Funcionalização litografia macia e livre de óxido Patterning silício e germânio

Aqui nós descrevemos um método simples para padronização funcionalização silício e germânio com monocamadas orgânicas reativas e demonstrar-óxido livre dos substratos padrão com pequenas moléculas e proteínas. A abordagem completamente protege as superfícies da oxidação química, oferece um controle preciso sobre a morfologia característica, e fornece fácil acesso a padrões quimicamente discriminados.

Este protocolo mostra como padronizar silício livre de óxido em germânio com monocamadas orgânicas reativas usando um protocolo de impressão altamente eficiente e operacionalmente simples. A funcionalização seletiva dos substratos padrão com pequenas moléculas e proteínas também é demonstrada. O primeiro passo do protocolo é modificar covalentemente substratos de silício ou germânio com uma monocamada orgânica primária altamente estável.

Isso protege a interface orgânica inorgânica subjacente da degradação reativa e do dano oxidativo. A sobrecamada de éster codificada covalentemente ligada em hidroxismide é formada para fornecer funcionalidades hidrolíticas e reativas latentes Como uma segunda etapa, os substratos modificados com NHS bicamadas uniformes são padronizados por impressão de micro contato catalítico usando um contato de carimbo elastomérico modificado com ácido sul com o selo hidrolisa grupos NHS, formando assim padrões de ácidos carboxílicos ativados e livres por NHS quimicamente distintos. Em seguida, os substratos padrão são funcionalizados com pequenas moléculas orgânicas e proteínas.

Esta etapa é concluída primeiro com a correção do NI Trello. O ácido triacético terminou os ligantes heterofuncionais às regiões funcionalizadas do NHS e, em segundo lugar, pela ligação seletiva da proteína fluorescente verde marcada com hexa-histamina. A abordagem produz excelentes resultados com padrões de intensidade de fluorescência diferencial que são bastante claros em um padrão de integridade que é notavelmente estável após várias modificações na superfície.

Portanto, a principal vantagem dessa técnica sobre os métodos existentes é a precisão. O padrão é realmente controlado pela precisão do próprio selo, em oposição à difusão. O projeto foi originalmente iniciado a partir da ideia de que as técnicas de padronização que dependem da reação catalítica em oposição à simples deposição devem ter inúmeras vantagens.

Por um lado, os catalisadores não são consumidos na reação e podem ser reutilizados várias vezes. Ao contrário da impressão ou deposição tradicional, onde você precisa fornecer continuamente novos materiais de padronização. Em nosso trabalho inicial, na verdade, amarramos uma molécula de catalisador a uma ponta A FM e, em seguida, a drogamos ao longo da superfície em um processo serial como uma máquina-ferramenta para padronizar.

Mas o carimbo elastomérico era uma extensão lógica para aplicações de fabricação paralela Ready. Um dos aspectos mais importantes do protocolo é o uso do sistema molecular de duas camadas. O sistema nos permite comer e funcionalizar substratos orgânicos e livres de óxido.

Idealmente, o Sam primário inicial deve alcançar a terminação completa de todos os átomos expostos à superfície e formar um sistema molecular compactado, que pode proteger a superfície tanto da oxidação quanto da degradação. A camada superior secundária deve conter grupos funcionais terminais, que podem ser modificados com transformações químicas adicionais. As limitações significativas para a resolução da impressão tradicional por microcontato são a difusão do padrão e das moléculas.

Nossos métodos licenciam uma reação química entre um catalisador atualmente mobilizado em uma haste e um substrato ligado ao silício ou germânio. Devido a essas propriedades, nossa técnica experimenta a replicação de tamanhos muito pequenos de 100 nanômetros com mais recursos. Ou porque o método cria padrões químicos, é possível funcionalizá-los por meio de reações específicas com diferentes moléculas biológicas e orgânicas.

Este procedimento requer o uso de vários produtos químicos perigosos, como ácido fluorídrico, solução de nanochip e pentacloreto de fósforo. Ao trabalhar com esses reagentes, é importante usar roupas de proteção adequadas e trabalhar em um ambiente bem ventilado. A parte mais desafiadora deste protocolo é mover rapidamente as superfícies cloradas para a solução greenard.

A fim de evitar a reforma da camada de óxido, Comece preparando um wafer de silício um 11. Corte em substratos quadrados de um centímetro, polvilhe os substratos e enxágue-os com água e etanol filtrado. Em seguida, remova qualquer contaminação orgânica submergindo os substratos de silício em um prato de vidro contendo nanos.

Solução de tira aquecida a 75 graus Celsius. Aguarde 15 minutos e depois enxágue. Limpe cada substrato com água filtrada deionizada.

Dê a cada substrato um banho de cinco minutos em uma solução de 5% HF para remover a camada de óxido nativo e, em seguida, seque o silício livre de óxido com nitrogênio. Para produzir um substrato clorado, mergulhe imediatamente cada pedaço de silício livre de óxido em um frasco de cintilação contendo dois mililitros de cloreto de Penta de fósforo saturado em clorobenzeno. Após a reação estar completa.

Deixe os frascos esfriarem em temperatura ambiente. Enxágue cada superfície com clorobenzeno e seque sob nitrogênio filtrado. Em seguida, coloque cada superfície de silício clorado em um frasco de pressão contendo quatro mililitros de cloreto de propanol e magnésio.

Incube os frascos de pressão a 130 graus Celsius por 24 horas. Depois que os frascos de pressão esfriarem à temperatura ambiente, enxágue cada superfície rapidamente com di clorometano e etanol e seque sob nitrogênio filtrado como a preparação de substrato de silício. Corte um wafer de germânio em quadrados de um centímetro e polvilhe e enxágue com água e etanol filtrado com germânio.

Remova os contaminantes orgânicos submergindo os substratos em um prato de acetona por 20 minutos. Em seguida, mergulhe-os em uma solução de HCL a 10% por 15 minutos. Seque os substratos com nitrogênio e coloque cada superfície clorada em um frasco de pressão contendo quatro mililitros de cloreto de magnésio octal.

Incube os frascos a 130 graus Celsius por 48 horas. Após a incubação, deixe os frascos esfriarem até a temperatura ambiente e enxágue rapidamente cada wafer com di clorometano e etanol. Seque as bolachas em nitrogênio filtrado.

Comece pipetando algumas gotas de solução NHS Diaz na terminação de metila. Deixe a solução se espalhar por toda a superfície. Coloque as superfícies sob uma lâmpada UV por 30 minutos.

Em seguida, adicione mais gotas de NHS Diaz à superfície e deixe a reação prosseguir. Por mais 30 minutos. Enxágue as superfícies modificadas do NHS com di clorometano e etanol e seque-as sob nitrogênio filtrado.

Em seguida, prossiga com a funcionalização das pequenas moléculas. Por fim, analise as superfícies por XPS para determinar a composição elementar. Comece a preparação do carimbo misturando capto de etano sulfonato de tumor de sódio em 10 mililitros de quatro soluções normais de HCL em dioxano.

Agite a solução em temperatura ambiente por dois minutos a partir da solução. Filtre o cloreto de sódio através de um filtro de vidro fino e, em seguida, através de um filtro de seringa de membrana PTFE de 0,2 mícron. Agora pegue a solução clara de ácido fônico do capto etano do tumor em dioxano e evapore o dioxano sob pressão reduzida.

Reaja o sulácido resultante com dois mililitros de acrilato de poliuretano, mistura pré-polimérica à temperatura ambiente e, em seguida, sob vácuo a 50 graus Celsius. Certifique-se de liberar completamente a mistura da arável presa Para garantir a polimerização bem-sucedida da mistura pré-polimérica. É importante nunca aquecer quando reagir comigo.

CAPTA atten ácido fônico, e quando a oxigenação no vácuo, enquanto a solução é viscosa, despeje-a sobre o mestre de silício padrão e cubra com uma lâmina de vidro plano envolta em paraforme. Em seguida, cure o mofo expondo-o à luz ultravioleta. Após a polimerização, remova a lâmina de vidro e o filme e retire cuidadosamente o carimbo do mestre, corte o carimbo no tamanho apropriado e lave-o com etanol e água.

Em seguida, seque-o com nitrogênio filtrado. A seguir está a etapa mais importante do protocolo. Coloque o carimbo em cima do substrato modificado NHS sem carga externa para mantê-los juntos.

Não envie o carimbo nem aplique muita pressão. Aguarde um minuto, depois enxágue o substrato e carimbe com água com etanol e depois etanol novamente, seguido de secagem sob nitrogênio filtrado. Armazene os selos em temperatura ambiente para analisar o padrão produzido.

Use microscopia de força atômica lateral no modo de contato e microscopia eletrônica de varredura. Nesta etapa, mobilizamos o GFP para a superfície do silício padrão. Primeiro começamos modificando o éster ativado com um derivado NTA e, em seguida, imobilizamos a proteína HIIN tag para a superfície por meio da quelação de níquel.

É importante nesta etapa manter uma biomolécula de interesse na temperatura apropriada para evitar degradação indesejada. Para anexar proteínas ao padrão NHS, ao substrato bifuncional, mergulhe-o em uma solução de lisina, ácido atético nnn dia e trietilamina. Após uma hora, enxágue os substratos com água seguida de etanol.

Agora incube os substratos por cinco minutos em uma solução quelante de sulfato de níquel. Em seguida, enxágue os substratos com água e tampão de ligação, seguido de submergi-os em um banho de solução GFP gelada. Uma hora depois, enxágue os substratos com o mesmo tampão de ligação, seguido de um enxágue em PBS.

Em seguida, armazene os substratos em PBS a zero graus Celsius antes da análise. Por fim, analise as superfícies por microscopia fluorescente para visualizar áreas modificadas por GFP. A nano padronização litográfica Soft B foi usada para criar padrões seletivos de quimioterapia em silício livre de óxido e, no germânio, a reação entre o substrato funcionalizado do NHS no carimbo do padrão catalítico leva à hidrólise das porções do NHS em áreas de contato de confirmação, produzindo um padrão por regiões de substrato funcional de ácidos carboxílicos ativados e livres do NHS.

Devido à natureza livre de difusão do método, a resolução é próxima à da fotolitografia, como visto em recursos de 125 nanômetros. Essas características foram reproduzidas uniformemente em toda a superfície do substrato de silício. As dimensões das características impressas eram idênticas às do mestre de silício correspondente e do selo catalítico.

Notavelmente, o selo catalítico pode ser reutilizado várias vezes sem perder eficiência. A funcionalização quimioseletiva de semicondutores padrão foi realizada explorando as reatividades diferenciais dos ácidos carboxílicos ativados e livres. Primeiro, ligantes heterobifuncionais terminados com ácido niello trice foram afixados nas regiões funcionalizadas do NHS e, em seguida, usados na superfície do padrão NHS resultante como um modelo para a fixação seletiva do padrão G-F-P-N-H-S da etiqueta de hexa-histamina.

O silício foi quimiofuncionalizado com moléculas de proteína. Usando essa abordagem sob microscopia de fluorescência, houve uma clara diferença de intensidade entre as regiões de ácido carboxílico livre modificado com GFP e hidrolisado. O tamanho e a forma das características replicadas são consistentes entre as superfícies padronizadas NHS e modificadas GFP, confirmando a notável estabilidade das superfícies passivadas de carbono e a seletividade da abordagem de estampagem.

O protocolo apresentado é uma forma de impressão de tinta, menos micro contato, que pode ser aplicada universalmente a qualquer substrato capaz de suportar monocamadas simples e bem ordenadas. Porque o processo não depende da transferência de tinta do carimbo para a superfície. A limitação de resolução difusiva da impressão tradicional e reativa de micro contato é eliminada.

Permitir a fabricação rotineira de objetos em nanoescala. A incorporação de um sistema molecular primário altamente ordenado fornece proteção completa do semicondutor subjacente contra danos por oxidação. A formação de patentes seletivas de CHE fornece pontos de fixação especialmente resolvidos para uma variedade de moléculas biológicas e orgânicas.

Utilizando diferentes atividades de casos de cárcica livre e ativada, fomos capazes de mobilizar proteínas histo intactas nos padrões criados. No entanto, este método não se limita a proteínas histo intactas e pode ser usado para imobilizar outras biomoléculas, como DNAs e anticorpos. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como modificar o silício ou germânio passivado com um sistema molecular e um padrão catalisador.

O NHS modificou substratos. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de trabalhar em um ambiente limpo e livre de poeira. Também é importante empregar as precauções de segurança necessárias ao trabalhar com materiais perigosos, como HF e nanos. Stripp.