Процесс изготовления микрочип, который включает в себя плазмонный пинцет здесь представлен. Микрочип позволяет визуализацию в запертой частицы для измерения максимальных отлова сил.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Процесс изготовления микрочип, который включает в себя плазмонный пинцет здесь представлен. Микрочип позволяет визуализацию в запертой частицы для измерения максимальных отлова сил.
Плазмонный пинцет использовать поверхностные плазмонные поляритоны ограничиться поляризуемыми наноразмерные объектами. Среди различных конструкций плазмонов пинцета, только немногие из них может наблюдать иммобилизованные частицы. Кроме того, ограниченное число исследований было экспериментально измерено exertable силы на частицах. Проекты могут быть классифицированы как выступающем типа nanodisk или подавленного типа нанодырки. Для последнего, микроскопическое наблюдение является чрезвычайно сложной задачей. В данной работе, новая система плазмонного пинцета вводят для контроля частиц, как в направлениях, параллельных и ортогональных к симметричной оси плазмонной структуры наноотверстия. Эта функция позволяет наблюдать движение каждой частицы вблизи обода нанодырки. Кроме того, мы можем количественно оценить максимальные силы отлова, используя новый жидкостный канал.
Способность манипулировать Микромасштабные объекты является обязательным атрибутом для многих экспериментов микро / нано. Прямые контакты манипуляция может повредить манипулируют объекты. При отпускании ранее проведенных объектов также сложным из-за проблем прилипание. Для того, чтобы преодолеть эти проблемы, некоторые косвенные методы , использующие струйного 1, 2 электрические, магнитные 3 или фотонные силы 4, 5, 6, 7, были предложены 8. Плазмонный пинцет , которые используют фотонные силы основаны на физике чрезвычайного усиления поля на несколько порядков больших , чем интенсивность падающего 9. Это чрезвычайно сильное усиление поля позволяет захватывание чрезвычайно малых наночастиц. Например, было показано иммобилизации и манипулировать наноразмерныхобъекты, такие как полистироловые частицы 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15 полимерных цепи, белки 16, квантовые точки 17, и молекулы ДНК 8, 18. Без плазмонов пинцета, трудно наночастицы ловушки, потому что они быстро исчезают прежде, чем они фактически рассмотрены или потому, что они повреждены из-за высокую интенсивность лазерного пучка.
Многие плазмонных исследования использовали различные наноразмерные золотые структуры. Мы можем классифицировать золотые структуры, выступающие типы nanodisk 12, 13, 14, 15, 19 , 20, 21 или подавленные типы наноотверстия 7, 8, 10, 11, 22, 23. С точки зрения удобства визуализации, типы nanodisk являются более подходящими, чем типы нанодырки потому, что для последнего, золотые подложки могут заслонять вид наблюдения. Кроме того, плазмонное захват происходит вблизи плазмонного структуры и делает наблюдение еще более сложной задачей. Насколько нам известно, плазмонное отлов по типам нанодырки было проверено только с помощью косвенных сигналов рассеяния. Однако никакие успешные прямые наблюдения, такие как микроскопические изображения, не поступали. Несколько исследований описали положение запертых частиц. Одним из таких результатов была представлена Ван и соавт. Они создали золотой столб на золотой подложке и наблюдается рДвижение статьи с помощью флуоресцентного микроскопа 24. Тем не менее, это эффективно только для контроля боковых движений не в направлении, параллельном оси пучка.
В этой статье мы вводим новые жидкостных процедуры проектирования микросхем и изготовления. С помощью этого чипа, мы демонстрируем мониторинг plasmonically запертых частиц, и в направлениях, параллельных и перпендикулярных плазмонные наноструктуры. Кроме того, мы измерить максимальную силу иммобилизованным частицы за счет увеличения скорости жидкости, чтобы найти скорость опрокидывания в микрочипе. Это исследование является уникальным, поскольку большинство исследований по плазмонам пинцета не могут количественно показать максимальный отлов силы, используемую в их экспериментальных установках.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Внимание: Пожалуйста, обратитесь ко всем соответствующим правилам безопасности материала перед использованием. Некоторые из химических веществ, используемых при изготовлении микрочип остро токсичные и канцерогенные. Пожалуйста, используйте все необходимые правила безопасности при выполнении процессов фотолитографии и травления, в том числе с использованием технических средств контроля (вытяжной шкаф, плита, и выравниватель) и средствами индивидуальной защиты (защитные очки, перчатки, плащи, полнометражными брюки и закрытыми -toe обувь).
1. Изготовление Микроканал PDMS
2. Травление Процесс Золотых плит
3. Сборка Microchip
4. Улучшение Микрочип боковой поверхности Шероховатость по PDMS покрытием
Примечание: золотая пластина с фиксированными размерами 400 х 150 мкм 2 является относительно более трудно вырезать , чем материал PDMS. Поэтому, чтобы отделить микроканал PDMS от пластины, лезвие бритвы используются, чтобы вырезать большую часть, чем золотая пластина. После объединения двух частей, избыточные части PDMS по отношению к золотой пластине , то должны быть обрезаны так, чтобы внутри канала можно наблюдать со стороны с помощью микроскопа (рис 4а). Тем не менее, поверхность среза, которая используется в качестве окна, имеет высокую шероховатость поверхности и , следовательно , производит мутные образы частиц , которые текут в канале (рис4b). Покрытие с раствором PDMS выполняется снова, чтобы решить эту проблему.
5. Лазерная муфта для вставки в SMF кабель к Microchip
Примечание: Для плазмонного системы пинцет, оптическое волокно, падающий лазер с 1064 нм длиной волны используется. Кабель SMF используется, поскольку диаметр INCIвмятина лазер (5 мм) слишком огромен , чтобы излучать лазерный луч на наноотверстиях размолотых на золотом блоке (400 х 150 мкм 2) в микрочипе. Диаметр оболочки кабеля SMF составляет 125 мкм. Таким образом, падающие лазерные и SMF-кабель должны быть присоединены.
6. Плазмонной Ловушки одиночных частиц Флуоресцентного Полистирола в Microchip
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Процесс изготовления микроканала и наноотверстие золотой пластины PDMS показан на рисунках 1 и 2. Метод , чтобы объединить две части и фактической микрочип показан на рисунке 3. ПДМС разрезал, чтобы показать внутреннюю часть канала со стороны микрочип. Тем не менее, это было трудно наблюдать частицы, протекающие в канале из-за шероховатости поверхности режущей плоскости. Таким образом, мы ввели метод ПДМС покрытия , чтобы решить эту проб...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Кабель SMF был вставлен в отверстие кабельного SMF на микрочипе, как показано в прямоугольной точки на рисунке 6а. Так как отверстие для кабеля SMF больше, чем диаметр кабеля, эпоксидный клей был использован для герметизации зазора, чтобы блокировать утечку раствора протекающих частиц. Перед нанесением эпоксидного клея, золото блок и кабель край должен быть соосен вручную с помощью микроскопа. Несмотря на то, что идеально подходят для вставленного кабеля края и наноотверстия быть соосно, небольшое смеще...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Эта работа была поддержана R & D ИКТ программы MSIP / ИППИ (R0190-15-2040, Разработка системы управления конфигурацией и содержание тренажера для 3D-печати с использованием смарт-материалов).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Негативный фоторезист | Проявитель MicroChem | SU-8 2075 | |
| Проявитель | MicroChem | SU-8 Позитивный | |
| фоторезист | ООО «Мерк» | AZ GXR-601 | |
| AZ Photoresist Developers Merck | Ltd. | AZ 300 MIF | |
| HMDS | Merck Ltd. | усилителя адгезии | |
| Midas System | MDA 400M | ||
| Атмосферная плазменная установка | Атмосферный процесс<бр/> Plasma Co. | IDP-1000 | |
| Полидиметилсилоксан (PDMS) | Dow Corning | Sylgard 184 A/B | |
| Тестовые слайды с золотым покрытием | EMF Co. | TA124(Ti/Au) | |
| Au травить | Компания Transene Inc. | TFA | |
| Ti etchant | Компания Transene Inc. | TFT | |
| Edmund Optics | 40X DIN | ||
| 60X для погружения в воду объектива | Olympus | LUMPLFLN 60XW | |
| Волоконно-оптический падающий лазер | IPG Photonic | YLR 10 | |
| SMF Соединитель | Thorlabs | MBT612D/M | |
| Шприц микронасос | Harvard | PC2 70-4501 | |
| Флуоресцентный микроскоп | Olympus | IX-51 | |
| Плазменная система | Femto Science Inc | CUTE-MPR |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.