Microfabricage van Nanoporeuze Gold Patronen voor Cell-materiaal Interaction Studies

JoVE Journal
Bioengineering

Your institution must subscribe to JoVE's Bioengineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Wij rapporteren over technieken micropattern nanoporeuze gouden dunne films via stencilafdruk en fotolithografie, alsook werkwijzen cultuur brengen van cellen op microschaal vervaardigde patronen. Verder beschrijven we beeld analysemethoden morfologie van het materiaal en de gekweekte cellen met behulp van scanning elektronenmicroscopie en fluorescentie microscopie technieken karakteriseren.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Daggumati, P., Kurtulus, O., Chapman, C. A. R., Dimlioglu, D., Seker, E. Microfabrication of Nanoporous Gold Patterns for Cell-material Interaction Studies. J. Vis. Exp. (77), e50678, doi:10.3791/50678 (2013).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Nanostructuurmaterialen met functie maten in tientallen nanometers hebben versterkt de prestaties van verschillende technologieën, zoals brandstofcellen, biosensoren, biomedische apparaat coatings en drug delivery gereedschappen. Nanoporeuze goud (np-Au), geproduceerd door een nano-schaal zelf-assemblage proces, is een relatief nieuw materiaal dat grote effectieve oppervlak, hoge elektrische geleidbaarheid en katalytische activiteit vertoont. Deze eigenschappen hebben np-Au maakte een aantrekkelijk materiaal om wetenschappelijke gemeenschap. De meeste studies over np-Au dienst macro-schaal monsters en zich richten op de fundamentele wetenschap van de stof en de katalytische en sensor toepassingen. De macro-schaal exemplaren beperken potentiële np-Au in geminiaturiseerde systemen, waaronder biomedische apparaten. Om deze problemen aan te pakken, hebben we in eerste instantie beschrijven twee verschillende methoden om micropattern np-Au dunne films op harde ondergronden. De eerste methode maakt gebruik van handmatig geproduceerd stencil maskers voor het creëren van millimeter-schaal np-Au patronen, while de tweede methode maakt gebruik van lift-off fotolithografie op patroon sub-millimeter-schaal patronen. Als np-Au dunne films verkregen door sputter-afzetting verenigbaar zijn met conventionele microfabricage technieken, waardoor vatbaar voor gemakkelijke integratie in microsystemen. Deze systemen omvatten elektrisch-adresseerbare biosensor platformen die profiteren van de hoge effectieve oppervlak, elektrische geleidbaarheid, en goud-thiol-gebaseerde oppervlak bioconjugatie. We beschrijven celkweek, immunokleuring en beeldverwerkingstechnieken te np-Au van interactie met zoogdiercellen, wat een belangrijke parameter prestaties van sommige biosensoren kwantificeren. We verwachten dat de hier getoonde technieken integratie van np-Au zal helpen platforms op verschillende lengteschalen en in talrijke toepassingen, zoals biosensoren, opslagsystemen en katalysatoren.

Introduction

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Nanoporeuze Gold Fabrication

  1. Clean substraten in Piranha oplossing
    1. Voeg 25 ml waterstofperoxide (30%) en 100 ml zwavelzuur (96%) in een kristallisatie-schaal en verwarm het mengsel tot 65 ° C op een kookplaat. LET OP: De vloeistoffen zijn extreem corrosief en moet met zorg worden behandeld. De verbruikte oplossing mag niet worden opgeslagen in een verzegelde container, aangezien deze kan exploderen.
    2. Plaats 1-inch met 3 inch microscoop dia's in het mengsel met behulp van zuurbestendige tang en reinig ze gedurende 10 minuten. Gebruik een porseleinen immunostaining boot voor batch-reinigen van kleine dekglaasjes. Behandel kleine coverslips met lucht plasma bij 10 W gedurende 30 seconden voorafgaand aan onderdompeling in de oplossing.
    3. Spoel de schoongemaakte monsters kristallisatie gerechten stromend gedeïoniseerd (DI) water gedurende 3 minuten. Föhnen monsters met een stikstof geweer over niet-pluizende doeken.
  2. Bereid stencilmasker (Methode 1: Gebruik deze voor het creëren van millimeter-schaal patronen)
    1. Punch 250 urn dikke siliconen elastomeer platen met biopsie stoten en / of incisie uit regio's met een scalpel over een semi-harde kunststof oppervlak. Reinig de verwerkte elastomeer vellen in 70% isopropanol en droog met stikstof pistool.
    2. Plaats de geperforeerde plaat op een stofvrije cleanroom handdoek en lijn de piranha-gereinigde dekglaasjes over het stencil met het monster oppervlak naar het stencil.
  3. Patroon lift-off fotolak (Methode 2: Gebruik dit voor het maken van sub-millimeter-schaal patronen)
    1. Plaats een piranha-gereinigde microscoopdia op draaiende boorkop en afblazen eventuele deeltjes met stikstof pistool. Doseer 1,5 ml van adhesie promotor (hexamethyldisilazaan) op het glaasje met een plastic pipet. Verspreid de promotor door het draaien van de glijbaan achtereenvolgens bij 500 rpm gedurende 5 sec en 1500 rpm gedurende 30 sec. Bak de dia op een kookplaat bij 115 ° C gedurende 7 minuten en laat het afkoelen gedurende 5 minuten.
    2. Doseer 4 ml fotoresist op het glaasje (3 inch by 1-inch). Verspreid de fotolak door het draaien van de dia met hetzelfde protocol als voor de hechting promotor. Bak de fotolak op een kookplaat bij 115 ° C gedurende 1,5 minuten en laat het afkoelen gedurende 10 minuten.
    3. Expose de fotolak beklede schuif met UV-licht (intensiteit: 22 mW / cm 2) door middel van een transparant masker voor 15 sec. Bak de fotoresist op een verwarmingsplaat bij 115 ° C gedurende 1,5 min en 45 min wachten. Los de blootgestelde fotoresist in de ontwikkelaar ten minste 3,5 minuten. Grondig met DI-water. Inspecteer de ontwikkelde patronen onder een optische microscoop.
  4. Aanbetaling voorloper metalen om np-Au dunne films te produceren
    1. Laad de monsters in een sputterende machine die onafhankelijk van elkaar kunnen storten goud, zilver en chroom. Sputter-reinigen van de monsters gedurende 90 sec bij 50 W onder 25 mTorr argon verwerking sfeer voordat metalen afzetting.
    2. Sputter chroom gedurende 10 minuten bij 300 W onder argon 10 mTorr. Sputter goud voor 90 sec bij 400 W un10 mTorr der argon. Co-sputteren goud en zilver voor 10 min met zilver op 200 W en Au vermogen bij 100 W. Schakel goud sputteren bron ongeveer 10 seconden voor het uitschakelen van de zilveren sputteren bron.
  5. Verkrijgen voorloper metalen micropatterns
    1. Ultrasone trillingen fotolak beklede monsters ~ 180 ml fotolakstripper voor 10 cycli van 20 sec sonicatie en 2 minuten pauze tussen de cycli. Spoel de monsters met DI-water en droog met een stikstof pistool. Inspecteer de metalen patronen onder een microscoop.
    2. Schil de elastomeer stencil van niet-fotolak beklede monsters met behulp van twee pincet om het afgezette metaal onthullen.
  6. Dealloy voorloper metaal en modify nanostructuur via thermische behandeling
    1. Vul een bekerglas 200 ml met 170 ml salpeterzuur (70%) en handhaven temperatuur van de oplossing bij 55 ° C op een kookplaat. LET OP: Het salpeterzuur is uiterst corrosief en moeten worden behandeld met de juiste beschermingsmiddelen. Behandel kleine coverslips met lucht plasma bij 10 W gedurende 30 seconden voorafgaand aan de onderdompeling in salpeterzuur. Plaats 1-inch met 3 inch microscoop dia's in de beker met behulp van zuurbestendige pincet en dealloy ze gedurende 15 minuten. Gebruik een porseleinen immunostaining boot voor batch-dealloying kleine dekglaasjes.
    2. Spoel de dealloyed monsters door ze achtereenvolgens onder te dompelen in twee bekers gevuld met verse DI water drie keer. Bewaar monsters in DI-water en elke dag vervang het water met verse DI water voor minstens een week. Föhnen monsters met een stikstof geweer over niet-pluizende handdoeken voor gebruik.
    3. Laad monsters op een schone siliciumwafel in een snelle thermische apparatuur. Regel de temperatuur tussen 200 ° C en 450 ° C en Stijgingssnelheid tot 10 ° C / sec. Expose de monsters aan de voorgeschreven temperatuur gedurende 10 min onder stikstof omgevingstemperatuur. Laat de kamer afkoelen (<100 ° C) en verwijder de monsters. Als alternatief, langzaam plaats de monsters op de kookplaat voor thermische treatment.

2. Celkweek

  1. Bereid np-Au monsters voor celkweek
    1. Plaats np-Au monsters in polystyreen gerechten en behandelen met lucht plasma bij 10 W voor 30 seconden en breng de monsters naar 24-well weefselkweek platen.
    2. Voeg 500 ul compleet kweekmedium (Dulbecco's Modified Eagle Medium met 10% foetaal runderserum en 1% penicilline / streptomycine) in elk putje. Bewaren in een bevochtigde incubator bij 37 ° C en 5% CO2 totdat het zaaien van de cellen (<1 uur).
  2. Handhaven, passage, en zaad cellen
    1. Handhaaf cellen plaats (in casu NIH 3T3-fibroblasten of murine astrocyten) in T75 flessen met kweekmedium en passage wanneer cellen 70% confluent.
    2. Voor passage van de cellen, verwijder media uit de kolf, was tweemaal met 10 ml fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS), voeg 2 ml 1x trypsine / EDTA en incubeer tot de cellen los (ca. 5 min.). Voeg 3 ml vers medium enCentrifugeer bij 1200 rpm gedurende 3 minuten. Aspireren supernatant en schorten de pellet in 2 ml media.
    3. Verwijder het verbruikte medium uit de putjes en zaden de cellen op de dekglaasjes bij een dichtheid van 25.000 cellen / cm 2 met een eindvolume van 1 ml. Schud de cultuur plaat forward-back en rechts-links om een ​​uniforme coating van cellen zorgen over de monsters. Incubeer de cellen tot de analyse, terwijl dagelijks inspecteren.

3. Cel en Materiaalanalyse

  1. Vlek cellen om cytoskelet en kernen te visualiseren
    1. Verwijder besteed media uit putten en cellen twee maal wassen met PBS. Fix cellen in 4% paraformaldehyde in PBS gedurende 15 minuten.
    2. Bereid kleuroplossing van 300 nM Alexa Fluor 488 falloïdine in PBS met 1% runderserumalbumine.
    3. Was de cellen tweemaal met PBS, en doorlaatbaar ze in 500 pl 0,1% Triton X-100 in PBS gedurende 5 minuten.
    4. Twee keer wassen cellen met PBS en overbrengen naar putten schoon te maken. Blot 50-200 ul vlekken oplossing op de monsters en op te slaan in het donker gedurende 20 minuten.
    5. Was de cellen met PBS en tegenkleuring met met 3 nM DAPI in PBS gedurende 5 minuten.
    6. Was de cellen met PBS, en duik in gedemineraliseerd water voor de montage op glazen dekglaasjes met montage media en afdichting met heldere nagellak.
  2. Acquire beelden van np-Au samples en celculturen op np-Au oppervlakken
    1. Afbeelding np-Au oppervlakken met scanning elektronenmicroscoop (SEM) met 50.000 X vergroting bij 10 kV elektron energie met behulp van secundaire elektronen detector.
    2. Leg samengestelde celbeelden op verschillende plekken op de monsters met een omgekeerde fluorescentie microscoop bij 10X vergroting met de geschikte filter blokjes.
  3. Proces beelden naar porie en celmorfologie bepalen
    1. Open afbeeldingen in ImageJ en opgesplitst in afzonderlijke kanalen, indien van toepassing. Zetten de beelden naar 8-bit, aftrekken van de achtergrond, en glad hen door het mediaan filtering. Pas de drempel handmatig of door ingebouwde drempelen algoritmen om de poriën (vides) en cellichamen / kernen te markeren.
    2. Gebruik waterscheiding commando om samengevoegde poriën of cellen te scheiden. Stel deeltjesanalyse parameters en voer de volgende opdracht om het aantal deeltjes, gemiddelde oppervlakte, en procent dekking door deeltjes onttrekken. Gebruik DAPI gekleurde cel beelden voor cel tellen en phalloidin-gekleurde cel beelden voor het kwantificeren procent cel dekking.
    3. Wijzig de opgenomen macro bestanden naar batch analyse van meerdere afbeeldingen uit te voeren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figuur 1 schetst de belangrijkste procedurele stappen, waaronder het creëren van de np-Au patronen, het kweken van cellen, het kwantificeren van de nanostructuur, en karakteriseren celmorfologieën. Het elastomeer stencil figuur 2a (geplaatst) wordt gebruikt voor het maken van np-Au patronen in de beelden hieronder. Figuur 2b is een foto van het porselein boot batch processing specimens. Figuur 2c toont de kleurverandering van het afgezette metaal patronen voor en na dealloying. De zilverkleurige afwerking (vóór dealloying) is te wijten aan het zilver-rijke legering inhoud. Bij dealloying, krijgt de film een zichtbaar oranjebruine tint. Figuur 2d toont de fijnere kenmerken door fotolithografische patroonvorming van het metaal. Verschillende porie morfologieën kunnen worden verkregen door thermische behandeling van np-Au films 9, zoals getoond in figuur 3. De dwarsdoorsnede afbeelding (Figure 3) laat zien of de films gelijkmatig worden dealloyed door de laagdikte. De SEM-afbeeldingen kunnen in binaire beelden (Figuur 3 onderste rij) gesegmenteerd (thresholded) zijn voor het bepalen van de grootte en het dekkingspercentage door vides (code 1). Een vertegenwoordiger fluorescentiebeeld hechtende murine astrocyte cellen gekweekt op np-Au oppervlak is getoond in figuur 4. De afzonderlijke kanalen van het beeld kan worden gesplitst en gesegmenteerd naar binaire beelden te produceren voor het analyseren van cel-materiaal interactie. Gesegmenteerde cytoskelet beelden kunnen voor het kwantificeren cel stippellijn oppervlaktebedekking (code 2), terwijl de gesegmenteerde celkern beelden zijn nuttig voor celtelling (Code 3). Figuur 5 is een visuele samenvatting van de meeste fouten in de fabricage van np-Au structuren , gebrekkige filmhechting afwezigheid van porositeit en bovenmatige thermische behandeling.


Figuur 1. Schematische weergave van de belangrijkste processtappen. Acid-gereinigde substraten zijn ofwel gemaskeerd met een handmatig gesneden stencil masker of fotolithografisch-patroon fotoresistlaag. Het goud en zilver doelen gelijktijdig gesputterd een zilver-rijke goudlegering, waarbij de maskers overdracht van de patronen op de glassubstraten creëren. Lichtmetalen patronen zijn dealloyed in salpeterzuur om nanoporeus goud (np-Au) patronen te creëren. Cellen van belang zijn gekweekt op de monsters en ze zijn afgebeeld met fluorescentie en scanning elektronenmicroscopen voor zowel biologische en morfologische kenmerken uit te pakken. Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken .


Figuur 2. Optische sensoren A (a) siliconen stencil (top) voor patroonvorming precursor goud-zilver legering, waarbij het ​​np-Au array (bottom) bewerkstelligt;. (B) porseleinen boot batch specimens verwerking, (c) een kleur gesputterd AuAg legering (boven) en dealloyed film (onderaan), en (d) een hogere resolutie np-Au patronen geproduceerd door fotolithografische maskeren tijdens goud-zilver depositie.

Figuur 3
Figuur 3. Np-Au SEM beelden (bovenste rij) en de overeenkomstige gesegmenteerde afbeeldingen (onderste rij) die worden gebruikt voor de extractie van de gemiddelde grootte van een leegteprocent nd leegte dekking SEM afbeelding (rechtsboven). van een gesplitste np-Au steekproef toont homogene poriënstructuur door de laagdikte. Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken .

Figuur 4
Figuur 4. Een kern (blauw) gekleurde cel beeld, dat is gesegmenteerd om procent cel dekking uittreksel uit het groene kanaal en het aantal cellen van de blauwe composiet f-actine (groen) en.

Figuur 5
Figuur 5. Beelden van typische storingen. (A) delaminatietijdens dealloying vanwege een onvoldoende kleeflaag chroom, (b) geen porositeit na dealloying vanwege onvoldoende zilvergehalte in de legering, en (c) volledig sinteren van np-Au film door thermische behandeling een te hoge temperatuur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

We laten twee verschillende technieken om micropattern np-Au films voor het uitbreiden van het gebruik van deze films in microsystemen en biologische studies. Sputter-coating goud en zilver is een veelzijdige methode voor np-Au patronen, zoals sputteren is compatibel met conventionele microfabricage processen en de legering samenstelling en dikte kan gemakkelijk worden geregeld door de afzonderlijke sputteren gun bevoegdheden (voor goud en zilver targets) en respectievelijk de afzetting tijd. Typische np-Au laagdikte bereik van 200 nm tot 2 micrometer. De stencil (methode 1, figuur 2a) met behulp van een biopsie stoten en scalpel maakt voor het creëren van millimeter-schaal patronen omzeilen van de noodzaak van fotolithografie. Meer ingewikkelde patronen kunnen worden gevormd door een programmeerbare laser cutter. De compatibele siliconen elastomeer stencil zichzelf hecht op glazen oppervlakken, waardoor metalen afzetting voorkomen onder het masker en de toenemende patroon resolutie. Echter, kleinere fENMERKEN (<1 mm) zijn typisch moeilijk te produceren met deze methode, de dikte van de sjabloon voorkomt uniform metaalafzetting door de openingen in het masker. Toepassingen die een hogere functie resolutie nodig kan worden bereikt met fotolithografische patroonvorming (methode 2, figuur 2d). De transparantie maskers om patronen via fotolithografie overdragen kan worden verkregen bij verschillende bedrijven (bijv. Output Stad, Bandon, OR) en zijn zuinig alternatief voor chroom-glas maskers bij minimale gewenste functie maten zijn meer dan ~ 20 micrometer. De metalen neerslaan op de compatibele stencil soms leidt tot onthechting van de stencil van de ondergrond als gevolg van niet-uniforme spanning generatie. Wij beperken kenmerkend dit probleem door bevestigen van de sjabloon aan het onderliggende substraat met een polyimide tape aan de randen.

Bij kleinere monsters, zoals cirkelvormig dekglaasjes (12 mm diameter) doorgaans gebruikt in onze studies, porselein boten getoond in (bijvoorbeeld schoon, dealloy) meerdere kleine steekproeven. De batchverwerking monsters verhoogt de uniformiteit van de geproduceerde nanostructuur in verschillende monsters. Kleine monsters hebben de neiging te zweven wanneer onderdompelen in piranha of dealloying oplossingen, naarmate ze hydrofoob wanneer ze worden bewaard in de lucht. Vóór elke stap die monsters worden ondergedompeld in vloeistof, plasma behandeling van hen (10 W voor 30 sec) maakt het glasoppervlak hydrofiel en helpt om de drijvende kwestie te beperken. Het voornaamste probleem bij het produceren np-Au films delaminatie tijdens de dealloying stap. Dit wordt normaliter aan trekspanning accumulatie door volumekrimp tijdens dealloying 21. Om delaminatie, is het belangrijk om een ​​sterke hechting tussen de np Au-film en het substraat. Dit wordt bereikt door een voldoende dikke chroom (~ 150 nm) en tussenproduct goude laag (~ 200 nm). Afgezette films moet licht tot donkergrijs verschijnen wanneer bekeken vanaf de achterzijde van een transparant substraat. De geschilde film weergegeven in figuur 5a is een goed voorbeeld hoe de achterkant van de film niet zou moeten uitzien - de gouden afwerking geeft aan dat de chroomlaag is niet voldoende dik om een sterke hechting te garanderen. Een andere reden voor delaminatie vuil monsteroppervlak, daarom is het essentieel om piranha te reinigen oppervlakken voor metaalafzetting. Bovendien is het belangrijk ervoor te zorgen dat de fotoresist volledig ontwikkeld voor het afzetten van de film, als elke resterende fotoresist voorkomt de sterke hechting van afgezet metaal op het glasoppervlak.

Thermische behandeling van np-Au films een gemakkelijke en controleerbare werkwijze voor het modificeren poriën morfologie (figuur 3). Terwijl een snelle thermische gloeien instrument wenselijk is voor thermische behandeling is, ovens en kookplaten produceren ook acceptabele resultaten. THij thermische dosis en de temperatuur moet zorgvuldig worden gecontroleerd, zoals hoge temperaturen (> 500 ° C) kan leiden tot sinteren van de np-Au en verdwijnen van porositeit (figuur 5c) te voltooien. Onvoldoende zilvergehalte in de gedeponeerde legering (minder dan 60% zilver, in.%) Voorkomt ook porositeit vorming (figuur 5b).

Om leefbare celkweken in genoemd np-Au gecoate oppervlakken stellen, is het belangrijk om de monsters weken in DI water met verschillende water verandert het salpeterzuur residu van het poreuze netwerk volledig te verwijderen. Hoewel het niet noodzakelijk de oppervlakken specifieke extracellulaire matrix (ECM) proteïnen behandeling voor het zaaien van de cellen was, waargenomen dat plasmabehandeling en weken van de monsters in celkweekmedium voor het enten van cellen drastisch verbeteren celadhesie en levensvatbaarheid. Deze verbetering is waarschijnlijk veroorzaakt door niet-specifieke adsorptie van adhesie-eiwitten uit het serum in cell voedingsbodems op de np-Au oppervlak. Voor celkweekomstandigheden die serum-vrij medium vereisen, kan het nodig voorbehandelen de np-Au oppervlak met ECM moleculen (bijvoorbeeld fibronectine).

Voor het bepalen van porie / leegte grootte en dekking, evenals het aantal cellen en cel-dekking, beelden moeten worden omgezet naar binair zwart-wit beelden (zie figuren 3 en 4) - het proces is ook bekend als segmentatie. Dit vereist het kiezen van een drempelwaarde grijswaarde die gevoelig is voor de gebruiker vertekening. Daarom moet absolute waarden bepaald door beeldverwerking worden gemeld met de nodige voorzichtigheid. De meeste studies vereisen een vergelijking van verschillende morfologieën van cellen en nanostructuur, dus zolang de analyse parameters (bijv. drempel deeltjesgrootte venstergrootte) consistent monsters worden bewaard, statistische significantie kan worden bereikt met een relatief klein aantal monsters. Vóór beeldsegmentatie, is het ook nuttigom de beelden glad en aftrekken van de achtergrond met behulp van de ingebouwde commando's in ImageJ (of een meer gespecialiseerde versie, Fiji). We passen de parameters in de opgenomen macro (aanvullende code Files 1-3) om batch proces meerdere afbeeldingen.

Wij verwachten dat de technieken die hier aangetoond dat de wetenschappelijke gemeenschap zal helpen bij het integreren van np-Au in microsystemen, inclusief meerdere elektroden-arrays voor elektrofysiologie, biosensoren, en miniatuur opslag regelingen voor energie. Daarnaast denken we dat de semi-kwantitatieve beeldverwerkingsmethodes waardevol voor uiteenlopende studies over de interactie van materialen en hechtende cellen is.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Auteurs hebben geen tegengesteld belang.

Acknowledgments

O. Kurtulus en D. Dimlioglu worden ondersteund door een universiteit van Californië Laboratorium Toeslagen Research Program Award 12-LR-237197. P. Daggumati wordt ondersteund door een University of California Davis Research Investeringen in de Sciences & Engineering (RISE) Award. CA Chapman wordt ondersteund door een Ministerie van Onderwijs Graduate Bijstand gebieden onder nationale Need Fellowship. Dit werk werd ondersteund door UC Lab Vergoedingen Research Program, UC Davis RISE, en UC Davis College of Engineering start-up middelen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Gold target Lesker EJTAUXX403A2 Precursor to alloy for producing np-Au
Chrome target Lesker EJTCRXX353A2 Adhesive layer
Silver target Lesker EJTAGXX403A2 Precursor to alloy for producing np-Au
Porcelain boat Thomas Scientific 8542E40 Used for processing small samples
Nitric acid Sigma-Aldrich 43873 Used at 70% for dealloying
Sulfuric acid J.T Baker 7664-93-9 Used at 96% for piranha cleaning
Hydrogen peroxide J.T Baker 7722-84-1 Used at 30% for piranha cleaning
Biopsy punches Ted Pella 150xx Available in several sizes
Silicone elastomer sheets Rogers Corporation HT 6240 Available in several thicknesses
Hexamethyldisilazane Sigma-Aldrich 440191-100ML Used as adhesion promoter for positive resist
Microposit MF CD26 Shipley 38490 Positive photoresist developer
PRS 3000 J.T Baker JT6403-5 Positive photoresist stripper
Circular glass coverslips (12 mm) Ted Pella 26023 Used as substrate for metal patterns and cell culture
Glass slides (1 x 3 inch) Ted Pella 26007 Used as substrate for metal patterns
Kapton polyimide tape VWR 82030-950 Used for securing elastomer
Transparency masks Output City Used in photolithography http://www.outputcity.com/
Plasma cleaner Harrick Plasma PDC-32G Used for activating glass surfaces
Sputtering machine Kurt J. Lesker LAB18 Used for depositing metals

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Arico, A. S., Bruce, P., Scrosati, B., Tarascon, J. M., Van Schalkwijk, W. Nanostructured materials for advanced energy conversion and storage devices. Nature Materials. 4, 366-377 (2005).
  2. Roy, S., Gao, Z. Nanostructure-based electrical biosensors. Nano Today. 4, 318-334 (2009).
  3. Chen, C. L., et al. DNA-decorated carbon-nanotube-based chemical sensors on complementary metal oxide semiconductor circuitry. Nanotechnology. 21, 095504 (2010).
  4. Lu, J., Rao, M. P., MacDonald, N. C., Khang, D., Webster, T. J. Improved endothelial cell adhesion and proliferation on patterned titanium surfaces with rationally designed, micrometer to nanometer features. Acta Biomaterialia. 4, 192-201 (2008).
  5. Wagner, V., Dullaart, A., Bock, A. K., Zweck, A. The emerging nanomedicine landscape. Nat. Biotechnol. 24, 1211-1218 (2006).
  6. Weissmüller, J., Newman, R., Jin, H., Hodge, A., Kysar, J. Theme Article - Nanoporous Metals by Alloy Corrosion: Formation and Mechanical Properties. Materials Research Society Bulletin. 34, 577-586 (2009).
  7. Erlebacher, J., Aziz, M., Karma, A., Dimitrov, N., Sieradzki, K. Evolution of nanoporosity in dealloying. Nature. 410, 450-453 (2001).
  8. Okman, O., Lee, D., Kysar, J. W. Fabrication of crack-free nanoporous gold blanket thin films by potentiostatic dealloying. Scripta Mater. 63, 1005-1008 (2010).
  9. Seker, E., Reed, M., Begley, M. Nanoporous Gold: Fabrication, Characterization, and Applications. Materials. 2, 2188-2215 (2009).
  10. Biener, J., et al. Size effects on the mechanical behavior of nanoporous Au. Nano Lett. 6, 2379-2382 (2006).
  11. Senior, N., Newman, R. Synthesis of tough nanoporous metals by controlled electrolytic dealloying. Nanotechnology. 17, 2311-2316 (2006).
  12. Zielasek, V., et al. Gold catalysts: Nanoporous gold foams. Angew. Chem. Int. Ed. 45, 8241-8244 (2006).
  13. Wittstock, A., Biener, J., Bäumer, M. Nanoporous gold: a new material for catalytic and sensor applications. PCCP. 12, 12919-12930 (2010).
  14. Shulga, O., et al. Preparation and characterization of porous gold and its application as a platform for immobilization of acetylcholine esterase. Chem. Mater. 19, 3902 (2007).
  15. Shulga, O., Zhou, D., Demchenko, A., Stine, K. Detection of free prostate specific antigen (fPSA) on a nanoporous gold platform. The Analyst. 133, 319-322 (2008).
  16. Seker, E., et al. The fabrication of low-impedance nanoporous gold multiple-electrode arrays for neural electrophysiology studies. Nanotechnology. 21, 125504 (2010).
  17. Seker, E., Berdichevsky, Y., Staley, K. J., Yarmush, M. L. Microfabrication-Compatible Nanoporous Gold Foams as Biomaterials for Drug Delivery. Advanced Healthcare Materials. 1, 172-176 (2012).
  18. Okman, O., Kysar, J. W. Microfabrication of Nanoporous Gold. Nanoporous Gold: From an Ancient Technology to a High-Tech Material. 22, 69 (2012).
  19. Lee, D., et al. Microfabrication and mechanical properties of nanoporous gold at the nanoscale. Scripta Mater. 56, 437-440 (2007).
  20. Seker, E., et al. The effects of post-fabrication annealing on the mechanical properties of freestanding nanoporous gold structures. Acta Mater. 55, 4593-4602 (2007).
  21. Parida, S., et al. Volume change during the formation of nanoporous gold by dealloying. Phys. Rev. Lett. 97, 35504-35506 (2006).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics