In vitro Análise celular multiparamétrica por micro matrizes transistores moduladas por carga orgânica

Este método fornece uma solução original para análise celular, um campo que atualmente carece de sistemas de gravação adequados que são multiparamétricos, biocompatíveis, mecanicamente compatíveis e, finalmente, de baixo custo. Com este método, é possível obter sistemas de sensoriamento com diferentes capacidades de sensoriamento, como a capacidade de monitorar tanto a atividade elétrica quanto a metabólica das células usando um único tipo de dispositivo orgânico eletrônico. Além de ajudar a reduzir a experimentação in vivo animal, sistemas multiparmétricos in vitro são uma ferramenta extremamente promissora em uma variedade de campos biomédicos, como medicina personalizada, e estudos sobre doenças neurodegenerativas.

Tudo na alta versatilidade da carga orgânica, transistor de efeito de campo modulador, também é possível integrar outros sensores, como por exemplo, sensores para a detecção de volumes de diferentes biomarcadores. Corte 6 por 6 pedaços quadrados de uma nova folha PET de 250 micrômetros, depois enxágue os substratos PET com acetona, álcool isopropílico e água desionizada. Seque-os usando riachos e nitrogênio, e armazene-os em placas de petri de plástico limpas.

Para deposição de titânio, pré-limpei os substratos com oxigênio plasmá plasma e coloque-os no suporte do substrato dentro da câmara dos bastidores do evaporador térmico. Em seguida, coloque 60 miligramas de titânio no cadinho, feche o obturador e bombeie a câmara de evaporação até chegar a 10 a 6. Aumente a potência do evaporador até que o cadinho brilhe vermelho e espere por 30 segundos.

Em seguida, abra o obturador, aumente a potência para 60% e espere 60 segundos. Após 60 segundos, feche o obturador e abaixe a energia. Para padronização, coloque um substrato de cada vez no Spin Coater colocado dentro de um capô de fumaça.

Usando uma pipeta de plástico descartável, deposite quatro mililitros de fofureta no substrato para obter uma camada fossista de dois micrômetros de espessura usando os parâmetros de revestimento de spin mencionados no manuscrito do texto. Leve asse o fotoresistido colocando o substrato em uma placa quente e, em seguida, armazene o substrato dentro de uma placa de petri embrulhada em papel alumínio ou um recipiente de plástico. Em seguida, coloque o substrato em um gráfico brahma e posicione a máscara fotolithográfica de plástico, mas o layout do portão flutuante desejado sobre o substrato, exponha a máscara à luz UV de cima por um minuto.

Em seguida, remova cuidadosamente a máscara, tomando o cuidado de minimizar os movimentos laterais da máscara sobre o substrato, mergulhe o substrato por 10 segundos em um recipiente de vidro cheio com a solução em desenvolvimento. Em seguida, enxágüe-o rapidamente em água deionizada, etched o titânio exposto submergindo-o na solução de gravura de titânio por 15 segundos, em seguida, enxágüe com água deionizada e seque usando nitrogênio. Opticamente, inspecione o substrato e remova a resistência da foto usando acetona.

Em seguida, enxágue o substrato com álcool isopropílico e água desionizada e seque-o com nitrogênio. Para o deposição dielétrica do portão, coloque 300 miligramas de mais estiliscal de Parileno C no revestimento de parileno e defina os valores de pressão. Após o depoimento, limpe os substratos com acetona, álcool isopropílico e água deionizada e seque-os com nitrogênio como demonstrado anteriormente.

Após depositar a foto resista no substrato como demonstrado anteriormente, coloque o substrato em um Bromógrafo e posicione a máscara fotolithográfica de plástico no substrato para o viés sob um microscópio estereoscópico. Após uma exposição UV de um minuto da parte superior, cuidadosamente, remova a máscara como demonstrado anteriormente. Desenvolver a foto resistir como demonstrado anteriormente, em seguida, expor o substrato com a foto padronizada resistir ao plasma de oxigênio para remover o Parileno C das áreas de sensoriamento.

Coloque os substratos em um recipiente de vidro cheio de acetona dentro do banho ultrassônico por 10 segundos para remover a foto resista completamente, depois enxágue os substratos com acetona, álcool isopropílico e água e seque-os com nitrogênio como demonstrado anteriormente. Após depositar a foto resista no substrato, como demonstrado anteriormente, coloque o substrato em um Burmograph e posicione sobre o substrato uma máscara fotolithográfica de plástico com simples retângulos pretos, que cobriam inteiramente as áreas dos transistores. Após uma exposição de um minuto à luz UV da parte superior e inferior cuidadosamente, remova a máscara e desenvolva a foto resistir, como demonstrado anteriormente.

Limpe os substratos com o tratamento de plasma suave para promover a adesão do metal no Parileno C e coloque-os no suporte do substrato dentro da câmara de vácuo do evaporador térmico. Coloque 30 miligramas de ouro no cadinho, feche o obturador e bombeie para baixo a câmara de evaporação até atingir 10 a menos cinco Tor. Aumente a potência do evaporador até que o cadinho brilhe vermelho e espere por 30 segundos.

Abra o obturador, aumente a potência para 40% e espere 60 segundos. Em seguida, feche o obturador e desligue a energia. Coloque os substratos em um recipiente de acetona dentro do banho ultrassônico por 10 segundos para retirar a foto resista, assim, removendo o ouro do canal dos transistores.

Enxágüe, seque e deposite a foto resista nos substratos como demonstrado anteriormente. Depois de colocar o substrato em um Bromógrafo, posicione sobre o substrato uma máscara fotolithográfica de plástico com as fontes desejadas, drenos e controle o layout do portão. Após uma exposição UV de um minuto da parte superior, remova cuidadosamente a máscara e desenvolva a foto resistir como demonstrado anteriormente.

Etch o ouro exposto submergindo-o na solução de gravura de ouro por 10 segundos, em seguida, enxágue com água deionizada e seque usando nitrogênio como demonstrado. Depois de inspecionar opticamente o substrato, remova a foto resista usando acetona, enxágue com álcool isopropílico e água deionizada e seque com nitrogênio. Após o depósito da foto resista no substrato, coloque, o substrato e um Bromógrafo em posição sobre o substrato uma máscara fotolithográfica de plástico com aberturas correspondentes às áreas de sensoriamento de pH do OCMFET.

Após um minuto de exposição UV da parte superior, remova cuidadosamente a máscara como demonstrado anteriormente. Desenvolva a resistência fotográfica como demonstrado anteriormente, depois proteja todo o dispositivo, exceto pelas áreas de sensoriamento de pH com fita de isolamento de poliimida e deposite 500 nanômetros de camada de Parileno C no substrato usando os parâmetros mencionados no manuscrito do texto. Depois de remover cuidadosamente a fita de isolamento de poliamida, exponha o substrato ao plasma de oxigênio para ativar o Parileno C nas áreas de sensoriamento de pH do OCMFET.s.

Em seguida, coloque os substratos em um recipiente de acetona dentro do banho ultrassônico por 10 segundos para remover completamente a resistência da foto. Enxágüe os substratos com acetona e álcool isopropílico e seque-os com nitrogênio. Coloque os substratos em uma placa quente a 50 graus Celsius antes de lançar uma gotícula de microliter de solução semicondutor em cada área do canal.

Cubra todo o substrato com a tampa e seque-o sob um capô químico por 30 minutos. Corte o dispositivo do PET, manualmente ou usando um cortador a laser. Uma cultura confluente de cardiomiócitos de ratos aderindo à superfície de um MOA foi imunoestado para a proteína sarcomeric tropomyosina.

Um exemplo de um único sinal de cardiomiócito medido com um OCMFET é mostrado aqui. O dispositivo poderia detectar tanto a atividade elétrica celular espontânea quanto a atividade induzida na administração de diferentes produtos químicos ou drogas. Graças à configuração do array do MOA, foi para estimar a velocidade de propagação do sinal cardíaco dentro da cultura celular.

O OCMFET também foi capaz de amplificar potenciais de campo neuronais com notável estabilidade e boas relações de sinal para ruído. As diferentes respostas de um canal insensível de pH e pH de um MOA à estimulação química com bicucullina e tetrodotoxina demonstraram a capacidade do dispositivo de discriminar entre diferentes estados metabólicos celulares. Inspecione cuidadosamente o substrato antes de cada passo do protocolo de fabricação.

Isso aumentará drasticamente o rendimento do processo. Usando diferentes métodos de funcionalização, é possível obter sensores químicos e físicos que podem ser usados em aplicações como laboratório em um chip e pele robótica.