Summary
طريقة تصنيع أقطاب إينتيرديجيتاتيد غرامة (الفجوة والعرض: 20 ميكرومتر) على طرف إبرة حقن (القطر: ميكرومتر 720) يتجلى في استخدام رذاذ الطلاء والنبائط غشاء مرن في عملية الطباعة التصويرية.
Abstract
لدينا عرض أسلوب تصنيع لمقاومة الكهربائية التحليل الطيفي (EIS)-في--إبرة (دهر: نظام المعلومات البيئية في إبرة) تحديد موقع الأنسجة المستهدفة في الجسم عن طريق قياس وتحليل الاختلافات في مقاومة كهربائية بين بيوتيسويس متباينة. وتصف هذه الورقة طريقة تصنيع أقطاب إينتيرديجيتاتيد غرامة (IDEs) على طرف إبرة حقن باستخدام الواقي الضوئي رذاذ الطلاء والنبائط غشاء مرن في عملية الطباعة التصويرية. ويستخدم البولي ايثلين (الحيوانات الأليفة) حرارة انكمش أنبوب (HST) مع سمك جدار 25 ميكرومتر كطبقة العزل والتحييد. ويبين HST الحيوانات الأليفة متانة ميكانيكية أعلى مقارنة بالبوليمرات poly(p-xylylene)، والتي تستخدم على نطاق واسع كمادة طلاء عازل. وعلاوة على ذلك، يبين مقراب هابل الفضائي مقاومة كيميائية جيدة لمعظم الأحماض والقواعد، ومفيد للحد من الأضرار الكيميائية إلى أيون. استخدام أيون المفضل لا سيما لتوصيف المواد الكيميائية/الحيوية أو تصنيع باستخدام المواد الكيميائية الحمضية/الأساسي. الفجوة ملفقة والعرض من ايديس صغيرة بقدر 20 ميكرومتر، والعرض والطول من ايديس العامة هي 400 ميكرون و 860 ميكرومتر، على التوالي. الهامش تلفيق من الطرف (المسافة بين الحافة إبرة حقن ونقطة الانطلاق من ايديس) إبرة حقن صغيرة ك 680 ميكرومتر، مما يشير إلى أن الغزو المفرط دون داع إلى بيوتيسويس يمكن تجنبها خلال قياس مقاومة كهربائية. وقد دهر إمكانية عالية للاستخدام السريري، مثل الغدة الدرقية خزعات وإيصال الأدوية التخدير في مساحة العمود الفقري. علاوة على ذلك، حتى في الجراحة التي تنطوي على الاستئصال الجزئي للأورام، يمكن أن تستخدم في دهر للحفاظ عليها كأنسجة طبيعية كثير ممكن عن طريق الكشف عن الهامش الجراحية (الأنسجة العادية التي يتم إزالتها بالاستئصال الجراحي للورم) بين العادي و الأنسجة الآفة.
Introduction
الإبر إبر تستخدم على نطاق واسع في المستشفيات خزعات وإيصال الأدوية لأنها رخيصة الثمن وسهلة الاستخدام. كما أن لها خصائص ميكانيكية ممتازة على الرغم من طول القطر رقيقة وبنية ذات حواف حادة مناسبة للغزو. خلال خزعة، هي عينات الأنسجة المستهدفة في جوفاء إبرة حقن مع تخطيط الصدى التوجيه1. على الرغم من أن الموجات فوق الصوتية خالية من الإشعاع، وآمنة للأجنة والمرأة الحامل، ويوفر التصوير في الوقت الحقيقي، من الصعب رؤية الأجهزة التي تكون عميقة داخل الجسم، وخاصة في حالة المرضى الذين يعانون من السمنة المفرطة لأن الموجات فوق الصوتية لا يمكن اختراق الهواء أو الأنسجة الدهنية2. وبالإضافة إلى ذلك، جراح لا يمكن الحصول على معلومات متعمقة من الموجات فوق الصوتية ثنائية الأبعاد التي تستخدم تقليديا في معظم المستشفيات، ونتج عنه الحاجة إلى خزعات متعددة إذا كان الأطباء تفتقر إلى المهارة أو الخبرة. في إيصال الأدوية للتخدير الشوكي، تحديد الأطباء أن الإبرة قد بلغت مساحة العمود الفقري إذا كان يتدفق السائل الدماغي النخاعي (CSF) إلى الخلف في المحاقن أثناء إدخال الإبرة بعناية في ظهر المريض. بعد تأكيد ارتداد للخدمات القطرية، يتم حقن المخدرات التخدير في مساحة العمود الفقري3. ولكن الأطباء خطر اختراق أو قطع الألياف العصبية في مساحة العمود الفقري، يسبب ألما شديدا للمرضى وحتى الشلل النصفي4،5. وبالتالي، يتطلب هذا الإجراء أيضا طبيب ماهراً. أحد الحلول للتغلب عليها والتخفيف من حدة الصعوبات السالفة الذكر إضافة وظيفة تنقل إلى إبرة حقن حيث يمكن توفير معلومات موضوعية عن موقف الإبرة. وسيساعد هذا طبيب سهولة إجراء خزعة، وإيصال الأدوية، وحتى عملية جراحية دون الاعتماد على حكمهم التجريبية فقط.
لتعريب كهربائياً الأنسجة المستهدفة في الجسم، وابرة حقن إدراج التحليل الطيفي معاوقة كهربائية أدخلت الاستشعار (EIS) كنظام المعلومات البيئية-في--إبرة (دهر)6. ويستخدم أجهزة الاستشعار البيئية حاليا في مجال الهندسة الطبية الحيوية لتطبيقات مثل الحمض النووي كشف7،،من89، البكتيريا الفيروسات الكشف عن10،11،12 ، والتحليل في أنسجة خلايا/14،13،15،17،،من1618،19،20 , 21 , 22-"دهر" يمكن التمييز بين مواد متباينة في مجال تردد على أساس الموصلية الكهربائية وسماحيه. تم التحقق من قدرة التمييز أيون لمختلف مستويات تركيز الفوسفات مخزنة المالحة (PBS)23والخنزير الدهون/العضلات أنسجة6،23والأنسجة البشرية حتى عادي/سرطان الكلي24 ،25. هذه الإمكانية أيون يتوقع إلى حد كبير زيادة دقة خزعة عن طريق تحديد موقع الأنسجة المستهدفة استناداً إلى الاختلافات في مقاومة كهربائية بين الأنسجة الآفة المستهدفة والأنسجة الطبيعية المجاورة. بطريقة مماثلة، الاختلافات التحقيق في مقاومة كهربائية بين تعاطي المخدرات بالحقن الفضاء (مساحة العمود الفقري أو فوق الجافية) والمحيطة بالانسجة يمكن أن تساعد الأطباء تقديم المخدرات تخدير في موقع الهدف المحدد. وعلاوة على ذلك، يمكن أن تستخدم في دهر كهربائياً حفز الدماغ/العضلات، وكذلك فيما يتعلق بتحديد وجود هامش جراحي أمثل خلال العمليات الجراحية التي تنطوي على استئصال جزئي للورم، مثل استئصال جزئي، للحفاظ على كأنسجة طبيعية كثير ممكن.
واحدة من أكبر التحديات التي تواجه في أعمال أيون هو تلفيق أقطاب على سطح منحنى إبرة حقن بعد دائرة نصف قطرها صغير من انحناء. وقد اعتبر الزخرفة المعدنية مباشرة باستخدام عملية الطباعة التصويرية تقليدية كمناسبة لتصنيع الأقطاب الكهربائية الصغيرة الحجم على الركازة منحنية التي يبلغ قطرها عدة مليمترات أو أقل. حتى الآن، أساليب مختلفة، بما في ذلك إدخال الطباعة26، مرنة جاف الفيلم مقاوم الضوء27وموائع جزيئية الأسلوب28، نانويمبرينت الطباعة الحجرية29والطباعة الحجرية تناوب الركازة30, قد تم وعرض لاختلاق أنماط معدنية/البوليمر على سطح منحن. ومع ذلك، لا تزال هناك قيود بسبب متطلبات دهر، مثل الركيزة اللازمة مع قطرها أقل من 1 مم، وطول القطب إجمالي 20 مم أو أكثر والعرض والفجوة من أقطاب تتراوح بين عشرات ميكرومتر، وارتفاع حجم الإنتاج.
في هذه الدراسة، يقترح الزخرفة المعدنية مباشرة عن طريق استخدام الواقي الضوئي رذاذ الطلاء ومن النبائط غشاء مرن يدرك أقطاب الحجم الصغير على سطح منحنى إبرة حقن. قطر الإبرة يتم صغيرة ك 720 ميكرومتر (عيار 22)، الذي يستخدم على نطاق واسع خزعات وإيصال الأدوية في المستشفيات. كما يتم تقييم عائد إنتاج أسلوب التصنيع المقترح لتحديد جدوى إنتاج كميات كبيرة بسعر في متناول.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. الكهربائية العزل من إبرة حقن
ملاحظة: يعمل أنبوب تقليص حرارة شفافة (HST) للعزل الكهربائي من إبرة حقن هو 720 ميكرومتر في القطر و 32 ملم في الطول. HST مصنوع من البولي ايثلين (PET)، الذي يوضح مقاومة كيميائية جيدة لمعظم الأحماض والقواعد، والمتانة الميكانيكية ممتازة، وتوافق مع الحياة. القطر الداخلي الأولى وسمك الجدار مقراب هابل الفضائي هي 840 ميكرون و 25 ميكرومتر، على التوالي. القطر من مقراب هابل الفضائي يميل إلى تخفيض أكثر من 50% عند درجة حرارة 100 درجة مئوية، مع خفض أكبر في ارتفاع درجات الحرارة تصل إلى 190 درجة مئوية. ملاحظة أن الحيوانات الأليفة HST مادة ثرموستينغ التي تحتوي على خاصية أن تصبح الثابت وجامدة عندما يشفي بشكل دائم. يمكن ضبط حجم إبرة حقن وأنبوب انكماش تبعاً لغرض البحوث والتطبيقات. ويرد مجمل عملية تصنيع بيانيا في الشكل 1.
- قص مقراب هابل الفضائي لمدة من 3 سم. ضبط طول الأنبوب اعتماداً على عمق تغلغل إبرة حقن.
- أدخل إبرة حقن في قطع مقراب هابل الفضائي.
- تقليص حجم الأنبوب باستخدام بندقية حرارة عند درجة حرارة 150 درجة مئوية، ويتم تعيين إلى منع انكماش إضافي غير مرغوب فيه عندما يتم الجفاف في 105 درجة مئوية في عملية التنظيف (في الخطوة 1، 6).
- فصل إبرة حقن من مركزها.
- تنظيف إبرة حقن المعزولة من مقراب هابل الفضائي في حمام مائي (DI) منزوع (20 درجة مئوية) مع التحريض بالموجات فوق الصوتية في 30 كيلوهرتز و 350 W السلطة.
- يذوي إبرة حقن المعزولة من مقراب هابل الفضائي في هوتبلت عند 105 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.
2-الاتحاد الأفريقي الترسيب باستخدام اﻷخرق
ملاحظة: في هذه الدراسة، يتم استخدام عملية اﻷخرق الذي يتوفر على إيداع طبقة الاتحاد الأفريقي للأقطاب، على الرغم من أن عملية تبخر شعاع الإلكتروني يمكن أن يكون أسلوب بديل. لقد ثبت أن ارتفاع درجة الحرارة التي يسببها في عملية اﻷخرق ونادراً ما يسبب انكماش إضافي مقراب هابل الفضائي. ومع ذلك، عملية التي استمرت لأكثر من عدة دقائق قد الحرارة HST أعلى درجة حرارة الانكماش الأولية. يمكن أن يسبب هذا الانكماش إضافية من مقراب هابل الفضائي، أدى إلى زيادة في هامش تلفيق من التلميح.
- ترتيب الإبر إبر تنظيفها معزول قبل HST جنبا إلى جنب على شريحة زجاج باستخدام الشريط على الوجهين لترسب Cr/الاتحاد الأفريقي.
-
باستخدام معدات اﻷخرق، إيداع الجمهورية التشيكية والاتحاد الأفريقي على الإبر إبر تنظيفها معزول قبل مقراب هابل الفضائي.
ملاحظة: في هذه الحالة، السمك من الجمهورية التشيكية والاتحاد الأفريقي كانت 10 نانومتر و 100 نانومتر، على التوالي (Cr استخدمت لطبقة الالتصاق بين مقراب هابل الفضائي وطبقة الاتحاد الأفريقي).- ترتيب الإبر أكبر عدد ممكن بغية تخفيض وقت الإنتاج وتكلفة الإنتاج. استخدام شروط اﻷخرق أدناه إلى إيداع 10 نانومتر Cr و 100 نانومتر الاتحاد الأفريقي.
- للجمهورية التشيكية اﻷخرق، تعيين القطر المستهدف Cr: 4 بوصة، وطاقة الترددات اللاسلكية: 300 W، ضغط الأرجون: 5 متور، ومصراع فتح الوقت: 20 s (10 نانومتر).
- للاتحاد الأفريقي اﻷخرق، استخدم الاتحاد الأفريقي الهدف القطر: 4 بوصة، السلطة العاصمة: 300 W، ضغط الأرجون: 10 متور، ومصراع فتح الوقت: 80 s (100 nm).
3. رذاذ الطلاء
ملاحظة: منخفض-لزوجة (14 cp) يستخدم الواقي الضوئي في عملية طلاء رذاذ لزيادة كفاءة الرش. مقاوم الضوء يمكن تكون مغلفة بسهولة على الإبرة أضاف الاتحاد الأفريقي، فقط عندما يتم تسخين الإبرة.
- إصلاح إحدى الإبر إبر أضاف الاتحاد الأفريقي على شريحة زجاج باستخدام الشريط على الوجهين.
- مكان الزجاج الشريحة على تشاك من المغطى الرش التي يجري تسخين عند 100 درجة مئوية. انتظر 2-3 دقيقة حتى الإبرة يتم تسخينها بما فيه الكفاية.
- رش مقاوم الضوء على الإبرة أضاف الاتحاد الأفريقي أثناء تدفئة الإبرة عند 100 درجة مئوية. تنفيذ العملية رذاذ الطلاء باستخدام الشروط التالية. قطر فوهة تعيين: 400 ميكرون، وفوهة نقل السرعة: 70 ملم/s، ورذاذ الضغط: 500 من الجيش الشعبي الكوري، والمسافة بين الفوهة وتشاك: 13.5 سم.
- بعد الانتهاء من رش طلاء، ترك الشريحة الزجاجية على تشاك عند 100 درجة مئوية لمدة 3 دقيقة لأداء عملية الخبز ناعمة.
- تفقد نتيجة استخدام مجهر تعيين إلى 100 X التكبير لتحديد ما إذا كان مقاوم الضوء هي مغلفة موحد على الإبرة أضاف الاتحاد الأفريقي.
4. التعرض للأشعة فوق البنفسجية وتطوير
ملاحظة: بشكل عام، قبل التعرض للأشعة فوق البنفسجية، النبائط غشاء مرن هو تعلق على لوحة مسطحة شفافة لإزالة الفجوة الجوية بين النبائط والعينة للتعرض للأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك، في هذه الدراسة، يستخدم النبائط دون لوحة مسطحة شفافة لتحقيق المعدن مباشرة الزخرفة على سطح منحنى إبرة حقن. كونفورمابلي بنت يمكن النبائط على طول منحنى إبرة حقن لتحقيق أفضل الزخرفة القرار ممكناً مع راصفة الاتصال. الانحناء يسمح النبائط مرنة للحفاظ على منطقة الاتصال بين النبائط والسطح المنحنى لابره حقن كبيرة بقدر الإمكان. أخذ رطب النقش عملية (ليس عملية انطلاقة) للمعادن الزخرفة في الاعتبار، استخدام الواقي الضوئي إيجابيا أكثر فائدة من استخدام الواقي الضوئي السلبية. وهذا لأن المنطقة بأكملها باستثناء نمط القطب شفافة، وبالتالي توفير مجال رؤية واسعة لسهولة التوفيق بين نمط القطب مع مركز الإبرة.
-
لتقليل خطأ آسفين، ببطء رفع لوحة عينة عقد بحرية منقولة حتى أنها تجري اتصالات تماما لوحة النبائط-عقد ثابت. ثم، إصلاح لوحة نموذج عقد استخدام مضخة هوائية.
- القيام بهذه العملية لتجنب ربما أنماط غير مرغوب فيها، والتي قد شكلت ببعثرة ضوء الأشعة فوق البنفسجية في فجوة الهواء، والناجمة عن جهة الاتصال غير كاملة بين العينة والنبائط.
ملاحظة: بالإضافة إلى ذلك، تقليل الخطأ آسفين يضمن أن إبرة حقن المغلفة بمقاوم الضوء يتحرك عند أنها تجري اتصالات من النبائط فيلم في محاذاة الخطوة التالية، على الرغم من أن سطح الاتصال إبرة حقن بشكل دائري.
- القيام بهذه العملية لتجنب ربما أنماط غير مرغوب فيها، والتي قد شكلت ببعثرة ضوء الأشعة فوق البنفسجية في فجوة الهواء، والناجمة عن جهة الاتصال غير كاملة بين العينة والنبائط.
- ضع إبرة حقن المغلفة بمقاوم الضوء على اللوحة الاحتفاظ بعينه الراصفه.
-
محاذاة الصورة المسقطة من إبرة حقن المغلفة بمقاوم الضوء مع نمط المحاذاة من النبائط الفيلم.
ملاحظة: في هذه الحالة، تم تصميم نمط المحاذاة من النبائط الفيلم كخطين متوازيين على مسافة 800 ميكرون، النظر في سمك مقراب هابل الفضائي ومقاوم الضوء المغلفة.- قم بمحاذاة خطوط الحدود اثنين من الصورة المتوقعة مع اثنين من خطوط المحاذاة موازية من النبائط (الشكل 1e)؛ وهكذا، يمكن وضع إبرة حقن المغلفة بمقاوم الضوء في وسط اثنين من خطوط المحاذاة موازية، مع وجود خطأ محاذاة من 10 ميكرون أو أقل.
- رصد عملية المحاذاة في الوقت الحقيقي من خلال شاشة عرض متصل بالكاميرا جهاز اقتران (CCD) والمجهر.
- إحضار إبرة حقن المغلفة بمقاوم الضوء اتصال مع النبائط المرونة الثابتة ببطء رفع الإبرة نحو النبائط.
- القيام بالتعرض للأشعة فوق البنفسجية لمدة 30 ثانية (كثافة الأشعة فوق البنفسجية: 15 مللي جول/سم2) واتبع ذلك بعملية تطوير لمدة 3 دقائق.
- شطف المطور من العينة باستخدام المياه دي.
- تفقد النتيجة من خلال مجهر لتحديد ما إذا كان مقاوم الضوء هو وضوح منقوشة على إبرة حقن أضاف الاتحاد الأفريقي تعيين إلى 200 X التكبير. إذا لم تتم إزالة الواقي الضوئي مكشوفة تماما بعد عملية نامية، كرر العملية النامية فترات ق 30.
5-الجمهورية التشيكية والاتحاد الأفريقي الرطب النقش
تحذير: تجنب الجلد/العين الاتصال مع منمشات الرطب الجمهورية التشيكية والاتحاد الأفريقي.
- استخدام الملاقط فصل العينة (إبرة حقن منقوشة مقاوم الضوء) ثابتة على الشريحة الزجاجية.
- تزج العينة في تنميش الرطب الاتحاد الأفريقي لمدة 1 دقيقة.
- شطف تنميش الاتحاد الأفريقي من العينة باستخدام المياه دي.
- تفقد النتيجة من خلال مجهر تعيين إلى 200 X التكبير. إذا كان الذهب لتكون إزالتها لا تزال بقايا، كرر الرطب النقش العملية فترات ق 10. وقت النقش الرطب مفرطة طويلة يجعل الكهربائي إينتيرديجيتاتيد (IDE) أرق.
- تزج العينة في تنميش Cr لمدة 30 ثانية.
- شطف تنميش Cr من العينة باستخدام المياه دي.
6-إزالة بقايا مقاوم الضوء والتخميل
- تزج العينة (إبرة حقن معدنية منقوشة) في حل الأسيتون لمدة 1 دقيقة.
- شطف العينة مع الماء دي ويذوي ذلك على لوحة الساخن عند 105 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.
- للكهربائية التخميل من خطوط الاتصال، قطع الأنبوبة انكمش حيث يكون من 2-3 مم أطول من مسرى (20 مم، أقصى عمق لاختراق)، كما هو مبين في الشكل 2، لأنه سيتم تخفيض طول مقراب هابل الفضائي بعد أن ينكمش مقراب هابل الفضائي.
- بعد تحديد المواقع HST قدر الإمكان من نهاية IDE، رفع درجة حرارة مقراب هابل الفضائي باستخدام بندقية حرارة عند 150 درجة مئوية إلى محكم تخميل الإبرة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
أقطاب إينتيرديجيتاتيد (IDEs)، كما هو مبين في الشكل 2، ينتج في منطقة الاستشعار عن فعالية أكبر على سطح محدودة مقارنة بالأشكال الأخرى من أقطاب. الطول الكلي من ايديس صمم ليكون مكم 860 لكشف وتحليل التغيرات مقاومة في أقل من فترات 1 ملم في بيوتيسويس، التي ستوفر دقة تحديد عالية في إجراءات التسليم خزعة والمخدرات. يتم عرض إجمالي من ايديس 400 ميكرون، وبعدا هندسيا عمليا على سطح منحنى إبرة حقن عند استخدام عملية الطباعة التصويرية المقترحة. الفجوة والعرض من ايديس صغيرة بقدر 20 ميكرومتر، الذي يقع بالقرب من أبعاد الحد الأدنى النبائط الفيلم متوفرة تجارياً. عمق الاختراق الحد الأقصى من دهر في بيوتيسويس يهدف إلى أن يكون 20 ملم، النظر في خزعات البروستات الغدة الدرقية/والتخدير الشوكي. يمكن ضبط الطول الإجمالي لايون استناداً إلى التطبيق.
كما هو موضح في الشكل 3، ايديس ملفقة بنجاح على طرف إبرة حقن مع قطر 720 ميكرومتر. جرعة زائدة من خلال الأشعة فوق البنفسجية الطباعة الحجرية وكان المطلوب للتعويض عن الخلل جرعة الأشعة فوق البنفسجية الناشئة عن الكمال الاتصال بين الخارجي جزء من النبائط والسطح المنحنى لابره حقن. وهذا إلى زيادة الفجوة وإنقاص عرض ايديس في حالة مقاوم الضوء إيجابية. لحل الأثر السلبي للتغيرات الأبعاد، صممت العرض والفجوة عمدا ميكرون 25 و 15 ميكرون في النبائط، على التوالي. وبالتالي، كلا من العرض والفجوة من ايديس يمكن تكون بنجاح ملفقة لتكون 20 ميكرومتر بالاستفادة المثلى من وقت التعرض للأشعة فوق البنفسجية. الهامش تلفيق من طرف إبرة حقن صغيرة ك 680 ميكرومتر، مما سيؤدي إلى تجنب غزو المفرطة دون داع إلى بيوتيسويس أثناء قياس مقاومة كهربائية. كان يعمل HST الحيوانات الأليفة كطبقة العزل الكهربائي في ايديس وخطوط الاتصال، وأيضا كطبقة التخميل الكهربائية لخطوط الاتصال. ميزات HST منخفضة الموصلية الكهربائية/سماحية، الخصائص الميكانيكية دائم مقارنة بوليمر poly(p-xylylene) الطلاء، المواد الكيميائية المقاومة لمعظم الأحماض والقواعد، وتوافق مع الحياة.
من وجهة نظر المتانة الميكانيكية، فشل الجهاز (على سبيل المثال، طبقة العزل طبقة التخميل واقطاب تقشير قبالة) لم يلاحظ حتى بعد اقتحام بيوتيسويس أكثر من 100 مرة، بينما بوليمر poly(p-xylylene) مع جدار سمك 1.5 ميكرومتر لا تحمل اختراق أنسجة الخنزير أكثر من 20 مرة. يشير هذا إلى أن HST الحيوانات الأليفة وأظهر الالتصاق قوية مع أقطاب محببة، فضلا عن متانة عالية للتجارب السريرية. وعلاوة على ذلك، مقراب هابل الفضائي يظهر مقاومة كيميائية جيدة لمعظم الأحماض والقواعد، التي تمكن من دهر للكشف عن الخصائص الكهربائية لمختلف أنواع المواد الكيميائية أو الحيوية وتحافظ مقراب هابل الفضائي دائم خلال ترسب الكهروكيميائية لأقطاب الاتحاد الأفريقي باستخدام حل حمض (ح2هكذا4). في عملية الترسيب الكهروكيميائية، طبقة القطب الاتحاد الأفريقي يميل إلى ينمو في هياكل صنع القرار البيئي، الذي يسمح لمنطقة فعالة من أقطاب الاستشعار زيادة كبيرة في مساحة محدودة من الإبرة لتحقيق حساسية أعلى.
لتقييم القدرة على التمييز أيون وعمقه التنميط القدرة في بيوتيسوي، تركيز مختلف مستويات برنامج تلفزيوني وأنسجة الخنزير الطبقات الأربعة كانوا يعملون، على التوالي23. محلل مقاومة كان متصلاً أيون وجهاز كمبيوتر محمول، كما هو مبين في الشكل 4. للاضطلاع بعمق التنميط في أنسجة الخنزير الطبقات الأربع، ثابتة في دهر إلى وحدة تحكم الارتفاع، مع قرار من 10 ميكرون. أعدت مختلف مستويات تركيز برنامج تلفزيوني ك 1 x، 0.5 × 0.25 × 0.125 x و 0.0625 x، بتمييع متسلسل برنامج تلفزيوني 1 x مع المياه دي. أطوال خطوط ايديس والاتصال التي استخدمت في التجربة كانت 300 ميكرون و 28 ملم، على التوالي. أيون بنجاح كما هو موضح في الشكل 5a، يمكن أن تميز مختلف مستويات تركيز برنامج تلفزيوني. نظراً لأن برنامج تلفزيوني 1 x كان المخفف متسلسل بالمياه دي، انخفض الموصلية الكهربائية لبرنامج تلفزيوني المخفف بسبب الموصلية الصغيرة جداً من المياه دي. وبالتالي، زيادة حجم مقاومة كمستوى تركيز برنامج تلفزيوني انخفض. استناداً إلى القدرة على التمييز من دهر، التنميط عمق النسيج الخنزير الطبقات أربعة أجريت في تواتر 1 ميغاهرتز، والتي تقرر كتواتر الأمثل في ابحاثنا السابقة. تم إدراجه أيون في أنسجة الخنزير الطبقات الأربع في زيادات بمقدار 1 مم. كما هو موضح في الشكل 5 (ب)، كان وضوح تميز حجم مقاومة تقاس من الأنسجة الدهنية عن أنسجة العضلات، حسب عمق الاختراق أيون.
رقم 1: التخطيطي الشامل نظام المعلومات البيئية-في--إبرة (دهر) عملية تلفيق. (أ) إعداد إبرة حقن، (ب) العزل الكهربائي للحرارة باستخدام إبرة حقن تقليص أنبوب (HST، سمك الجدار: 25 ميكرومتر)، ترسب (ج) Cr/الاتحاد الأفريقي باستخدام اﻷخرق أو مبخر، (د) رش طلاء مقاوم الضوء (نوع الإيجابية)، (ه) عملية المحاذاة من النبائط الفيلم والمغلفة بمقاوم الضوء إبرة حقن متبوعاً بالتعرض للأشعة فوق البنفسجية. النبائط الفيلم يتضمن أنماط من أقطاب إينتيرديجيتاتيد (IDEs) وخط المحاذاة، وعملية التنمية (و) ، (ز) Cr/الاتحاد الأفريقي الرطب النقش، (ح) إزالة الواقي الضوئي المتبقية باستخدام الأسيتون، (ط) التخميل في خطوط اتصال باستخدام مقراب هابل الفضائي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 2: التخطيطي الهيكلية المفصلة في أيون- شكل أقطاب الاستشعار صمم ليكون أقطاب إينتيرديجيتاتيد الجميلة لتأمين منطقة الاستشعار عن فعالية أكبر على سطح إبرة حقن محدودة. أنبوب تقليص حرارة الحيوانات الأليفة (HST) استخدمت كطبقة العزل الكهربائي لكل من أقطاب إينتيرديجيتاتيد (IDEs) وخطوط الاتصال، واستخدمت أيضا كطبقة التخميل الكهربائية لخطوط الاتصال. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3: الصور المجهرية لدهر ملفقة بنجاح. كلا من العرض والفجوة من ايديس منخفضة تصل إلى 20 ميكرومتر. الطول والعرض لأقطاب إينتيرديجيتاتيد (IDEs) عموما هي ميكرومتر 860 و 400 ميكرون، على التوالي. الهامش تلفيق من الطرف صغيرة ك 680 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4: صور إعداد التجريبية. لتقييم القدرة على التمييز أيون وعمقه التنميط القدرة إلى بيوتيسوي، مختلف مستويات تركيز برنامج تلفزيوني وأربع طبقات أنسجة الخنزير كانوا يعملون، على التوالي. الاضطلاع بعمق التنميط في أنسجة الخنزير الطبقات الأربع، ثابتة في دهر على وحدة التحكم بالارتفاع بدقة 10 ميكرون. أعدت مختلف مستويات تركيز برنامج تلفزيوني ك 1 x، 0.5 × 0.25 × 0.125 x و 0.0625 x، بتمييع متسلسل برنامج تلفزيوني 1 x مع المياه (دي). () الإعداد عموما، (ب) دهر منغمسين في برنامج تلفزيوني، و (ج) أربع طبقات من أنسجة الخنزير. لقد تم تعديل هذا الرقم من دراسة منشورة سابقا23. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الرقم 5: نتائج تجريبية باستخدام برنامج تلفزيوني وأربع طبقات أنسجة الخنزير. تقييم القدرة على التمييز من دهر استخدام () مختلف مستويات تركيز برنامج تلفزيوني و (ب) أربع طبقات أنسجة الخنزير. نظراً لأن برنامج تلفزيوني 1 x كان المخفف متسلسل بالمياه دي، انخفض الموصلية الكهربائية لبرنامج تلفزيوني المخفف مع زيادة إضعاف بسبب الموصلية المنخفضة للمياه دي. وبالتالي، زيادة حجم مقاومة كمستوى تركيز برنامج تلفزيوني انخفض. التنميط عمق النسيج الخنزير أجريت في تواتر 1 ميغاهرتز، والتي تقرر أن تكون وتيرة الأمثل في أعمالنا السابقة دراسة23. كان وضوح تميز حجم مقاومة تقاس من الأنسجة الدهنية عن أنسجة العضلات حسب عمق الاختراق أيون. F1 و F2، M1 و M2 تمثل fat1، fat2، muscle1، و muscle2 هو مبين في الشكل 4 (ج)، على التوالي. لقد تم تعديل هذا الرقم من دراسة منشورة سابقا23. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
رقم 6: التخطيطي لقناع الظل لإيداع أقطاب معدنية لإنتاج كميات كبيرة- ويمكن إجراء قناع الظل باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد مع قرار جيد. قناع الظل فعلياً حظر مجال حيث ترسب المعادن غير المرغوب فيها أثناء عملية ترسيب مادية، مثل اﻷخرق و/أو التبخر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
أظهرنا أن الطباعة التصويرية باستخدام رذاذ الطلاء ومن النبائط فيلم وسيلة عملية اختﻻق ايديس غرامة على سطح منحنى إبرة حقن صغيرة قطرها أقل من 1 مم. العرض والفجوة من ايديس منخفضة تصل إلى 20 ميكرون، والهامش تلفيق من الطرف صغيرة ميكرومتر 680. ضمن البروتوكول، عملية المواءمة، بما في ذلك إزالة الخطأ آسفين، خطوة حاسمة. وكان غلة الإنتاج ما يزيد على 90% عندما تم تصنيعها أيون على حدة من خلال عملية محاذاة صارمة. وهذا يشير إلى أن الأسلوب تلفيق المقترحة يمكن أن توضع لإنتاج كميات كبيرة بسعر في متناول.
تم التحقق من قدرة التمييز دهر سابقا لبرنامج تلفزيوني وأنسجة الخنزير الدهون/العضلات والأنسجة الكلوية البشرية حتى6،،من2324. أحد التطبيقات السريرية للجراحة التي تنطوي على الاستئصال الجزئي للأورام للحفاظ على كأنسجة طبيعية كثير ممكن عن طريق الكشف عن الهامش الجراحية بين أنسجة طبيعية والآفة25. وعلاوة على ذلك، يتوقع دهر لاستخدامها في التطبيقات السريرية الأخرى مثل الغدة الدرقية/البروستاتا خزعات وإيصال الأدوية التخدير في مساحة العمود الفقري.
على الرغم من أن العرض والفجوة من ايديس كانت ملفقة لتكون 20 ميكرومتر في هذه الدراسة، يمكن الحد من إلى 10 ميكرون مرة واحدة يزيد من دقة فوتوماسكس الفيلم للطباعة. هناك طريقة أخرى للحد من أبعاد الفجوة والعرض من ايديس نقل أنماط أصغر من قناع الكروم بغشاء مرن استخدام عملية الطباعة التصويرية. ومن ناحية أخرى، يمكن تخفيض سمك الجدار مقراب هابل الفضائي من 25 ميكرون إلى حجم أصغر والتي متوفرة تجارياً. تم التحقق من HST أصغر مع سمك جدار 6 ميكرومتر تجريبيا ستستخدم للعزل الكهربائي وطبقة التخميل استخدام عملية التصنيع نفسها. وسوف ييسر تجارب الإدراج في الأنسجة الحيوانية وحتى تخفيف الألم للمرضى في الاستخدام السريري.
يمكن تطوير أسلوب تصنيع باستخدام عملية الطباعة التصويرية لإنتاج كميات كبيرة مع عالية غلة بسعر في متناول عن طريق ترتيب الإبر إبر كثيرة معا، وتصميم مجموعة النبائط. طريقة ممكنة أخرى لإنتاج كميات كبيرة لاستخدام مجموعة قوالب قناع الظل أدلى به طابعة ثلاثية الأبعاد بدقة عالية كما هو موضح في الشكل 6. قناع الظل فعلياً حظر مجال حيث ترسب المعادن غير المرغوب فيها أثناء عملية ترسيب مادية، مثل اﻷخرق و/أو التبخر. يمكن إزالة Cr/الاتحاد الأفريقي قد أودعت في قناع الظل سهولة استخدام تنميش الرطب Cr/الاتحاد الأفريقي لإعادة استخدام قناع الظل. القيود المتوقعة معالجتها كما يلي: 2) المواد المستخدمة في الطابعة ثلاثية الأبعاد ينبغي أن تكون مقاومة كيميائيا تنميش الرطب Cr/الاتحاد الأفريقي لإعادة استخدام قناع الظل، مطلوب 1) طابعة ثلاثية الأبعاد بدقة عالية وطباعة 3) المواد المستخدمة في 3D أية ينبغي أن لا تشوه في درجات حرارة أعلى 150 درجة مئوية التي قد فعل أثناء عملية اﻷخرق. الخطة القادمة من هذه الدراسة هو تطوير أسلوب إنتاج المجمع بسعر في متناول والتحقق من انطباق دهر في التخدير الشوكي والغدة الدرقية/البروستاتا الخزعات.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
Acknowledgments
وأيد هذا العمل المشروع "بحوث التكنولوجيا البيولوجية الطبية المتكاملة" من خلال منحة قدمها فريق دعم المعلومات الجغرافية في عام 2017.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Heat shrink tube | VENTION MEDICAL, Inc. | 103-0655 | |
| Hypodermic needle (22G) | HWAJIN MEDICAL co. ltd | - | http://www.hwajinmedical.com |
| Heat gun | Weller | WHA600 | http://www.weller-tools.com/en/Home.html |
| Ultrasonic cleaner | HWASHIN INSTRUMENT CO, LTD. | POWERSONIC 620- | http://www.hwashin.net |
| Hotplate | AS ONE Corporation | 006560 | |
| Sputtering | A-Tech System. Ltd. | ATS/SPT/0208F | http://www.atechsystem.co.kr |
| Glass slide | Paul Marienfeld GmbH & Co. KG | 1000412 | |
| Spray coater | LITHOTEK | LSC-200 | |
| Photoresist | AZ electronic materials | GXR 601 | http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html |
| Developer (solution) | AZ electronic materials | MIF 300 | http://www.merck-performance-materials.com/en/index.html |
| Aligner | MIDAS SYSTEM CO.,Ltd. | MDA-400M | http://www.midas-system.com |
| Microscope | NIKON Corporation | L200 | http://www.nikonmetrology.com |
| Au wet etchant | TRANSENE COMPANY, Inc. | Au etchant type TFA | http://transene.com |
| Cr wet etchant | KMG Electronic. Chemicals, Inc. | CR-7 | http://kmgchemicals.com |
| Au target | Thin films and Fine Materials | - | http://www.thifine.co.kr |
| Cr target | Thin films and Fine Materials | - | http://www.thifine.co.kr |
| Argon gas (99.999%) | SINIL Gas Co.Ltd | - | http://www.sigas.kr |
| Acetone solution | OCI Company Ltd | - | http://www.ocicorp.co.kr/company/index.asp |
| Impedance analyzer | Gamry Instruments Inc | Reference 600 | https://www.gamry.com |
| Height Controller | Mitutoyo Corporation | 192-613 | |
| Phosphate buffered saline | Life Technologies Corporation | 10010023 |
References
- Knappe, M., Louw, M., Gregor, R. T. Ultrasonography-guided fine-needle aspiration for the assessment of cervical metastases. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 126 (9), 1091-1096 (2000).
- Paladini, D. Sonography in obese and overweight pregnant women: clinical, medicolegal and technical issues. Ultrasound Obstet Gynecol. 33 (6), 720-729 (2009).
- Okuda, Y., Mishio, M., Kitajima, T., Asai, T. Cremasteric reflex test as an objective indicator of spinal anaesthesia. Anaesthesia. 55 (6), 587-589 (2000).
- Pryle, B., Carter, J., Cadoux-Hudson, T. Delayed paraplegia following spinal anaesthesia. Anaesthesia. 51 (3), 263-265 (1996).
- SJÖSTRÖM, S., Bläss, J. Severe pain in both legs after spinal anaesthesia with hyperbaric 5% lignocaine solution. Anaesthesia. 49 (8), 700-702 (1994).
- Yun, J., et al. Electrochemical impedance spectroscopy with interdigitated electrodes at the end of hypodermic needle for depth profiling of biotissues. Sens Actuator B-Chem. 237, 984-991 (2016).
- Ye, W. W., Shi, J. Y., Chan, C. Y., Zhang, Y., Yang, M. A nanoporous membrane based impedance sensing platform for DNA sensing with gold nanoparticle amplification. Sens Actuator B-Chem. 193, 877-882 (2014).
- Wang, L., et al. A novel electrochemical biosensor based on dynamic polymerase-extending hybridization for E. coli O157: H7 DNA detection. Talanta. 78 (3), 647-652 (2009).
- Tran, H., et al. An electrochemical ELISA-like immunosensor for miRNAs detection based on screen-printed gold electrodes modified with reduced graphene oxide and carbon nanotubes. Biosens Bioelectron. 62, 25-30 (2014).
- Nguyen, B. T., et al. Membrane-based electrochemical nanobiosensor for the detection of virus. Anal Chem. 81 (17), 7226-7234 (2009).
- Tian, F., Lyu, J., Shi, J., Tan, F., Yang, M. A polymeric microfluidic device integrated with nanoporous alumina membranes for simultaneous detection of multiple foodborne pathogens. Sens Actuator B-Chem. 225, 312-318 (2016).
- Chan, K. Y., et al. Ultrasensitive detection of E. coli O157: H7 with biofunctional magnetic bead concentration via nanoporous membrane based electrochemical immunosensor. Biosens Bioelectron. 41, 532-537 (2013).
- Giaever, I., Keese, C. R. A morphological biosensor for mammalian cells. Nature. 366 (6455), 591 (1993).
- Lu, Y. -Y., Huang, J. -J., Huang, Y. -J., Cheng, K. -S. Cell growth characterization using multi-electrode bioimpedance spectroscopy. Meas Sci Technol. 24 (3), 035701 (2013).
- Müller, J., Thirion, C., Pfaffl, M. W. 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. Biosens Bioelectron. 26 (5), 2000-2005 (2011).
- Nordberg, R. C., et al. Electrical Cell-Substrate Impedance Spectroscopy Can Monitor Age-Grouped Human Adipose Stem Cell Variability During Osteogenic Differentiation. Stem Cells Transl Med. , (2016).
- Messina, W., Fitzgerald, M., Moore, E. SEM and ECIS Investigation of Cells Cultured on Nanopillar Modified Interdigitated Impedance Electrodes for Analysis of Cell Growth and Cytotoxicity of Potential Anticancer Drugs. Electroanalysis. 28 (9), 2188-2195 (2016).
- Abdolahad, M., et al. Single-cell resolution diagnosis of cancer cells by carbon nanotube electrical spectroscopy. Nanoscale. 5 (8), 3421-3427 (2013).
- Lee, H., et al. An endoscope with integrated transparent bioelectronics and theranostic nanoparticles for colon cancer treatment. Nat Commun. 6, 10059 (2014).
- Haemmerich, D., Schutt, D. J., Wright, A. S., Webster, J. G., Mahvi, D. M. Electrical conductivity measurement of excised human metastatic liver tumours before and after thermal ablation. Physiol Meas. 30 (5), 459 (2009).
- Prakash, S., et al. Ex vivo electrical impedance measurements on excised hepatic tissue from human patients with metastatic colorectal cancer. Physiol Meas. 36 (2), 315 (2015).
- Yun, J., Kim, H. W., Kim, H. -I., Lee, J. -H. Electrical impedance spectroscopy on a needle for safer Veress needle insertion during laparoscopic surgery. Sens Actuator B-Chem. 250, 453-460 (2017).
- Yun, J., Kim, H. W., Lee, J. -H. Improvement of Depth Profiling into Biotissues Using Micro Electrical Impedance Spectroscopy on a Needle with Selective Passivation. Sensors. 16 (12), 2207 (2016).
- Yun, J., et al. Micro electrical impedance spectroscopy on a needle for ex vivo discrimination between human normal and cancer renal tissues. Biomicrofluidics. 10 (3), 034109 (2016).
- Kim, H. W., Yun, J., Lee, J. Z., Shin, D. G., Lee, J. H. Evaluation of Electrical Impedance Spectroscopy-on-a-Needle as a Novel Tool to Determine Optimal Surgical Margin in Partial Nephrectomy. Adv Healthc. , (2017).
- Wu, H., et al. Conformal Pad-Printing Electrically Conductive Composites onto Thermoplastic Hemispheres: Toward Sustainable Fabrication of 3-Cents Volumetric Electrically Small Antennas. PLoS One. 10 (8), e0136939 (2015).
- Ahn, C., et al. 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. C. J Micromech Microeng. 23 (6), 065031 (2013).
- Goluch, E. D., et al. Microfluidic method for in-situ deposition and precision patterning of thin-film metals on curved surfaces. Appl Phys Lett. 85 (16), 3629-3631 (2004).
- Hu, X., et al. A degradable polycyclic cross-linker for UV-curing nanoimprint lithography. J Mater Chem C. 2 (10), 1836-1843 (2014).
- Wu, J. -T., Lai, H. -C., Yang, S. -Y., Huang, T. -C., Wu, S. -H. Dip coating cooperated with stepped rotating lithography to fabricate rigid microstructures onto a metal roller. Microelectron Eng. 87 (11), 2091-2096 (2010).
