В пробирке Многопараметрический клеточный анализ с помощью микроорганических зарядо-модулированных полевых транзисторных матриц

Этот метод обеспечивает оригинальное решение для клеточного анализа, области, в которой в настоящее время отсутствуют подходящие системы записи, которые являются многопараметрическими, биосовместимыми, механически совместимыми и, наконец, недорогими. С помощью этого метода можно получить сенсорные системы с различными сенсорными возможностями, такими как способность контролировать как электрическую, так и метаболическую активность клеток с помощью одного типа электронного органического устройства. Помимо того, что мультипараметрические системы in vitro помогают сократить эксперименты in vivo на животных, они являются чрезвычайно перспективным инструментом в различных областях биомедицины, таких как персонализированная медицина и исследования нейродегенеративных заболеваний.

Все в высокой универсальности органического заряда, модулятора полевого эффекта транзистора, также возможно интегрировать другие датчики, такие как, например, датчики для обнаружения объемов различных биомаркеров. Отрежьте 6 на 6 квадратных сантиметров кусков из нового 250-микрометрового ПЭТ-листа, затем промойте ПЭТ-подложки ацетоном, изопропиловым спиртом и деионизированной водой. Высушите их, используя струи и азот, и храните их в чистых пластиковых чашках Петри.

Для осаждения титана предварительно очищают подложки плазменным кислородом и помещают их на держатель подложки внутри подсобной камеры термического испарителя. Затем поместите 60 миллиграммов титана в тигель, закройте затвор и откачайте испарительную камеру, пока она не достигнет 10 до 6 туров. Увеличьте мощность испарителя, пока тигель не загорится красным цветом и подождите 30 секунд.

Затем откройте затвор, увеличьте мощность до 60% и подождите 60 секунд. Через 60 секунд закройте затвор и выключите питание. Для создания рисунка поместите по одной подложке за раз на Spin Coater, помещенный внутри вытяжного капюшона.

Используя одноразовую пластиковую пипетку, нанесите четыре миллилитра фоторезиста на подложку, чтобы получить слой фоторезиста толщиной два микрометра, используя параметры спинового покрытия, упомянутые в текстовой рукописи. Мягко выпекайте фоторезист, поместив подложку на конфорку, а затем храните подложку внутри чашки Петри, обернутой алюминиевой фольгой, или пластикового контейнера. Далее поместите подложку в график брахмы и расположите пластиковую фотолитографическую маску, но нужное расположение плавающих ворот на подложке, подвергайте маску ультрафиолетовому свету сверху в течение одной минуты.

Затем аккуратно снимите маску, позаботившись о том, чтобы свести к минимуму боковые движения маски над подложкой, погрузите подложку на 10 секунд в стеклянную емкость, наполненную развивающимся раствором. Затем быстро промыть его в деионизированной воде, травить открытый титан, погрузив его в раствор для травления титана на 15 секунд, затем промыть деионизированной водой и высушить с использованием азота. Оптически осмотрите подложку и удалите фоторезистент с помощью ацетона.

Затем промыть подложку изопропиловым спиртом и деионизированной водой и высушить азотом. Для затворного диэлектрического осаждения поместите 300 миллиграммов димера Parylene C на париленовый коатер и установите значения давления. После осаждения очистите субстраты ацетоном, изопропиловым спиртом и деионизированной водой и высушите их азотом, как показано ранее.

После нанесения фоторезистента на подложку, как показано ранее, поместите подложку в бромограф и поместите пластиковую фотолитографическую маску на подложку для смещения под стереоскопическим микроскопом. После одной минуты воздействия ультрафиолета сверху, осторожно, снимите маску, как показано ранее. Разработайте фоторезистим, как показано ранее, затем подвергните подложку с узорчатым фоторезистистом кислородной плазме, чтобы удалить парилен С из зондирования.

Поместите подложки в стеклянный контейнер, наполненный ацетоном, внутри ультразвуковой ванны на 10 секунд, чтобы полностью удалить фоторезистент, затем промойте подложки ацетоном, изопропиловым спиртом и водой и высушите их азотом, как показано ранее. После нанесения фоторезиста на подложку, как показано ранее, поместите подложку в бурмограф и поместите на подложку пластиковую фотолитографическую маску с простыми черными прямоугольниками, которая полностью покрывает области транзисторов. После одной минуты воздействия ультрафиолетового света сверху и снизу осторожно, снимите маску и развивайте фоторезистент, как было продемонстрировано ранее.

Очистите подложки с помощью щадящей плазменной обработки, чтобы способствовать адгезии металла на парилене С, а затем поместите их на держатель подложки внутри вакуумной камеры термического испарителя. Поместите 30 миллиграммов золота в тигель, закройте затвор и откачайте испарительную камеру, пока она не достигнет 10 до минус пяти Tor. Увеличьте мощность испарителя, пока тигель не загорится красным цветом и подождите 30 секунд.

Откройте затвор, увеличьте мощность до 40% и подождите 60 секунд. Затем закройте затвор и выключите питание. Поместите подложки в контейнер с ацетоном внутри ультразвуковой ванны на 10 секунд, чтобы снять фоторезистим, тем самым удалив золото из канала транзисторов.

Промойте, высушите и нанесите фоторезистент на подложки, как показано ранее. После размещения подложки в бромографе поместите на подложку пластиковую фотолитографическую маску с нужными источниками, дренажами и расположением ворот управления. После одной минуты воздействия ультрафиолета сверху аккуратно снимите маску и развивайте фотостойкость, как показано ранее.

Вытравите обнаженное золото, погрузив его в раствор для травления золота на 10 секунд, затем промойте деионизированной водой и высушите с использованием азота, как показано на рисунке. После оптического осмотра подложки удалите фоторезистент с помощью ацетона, промойте изопропиловым спиртом и деионизированной водой и высушите азотом. После нанесения фоторезиста на подложку поместите подложку, подложку и бромограф в нужном положении на подложку пластиковую фотолитографическую маску с отверстиями, соответствующими областям измерения рН OCMFET.

После одной минуты воздействия ультрафиолета сверху аккуратно снимите маску, как показано ранее. Разработайте фоторезистим, как было продемонстрировано ранее, затем защитите все устройство, за исключением областей с измерением рН полиимидной изоляционной лентой и нанесите 500-нанометровый слой парилена С на подложку, используя параметры, упомянутые в текстовой рукописи. После тщательного удаления полиамидной изоляционной ленты подвергните подложку воздействию кислородной плазмы, чтобы активировать парилен С в областях измерения рН OCMFET.

Затем поместите подложки в контейнер с ацетоном внутри ультразвуковой ванны на 10 секунд, чтобы полностью удалить фоторезистент. Смойте субстраты ацетоном и изопропиловым спиртом и высушите их азотом. Поместите подложки на горячую плиту при температуре 50 градусов Цельсия, прежде чем отлить одну микролитровую каплю полупроводникового раствора на каждую область канала.

Накройте крышкой всю подложку и высушите ее под химическим капюшоном в течение 30 минут. Вырежьте устройство из ПЭТ, либо вручную, либо с помощью лазерного резака. Сливающаяся культура кардиомиоцитов крыс, прилипшая к поверхности МОА, была иммуностатом для саркомерного белка тропомиозина.

Пример одного сигнала кардиомиоцитов, измеренного с помощью OCMFET, показан здесь. Устройство может обнаруживать как спонтанную клеточную электрическую активность, так и активность, вызванную введением различных химических веществ или лекарств. Благодаря конфигурации массива MOA, он должен был оценить скорость распространения сердечного сигнала в клеточной культуре.

OCMFET также смог усилить потенциалы нейронного поля с замечательной стабильностью и хорошим соотношением сигнал/шум. Различные реакции чувствительного к рН и нечувствительного к рН канала МОА на химическую стимуляцию бикукуллином и тетродотоксином продемонстрировали способность устройства различать различные клеточные метаболические состояния. Тщательно осматривайте подложку перед каждым этапом протокола изготовления.

Это резко увеличит доходность процесса. Используя различные методы функционализации, можно получить химические и физические датчики, которые могут быть использованы в таких приложениях, как лаборатория на чипе и роботизированная кожа.