Name: Wytwarzanie powierzchni reaktywnych za pomocą pędzlowych i usieciowanych warstw kopolimerów blokowych funkcjonalizowanych azlaktonem (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 9 s
Description: Poznaj metody wytwarzania powierzchni reaktywnych z użyciem azlaktonowych kopolimerów blokowych. Techniki parylen liftoff i mikrokontaktowego druku umożliwiają precyzyjną kontrolę grubości filmów polimerowych.

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

playerTrialDesktop

To badanie było wspierane przez Uniwersytet Stanowy Kansas. Część tych badań została przeprowadzona w Centrum Nauk o Materiałach Nanofazowych, które jest sponsorowane w Oak Ridge National Laboratory przez Scientific User Facilities Division, Office of Basic Energy Sciences i Departament Energii USA.

<ol><li>Faia-Torres, A., Goren, T., Textor, M., Pla-Roca, M. Patterned Biointerfaces. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFaia-Torres%2C+A+%22Comprehensive+biomaterials%22">Comprehensive biomaterials</a>. , 1st edition, Elsevier publications. 181-201 (2017).</li>
<li>Ogaki, R., Alexander, M., Kingshott, P. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702110700572">Chemical patterning in biointerface science.</a> Materials Today. 13 (4), 22-35 (2010).</li>
<li>Rungta, A., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ma3018876">Grafting bimodal polymer brushes on nanoparticles using controlled radical polymerization.</a> Macromolecules. 45 (23), 9303-9311 (2012).</li>
<li>Guyomard, A., Fournier, D., Pascual, S., Fontaine, L., Bardeau, J. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014305704001739">Preparation and characterization of azlactone functionalized polymer supports and their application as scavengers.</a> European Polymer Journal. 40 (10), 2343-2348 (2004).</li>
<li>Zayas-Gonzalez, Y. M., Lynn, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Degradable+Amine-Reactive+Coatings+Fabricated+by+the+Covalent+Layer-by-Layer+Assembly+of+Poly+%282-vinyl-4%2C+4-dimethylazlactone%29+with+Degradable+Polyamine+Building+Blocks%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Degradable Amine-Reactive Coatings Fabricated by the Covalent Layer-by-Layer Assembly of Poly (2-vinyl-4, 4-dimethylazlactone) with Degradable Polyamine Building Blocks.</a> Biomacromolecules. 17 (9), 3067-3075 (2016).</li>
<li>Schmitt, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peptide+Conjugation+to+a+Polymer+Coating+via+Native+Chemical+Ligation+of+Azlactones+for+Cell+Culture%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Peptide Conjugation to a Polymer Coating via Native Chemical Ligation of Azlactones for Cell Culture.</a> Biomacromolecules. 17 (3), 1040-1047 (2016).</li>
<li>Yu, Q., Cho, J., Shivapooja, P., Ista, L. K., López, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanopatterned+smart+polymer+surfaces+for+controlled+attachment%2C+killing%2C+and+release+of+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Nanopatterned smart polymer surfaces for controlled attachment, killing, and release of bacteria.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 5 (19), 9295-9304 (2013).</li>
<li>Jones, M. W., Richards, S., Haddleton, D. M., Gibson, M. I. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2012/py/c2py20757e/unauth">Poly (azlactone)s: versatile scaffolds for tandem post-polymerisation modification and glycopolymer synthesis.</a> Pilymer Chemistry UK. 4 (3), 717-723 (2013).</li>
<li>Barkakaty, B., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.5b02483">Amidine-Functionalized Poly (2-vinyl-4, 4-dimethylazlactone) for Selective and Efficient CO2 Fixing.</a> Macromolecules. 49 (5), (2016).</li>
<li>Cullen, S. P., Mandel, I. C., Gopalan, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-anchored+poly+%282-vinyl-4%2C+4-dimethyl+azlactone%29+brushes+as+templates+for+enzyme+immobilization%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Surface-anchored poly (2-vinyl-4, 4-dimethyl azlactone) brushes as templates for enzyme immobilization.</a> Langmuir. 24 (23), 13701-13709 (2008).</li>
<li>Schmitt, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyethylene+glycol+coatings+on+plastic+substrates+for+chemically+defined+stem+cell+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Healthcare+Materials%22%5BJournal%5D)">Polyethylene glycol coatings on plastic substrates for chemically defined stem cell culture.</a> Advanced Healthcare Materials. 4 (10), 1555-1564 (2015).</li>
<li>Yan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonleaching+Bacteria-Responsive+Antibacterial+Surface+Based+on+a+Unique+Hierarchical+Architecture%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Nonleaching Bacteria-Responsive Antibacterial Surface Based on a Unique Hierarchical Architecture.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (37), 24471-24481 (2016).</li>
<li>Li, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Creating+%26%2334%3Bliving%26%2334%3B+polymer+surfaces+to+pattern+biomolecules+and+cells+on+common+plastics%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Creating &#34;living&#34; polymer surfaces to pattern biomolecules and cells on common plastics.</a> Biomacromolecules. 14 (5), 1278-1286 (2013).</li>
<li>Brétagnol, F., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ppap.200600015/abstract">Surface functionalization and patterning techniques to design interfaces for biomedical and biosensor applications.</a> Plasma Processes and Polymers. (6-7), 443-455 (2006).</li>
<li>Thery, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micropatterning+as+a+tool+to+decipher+cell+morphogenesis+and+functions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Science%22%5BJournal%5D)">Micropatterning as a tool to decipher cell morphogenesis and functions.</a> Journal of Cell Science. 123 (Pt 24), 4201-4213 (2010).</li>
<li>Robertus, J., Browne, W. R., Feringa, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+control+over+cell+adhesive+properties+using+molecular-based+surface+engineering+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Soceity+Reviews%22%5BJournal%5D)">Dynamic control over cell adhesive properties using molecular-based surface engineering strategies.</a> Chemical Soceity Reviews. 39 (1), 354-378 (2010).</li>
<li>Kane, R. S., Takayama, S., Ostuni, E., Ingber, D. E., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patterning+proteins+and+cells+using+soft+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Patterning proteins and cells using soft lithography.</a> Biomaterials. 20 (23), 2363-2376 (1999).</li>
<li>Cattani-Scholz, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PNA-PEG+modified+silicon+platforms+as+functional+bio-interfaces+for+applications+in+DNA+microarrays+and+biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">PNA-PEG modified silicon platforms as functional bio-interfaces for applications in DNA microarrays and biosensors.</a> Biomacromolecules. 10 (3), 489-496 (2009).</li>
<li>Nie, Z., Kumacheva, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patterning+surfaces+with+functional+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Patterning surfaces with functional polymers.</a> Nature Materials. 7 (4), (2008).</li>
<li>Lokitz, B. S., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ma300991p">Manipulating interfaces through surface confinement of poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyldimethylazlactone), a dually reactive block copolymer.</a> Macromolecules. 45 (16), 6438-6449 (2012).</li>
<li>Kratochvil, M. J., Carter, M. C., Lynn, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amine-Reactive+Azlactone-Containing+Nanofibers+for+the+Immobilization+and+Patterning+of+New+Functionality+on+Nanofiber-Based+Scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Amine-Reactive Azlactone-Containing Nanofibers for the Immobilization and Patterning of New Functionality on Nanofiber-Based Scaffolds.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (11), 10243-10253 (2017).</li>
<li>Wancura, M. M., et al. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/pola.28664">Fabrication, chemical modification, and topographical patterning of reactive gels assembled from azlactone-functionalized polymers and a diamine.</a> Journal of Polymer Science Part A1. 55 (19), 3185-3194 (2017).</li>
<li>Hansen, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lectin-functionalized+poly+%28glycidyl+methacrylate%29-block-poly+%28vinyldimethyl+azlactone%29+surface+scaffolds+for+high+avidity+microbial+capture%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Lectin-functionalized poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyldimethyl azlactone) surface scaffolds for high avidity microbial capture.</a> Biomacromolecules. 14 (10), 3742-3748 (2013).</li>
<li>Masigol, M., Barua, N., Retterer, S. T., Lokitz, B. S., Hansen, R. R. <a target="_blank" href="https://avs.scitation.org/doi/full/10.1116/1.4991881">Chemical copatterning strategies using azlactone-based block copolymers.</a> Journal of Vacuum Science and TechnologyB. 35 (6), 06GJ01(2017).</li>
<li>Lokitz, B. S., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ma9015399">Dilute solution properties and surface attachment of RAFT polymerized 2-vinyl-4, 4-dimethyl azlactone (VDMA).</a> Macromolecules. 42 (22), 9018-9026 (2009).</li>
<li>Aden, B., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.6b01999">Assessing Chemical Transformation of Reactive, Interfacial Thin Films Made of End-Tethered Poly (2-vinyl-4, 4-dimethyl azlactone)(PVDMA) Chains.</a> Macromolecules. 50 (2), 618-630 (2017).</li>
<li>Hansen, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stochastic+assembly+of+bacteria+in+microwell+arrays+reveals+the+importance+of+confinement+in+community+development%5BTitle%5D)+AND+%22Public+Library+of+Science+One%22%5BJournal%5D)">Stochastic assembly of bacteria in microwell arrays reveals the importance of confinement in community development.</a> Public Library of Science One. 11 (5), e0155080(2016).</li>
<li>Vargis, E., Peterson, C. B., Morrell-Falvey, J. L., Retterer, S. T., Collier, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+retinal+pigment+epithelial+cell+patch+size+on+growth+factor+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The effect of retinal pigment epithelial cell patch size on growth factor expression.</a> Biomaterials. 35 (13), 3999-4004 (2014).</li>
<li>Tzvetkova-Chevolleau, T., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167931708005510">Microscale adhesion patterns for the precise localization of amoeba.</a> Microelectronic Engineering. 86 (4), 1485-1487 (2009).</li>
<li>Shelly, M., Lee, S., Suarato, G., Meng, Y., Pautot, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photolithography-Based+Substrate+Microfabrication+for+Patterning+Semaphorin+3A+to+Study+Neuronal+Development%5BTitle%5D)+AND+%22Semaphorin+Signaling%3A+Methods+and+Protocols%22%5BJournal%5D)">Photolithography-Based Substrate Microfabrication for Patterning Semaphorin 3A to Study Neuronal Development.</a> Semaphorin Signaling: Methods and Protocols. 1493, 321-343 (2017).</li>
<li>McDonald, J. C., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10634468">Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane).</a> Electrophoresis. 21 (1), 27-40 (2000).</li>
<li>Hansen, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+content+evaluation+of+shear+dependent+platelet+function+in+a+microfluidic+flow+assay%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">High content evaluation of shear dependent platelet function in a microfluidic flow assay.</a> Annals of Biomedical Engineering. 41 (2), 250-262 (2013).</li>
<li>Segalman, R. A., Yokoyama, H., Kramer, E. J. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/1521-4095(200108)13:15%3C1152::AID-ADMA1152%3E3.0.CO;2-5/full">Graphoepitaxy of spherical domain block copolymer films.</a> Advanced Materials. 13 (15), 1152-1155 (2001).</li>
<li>Stoykovich, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Directed+assembly+of+block+copolymer+blends+into+nonregular+device-oriented+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Directed assembly of block copolymer blends into nonregular device-oriented structures.</a> Science. 308 (5727), New York, N.Y. 1442-1446 (2005).</li>
<li>Craig, G. S., Nealey, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+block+copolymers+on+lithographically+defined+nanopatterned+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymer+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of block copolymers on lithographically defined nanopatterned substrates.</a> Journal of Polymer Science and Technology. 20 (4), 511-517 (2007).</li>
<li>Kodadek, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+microarrays%3A+prospects+and+problems%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Biology%22%5BJournal%5D)">Protein microarrays: prospects and problems.</a> Chemical Biology. 8 (2), 105-115 (2001).</li>
<li>Atsuta, K., Suzuki, H., Takeuchi, S. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0960-1317/17/3/011/meta">A parylene lift-off process with microfluidic channels for selective protein patterning.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 17 (3), 496(2007).</li>
<li>Ramanathan, M., Lokitz, B. S., Messman, J. M., Stafford, C. M., Kilbey, S. M. II <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2013/tc/c3tc00946g">Spontaneous wrinkling in azlactone-based functional polymer thin films in 2D and 3D geometries for guided nanopatterning.</a> Journal of Material Chemistry C. 1 (11), 2097-2101 (2013).</li>
<li>Suh, K. Y., Jon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+over+wettability+of+polyethylene+glycol+surfaces+using+capillary+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Control over wettability of polyethylene glycol surfaces using capillary lithography.</a> Langmuir. 21 (15), 6836-6841 (2005).</li>
<li>Buck, M. E., Lynn, D. M. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.201080085/abstract">Layer-by-Layer Fabrication of Covalently Crosslinked and Reactive Polymer Multilayers Using Azlactone-Functionalized Copolymers: A Platform for the Design of Functional Biointerfaces.</a> Advanced Engineering Materials. 13 (10), 343-352 (2011).</li>
<li>Ma, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trap+Effect+of+Three-Dimensional+Fibers+Network+for+High+Efficient+Cancer-Cell+Capture%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Healthcare+Materials%22%5BJournal%5D)">Trap Effect of Three-Dimensional Fibers Network for High Efficient Cancer-Cell Capture.</a> Advanced Healthcare Materials. 4 (6), 838-843 (2015).</li>
<li>Massad-Ivanir, N., Shtenberg, G., Tzur, A., Krepker, M. A., Segal, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+nanostructured+porous+SiO2+surfaces+for+bacteria+detection+via+%26%2334%3Bdirect+cell+capture%26%2334%3B%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Engineering nanostructured porous SiO2 surfaces for bacteria detection via &#34;direct cell capture&#34;.</a> Analytical Chemistry. 83 (9), 3282-3289 (2011).</li>
<li>Ilic, B., Craighead, H. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1023/A:1009911407093">Topographical patterning of chemically sensitive biological materials using a polymer-based dry lift off.</a> Biomedical Microdevices. 2 (4), 317-322 (2000).</li>
<li>Gates, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+approaches+to+nanofabrication%3A+molding%2C+printing%2C+and+other+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">New approaches to nanofabrication: molding, printing, and other techniques.</a> Chemical Reviews. 105 (4), 1171-1196 (2005).</li>
<li>Jonas, U., del Campo, A., Kruger, C., Glasser, G., Boos, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+assemblies+on+patterned+silane+layers%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+USA%22%5BJournal%5D)">Colloidal assemblies on patterned silane layers.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 99 (8), 5034-5039 (2002).</li>
<li>Qin, D., Xia, Y., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft+lithography+for+micro-and+nanoscale+patterning%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Soft lithography for micro-and nanoscale patterning.</a> Nature Protocols. 5 (3), 491-502 (2010).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W tym artykule przedstawiono trzy podejścia do wzorowania PGMA-b-PVDMA, z których każde ma swoje zalety i wady. Metoda lift-off parylenu jest uniwersalną metodą modelowania kopolimerów blokowych w rozdzielczości od mikro do nanoskali i była stosowana jako maska osadzania w innych systemach modelowania 33,34,35. Ze względu na stosunkowo słabą przyczepność powierzchni, szablon parylenu można łatwo usunąć z powierzchni prz...

Rozwijanie technik wytwarzania, które pozwalają na wszechstronną i precyzyjną kontrolę chemicznej i biologicznej funkcjonalności powierzchni, jest pożądane dla różnych zastosowań, od wychwytywania zanieczyszczeń środowiskowych po rozwój biosensorów nowej generacji, implantów i urządzeń do inżynierii tkankowej1,2. Polimery funkcjonalne są doskonałymi materiałami do dostrajania właściwości powierzchni za pomocą technik "szczepienia z" lub "szczepienia do" 3. Podejścia te pozwalają na kontrolę reaktywności powierzchni w oparciu o funkcjonalność chemiczną monomeru i masę cząsteczkową polimeru4,5,6. Polimery na bazie azlaktonu były intensywnie badane w tym kontekście, ponieważ grupy azlaktonowe szybko łączą się z różnymi nukleofilami w reakcjach otwierania pierścieni. Obejmuje to pierwszorzędowe aminy, alkohole, tiole i grupy hydrazynowe, zapewniając w ten sposób wszechstronną drogę do dalszej funkcjonalizacji powierzchni7,8. Folie polimerowe na bazie azlaktonu są wykorzystywane w różnych zastosowaniach środowiskowych i biologicznych, w tym w wychwytywaniu analitu9,10, hodowla komórkowa6,11 oraz powłoki przeciwporostowe/antyadhezyjne12. W wielu zastosowaniach biologicznych pożądane jest wzorowanie warstw polimerowych azlaktonu w skalach długości od nano do mikrometrów, aby ułatwić przestrzenną kontrolę prezentacji biomolekuł, interakcji komórkowych lub modulować interakcje powierzchniowe13,14,15,16,17,18. W związku z tym należy opracować metody wytwarzania, które zapewnią wysoką jednorodność wzoru i dobrze kontrolowaną grubość powłoki, bez uszczerbku dla funkcjonalności chemicznej19.
Niedawno, Lokitz i in. opracowali kopolimer blokowy PGMA-b-PVDMA, który był zdolny do manipulowania reaktywnością powierzchni. Bloki PGMA łączą się z powierzchniami zawierającymi tlenki, dając wysokie i przestrajalne gęstości powierzchni grup azlaktonowych20. Wcześniej opisywane metody modelowania tego polimeru w celu stworzenia biofunkcjonalnych interfejsów wykorzystywały tradycyjne podejścia fotolitografii odgórnej, które generowały niejednorodne warstwy polimerowe z obszarami tła zanieczyszczonymi resztkowym materiałem fotorezystu, powodując wysoki poziom niespecyficznych interakcji chemicznych i biologicznych21,22,23. W tym przypadku próby pasywacji obszarów tła powodowały reakcję krzyżową z grupami azlaktonowymi, pogarszając reaktywność polimeru. Biorąc pod uwagę te ograniczenia, niedawno opracowaliśmy techniki wzorzystego wzorzenia warstw pędzla (~90 nm) lub wysoce usieciowanych (~1-10 μm) PGMA-b-PVDMA na chemicznie lub biologicznie obojętne tła w sposób, który całkowicie zachowuje chemiczną funkcjonalność polimeru24. Przedstawione metody wykorzystują techniki lift-off parylenu, montażu sterowanego interfejsem (IDA) oraz niestandardowych technik druku mikrokontaktowego (μCP). Wysoce szczegółowe metody eksperymentalne dla tych podejść do wzorców, a także krytyczne charakterystyki filmów oraz wyzwania i ograniczenia związane z każdą techniką są przedstawione w formie pisemnej i wideo.

<table><tbody><tr><td><mocny>Materiał</mocny></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>etanol, &ge; 99.5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td> <td>459844-HCL</td></tr><tr><td>, 1.019 N in H2O</td><td>Fluka Analytical</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>318949-aceton, &ge; 99.5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>320110-Benzen</td><td></td></tr><tr><td>, &ge; 99.9%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>270709</td><td>-</td></tr><tr><td>Izopropanol, odczynnik ACS, &ge; 99,5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>190764</td><td></td></tr><tr><td>Hexane</td><td>Fisher Chemical</td><td>H292-4-Argon</td><td></td></tr> <tr><td></td><td>Matheson Gas</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>G1901175-tetrahydrofuran (THF), &ge; 99,9%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>401757-Pluronic F-127</td><td>Sigma-Aldrich</td> P2443-Polidimetylosiloksan <td></td><td></td></tr><tr><td>(PDMS) Slygard 184</td><td>Dow Corning</td><td></td><td>4019862-trichloro</td></tr> <tr><td>(1H,1H,2H,2H-perfluorooktylo)silan (TPS), 97%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>448931</td><td>Jest toksyczny. Pracuj z nim pod maską</td></tr><tr><td>Bezwodny chloroform, &ge; 99%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td> <td>372978-Positive</td></tr> <tr><td>Photoresist AZ1512</td><td>MicroChemicals</td><td>AZ 1512</td><td>bursztynowo-czerwona ciecz, gęstość 1,083 g/cm3, etap wirowania należy wykonać pod maską</td></tr><tr><td>Developer AZ 300 MIF</td><td>MicroChemicals</td><td>AZ300 MIF</td><td>klarowna bezbarwna ciecz o lekkim zapachu aminowym i gęstości 1 g/cm3</td></tr><tr><td>1,2-Vinyl-4,4-dimetyloazlakton (VDMA)</td><td>Isochem North America, LLC</td><td></td> VDMA-2-cyjano-2-propylotritiowęglan <td></td></tr><tr><td>dodecylu (CPDT)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>723037-2,2&prime;-Azobis (4metoksy-2,4-dimetylowaleronitryl) (V-70)</td><td>Wako Specjalistyczne chemikalia Nr</td><td>CAS 15545-97-8, Nr EINECS 239-593-8-Parylene</td><td></td></tr> <tr><td>N</td><td>Specjalistyczne systemy powłokowe</td><td>15B10004</td><td>-</td></tr><tr><td>Nazwa</td><td>Firma</td><td>Numer katalogowy</td><td>Komentarze</td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Parylene</td><td>Coater Specjalistyczne systemy powlekania</td><td>SCS Labcoater (PDS 2010)</td><td>-</td></tr><tr><td>System wyrównywania maski</td><td>Neutronix Quintel</td><td>NXQ8000</td><td>-</td></tr><tr><td>Oxygen Plasma Etcher</td><td>Oxford Instruments</td><td>Plasma Lab System 100-Surface</td><td></td></tr> <tr><td>Profilometer</td><td>Veeco</td><td>Dektak 150</td><td>Typ skanowania był standardowy. Czas trwania i siła skanowania wynosiły odpowiednio 120 s i 1 mg.</td></tr><tr><td>Mikroskop pionowy Brightfield</td><td>Olympus Corporation</td><td>BX51-Plazma</td><td></td></tr> <tr><td>tlenowa&nbsp; Cleaner</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-001-HP-Tłumiona</td><td></td></tr> <tr><td>spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera (ATR-FTIR)</td>Mikroskopia sił atomowych <td>Perkin Elmer</td><td>ATR-FTIR 100-Mikroskopia</td><td></td></tr> <tr><td>sił atomowych (AFM)</td><td>Mikroskop sił atomowych PicoPlus Wsporniki</td><td></td> <td>Veeco MLCT-E ze stałą sprężystości 0,5 N / m. Prędkości skanowania wahały się od 0,25 do 1 Hz.</td></tr><tr><td>Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM)</td><td>Hitachi Science Systems Ltd., Tokio, Japonia-</td><td></td><td>-</td></tr><tr><td>Stacja robocza narzędzi obrotowych</td><td>Dremel</td><td>Model 220-01-Powlekarka</td><td></td></tr> <tr><td>wirowa</td><td>Inteligentna powlekarka</td><td>SC100-Piec</td><td></td></tr> <tr><td>próżniowy</td><td>Yamato Scientific Co.</td><td>PCD-C6(5)000)</td><td>-</td></tr><tr><td>Chromatografia wykluczania wielkości (SEC)</td><td>Moduł separacji Waters Alliance 2695</td><td>720004547EN-Detektor</td><td></td></tr> <tr><td>indeksu refrakcji (RI)</td><td>Waters</td><td>Model 2414-Detektor</td><td></td></tr> <tr><td>fotodiodowy</td><td></td><td>Waters Model 2996,</td> <td>716001286-Detektor</td></tr> <tr><td>wielokątowego rozpraszania światła (MALS)</td><td>Wyatt Technology</td><td></td> <td>miniDAWN TREOS II-Wiskozymetr</td></tr><tr><td></td><td>Wyatt Technology</td><td>Viscostar-PLgel</td><td></td></tr> <tr><td>5 & mikro; m kolumny mixed-C (300 x 7,5 mm)</td><td>Agilent</td><td>5 &micro; m mieszane kolumny</td><td></td></tr> <tr><td>C-Elipsometr</td><td>J. A. Woollam</td><td>alpha-SE</td><td>model Cauchy'ego, warstwy PGMA i PVDMA miały współczynniki załamania światła 1,50 i 1,52 przy 632 nm</td></tr><tr><td>Ultradźwiękowy Sonikator</td><td>Fischer Scientific</td><td>FS-110H</td><td>-</td></tr></tbody></table>

wytwarzanie powierzchni reaktywnych za pomocą pędzlowych i usieciowanych warstw kopolimerów blokowych funkcjonalizowanych azlaktonem

Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers

W tym artykule przedstawiono metody wytwarzania, które generują nowe powierzchnie przy użyciu kopolimeru blokowego na bazie azlactonu, poli (metakrylanu glicydylu)-block-poly (azlakton winylu-dimetylu) (PGMA-b-PVDMA). Ze względu na wysoką reaktywność grup azlaktonowych w stosunku do grup aminowych, tiolowych i hydroksylowych, powierzchnie PGMA-b-PVDMA mogą być modyfikowane cząsteczkami wtórnymi w celu stworzenia chemicznie lub biologicznie funkcjonalizowanych interfejsów do różnych zastosowań. Wcześniejsze doniesienia o wzorzystych interfejsach PGMA-b-PVDMA wykorzystywały tradycyjne techniki modelowania z góry na dół, które generowały niejednorodne filmy i słabo kontrolowane związki chemiczne tła. W tym miejscu opisujemy niestandardowe techniki modelowania, które umożliwiają precyzyjne osadzanie wysoce jednorodnych folii PGMA-b-PVDMA na tłach, które są chemicznie obojętne lub mają właściwości odpychające biomolekuły. Co ważne, metody te mają na celu osadzanie folii PGMA-b-PVDMA w sposób, który całkowicie zachowuje funkcjonalność azlaktonu na każdym etapie przetwarzania. Wzorzyste folie wykazują dobrze kontrolowane grubości, które odpowiadają szczotkom polimerowym (~90 nm) lub wysoce usieciowanym strukturom (~1-10 μm). Wzory szczotek są generowane przy użyciu opisanych metod unoszenia parylenu lub montażu kierowanego przez interfejs i są przydatne do precyzyjnej modulacji ogólnej reaktywności chemicznej powierzchni poprzez dostosowanie gęstości wzoru PGMA-b-PVDMA lub długości bloku VDMA. W przeciwieństwie do tego, grube, usieciowane wzory PGMA-b-PVDMA są uzyskiwane przy użyciu niestandardowej techniki druku mikrokontaktowego i oferują korzyść w postaci większego obciążenia lub wychwytywania materiału wtórnego dzięki wyższym stosunkom powierzchni do objętości. Omówiono szczegółowe etapy eksperymentu, krytyczne charakterystyki filmu i przewodniki rozwiązywania problemów dla każdej metody wytwarzania.

Pomiary kąta zwilżania mogą być wykorzystane do oceny funkcjonalizacji krzemu za pomocą PGMA-b-PVDMA. Rycina 1 przedstawia kąt zwilżania podłoża krzemowego podczas poszczególnych etapów procesu. Zachowanie hydrofilowe podłoża krzemowego oczyszczonego plazmowo pokazano w Rycina 1BKąt zwilżania po nanoszeniu polimeru metodą spin coatingu i wyżarzaniu wynosi 75° ± 1°(Ryc. 1C) co jes...

Opisano metody wytwarzania powierzchni do wzorzystego osadzania pędzli o grubości nanometrów lub usieciowanych warstw o grubości mikronów kopolimeru blokowego azlactonu. Omówiono krytyczne etapy eksperymentalne, reprezentatywne wyniki i ograniczenia każdej metody. Metody te są przydatne do tworzenia funkcjonalnych interfejsów z dostosowanymi cechami fizycznymi i przestrajalną reaktywnością powierzchni.

Wytwarzanie powierzchni reaktywnych za pomocą pędzlowych i usieciowanych warstw kopolimerów blokowych funkcjonalizowanych azlaktonem

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl ...

Przedstawione metody wykorzystują parylenowy interfejs liftoff, ukierunkowany montaż i niestandardowe techniki druku mikrokontaktowego. Metody te mają na celu zapewnienie wysokiej jednorodności i kontroli nad grubością polimeru wzorcowego. Metody te są również zaprojektowane do osadzania folii PVDMA blokowych PGMA przy jednoczesnym całkowitym zachowaniu wszechstronnej funkcjonalności azlactonu, ponieważ grupy azlaktonowe mogą szybko łączyć się z nukleofilami w reakcjach dodawania do otwarcia pierścienia.Folie polimerowe na bazie azlaktonu są stosowane w wielu różnych zastosowaniach środowiskowych i biologicznych, w tym w wychwytywaniu analitów, hodowli komórek oraz powłokach przeciwporostowych i antyadhezyjnych. Aby rozpocząć procedurę, przygotuj pięć mililitrów jednoprocentowego roztworu wagowego PGMA b PVDMA w bezwodnym chloroformie. Następnie włącz oczyszczacz plazmowy i umieść w komorze podłoże krzemowe o wymiarach dwa centymetry na dwa centymetry z warstwą parylenu N o grubości 80 nanometrów lub jednej nanometrowej.Przepompuj w dół komory do ciśnienia wakuometru poniżej 400 militorów. Lekko otwórz zawór dozujący i pozwól, aby powietrze dostało się do komory. Poczekaj, aż ciśni

fabricating-reactive-surfaces-with-brush-like-crosslinked-films

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Interesujące są rusztowania zdolne do dopasowania się do ubytków kostnych czaszkowo-szczękowo-twarzowych (CMF), wykazując jednocześnie osteoprzewodnictwo i bioaktywność. Protokół ten opisuje przygotowanie rusztowania z pamięcią kształtu na bazie dikrylanu polikaprolaktonu (PCL-DA) przy użyciu metody odlewania rozpuszczalnikiem i ługowania cząstek stałych (SCPL) z wykorzystaniem stopionej matrycy solnej i nałożeniu bioaktywnej powłoki polidopaminowej .

Produkcja bioaktywnego, opartego na PCL "samodopasowanego" rusztowania polimerowego z pamięcią kształtu

Dwu- i trójwymiarowe superhydrofobowe materiały polimerowe są przygotowywane przez elektroprzędzenie lub elektronatryskiwanie biodegradowalnych polimerów zmieszanych z polimerem o niższej energii powierzchniowej o podobnym składzie.

Wytwarzanie superhydrofobowych materiałów polimerowych do zastosowań biomedycznych

Nanoskalowane powierzchnie wysp morskich złożone z termoczułych kopolimerów blokowych zostały wytworzone metodą Langmuira-Schaefera do kontrolowania spontanicznej adhezji i odklejania komórek. Uwidoczniono zarówno przygotowanie powierzchni, jak i adhezję i odklejanie się komórek na powierzchni.

Przygotowanie termoczułych powierzchni nanostrukturalnych dla inżynierii tkankowej

Przedstawiono nowatorską metodologię syntezy i programowania elastomerów ciekłokrystalicznych w łańcuchu głównym przy użyciu dostępnych na rynku monomerów wyjściowych. Szeroki zakres właściwości termomechanicznych został dostosowany poprzez dostosowanie ilości środka sieciującego, podczas gdy wydajność uruchamiania zależała od wielkości zastosowanego naprężenia podczas programowania.

Synteza programowalnych elastomerów ciekłokrystalicznych w łańcuchu głównym z wykorzystaniem dwuetapowej reakcji tiolowo-akrylowej

Przedstawiamy protokół syntezy hydrożeli funkcjonalizowanych RGD jako urządzeń do dostarczania komórek i leków. Procedura polega na katalizowanej miedzią cykloaddycji alkinowo-azydkowej (CuAAC) pomiędzy modyfikowanym alkinami kwasem poliakrylowym (PAA) a pochodną azydku RGD. Hydrożele powstają w procesie polikondensacji wspomaganej mikrofalami i badane są ich właściwości fizykochemiczne.

Synteza hydrożeli funkcjonalizowanych RGD jako narzędzie do zastosowań terapeutycznych

Opisane są protokoły wytwarzania degradowalnych termoresponsywnych hydrożeli opartych na sieciowaniu hydrazonów polimerowych oligomerów na skalę masową, mikroskalową i nanoskalę, przy czym ta ostatnia służy do przygotowania zarówno nanocząstek żelowych, jak i nanowłókien.

Wytwarzanie degradowalnych termoczułych hydrożeli w różnych skalach długości za pomocą wytłaczania reaktywnego, mikrofluidyki, samoorganizacji i elektroprzędzenia

Prezentowana jest prosta metoda wytwarzania nano-mikro wieloskalowych struktur dla funkcjonalnych powierzchni, poprzez agregację nanowłókien wytworzonych za pomocą anodowego filtra z tlenku glinu.

Wieloskalowe struktury agregowane za pomocą nadrukowanych nanowłókien dla powierzchni funkcjonalnych

Przedstawiono protokół przygotowania szczepionych kulek krzemionkowych z poli(pentafluorofenylu akrylanu) (poli(PFPA)). Funkcjonalizowana powierzchnia poli(PFPA) jest następnie unieruchamiana przeciwciałami i z powodzeniem wykorzystywana do separacji białek poprzez immunoprecypitację.

Przygotowanie funkcjonalizowanych kulek SiO2 z poli(pentafluorofenylu) do oczyszczania białek

Samoorganizacja sterowana krystalizacją (CDSA) wykazuje unikalną zdolność do wytwarzania cylindrycznych nanostruktur o wąskich rozkładach długości. Wykazano organokatalizowaną polimeryzację ε-kaprolaktonu z otwarciem pierścienia oraz późniejsze wydłużenia łańcuchów metakrylanu metylu i N,N-dimetyloakrylamidu. Przedstawiono żywy protokół CDSA, który wytwarza cylindry monodyspersyjne o długości do 500 nm.

Synteza monodyspersyjnych cylindrycznych nanocząstek poprzez samoorganizację biodegradowalnych kopolimerów blokowych sterowaną krystalizacją

Obecny protokół opisuje cyfrowy druk 3D materiałów polimerowych oparty na przetwarzaniu światła przy użyciu fotoinicjowanej odwracalnej polimeryzacji łańcuchowej addycyjno-fragmentacyjnej typu I i późniejszej post-funkcjonalizacji materiału in situ poprzez polimeryzację za pośrednictwem powierzchni. Fotoindukowany druk 3D zapewnia materiałom niezależnie dopasowane i kontrolowane przestrzennie właściwości sypkie i międzyfazowe.

Druk 3D i modyfikacja powierzchni in situ za pomocą fotoinicjowanej odwracalnej polimeryzacji łańcuchowej addycyjno-fragmentacyjnej typu I

Protokół ten przedstawia metodę indukowaną światłem do wytwarzania śliskich, trójwymiarowych struktur poprzez sekwencyjne cyfrowe wzorowanie i szczepienie na nanoporowatych powierzchniach pokrytych silanem. To podejście umożliwia kontrolowane przestrzennie tworzenie śliskich obszarów, umożliwiając wzorzystą odstraszaczność cieczy oraz ilościową analizę śliskości między warstwami, z zastosowaniami w manipulacji płynami i inżynierii powierzchni.

Wzorowanie i szczepienie światłem dla śliskich powierzchni na podstawie nanoporowatych struktur powlekanych silanem

Poznaj metody wytwarzania powierzchni reaktywnych z użyciem azlaktonowych kopolimerów blokowych. Techniki parylen liftoff i mikrokontaktowego druku umożliwiają precyzyjną kontrolę grubości filmów polimerowych.

Wytwarzanie powierzchni reaktywnych za pomocą pędzlowych i usieciowanych warstw kopolimerów blokowych funkcjonalizowanych azlaktonem (Wideo) | JoVE Journal

Wytwarzanie powierzchni reaktywnych za pomocą pędzlowych i usieciowanych warstw kopolimerów blokowych funkcjonalizowanych azlaktonem

Przeglądaj więcej filmów