Engineering
A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Utveckling och funktionalisering av elektrolyt-gated grafenfälteffekttransistor för biomarkördetektion
Chapters
Summary February 1st, 2022
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Detta protokoll visar utvecklingen av elektrolyt-gated grafenfälteffekttransistor (EGGFET) biosensor och dess tillämpning i biomarkörimmunglobulin G (IgG) detektion.
Transcript
Metoden avlägsnar effektivt PMMA-rester samtidigt som det underliggande grafengitteret bevaras. Den funktionella enheten visar konsekventa resultat vid detektering av IgG-antikroppar i blodserum. Protokollet säkerställer också implementeringen av CVD-grafen i en realtid, etikettfri biosenseringsenhet.
Stegen är ganska enkla och kan göras med minimal träning. Enheten erbjuder hög selektivitet, hög känslighet och realtidsdetektering över andra biosensing-enheter Börja med att skära grafenarket på ett kopparsubstrat i hälften med en skalpell. Applicera värmebeständig tejp för att fixera de fyra hörnen på grafentorget på en spinnpackning.
Snurra belägg grafenets kvadratiska ark med ett tunt lager av 100 till 200 nanometer PMMA 495K A4, snurra med 500 rotationer per minut i 10 sekunder och sedan 2000 rotationer per minut i 50 sekunder. Grädda sedan provet vid 150 grader Celsius i fem minuter. Ta bort baksidan av grafen med syreplasma vid 30 watt med ett hastighetsflöde på 15 standard kubikcentimeter per minut i fem minuter.
Skär den plasmabehandlade grafenkvadraten i en dimension av en centimeter bredd och två centimeter höjd för tillverkning av enheter. Skär det förrenade kiseldioxidsubstratet i små bitar med en ungefärlig bredd på fyra centimeter och två centimeter höjd. Etsa bort kopparn med grafen etchant järnklorid utan utspädning.
Flyt provet med kopparsidan nedåt och PMMA-sidan uppåt på vätskeetsan. Efter kopparetsning lyfter du grafenfilmen långsamt med det plasmabehandlade substratet. Lufttorka den överförda grafenfilmen i två timmar och baka sedan på en varm tallrik.
För att ta bort PMMA, börja med att värma upp provet med acetonånga vid 70 grader Celsius genom att hålla provet ungefär två centimeter över acetonånga i fyra minuter med PMMA-sidan nedåt. Sänk sedan ner provet i aceton i fem minuter. Tvätta provet med avjoniserat vatten försiktigt.
Blås slutligen försiktigt provet med kväve. Tvätta substratet med det överförda grafenet med aceton, isopropylalkohol och avjoniserat vatten. Baka sedan substratet på en varm tallrik vid 75 grader Celsius i 30 minuter.
Med hjälp av en elektronstråleförångare deponeras nickel och guld med en tjocklek på 5 respektive 45 nanometer på grafenprovet. Applicera den första fotolitografiprocessen med mask A för mönster av elektroderna. Snurra AZ 5214E positivt fotoresist på provet vid 2000 rotationer per minut i 45 sekunder och bota provet vid 120 grader Celsius i en minut.
Placera provet i det ultravioletta översvämningsexponeringssystemet och exponera det i cirka 10 sekunder under 200 millijoule per kvadratcentimeter. Utveckla provet med en fotoresistutvecklare AZ 300 MIF i cirka två minuter och skölj sedan med avjoniserat vatten. Sänk ner provet i en guldetsning för att etsa guldskiktet i 10 sekunder, skölj med avjoniserat vatten och ta bort det återstående fotoresistskiktet genom att nedsänka i aceton i 10 minuter.
Använd aceton, isopropylalkohol och avjoniserat vatten, tvätta provet följt av bakning på en kokplatta vid 75 grader Celsius i 30 minuter. Applicera sedan den andra fotolitografiprocessen med mask B för att mönstra grafenkanalerna. Sänk ner provet i nickel etchant vid 60 grader Celsius för att etsa nickelskiktet i 10 sekunder.
Skölj med avjoniserat vatten och blås torrt med kväve. Placera provet i plasmaasher och ta bort den exponerade grafen med syreplasma. Senare, ta bort fotoresistskiktet genom att nedsänka i aceton i 10 minuter.
Tvätta provet med aceton, IPA och avjoniserat vatten och baka på en varm tallrik vid 75 grader Celsius i 30 minuter. Applicera den tredje fotolitografiprocessen med mask C för att mönstra passiveringsfotoresistskiktet för att skydda den underliggande grafenen på substratet. Använd samma processparametrar som tidigare nämnts, inklusive spinning med positiv fotoresist, härdning av provet och utveckling med fotoresistutvecklare.
Senare sänk ner provet i nickel etchant vid 60 grader Celsius i 10 sekunder för att avlägsna det återstående nickelskiktet och skölj sedan med avjoniserat vatten och blås torrt med kväve. Slutligen baka provet på en varm tallrik vid 120 grader Celsius i 30 minuter. De representativa resultaten visar den överförda CVD-grafen som kännetecknas av Raman och atomkraftmikroskopi.
G-toppen och de tvådimensionella topparna i Raman-bilden ger omfattande information om förekomsten och kvaliteten på den överförda monolagergrafen. Figuren visar EEG FET-biosensor integrerad med en standard silver i silverkloridreferenselektrod och en polydimetylsiloxanbrunn för att innehålla provet. Vidare visar den förstorade vyn av grafenkanalen anslutningen till källelektroden till marken, avloppet och grindelektroderna till källan.
PBASE, ett allmänt använt funktionaliseringsreagens för grafen, kan absorberas på grafenytan genom en pi-pi-interaktion utan att skada grafenets elektriska egenskaper. En 5-prime aminomodifierad IgG-aptamer konjugeras med PBASE genom amidbindningskopplingarna mellan den reaktiva och hydroxi-6-kaninamidestern i PBASE och amingruppen på 5-prime-änden av IgG-aptameren. Bovin serumalbumininkubation användes för att blockera de återstående okonjugerade platserna efter sköljning av enheten med en styrka PBS Figuren visar IgG-detektionen under olika elektrolytförhållanden.
Kvaliteten på grafen är nyckeln till bästa prestanda för denna enhet. Så under plasmaetsning måste det säkerställas att plasman inte skadar de användbara regionerna i grafenet. PMMA-resterna måste också rengöras helt och hållet för att få en ren grafenyta.
Den funktionella enheten visar konsekventa resultat för att detektera mänsklig IgG-antikropp, så proceduren kan användas som referens för att bygga enheter med andra nanomaterial för att studera gränssnittsinteraktioner och biosensing.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
