Summary
Yüzey imalat yöntemleri nanometre kalın fırçalar veya mikron kalınlığında desenli birikimi, bir azlactone blok kopolimer çapraz filmler için raporlanır. Kritik deneysel adımlar, temsilcisi sonuçları ve her yöntemi sınırlamaları ele alınmıştır. Bu yöntemleri özel fiziksel özellikleri ve akort yüzey reaktivitesi ile fonksiyonel arayüzleri yaratmak için yararlıdır.
Abstract
Bu kağıt, roman yüzeyleri azlactone tabanlı blok kopolimer, poli (glycidyl metakrilat) kullanarak oluşturmak imalat yöntemleri -blok- poli (vinil dimetil azlactone) (PGMA -b- PVDMA), sunulmaktadır. Nedeniyle yüksek reaktivite Amin, thiol ve hidroksil grupları doğru azlactone gruplarının PGMA -b- PVDMA yüzeyler çeşitli uygulamalar için kimyasal veya biyolojik olarak functionalized arabirimleri oluşturmak için ikincil molekülleri ile değiştirilebilir. Önceki raporlar arayüzlerin desenli PGMA -b- PVDMA üniform olmayan filmler ve kötü kontrollü arka plan kimyaları oluşturmak geleneksel yukarıdan aşağıya desenlendirme tekniklerini kullanmış. Burada, son derece düzgün PGMA -b- PVDMA filmlerde bu kimyasal olarak etkisiz olan veya biomolecule keşfedilmeden özellikleri olan arka planlar kesin birikimi etkinleştirmek özelleştirilmiş desenlendirme tekniklerini açıklar. Önemlisi, bu yöntemler için depozito PGMA -b- PVDMA filmleri tamamen her işlem adımını yoluyla azlactone işlevleri korur bir şekilde tasarlanmıştır. Desenli filmler göstermek polimer fırçalar için karşılık gelen iyi kontrollü kalınlıkları (~ 90 nm) veya son derece çapraz yapılarına (~ 1-10 mikron). Fırça desenleri parilen kalkış kullanarak oluşturulur veya arabirim yönetmen açıklanan derleme yöntemleri ve genel olarak kimyasal yüzey reaktivitesi kesin modülasyon için yararlı olan her iki PGMA -b- PVDMA desen yoğunluğu ayarlayarak veya VDMA blok uzunluğu. Buna ek olarak, kalın, çapraz PGMA -b- PVDMA desen özelleştirilmiş bir mikro-iletişim baskı tekniği kullanılarak elde edilen ve daha yüksek yükleme yararına veya yakalama ses oranlarına daha yüksek yüzey alanı nedeniyle ikincil malzeme sunmak. Ayrıntılı deneysel adımlar, kritik film karakterizasyonu ve her imalat yöntemi için LNB'ler kılavuzları ele alınmıştır.
Introduction
Kimyasal ve biyolojik yüzey işlevsellik çok yönlü ve tam denetim için izin imalat teknikleri geliştirme uygulamalardan yakalama çevre kirletici gelecek nesil gelişimi için çeşitli için arzu edilir biyosensörler, nakil ve aygıtları1,2mühendislik doku. Fonksiyonel Polimerler "dan aşılama" veya "teknikleri3aşılama" aracılığıyla yüzey özelliklerini ayarlamak için mükemmel malzemelerdir. Bu yaklaşımlar monomer kimyasal işlevselliğini ve molekül ağırlığı polimer4,5,6dayalı yüzey reaktivitesi kontrolünü sağlar. Azlactone grupları hızla farklı nucleophiles yüzük-açılış reaksiyonlarda çift gibi Azlactone-esaslı polimerler bu bağlamda, yoğun eğitim görmüştür. Bu birincil aminler, alkoller, thiols ve böylece daha fazla yüzey functionalization7,8için çok yönlü bir yol sağlayan hidrazin grupları içerir. Azlactone-esaslı polimer filmler çalışan farklı çevresel ve9,10, hücre kültürü6,11ve anti-fouling analit dahil olmak üzere biyolojik uygulamalar yakalamak / Anti-yapışkan kaplama12. Birçok biyolojik uygulamada azlactone polimer filmleri nano mikrometre uzunluğunda ölçekler için de biçimlenmek biomolecule sununun, hücresel etkileşimlerin, kayma denetimini kolaylaştırmak için veya yüzey etkileşimleri13modüle için arzu edilir, 14,15,16,17,18. Bu nedenle, üretim yöntemleri, kimyasal işlevselliği19ödün vermeden yüksek desen bütünlüğü ve iyi kontrollü film kalınlığı, sunmak için geliştirilmelidir.
Son zamanlarda, Lokitz vd. yüzey reaktivitesi işleme kapasitesine sahip olan bir PGMA -b- PVDMA blok kopolimer geliştirdi. PGMA blok çift oksit taşıyıcı yüzeyler için azlactone yüksek ve akort yüzey yoğunlukları verimli20gruplandırır. Bu polimer arka plan bölgeleriyle kalan ile kontamine olmayan tekdüze polimer filmler oluşturulan biofunctional kullanılan arabirimleri geleneksel yukarıdan aşağıya fotolitografi yaklaşımlar oluşturulması için biçimlenme daha önce bildirilen Yöntemler fotorezist malzeme, yüksek yüzey-in non-spesifik kimyasal ve biyolojik etkileşimlerin21,22,23neden. Burada, arka plan bölgeler passivate girişimlerini polimer reaktivite ödün azlactone gruplarıyla cross-reaction neden oldu. Bu sınırlamalar göz önüne alındığında, biz son zamanlarda geliştirilen fırça desenlendirme tekniklerini (~ 90 nm) ya da son derece çapraz (~ 1-10 mikron) Filmler PGMA -b- PVDMA içine tamamen kimyasal korur bir şekilde kimyasal veya biyolojik olarak inert arka planlar Polimer24işlevselliğini. Bunlar yöntemleri sunulan parilen kalkışı, montaj (IDA) arabirimi yönetmen ve özel microcontact baskı (μCP) teknikleri kullanmaktadır. Bu desenlendirme yaklaşımları, hem de kritik film karakterizasyonu ve zorluklar ve her tekniği ile ilgili sınırlamalar için son derece detaylı deneysel yöntemler burada yazılı ve video biçiminde sunulmaktadır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. PGMA -b- PVDMA sentezi20
- PGMA makro-zinciri Aktarım Aracısı (makro-CTA) sentezi
- Bir manyetik heyecan Politetrafloroetilen kaplı bar ile donatılmış bir 250 mL yuvarlak alt tepki flask kullanın.
- Glycidyl metakrilat GMA 14,2 gr birleştirmek (142.18 g/mol) 490.8 mg 2-cyano-2-propil Lauryl trithiocarbonate (CPDT) ile (346.63 g/mol) ve 87,7 mg 2, 2 '-azobis (4-metoksi-2,4-dimetil valeronitrile) (V-70) (308.43 g/mol) (CPDT molar oranı: V-70 = 5:1) ve benzen (100 mL) hava alt şişe ücretsiz içine.
- Argon kullanarak tepki karışımı degas ve 30 dk için ilave edin. Daha sonra 30 ° C'de ısı kontrollü yağ banyosu çözüm koymak ve 18 h için tepki.
Not: Makro-CTA için hedeflenen moleküler ağırlığı 10.000 g/mol. 18 saat zaman makul dönüşüm ulaşmak için gerekli olduğuna karar. Polimer çözüm şeffaf rengidir ışık sarı. - 18 h sonra sıvı N2yuvarlak alt şişeye batış tarafından tepki sonlandırın.
- Polimer polimer/benzen (~ 100 mL) açık sarı çözüm hekzan 400 mL dökerek çökelti.
- Heyecan karışımı 5 dk. çökelti kabı alt kısmında yerleşmiş ve filtrasyon tarafından kurtarılır.
- Vakum altında acele gece kuru. Sonra tetrahydrofuran (THF) 400 mL seyreltik. Hekzan içinde yeniden çökelti.
- Bu yeni çökelti argon ile tekrar gecede kuru.
Not: Makro-CTA ince, sarı bir toz var. Reaksiyon Ürün verimini ~ %43,8 olacaktır. Mn PGMA makro-CTA e.7,990 g/mol 1.506 bir polydispersity (PDI) ile olan (MW = 12,030 g/mol).
- PGMA -b- PVDMA sentezi
- Kesirli düşük basınç altında VDMA damıtmak ve orta kesir (~ %70) kullanmak için saklıdır.
Not: Bu polimerizasyon inhibitörü kaldırmak için gereklidir. Damıtma cihazı Schlenk hattına bağlı olduğu ve hava mühür Vana kısmen vakum hattına açılır. En az ısı üzerine 1 damla / saniye hızında damıtma VDMA monomer başlayana kadar bir varistat ve Isıtma manto kullanılarak uygulanır. - PGMA-macroCTA ile (1.669 g), V-70 (10.436 g) 2-vinil-4,4 üzerinden-dimetil azlactone (VDMA) (139.15 g/mol) monomer birleştirmek (14,5 mg; PGMA-macroCTA molar oranı: V-70 = 3:1) ve benzen (75.0 mL) ile donatılmış bir tek-boyun 250 mL yuvarlak alt tepki flask içinde bir Manyetik heyecan Teflon kaplı bar.
Not: molekül ağırlığı bilgi, PVDMA: 139.15 g/mol, PGMA-macroCTA: 12,030 g/mol, benzen: 78.11 g/mol. - Yüksek saflıkta argon ve heyecan için 30 dk karışımla degas ve sonra yağ banyolu 18 h için 32 ° C'de koymak.
- Reaksiyon sıvı N2yuvarlak alt şişeye batış tarafından sonlandırın.
- Polimer üç kez hekzan çökelti ve vakum altında oda sıcaklığında kuru.
- Moleküler ağırlık ve PDI ürünün boyutu dışlama Kromatografi (S) kullanarak karakterize ( Tablo reçetesigörmek) göre yordamda Lokitz vd. 20. Boyutu dışlama Kromatograf (S) üç PLgel 5 µm karışık-C sütun (300 x 7, 5 mm) serisi, bir kırılma indisi dedektörü bulunuyor (dalga boyu 880 = nm), fotodiyot dizi dedektörü, çok açılı ışık saçılma (MALS) dedektörü (dalga boyu 660 = nm) ve bir Vikozimetre ( Tablo reçetesigörmek).
Not: Tüm deneylerin PGMA ve PVDMA ile bu kullanılan el yazması üründeki bloğu uzunlukları 56 ve 175, sırasıyla gerçekleştirilen. Blok kopolimer molekül ağırlığı 37,620 g/mol ve PDI 1.16 yapıldı.
- Kesirli düşük basınç altında VDMA damıtmak ve orta kesir (~ %70) kullanmak için saklıdır.
2. nesil silikon yüzeyler üzerinde parilen şablon kalıplarının
- Parilen kaplama
- Silikon gofret içinde % 50 WT aseton suda 5 dk sonication için 5 min sudaki % 50 WT isopropanol (IPA) tarafından takip için solüsyon içeren temizleyicide.
- Silikon gofret deiyonize (DI) su ve darbe azot gazı ile Kuru ile yıkayın.
- Mevduat parilen coater kullanarak 4 inçlik silikon gofret 80 nm ve 1 µm kalınlığında parilen N ( Tablo reçetesigörmek).
Not: bir yüzey profilometer kullanarak parilen film kalınlığı karakterize ( Tablo reçetesigörmek).- Parilen film kalınlığı parilen dimer kitle her bireysel parilen kaplama sistemi ile kalibre.
Not: mevcut sistemde ~ 80 mg ve ~ 1000 mg parilen N dimer 80 nm ve 1 µm film kalınlığı, sırasıyla almak için gerekli (elde edilen kalibrasyon eğrisi göre). - Parilen coater işlemi sırasında aşağıdaki ayarları kullanın: Basınç: 80 mTorr, süre: 1 h, fırın sıcaklığı: 690 ° C, buharlaştırıcı sıcaklık: 160 ° c
- Parilen film kalınlığı parilen dimer kitle her bireysel parilen kaplama sistemi ile kalibre.
- Fotolitografi
- Gofret için 20 dk 100 ° c fırında pişirin; o zaman başka bir 3 dakika oda sıcaklığında oturup gofret ver.
Not: Ek bekleme süresi fotorezist yapışma geliştirir. - Pozitif fotorezist 2 mL ekleyin ( Tablo reçetesigörmek) ve parilen kaplı gofret merkezinde dağıtmak. Spin kat gofret 3000 devirde 30 s.
Not: Spin kaplama başlık altında yapılmalıdır. - 1 dk, fırında gofret 105 ° c için 1 dk sıcak tabakta bekleyin.
- Photomask bir maske hizalama sistem yük ( Tablo reçetesigörmek). Gofret UV ışık maruz (λ = 325 nm) 10 s 65 mJ/cm2doz ile.
- Başka bir 5 dakika oda sıcaklığında oturup gofret ver.
- Gofret geliştirmek geliştirici batış tarafından (bakınız Tablo reçetesi) çözüm 2 dakika süreyle gofret deiyonize suyla durulayın ve N2ile kuru. Bu başlık altında yapmak.
Not: geliştirme sonra fotorezist UV için maruz kalan bölgelerde tamamen kaldırıldı görüntülenir. Bir optik mikroskobu kullanın (Gofret doğrulamak için Malzemeler tablobkz:).
- Gofret için 20 dk 100 ° c fırında pişirin; o zaman başka bir 3 dakika oda sıcaklığında oturup gofret ver.
- Reaktif iyon gravür
- Reaktif iyon gravür (RIE) aracını kullanın (oksijen plazma ile gelişmiş gofret Etch Malzemeler tablobkz:).
- 50 cm3/min 20 mTorr odası baskısı, bir oksijen akış hızı uygulayın.
- Bir parilen film kalınlığı 1 µm için RF güç 50 W ve 500 W İndüktif Eşleşmiş Plazma (ICP) güç kullanmak için 100 s oldu maruz parilen desenli alanları kaldırmak için. Bu bir parilen denk oranı 1,0-1,15 µm/dk etch.
- 80 parilen kalınlığı için nm, kullanım RF güç 50 W ve ICP güç 200 W 55 s maruz parilen desenli alanları kaldırmak için. Bu bir parilen karşılık gelir oranı 570-620 nm/dk etch.
Not: verimli parilen kaldırılması için parilen belirlemek oranı her RIE sistemi için etch. - Kazınmış yüzeylerde bir optik mikroskopla inceleyin. Parilen tamamen maruz kalan bölgeleri kaldırıldıktan sonra silikon yüzeyi parlak görünür.
- Doğrulamak bir yüzey profilometer kullanarak derinlik etch ( Tablo reçetesigörmek).
3. parilen kalkış prosedür
- Polimer çözümleri hazırlanması
- PGMA -bçözülür - kloroform (%1 wt.) içine PVDMA. Kloroform azlactone gruplarının hidroliz önlemek için susuz olmalıdır.
Not: Polimer için çözünürlük yüksek derecede olduğundan kloroform tercih edilen solvent tek polimer zincirleri diğer organik solventler25ile karşılaştırıldığında daha düzgün yüzey birikimi için izin olduğunu.
- PGMA -bçözülür - kloroform (%1 wt.) içine PVDMA. Kloroform azlactone gruplarının hidroliz önlemek için susuz olmalıdır.
- Parilen şablonlar plazma temizleyici ile Temizleme
- Plazma temizleyici (bakınız Tablo reçetesi) ana güç üzerinde açmak ve parilen kaplı yüzeyler plazma temizleyici odasında koymak.
- Vakum pompa ve basınç göstergesi daha az 400 mTorr olana odası havada tahliye.
- Biraz ölçüm vanayı aç ve hava basınç göstergesi 800-1000 mTorr gösterir kadar plazma temizleyici girmenizi sağlar.
- RF ile Hi modunu seçin ve yüzeylerde 3 min için maruz.
- İşlemin sonunda, RF güç ve vakum pompası kapatın.
- Plazma temizleyici ve yüzeylerde çıkarın.
Not: plazma temizlik sonra hidrofilik davranış (Şekil 1B) yüzey gösterir. Çıplak silikon su temas açısı yüzeylere önce ve sonra plazma temizlik 27 ° ± 2° ve 0°, anılan sıraya göre.
- Spin-kaplama tavlama PGMA -b- PVDMA, ve sonication parilen şablonlar üzerinde
- Hemen spin kat 100 µL % 1 WT PGMA -bile yüzeylerde PVDMA - 15 için 1500 rpm'de susuz kloroform s bir spin coater kullanarak ( Tablo reçetesigörmek).
Not: spin-kaplama film sigara-hızlı kloroform buharlaşma tarafından neden tekdüzelik en aza indirmek için Polimer çözüm pipetting, 1-2 s içinde gerçekleştirin. - Polimer filmler 110 ° c vakum fırında tavlama ( Tablo reçetesigörmek) 18 h için.
Not: Tavlama polimer microphase segregasyon ve GMA blok yüzey ek yüzey26için izin verir.- Tavlama sonra polimer kaplama substratları temas açısı ölçerek karakterize. Yüzeyler 75 ° ± 1 ° (Şekil 1 c)20kişi bir açı göster.
- Yüzeylerde aseton veya kloroform parilen katman ve herhangi bir physisorbed polimer kaldırmak 10 dk 20 ml solüsyon içeren temizleyicide.
Not: aşağıdaki sonication koşullar kullanın: ultra sonik güç, 284 W; Çalışma frekansı, 40 kHz ( Tablo reçetesigörmek).
Not: Parilen Ayrıca substrat İskoç teyibini substrat kenarında bir parça uygulamadan sonra teyp dış saha27çekerek soyulmuş. - Yüzeylerde vakum altında bir desiccator karakterizasyonu kadar saklayın.
- Hemen spin kat 100 µL % 1 WT PGMA -bile yüzeylerde PVDMA - 15 için 1500 rpm'de susuz kloroform s bir spin coater kullanarak ( Tablo reçetesigörmek).
Şekil 1: açı ölçüleri tedavi silikon yüzeyler için başvurun. (A) çıplak silikon, (B) silikon plazma iyice temizlenmiş, (C) Spin kaplı silikon PGMA-b-PVDMA ile (tavlama ve sonra kloroform sonication). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
4. PGMA -b- PVDMA arabirimi Yönetmen: derleme yordamı
Not: Bu yordam kimyasal olarak inert bir arka plan (Bölüm 4.1) veya uygulamaya bağlı olarak biyolojik olarak inert bir arka plan (Bölüm 4.2), içeren yüzeyler üzerinde gerçekleştirilebilir.
- Silikon yüzeyler üzerinde kimyasal olarak inert arka plan hazırlanması
- Oksijen Plazma temizleyici çıplak silikon (Bölüm 3.2) temizlemek için kullanın.
- Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl) silane (TPS) bir petri üzerine 100 µL pipet ve silikon yüzeylerde Petri kabına yanındaki bir vakum desiccator içine yerleştirin.
- Vakum (-750 Torr) kimyasal buhar biriktirme (CVD) için 1 h için geçerlidir.
Dikkat: TPS çok zehirli ve CVD işleminin bir duman başlık içinde gerçekleştirilmelidir.
Not: 1s sonra substrat hidrofobik davranışı gösterir. 109° ± 3° temas açısı genellikle CVD işleminden sonra ölçülür. TPS film kalınlığı 1.5 ± 0.5 nm olduğunu.
Not: TPS engeller tepki reaktif yüzey oksit PGMA -b- PVDMA. - Parilen (1 µm kalınlık) ile gofret kat. Fotolitografi ve reaktif iyon parilen desenleri (Bölüm 2) oluşturmak ve uzak TPS katman maruz kalan bölgelerde etch için aşındırma gerçekleştirin.
- Polietilen glikol (PEG) Silikon yüzeylerde arka plan hazırlanması.
- Oksijen Plazma temizleyici 3 dakikadır çıplak silikon yüzeylerde (Bölüm 3.2) temizlemek için kullanın.
- TPS CVD 1 h (Bölüm 4.1.2) gerçekleştirin.
- Yüzeylerde yüzey28,29PEG katmanda oluşturmak için Pluronic F-127 18 h için Ultrasaf Su % 0.7 wt/v çözüm içine bırakın.
Not: Bir hidrofobik Polipropilen oksit (PPO) polimer blok arasında iki PEG zincir Pluronic içerir. PEG zincirleri için çözüm28maruz iken PPO blok TPS yüzeye polimer tutturur. - Yıkama ve durulama substrat Ultrasaf Su 100 mL ile 5 min için.
- 80 nm ve 1 µm kalınlığında parilen N parilen coater kullanarak 4 inçlik silikon gofret Kasası.
- Fotolitografi ve reaktif iyon parilen desenleri (Bölüm 2) oluşturmak için aşındırma gerçekleştirin.
- Sonication, spin-kaplama PGMA -b- PVDMA polimer ve yüzeylerde tavlama
- Kimyasal olarak inert (TPS) yüzeyler (Bölüm 4.1) veya PEG-fonksiyonel yüzeylerde (Bölüm 4.2) parilen katman kaldırmak için aseton 10 min için solüsyon içeren temizleyicide.
- Spin-kat 100 µL % 1 WT PGMA -bile sonicated substrat PVDMA - 15 için 1500 rpm'de susuz kloroform s.
- Polimer filmler 18 h için vakum altında 110 ° C'de tavlamak.
- Yüzeylerde aseton veya kloroform physisorbed polimer yüzeyinde arka plan bölgelerde mevcut kaldırmak 10 min için solüsyon içeren temizleyicide.
- Yüzeylerde bir vakum desiccator kadar daha fazla kullanılmasını saklayın.
5. özel PGMA -b- PVDMA mikro-iletişim baskı (μCP)
- PDMS damga imalat
- Silikon masters standart fotolitografi yordam30göre imal. CVD işlemi (Bölüm 4.1.2) Anti-yapıştırıcı TPS silikon masters üzerine yatırmak için kullanabilir.
Not: Silikon kalıp TPS ile ilk kez kullanılan ve bu kullanıldıktan sonra yeniden uygulanan tedavi edilmelidir 5 - 10 kat. - Standart yumuşak litografi yöntemleri pulları (Ajan kütle oranı 10:1 kür için PDMS habercisi)31imalatı için gerçekleştirin.
Not: Bu çalışmada kullanılan pullar micropillar bir dizi oluşur (çapı 5-50 µm, yükseklik = 20 µm =). - Tek bir pul kesmek. Damga tarafından sonicating HCl (1 M), 5 dakika içinde aseton, 10 min için etanol içinde 5 dk ardından temiz.
- Pullar için kalan organik çözücü kaldırmak 20 dk 80 ° C'de bir konveksiyon fırın içinde kuru.
- Silikon masters standart fotolitografi yordam30göre imal. CVD işlemi (Bölüm 4.1.2) Anti-yapıştırıcı TPS silikon masters üzerine yatırmak için kullanabilir.
- PGMA -bMicrocontact baskı PVDMA - silikon yüzeyler üzerine
- Mevduat TPS CVD işlemin (Bölüm 4.1.2) kullanılarak PDMS pul yüzeyine.
Not: TPS katman kaplin polimer damga yüzeye önlemek için kullanılır.
Not: Temas açısı ölçümleri pullar TPS adsorpsiyon sonra karakterize etmek için Şekil 2 (iç metin A, B)gösterildiği gibi kullanılabilir. - 0.25-1 bir konsantrasyon, susuz kloroform içine PGMA -b- PVDMA polimer çözülür % wt.
- Pulları 5 mL 3 min için polimer çözeltisi içine daldırın.
- Plazma 2 × 2 cm çıplak silikon yüzeylerde 3 dk kaplin PGMA bloklu (Bölüm 3.2) için temiz yüzeye temiz.
- Polimer çözümden polimer kaplı pullar dışarı çıkar.
Not: Pullar iken onlar hala ıslak ve çözüm tabakası üzerine var yazdırmak için kullanılan gerekir. - Doğrudan silikon yüzey üzerinde Mürekkeplenmiş damgası.
- El ile bir matkap basın stand ( Tablo reçetesigörmek) kullanımı (desen transfer tanıtmak için silikon yüzeyine polimer kaplı pullar basın için,Şekil 3). Hemen damgayı substrat (içinde 1-2 s) polimer çözümden kaplamalı pullar dışarı aldıktan sonra uygulanır.
Not: Her iki silikon ve PDMS damga PDMS damga deformasyon32damgalama üniform olmayan veya yüksek basınç nedeniyle en aza indirmek için çift taraflı bant yedekleme yerleştirilebilir. - Polimer Inked damgası ve silikon substrat 1 dk. kullanım 75 g/cm2(7.35 kPa) tahmini baskısı arasında Açıkorur temas basın uygulamak.
- Nazikçe pul silikon yüzeyinden ayırmak.
- Yazdırılan silikon yüzeylerde hemen 18 h için 110 ° C'de vakum fırında tavlama.
- Yazdırılan silikon yüzeylerde aseton veya kloroform herhangi bir fiziksel olarak adsorbe PGMA -bkaldırmak 10 min için solüsyon içeren temizleyicide - PVDMA ve sonra kuru N2.
- PGMA -bbaşarılı transferi doğrulamak için PDMS baskı (sonra yazdırma adım) ve baskılı-silikon (sonra adımları tavlama ve sonication) için yüzey karakterizasyonu çözümlemesi gerçekleştir - PVDMA.
Not: profilometer ve kızılötesi spektroskopi (ATR-FTIR) analizi, baskılı-silikon substrat ve PDMS damga, sırasıyla çözümlemek için kullanılabilir gibi zayıflatılmış toplam yansıma Fourier dönüşümü yüzey.
- PGMA -bbaşarılı transferi doğrulamak için PDMS baskı (sonra yazdırma adım) ve baskılı-silikon (sonra adımları tavlama ve sonication) için yüzey karakterizasyonu çözümlemesi gerçekleştir - PVDMA.
- Yüzeylerde vakum altında bir desiccator karakterizasyonu kadar saklayın.
- Mevduat TPS CVD işlemin (Bölüm 4.1.2) kullanılarak PDMS pul yüzeyine.
Resim 2 : ATR-FTIR ölçümleri için tedavi PDMS pulları (göreli yoğunluğu). (İç metin A) Açı ölçümleri için çıplak PDMS damgasını başvurun. (İç metin B) TPS için temas açısı ölçümleri tedavi PDMS damgası. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3: Kurulum için PGMA -b- PVDMA çözümleri üzerine silikon yüzeylerde μCP. (C) bir plazma 2 × 2 cm silikon substrat ve (D) çift taraflı bantlar temizliği, yordamı PGMA -b- PVDMA polimer ile kaplı bir TPS functionalized PDMS damga bir (A) el ile matkap basın, (B) kullanımını içerir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Açı ölçümleri silikon PGMA-b-PVDMA ile functionalization değerlendirmek için kullanılan başvurun. Şekil 1 silikon yüzey temas açısı farklı işlem adımları sırasında gösteriyor. Hidrofilik temizlenmiş plazma silikon substrat davranışını Şekil 1Badımında gösterilir. Kaplama ve tavlama polimer spin sonra 75 ° ± 1 ° kişi açı(şekil 1C) PVDMA için Lokitz ve ark. tarafından bildirilen değerlerin ile tutarlı olan yüzeylere20.
Şekil 2 ATR-FTIR spectra ve iletişim açı ölçüm PDMS pul µCP yordam farklı adımları sırasında gösterir. Yazdırma işleminden sonra titreşim ~ 1818 cm uzanan azlactone karbonil-1 34 9 oranında azaltır. Resim 2 Ayrıca (iç metin A, B) değişiklik TPS tedaviden sonra içinde PDMS pul hydrophobicity gösteriyor.
Damga-substrat basarak µCP. Şekil 3 sergiler farklı bölgelerinde manuel döner aracı polimer kaplı damgası ve silikon yüzey arasında Tekdüzen temas elde etmek için gerekli kritik bir adımdır.
Şekil 4: Ayrıntılar PGMA -boluşturmak için gelişmiş teknikler - PVDMA desenli, çapraz veya fırça çalışmaları. Bu rakam Masigol ve ark. değiştirildi 24 . (A) şematik Gösterim polimer fırçalar silikon yüzeylerde, 1. silikon gofret (w/yerel oksit), 2. parilen ifade üzerine desenlendirme için parilen kalkış Protokolü'nün (1 µm veya 80 nm), 3 . fotorezist spin kaplama, 4. UV Işınlarına maruz kalma ve geliştirme, aşındırma, 5. oksijen plazma 6. polimer spin kaplama, 7. tavlama ve parilen kalkış. (B) polimer fırçalar biyolojik/kimyasal (PEG/TPS) inert yüzeylerde, üzerine 1. silikon gofret (w/yerel oksit), 2. biçimlenme Ida yordamı PEG/TPS ifade, 3. parilen ifade (1 µm veya 80 nm), 4. fotorezist spin kaplama, 5. UV pozlama ve geliştirme, 6. oksijen plazma tedavisi, 7. parilen kalkışı, 8. polimer kaplama, 9. tavlama ve sonication spin. (C) üretimi çapraz polimer yapıları üzerine silikon µCP yöntemi, 1. yumuşak-litografi PDMS damga TPS kaplama, TPS functionalized PDMS üzerinde mürekkep 2. polimer takip yapmak için kullanma 3 . Damga/substrat kişi, 4. tavlama ve sonication. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4 polimer desenler24oluşturmak için adım adım yordamları gösterir. Bu yordamlar için tasarlanmıştır: (1) desen üniforma fırça yapıları polimerlerin PGMA -b- PVDMA parilen kalkış ve Ida teknikleri ()Şekil 4A, 4 uygulayarak kimyasal/biyolojik etkisiz yüzeyler üzerine B), ya da (2 mikron-ölçek kalınlığı ()Şekil 4 ckalın film kalıpları oluşturmak)).
Şekil 5: temsilcisi parilen kalkış prosedür sonuçlarını. (A) aydınlık alan görüntüleri kalıplarının PGMA -b- PVDMA polimer ()iç metin tavlama ile silikon üzerinde ben) ve tavlama olmadan (iç metin II) (ölçek çubuğu 40 µm =). (B) sonra kloroform veya tavlama olmadan 10 dk sonication polimer kalınlığı ölçülür. (C) kesit polimer yükseklik profili 1 µm kalınlığında parilen şablonlar için. (D) kesit polimer 80 nm kalın parilen şablonlar yükseklik profili. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Parilen kalkış Teknik ~ 90 nm film kalınlığı için karşılık gelen PGMA -b- PVDMA blok ortak polimerler, fırça yapılarının elde etmek için kullanılabilir. Şekil 5 A (Ankastre) polimer-ücretsiz arka plan tarafından çevrili desenli noktalar gösteriyor. Tavlama önemli bir adım önde gelen polimer faz-segregasyon ve tepki yüzey oksit24ile GMA blokta epoksi gruplarının aracılığıyla güçlü kovalent yüzey eki olduğunu. Şekil 5bir (iç metin II) , tavlama olmadan, kloroform sonication desenli polimer çoğunu kaldırır göstermektedir. Daha ayrıntılı olarak tavlama etkisini araştırmak için polimer kloroform içinde % 1 WT konsantrasyon plazma temizlenmiş silikon substrat (parilen) olmadan spin kaplı bitmişti. Polimer kalınlığı ellipsometry tarafından ölçülen ( Tablo reçetesigörmek). Kloroform sonication polimer çoğunu kaldırılması için sigara komplementer yüzeylerde liderliğindeki iken, polimer kalınlığı önemli bir değişiklik yok tavlanmış yüzeylerde ()Şekil 5B)gözlendi. 1 µm parilen şablonlar için karşılaştırıldığında, 80 nm parilen şablonlar üretilen yüksek film tekdüzelik ()Şekil 5C, 5D).
Şekil 6: Fırça benzeri desenler PGMA -büretmek için Ida yöntemi temsilcisi sonuçları PVDMA - kimyasal ve biyolojik olarak inert arka planlar. Bu rakam Masigol ve ark. değiştirildi 24 . (A) PGMA -b- PVDMA desenler arka plan TPS ve PEG. (B) AFM ölçüm polimer desenleri ve temsilcisi polimer film kalınlığı TPS kaplı yüzeyler üzerinde. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ida teknik PGMA -b- PVDMA polimer Tekdüzen filmlerin kimyasal veya biyolojik olarak inert arka plan üzerinde ortak desen için kullanılabilir. Şekil 6 A - PVDMA desenleri PGMA -bPEG/TPS arka plan üzerinde gösterir. Bu yaklaşım önceki yönteminden ()Şekil 5C, 5gözlenen kenar kusurları olmadan 90-100 nm kalınlığı desenli filmlerde sonuçD). AFM profilleri Şekil 6B ' Ida yöntemiyle elde edilen polimer film kalınlıkları tasvir.
Şekil 7: PGMA -bçapraz bağlı filmler yapmak için μCP teknik temsilcisi sonuçlarını - PVDMA. Bu rakam Masigol ve ark. değiştirildi 24. (A) yükseklik profilleri polimerlerin yazdırılan silikon yüzeylerde (%1 WT polimer). (Ankastre) PGMA -b- PVDMA desenler elde µCP tavlama ve (iç metin II) ile sonra tavlama olmadan (ölçek çubuğu 30 µm =). (B) çıplak silikon ve silikon substrat PGMA -b- PVDMA yazdırdıktan sonra ATR-FTIR analizi. (C) farklı polimer konsantrasyonları ortalama çapraz film yükseklik üzerinde mürekkep kullanarak etkisi (hata çubukları tarif ortalama standart sapma). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
µCP PGMA -b- PVDMA polimerler silikon yüzeylerde desenlendirme için son yaklaşma olarak geliştirilmiştir. Parilen kalkış ve Ida teknikleri aksine, bu yaklaşım mikron-ölçek kalınlığı ()Şekil 7A)desenli polimer filmler sonuçlanır. Yazdırma işlemi sırasında belgili tanımlık substrate için damga polimer verimli transfer ettirmeleri gereken birkaç önemli adımlar vardı. İlk olarak, PDMS functionalization TPS ile inhibe PGMA -b- PVDMA kaplin damga (Şekil 2)için gerekli, Ankastre A, B). İkinci olarak, plazma tedavi substrat reaksiyon epoksi gruplarla polimer ()Şekil 1B)PGMA blok içinde mevcut bir oksit yüzey katmanı oluşturmak için gerekli oldu. Son olarak, damgalı polimer filmleri tavlama crosslinking film boyunca tanıtmak için gerekli oldu; Şekil 7 A (Ankastre ı ve II) nerede sigara komplementer filmleri için önemli zarar gözlendi sonication sonra tavlanmış ve tavlanmış olmayan yüzeylerde göster. Diğer bir gereklilik de desenlendirme tekniği için titreşim ~ 1818 cm-1 ()Şekil 7B)germe karbonil ölçerek doğrulandı azlactone işlevselliği korumak oldu. Son olarak, ayrıca polimer kalınlığı filmlerin microscale denetiminin etkin µCP tekniği PGMA -bkonsantrasyonları değiştirerek PVDMA - kloroform sırasında mürekkep adım ()Şekil 7C).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu makale PGMA -bdesenlendirme için üç yaklaşım sunar - PVDMA, her biri kendi avantajları ve dezavantajları kümesi. Parilen kalkış yöntemi blok ortak polimerler, nano çözünürlük mikro desenlendirme için çok yönlü bir yöntemdir ve ifade maske diğer desenlendirme sistemleri33,34,35olarak kullanılmıştır. Onun nispeten zayıf yüzey adezyon nedeniyle parilen şablonu kolayca yüzeyden sonra polimer kaplama arka plan bölgeleri ortaya çıkarmak için bir çözücü içinde sonication tarafından kaldırılabilir. Arka plan bölgeleri sürekli temiz ve ücretsiz artık polimer görünür. Parilen için bir çeşitli yüzeyler36,37etkisiz olduğu için bu yaklaşım PGMA -byatırmak için yararlıdır - PVDMA farklı arka plan yüzey kimyaları çeşitli içine. Parilen kalıp kalınlığı film tekdüzelik etkilenen bir faktör oldu. İki farklı parilen kalınlıkları (1 µm ve 80 nm) kullanılan (Yöntem A, oluşturulan PGMA -b- PVDMA yapıları kalıp kalınlığı etkisini araştırmak için Şekil 4) . 1 µm ile karşılaştırıldığında, 80 nm kalın parilen polimer filmler ile oluşturulan yüksek homojenlik, ancak, kusurları her iki durumda da ()Şekil 5C, 5nokta her polimer gözlendi kenarD). Bu daha sonra çapraz desen kenarlarında kalın çalışmaları sırasında tavlama adımdı spin-kaplama adım sırasında polimer şablonu karşı birikmesi nedeniyle muhtemeldir. İstikrarlı polimer elde etmek ()Şekil 5A, 5desenler için ancak, tavlama önemlidirB), böylece kenar kusurları bu yöntemle kaçınılmaz.
Alternatif olarak, yöntemi biçimlenme Ida parilen şablonlar rehberlik oksit desenleri oluşturmak için kullandığı PGMA -b- PVDMA polimer maskless biriktirme işlemi yüzeye, kendinden montajlı (Yöntem B, Şekil 4). Physisorbed polimerler hemen sonra spin kaplama adım arka plan bölgelerde mevcut organik çözücü sonication tarafından kaldırılır. Aşağıdaki adımları sonra gerçekleştirilen, aydınlık alan, SEM, ve yüzey AFM görüntüleri ortaya silisyum oksit desenleri ()Şekil 6A)maç PGMA-b-PVDMA desenleri. Maskesiz spin kaplama adımı sırasında mevcut olduğu gibi yönteminin aksine, kenar-kusurları, olmadan yüksek homojenlik desenli filmler göstermek. Polimer filmler ortaya çıkan kalınlığı PGMA -b- PVDMA polimer olan bu molekül ağırlığı20için fırçalar için bildirilen kalınlığı ile anlaşma 90-100 nm olduğunu. Bu mükemmel karakteristik PGMA -b- PVDMA desen yoğunluğu veya molekül ağırlığı PVDMA zincirinin ayarlayarak kimyasal reaktivite kesin manipülasyon sağlar.
Ida Yöntem film tekdüzelik önemli olduğu uygulamalar için tercih edilir iken yöntemine iki doğasında dezavantajı. İlk olarak, kalan PGMA -b- PVDMA polimer arka plan bölgelerde oluşumu, Şekil 6A' TPS arka plan bölgelerde belirtildiği gibi oluşabilir. Arka plan polimer bir sorun ise, arka plan kimyasal bütünlüğünü ilk ile ATR-FTIR veya su temas açısı ölçüm39kontrol edilmelidir. Ek sonication de artık polimer kaldırmak için yararlı olabilir. İkinci olarak, Ida yöntemi yalnızca polimer içindeki PGMA veya PVDMA gruplara tepkisizdir arka planlar sınırlıdır. Reaktif moieties (aminler, thiols vb.)içeren diğer arka planlar için desen bütünlüğü tehlikeye polimer, çift yapabilir.
Parilen ve yöntemleri biçimlenme Ida tamamlayacak, daha kalın PGMA -b- PVDMA yapıları özelleştirilmiş µCP protokolü oluşturur (yöntemi C, yükleme artırabilir daha yüksek yüzey hacim oranları sağlayarak Şekil 4), kimyasal veya biyolojik analitler yakalamak uygulamaları veya hücre eki, canlılık ve hücre kültür uygulamaları41,42yaygın geliştirmek. Burada, damga ve substrat yüzey kimyası yüksek desen bütünlüğü korunarak verimli polimer transfer korumak açısından önemli. PGMA -b- PVDMA transfer pul pul44yüzey serbest enerji de oksijen plazma reaktif sağlamak için yazdırmadan hemen önce ile silikon yüzeylerde ise tedavi azaltmak için bir TPS tabaka ile davranarak kolaylaştırdı yapıldı. hidroksil grupları gruplar PGMA blok23' mevcut epoksi kaplin için yüzey.
µCP Protokolü birincil mücadelesine çözüm mürekkep polimer hazırlamak için kloroform solvent kullanımından geliyor. Damga arasında hızlı çözücü buharlaşma mürekkep, desen tekrarlanabilirlik24,43ödün üniform olmayan polimer neden olabilir. Bunu önlemek için mürekkep çözüm çözüm damga yüzey tepesinden pipetting küçük hacimli karşı 5 mL birimlere pullar tamamen batık son derece önemliydi. Farklı batma kez incelenmiş ve 3 dak bu işlem için en uygun bulundu. O zaman çözüm kaldırılması 1-2 saniye içinde doğrudan üst yüzey ıslak damga yer ve el ile basınç Dremel aracı kurulumu (Şekil 3) kullanarak damgası eklemek gerekliydi. Bu işlem Islak koşullarda transfer için izin hangi transfer verimi ve bütünlüğü korumak için son derece önemliydi. Bu işlemi desenlendirme üniform olmayan görünmeye devam eder, damga deformasyon olasıdır. Bu durumda, daha sert pulları46oluşturmak için PDMS Ajan yumuşak-litografi adımda Bankası/kür oranı değiştirilebilir.
Özetle, yöntemleri ve sonuçları burada sunulan PGMA -b- PVDMA polimer ile desenli arabirimleri oluşturmak için birden fazla yaklaşımları açıklar. Yöntemleri uygulamaya bağlı olarak fırça veya çapraz yapıları ile desenli filmler üretmek için istihdam edilebilir. Polimer kimyasal veya biyolojik olarak inert kökenden desenli. Çünkü polimer birikimi biriktirme işleminde son adım, azlactone işlevi her desenlendirme protokolünde korunur. Desenlendirme sonra yüzeyler diğer kimyasal veya biyolojik gruplarla post-functionalization hazır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa gerek yok.
Acknowledgments
Bu araştırma Kansas State University tarafından desteklenmiştir. Bu araştırma bir kısmı için Nanophase malzemeleri Oak Ridge National Laboratory bilimsel Kullanıcı Özellikleri bölümü, temel enerji Bilimler Office ve ABD Enerji Bakanlığı tarafından desteklenmektedir Bilimler, merkezinde yapılmıştır.
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 | - |
References
- Faia-Torres, A., Goren, T., Textor, M., Pla-Roca, M. Patterned Biointerfaces. Comprehensive biomaterials. , 1st edition, Elsevier publications. 181-201 (2017).
- Ogaki, R., Alexander, M., Kingshott, P. Chemical patterning in biointerface science. Materials Today. 13 (4), 22-35 (2010).
- Rungta, A., et al. Grafting bimodal polymer brushes on nanoparticles using controlled radical polymerization. Macromolecules. 45 (23), 9303-9311 (2012).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Barkakaty, B., et al. Amidine-Functionalized Poly (2-vinyl-4, 4-dimethylazlactone) for Selective and Efficient CO2 Fixing. Macromolecules. 49 (5), (2016).
- 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).
- 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).
- Yan, S., et al. Nonleaching Bacteria-Responsive Antibacterial Surface Based on a Unique Hierarchical Architecture. ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (37), 24471-24481 (2016).
- Li, C., et al. Creating "living" polymer surfaces to pattern biomolecules and cells on common plastics. Biomacromolecules. 14 (5), 1278-1286 (2013).
- 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).
- Thery, M. Micropatterning as a tool to decipher cell morphogenesis and functions. Journal of Cell Science. 123 (Pt 24), 4201-4213 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- Nie, Z., Kumacheva, E. Patterning surfaces with functional polymers. Nature Materials. 7 (4), (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Tzvetkova-Chevolleau, T., et al. Microscale adhesion patterns for the precise localization of amoeba. Microelectronic Engineering. 86 (4), 1485-1487 (2009).
- 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).
- McDonald, J. C., et al. Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane). Electrophoresis. 21 (1), 27-40 (2000).
- 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).
- Segalman, R. A., Yokoyama, H., Kramer, E. J. Graphoepitaxy of spherical domain block copolymer films. Advanced Materials. 13 (15), 1152-1155 (2001).
- 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).
- 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).
- Kodadek, T.
- 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).
- 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).
- Suh, K. Y., Jon, S. Control over wettability of polyethylene glycol surfaces using capillary lithography. Langmuir. 21 (15), 6836-6841 (2005).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Gates, B. D., et al. New approaches to nanofabrication: molding, printing, and other techniques. Chemical Reviews. 105 (4), 1171-1196 (2005).
- 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).
- Qin, D., Xia, Y., Whitesides, G. M. Soft lithography for micro-and nanoscale patterning. Nature Protocols. 5 (3), 491-502 (2010).
