Een gesloten Type draadloze Nanopore-elektrode voor het analyseren van interne nanodeeltjes

Elektrochemisch meten van het intrinsieke kenmerk van enkel nanodeeltje is van groot belang in de nanowetenschap. Deze methode toont een eenvoudige maar zeer reproduceerbare manier om een draadloze nanoporielelektrode te bouwen voor snelle analyse van enkel nanodeeltjes. De grootte van de nanoelectrode kan oplopen tot 30 nanometer door deze eenvoudige fabricagemethode.

De huidige resolutie en de temporele resolutie tijdens de analyse zijn respectievelijk 0,6 picoamps en 0,01 milliseconden. Verwacht wordt dat deze draadloze nanoporie elektrode zal worden gebruikt voor in vivo en niet-invasieve seculiere analyse vanwege de nanoschaal grootte van de nano-elektronee tip. De gelokaliseerde oppervlakte plasmonische resonantie eigenschap van de gouden nano tip en de perfecte optische visie van de cross nanopipetten zou elektrische optische detectie op nano-schaal mogelijk te maken.

Onderzoekers die geïnteresseerd zijn in de fabricage van draadloze nanoporielelektrode moeten het nanopipet gietproces beheersen. Want dit is een cruciale stap in de procedure. Ze moeten aandacht besteden aan de omgevingstemperatuur en de vochtigheid bij het gieten van de pipet.

Voeg eerst 4,8 milliliter chlorauric zuur toe met een massafractie van 1% tot 40 milliliter gedeïoniseerd water met krachtig roeren. Verwarm vervolgens de oplossing aan de kook. Voeg snel 10 milliliter van een trinatriumcitraatoplossing met een massafractie van 1% toe aan de oplossing.

Verwarm de oplossing nog eens 15 minuten tot de uiteindelijke oplossing rood van kleur is. Plaats kwarts haarvaten in een 15 milliliter centrifuge buis gevuld met aceton en schoon in een ultrasone reiniger gedurende tien minuten. Wanneer u klaar bent, verwijder de aceton en voeg ethanol toe.

Plaats vervolgens de centrifugebuis in de ultrasone reiniger voor een extra tien minuten schoonmaken. Plaats vervolgens de kwarts haarvaten in nog eens 15 milliliter centrifuge buis met gedeïoniseerd water voor verwijdering van de ethanol, en ultrasone reiniging uit te voeren gedurende 10 minuten. Droog de kwartshaarvaten met een stikstofgasstroom en bewaar ze in een schone centrifugebuis.

Schakel hierna een koolstofdioxidelasertrekker in en verwarm gedurende 15-20 minuten om een stabiel laservermogen te garanderen. Installeer een schone kwarts capillaire in de voorverwarmde kooldioxide laser trekker. Stel de trekparameters van warmte, filament, snelheid, vertraging en trekkracht in op het paneel van de koolstofdioxidelasertrekker voor een specifieke diameter.

Bevestig de bereide nanopipet op een petrischaaltje met een herbruikbare lijm voor verdere karakterisering. Injecteer 10 microliter van de voorbereide chlorauriezuuroplossing in de nanopipet met een microloader. Centrifuge de nanopipet gedurende vijf minuten op ongeveer 1, 878 keer G voor het verwijderen van luchtbellen in de nanopipet.

Na centrifugatie, bevestig de nanopipet op een cover slip met eerder voorbereid siliconen rubber, en definieer het gebied in de nanopipette als de cis kant en buiten als de trans kant. Na vijf minuten wachten op het rubber te genezen, plaats het geïntegreerde ensemble op de objectieve tafel van een omgekeerde microscoop. Schakel de donkere veldverlichting in en pas deze aan om de nanopipet-tip onder een 10x-microscoopdoelstelling te richten.

Verander in een 40x doelstelling voor een hogere ruimtelijke resolutie. Volgende plaats een zilveren zilverchloride elektrode in de nanopipet. Plaats vervolgens een tweede geaard zilverchloride elektrode op de trans kant.

Sluit de zilverzilversterkte aan op een voorversterker. Schakel het huidige meetsysteem en de bijbehorende software voor ionische huidige opname. Stel vervolgens het toegepaste potentieel in op 300 millivolt.

Voeg nu langzaam 150 microliters natriumboorhydrideoplossing toe aan de transzijde om de reactie tussen het chlooriezuur en de natriumboorhydride te activeren. Tegelijkertijd registreren elektrisch en optisch het huidige spoor en de donkere veldbeeldverstrooiingsspectra met behulp van de huidige meet- en donkere velddetectiesystemen. Schakel het toegepaste potentieel uit nadat de ionische huidige tracering terugkeert naar nul picoamps.

Was het voorbereide gesloten type WNE met stromend gedeïoniseerd water van de bodem naar de punt. Verander de oplossing in de trans- en ciszijden in een kaliumchlorideoplossing na fabricage van het gesloten type WNE. Breng 50 microliter van de 30 nanomolar goud nanopartische oplossing naar de trans-kant.

Noteert vervolgens het huidige signaal van enkele nanodeeltjes botsingen op een potentieel van 300 millivolt. Ten slotte wijzigt u de toegepaste spanning om de frequentie, amplitude en vormverandering van het huidige signaal te controleren. De fabricage van een nanopipet omvat drie belangrijke stappen.

Een microcapillair met een binnendiameter van 0,5 millimeter en een buitendiameter van 1 milliliter wordt in de trekker bevestigd en een laser wordt vervolgens gericht op het midden van de capillaire om het kwarts te smelten. Door krachten toe te passen op de terminals van de capillaire, scheidt het uiteindelijk en vormt het twee delen met nanoschaal conische tips. De procedure voor het genereren van een gouden nanotip in de nanopipet-tip, nadat het trekproces hier wordt getoond.

Een in situ karakteriseringssysteem werd gebruikt om het fabricageproces van het gesloten type WNE te controleren door gelijktijdig de huidige respons en donkere veldbeelden op te nemen. Top view SEM beelden van de kale nanopipet en gesloten type WNE worden hier getoond na focus ionen bundel splitsen van een zijaanzicht SEM beeld biedt de morfologie van de gouden nanotip in het gesloten type WNE. In de enkele nanodeeltjesbotsingsexperimenten worden de gouden nanodeeltjes toegevoegd aan de transzijde van de WNE.

De uitstekende geluidsprestaties van deze CNE onthult de verborgen signalen met een hoge signaalfrequentie. Bij het genereren van de gouden nanopunt moet een laag toegepast potentieel worden gebruikt om de elektrochemische interface te genereren. Een hoog toegepast potentieel kan de generatie van goud versnellen en resulteren in defecte structuren in de nanopunt.

De hoge contrastresolutie en de hoge speciale resolutie van deze methode kunnen onderzoekers helpen het elektronenoverdrachtsproces op nanoschaal verder te begrijpen. Natriumboohydride is gevaarlijk en zal heftig reageren met water. Wees voorzichtig bij het bereiden van de Natrium borohydride oplossing.