Fabricação de eletrodos bem na ponta da agulha hipodérmica usando revestimento de pulverizador fotorresiste e Fotomáscara flexível para aplicações biomédicas

O objetivo geral deste protocolo é fabricar eletrodos finos interdigitados na ponta de uma agulha hipodérmica com diâmetro inferior a um milímetro para aplicações biomédicas. Este método pode alcançar o padrão de metal de dialetos na ponta arredondada da agulha hipodérmica usando revestimento de spray de fotorresistente e processo de fotolitografia com um filme flexível para uma máscara. O sensor de microdiodo fabricado pode ser amplamente utilizado para aplicações biomédicas, como administração de medicamentos, biópsia e até mesmo cirurgia com alta precisão, cauterizando o eletrofotômetro alvo.

Para iniciar este procedimento, corte um tubo termorretrátil de três centímetros de comprimento, ajustando o comprimento, se necessário, com base na profundidade de penetração da agulha hipodérmica. Insira a agulha hipodérmica no tubo termorretrátil cortado. Usando uma pistola de ar quente, ajuste para 150 graus Celsius e encolha o tubo.

Depois disso, separe a agulha hipodérmica de seu cubo. Limpar a agulha em banho-maria desionizado com agitação ultrassónica. Em seguida, use uma placa quente ajustada para 105 graus para desidratar a agulha isolada por 10 minutos.

Em seguida, aplique fita dupla-face em uma lâmina de vidro limpa. Disponha a agulha isolada limpa lado a lado no lado exposto da fita dupla-face. Usando equipamento de pulverização catódica, deposite cromo e ouro nas agulhas, conforme descrito no protocolo de texto.

Primeiro, use fita dupla-face para fixar uma das agulhas douradas em uma lâmina de vidro. Aqueça o mandril do revestidor de pulverização a 100 graus Celsius. Coloque a corrediça no mandril aquecido.

Deixe a agulha aquecer por dois a três minutos. Em seguida, borrife o fotorresistente na agulha engasgada de ouro enquanto ainda aquece usando a condição mostrada aqui. Depois disso, deixe a lâmina de vidro no mandril aquecer a 100 graus Celsius por três minutos para assar suavemente.

Usando um microscópio ajustado para ampliação de 100x, inspecione a agulha para determinar se o fotorresistente está uniformemente revestido. Primeiro, levante lentamente uma placa de suporte de amostra livremente móvel até que ela entre em contato total com a placa de suporte fixa da fotomáscara. Usando uma bomba pneumática, fixe a placa de suporte de amostra.

Em seguida, coloque a agulha revestida com fotorresistente na placa de suporte da amostra. Alinhe duas das linhas de limite da imagem projetada com duas linhas de alinhamento paralelas da fotomáscara usando o monitor CCD para monitorar o processo em tempo real. Levante lentamente a agulha para colocá-la em contato com a fotomáscara flexível fixa.

Exponha a agulha à luz ultravioleta por 30 segundos a uma intensidade de 15 milijoules por centímetro quadrado. Em seguida, execute o processo de revelação por três minutos. Depois disso, use água deionizada para enxaguar o revelador da amostra.

Usando um microscópio com ampliação de 200 vezes, determine se o fotorresistente está claramente padronizado. Se o fotorresistente exposto não for removido perfeitamente, repita o processo de revelação em intervalos de 30 segundos. Usando uma pinça, retire a amostra da lâmina de vidro.

Mergulhe em tinta úmida dourada por um minuto. Em seguida, use água deionizada para enxaguar o corrosivo. Usando um microscópio ajustado para ampliação de 200x, inspecione o resultado.

Se ainda restar algum ouro a ser removido, repita o processo de gravação em intervalos de 10 segundos. Em seguida, mergulhe a agulha em ácido de cromo por 30 segundos. Use água deionizada para enxaguar o engarrafamento quando terminar.

Mergulhe a agulha gravada em uma solução de acetona por um minuto. Em seguida, enxágue com água deionizada. Transfira a amostra para uma placa quente aquecida a 105 graus Celsius para desidratar por 10 minutos.

Em seguida, corte o tubo retrátil de forma que fique dois a três milímetros mais longo que o eletrodo. Usando uma pistola de ar quente, aumente a temperatura do tubo termorretrátil para 150 graus para passivar firmemente a agulha. Neste estudo, eletrodos interdigitados são fabricados nas pontas de agulhas hipodérmicas usando revestimento por spray fotorresistente e uma fotomáscara flexível.

Os eletrodos são fabricados com sucesso com um diâmetro de 820 micrômetros, enquanto a margem de fabricação da ponta da agulha é tão pequena quanto 680 micrômetros. A largura e a folga da fotomáscara, que são de 25 micrômetros e 15 micrômetros, respectivamente, são projetadas para resolver o desequilíbrio da dose de UV que surge do contato imperfeito entre a parte externa da fotomáscara e a superfície curva da agulha. Essas mudanças permitem que a largura e a folga dos eletrodos sejam fabricadas com sucesso a 20 micrômetros, otimizando o tempo de exposição aos raios UV.

A capacidade de discriminação da espectroscopia de impedância elétrica em uma agulha é avaliada usando várias concentrações de PBS. Como o PBS é diluído em série com água deionizada, a condutividade elétrica diminui à medida que a concentração de PBS diminui. Assim, a magnitude da impedância aumenta à medida que o nível de concentração de PBS diminui.

Com base nessa capacidade de discriminação, o perfil de profundidade é realizado a uma frequência de um megahertz usando tecido suíno de quatro camadas. De acordo com a profundidade de penetração do EoN, a magnitude da impedância e do tecido adiposo é claramente discriminada da do tecido muscular. Depois de assistir a este vídeo, você deve entender como fabricar microeletrodos em uma bandeja de superfície arredondada para ler um diâmetro inferior a um milímetro.

Atualmente, estamos melhor encontrar a aplicabilidade clínica dos sensores de agulhas para depreciação para a raquianestesia, biópsia da tireoide e até cirurgias como cirurgia laparoscópica e apronectomia passional.