Изготовление тонкой электродов на кончике подкожных игл с помощью фоторезиста спрей покрытия и гибкие фотошаблонов для биомедицинских приложений

Общая цель этого протокола заключается в изготовлении тонких межпальцевых электродов на кончике иглы для подкожных инъекций диаметром менее одного миллиметра для биомедицинских применений. Этот метод позволяет добиться нанесения рисунка на закругленный кончик иглы для подкожных инъекций с помощью напыляемого покрытия фоторезиста и процесса фотолитографии с помощью гибкой пленки для маски. Изготовленный микродиодный датчик может широко использоваться для биомедицинских приложений, таких как доставка лекарств, биопсия и даже хирургия с высокой точностью путем прижигания электрофотометра нацеливательно.

Чтобы начать эту процедуру, отрежьте трехсантиметровую термоусадочную трубку, регулируя длину при необходимости в зависимости от глубины проникновения иглы для подкожных инъекций. Вставьте иглу для подкожных инъекций в отрезанную термоусадочную трубку. С помощью теплового пистолета установите на 150 градусов Цельсия и сожмите трубку.

После этого отделите иглу для подкожных инъекций от ее ступицы. Очистите иглу на бане с деионизированной водой с ультразвуковым перемешиванием. Затем используйте горячую пластину, установленную на 105 градусов, чтобы обезвожить изолированную иглу в течение 10 минут.

Далее наклейте двусторонний скотч на чистое предметное стекло. Расположите чистую изолированную иглу рядом на открытой стороне двустороннего скотча. Используя оборудование для распыления, нанесите хром и золото на иглы, как указано в текстовом протоколе.

Во-первых, с помощью двустороннего скотча закрепите одну из золотых игл на предметном стекле. Нагрейте патрон распылительной машины до 100 градусов Цельсия. Наденьте предметное стекло на нагретый патрон.

Дайте игле нагреться в течение двух-трех минут. Затем распылите фоторезист на золотую иглу, продолжая нагреваться, используя показанные здесь условия. После этого оставьте стеклянную горку на патроне нагреваться до 100 градусов Цельсия на три минуты для мягкого выпекания.

С помощью микроскопа, настроенного на 100-кратное увеличение, осмотрите иглу, чтобы определить, равномерно ли покрыт фоторезист. Сначала медленно поднимите свободно перемещаемую пластину для удержания образца до тех пор, пока она полностью не соприкоснется с неподвижной удерживающей пластиной фотошаблона. С помощью пневматического насоса зафиксируйте пластину для удержания образца.

Затем поместите иглу с фоторезистным покрытием на пластину для удержания образца. Совместите две граничные линии на проецируемом изображении с двумя параллельными линиями выравнивания из фотошаблона с помощью ПЗС-монитора для наблюдения за процессом в режиме реального времени. Медленно поднимите иглу, чтобы она соприкоснулась с неподвижным гибким фотошаблоном.

Подвергните иглу воздействию ультрафиолетового излучения в течение 30 секунд с интенсивностью 15 миллиджоулей на квадратный сантиметр. Затем проводите процесс проявки в течение трех минут. После этого с помощью деионизированной воды смойте проявитель из образца.

С помощью микроскопа, установленного на 200-кратное увеличение, определите, имеет ли фоторезист четкую структуру. Если экспонированный фоторезист не был полностью удален, повторите процесс проявки с интервалом в 30 секунд. С помощью пинцета отсоедините образец от предметного стекла.

Погрузить в золото влажным травлением на одну минуту. Затем используйте деионизированную воду для промывки травления. С помощью микроскопа, настроенного на 200-кратное увеличение, осмотрите результат.

Если золото, подлежащее удалению, все еще осталось, повторите процесс травления с интервалом в 10 секунд. Далее погрузите иглу в хромовый травитель на 30 секунд. Используйте деионизированную воду для промывки травителя, когда закончите.

Погрузите протравленную иглу в раствор ацетона на одну минуту. После этого промойте деионизированной водой. Переложите образец на горячую пластину, нагретую до 105 градусов Цельсия, для обезвоживания в течение 10 минут.

Затем разрежьте термоусадочную трубку так, чтобы она была на два-три миллиметра длиннее электрода. С помощью термопистолета увеличьте температуру термоусадочной трубки до 150 градусов, чтобы плотно пассивировать иглу. В этом исследовании межпальцевые электроды изготавливаются на кончиках игл для подкожных инъекций с использованием распыляемого покрытия фоторезиста и гибкой фотомаски.

Электроды успешно изготовлены с диаметром 820 микрометров, а запас изготовления от кончика иглы составляет всего 680 микрометров. Ширина и зазор фотошаблона, составляющие 25 микрометров и 15 микрометров соответственно, предназначены для устранения дисбаланса дозы ультрафиолетового излучения, возникающего из-за неидеального контакта между внешней частью фотошаблона и изогнутой поверхностью иглы. Эти изменения позволяют успешно изготавливать как ширину, так и зазор между электродами на расстоянии 20 микрометров за счет оптимизации времени воздействия ультрафиолета.

Различительная способность спектроскопии электрического импеданса на игле оценивается с использованием различных концентраций PBS. Поскольку PBS разбавляется последовательно деионизированной водой, электропроводность уменьшается по мере уменьшения концентрации PBS. Таким образом, величина импеданса увеличивается по мере снижения уровня концентрации PBS.

Основываясь на этой возможности различения, профилирование глубины выполняется с частотой в один мегагерц с использованием четырехслойной свиной ткани. В зависимости от глубины проникновения EoN, величина импеданса и жировой ткани четко отличается от импеданса мышечной ткани. Посмотрев это видео, вы должны понять, как изготовить микроэлектроды на лотке с закругленной поверхностью, чтобы считывать диаметр менее одного миллиметра.

В настоящее время мы лучше находим клиническую применимость игольчатых датчиков для лечения спинальной анестезии, биопсии щитовидной железы и даже таких операций, как лапароскопическая хирургия и апронектомия страсти.