Summary
Her presenterer vi en protokoll for fabrikasjon av en lukket type trådløs nanopore elektrode og påfølgende elektrokjemiske måling av enkelt hydrogenion kollisjoner.
Abstract
Måle de innebygde funksjonene i enkelt nanopartikler av nanoelectrochemistry har dypt grunnleggende betydning og har potensielle virkninger i nanovitenskap. Men er electrochemically analysere enkelt nanopartikler utfordrende, sensing nanointerface er ukontrollerbare. For å møte denne utfordringen, beskriver vi her fabrikasjon og karakterisering av en lukket type trådløs nanopore elektrode (WNE) som viser en svært kontrollerbare morfologi og enestående reproduserbarhet. Lettvinte fabrikasjon av WNE gjør det mulig for utarbeidelse av veldefinerte nanoelectrodes i en generell kjemi laboratorium uten bruk av en rent og dyrt utstyr. En anvendelse av en 30 nm lukket type WNE i analyse av enkelt gull nanopartikler i blandingen, merkes også, som viser en høy gjeldende oppløsning på 0,6 pA og høy timelige oppløsning på 0,01 ms. akkompagnert av deres utmerket morfologi og små diameter, flere potensielle anvendelser av lukket type WNEs kan utvides fra hydrogenion karakterisering ett molekyl/ion gjenkjenning og encellede undersøkelser.
Introduction
Nanopartikler har fått enorm oppmerksomhet med ulike funksjoner som deres katalytisk evne, bestemte optisk funksjoner, electroactivity og høy overflate-til-volum prosenter1,2,3, 4. elektrokjemiske analyse av enkelt nanopartikler er en direkte metode for å forstå de iboende kjemiske og elektrokjemiske prosessene på nanoskala nivå. For å oppnå svært følsom målinger av enkelt nanopartikler, er to elektrokjemiske tilnærminger tidligere brukt for å lese ut hydrogenion informasjon fra gjeldende svar5,6,7. En av disse metodene innebærer immobilizing eller fange en personlige hydrogenion på grensesnittet til nanoelectrode for å studere electrocatalysis8,9. Andre strategien er drevet av enkelt hydrogenion kollisjon med overflaten av en elektrode, som genererer en forbigående gjeldende svingning fra dynamisk redoks prosessen.
Begge disse metodene krever en nanoskala ultrasensitive sensing grensesnitt som samsvarer med diameter på enkelt nanopartikler. Men har tradisjonelle fabrikasjon av nanoelectrodes hovedsakelig innlemmet mikro-elektromekaniske systemer (MEMS) eller laser trekke teknikker, som er kjedelig og undisciplinable10,11,12, 13. For eksempel MEMS-baserte fabrikasjon av nanoelectrodes er dyrt og krever bruk av et rent rom, begrense massiv produksjon og popularisering av nanoelectrodes. På den annen side, stoler laser trekke fabrikasjon av nanoelectrodes tungt på opplevelsen av operatørene under sel og trekking av en metalltråd innsiden av kapillær. Hvis metalltråd ikke er godt forseglet i av kapillær, kan gapet mellom den indre veggen i nanopipette og wire dramatisk introdusere overflødig gjeldende bakgrunnsstøy og forstørre electroactive sensing området. Disse ulempene redusere i stor grad følsomheten til nanoelectrode. På den annen side, kan eksistensen av et gap forstørre elektrode området og redusere følsomheten til nanoelectrode. Som en konsekvens, er det vanskelig å garantere en reproduserbar ytelsen på grunn av ukontrollerbare elektrode morphologies i hver fabrikasjon prosessen14,15. Derfor er en generell fabrikasjon metode for nanoelectrodes med utmerket reproduserbarhet sterkt behov for å lette elektrokjemiske utforskning av de innebygde funksjonene i enkelt nanopartikler.
Nanopore teknikken har nylig blitt utviklet som en elegant og etikett-fri metode for ett molekyl analyse16,17,18,19,20. På grunn av sin kontrollerbar fabrikasjon gir nanopipette en nanoskala fengsel uniform diameter mellom 30-200 nm av en laser Capil avtrekker21,22,23,24 . Dessuten, denne enkle og reproduserbar fabrikasjon prosedyren sikrer generalisering av nanopipette. Nylig foreslått vi en trådløs nanopore elektrode (WNE), som ikke krever tetting av en metalltråd inne nanopipette. Gjennom en lettvinte og reproduserbar fabrikasjon besitter WNE en nanoskala metall deponering i nanopipette til en electroactive grensesnitt25,26,27,28 . Siden WNE besitter en veldefinert struktur og uniform morfologi av sin confinements, oppnår den høy gjeldende oppløsning samt lav motstand-kapasitans (RC) tidskonstant for å utføre timelige høyoppløselig. Vi har tidligere rapportert to typer WNEs, åpen-type og lukket type, for å realisere enkeltentitet analyse. Åpne-type WNE har et nanometal lag avsatt på den indre veggen i en nanopipette, som konverterer faradic gjeldende for én enhet til den joniske gjeldende svar26. Diameteren på en åpen-type WNE er vanligvis rundt 100 nm. Du kan ytterligere redusere diameteren på WNE, presenterte vi lukket type WNE, der en solid metall nanotip har fullt nanopipette spissen gjennom en kjemisk-elektrokjemiske tilnærming. Denne metoden kan raskt generere en 30 nm gull nanotip inne en nanopore confinement. Veldefinerte grensesnittet på tips området en lukket type WNE sikrer en høy signal-til-støy-forhold for elektrokjemiske målinger av enkelt nanopartikler. Som en ladet gull hydrogenion kolliderer med lukket type WNE, induserer en ultrafast lading-lossing prosess på tips grensesnittet akselrasjonsevner tilbakemelding svar (CFR) i ioniske gjeldende sporing. I forhold til en tidligere enkelt hydrogenion kollisjon studie via en nanoelectrode med metall wire i29, viste lukket type WNE en høyere gjeldende oppløsning av 0,6 pA ± 0,1 pA (RMS) og høyere midlertidig løsning på 0,01 ms.
Her beskriver vi en detaljert fabrikasjon prosedyre for en lukket type WNE som har svært kontrollerte dimensjoner og enestående reproduserbarhet. I denne protokollen, en enkel reaksjon mellom AuCl4- og BH4- er utformet for å generere en gull nanotip som helt blokkerer hullet av en nanopipette. Deretter er bipolar elektrokjemi vedtatt for kontinuerlig vekst av en gull nanotip når lengden på flere mikrometer inne nanopipette. Denne prosessen gjør gjennomføringen av denne nanoelectrode fabrikasjon, som kan utføres i noen generelle kjemi laboratorium uten rent og dyrt utstyr. For å avgjøre størrelse, morfologi og indre strukturen i en lukket type WNE, gir denne protokollen en detaljert karakterisering prosedyre med bruk av scanning elektron mikroskop (SEM) og fluorescens spektroskopi. Et nylig eksempel er uthevet, som måler direkte iboende og dynamisk samhandling gull nanopartikler (AuNPs) kolliderer mot nanointerface av en lukket type WNE. Vi tror at lukket type WNE kan bane en ny vei for fremtidige elektrokjemiske studier av levende celler og nanomaterialer sensorer på enkelt-enhet nivåer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. forberedelse av løsninger
Merk: Ta hensyn til de generelle forholdsregler for alle kjemikalier. Kast kjemikalier i avtrekksvifte, og slitasje hansker, vernebriller og en labfrakk. Oppbevare brannfarlige væsker fra brann eller gnister. Alle vandige løsninger var forberedt med ultrapure vann (18.2 MΩ cm ved 25 ° C). Forberedt løsningene ble filtrert bruke filtere 0.22 μm pore-størrelse.
-
Utarbeidelse av KCl løsning
- Oppløse 0.074 g av kalium klorid i 100 mL deionisert vann.
-
Utarbeidelse av NaBH4 løsning
- Oppløse 0.018 g av natrium borohydride i 10 mL av etanol.
-
Utarbeidelse av HAuCl4 løsning
- Oppløse 0,010 g av kalium klorid i 1 mL 1% chloroauric sur løsning.
-
Utarbeidelse av silikongummi
- Bland silikongummi som inneholder del A og del B (se Tabell for materiale) i forholdet 1:1 av volumet.
- Bruke blandet silikongummi for å male et reaksjon område på lysbildet umiddelbart gangen potten 1 min.
- Kurere forberedt silikongummi på lysbildet i 5 min.
-
Utarbeidelse av gull nanopartikler30
- Legge til 4,8 mL chloroauric syre med en masse brøkdel av 1% i 40 mL deionisert vann med sterk omrøring.
- Varme løsningen til en byll.
- Raskt legge til 10 mL av en trisodium citrate løsning med en masse brøkdel av 1% i løsningen.
- Varme løsningen for en ekstra 15 minutter før den endelige løsningen er rød i fargen.
Merk: I vårt tilfelle chloroauric sur løsning ble raskt redusert med trisodium citrate, og det ble observert at løsningen raskt endret fra klar-gul til mørk-svart.
2. utarbeidelse av eksperimentelle oppsett
-
Utarbeidelse av gjeldende målesystem
- Slå på gjeldende målesystem som inneholder gjeldende forsterkeren (se Tabell for materiale) og lav støy data oppkjøpet systemet (se Tabellen for materiale)
- Slå på spenningen-klemme modus.
- Angi filteret båndbredden til 10 kHz og sampling rate til 100 kHz.
- Montere en egenutviklede bestemt hjemmelaget kobber bur for å skjerme bakgrunnsstøyen for eksperimentell celler og pre forsterkeren på invertert mikroskopet (se Tabell for materiale).
- Bakken skallet av Faraday bur, skall av forsterker og invertert mikroskop systemet.
-
Oppsett av mørk-feltet detection system
- Generasjon av gull nanotip inne nanopipette overvåkes av mørk - feltet mikroskopet.
Merk: En invertert mikroskop systemet (se Tabellen for materiale) brukes til å ta bilder og scatter spektra. En ekte farger digital CCD kameraet er ansatt for å ta bilder av nanopipette og nanopore elektroden. En mørk-feltet kondensator [numeriske blenderåpning (NA) = 0,8-0,95)] benyttes for å danne en mørk-feltet belysning. 10 X (NA = 0,3), 20 X (NA = 0.45), og 40 X (NA = 0,6) mål brukes til å samle bilder av lukket type WNE. Fluorescens oppdagelsen brukes til å bekrefte om det er mellomrom mellom nanotip og indre veggen i nanopipette. Dette eksperimentet utføres av en annen EMCCD (se Tabell for materiale) også integrert på invertert mikroskopet og eksitasjon lyset er en innebygd kvikksølv lampe med et bånd-pass filter av 450-490 nm.
- Generasjon av gull nanotip inne nanopipette overvåkes av mørk - feltet mikroskopet.
3. fabrikasjon av lukket Type WNE
-
Fabrikasjon av nanopipettes
- Sette kvarts kapillærene (se Tabell for materiale) i en 15 mL sentrifuge rør fylt med aceton på 10 min av ultralyd.
- Hell av aceton, deretter legge etanol i samme sentrifuge rør.
- Legge sentrifuge røret i en ultrasonisk renere i 10 min rengjøring.
- Sette kapillærene i en annen 15 mL sentrifuge rør med deionisert vann fjerning av etanol, med 10 min av ultralyd.
- Kontinuerlig ultralyd ren kapillærene tre ganger med vaskebuffer vann for å fjerne gjenværende etanol.
- Tørr kapillærene bruker en nitrogen gasstrømmen.
- Holde kapillærene i en ny, ren sentrifuge rør.
- Slå på CO2 laser puller (se Tabell for materiale)
- Forvarm puller i 15-20 min å sikre en jevn laser makt.
- Installere av renset kapillær i puller.
- Angi trekke parametere av varme, filament, hastighet, forsinkelse og trekke kraft på panel av CO2 laser puller for en bestemt diameter. Parameteren detaljert for å trekke en 30 nm diameter nanopipette i denne protokollen er vist i tabell 1 (figur 1).
- Fikse de forberedt på nanopipette på en Petriskål med gjenbrukbare limet (se Tabell for materiale) for ytterligere karakterisering.
-
Fabrikasjon av lukket type WNE
- Sette inn 10 μL HAuCl4 løsningen i nanopipette med en microloader.
- Sentrifuge nanopipette for 5 min rundt 1878 x g for fjerning av luftbobler i nanopipette.
Merk: For dette trinnet, vi plassert nanopipette spissen vender ned i et hjemmelaget holder innenfor en 2 mL sentrifuge rør. - Fastsette nanopipette på en dekkglassvæske med forberedt silikongummi (se trinn 1.4) og definere området innenfor nanopipette som "cis" siden og utenfor som "trans-siden.
- Vent 5 min til gummi er herdet.
- Sette integrert ensemblet på objektive bordet av invertert mikroskopet.
- Aktivere og justere mørke felt belysning å fokusere nanopipette spissen under et 10 X mikroskop mål.
- Endre til 20 X og 40 X mål for høyere romlig oppløsning.
- Plasser en Ag/AgCl elektrode inne nanopipette.
- Plass andre jordet Ag/AgCl elektroden i den trans -siden.
- Koble til Ag/AgCl elektroder pre forsterkeren.
- Slå på gjeldende målesystem og tilhørende programvare (se Tabell for materiale) for ioniske stemmeopptaket.
- Angi anvendt potensialet til 300 mV.
- Sakte tilsett 150 μL av NaBH4 løsning i trans siden utløse reaksjonen HAuCl4 og NaBH4 (figur 2).
Merk: Reduksjon av NaBH4 i vandig løsning foregår frekvensen voldsomme reaksjon. Derfor kan generering av H2 fra reduksjon av NaBH4 indusere en defekt struktur av nanotip generasjon av hulrom i gull nanotip vekst. - Samtidig, elektrisk og optisk registrerer gjeldende sporing og mørk-feltet bilde/spredning spectra med de gjeldende måling og mørke felt detection systemene (Figur 3).
Merk: Etanol løsningen er flyktige under mørke felt belysning. Ta hensyn til volumet av etanol under fabrikasjon prosessen. - Slå av anvendt potensialet etter ioniske gjeldende spore tilbake til 0 pA.
- Vask det forberedt lukket type WNE med flytende vaskebuffer vann fra bunnen til spissen.
-
Karakteristikk av lukket type WNE
- Karakterisere lukket type WNE med en scanning elektron mikroskop (SEM), som er en generell metode for kategorisering av nanopipettes22,31,32,33,34 .
- Bruk en kalsium ion fluorescerende eksperiment tetting tilstanden til gull nanotip inne nanopipette.
- Injisere 10 μL CaCl2 løsning i cis siden av lukket type WNE og Fluo-8 løsningen i trans siden.
- Koble Ag/AgCl elektrodene til headstage.
- Bruk en 400 mV skjevhet potensielle og bruk av EMCCD (se Tabell for materiale) å overvåke fluorescens svaret på tips området. Bruke fokus ioner strålen (FIB) for å forme lukket type WNE fra spissen til bunnen, så avgjøre interiør metall laget eller nanotip med SEM karakterisering.
-
Enkelt hydrogenion kollisjon med lukket type WNE
- Endre løsningen i trans og cis sidene til en KCl løsning etter fabrikasjon av lukket type WNE.
- Overføre 50 μL av 30 nm gull hydrogenion løsning til den trans -siden. Registrerer gjeldende signalet enkelt hydrogenion kollisjon hendelser på et potensial på 300 mV (figur 5).
- Endre anvendt spenning å overvåke frekvens, amplitude og figur endring av gjeldende signalet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Vi viser en lettvinte tilnærming for å dikte en veldefinert 30 nm trådløse nanopore elektrode basert på et konisk quartz-nanopipette. Fabrikasjon av et nanopipette er vist i figur 1, som består av tre hovedtrinn. En microcapillary med en diameter på 0,5 mm og ytre diameter 1.0 mm er løst i puller, så en laser er fokusert på midten av kapillær å smelte kvarts. Bruker styrker terminalene på av kapillær, det endelig skiller og danner to deler med nanoskala konisk tips. Trekke parameterne er gitt i tabell 1 for fabrikasjon 30 nm nanopipettes i vår lab. Det bør bemerkes at parameterne kan variere fra ulike laser pullers. Forskere bør justere parametere i henhold til laser makt, temperatur og luftfuktighet. Etter fabrikasjon må SEM karakterisering bekrefte sant diameteren på nanopipette.
Figur 2 viser fremgangsmåten for å generere en gull nanotip inne nanopipette spissen etter trekke prosessen. Først, reduseres konsekvent AuCl4- inne nanopipette med BH4- å generere en gull nanotip til åpningen av nanopipettes er fullstendig blokkert. Deretter fremmer den bipolare elektrokjemi videre vekst av gull nanotip. Vi brukte en i situ karakterisering system for å overvåke fabrikasjon prosessen med lukket type WNE ved samtidig innspillingen av gjeldende respons og mørke felt bildene (Figur 3). Som for SEM karakterisering viser Figur 4 ovenfra SEM bilder av nakne nanopipette og lukket type WNE. Etter FIB deling, gir en side Vis SEM bilde morfologi av gull nanotip i lukket type WNE. I single-hydrogenion kollisjon eksperimentene legges de gull nanopartikler trans -siden av WNE. Den enestående bråk gjennomførelse av denne CNE avdekker skjulte signaler med høy signal frekvens (figur 5).
Figur 1: fabrikasjon av nanopipettes. Prosedyren for fabrikasjon er som følger: trinn 1) installere en microcapillary i en laser avtrekker; Trinn 2) varme midten av av kapillær med en CO2 laser og bruk kraft i endene av kapillær å trekke. og trinn 3) av kapillær tapers ned og skiller i to symmetriske nanopipettes i flere sekunder. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: fabrikasjon av lukket type WNE. Trinn 1) HAuCl4 og NaBH4 løsninger blir lagt til cis og trans sidene av nanopipette, henholdsvis. AuCl4- er redusert med BH4- å generere gull på nanopipette orifice. Trinn 2) etter munnstykket er blokkert av genererte gull, bipolar elektrokjemisk reaksjon foregår med anvendt potensial for videre vekst av gull nanotip. Trinn 3) A lukket type WNE er endelig fabrikkert med en mikrometer-lengde gull nanotip. Dette tallet er endret med tillatelse fra tidligere arbeid25. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3: samtidig elektrisk overvåking og spredning opptak under lukket type WNE fabrikasjon. (A) etter NaBH4 trans side av nanopipette, gjeldende drops umiddelbart fra 0 pA. Deretter opplever gjeldende sporing en rask overgang på grunn av generasjonen av gull. Etter ~ 150 s, gjeldende tilbake til 0 pA, demonstrere fullstendig blokkering av nanopipette. (B) mørke felt bilder under WNE fabrikasjon på tilsvarende timepoints 0 s, 10 s, 100 s, og 150 s. Dette tallet er endret med tillatelse fra tidligere arbeid25. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4: SEM karakterisering av nanopipette og lukket type WNE. (A) ovenfra SEM bildet av en trakk nanopipette med en diameter på 30 nm. (B) ovenfra SEM bildet av en lukket type WNE med en diameter på 30 nm. (C) siden Vis SEM bilde av en lukket type WNE etter FIB deling fra spissen på baksiden av nanopipette. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 5: enkelt hydrogenion dueller med en lukket type WNE. (A) 30 nm gull nanopartikler legges til den trans løsningen. Et par Ag/AgCl elektrodene er ansatt for å bruke en skjevhet potensialet i 300 mV. Sett inn: en typisk spike signal for en 30 nm gull hydrogenion kollisjon. (B) gjeldende spor uten nanopartikler og etter 30 nm gull nanopartikler trans side av lukket type WNE. Dette tallet er endret med tillatelse fra tidligere arbeid25. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Fabrikasjon av en godt definert nanopipette er det første trinnet i lukket type WNE fabrikasjon prosessen. Ved å fokusere en CO2 laser på midten av av kapillær, skiller en kapillær i to symmetriske nanopipettes nanoskala konisk tips. Diameter er lett kontrollert, mellom 30-200 nm, ved å justere parametere av laser puller. Det bemerkes at parameterne for trekke kan variere for forskjellige pipette pullers. Miljømessige temperatur og luftfuktighet kan også påvirke siste diameteren på nanopipette.
Etter fabrikasjon av nanopipette genererer en kjemisk reaksjon på solid nanotip inne nanopipette. I denne protokollen dannes en gull nanotip ved reduksjon av HAuCl4; andre metall nanotips kan fremstille ved å utforme tilsvarende reaksjoner. Etter fullstendig blokkere nanopipette tips fremmer elektrokjemiske polarisering av det genererte gull nanotip videre veksten ifølge bipolar elektrokjemi. En på plass elektro-optiske karakterisering system er så konstruert for å oppnå samtidig opptak av gjeldende spor og optisk informasjon under vekstprosessen med av gull nanotip.
For karakterisering å kalsium ion fluorescens oppdagelsen bekrefte om gapet er generert mellom den indre veggen i pipette og gull nanotip. For en veldefinert lukket type WNE skal tips området alltid mørk i fluorescens bildet. SEM kan også brukes til å beskrive både nanopipette og lukket type WNE. LØGN kan anvendes til å forme langs sideveggen av lukket type WNE å avsløre indre metall for påfølgende SEM avbilding. Derfor kan lengde og indre strukturen i Lukk-type WNE bestemmes. Etter sin karakterisering er godt forberedt lukket type WNE i stand til å brukes for videre søknader.
Denne protokollen for lukket type WNE baner en ny vei for elektrokjemiske målinger av enkelt nanopartikler med høy reproduserbarhet. Men er det fortsatt noen utfordringer og begrensninger i denne fabrikasjon prosessen. Den første begrensningen innebærer diameteren på den nanopipette spissen. Teoretisk når tuppens diameter reduseres til en enkelt-molekylet størrelsen, kan gjeldende oppløsning bli dramatisk forbedret. Men det er utfordrende for å trekke en nanopipette med en diameter under 30 nm med eksisterende trekke strategi.
Potensialet i denne lukket type WNE protokollen kan utvides til praktiske anvendelser i nanosensing. Ved å innlemme tradisjonelle nanoelectrodes med skanning elektrokjemiske mikroskop, kan lukket type WNE avsløre dynamisk elektrokjemiske tilordning for noen spesiell 2-D/3-D nanomaterialer. Videre kan plasmonic resonans spredning av gull nanotip brukes samtidig oppdage overføringsprosessen elektron både elektrisk avlesning og optisk opptak. I kraft av geometriske egenskaper, er lukket type WNE med en konisk nanotip egnet for mobilnettet analyse med lav mekanisk skade.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne erklærer ikke interessekonflikter.
Acknowledgments
Denne forskningen ble støttet av den nasjonale Natural Science Foundation i Kina (61871183,21834001), innovasjon Program av Shanghai kommunale utdanning provisjon (2017-01-07-00-02-E00023), "Chen Guang" prosjektet fra Shanghai kommunale utdanning Kommisjonen og Shanghai utdanning Development Foundation (17CG 27).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Acetone | Sigma-Aldrich | 650501 | Highly flammable and volatile |
| Analytical balance | Mettler Toledo | ME104E | |
| Axopatch 200B amplifier | Molecular Devices | ||
| Blu-Tack reusable adhesive | Bostik | ||
| Centrifuge tube | Corning Inc. | Centrifuge Tubes with CentriStar Cap, 15 ml | |
| Chloroauric acid | Energy Chemical | E0601760010 | HAuCl4 |
| Clampfit 10.4 software | Molecular Devices | ||
| Digidata 1550A digitizer | Molecular Devices | ||
| DS Fi1c true-color CCD camera | Nikon | ||
| Ecoflex 5 Addtion cure silicone rubber | Smooth-On | 17050377 | |
| Eppendorf Reference 2 pipettes | Eppendorf | 492000904 | 10, 100 and 1000 µL |
| Ethanol | Sigma-Aldrich | 24102 | Highly flammable and volatile |
| Faraday cage | Copper | ||
| iXon 888 EMCCD | Andor | ||
| Microcentrifuge tubes | Axygen Scientific | 0.6, 1.5 and 2.0 mL | |
| Microloader | Eppendorf | 5242 956.003 | 20 µL |
| Microscope Cover Glass | Fisher Scientific | LOT 16938 | 20 mm*60 mm-1 mm thick |
| Milli-Q water purifier | Millipore | SIMS00000 | Denton Electron Beam Evaporator |
| P-2000 laser puller | Sutter Instrument | ||
| Pipette tips | Axygen Scientific | 10, 200 and 1,000 µL | |
| Potassium chloride,+D25+A2:F2+A2:F25 | Sigma Aldrich | P9333-500G | KCl |
| Quartz pipettes | Sutter | QF100-50-7.5 | O.D.:1.0 mm, I.D.:0.5 mm, 75 mm length |
| Refrigerator | Siemens | ||
| Silicone thinner | Smooth-On | 1506330 | |
| Silver wire | Alfa Aesar | 11466 | |
| Sodium borohydride, | Tianlian Chem. Tech. | 71320 | NaBH4 |
| Ti-U inverted dark-field microscope | Nikon |
References
- Vajda, S., et al. Subnanometre platinum clusters as highly active and selective catalysts for the oxidative dehydrogenation of propane. Nature Materials. 8 (3), 213-216 (2009).
- Liu, G. L., Long, Y. T., Choi, Y., Kang, T., Lee, L. P. Quantized plasmon quenching dips nanospectroscopy via plasmon resonance energy transfer. Nature Methods. 4 (12), 1015-1017 (2007).
- Hu, J. S., et al. Mass production and high photocatalytic activity of ZnS nanoporous nanoparticles. Angewandte Chemie International Edtion. 44 (8), 1269-1273 (2005).
- Martinez, B., Obradors, X., Balcells, L., Rouanet, A., Monty, C. Low temperature surface spin-glass transition in γ-Fe 2 O 3 nanoparticles. Physical Review Letters. 80 (1), 181 (1998).
- Fang, Y., et al. Plasmonic Imaging of Electrochemical Reactions of Single Nanoparticles. Accounts of Chemical Research. 49 (11), 2614-2624 (2016).
- Mirkin, M. V., Sun, T., Yu, Y., Zhou, M.
- Murray, R. W. Nanoelectrochemistry: metal nanoparticles, nanoelectrodes, and nanopores. Chemical Reviews. 108 (7), 2688-2720 (2008).
- Anderson, T. J., Zhang, B. Single-Nanoparticle Electrochemistry through Immobilization and Collision. Accounts of Chemical Research. 49 (11), 2625-2631 (2016).
- Fu, K., Bohn, P. W. Nanopore Electrochemistry: A Nexus for Molecular Control of Electron Transfer Reactions. ACS Central Science. 4 (1), 20-29 (2018).
- Zaino, L. P., Ma, C., Bohn, P. W. Nanopore-enabled electrode arrays and ensembles. Microchimica Acta. 183 (3), 1019-1032 (2016).
- Katemann, B. B., Schuhmann, W.
- Penner, R. M., Heben, M. J., Longin, T. L., Lewis, N. S. Fabrication and use of nanometer-sized electrodes in electrochemistry. Science. 250 (4984), 1118-1121 (1990).
- Watkins, J. J., et al. Zeptomole voltammetric detection and electron-transfer rate measurements using platinum electrodes of nanometer dimensions. Analytical Chemistry. 75 (16), 3962-3971 (2003).
- Liu, Y., Li, M., Zhang, F., Zhu, A., Shi, G. Development of Au Disk Nanoelectrode Down to 3 nm in Radius for Detection of Dopamine Release from a Single Cell. Analytical Chemistry. 87 (11), 5531-5538 (2015).
- Li, Y., Bergman, D., Zhang, B. Preparation and electrochemical response of 1-3 nm Pt disk electrodes. Analytical Chemistry. 81 (13), 5496-5502 (2009).
- Kasianowicz, J. J., Brandin, E., Branton, D., Deamer, D. W. Characterization of individual polynucleotide molecules using a membrane channel. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (24), 13770-13773 (1996).
- Cao, C., et al. Discrimination of oligonucleotides of different lengths with a wild-type aerolysin nanopore. Nature Nanotechnology. 11 (8), 713-718 (2016).
- Cao, C., Long, Y. -T. Biological Nanopores: Confined Spaces for Electrochemical Single-Molecule Analysis. Accounts of Chemical Research. 51 (2), 331-341 (2018).
- Sha, J. J., Si, W., Xu, W., Zou, Y. R., Chen, Y. F. Glass capillary nanopore for single molecule detection. Science China-Technological Sciences. 58 (5), 803-812 (2015).
- Ying, Y. L., Zhang, J., Gao, R., Long, Y. T. Nanopore-based sequencing and detection of nucleic acids. Angewandte Chemie International Edition. 52 (50), 13154-13161 (2013).
- Lan, W. J., Holden, D. A., Zhang, B., White, H. S.
- Karhanek, M., Kemp, J. T., Pourmand, N., Davis, R. W., Webb, C. D. Single DNA molecule detection using nanopipettes and nanoparticles. Nano Letters. 5 (2), 403-407 (2005).
- Morris, C. A., Friedman, A. K., Baker, L. A.
- Yu, R. -J., Ying, Y. -L., Gao, R., Long, Y. -T. Confined Nanopipette Sensing: From Single Molecules, Single Nanoparticles to Single Cells. Angewandte Chemie Interntaional Edition. , (2018).
- Gao, R., et al. A 30 nm Nanopore Electrode: Facile Fabrication and Direct Insights into the Intrinsic Feature of Single Nanoparticle Collisions. Angewandte Chemie Interntaional Edition. 57 (4), 1011-1015 (2018).
- Ying, Y. L., et al. Asymmetric Nanopore Electrode-Based Amplification for Electron Transfer Imaging in Live Cells. Journal of the American Chemical Society. 140 (16), 5385-5392 (2018).
- Gao, R., Ying, Y. L., Hu, Y. X., Li, Y. J., Long, Y. T. Wireless Bipolar Nanopore Electrode for Single Small Molecule Detection. Analytical Chemistry. 89 (14), 7382-7387 (2017).
- Gao, R., et al. Dynamic Self-Assembly of Homogenous Microcyclic Structures Controlled by a Silver-Coated Nanopore. Small. 13 (25), 1700234-n/a (2017).
- Kim, B. K., Kim, J., Bard, A. J. Electrochemistry of a single attoliter emulsion droplet in collisions. Journal of the American Chemical Society. 137 (6), 2343-2349 (2015).
- Lee, P. C., Meisel, D. Adsorption and surface-enhanced Raman of dyes on silver and gold sols. Journal of Physical Chemistry. 86 (17), 3391-3395 (1982).
- Steinbock, L. J., Otto, O., Chimerel, C., Gornall, J., Keyser, U. F. Detecting DNA folding with nanocapillaries. Nano Letters. 10 (7), 2493-2497 (2010).
- Gong, X., et al. Label-free in-flow detection of single DNA molecules using glass nanopipettes. Analytical Chemistry. 86 (1), 835-841 (2013).
- Cadinu, P., et al. Double Barrel Nanopores as a New Tool for Controlling Single-Molecule Transport. Nano Letters. 18 (4), 2738-2745 (2018).
- Bell, N. A., Keyser, U. F. Digitally encoded DNA nanostructures for multiplexed, single-molecule protein sensing with nanopores. Nature Nanotechnology. 11 (7), 645-651 (2016).
