Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

Microfabrication av nanoporøse Gold Patterns for Cell-materielle Interaksjonsstudier

Published: July 15, 2013 doi: 10.3791/50678
Automatic Translation
1, 2, 3, 1, 1
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of California, Davis, 2Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of California, Davis, 3Department of Biomedical Engineering, University of California, Davis

Summary

Vi rapporterer om teknikker til micropattern nanoporøse gull tynne filmer via sjablong utskrift og photolithography, samt metoder for å dyrke celler på de microfabricated mønstre. I tillegg, beskriver vi Bildeanalysemetoder å karakterisere morfologi av materialet, og de dyrkede celler ved hjelp av scanning elektronmikroskopi og fluorescensmikroskopi teknikker.

Abstract

Nanostrukturerte materialer med funksjonen størrelser i titalls nanometer har forbedret ytelse av flere teknologier, inkludert brenselceller, biosensorer, biomedisinske enheten belegg, og levering av legemidler verktøy. Nanoporøse gull (NP-Au), frembragt av en nano-skala selv-monteringsprosessen, er et relativt nytt materiale som oppviser stor effektiv overflate, høy elektrisk ledningsevne, og katalytisk aktivitet. Disse egenskapene har gjort np-Au et attraktivt materiale til vitenskapelige samfunnet. De fleste studier på np-Au ansette makro-skala prøver og fokusere på fundamental vitenskap av materialet og dets katalytiske og sensor applikasjoner. De makro-skala prøver begrense np-Au potensial i miniatyriserte systemer, inkludert biomedisinsk enheter. For å løse disse problemene, vi først beskrive to ulike metoder for å micropattern np-Au tynne filmer på stive underlag. Den første metoden benytter manuelt produserte sjablong masker for å skape millimeter skala np-Au mønstre, while den andre metoden bruker lift-off photolithography til mønster sub-millimeter-skala mønstre. Som np-Au tynne filmer er innhentet av frese-avsetning prosessen, de er kompatible med konvensjonelle microfabrication teknikker, og dermed mottagelig for lettvinte integrering i mikrosystemer. Disse systemene inkluderer elektrisk adresserbare biosensor plattformer som drar nytte av høy effektiv areal, elektrisk ledningsevne, og gull-tiol-baserte overflaten bioconjugation. Vi beskriver cellekultur, farging og bildebehandling teknikker for å kvantifisere np-Au interaksjon med celler hos pattedyr, som er en viktig måleparameter for noen biosensorer. Vi forventer at teknikkene illustrert her vil hjelpe integreringen av np-Au i plattformer på ulike lengde-skalaer og i en rekke programmer, inkludert biosensorer, energi lagringssystemer, og katalysatorer.

Introduction

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

En. Nanoporøse Gold Fabrication

  1. Rene substrater i Piranha løsning
    1. Tilsett 25 ml hydrogenperoksyd (30%) til 100 ml svovelsyre (96%) i en krystallisering fatet og varme blandingen til 65 ° C på en varmeplate. FORSIKTIG: væsker er ekstremt etsende og må behandles med forsiktighet. Den brukte oppløsningen bør ikke lagres i en forseglet beholder, som kan eksplodere.
    2. Place 1-tommers med 3-tommers mikroskopobjektglass inn i blandingen ved hjelp av syrefaste tang og renses for 10 min. Bruk en porselen farging båt for batch-rensing små dekkglass. Unn små Dekkglass med luft plasma på 10 W for 30 sek før nedsenking i løsningen.
    3. Skyll de rensede prøvene ved krystalliseringen tallerkener under rennende avionisert (DI) vann i 3 min. Føn prøver med en nitrogen pistol enn lo-gratis håndklær.
  2. Forbered sjablong maske (Metode 1: Bruk dette for å skape millimeter-skala mønstre)
    1. Punch 250 mikrometer tykke silikonelastomer ark med biopsi slag og / eller incise ut regioner med en skalpell over en semi-hard plast overflate. Rengjør bearbeidet elastomer ark i 70% isopropanol og tørk med nitrogen pistol.
    2. Plasser stemplet ark på en lofri renrom håndkle og justere piraja-rengjorte Dekkglass over sjablongen med prøven vender sjablongen.
  3. Mønster lift-off fotoresist (Metode 2: Bruk dette for å skape sub-millimeter-skala mønstre)
    1. Plasser en piraja-renset mikroskop lysbilde på spinne chuck og blåse av eventuelle partikler med nitrogen pistol. Tilsett 1,5 ml av heftformidler (heksametyldisilazan) på glass-slide ved hjelp av en plastpipette. Spre arrangøren ved å spinne raset suksessivt ved 500 rpm i 5 sek og 1500 rpm i 30 sek. Bake lysbilde på en kokeplate ved 115 ° C i 7 min og la den avkjøles i 5 min.
    2. Tilsett 4 ml av fotoresist på glass-slide (3-tommers by 1-tommers). Spre fotoresist ved å spinne lysbilde med samme protokoll som for heftformidler. Bake fotoresist på en kokeplate ved 115 ° C i 1,5 min og la den avkjøles i 10 min.
    3. Utsett fotoresistente-belagt lysbilde med UV-lys (intensitet: 22 mW / cm 2) gjennom en åpenhet maske for 15 sek. Stek fotoresisten på en varmeplate ved 115 ° C i 1,5 min og vente i 45 min. Oppløs den eksponerte fotoresist i utvikleren i minst 3,5 min. Skyll grundig med DI vann. Inspisere de utviklede mønstre i henhold til en optisk mikroskop.
  4. Innskudd forløper metaller for å produsere np-Au tynne filmer
    1. Laste prøvene til en sputtering maskin som kan uavhengig sette gull, sølv og krom. Frese-rense prøvene i 90 sekunder på 50 W under 25 mTorr argon behandling atmosfæren før du starter metall deponering.
    2. Frese krom i 10 min ved 300 W under 10 mTorr argon. Frese gull i 90 sekunder på 400 W under 10 mTorr argon. Co-frese gull og sølv i 10 min med sølv på 200 W og Au effekt på 100 W. Slå av gull frese kilde ca 10 sek før du slår av sølv frese kilde.
  5. Skaff forløperen metall micropatterns
    1. Sonicate fotoresist-belagte prøver i ~ 180 ml av fotoresist stripper for 10 sykluser på 20 sek lydbehandling og 2 min pause mellom sykluser. Skyll prøvene med DI vann og tørk med en nitrogen pistol. Inspisere metall mønstre under et mikroskop.
    2. Skrell elastomer sjablong fra ikke-fotoresistens belagte prøver ved hjelp av to pinsett til å avsløre det deponerte metall.
  6. Dealloy forløper metall og endre nanostrukturen via termisk behandling
    1. Fyll en 200 ml begerglass med 170 ml salpetersyre (70%) og opprettholde den Oppløsningens temperatur ved 55 ° C på en varmeplate. FORSIKTIG: salpetersyre er ekstremt etsende og må behandles med egnet verneutstyr. Unn små Dekkglass med luft plasma på 10 W for 30 sek før nedsenking i salpetersyre. Place 1-tommers med 3-tommers mikroskopobjektglass i begerglasset med syrefaste pinsett og dealloy dem i 15 min. Bruk en porselen farging båt for batch-dealloying små dekkglass.
    2. Skyll dealloyed prøvene ved suksessivt å dyppe dem i to begre fylt med frisk DI vann tre ganger. Oppbevar prøver i DI vann og erstatte vannet med friskt DI vann hver dag i minst en uke. Føn prøver med en nitrogen pistol løpet lofri håndklær før bruk.
    3. Laste prøvene på en ren silisium wafer i en rask termisk prosessutstyr. Juster temperaturen til mellom 200 ° C og 450 ° C, og tilsetningshastigheten til 10 ° C / sek. Utsette prøvene til den foreskrevne temperatur i 10 minutter under nitrogen omgivelsestemperatur. La kammeret kule (<100 ° C) og fjerne prøvene. Alternativt sakte plassere prøvene på kokeplaten for termisk behandlinent.

2. Cell Culture

  1. Forbered np-Au prøver for cellekultur
    1. Place np-AU prøver i polystyren-retter og behandl med luft plasma ved 10 V i 30 sek og overføre prøvene til 24-brønns vevskulturplater.
    2. Legg 500 mL komplett vekstmedium (Dulbeccos modifiserte Eagle medium med 10% føtalt bovint serum og 1% penicillin / streptomycin) til hver brønn. Lagres i en fuktet inkubator ved 37 ° C og 5% CO2 inntil kimdannelse cellene (<1 t).
  2. Vedlikeholde, passage, og frø celler
    1. Vedlikeholde celler av interesse (i dette tilfellet 3T3-NIH fibroblaster eller murine astrocytes) i T75 kolber med kultur media og passasje når cellene er 70% konfluent.
    2. For passaging cellene, fjernes mediet fra kolben, vaskes to ganger med 10 ml fosfatbufret saltvann (PBS), tilsett 2 ml 1x Trypsin / EDTA og inkuberes inntil cellene frakoblet (~ 5 min). Tilsett 3 ml ferske media ogsentrifuger ved 1200 rpm i 3 min. Aspirer supernatanten og suspendere pelleten i 2 ml media.
    3. Fjern de brukte mediet fra brønnene og frø cellene på glasset dekkglass ved en tetthet på 25.000 celler / cm 2 med et sluttvolum på 1 ml. Rist kultur plate frem-back og høyre-venstre for å sikre en ensartet belegg av celler i løpet av de prøvene. Inkuber cellene inntil analyse mens inspisere daglig.

3. Cell og Material Analysis

  1. Stain celler til å visualisere cytoskjelettet og kjerner
    1. Fjern brukte media fra brønner og vaske cellene to ganger med PBS. Løser cellene i 4% paraformaldehyd i PBS i 15 min.
    2. Forbered flekker løsning av 300 nM Alexa Fluor 488 phalloidin i PBS med 1% bovint serum albumin.
    3. Vask cellene to ganger med PBS, og permeabilize dem i 500 mL 0,1% Triton X-100 i PBS i 5 min.
    4. Vask cellene to ganger med PBS og overføre dem til å rense brønner. Blot 50-200 ul flekker løsning på prøvene og lagre dem i mørket for 20 min.
    5. Vask cellene med PBS og mot flekken med 3 nM DAPI i PBS i 5 min.
    6. Vask cellene med PBS, og dypp i avionisert vann før montering på glass dekke lysbilder med montering media og forsegle med klar neglelakk.
  2. Skaffe bilder av np-Au prøver og cellekulturer på np-Au overflater
    1. Bilde-np-AU flater med scanning elektronmikroskop (SEM) med 50000 x forstørrelse ved 10 kV elektronenergi ved hjelp av sekundære elektron-detektor.
    2. Capture sammensatte celle bilder på forskjellige steder på prøvene som bruker en omvendt fluorescens mikroskop på 10X forstørrelse med riktig filter kuber.
  3. Redigering av bilder for å avgjøre pore og celle morfologi
    1. Åpne bilder i ImageJ og oppdelt i flere enkelte kanaler hvis aktuelt. Konverter bildene til 8-bit, trekke fra bakgrunnen, og jevne dem med median filtering. Juster terskelen enten manuelt eller ved innebygde terskelverdier algoritmer for å markere porene (hulrom) og celle organer / kjerner.
    2. Bruk vannskille kommando for å skille sammenslåtte porene eller celler. Sett partikkel analyseparametere og utføre kommandoen for å pakke antall partikler, gjennomsnittlig område og prosent dekning av partikler. Bruk DAPI-farget celle bilder for Celletellingen og phalloidin-farget celle bilder for å kvantifisere prosent mobildekning.
    3. Endre de inkluderte makrofilene å utføre batch analyse av flere bilder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 1 skisserer de store prosedyresteg, inkludert oppretting av de np-Au mønstre, dyrking celler, kvantifisere nanostrukturen, og karakterisere celle morfologi. Elastomeren sjablong vist i figur 2a (øverst) blir brukt for å lage de np-AU mønstrene vist på bildene under. Figur 2b er et fotografi av porselen båt for satsvis behandling prøver. Figur 2c viser fargeendring på det avsatte metall mønstre før og etter dealloying. Den sølvoverflaten (før dealloying) er på grunn av den sølv-rike legering innhold. Ved dealloying, får filmen en synlig orange-brun fargetone. Figur 2d illustrerer finere trekk som er produsert av fotolitografisk mønstring av metallet. Forskjellige pore morfologier kan oppnås ved termisk behandling av np-Au 9 filmene, slik det er vist i figur 3.. Den tverrsnitts-bilde (fig.ure 3) avslører om filmene er dealloyed uniformt gjennom filmens tykkelse. SEM bilder kan være segmentert (thresholded) i binære bilder (figur 3 nederste rad) for å bestemme størrelsen og prosent dekning av hulrom (kode 1). Et representativt fluorescens bilde av adherente murine astrocyte celler dyrket på en np-Au overflate er vist i figur 4.. De individuelle kanaler av bildet kan være splittet og segmentert for å produsere binære bilder for analysering av celle-materiale interaksjon. Segmenterte cytoskjelett kan selvfølgelig også brukes for å kvantifisere celle-område og overflatedekning (Kode 2), mens de segmenterte cellulære nucleus bilder er nyttige for Celletellingen (Kode 3). Figur 5 er en visuell oversikt over vanlige feil i fabrikasjon av np-AU strukturer , inkludert dårlig film adhesjon, fravær av porøsitet, og overdreven termisk behandling.


Figur 1. Skjematisk illustrasjon av de store behandlingstrinnene. Syre-rensede substrater er enten maskert med en manuelt snitt sjablong eller maske photolithographically-mønstrede lag fotoresist. Gull og sølv målene samtidig freste å skape en sølv-rik gull legering, hvor maskene overføre mønstre på glasset underlag. Legering mønstre er dealloyed i salpetersyre å skape nanoporøse gull (np-Au) mønstre. Celler av interesse er dyrket på prøvene og de ​​er avbildet med fluorescens og skanning elektronmikroskop for å trekke ut både biologiske og morfologiske egenskaper. Klikk her for å se større figur .


Figur 2. Optiske bilder A (a) silikon sjablong (øverst) som brukes for patterning forløper gull-sølv legering, som produserer np-Au array (bunn);. (B) porselen båt for batch prosessering eksemplarer, (c) typisk farge av freste AuAg legering (øverst) og dealloyed film (nederst), og (d) med høyere oppløsning np-Au mønstre produsert av fotolitografisk maskering under gull-sølv deponering.

Figur 3
Figur 3. Np-Au SEM bilder (øverste rad) og tilsvarende segmenterte bilder (nederste rad) som brukes for å trekke ut gjennomsnittlig ugyldig størrelse ennd prosent ugyldig dekning. SEM bilde (øverst til høyre) av en spaltet np-Au prøven viser homogen porestruktur gjennom filmen tykkelse. Klikk her for å se større figur .

Figur 4
Figur 4. En sammensatt f-actin (grønn) og nucleus (blå) farget celle bildet, som er segmentert å trekke prosent celle dekning fra den grønne kanalen og celletall fra det blå.

Figur 5
Figur 5. Bilder av typiske feil. (A) delamineringunder dealloying på grunn av en utilstrekkelig klebende lag av krom, (b) fravær av porøsitet etter dealloying grunn av utilstrekkelig sølv-innhold i legeringen, og (c) fullstendig sintring av np-Au film på grunn av termisk behandling temperaturen blir altfor høy.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi viser to forskjellige teknikker til micropattern np-AU filmer for å utvide bruken av disse filmene i mikrosystemer og biologiske studier. Frese-belegg gull og sølv er en anvendelig metode for å lage np-AU mønstre, som sputtering er forenlig med konvensjonell microfabrication prosesser og at legeringen sammensetning og tykkelse kan lett reguleres ved å variere de enkelte sputtering gun krefter (for gull og sølv mål) og deponering tid henholdsvis. Typisk np-Au film tykkelser fra 200 nm til 2 mikrometer. Sjablongen metode (metode 1, figur 2a) ved hjelp av biopsi slag og skalpell gir mulighet for oppretting millimeter-skala mønstre som omgår behovet for fotolitografi. Mer kompliserte mønstre kan fremstilles ved en programmerbar laser kutteren. Den kompatibel silikonelastomer sjablong self-fester bort på glassflater, og dermed hindre metall deponering under masken og økende mønster oppløsning. Men mindre fsjoner (<1 mm), vanligvis er vanskelig å fremstille med denne metode, som tykkelsen av sjablongen forhindrer uniform metallavsetting gjennom åpningene i masken. Applikasjoner som krever høyere funksjonen oppløsning kan oppnås med fotolitografisk mønstring (metode 2, figur 2d). Gjennomsiktighet masker for å overføre mønstre via photolithography kan fås fra flere selskaper (f.eks Output By, Bandon, OR), og er økonomiske alternativer til krom-glass masker når minimum ønskede funksjonen størrelser er mer enn ~ 20 mikrometer. Den metallavsetting på kompatibel sjablong noen ganger fører til løsgjøring av sjablongen fra substratet på grunn av ikke-ensartet belastning generasjon. Vi vanligvis redusere dette problemet ved å sikre sjablongen til underliggende underlaget ved hjelp av polyamid tape på kantene.

Når mindre prøver, for eksempel sirkulære Dekkglass (12 mm diameter) som vanligvis brukes i våre studier, porselen båter vist i (f.eks rent, dealloy) flere små prøver. Satsvis behandling av prøvene øker ensartethet av det produserte nanostrukturen tvers forskjellige prøver. Små prøver har en tendens til å flyte når neddykking i pirayaen eller dealloying løsninger, da de blir hydrofob når de oppbevares i luft. Før hvilket som helst trinn som krever prøvene være nedsenket i væske, plasma behandle slike (10 V i 30 sek) gjengir glassflaten hydrofile og bidrar til å dempe den flytende problemet. Det vanligste problemet i å produsere np-Au filmer er delaminering under dealloying trinn. Dette er vanligvis tilskrevet strekkspenninger opphopning grunn av volumet krymping under dealloying 21. For å forhindre delaminering, er det viktig å ha sterk adhesjon mellom NP-Au film og substratet. Dette oppnås ved at et tilstrekkelig tykt krom (~ 150 nm) og mellomprodukt ggamle lag (~ 200 nm). Deponert filmene skal vises lys til mørk grå, sett fra baksiden av et transparent substrat. Den skrelles film vist i figur 5a er et godt eksempel på hvordan baksiden av filmen ikke bør ligne - gullet utførelse angir at krom-sjikt ikke er tilstrekkelig tykke til å sikre sterk vedheft. En annen grunn for delaminering er urent prøven overflaten, derfor er det viktig å piraja-rene flater før metall deponering. I tillegg er det viktig å sørge for at fotoresisten er fullt utviklet før innskudd filmen, som eventuell gjenværende fotoresist hindrer sterk adhesjon av metall avsatt på glassoverflaten.

Termisk behandling av np-Au filmer, er en enkel og kontrollerbar fremgangsmåte for modifisering av pore morfologi (figur 3). Mens en hurtig termisk annealing instrument er ønskelig for termisk behandling, ovner og kokeplater produserer også akseptable resultater. Than termisk dose og temperaturen bør overvåkes nøye, så høye temperaturer (> 500 ° C) kan føre til fullstendig sintring av np-Au og forsvinningen av porøsitet (figur 5c). Utilstrekkelig sølv-innhold i det avsatte legering (mindre enn 60% sølv, ved.%) Hindrer også porøsitets-formasjon (figur 5b).

For å etablere levedyktige cellekulturer den ovenfornevnte np-AU belagte flater, er det viktig å suge prøvene i DI-vann med flere vann får fullstendig fjerne salpetersyre rester fra det porøse nettverk. Selv om det ikke har vært nødvendig å behandle overflatene med spesifikke ekstracellulære matriks (ECM) proteiner før såing av cellene, observerte vi at plasma-behandling og soaking prøvene i cellekulturmedium før såing av cellene drastisk forbedre celleadhesjon og levedyktighet. Denne forbedringen er mest sannsynlig på grunn av ikke-spesifikk adsorpsjon av vedheft proteiner fra serum i cell kultur mediet til np-Au overflate. For cellekultur forhold som krever serum-fritt medium, kan det være nødvendig å forbehandle np-Au overflaten med ECM molekyler (f.eks fibronectin).

For å bestemme pore / void størrelse og dekning, samt celletall og celle dekning, må bildene bli konvertert til binære svart-hvitt-bilder (se figur 3 og 4) - prosessen er også kjent som segmentering. Dette krever plukke en terskel grå verdi som er utsatt for bruker-bias. Derfor bør absolutte verdiene bestemmes av bildebehandling meldes med forsiktighet. De fleste studier krever en sammenligning av forskjellige morfologier av nanostrukturen celler og, derfor, så lenge de analyseparametre (f.eks terskel, partikkelstørrelse vindu) holdes konsekvent på tvers av prøvene, kan statistisk signifikans oppnås med et relativt lite antall prøver. Før bildesegmentering, er det også nyttigå glatte bildene og trekke bakgrunnen ved hjelp av de innebygde kommandoer i ImageJ (eller en mer spesialisert versjon, Fiji). Vi justerer parameterne i den medfølgende makro (Supplemental Kode Files 1-3) til batch behandle flere bilder.

Vi forventer at teknikkene demonstrert her vil bistå det vitenskapelige miljøet i å integrere np-Au inn mikrosystemer, inkludert flere elektrode arrays for elektrofysiologi, biosensorer og miniatyr energilager ordninger. I tillegg tror vi at de semi-kvantitative bildebehandling metoder vil være verdifullt for et bredt spekter av studier på samspillet mellom materialer og tilhenger celler.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen motstridende økonomiske interesser.

Acknowledgments

O. Kurtulus og D. Dimlioglu støttes av en University of California Laboratory gebyrer Research Program Award 12-LR-237197. P. Daggumati er støttet av en University of California Davis Forskning Investeringer i Sciences & Engineering (RISE) Award. CA Chapman er støttet av en Department of Education Graduate Assistance Områder i National Need Fellowship. Dette arbeidet ble støttet av UC Lab gebyrer Research Program, UC Davis RISE, og UC Davis College of Engineering oppstart midler.

Materials

Name 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Arico, A. S., Bruce, P., Scrosati, B., Tarascon, J. M., Van Schalkwijk, W. Nanostructured materials for advanced energy conversion and storage devices. Nature Materials. 4, 366-377 (2005).
  2. Roy, S., Gao, Z. Nanostructure-based electrical biosensors. Nano Today. 4, 318-334 (2009).
  3. Chen, C. L., et al. DNA-decorated carbon-nanotube-based chemical sensors on complementary metal oxide semiconductor circuitry. Nanotechnology. 21, 095504 (2010).
  4. Lu, J., Rao, M. P., MacDonald, N. C., Khang, D., Webster, T. J. Improved endothelial cell adhesion and proliferation on patterned titanium surfaces with rationally designed, micrometer to nanometer features. Acta Biomaterialia. 4, 192-201 (2008).
  5. Wagner, V., Dullaart, A., Bock, A. K., Zweck, A. The emerging nanomedicine landscape. Nat. Biotechnol. 24, 1211-1218 (2006).
  6. Weissmüller, J., Newman, R., Jin, H., Hodge, A., Kysar, J. Theme Article - Nanoporous Metals by Alloy Corrosion: Formation and Mechanical Properties. Materials Research Society Bulletin. 34, 577-586 (2009).
  7. Erlebacher, J., Aziz, M., Karma, A., Dimitrov, N., Sieradzki, K. Evolution of nanoporosity in dealloying. Nature. 410, 450-453 (2001).
  8. Okman, O., Lee, D., Kysar, J. W. Fabrication of crack-free nanoporous gold blanket thin films by potentiostatic dealloying. Scripta Mater. 63, 1005-1008 (2010).
  9. Seker, E., Reed, M., Begley, M. Nanoporous Gold: Fabrication, Characterization, and Applications. Materials. 2, 2188-2215 (2009).
  10. Biener, J., et al. Size effects on the mechanical behavior of nanoporous Au. Nano Lett. 6, 2379-2382 (2006).
  11. Senior, N., Newman, R. Synthesis of tough nanoporous metals by controlled electrolytic dealloying. Nanotechnology. 17, 2311-2316 (2006).
  12. Zielasek, V., et al. Gold catalysts: Nanoporous gold foams. Angew. Chem. Int. Ed. 45, 8241-8244 (2006).
  13. Wittstock, A., Biener, J., Bäumer, M. Nanoporous gold: a new material for catalytic and sensor applications. PCCP. 12, 12919-12930 (2010).
  14. Shulga, O., et al. Preparation and characterization of porous gold and its application as a platform for immobilization of acetylcholine esterase. Chem. Mater. 19, 3902 (2007).
  15. Shulga, O., Zhou, D., Demchenko, A., Stine, K. Detection of free prostate specific antigen (fPSA) on a nanoporous gold platform. The Analyst. 133, 319-322 (2008).
  16. Seker, E., et al. The fabrication of low-impedance nanoporous gold multiple-electrode arrays for neural electrophysiology studies. Nanotechnology. 21, 125504 (2010).
  17. Seker, E., Berdichevsky, Y., Staley, K. J., Yarmush, M. L. Microfabrication-Compatible Nanoporous Gold Foams as Biomaterials for Drug Delivery. Advanced Healthcare Materials. 1, 172-176 (2012).
  18. Okman, O., Kysar, J. W. Microfabrication of Nanoporous Gold. Nanoporous Gold: From an Ancient Technology to a High-Tech Material. 22, 69 (2012).
  19. Lee, D., et al. Microfabrication and mechanical properties of nanoporous gold at the nanoscale. Scripta Mater. 56, 437-440 (2007).
  20. Seker, E., et al. The effects of post-fabrication annealing on the mechanical properties of freestanding nanoporous gold structures. Acta Mater. 55, 4593-4602 (2007).
  21. Parida, S., et al. Volume change during the formation of nanoporous gold by dealloying. Phys. Rev. Lett. 97, 35504-35506 (2006).

Tags

Bioteknologi cellebiologi molekylær biologi biofysikk fysikk nanoteknologi nanostrukturer biomedisinsk teknikk Miniaturization Gold Flekker og merking cellekultur teknikker Mikroskopi elektronmikroskopi fluorescens nanoteknologi tynne filmer (teori deponering og vekst) Nanoporøse gull cellekultur bildeanalyse microfabrication nanoteknologi kvantitativ immunokjemi scanning elektronmikroskopi fluorescens mikroskopi stensiltrykking photolithography
Microfabrication av nanoporøse Gold Patterns for Cell-materielle Interaksjonsstudier
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Daggumati, P., Kurtulus, O.,… More

Daggumati, P., Kurtulus, O., Chapman, C. A. R., Dimlioglu, D., Seker, E. Microfabrication of Nanoporous Gold Patterns for Cell-material Interaction Studies. J. Vis. Exp. (77), e50678, doi:10.3791/50678 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter