In Vitro Mikro Organik Yük modüle Edilmiş Alan Etkili Transistör Dizileri ile ÇokParametrik Hücresel Analiz

Bu yöntem, şu anda çokparametrik, biyouyumlu, mekanik olarak uyumlu ve son olarak düşük maliyetli uygun kayıt sistemlerinden yoksun bir alan olan hücresel analiz için orijinal bir çözüm sağlar. Bu yöntemle, tek bir elektronik organik cihaz türü kullanarak hücrelerin hem elektriksel hem de metabolik aktivitesini izleme yeteneği gibi farklı algılama yeteneklerine sahip algılama sistemleri elde etmek mümkündür. In vivo hayvan deneylerini azaltmaya yardımcı unun yanı sıra, in vitro multiparametrik sistemler, kişiselleştirilmiş tıp ve nörodejeneratif hastalıklarla ilgili çalışmalar gibi çeşitli biyomedikal alanlarda son derece umut verici bir araçtır.

Hepsi organik yükün yüksek çok yönlülüğünde, modülatör alan etkisi transistörü, örneğin farklı biyobelirteçlerin hacimlerinin algılanmasını sağlamak için sensörler gibi diğer sensörleri entegre etmek de mümkündür. Yeni bir 250 mikrometre PET tabakadan 6 ila 6 santimetrekare parça kesin, ardından PET substratlarını aseton, izopropil alkol ve deiyonize su ile durulayın. Akarsu ve nitrojen kullanarak kurutun ve temiz, plastik petri kaplarda saklayın.

Titanyum biriktirme için, alt tabakaları plazma oksijeni ile önceden temizleyin ve termal evaporatörün arka oda odasının içindeki substrat tutucusuna yerleştirin. Daha sonra, potaya 60 miligram titanyum yerleştirin, deklanşörü kapatın ve buharlaşma odasını 10 ila 6 tura ulaşana kadar pompalayın. Pota kırmızı parlayana kadar evaporatörun gücünü artırın ve 30 saniye bekleyin.

Ardından deklanşörü açın, gücü %60'a çıkarın ve 60 saniye bekleyin. 60 saniye sonra deklanşörü kapatın ve gücü kısın. Desenleme için, bir duman kaputunun içine yerleştirilmiş Spin Coater'a her seferinde bir substrat yerleştirin.

Tek kullanımlık plastik pipet kullanarak, metin el yazmasında belirtilen spin kaplama parametrelerini kullanarak iki mikrometre kalınlığında bir fotoresist tabakası elde etmek için alt tabakaya dört mililitre fotoresist yatırın. Alt tabakayı sıcak bir tabağa yerleştirerek fotoresisti yumuşak bir şekilde pişirin ve ardından alt tabakayı alüminyum folyo sarılı petri kabı veya plastik bir kabın içinde saklayın. Daha sonra, alt tabakayı bir brahma grafiğine yerleştirin ve plastik fotolithografik maskeyi konumlandırın, ancak istenen yüzen kapı düzenini substrata yerleştirin, maskeyi bir dakika boyunca üstten UV ışığına maruz tutun.

Daha sonra maskenin alt tabaka üzerindeki yanal hareketlerini en aza indirmeye dikkat ederek maskeyi dikkatlice çıkarın, alt tabakayı gelişen çözelti ile dolu bir cam kaba 10 saniye daldırın. Daha sonra hızla deiyonize suda durulayın, maruz kalan titanyumu titanyum aşındırma çözeltisi içine 15 saniye boyunca batırarak kazıyın, ardından deiyonize su ile durulayın ve azot kullanarak kurulayın. Optik olarak, alt tabakayı inceleyin ve aseton kullanarak fotoğraf direncini çıkarın.

Daha sonra substratı izopropil alkol ve deiyonize su ile durulayın ve azotla kurulayın. Kapı dielektrik birikimi için, parilen kaplayıcının üzerine 300 miligram Parylene C dimer yerleştirin ve basınç değerlerini ayarlayın. Biriktirmeden sonra, substratları aseton, izopropil alkol ve deiyonize su ile temizleyin ve daha önce gösterildiği gibi azotla kurutun.

Fotoğrafın direncini daha önce gösterildiği gibi substrata yatırdıktan sonra, substratı bir Bromograf'a yerleştirin ve plastik fotolitografik maskeyi stereoskopik bir mikroskop altında önyargı için substrata yerleştirin. Üstten bir dakikalık UV maruziyetinden sonra, daha önce gösterildiği gibi maskeyi dikkatlice çıkarın. Fotoğrafı daha önce gösterildiği gibi geliştirin, ardından Parylene C'yi algılama alanlarından çıkarmak için oksijen plazmasına karşı desenli fotoğrafla alt tabakayı ortaya çıkarın.

Alt tabakaları ultrasonik banyonun içinde asetonla dolu bir cam kaba yerleştirin, fotoğrafın tamamen direnmesini sağlamak için 10 saniye boyunca, ardından substratları aseton, izopropil alkol ve su ile durulayın ve daha önce gösterildiği gibi azotla kurulayın. Fotoğrafın alt tabakaya dayanma direncini biriktirdikten sonra, daha önce gösterildiği gibi, alt tabakayı bir Burmografiye yerleştirin ve alt tabakaya, transistör alanlarını tamamen kaplayan basit siyah dikdörtgenlere sahip plastik bir fotolithografik maske yerleştirin. Üstten ve alttan UV ışığına bir dakika maruz kaldıktan sonra, maskeyi çıkarın ve daha önce gösterildiği gibi fotoğraf direncini geliştirin.

Parylene C üzerindeki metalin yapışıklıklarını teşvik etmek için substratları nazik plazma tedavisi ile temizleyin, ardından termal evaporatörün vakum odasının içindeki substrat tutucuya yerleştirin. Potaya 30 miligram altın yerleştirin, deklanşörü kapatın ve eksi beş Tor'a 10'a ulaşana kadar buharlaşma odasını pompalayın. Pota kırmızı parlayana kadar evaporatörun gücünü artırın ve 30 saniye bekleyin.

Deklanşörü açın, gücü % 40'a çıkarın ve 60 saniye bekleyin. Ardından deklanşörü kapatın ve gücü kısın. Alt tabakaları ultrasonik banyonun içindeki bir aseton kabına 10 saniye boyunca yerleştirin, böylece fotoğrafı kaldırmaya direnin, böylece altını transistörler kanalından çıkarın.

Fotoğrafı durulayın, kurutun ve daha önce gösterildiği gibi alt tabakalara koyun. Alt tabakayı bir Bromograf'a yerleştirdikten sonra, alt tabakaya istenen kaynaklara, drenajlara ve kontrol kapısı düzenine sahip plastik bir fotolitografik maske yerleştirin. Üstten bir dakikalık UV maruziyetinden sonra, maskeyi dikkatlice çıkarın ve fotoğrafı daha önce gösterildiği gibi direnin.

Maruz kalan altını 10 saniye boyunca altın aşındırma çözeltisi içine batırarak kazıyın, ardından deiyonize su ile durulayın ve gösterildiği gibi azot kullanarak kurutun. Alt tabakayı optik olarak inceledikten sonra, aseton kullanarak fotoğraf direncini çıkarın, izopropil alkol ve deiyonize su ile durulayın ve azotla kurulayın. Fotoğrafın substrata dayanmasını biriktirdikten sonra, OCMFET'in pH algılama alanlarına karşılık gelen açıklıklara sahip plastik bir fotolitografik maskeyi alt tabakaya yerleştirin, yerleştirin, alt tabakaya ve bir Bromograph yerleştirin.

Üstten bir dakikalık UV maruziyetinden sonra, maskeyi daha önce gösterildiği gibi dikkatlice çıkarın. Fotoğrafı daha önce gösterildiği gibi geliştirin, ardından poliimid yalıtım bandı ile pH algılama alanları hariç tüm cihazı koruyun ve metin el yazmasında belirtilen parametreleri kullanarak alt tabakaya 500 nanometre C tabakası yatırın. Poliamid yalıtım bandını dikkatlice çıkardıktan sonra, OCMFET'lerin pH algılama alanlarında Parylene C'yi etkinleştirmek için substratı oksijen plazmasına maruz bırakın.

Daha sonra, fotoğraf direncini tamamen çıkarmak için alt tabakaları ultrasonik banyonun içindeki aseton kabına 10 saniye yerleştirin. Substratları aseton ve izopropil alkolle durulayın ve azotla kurulayın. Her kanal alanına bir mikroliter yarı iletken çözelti damlacık dökmeden önce, substratları 50 santigrat derecede sıcak bir tabağa yerleştirin.

Tüm substratı kapakla örtün ve kimyasal bir kaputun altında 30 dakika kurutun. Cihazı PET'ten manuel olarak veya lazer kesici kullanarak kesin. Bir MOA yüzeyine bağlı sıçan kardiyomiyositlerinin birleştiği bir kültür sarkolerik protein tropomyosin için immünostate idi.

Burada OCMFET ile ölçülen tek bir kardiyomiyosit sinyali örneği gösterilmiştir. Cihaz hem spontan hücresel elektriksel aktiviteyi hem de farklı kimyasalların veya ilaçların verilmesinden kaynaklanan aktiviteyi tespit edebilir. MOA'nın dizi konfigürasyonu sayesinde, hücresel kültür içindeki kardiyak sinyalin yayılma hızını tahmin etmekti.

OCMFET ayrıca nöronal alan potansiyellerini olağanüstü stabilite ve gürültü oranlarına iyi sinyal ile güçlendirebildi. Bir MOA'nın pH duyarlı ve pH duyarsız kanalının bikükülin ve tetrodotoksin ile kimyasal stimülasyona verdiği farklı yanıtlar, cihazın farklı hücresel metabolik durumlar arasında ayrım yapma yeteneğini göstermiştir. İmalat protokolünün her adımından önce alt tabakayı dikkatlice inceleyin.

Bu, sürecin verimini önemli ölçüde artıracaktır. Farklı fonksiyonelleştirme yöntemleri kullanılarak, bir çip ve robotik cilt üzerinde laboratuvar gibi uygulamalarda kullanılabilecek kimyasal ve fiziksel sensörler elde etmek mümkündür.