hiervoor is dus ook een bekwaam arts. Een oplossing om te overwinnen en verzachten van de bovengenoemde moeilijkheden is een navigatie-functie toevoegen aan de hypodermische naald zodat objectieve informatie over de positie van de naald kan worden verstrekt. Dit zou een arts gemakkelijk een biopsie, drug delivery, en zelfs een operatie te voeren zonder te vertrouwen op hun empirische oordeel alleen helpen.
Elektrisch lokaliseren de onderzoeken weefsels in het lichaam, een hypodermische naald nemen een elektrische impedantie-spectroscopie (EIS) sensor geïntroduceerd als EIS-op-een-naald (EoN)6. De sensor van de EIS wordt momenteel gebruikt in het gebied van biomedische technologie voor toepassingen zoals DNA detectie7,8,9, bacteriën/virus detectie10,11,12 , en analyse van cellen/weefsels13,14,15,16,17,18,19,20 , 21 , 22. de EoN kan onderscheid maken tussen verschillende materialen in een frequentiedomein op basis van hun elektrische geleidbaarheid en de permittiviteit. Het vermogen van de discriminatie van de EoN werd gecontroleerd voor verschillende concentraties van fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS)23,6,23van de weefsels van de varkens vet/spier en zelfs menselijke renale normaal/kanker weefsels24 ,25. Deze functionaliteit van de EoN naar verwachting aanzienlijk stijgen de biopsie nauwkeurigheid door het lokaliseren van de weefsels van de target op basis van de verschillen in elektrische impedantie tussen de weefsels van de laesie doel en de naburige normale weefsels. Op een vergelijkbare manier, behandelende verschillen in de elektrische impedantie tussen de drug injectie ruimte (spinale of epidurale ruimte) en omringende weefsels kunnen artsen leveren een verdoving drug op de exacte doelvestiging. Bovendien, de EoN kan worden gebruikt om elektrisch het stimuleren van de hersenen/spier alsmede over het bepalen van een optimale chirurgische marge tijdens operaties die betrekking hebben op de gedeeltelijke resectie van een tumor, zoals gedeeltelijke Nefrectomie, om te bewaren als veel normale weefsel als mogelijk.
Een van de grootste uitdagingen in de realisatie van de EoN is de fabricage van de elektroden op het gebogen oppervlak van een hypodermische naald met een kleine kromtestraal. Directe metalen patronen met behulp van een conventionele fotolithografie proces werd beschouwd als ongeschikt voor de fabrikatie van micro-formaat elektroden op een gebogen substraat met een diameter van enkele millimeters of minder. Tot nu toe diverse methoden, met inbegrip van de hoekgetrouwe afdrukken26, flexibele droge film fotoresist27, de microfluidic methode28nanoimprint lithografie29en substraat-roteert lithografie30, geweest ingevoerd om het fabriceren van metaal/polymeer patronen op een gebogen oppervlak. Er zijn echter nog steeds beperkingen als gevolg van de EoN-eisen, zoals de vereiste substraat met een diameter van minder dan 1 mm, totale elektrode lengte van 20 mm of meer, breedte en tussenruimte van elektroden variërend in tientallen micrometers, en productie van grote hoeveelheden.
In de huidige studie, wordt directe metalen patronen door fotoresist spray coating en een soepel vlies photomask voorgesteld te realiseren van micro-formaat elektroden op het gebogen oppervlak van een hypodermische naald. De diameter van de naald is zo klein als 720 µm (22-gauge), die wordt veel gebruikt voor biopsieën en drug delivery in ziekenhuizen. De opbrengst van de productie van de voorgestelde fabricage methode is ook geëvalueerd om te bepalen van de haalbaarheid van bulk productie tegen een betaalbare prijs.

<table><tbody><tr><td>Heat shrink tube</td><td>VENTION MEDICAL, Inc.</td><td>103-0655</td><td></td></tr><tr><td>Hypodermic needle (22G)</td><td>HWAJIN MEDICAL co. ltd</td><td>-</td><td>http://www.hwajinmedical.com</td></tr><tr><td>Heat gun</td><td>Weller</td><td>WHA600</td><td>http://www.weller-tools.com/en/Home.html</td></tr><tr><td>Ultrasonic cleaner</td><td>HWASHIN INSTRUMENT CO, LTD.</td><td>POWERSONIC 620-</td><td>http://www.hwashin.net</td></tr><tr><td>Hotplate</td><td>AS ONE Corporation</td><td>006560</td><td></td></tr><tr><td>Sputtering</td><td>A-Tech System. Ltd.</td><td>ATS/SPT/0208F</td><td>http://www.atechsystem.co.kr</td></tr><tr><td>Glass slide</td><td>Paul Marienfeld GmbH &amp; Co. KG</td><td>1000412</td><td></td></tr><tr><td>Spray coater</td><td>LITHOTEK</td><td>LSC-200</td><td></td></tr><tr><td>Photoresist</td><td>AZ electronic materials</td><td>GXR 601</td><td>http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html</td></tr><tr><td>Developer (solution)</td><td>AZ electronic materials</td><td>MIF 300</td><td>http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html</td></tr><tr><td>Aligner</td><td>MIDAS SYSTEM CO.,Ltd.</td><td>MDA-400M</td><td>http://www.midas-system.com</td></tr><tr><td>Microscope</td><td>NIKON Corporation</td><td>L200</td><td>http://www.nikonmetrology.com</td></tr><tr><td>Au wet etchant</td><td>TRANSENE COMPANY, Inc.</td><td>Au etchant type TFA</td><td>http://transene.com</td></tr><tr><td>Cr wet etchant</td><td>KMG Electronic. Chemicals, Inc.</td><td>CR-7</td><td>http://kmgchemicals.com</td></tr><tr><td>Au target</td><td>Thin films and Fine Materials</td><td>-</td><td>http://www.thifine.co.kr</td></tr><tr><td>Cr target</td><td>Thin films and Fine Materials</td><td>-</td><td>http://www.thifine.co.kr</td></tr><tr><td>Argon gas (99.999%)</td><td>SINIL Gas Co.Ltd</td><td>-</td><td>http://www.sigas.kr</td></tr><tr><td>Acetone solution</td><td>OCI Company Ltd</td><td>-</td><td>http://www.ocicorp.co.kr/company/index.asp</td></tr><tr><td>Impedance analyzer</td><td>Gamry Instruments Inc</td><td>Reference 600</td><td>https://www.gamry.com</td></tr><tr><td>Height Controller</td><td>Mitutoyo Corporation</td><td>192-613</td><td></td></tr><tr><td>Phosphate buffered saline</td><td>Life Technologies Corporation</td><td>10010023</td><td></td></tr></tbody></table>

fabricage van fijne elektroden op het puntje van een hypodermische naald met behulp van fotoresist spray coating en flexibele photomask voor biomedische toepassingen

Fabrication of Fine Electrodes on the Tip of Hypodermic Needle Using Photoresist Spray Coating and Flexible Photomask for Biomedical Applications

We hebben ingevoerd een fabricage methode voor elektrische impedantie spectroscopie (EIS) - op - een-naald (EoN: EIS-op-een-naald) vinden onderzoeken weefsels in het lichaam door te meten en analyseren van de verschillen in de elektrische impedantie tussen ongelijke biotissues. Deze paper beschrijft de fabricage methode van fijne interdigitated elektroden (IDEs) op het puntje van een hypodermische naald met behulp van een fotoresist spray coating en soepel vlies photomask in het fotolithografie proces. Een polyethyleentereftalaat (PET) warmte krimp buis (HST) met een wanddikte van 25 µm is werkzaam als de laag isolatie en passiveren. De PET HST toont een hogere mechanische duurzaamheid in vergelijking met poly(p-xylylene) polymeren, die op grote schaal als een diëlektrische laag materiaal gebruikt hebben. Bovendien toont de HST goede chemische weerstand tegen de meeste zuren en basen, dat is gunstig voor het beperken van chemische schade aan de EoN. Het gebruik van de EoN is vooral aangewezen voor de karakterisatie van chemische stoffen/biomaterialen of fabricage met behulp van zuur/basic chemicaliën. De verzonnen kloof en de breedte van de IDEs zijn zo klein als 20 µm, en de algehele breedte en lengte van de IDEs zijn 400 µm en 860 µm, respectievelijk. De marge van de fabricage van de tip (de afstand tussen het uiteinde van een hypodermische naald en startpunt voor de IDEs) van de hypodermische naald is zo klein als 680 µm, die aangeeft dat onnodig overmatig invasie in biotissues vermeden worden tijdens de elektrische impedantie-meting. De EoN heeft een hoog potentieel voor klinisch gebruik, zoals voor schildklier biopsieën en anesthesie drug levering in een spinale ruimte. Verder, zelfs in de chirurgie waarbij de gedeeltelijke resectie van tumoren, de EoN kan worden gebruikt om te behouden als veel normale weefsel mogelijk door het detecteren van de chirurgische marge (normale weefsel dat wordt verwijderd met de chirurgische excisie van een tumor) tussen de normale en laesie weefsels.

De interdigitated elektroden (IDEs), zoals afgebeeld in Figuur 2, resulteren in een grotere effectieve sensing gebied op een beperkte oppervlakte in vergelijking met andere vormen van elektroden. De totale lengte van de IDEs is ontworpen om 860 µm detecteren en analyseren van de impedantie wijzigingen op minder dan 1 mm intervallen in de biotissues, die voor een hoge lokaliseren nauwkeurigheid in biopsie en drug delivery procedures zorgt. De totale breedte va...

De fabricage methode voor fijne interdigitated elektroden (gap en breedte: 20 µm) op het puntje van een hypodermische naald (diameter: 720 µm) wordt aangetoond door middel van een spray coating en soepel vlies photomask in het fotolithografie proces.

Fabricage van fijne elektroden op het puntje van een hypodermische naald met behulp van fotoresist Spray Coating en flexibele Photomask voor biomedische toepassingen

We have introduced a fabrication method for electrical impedance spectroscopy (EIS)-on-a-needle (EoN: EIS-on-a-needle) to locate target tissues in the ...

Het algemene doel van dit protocol is om fijne verweven elektroden te fabriceren op de punt van een hypodermische naald met een diameter van minder dan één millimeter voor biomedische toepassingen. Deze methode kan de dialecten metalen patroon op de ronde punt van de hypodermische naald bereiken door middel van spraycoating van fotoresist en fotolithografieproces met een flexibele film als masker. De gefabriceerde microdiodessensor kan wijd worden gebruikt voor biomedische toepassingen, zoals medicijnafgifte, biopsie en zelfs chirurgie met hoge precisie door middel van cauterizing elektrofotometer targetatious.Om deze procedure te beginnen, snijdt u een lengte van drie centimeter van de hittekrimpbuis en past u de lengte aan indien nodig op basis van de penetratiediepte van de hypodermische naald. Plaats de hypodermische naald in de gesneden hittekrimpbuis. Gebruik een heteluchtpistool, ingesteld op 150 graden Celsius en krimp de buis.Na dit, scheidt u de hypodermische naald van zijn hub. Reinig de naald in een gedeïoniseerd waterbad met ultrasone agitatie. Gebruik vervolgens een hotplate ingesteld op 105 graden om de geïsoleerde naald gedurende 10 minuten te dehydreren.Vervolgens brengt u dubbelzijdig plakband aan op een schone glazen plaat. Schik de schone geïsoleerde naald zij aan zij op de blootgestelde zijde van het dubbelzijdige plakband. Gebruik sputterapparatuur om chroom en goud op de naalden te deponeren zoals beschreven in het tekstprotocol.Gebruik eerst dubbelzijdig plakband om een van de goud gespoterde naalden op een glazen plaat te bevestigen. Verwarm de chuck van de spraycoater tot 100 graden Celsius. Plaats de plaat op de verwarmde chuck.Laat de naald gedurende twee tot drie minuten opwarmen. Spuit vervolgens de fotoresist op de goud gespoterde naald terwijl u nog steeds verwarmt volgens de hier getoonde omstandigheden. Laat vervolgens de glazen plaat op de chuck gedurende drie minuten op 100 graden Celsius verwarmen voor zachte bak.Gebruik een microscoop ingesteld op 100x vergroting om de naald te inspecteren om te bepalen of de fotoresist gelijkmatig is gecoat. Til eerst langzaam een vrij beweegbare monsterhouderplaat op totdat deze volledig contact maakt met de vaste fotomasker houderplaat. Gebruik een pneumatische pomp om de monsterhouderplaat te bevestigen.Plaats vervolgens de met fotoresist beklede naald op de monsterhouderplaat. Lijn twee van de grenslijnen van het geprojecteerde beeld uit met twee parallelle uitlijningslijnen van de fotomasker met behulp van de CCD-beeldschermmonitor om het proces in realtime te bewaken. Til de naald langzaam op om de naald in contact te brengen met de vaste flexibele fotomasker.Stel de naald bloot aan UV-licht gedurende 30 seconden met een intensiteit van 15 millijoule per centimeter in het vierkant. Voer vervolgens het ontwikkelingsproces gedurende drie minuten uit. Gebruik vervolgens gedeïoniseerd water om de ontwikkelaar uit het monster te spoelen.Gebruik een microscoop ingesteld op 200 keer vergroting om te bepalen of de fotoresist duidelijk is gepatternd. Als de blootgestelde fotoresist niet perfect is verwijderd, herhaal dan het ontwikkelingsproces met intervallen van 30 seconden. Gebruik een tang om het monster van de glazen plaat los te maken.Dompel in goud nat etser gedurende één minuut. Gebruik vervolgens gedeïoniseerd water om de etser uit te spoelen. Gebruik een microscoop ingesteld op 200x vergroting om het resultaat te inspecteren.Als er nog steeds goud moet worden verwijderd, herhaal dan het etsproces met intervallen van 10 seconden. Dompel vervolgens de naald gedurende 30 seconden in chroom etser. Gebruik gedeïoniseerd water om de etser uit te spoelen wanneer u klaar bent.Dompel de geëtste naald gedurende één minuut in een acetonoplossing. Spoel daarna af met gedeïoniseerd water. Breng het monster over naar een hotplate verwarmd tot 105 graden Celsius om gedurende 10 minuten te dehydreren.Snijd vervolgens de krimpbuis zodat deze twee tot drie millimeter langer is dan de elektrode. Gebruik een heteluchtpistool om de temperatuur van de hittekrimpbuis op 150 graden te verhogen om de naald strak te passieven. In deze studie worden verweven elektroden gefabriceerd op de punten van hypodermische naalden met behulp van fotoresist spraycoating en een flexibele fotomasker.De elektroden zijn met succes gefabriceerd met een diameter van 820 micrometer terwijl de fabricagemarge vanaf de punt van de naald zo klein is als 680 micrometer. De breedte en opening van de fotomasker, die respectievelijk 25 micrometer en 15 micrometer zijn, zijn ontworpen om UV dosisonbalans op te lossen die ontstaat door imperfect contact tussen het buitenste gedeelte van de fotomasker en het gebogen oppervlak van de naald. Deze veranderingen maken het mogelijk om zowel de breedte als de opening van de elektroden met succes te fabriceren op 20 micrometer door de UV-blootstellingstijd te optimaliseren.De onderscheidingscapaciteit van de elektrische impedansiespectroscopie op een naald wordt geëvalueerd met behulp van verschillende concentraties van PBS. Omdat de PBS seriëel wordt verdund met gedeïoniseerd water, neemt de elektrische geleidbaarheid af naarmate de concentratie van PBS afneemt. Dus, de grootte van de impedantie neemt toe naarmate het concentratieniveau van PBS afneemt.Op basis van deze onderscheidingscapaciteit wordt diepteprofilering uitgevoerd op een frequentie van één megahertz met behulp van vier gelaagde varkensweefsels. Volgens de penetratiediepte van de EoN, is de grootte van de impedantie en vetweefsel duidelijk onderscheiden van die van spierweefsel. Na het bekijken van deze video, zou u moeten begrijpen hoe microelektroden op een afgeronde oppervlakteschaal te fabriceren om een diameter van minder dan één millimeter te lezen.Momenteel zijn we beter in het vinden van de klinische toepasbaarheid van de naaldensensoren voor degeneratief voor de spinale anesthesie, schildklierbiopsie en zelfs operaties zoals laparoscopische chirurgie en passie-apronectomie.

fabrication-fine-electrodes-on-tip-hypodermic-needle-using

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Het manipuleren van vloeistoffen en zwevende deeltjes in de micro-en nano-schaal is steeds meer een realiteit als enabling technologies, zoals AC elektrokinetics, verder te ontwikkelen. Hier bespreken we de fysica achter AC elektrokinetics, hoe u deze apparaten en hoe de experimentele waarnemingen te interpreteren fabriceren.

AC elektrokinetische Verschijnselen Gegenereerd door micro-elektrode Structures

In dit artikel wordt de bouw van een multiplex microneedle-gebaseerde sensor. Het apparaat wordt ontwikkeld in situ bemonstering en elektrochemische analyse van meerdere analyten in een snelle en selectief. We zien de klinische geneeskunde en biomedische onderzoek wordt gebruik gemaakt van deze microneedle op basis van sensoren.

Holle microneedle-gebaseerde sensor voor multiplexverzending transdermale Elektrochemische Sensing

Hier presenteren we een protocol dat een schimmelvrije fabricageproces beschrijft van de polymere micronaalden door middel van fotolitografie.

Polymere Microneedle Array Fabrication door Fotolithografie

Dit protocol beschrijft een op oplossings gebaseerde fabricage-strategie voor high-performance, flexibele, transparante elektroden met volledig ingebed, dik metaalnetwerk. Flexibele transparante elektroden vervaardigd door dit proces tonen onder de hoogste gerapporteerde prestaties, waaronder ultra-lage velweerstand, hoge optische transmissie, mechanische stabiliteit onder buigen, sterke substraathechting, oppervlak gladheid en milieubestabiliteit.

Schaalbare Oplossing-Verwerkte Fabricage Strategie voor High Performance, Flexibele, Transparante Elektroden Met Embedded Metal Mesh

In deze paper, stroom gesubsidieerde diëlektroforese blijkt voor de zelf-assemblage van nanowire apparaten. De fabricage van een silicium nanowire veld effect transistor wordt weergegeven als een voorbeeld.

Stroom-bijgewoonde diëlektroforese: Een Low-Cost methode voor de fabricage van hoogwaardige oplossing-verwerkbaar Nanowire apparaten

Twee recente technologieën - tatoeage en textiel - hebben veelbelovende resultaten laten zien in cutane sensing. Hier presenteren we de fabricage- en evaluatiemethoden van tatoeage- en textielelektroden voor cutane elektrofysiologische detectie. Deze elektronische interfaces van geleidende polymeren presteren beter dan de bestaande normen op het gebied van comfort en gevoeligheid.

Conforme draagbare elektroden: van fabricage tot elektrofysiologische beoordeling

Dit werk beschrijft de ontwikkeling van flexibele interdigitated elektroden voor implementatie in 3D hersentumormodellen, namelijk in vitro cultuur, in ovo model en in vivo murine  model. De voorgestelde methode kan worden gebruikt om de effecten van gepulseerde elektrische velden op tumoren op verschillende niveaus van complexiteit te evalueren.

Flexibele organische elektronische apparaten voor gepulseerde elektrische veldtherapie van glioblastoom

Dit artikel introduceert een unieke methode voor het vervaardigen van meestermallen met een luchtventilatiegat om luchtinsluiting tijdens het gieten van viskeuze polymeer te voorkomen, waardoor de fabricage van gelatine-micronaalden met scherpe punten mogelijk is. Door het gietvolume van gelatine met hoge viscositeit te verminderen, konden ook dunnewandige, holle piramidevormige micronaalden worden vervaardigd.

Fabricage van een hoofdmal voor micronaalden met een micron-groot luchtventilatiegat

Dit artikel schetst de procedures voor het bereiden van de hippocampus segmenten van ratten en transgene muizen voor de studie van synaptische veranderingen geassocieerd met de hersenen ouder worden en leeftijd-gerelateerde neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer.

Voorbereiding van de Acute hippocampus Plakjes van ratten en transgene muizen voor de Studie van Synaptic Wijzigingen bij het ouder worden en amyloïdpathologie

Dit rapport toont een techniek voor mechanische isolatie van individuele levensvatbare neuronen te behouden bevestigd presynaptische boutons. Vibrodissociated neuronen hebben de voordelen van een snelle productie, een uitstekende farmacologische controle en een betere ruimte-clamp zonder invloed van naburige cellen. Deze methode kan gebruikt worden voor beeldvorming van synaptische elementen en patch-clamp opname.

Vibrodissociation van de neuronen van knaagdieren Brain Slices synaptische transmissie en Image presynaptische Terminals Study

Leer de fabricage van fijne interdigitale elektroden op de punt van een hypodermische naald met behulp van fotoresist spraycoating en een flexibele fotomasker voor biomedische toepassingen zoals drugdelivery en biopsie.

Fabricage van fijne elektroden op het puntje van een hypodermische naald met behulp van fotoresist Spray Coating en flexibele Photomask voor biomedische toepassingen (Video) | JoVE Journal

Fabricage van fijne elektroden op het puntje van een hypodermische naald met behulp van fotoresist Spray Coating en flexibele Photomask voor biomedische toepassingen

Meer video's verkennen