Waiting
Login processing...

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

Engineering

Opdigte reaktive overflader med børste-agtig og Crosslinked film af Azlactone-Functionalized blok Co polymerer

Published: June 30, 2018 doi: 10.3791/57562
Automatic Translation
1, 1, 2, 1
1Chemical Engineering Department, Kansas State University, 2Center for Nanophase Materials Sciences, Oak Ridge National Laboratory

Summary

Overflade fabrikation metoder for mønstrede aflejring af nanometer tyk pensler eller mikron tyk, crosslinked film af en azlactone blok Co-polymer er rapporteret. Kritiske eksperimenterende trin, repræsentative resultater og begrænsninger af hver metode diskuteres. Disse metoder er nyttige til at skabe funktionelle grænseflader med skræddersyede fysiske funktioner og afstemmelige overflade reaktivitet.

Abstract

I dette papir, fabrikation metoder, der genererer nye overflader ved hjælp af azlactone-baseret blok Co-polymer, poly (glycidyl methylmethacrylat) -blok- poly (vinyl dimethyl azlactone) (PGMA -b- PVDMA), præsenteres. Høj reaktivitet af azlactone grupper mod Amin, thiol og hydroxylgrupper, kan PGMA -b- PVDMA overflader ændres med sekundære molekyler til at skabe kemisk eller biologisk functionalized grænseflader til en lang række applikationer. Tidligere rapporter af mønstrede PGMA -b- PVDMA grænseflader har brugt traditionel topstyret mønstre teknikker, der genererer uensartet film og dårligt kontrolleret baggrund kemi. Her beskriver vi tilpassede mønstre teknikker, der gør det muligt præcist deposition af meget ensartet PGMA -b- PVDMA film i baggrunde, der er kemisk inert, eller som har biomolekyle-frastødende egenskaber. Vigtigere, er disse metoder designet til indbetaling PGMA -b- PVDMA film på en måde, der helt bevarer azlactone funktionalitet gennem hver behandlingstrin. Mønstrede film Vis velkontrollerede tykkelser, der svarer til polymer pensler (~ 90 nm) eller stærkt krydsbundet strukturer (~ 1-10 μm). Penselmønstre genereres ved hjælp af enten parylene lift-off eller grænseflade instrueret forsamling metoder beskrevet og er nyttige for præcise graduering af samlede kemiske overflade reaktivitet ved at justere enten PGMA -b- PVDMA mønster tætheden eller den længde af VDMA blok. Derimod tykt crosslinked PGMA -b- PVDMA mønstre er opnået ved hjælp af et tilpassede mikro-kontakt teknik og tilbyder fordel for højere lastning eller erobringen af sekundært materiale på grund af højere areal til volumen nøgletal. Detaljerede eksperimenterende trin, kritiske film beskrivelser og fejlfinding guider for hver fabrikationsanlæg metode diskuteres.

Introduction

Udvikle fabrication teknikker, der giver mulighed for alsidig og præcis kontrol af kemiske og biologiske overflade funktionalitet er ønskeligt for en lang række applikationer, fra erobringen af miljøforurenende til udvikling af næste generation biosensorer, implantater og tissue engineering enheder1,2. Funktionelle polymerer er fremragende materialer til tuning overfladeegenskaber gennem "podning fra" eller "podning til" teknikker3. Disse tilgange giver mulighed for kontrol af overflade reaktivitet baseret på monomeren kemisk funktionalitet og molekylvægt af polymer4,5,6. Azlactone-baserede polymerer er blevet intenst undersøgt i denne forbindelse som azlactone grupper hurtigt par med forskellige nukleofiler i ring-åbning reaktioner. Dette omfatter primær aminer, alkoholer, dithioler og hydrazin grupper, hvilket giver en alsidig rute for yderligere overflade functionalization7,8. Azlactone-baserede polymer film har været ansat i forskellige miljømæssige og biologisk programmer herunder analysand fange9,10, celle kultur6,11, og groedehindrende / anti-klæbende belægninger12. I mange biologiske programmer er mønster azlactone polymer film på nano til mikrometer længdeskalaer ønskeligt at lette fysisk kontrol af biomolekyle præsentation, cellulære vekselvirkninger, eller til at modulere overflade interaktioner13, 14,15,16,17,18. Fabrikation metoder bør derfor udvikles for at tilbyde høj mønster ensartethed og velkontrollerede filmtykkelse, uden at kompromittere kemisk funktionalitet19.

For nylig, Lokitz et al. udviklet en PGMA -b- PVDMA blokcopolymer som var i stand til at manipulere overflade reaktivitet. PGMA blokke par oxid-bærende overflader, hvilket giver høj og afstemmelige overflade tætheder af azlactone grupper20. Tidligere anvendes rapporteret metoder til mønster denne polymer for oprettelsen af biofunctional grænseflader traditionelle top-down fotolitografi tilgange, der genererede uensartet polymer film med baggrunden områder forurenet med resterende photoresist materiale, hvilket medfører høje niveauer af ikke-specifikke kemiske og biologiske vekselvirkninger21,22,23. Her, forårsaget forsøg på at passivering baggrund regioner krydsreaktion med azlactone grupper, at kompromittere polymer reaktivitet. I betragtning af disse begrænsninger, vi for nylig udviklet teknikker til mønster børste (~ 90 nm) eller stærkt krydsbundet (~ 1-10 μm) film af PGMA -b- PVDMA til kemisk eller biologisk inaktivt baggrunde på en måde, der helt bevarer kemiske funktionaliteten af polymer24. Disse præsenterede metoder udnytte parylene lift-off, interface-instrueret Forsamling (IDA) og brugerdefinerede microcontact (μCP) trykteknikker. Meget detaljerede eksperimentelle metoder for disse mønstre tilgange, samt kritisk film beskrivelser og udfordringer og begrænsninger i forbindelse med hver teknik præsenteres her i skriftlig og video format.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. PGMA -b- PVDMA syntese20

  1. Syntese af PGMA makro-kæde transfer agent (makro-CTA)
    1. Bruge en 250 mL runde-bunden reaktion flask udstyret med en Teflon-belagt magnetiske rør bar.
    2. Kombinere 14.2 g af glycidyl methacrylat GMA (142.18 g/mol) med 490.8 mg 2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate (CPDT) (346.63 g/mol), og 87,7 mg af 2, 2 '-azobis (4-methoxy-2,4-dimethyl valeronitrile) (V-70) (308.43 g/mol) (molære forhold for CPDT: V-70 = 5:1), og benzen (100 mL) til luften gratis rund bund kolbe.
    3. Degas reaktionsblandingen ved hjælp af argon og omrystes i 30 min. Efterfølgende sætte løsningen i en temperatur-kontrolleret oliebad ved 30 ° C og reagere til 18 h.
      Bemærk: Den målrettede molekylvægt for makro-CTA er 10.000 g/mol. 18 timer var besluttet på at være tid til, at nå rimelig konvertering. Farven af polymer løsning er gennemsigtig lys gul.
    4. Efter 18 h, bringe til ophør reaktionen ved nedsænkning rund bund kolben i flydende N2.
    5. Bundfald polymeren ved at hælde lysegul løsning af polymer/benzen (~ 100 mL) i 400 mL hexan.
    6. Rør blandingen i 5 min. bundfaldet udlignes i bunden af bægerglasset og gendannes ved filtrering.
    7. Tør de bundfald natten under vakuum. Derefter fortynde det i 400 mL af tetrahydrofuran (THF). Re bundfald i hexan.
    8. Tørre denne nye bundfaldet igen med argon natten over.
      Bemærk: Makro-CTA er et fint gult pulver. Produkt udbytte af reaktion vil være ~ 43,8%. Mn af PGMA makro-CTA er 7,990 g/mol med en polydispersity (PDI) af 1.506 (MW = 12,030 g/mol).
  2. Syntese af PGMA -b- PVDMA
    1. Fraktioneret destillere VDMA under reduceret tryk, og reservere den midterste fraktion (~ 70%) til anvendelse.
      Bemærk: Dette er forpligtet til at fjerne polymerisering inhibitor. Destillationsapparatet er knyttet til en Schlenk linje og air seal ventil er delvist åbnet for linjen vakuum. Minimal varme er anvendt ved hjælp af en varistat og varme kappe indtil VDMA monomer begynder destillere med en hastighed på 1 dråbe per sekund.
    2. Kombiner 2-Vinyl-4,4-dimethyl azlactone (VDMA) (139.15 g/mol) monomer (10.436 g) med PGMA-macroCTA (1.669 g), V-70 (14,5 mg; kindtand forholdet mellem PGMA-macroCTA: V-70 = 3:1) og benzen (75,0 mL) i en enkelt-hals 250 mL runde-bunden reaktion flask udstyret med en Teflon-belagt magnetiske rør bar.
      Bemærk: molekylvægt oplysninger, PVDMA: 139.15 g/mol, PGMA-macroCTA: 12,030 g/mol, benzen: 78.11 g/mol.
    3. Degas blanding med høj renhed argon og omrøres i 30 min, og derefter sætte i oliebad ved 32 ° C i 18 h.
    4. Ophæve reaktionen ved nedsænkning rund bund kolben i flydende Nielsen2.
    5. Bundfald polymeren tre gange i hexan og tørre det ved stuetemperatur under vakuum.
    6. Karakterisere molekylvægt og PDI af produktet ved hjælp af størrelse udstødelse kromatografi (S) (Se Tabel af materialer) efter proceduren i Lokitz et al. 20. Størrelse udstødelse chromatografen (S) er udstyret med tre PLgel 5 µm blandet-C kolonner (300 x 7.5 mm) i serien, et brydningsindeks detektor (bølgelængde = 880 nm), en fotodiode array detektor, multi-vinkel lysspredning (MALS) detektor (bølgelængde = 660 nm), og en viskosimeter (Se Tabel af materialer).
      Bemærk: Alle eksperimenter udført i dette manuskript anvendes produkt med PGMA og PVDMA blok længder af 56 og 175, henholdsvis. Molekylevægt af en blokcopolymer var 37,620 g/mol og PDI var 1.16.

2. generation af Parylene Stencil mønstre Over silicium substrater

  1. Parylene belægning
    1. Der sonikeres silicium wafers i 50% wt. acetone i vand i 5 min. efterfulgt af sonikering i 50% wt. isopropanol (IPA) i vand i 5 min.
    2. Skyl silicium wafers med deioniseret vand (DI) vand og blæse tør med nitrogen gas.
    3. Indbetale 80 nm og 1 µm tykt parylene Nielsen på 4-tommer silicium wafers ved hjælp af en parylene coater (Se Tabel af materialer).
      Bemærk: Karakterisere tykkelsen af parylene film ved hjælp af en overflade profilometer (Se Tabel af materialer).
      1. Kalibrere parylene filmtykkelse med parylene dimer massen for hver enkelte parylene belægning system.
        Bemærk: I det nuværende system, ~ 80 mg og ~ 1000 mg parylene N dimer var forpligtet til at opnå 80 nm og 1 µm filmtykkelse, henholdsvis (baseret på kalibreringskurven opnået).
      2. Brug følgende indstillinger under drift af parylene coater: Tryk: 80 mTorr, varighed: 1t, ovn temperatur: 690 ° C, vaporizer temperatur: 160 ° C.
  2. Fotolitografi
    1. Bage vafler i en ovn ved 100 ° C i 20 min. derefter lade vafler sidde i en anden 3 min ved stuetemperatur.
      Bemærk: Yderligere ventetid forbedrer vedhæftning af photoresist.
    2. Der tilsættes 2 mL af positive photoresist (Se Tabel af materialer) og give afkald på midten af den parylene-belagt wafer. Spin pels vafler på 3000 rpm for 30 s.
      Bemærk: Spin coating skal ske under kølerhjelmen.
    3. Vent 1 min, bage wafer på en varmeplade ved 105 ° C i 1 min.
    4. Indlæse photomask i en maske tilpasning system (Se Tabel af materialer). Udsætte vafler til UV-lys (λ = 325 nm) for 10 s med en dosis på 65 mJ/cm2.
    5. Lad vafler sidde til en anden 5 min ved stuetemperatur.
    6. Udvikle vafler ved nedsænkning i udvikler (Se Tabel af materialer) løsning for 2 min. Skyl vafler med deioniseret vand og derefter tørre med N2. Gøre dette under kølerhjelmen.
      Bemærk: Efter at have udviklet, photoresist vises helt fjernet fra områder udsat for UV. Brug et optisk mikroskop (Se Tabel af materialer) til at kontrollere vafler.
  3. Reaktiv ion ætsning
    1. Bruge en reaktiv ion radering (RIE) værktøj (Se Tabel af materialer) til etch udviklede vafler med ilt plasma.
    2. Anvende en ilt flow sats på 50 cm3/min ved et kammer Tryk på 20 mTorr.
    3. For en parylene filmtykkelse på 1 µm, bruge RF 50 W og Induktivt koblet plasma (ICP) magt 500 W til 100 s var at fjerne udsatte parylene fra mønstrede områder. Dette svarede til en parylene etch rente på 1,0-1,15 µm/min.
    4. For parylene tykkelse 80 nm, brug RF power 50 W og ICP magt på 200 W for 55 s at fjerne udsatte parylene fra mønstrede områder. Dette svarer til en parylene etch sats på 570-620 nm/min.
      Bemærk: For effektive parylene fjernelse, bestemmer parylene etch sats for hvert system, RIE.
    5. Inspicere ætset substrater med et optisk mikroskop. Silicium overflade vises skinnende, efter at parylene er helt fjernet fra udsatte regioner.
    6. Kontrollere etch dybde ved hjælp af en overflade profilometer (Se Tabel af materialer).

3. Parylene Lift-off Procedure

  1. Forberedelse af polymer løsninger
    1. Opløse PGMA -b- PVDMA i chloroform (1% wt.). Chloroform bør være vandfri at forhindre hydrolyse af azlactone grupper.
      Bemærk: Chloroform er det foretrukne opløsningsmiddel fordi det har en høj grad af opløselighed for polymer, giver mulighed for mere ensartet overflade aflejring af enkelt polymer kæder i forhold til andre organiske opløsningsmidler25.
  2. Rengøring parylene stencils med plasma renere
    1. Tænd plasma renere (Se Tabel af materialer) vigtigste magt og sætte de parylene-belagt substrater i plasma renere kammer.
    2. Tænd vakuumpumpen og evakuere luften i kammeret indtil trykmåleren er mindre end 400 mTorr.
    3. Lidt åbne måling ventilen og tillader luft at komme ind til plasma renere indtil trykmåleren viser 800-1000 mTorr.
    4. Vælg RF med Hi mode og udsætte substrater for 3 min.
    5. I slutningen af processen, slukke RF power og vakuumpumpe.
    6. Slå plasmaet renere og fjerne substraterne.
      Bemærk: Efter plasma rengøring, overfladen viser hydrofile adfærd (figur 1B). Vand kontakt vinkel af nøgne silicium overflader før og efter plasma rengøring er 27° ± 2° og 0°, henholdsvis.
  3. Spin-coating af PGMA -b- PVDMA, udglødning og ultralydbehandling over parylene stencils
    1. Straks spin-coat substrater med 100 µL af 1% wt. PGMA -b- PVDMA i vandfri chloroform ved 1500 rpm, 15 s ved hjælp af en spin coater (Se Tabel af materialer).
      Bemærk: Udføre spin-coating inden for 1-2 s af pipettering polymer løsning til at minimere film ikke-ensartethed forårsaget af hurtige chloroform fordampning.
    2. Anneal polymer film på 110 ° C i et vakuum ovn (Se Tabel af materialer) til 18 h.
      Bemærk: Udglødning giver mulighed for polymer microphase adskillelse og overflade udlæg i GMA blok til den overflade26.
      1. Efter glødning, karakterisere polymer belægning ved at måle den kontakte vinkel af substrater. Overflader Vis en kontakt vinkel på 75° ± 1° (figur 1 c)20.
    3. Der sonikeres substrater i 20 mL acetone eller chloroform i 10 min til at fjerne parylene lag og enhver physisorbed polymer.
      Bemærk: Brug følgende sonikering betingelser: ultra sonic power, 284 W; Drift frekvens, 40 kHz (Se Tabel af materialer).
      Bemærk: Parylene kan også være skrælles underlaget ved at anvende et stykke tape på kanten af underlaget derefter trække båndet væk27.
    4. Gemme substrater under vakuum i en ekssikkator indtil karakterisering.

Figure 1
Figur 1: kontakt vinkel målinger for behandlede silicium substrater. (A) Bart silicium, (B) Plasma-rengjort silicium, (C) Spin-belagt silicium med PGMA-b-PVDMA (efter udglødning og sonikering i chloroform). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

4. PGMA -b- PVDMA Interface-instrueret forsamling Procedure

Bemærk: Denne procedure kan udføres på underlag som indeholder enten en kemisk inert baggrund (afsnit 4.1) eller en biologisk inaktivt baggrund (afsnit 4.2), afhængigt af programmet.

  1. Forberedelse af kemisk inert baggrund på silicium substrater
    1. Bruge ilt plasma renere at rydde den nøgne silicium (punkt 3.2).
    2. Der afpipetteres 100 µL af trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl) silan (TPS) på en petriskål og placere silicium substrater inde i et vakuum ekssikkator ved siden af petriskålen.
    3. Anvende vakuum (-750 Torr) for 1 h til kemisk dampudfældning (CVD).
      Forsigtig: TPS er yderst giftigt og CVD-processen bør udføres inde i et stinkskab.
      Bemærk: Efter 1 h substratet viser hydrofobe adfærd. En kontakt vinkel på 109° ± 3° måles typisk efter CVD-processen. Tykkelsen af TPS film er 1,5 ± 0,5 nm.
      Bemærk: TPS blokerer reaktionen fra den reaktive overflade oxid med PGMA -b- PVDMA.
    4. Coat vafler med parylene (1 µm tykkelse). Udføre fotolitografi og reaktive ion ætsning til at generere parylene mønstre (afsnit 2) og til etch væk TPS lag i de udsatte områder.
  2. Forberedelse af polyethylenglycol (PEG) baggrunden på silicium substrater.
    1. Bruge ilt plasma renere for 3 min at rense nøgne silicium substrater (punkt 3.2).
    2. Udføre CVD af TPS for 1 h (afsnit 4.1.2).
    3. Fordybe substrater i en 0,7% wt/v opløsning af Pluronic F-127 i ultrarent vand til 18 h til at generere en PIND lag på overfladen28,29.
      Bemærk: Pluronic indeholder en hydrofobe polypropylen oxid (PPO) polymer blok mellem to PIND kæder. PPO blok ankre polymer TPS overflade mens PIND kæder er udsat for løsning28.
    4. Vask og skyl substrat for 5 min med 100 mL i ultrarent vand.
    5. Indbetale 80 nm og 1 µm tykt parylene Nielsen på 4-tommer silicium wafers ved hjælp af en parylene coater.
    6. Udføre fotolitografi og reaktive ion ætsning for at generere parylene mønstre (afsnit 2).
  3. Sonikering, spin-coating af PGMA -b- PVDMA polymer, og afkølingen af substrater
    1. Der sonikeres kemisk inert (TPS) substrater (afsnit 4.1) eller PEG-funktionelle substrater (afsnit 4.2) i 10 min i acetone at fjerne parylene lag.
    2. Spin-coat sonicated underlaget med 100 µL af 1% wt. PGMA -b- PVDMA i vandfri chloroform ved 1500 rpm til 15 s.
    3. Anneal polymer film på 110 ° C under vakuum til 18 h.
    4. Der sonikeres substrater i acetone eller chloroform i 10 min til at fjerne physisorbed polymer stede i baggrunden regioner på overfladen.
    5. Gemme substraterne i et vakuum ekssikkator indtil videre anvendelse.

5. custom PGMA -b- PVDMA mikro-kontakt udskrivning (μCP)

  1. PDMS stempel fabrikation
    1. Fremstil silicium masters ifølge standard fotolitografi procedure30. Bruge CVD-processen (afsnit 4.1.2) for at deponere anti-klæbende TPS på silicium masters.
      Bemærk: Silicium mug behandles med TPS første gang det bruges, og genanvendes efter det har brugt 5 - 10 gange.
    2. Udføre standard bløde litografi metoder for fabrikation af frimærker (PDMS forløber for hærdning agent masse forholdet 10:1)31.
      Bemærk: Stempler, der anvendes i denne undersøgelse består af micropillar arrays (diameter = 5-50 µm, højde = 20 µm).
    3. Skære en enkelt stempel. Ren stemplet ved sonicating i 10 min i HCl (1 M), 5 min i acetone, efterfulgt af 5 min i ethanol.
    4. Tørre frimærker i en konvektionsovn på 80 ° C i 20 min. til at fjerne resterende organisk opløsningsmiddel.
  2. Microcontact udskrivning af PGMA -b- PVDMA på silicium substrater
    1. Depositum TPS på overfladen af PDMS frimærker ved hjælp af CVD-processen (afsnit 4.1.2).
      Bemærk: TPS lag bruges til at forhindre kobling af polymeren stempel overflade.
      Bemærk: Kontakt vinkel målinger kan bruges til at karakterisere stempler efter TPS adsorption, som vist i figur 2 (Inset A, B).
    2. Opløses PGMA -b- PVDMA polymer i vandfri kloroform ved en koncentration på 0,25-1% wt.
    3. Dykke stempler ind i 5 mL af polymer løsning i 3 min.
    4. Plasma ren 2 × 2 cm nøgne silicium substrater for 3 min til ren overflade for kobling med PGMA blokke (punkt 3.2).
    5. Tage ud de polymer-belagte frimærker fra polymer løsning.
      Bemærk: Frimærker skal bruges til udskrivning af mens de er våde og et lag af løsning findes over dem.
    6. Sætte sværtet stempel direkte på silicium substrat.
    7. Brug en manuel Boremaskinen stå (Se Tabel af materialer) (figur 3) at presse de polymer-belagte stempler på silicium overflade at fremme mønster overførsel. Umiddelbart anvende stempel til substrat (inden for 1-2 s) efter at have taget ud de coatede frimærker fra polymer løsning.
      Bemærk: Begge siliciummet og PDMS stempel kan placeres på dobbeltklæbende tape opbakning til at minimere PDMS stempel deformation på grund af uensartet eller højt pres stempling32.
    8. Anvende conformal kontakt mellem polymer-sværtet stempel og silicium substrat for 1 min. brug af anslåede presset af 75 g/cm2(7.35 kPa) til tryk.
    9. Forsigtigt adskille stempel fra silicon overflade.
    10. Bind de trykte silicium substrater straks i et vakuum ovn på 110 ° C i 18 h.
    11. Der sonikeres trykte silicium substrater i acetone eller chloroform i 10 min til at fjerne enhver fysisk adsorberet PGMA -b- PVDMA og derefter tørre med N2.
      1. Udføre overflade karakterisering analyse for både PDMS stempel (efter udskrivning trin) og udskrives silicium (efter udglødning og ultralydbehandling trin) for at kontrollere den vellykket overførsel af PGMA -b- PVDMA.
        Bemærk: Overflade profilometer og svækkede samlede Reflektionsgraden Fouriertransformation infrarød spektroskopi (ATR-FTIR) analyse kan bruges til at analysere trykt silicium substrat og PDMS stempel, henholdsvis.
    12. Gemme substrater under vakuum i en ekssikkator indtil karakterisering.

Figure 2
Figur 2 : ATR-FTIR målinger for behandlede PDMS frimærker (Relative intensitet). (Inset A) Kontakt vinkel målinger for nøgne PDMS stempel. (Indsat B) Kontakt vinkel målinger for TPS behandlet PDMS stempel. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: Setup for μCP af PGMA -b- PVDMA løsninger på silicium substrater. Proceduren omfatter brug af en (A) manuel Boremaskinen, (B) en TPS-functionalized PDMS stempel belagt med PGMA -b- PVDMA polymer, (C) en plasma renses 2 × 2 cm silicium substrat, og (D) dobbeltklæbende tape.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kontakt vinkel målinger kan bruges til at vurdere functionalization af silicium med PGMA-b-PVDMA. Figur 1 skildrer den kontakte vinkel af silicium substrat under de forskellige behandlingstrin. Hydrofile opførsel af plasma renses silicium substrat er vist i figur 1B. Kontakt vinklen efter polymer spin coating og udglødning er 75° ± 1°(figur 1C) som er konsistent med de værdier, der er rapporteret af Lokitz et al. for PVDMA overflader20.

Figur 2 viser ATR-FTIR spectra og kontakt vinkel måling af PDMS frimærker under de forskellige trin i proceduren for µCP. Efter udskrivning falder azlactone carbonyl stretching vibrationer på ~ 1818 cm-1 med 34 9%. Figur 2 (inset A, B) også skildrer forandring i hydrophobicity af PDMS stempler efter TPS behandling.

Stempel-substrat presserende er et kritisk skridt i µCP. figur 3 udstillinger forskellige dele af den manuelle roterende værktøj nødvendigt at opnå ensartet kontakt mellem de polymer-belagte stempel og silicium substrat.

Figure 4
Figur 4: Oplysninger om de udviklede teknikker til at generere PGMA -b- PVDMA ind i mønstret, crosslinked eller børste film. Dette tal er blevet ændret fra Masigol et al. 24 . (A) skematisk repræsentation af parylene lift-off protokol for mønster polymer børster på silicium substrater, 1. silicium wafer (w/indfødte oxid), 2. parylene aflejring (1 µm eller 80 nm), 3 . photoresist spin coating, 4. UV-eksponering og udvikling, 5. ilt plasma ætsning, spin 6. polymer-belægning, 7. udglødning og parylene lift-off. (B) IDA procedure for mønster polymer børster på biologisk/kemisk (PIND/TPS) inert substrater, 1. silicium wafer (w/indfødte oxid), 2. PIND/TPS deposition, 3. parylene aflejring (1 µm eller 80 nm), 4. photoresist spin coating, 5. UV eksponering og udvikling, 6. plasma oxygenbehandling, 7. parylene lift-off, 8. polymer spin coating, 9. udglødning og sonikering. (C) Generation af krydsbundet polymer strukturer på silicium ved hjælp af µCP metoden, 1. bløde-litografi for at gøre PDMS stempel efterfulgt af TPS belægning, 2. polymer håndskrift på TPS-functionalized PDMS, 3 . stempel/substrat kontakt, 4. udglødning og sonikering. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4 viser de trinvise procedurer til at generere polymer mønstre24. Disse procedurer er designet til at: (1) mønster ensartet børste strukturer af PGMA -b- PVDMA polymerer på kemisk/biologisk inaktivt substrater ved at anvende parylene lift-off og IDA teknikker ()figur 4A, 4 B), eller (2) generere tykkere film mønstre af micron-skala tykkelse ()figur 4 c).

Figure 5
Figur 5: repræsentative resultater af proceduren parylene lift-off. (A) Brightfield billeder af PGMA -b- PVDMA polymer mønstre på silicium med udglødning ()indsatte jeg) og uden udglødning (inset ii) (skalalinjen = 40 µm). (B) Polymer tykkelse målt efter 10 min sonikering i chloroform med eller uden udglødning. (C) tværsnits polymer højde profil for 1 µm tykt parylene stencils. (D) tværsnits polymer højde profil for 80 nm tykke parylene stencils. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Parylene lift-off teknik kan bruges til at opnå børste strukturer PGMA -b- PVDMA blok Co polymerer, svarende til ~ 90 nm filmtykkelse. Figur 5 A (inset jeg) skildrer de mønstrede steder omgivet af polymer-gratis baggrund. Udglødning er afgørende skridt førende polymer fase-adskillelse og stærk kovalente overflade vedhæftede gennem reaktion af epoxy grupper på GMA blok med overflade oxid24. Som figur 5viseren (inset ii) uden udglødning, sonikering i chloroform vil fjerne meget af den mønstrede polymer. For at undersøge effekten af udglødning nærmere, var en 1% wt. koncentration af polymer i chloroform spin-belagt over en plasma-rengjort silicium substrat (uden parylene). Polymer tykkelse blev målt ved ellipsometry (Se Tabel af materialer). Mens sonikering i chloroform førte til fjernelse af de fleste af polymeren fra ikke-udglødet substrater, blev ingen betydelige ændringer i tykkelsen af polymer observeret for udglødet substrater ()figur 5B). I forhold til 1 µm parylene stencils, 80 nm parylene stencils genereret højere film ensartethed ()figur 5 c, 5D).

Figure 6
Figur 6: Repræsentative resultater af IDA metode til at generere børste-agtig mønstre af PGMA -b- PVDMA i kemisk og biologisk inaktivt baggrunde. Dette tal er blevet ændret fra Masigol et al. 24 . (A) PGMA -b- PVDMA mønstre i TPS og PIND baggrunde. (B) AFM måling af polymer mønstre og repræsentative polymer filmtykkelse over TPS-belagt substrater. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

IDA teknik kan bruges til co mønster ensartet film PGMA -b- PVDMA polymer over kemisk eller biologisk inaktivt baggrunde. Figur 6 A viser PGMA -b- PVDMA mønstre på PIND/TPS baggrunde. Denne metode resulterer i mønstrede film af 90-100 nm tykkelse uden kant defekter observeret fra den forudgående metode ()figur 5 c, 5D). AFM profiler i figur 6B skildrer polymer film tykkelser opnås ved hjælp af metoden IDA.

Figure 7
Figur 7: Repræsentative resultater af μCP teknik til at lave krydsbundet film af PGMA -b- PVDMA. Dette tal er blevet ændret fra Masigol et al. 24. (A) højde profiler af polymerer trykt på silicium substrater (1% wt. polymer). (indsat jeg) PGMA -b- PVDMA mønstre fremstillet efter µCP med udglødning og inset ii uden udglødning (skalalinjen = 30 µm). (B) ATR-FTIR analyse af nøgne silicium og silicium substrat efter PGMA -b- PVDMA udskrivning. (C) virkningen af at bruge forskellige polymer farvende koncentrationer på den gennemsnitlige crosslinked film højde (fejllinjer beskrive standard afvigelse fra gennemsnittet). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

µCP blev udviklet som den endelige tilgang til mønster PGMA -b- PVDMA polymerer på silicium overflader. I modsætning til parylene lift-off og IDA teknikker resulterer denne metode i polymer film mønstret på mikro-skalaen tykkelse ()figur 7A). Der var flere kritiske trin, der var nødvendige for at sikre effektiv overførsel af polymer fra stemplet til underlaget under udskrivningsprocessen. Først, PDMS functionalization med TPS var forpligtet til at hæmme PGMA -b- PVDMA kobling til stempel ()figur 2, inset A, B). For det andet var plasma behandling på substratet forpligtet til at danne en overflade oxidlag for reaktion med epoxy grupper til stede i PGMA blok af polymer ()figur 1B). Endelig, Udglødning af stemplet polymer film var forpligtet til at fremme crosslinking hele filmen; Figur 7 A (indsat i og ii) Vis udglødet og ikke-udglødet substrater efter ultralydbehandling, hvor betydelige skader på de ikke-udglødet film blev observeret. Et andet krav for mønstre teknik var at bevare funktionen azlactone, som blev efterprøvet ved at måle carbonyl stretching vibrationer på ~ 1818 cm-1 ()figur 7B). Endelig, µCP teknikken også aktiveres individuel kontrol af polymer tykkelse film med varierende koncentrationer af PGMA -b- PVDMA i chloroform under trinnet stempelpuder ()figur 7C).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne artikel præsenterer tre tilgange til mønster PGMA -b- PVDMA, hver med sit sæt af fordele og ulemper. Metoden parylene lift-off er en alsidig metode til mønster block Co polymerer på micro nanoskala resolution, og har været brugt som en aflejring maske i andre mønstre systemer33,34,35. På grund af sin relativt svage overflade vedhæftning, kan parylene stencil let fjernes fra overfladen ved hjælp af sonikering i et opløsningsmiddel efter polymer belægning til at afdække baggrunden regioner. Baggrund regioner vises konsekvent rene og fri for resterende polymer. Da parylene er inert til en række overflader36,37denne fremgangsmåde er nyttig for deponering PGMA -b- PVDMA til en lang række forskellige baggrund overfladen kemi. En faktor, der påvirkede film ensartethed var parylene stencil tykkelse. To forskellige parylene tykkelser (1 µm og 80 nm) blev brugt (metode A, figur 4) at undersøge effekten af stencil tykkelse på de genererede PGMA -b- PVDMA strukturer. Sammenlignet med 1 µm, 80 nm tykke parylene lavet polymer film med større ensartethed, men kanten fejl blev observeret omkring hver polymer spot i begge tilfælde ()figur 5 c, 5D). Dette er sandsynligvis på grund af en ophobning af polymer mod stencilen under trinnet spin-coating, som derefter blev crosslinked i tykkere film på mønster kanter under trinnet optimerende. Men udglødning er kritisk for at opnå stabil polymer mønstre ()figur 5A, 5B), dermed kant defekter var uundgåelige med denne metode.

Som et alternativ, IDA mønster metode bruger parylene stencils til at generere oxid mønstre, som guide i samlesæt af PGMA -b- PVDMA polymer til overfladen i en maskless deposition proces (metode B, figur 4). Physisorbed polymerer i regionerne baggrund umiddelbart efter spin coating trin fjernes ved hjælp af sonikering i organisk opløsningsmiddel. Efter disse trin er udført, brightfield, SEM, og AFM billeder af overfladen afsløre PGMA-b-PVDMA mønstre, der matcher silicium oxid mønstre ()figur 6A). I modsætning til den foregående metode viser mønstrede film høj ensartethed uden kant-defekter, som ingen maske var til stede under trinnet spin coating. Den resulterende tykkelse af polymer film er 90-100 nm, efter aftale med den rapporterede tykkelse for børster til PGMA -b- PVDMA polymer af denne molekylvægt20. Denne fremragende egenskab giver mulighed for præcis manipulation af den kemiske reaktivitet ved at justere enten PGMA -b- PVDMA mønster tæthed eller molekylvægt af PVDMA-kæden.

Mens IDA metode foretrækkes for programmer hvor filmen ensartethed er vigtig, er der to iboende ulemper til metoden. For det første kan dannelsen af resterende PGMA -b- PVDMA polymer i baggrunden regioner forekomme, som kan bemærkes i regionerne TPS baggrund i figur 6A. Hvis baggrunden polymer er et problem, bør baggrunden kemiske integritet først kontrolleres med ATR-FTIR eller vand kontakt vinkel måling39. Yderligere ultralydbehandling kan også være nyttigt for at fjerne resterende polymer. Andet, IDA metode er begrænset til baggrunde, der er ureaktivt til grupperne PGMA eller PVDMA i polymeren. Andre baggrunde, som indeholder reaktive fraspaltning (aminer, dithioler, etc.) vil sandsynligvis par til polymer, at kompromittere mønster integritet.

Supplement til parylene og IDA mønster metoder, tilpassede µCP protokol genererer tykkere PGMA -b- PVDMA strukturer (metode C, figur 4), giver højere overflade-til-volumen forhold, der kan forbedre lastning af kemiske eller biologiske analysander i capture programmer eller forbedre celle vedhæftet fil, levedygtighed og spredning i celle kultur programmer41,42. Her, overfladekemi både stempel og substratet var afgørende for at opretholde effektive polymer overførsel samtidig opretholde høje mønster integritet. PGMA -b- PVDMA overførsel blev lettet ved at behandle stempel med TPS lag til at mindske den overflade fri energi af stempel44, mens også behandling af silicium substrater med ilt plasma umiddelbart før udskrivning til at give reaktiv overflade hydroxylgrupper for kobling til epoxy grupper til stede i PGMA blokere23.

En primære udfordring i µCP protokol kommer fra brugen af chloroform opløsningsmiddel til at forberede polymeren farvende løsning. Hurtig opløsningsmiddel fordampning på tværs af stempel kan forårsage uensartet polymer farvende, at kompromittere mønster reproducerbarhed24,43. For at undgå dette, var det kritisk at frimærker blev helt nedsænket i 5 mL bind af stempelpuder løsningen, i modsætning til pipettering lille rumfang af opløsning over toppen af stempel overflade. Forskellige submersion gange blev undersøgt, og 3 min. blev fundet for at være optimal for denne proces. Det var nødvendigt at derefter placere den våde stempel direkte på toppen af underlaget inden for 1-2 sekunder efter fjernelse fra opløsningen og tilføje manuelle pres til stempel ved hjælp af Dremel værktøj setup (figur 3). Denne proces er tilladt for overførsel under våde forhold, som var afgørende for at opretholde overførsel effektivitet og ensartethed. Hvis mønstret fra denne proces vises stadig uensartet, er stempel deformation sandsynligt. I dette tilfælde kan forholdet mellem PDMS base/hærdning agent i soft-litografi trin ændres til at generere stivere frimærker46.

I Resumé beskriver metoder og resultater præsenteret her flere metoder til at skabe mønstrede grænseflader med PGMA -b- PVDMA polymer. Metoderne kan anvendes til at generere mønstrede film med børste eller crosslinked strukturer, afhængigt af programmet. Polymeren kan være mønstrede i kemisk eller biologisk inaktivt baggrunde. Fordi aflejring af polymeren er det sidste trin i forbindelse med deposition, er azlactone funktionalitet bevaret i hver mønstre protokol. Efter mønstret er substrater klar til post-functionalization med andre kemiske eller biologiske grupper.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Denne forskning blev støttet af Kansas State University. En del af denne forskning blev udført på Center for Nanophase materialer videnskaber, der er sponsoreret på Oak Ridge National Laboratory af videnskabelige bruger faciliteter Division, Office of grundlæggende energi Sciences og US Department of Energy.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Material
Ethanol, ≥ 99.5% Sigma-Aldrich 459844 -
HCL, 1.019 N in H2O Fluka Analytical 318949 -
Acetone, ≥ 99.5% Sigma-Aldrich 320110 -
Benzene, ≥ 99.9% Sigma-Aldrich 270709 -
Isopropanol, ACS reagent, ≥99.5% Sigma-Aldrich 190764
Hexane Fisher Chemical H292-4 -
Argon Matheson Gas G1901175 -
Tetrahydrofuran (THF), ≥ 99.9% Sigma-Aldrich 401757 -
Pluronic F-127 Sigma-Aldrich P2443 -
Polydimethyl Siloxane (PDMS) Slygard 184 Dow Corning 4019862 -
Trichloro (1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl) silane (TPS), 97% Sigma-Aldrich 448931 It is toxic. Work with it under hood
Anhydrous Chloroform, ≥ 99% Sigma-Aldrich 372978 -
Positive Photoresist AZ1512 MicroChemicals AZ 1512 amber-red liquid, density 1.083 g/cm3, spin coating step should be done under the hood
Developer AZ 300 MIF MicroChemicals AZ300 MIF clear colourless liquid with slight amine odor and density of 1 g/cm3
1,2-Vinyl-4,4- dimethyl azlactone (VDMA) Isochem North America, LLC VDMA -
2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate (CPDT) Sigma-Aldrich 723037 -
2,2′-Azobis (4methoxy-2,4-dimethyl valeronitrile) (V-70) Wako Specialty Chemicals CAS NO. 15545-97-8, EINECS No. 239-593-8 -
Parylene N Specialty Coating Systems 15B10004 -
Name Company Catalog Number Comments
Equipment
Parylene Coater Specialty Coating Systems SCS Labcoater (PDS 2010) -
Mask alignment system Neutronix Quintel NXQ8000 -
Oxygen Plasma Etcher Oxford Instruments Plasma Lab System 100 -
Surface Profilometer Veeco Dektak 150 Scan type was standard hill. Scan duration and force were 120 s and 1 mg, respectively.
Brightfield Upright Microscope Olympus Corporation BX51 -
Oxygen Plasma  Cleaner Harrick Plasma PDC-001-HP -
Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) Perkin Elmer ATR-FTIR 100 -
Atomic Force Microscopy (AFM) PicoPlus Picoplus atomic force microscope Veeco MLCT-E cantilevers with a 0.5 N/m spring constant. Scan speeds varied between 0.25 and 1 Hz.
Scanning Electron Microscopy (SEM) Hitachi Science Systems Ltd., Tokyo, Japan - -
Rotary Tool Workstation Dremel Model 220-01 -
Spin Coater Smart Coater SC100 -
Vacuum Oven Yamato Scientific Co. PCD-C6(5)000) -
Size Exclusion Chromatography (SEC) Waters Alliance 2695 Separations Module 720004547EN -
Refractive Index (RI) detector Waters Model 2414 -
Photodiode Array Detector Waters Model 2996, 716001286 -
Multi-angle Light Scattering (MALS) Detector Wyatt Technology miniDAWN TREOS II -
Viscometer Wyatt Technology Viscostar -
PLgel 5 µm mixed-C columns (300 x 7.5 mm) Agilent 5 µm mixed-C columns -
Ellipsometer J. A. Woollam alpha-SE Cauchy model, PGMA and PVDMA layers had refractive indices of 1.50 and 1.52 at 632 nm
Ultrasonic Sonicator Fischer Scientific FS-110H -

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Faia-Torres, A., Goren, T., Textor, M., Pla-Roca, M. Patterned Biointerfaces. Comprehensive biomaterials. , 1st edition, Elsevier publications. 181-201 (2017).
  2. Ogaki, R., Alexander, M., Kingshott, P. Chemical patterning in biointerface science. Materials Today. 13 (4), 22-35 (2010).
  3. Rungta, A., et al. Grafting bimodal polymer brushes on nanoparticles using controlled radical polymerization. Macromolecules. 45 (23), 9303-9311 (2012).
  4. Guyomard, A., Fournier, D., Pascual, S., Fontaine, L., Bardeau, J. Preparation and characterization of azlactone functionalized polymer supports and their application as scavengers. European Polymer Journal. 40 (10), 2343-2348 (2004).
  5. Zayas-Gonzalez, Y. M., Lynn, D. M. Degradable Amine-Reactive Coatings Fabricated by the Covalent Layer-by-Layer Assembly of Poly (2-vinyl-4, 4-dimethylazlactone) with Degradable Polyamine Building Blocks. Biomacromolecules. 17 (9), 3067-3075 (2016).
  6. Schmitt, S. K., et al. Peptide Conjugation to a Polymer Coating via Native Chemical Ligation of Azlactones for Cell Culture. Biomacromolecules. 17 (3), 1040-1047 (2016).
  7. Yu, Q., Cho, J., Shivapooja, P., Ista, L. K., López, G. P. Nanopatterned smart polymer surfaces for controlled attachment, killing, and release of bacteria. ACS Applied Materials & Interfaces. 5 (19), 9295-9304 (2013).
  8. Jones, M. W., Richards, S., Haddleton, D. M., Gibson, M. I. Poly (azlactone)s: versatile scaffolds for tandem post-polymerisation modification and glycopolymer synthesis. Pilymer Chemistry UK. 4 (3), 717-723 (2013).
  9. Barkakaty, B., et al. Amidine-Functionalized Poly (2-vinyl-4, 4-dimethylazlactone) for Selective and Efficient CO2 Fixing. Macromolecules. 49 (5), (2016).
  10. Cullen, S. P., Mandel, I. C., Gopalan, P. Surface-anchored poly (2-vinyl-4, 4-dimethyl azlactone) brushes as templates for enzyme immobilization. Langmuir. 24 (23), 13701-13709 (2008).
  11. Schmitt, S. K., et al. Polyethylene glycol coatings on plastic substrates for chemically defined stem cell culture. Advanced Healthcare Materials. 4 (10), 1555-1564 (2015).
  12. Yan, S., et al. Nonleaching Bacteria-Responsive Antibacterial Surface Based on a Unique Hierarchical Architecture. ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (37), 24471-24481 (2016).
  13. Li, C., et al. Creating "living" polymer surfaces to pattern biomolecules and cells on common plastics. Biomacromolecules. 14 (5), 1278-1286 (2013).
  14. Brétagnol, F., et al. Surface functionalization and patterning techniques to design interfaces for biomedical and biosensor applications. Plasma Processes and Polymers. (6-7), 443-455 (2006).
  15. Thery, M. Micropatterning as a tool to decipher cell morphogenesis and functions. Journal of Cell Science. 123 (Pt 24), 4201-4213 (2010).
  16. Robertus, J., Browne, W. R., Feringa, B. L. Dynamic control over cell adhesive properties using molecular-based surface engineering strategies. Chemical Soceity Reviews. 39 (1), 354-378 (2010).
  17. Kane, R. S., Takayama, S., Ostuni, E., Ingber, D. E., Whitesides, G. M. Patterning proteins and cells using soft lithography. Biomaterials. 20 (23), 2363-2376 (1999).
  18. Cattani-Scholz, A., et al. PNA-PEG modified silicon platforms as functional bio-interfaces for applications in DNA microarrays and biosensors. Biomacromolecules. 10 (3), 489-496 (2009).
  19. Nie, Z., Kumacheva, E. Patterning surfaces with functional polymers. Nature Materials. 7 (4), (2008).
  20. Lokitz, B. S., et al. Manipulating interfaces through surface confinement of poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyldimethylazlactone), a dually reactive block copolymer. Macromolecules. 45 (16), 6438-6449 (2012).
  21. Kratochvil, M. J., Carter, M. C., Lynn, D. M. Amine-Reactive Azlactone-Containing Nanofibers for the Immobilization and Patterning of New Functionality on Nanofiber-Based Scaffolds. ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (11), 10243-10253 (2017).
  22. Wancura, M. M., et al. Fabrication, chemical modification, and topographical patterning of reactive gels assembled from azlactone-functionalized polymers and a diamine. Journal of Polymer Science Part A1. 55 (19), 3185-3194 (2017).
  23. Hansen, R. R., et al. Lectin-functionalized poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyldimethyl azlactone) surface scaffolds for high avidity microbial capture. Biomacromolecules. 14 (10), 3742-3748 (2013).
  24. Masigol, M., Barua, N., Retterer, S. T., Lokitz, B. S., Hansen, R. R. Chemical copatterning strategies using azlactone-based block copolymers. Journal of Vacuum Science and TechnologyB. 35 (6), 06GJ01 (2017).
  25. Lokitz, B. S., et al. Dilute solution properties and surface attachment of RAFT polymerized 2-vinyl-4, 4-dimethyl azlactone (VDMA). Macromolecules. 42 (22), 9018-9026 (2009).
  26. Aden, B., et al. Assessing Chemical Transformation of Reactive, Interfacial Thin Films Made of End-Tethered Poly (2-vinyl-4, 4-dimethyl azlactone)(PVDMA) Chains. Macromolecules. 50 (2), 618-630 (2017).
  27. Hansen, R. H., et al. Stochastic assembly of bacteria in microwell arrays reveals the importance of confinement in community development. Public Library of Science One. 11 (5), e0155080 (2016).
  28. Vargis, E., Peterson, C. B., Morrell-Falvey, J. L., Retterer, S. T., Collier, C. P. The effect of retinal pigment epithelial cell patch size on growth factor expression. Biomaterials. 35 (13), 3999-4004 (2014).
  29. Tzvetkova-Chevolleau, T., et al. Microscale adhesion patterns for the precise localization of amoeba. Microelectronic Engineering. 86 (4), 1485-1487 (2009).
  30. Shelly, M., Lee, S., Suarato, G., Meng, Y., Pautot, S. Photolithography-Based Substrate Microfabrication for Patterning Semaphorin 3A to Study Neuronal Development. Semaphorin Signaling: Methods and Protocols. 1493, 321-343 (2017).
  31. McDonald, J. C., et al. Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane). Electrophoresis. 21 (1), 27-40 (2000).
  32. Hansen, R. R., et al. High content evaluation of shear dependent platelet function in a microfluidic flow assay. Annals of Biomedical Engineering. 41 (2), 250-262 (2013).
  33. Segalman, R. A., Yokoyama, H., Kramer, E. J. Graphoepitaxy of spherical domain block copolymer films. Advanced Materials. 13 (15), 1152-1155 (2001).
  34. Stoykovich, M. P., et al. Directed assembly of block copolymer blends into nonregular device-oriented structures. Science. 308 (5727), New York, N.Y. 1442-1446 (2005).
  35. Craig, G. S., Nealey, P. F. Self-assembly of block copolymers on lithographically defined nanopatterned substrates. Journal of Polymer Science and Technology. 20 (4), 511-517 (2007).
  36. Kodadek, T. Protein microarrays: prospects and problems. Chemical Biology. 8 (2), 105-115 (2001).
  37. Atsuta, K., Suzuki, H., Takeuchi, S. A parylene lift-off process with microfluidic channels for selective protein patterning. Journal of Micromechanics and Microengineering. 17 (3), 496 (2007).
  38. Ramanathan, M., Lokitz, B. S., Messman, J. M., Stafford, C. M., Kilbey, S. M. II Spontaneous wrinkling in azlactone-based functional polymer thin films in 2D and 3D geometries for guided nanopatterning. Journal of Material Chemistry C. 1 (11), 2097-2101 (2013).
  39. Suh, K. Y., Jon, S. Control over wettability of polyethylene glycol surfaces using capillary lithography. Langmuir. 21 (15), 6836-6841 (2005).
  40. Buck, M. E., Lynn, D. M. Layer-by-Layer Fabrication of Covalently Crosslinked and Reactive Polymer Multilayers Using Azlactone-Functionalized Copolymers: A Platform for the Design of Functional Biointerfaces. Advanced Engineering Materials. 13 (10), 343-352 (2011).
  41. Ma, L., et al. Trap Effect of Three-Dimensional Fibers Network for High Efficient Cancer-Cell Capture. Advanced Healthcare Materials. 4 (6), 838-843 (2015).
  42. Massad-Ivanir, N., Shtenberg, G., Tzur, A., Krepker, M. A., Segal, E. Engineering nanostructured porous SiO2 surfaces for bacteria detection via "direct cell capture". Analytical Chemistry. 83 (9), 3282-3289 (2011).
  43. Ilic, B., Craighead, H. Topographical patterning of chemically sensitive biological materials using a polymer-based dry lift off. Biomedical Microdevices. 2 (4), 317-322 (2000).
  44. Gates, B. D., et al. New approaches to nanofabrication: molding, printing, and other techniques. Chemical Reviews. 105 (4), 1171-1196 (2005).
  45. Jonas, U., del Campo, A., Kruger, C., Glasser, G., Boos, D. Colloidal assemblies on patterned silane layers. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 99 (8), 5034-5039 (2002).
  46. Qin, D., Xia, Y., Whitesides, G. M. Soft lithography for micro-and nanoscale patterning. Nature Protocols. 5 (3), 491-502 (2010).

Tags

Engineering instrueret sag 136 funktionelle grænseflader azlactone polymerer fabrikation microcontact udskrivning interface forsamling parylene
Opdigte reaktive overflader med børste-agtig og Crosslinked film af Azlactone-Functionalized blok Co polymerer
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Masigol, M., Barua, N., Lokitz, B.… More

Masigol, M., Barua, N., Lokitz, B. S., Hansen, R. R. Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers. J. Vis. Exp. (136), e57562, doi:10.3791/57562 (2018).

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