Wir berichten über Techniken zur Mikrostruktur nanoporöse Gold Dünnschichten durch Schablonendruck und Photolithographie, sowie Verfahren zur Kultivierung von Zellen auf den mikrofabrizierten Muster. Darüber hinaus beschreiben wir Bildanalysemethoden der Morphologie des Materials und der kultivierten Zellen mit dem Rasterelektronenmikroskop und Fluoreszenzmikroskopie zu charakterisieren.
Nanostrukturierte Materialien mit Strukturgrößen in zehn Nanometern haben die Leistung von mehreren Technologien, einschließlich Brennstoffzellen, Biosensoren, biomedizinischen Beschichtungen und Drug-Delivery-Tools erweitert. Nanoporöse Gold (np-Au), durch eine Nano-Self-Assembly-Verfahren hergestellt, ist ein relativ neues Material, das großen wirksamen Oberfläche, hohe elektrische Leitfähigkeit und katalytische Aktivität aufweist. Diese Eigenschaften haben np-Au ein attraktives Material für die wissenschaftliche Gemeinschaft. Die meisten Studien auf np-Au beschäftigen Makroebene Proben und konzentrieren sich auf die Grundlagenforschung des Materials und seiner katalytischen und Sensor-Anwendungen. Die Makro-Skala Exemplare begrenzen np-Au Potenzial in miniaturisierten Systemen, einschließlich biomedizinische Geräte. Um diese Probleme anzugehen, haben wir zunächst beschreiben zwei verschiedene Methoden zur Mikrostruktur np-Au Dünnschichten auf starren Substraten. Die erste Methode beschäftigt manuell hergestellt Stencilmasken zum Erstellen Millimeter-Skala np-Au-Muster, while die zweite Methode verwendet lift-off Photolithographie Muster Sub-Millimeter-Skala-Muster. Da die np-Au Dünnschichten durch Sputter-Abscheidung erhalten werden, sind sie kompatibel mit herkömmlichen Mikrofabrikationstechniken, wodurch zugänglich facile Integration in Mikrosysteme. Diese Systeme umfassen elektrisch adressierbaren Biosensorplattformen profitieren vom hohen effektiven Oberfläche, die elektrische Leitfähigkeit und Gold-Thiol-basierte Oberfläche Biokonjugation. Wir beschreiben Zellkultur, Immunfärbung und Bildverarbeitung Techniken np-Au Interaktion mit Säugerzellen, die ein wichtiger Performance-Parameter für einige Biosensoren ist zu quantifizieren. Wir erwarten, dass die hier dargestellten Techniken wird die Integration von np-Au in Plattformen unterstützen auf verschiedenen Längenskalen und in zahlreichen Anwendungen, einschließlich Biosensoren, Energiespeicher und Katalysatoren.
Wir zeigen zwei verschiedene Techniken, um Mikrostruktur np-Au Filme für den Ausbau der Nutzung dieser Filme in der Mikrosystemtechnik und biologische Studien. Sputter-Beschichtung Gold und Silber ist eine vielseitige Methode, um np-Au-Muster zu erstellen, wie Sputtern ist kompatibel mit konventionellen microfabrication Prozesse und die Legierung Zusammensetzung und Dicke leicht durch Variation der einzelnen Sputterkanone Mächten gesteuert werden kann (für Gold-und Silber-Ziele) und die Abscheidung jeweils. Typische …
The authors have nothing to disclose.
O. Kurtulus und D. Dimlioglu werden von einem Labor der University of California Gebühren Research Program Auszeichnung 12-LR-237197 unterstützt. P. Daggumati wird durch eine University of California Davis Research Investments im Sciences & Engineering (RISE) Zuschlagskriterien unterstützt. CA Chapman wird von einem Department of Education Graduate Assistance Bereiche der nationalen Need Fellowship unterstützt. Diese Arbeit wurde von UC Lab Gebühren Research Program, UC Davis RISE und UC Davis College of Engineering Anschubfinanzierung unterstützt.
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
Gold target | Lesker | EJTAUXX403A2 | Precursor to alloy for producing np-Au |
Chrome target | Lesker | EJTCRXX353A2 | Adhesive layer |
Silver target | Lesker | EJTAGXX403A2 | Precursor to alloy for producing np-Au |
Porcelain boat | Thomas Scientific | 8542E40 | Used for processing small samples |
Nitric acid | Sigma-Aldrich | 43873 | Used at 70% for dealloying |
Sulfuric acid | J.T Baker | 7664-93-9 | Used at 96% for piranha cleaning |
Hydrogen peroxide | J.T Baker | 7722-84-1 | Used at 30% for piranha cleaning |
Biopsy punches | Ted Pella | 150xx | Available in several sizes |
Silicone elastomer sheets | Rogers Corporation | HT 6240 | Available in several thicknesses |
Hexamethyldisilazane | Sigma-Aldrich | 440191-100ML | Used as adhesion promoter for positive resist |
Microposit MF CD26 | Shipley | 38490 | Positive photoresist developer |
PRS 3000 | J.T Baker | JT6403-5 | Positive photoresist stripper |
Circular glass coverslips (12 mm) | Ted Pella | 26023 | Used as substrate for metal patterns and cell culture |
Glass slides (1 x 3 inch) | Ted Pella | 26007 | Used as substrate for metal patterns |
Kapton polyimide tape | VWR | 82030-950 | Used for securing elastomer |
Transparency masks | Output City | Used in photolithography http://www.outputcity.com/ | |
Plasma cleaner | Harrick Plasma | PDC-32G | Used for activating glass surfaces |
Sputtering machine | Kurt J. Lesker | LAB18 | Used for depositing metals |