Microfabrication de Patterns d'or nanoporeux d'études sur l'interaction cellule-matériau

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

Nous rapportons sur les techniques à micromotif nanoporeux films minces d'or via l'impression par stencil et la photolithographie, ainsi que des méthodes pour cultiver des cellules sur les modèles micro-usinés. En outre, nous décrivons des méthodes d'analyse d'images pour caractériser la morphologie du matériau et des cellules cultivées à l'aide électronique à balayage et les techniques de microscopie à fluorescence.

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

Les matériaux nanostructurés avec des tailles de fond dans des dizaines de nanomètres ont amélioré la performance de plusieurs technologies, y compris les piles à combustible, les biocapteurs, les revêtements d'appareils biomédicaux et les outils d'administration de médicaments. Or nanoporeux (np-Au), produite par un processus d'auto-assemblage de nano-échelle, est un matériau relativement nouveau qui présente une grande surface effective, une conductivité électrique élevée, et l'activité catalytique. Ces propriétés ont fait np-Au un matériau intéressant pour la communauté scientifique. La plupart des études sur np-Au emploient spécimens macro-échelle et de se concentrer sur la science fondamentale de la matière et ses applications catalytiques et le capteur. Les spécimens macro-échelle limitent le potentiel de np-Au dans les systèmes miniaturisés, y compris les appareils biomédicaux. Afin de répondre à ces questions, nous décrivons d'abord deux méthodes différentes pour micromotif np-Au couches minces sur des substrats rigides. La première méthode utilise des masques pochoir produits manuellement pour créer l'échelle millimétrique np-Au modèles, tout en recueillante la seconde méthode utilise lift-off photolithographie pour motif motifs sub-millimétrique échelle. Comme les films minces np-Au sont obtenus par un procédé de pulvérisation-dépôt, ils sont compatibles avec les techniques de microfabrication conventionnelles, ce qui se prêtent à l'intégration facile dans des microsystèmes. Ces systèmes comprennent électriquement adressables plateformes de biocapteurs qui bénéficient d'une grande zone efficace de la surface, la conductivité électrique, et bioconjugaison de surface à base de thiol-or. Nous décrivons la culture cellulaire, immunologique, et des techniques de traitement d'images pour quantifier l'interaction np-Au avec des cellules de mammifères, ce qui est un paramètre important de la performance pour certains biocapteurs. Nous nous attendons à ce que les techniques illustrées ici vont faciliter l'intégration des np-Au dans les plates-formes à différentes échelles de longueur et dans de nombreuses applications, y compris des biocapteurs, des systèmes de stockage d'énergie, et des catalyseurs.

Introduction

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Nanoporeux Fabrication d'or

  1. Substrats propres dans une solution Piranha
    1. Ajouter 25 ml de peroxyde d'hydrogène (30%) à 100 ml d'acide sulfurique (96%) dans une boite de Pétri et porter le mélange à 65 ° C sur une plaque chauffante. ATTENTION: Les liquides sont extrêmement corrosifs et doivent être manipulés avec soin. La solution passé ne devrait pas être conservé dans un récipient hermétique, elle pourrait exploser.
    2. La place de 1 pouce par des lames de microscope de 3 pouces dans le mélange en utilisant une pince résistant à l'acide et les nettoyer pendant 10 min. Utilisez un bateau de immunohistochimique de porcelaine pour le lot de nettoyage de petites lamelles. Traiter de petites lamelles avec plasma d'air à 10 W pour 30 secondes avant l'immersion dans la solution.
    3. Rincer les échantillons nettoyés dans des boîtes de cristallisation sous l'eau déminéralisée (DI) en cours d'exécution pendant 3 min. Échantillons brushing avec un fusil d'azote plus non pelucheux serviettes.
  2. Préparer pochoir (Méthode 1: Utilisez-le pour créer des motifs échelle millimétrique)
    1. Poinçon 250 feuilles d'élastomère silicone um d'épaisseur avec des pinces à biopsie et / ou inciser des régions avec un scalpel sur une surface de matière plastique semi-dur. Nettoyer les feuilles d'élastomères transformés à 70% d'isopropanol et sec avec un pistolet d'azote.
    2. Placez la feuille découpée sur un chiffon non pelucheux serviette de salle blanche et alignez les lamelles piranha nettoyés sur le pochoir avec la surface de l'échantillon face au pochoir.
  3. Motif lift-off photosensible (Méthode 2: Utilisez-le pour créer des motifs sous-millimétrique)
    1. Placez un piranha nettoyé lame de microscope sur la filature mandrin et souffler les particules avec un pistolet à azote. Distribuer 1,5 ml de promoteur d'adhérence (hexaméthyldisilazane) sur la lame de verre à l'aide d'une pipette en plastique. Passez le promoteur en faisant tourner le coulisseau successivement à 500 tpm pendant 5 s et 1 500 tours par minute pendant 30 secondes. Cuire la lame sur une plaque chauffante à 115 ° C pendant 7 min et laisser refroidir pendant 5 min.
    2. Verser 4 ml de résine photosensible sur la lame de verre (3 pouces bY 1 pouce). Répandre la résine photosensible en faisant tourner la lame avec le même protocole que pour le promoteur d'adhérence. Faire cuire la résine photosensible sur une plaque chauffante à 115 ° C pendant 1,5 min et laisser refroidir pendant 10 min.
    3. Dégager la lame revêtue de résine photosensible avec une lumière UV (intensité: 22 mW / cm 2) à travers un masque de transparence pendant 15 s. Cuire la résine photosensible sur une plaque chauffante à 115 ° C pendant 1,5 min et attendre pendant 45 min. Dissoudre la résine photosensible exposée dans le révélateur pour au moins 3,5 min. Rincez abondamment avec de l'eau DI. Inspectez les modèles développés dans le cadre d'un microscope optique.
  4. métaux précurseurs de dépôt de produire du NP-Au couches minces
    1. Charger les échantillons dans une machine de pulvérisation cathodique pouvant indépendamment dépôt d'or, d'argent et de chrome. Pulvérisation nettoyer les échantillons pendant 90 secondes à 50 W de moins de 25 mTorr atmosphère d'argon traitement avant de commencer le dépôt de métal.
    2. Pulvérisation chrome pendant 10 min à 300 W de moins de 10 mTorr argon. Pulvérisation d'or pendant 90 secondes à 400 W ONUder 10 mTorr argon. Co-pulvérisation d'or et d'argent pendant 10 min avec de l'argent à 200 W et Au puissance à 100 W. Éteignez or source de pulvérisation environ 10 secondes avant d'éteindre l'argent source de pulvérisation.
  5. Obtenir micropatterns métalliques précurseurs
    1. Soniquer échantillons revêtus de photoresist en ~ 180 ml de décapant résine photosensible pour 10 cycles de 20 sec ultrasons et 2 min de pause entre les cycles. Rincer les échantillons avec de l'eau DI et séchez avec un pistolet d'azote. Inspectez les motifs métalliques sous un microscope.
    2. Peler le pochoir en élastomère à partir d'échantillons non revêtus résine photosensible à l'aide de deux pinces pour révéler le métal déposé.
  6. Dealloy précurseur métallique et nanostructure de modification via un traitement thermique
    1. Remplir un bécher en verre de 200 à 170 ml d'acide nitrique (70%) et de maintenir la température de la solution à 55 ° C sur une plaque chauffante. ATTENTION: L'acide nitrique est extrêmement corrosif et doit être manipulé avec équipement de protection approprié. Traiter de petites lamelles avec plasma d'air à 10 W pour 30 secondes avant l'immersion dans l'acide nitrique. La place de 1 pouce par des lames de microscope de 3 pouces dans le bécher en utilisant une pince résistant à l'acide et dealloy eux pendant 15 min. Utilisez un bateau de immunohistochimique de porcelaine pour le lot-dealloying petites lamelles.
    2. Rincer les échantillons dealloyed en les plongeant successivement dans deux béchers remplis d'eau DI frais trois fois. Conserver les échantillons dans de l'eau DI et remplacer l'eau avec de l'eau DI frais tous les jours pendant au moins une semaine. Échantillons brushing avec un fusil d'azote sur des serviettes non pelucheux avant l'utilisation.
    3. Charger des échantillons sur une plaquette de silicium pur dans un équipement de traitement thermique rapide. Amener la température à entre 200 ° C et 450 ° C et la vitesse de rampe à 10 ° C / s. Exposer les échantillons à la température prescrite pendant 10 min sous azote ambiant. Soit la chambre froide (<100 ° C) et retirer les échantillons. Sinon, placez lentement les échantillons sur la plaque chauffante pour treatm thermiqueent.

2. Culture cellulaire

  1. Préparer np-Au échantillons pour la culture cellulaire
    1. Lieu np-Au échantillons dans des boîtes de polystyrène et traiter avec plasma d'air à 10 W pour 30 sec et transférer les échantillons de plaques de culture tissulaire à 24 puits.
    2. Ajouter 500 ul de milieu de culture complet (milieu Eagle modifié par Dulbecco avec 10% de sérum de veau fœtal et 1% de pénicilline / streptomycine) dans chaque puits. Magasin dans un incubateur humidifié à 37 ° C et 5% de CO2 jusqu'à ce que l'ensemencement des cellules (<1 h).
  2. Maintenir, passage, et des semences cellules
    1. Maintenir les cellules d'intérêt (dans ce cas fibroblastes NIH 3T3-ou les astrocytes murins) dans des flacons T75 avec les milieux de culture et de passage lorsque les cellules sont 70% de confluence.
    2. Pour repiquage des cellules, retirez le support du flacon, laver deux fois avec 10 ml de tampon phosphate salin (PBS), ajouter 2 ml de 1x trypsine / EDTA et incuber jusqu'à ce que le détachement des cellules (environ 5 min). Ajouter 3 ml de milieu frais etcentrifuger à 1200 rpm pendant 3 min. Aspirer le surnageant et suspendre le culot dans 2 ml de milieu.
    3. Retirez les supports usés du puits et épépiner les cellules sur les lamelles de verre à une densité de 25.000 cellules / cm 2 avec un volume final de 1 ml. Agiter la plaque de culture de l'avant-arrière et droite-gauche afin d'assurer un revêtement uniforme des cellules sur les échantillons. Incuber les cellules jusqu'à l'analyse lors de l'inspection quotidienne.

3. Cellulaire et l'analyse des matériaux

  1. Colorer les cellules de visualiser cytosquelette et les noyaux
    1. Retirez le support dépensé des puits et laver les cellules deux fois avec du PBS. Fixer les cellules dans du paraformaldéhyde 4% dans du PBS pendant 15 min.
    2. Préparer la solution de coloration de 300 nM Alexa Fluor 488 phalloïdine dans PBS avec 1% de sérum albumine bovine.
    3. Laver les cellules deux fois avec du PBS, et perméabiliser dans 500 ul de 0,1% de Triton X-100 dans du PBS pendant 5 min.
    4. Laver les cellules deux fois avec du PBS et de les transférer à nettoyer les puits. Blot 50 - 200 solution de coloration ul sur les échantillons et les stocker dans l'obscurité pendant 20 min.
    5. Laver les cellules avec du PBS et contre-coloration avec 3 nM de DAPI dans PBS pendant 5 min.
    6. Laver les cellules avec du PBS, et le tremper dans de l'eau déminéralisée avant de monter sur des lames de couverture en verre avec les médias de fixation et joint avec du vernis à ongles transparent.
  2. Acquérir les images de NP-Au échantillons et des cultures cellulaires sur np-Au surfaces
    1. Image np-Au surfaces avec microscope électronique à balayage (MEB) avec 50.000 X grossissement à 10 kV énergie des électrons en utilisant un détecteur d'électrons secondaires.
    2. Capturez des images de cellules composites à différents endroits sur les échantillons à l'aide d'un microscope inversé à fluorescence à un grossissement de 10X avec les blocs de filtres appropriés.
  3. images de processus pour déterminer la morphologie des pores et des cellules
    1. Ouverture d'images dans ImageJ et divisée en canaux individuels le cas échéant. Convertir les images en 8 bits, il faut soustraire le fond, et les lisser par filteri médianeng. Régler seuil soit manuellement, soit par haut-seuillant algorithmes de mettre en évidence les pores (vides) et des organismes cellulaires / noyaux.
    2. Utilisez la commande bassin versant de séparer pores ou des cellules fusionnées. Définissez les paramètres d'analyse de particules et d'exécuter la commande pour extraire le nombre de particules, superficie moyenne, et la couverture pour cent par des particules. Utiliser des images de cellules DAPI-souillé pour le comptage des cellules et des images de cellules phalloïdine tachés pour quantifier la couverture cellulaire pour cent.
    3. Modifiez les fichiers de macro inclus, pour effectuer des analyses de lots de plusieurs images.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

La figure 1 présente les principales étapes de la procédure, y compris la création des modèles np-Au, la culture de cellules, la quantification de la nanostructure, et la caractérisation des morphologies cellulaires. Le pochoir en élastomère montre la figure 2a (en haut) est utilisé pour créer les modèles np-Au représentés dans les images en dessous. Figure 2b est une photographie du bateau de la porcelaine pour les spécimens de traitement par lots. Figure 2c affiche le changement de couleur des motifs métalliques déposés avant et après dealloying. La finition argentée (avant dealloying) est due à la teneur en alliage riche en argent. Sur dealloying, le film acquiert une teinte orange-brun visiblement. Figure 2d illustre les traits plus fins produits par photolithogravure du métal. Différentes morphologies pores peuvent être obtenus par traitement thermique de np-Au 9 films, comme le montre la figure 3. L'image en coupe transversale (figureure 3) révèle que les films sont dealloyed uniformément à travers l'épaisseur du film. Les images SEM peuvent être segmentés (seuillée) en images binaires (figure 3 ligne du bas) pour déterminer la taille et la couverture pour cent par des vides (code 1). Une image représentant la fluorescence des cellules astrocytaires murines adhérentes cultivées sur une surface np-Au est montré dans la figure 4. Les canaux individuels de l'image peut être divisé et segmenté pour produire des images binaires pour analyser l'interaction cellule-matériau. Images du cytosquelette segmentés peuvent être utilisés pour quantifier la surface de la cellule et de la couverture de surface (code 2), tandis que les images de noyau cellulaire segmentées sont utiles pour le comptage cellulaire (code 3). Figure 5 est un résumé visuel de pannes courantes dans la fabrication de np-Au structures , notamment une mauvaise adhérence du film, l'absence de porosité, et le traitement thermique excessive.


Figure 1. Illustration schématique des principales étapes de traitement. Nettoyés à l'acide substrats sont soit masqué par un masque stencil manuellement coupe ou couche de résine photosensible par photolithographie à motifs. Les objectifs de l'or et l'argent sont pulvérisées simultanément afin de créer un alliage d'or-argent riche, où les masques de transférer les motifs sur les substrats de verre. modèles en alliage sont dealloyed dans l'acide nitrique pour créer de l'or nanoporeux (np-Au) habitudes. Cellules d'intérêt sont cultivées sur les échantillons et ils sont imagés avec fluorescence et microscopes électroniques à balayage pour extraire les caractéristiques biologiques et morphologiques. Cliquez ici pour agrandir la figure .


Figure 2. Des images optiques A (a) pochoir de silicone (en haut) utilisé pour la modélisation précurseur alliage or-argent, qui produit le tableau np-Au (en bas);. (B) bateau de porcelaine pour les spécimens de traitement par lots; (c) couleur typique des ratés AuAg alliage (en haut) et le film dealloyed (en bas), et (d) à plus haute résolution np-Au motifs réalisés par masquage photolithographie lors du dépôt d'or-argent.

Figure 3
Figure 3. Images MEB Np-Au (rangée du haut) et des images segmentées correspondantes (rangée du bas) qui sont utilisés pour extraire la taille moyenne de vide uneND pour cent de couverture de vide image. SEM (en haut à droite) d'un np-Au échantillon clivé affiche la structure des pores homogène à travers l'épaisseur du film. Cliquez ici pour agrandir la figure .

Figure 4
Figure 4. Une image de la cellule noyau (bleu) teinté, qui est segmenté pour extraire couverture de cellule pour cent du canal vert et le nombre de cellules du bleu F-actine composite (vert) et.

Figure 5
Figure 5. Images de défaillances typiques. (A) délaminagependant dealloying en raison d'une couche de colle insuffisante du chrome, (b) l'absence de porosité après dealloying en raison de la teneur en argent insuffisante dans l'alliage, et (c) le frittage complet des np-film d'Au dû à la température de traitement thermique est trop élevée.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Nous démontrons deux techniques différentes pour micromotif np-Au films pour étendre l'utilisation de ces films dans des microsystèmes et des études biologiques. Or pulvérisation cathodique et de l'argent est une méthode polyvalente pour créer np-Au modèles, comme la pulvérisation est compatible avec les procédés de microfabrication conventionnelles et la composition de l'alliage et l'épaisseur peut être facilement contrôlée en faisant varier les pouvoirs d'armes à feu de pulvérisation individuels (pour les cibles d'or et d'argent) et le temps de dépôt, respectivement. Typique np-Au épaisseurs de film allant de 200 nm à 2 um. La méthode pochoir (méthode 1, Figure 2a) en utilisant pinces à biopsie et scalpel permet de créer des schémas échelle millimétrique contourner la nécessité pour la photolithographie. Des modèles plus complexes peuvent être produites par une découpeuse laser programmable. La conformité élastomère pochoir de silicone auto-adhère aux surfaces en verre, ce qui empêche le dépôt de métal sous le masque et l'augmentation de la résolution du modèle. Cependant, f plus petiteatures (<1 mm) sont en général difficiles à fabriquer par cette méthode, que l'épaisseur du pochoir empêche le dépôt de métal uniforme à travers les ouvertures dans le masque. Les applications qui nécessitent la résolution de fonctionnalité supérieure peuvent être atteints avec photolithogravure (méthode 2, la figure 2d). Les masques de transparence pour transférer des motifs par photolithographie peuvent être obtenus auprès de plusieurs sociétés (par exemple, la ville de sortie, Bandon, OR) et des alternatives économiques aux masques chrome-verre quand tailles minimales de fonctionnalités désirées sont plus que ~ 20 um. Le dépôt métallique sur le pochoir conforme conduit parfois à un décollement du pochoir par rapport au substrat en raison de la génération de contrainte non uniforme. Nous réduisons généralement ce problème en obtenant le pochoir sur le substrat sous-jacente à l'aide d'un ruban de polyimide sur les bords.

Lorsque des échantillons plus petits, tels que des lamelles circulaires (12 mm de diamètre) généralement utilisés dans nos études, les bateaux en porcelaine présentés dans (par exemple, propre, dealloy) plusieurs petits échantillons. Le traitement par lots d'échantillons augmente l'uniformité de la nanostructure produite entre les différents échantillons. De petits échantillons ont tendance à flotter quand immersion dans piranha ou dealloying solutions, car ils deviennent hydrophobes lorsqu'ils sont stockés à l'air. Avant d'échantillons tout d'étapes nécessitant d'être immergé dans un liquide, en les traitant par plasma (10 W pendant 30 sec) rend la surface du verre hydrophile et contribue à atténuer l'émission flottante. Le problème le plus commun dans la production de NP-Au cinéma est délaminage lors de l'étape dealloying. Cela est généralement attribué à l'accumulation de contraintes de traction dues au retrait de volume pendant dealloying 21. Afin de prévenir la délamination, il est important d'avoir une forte adhérence entre le film np-Au et le substrat. Ceci est réalisé par un chrome suffisamment épaisse (~ 150 nm) et intermédiaire gcouche ancienne (~ 200 nm). Films déposés doivent apparaître clair à gris foncé lorsqu'il est vu depuis le côté arrière d'un substrat transparent. Le film pelé visualisée sur la figure 5a est un bon exemple de la façon dont la face arrière de la feuille ne doit pas ressembler - la finition de l'or indique que la couche de chrome n'est pas suffisamment épaisse pour assurer une forte adhérence. Une autre raison de délaminage est surface de l'échantillon impur, donc il est essentiel de surfaces piranha-propre avant le dépôt de métal. En outre, il est important de s'assurer que la résine photosensible est entièrement développé avant le dépôt du film, comme une résine photosensible résiduelle empêche la forte adhérence du métal déposé sur la surface du verre.

Le traitement thermique des np-Au cinéma est une méthode pratique et contrôlable pour modifier la morphologie des pores (Figure 3). Alors qu'un instrument de recuit thermique rapide est souhaitable pour le traitement thermique, fours et plaques de cuisson produisent également des résultats acceptables. Til dose thermique et la température doit être surveillée attentivement, car les températures élevées (> 500 ° C) peut conduire à compléter le frittage de la np-Au et la disparition de la porosité (Figure 5c). Teneur en argent insuffisant dans l'alliage déposé (moins de 60% ​​d'argent, au.%) Empêche également la porosité de la formation (figure 5b).

Afin d'établir des cultures de cellules viables sur les surfaces revêtues de np-Au précités, il est important de faire tremper les échantillons dans de l'eau DI avec plusieurs changements d'eau pour éliminer totalement le résidu de l'acide nitrique à partir du réseau poreux. Bien qu'il n'ait pas été nécessaire de traiter les surfaces avec des protéines de la matrice extracellulaire spécifiques (ECM) avant l'ensemencement des cellules, nous avons observé que le traitement de plasma et tremper les échantillons dans un milieu de culture cellulaire avant d'ensemencer les cellules améliorer considérablement l'adhérence des cellules et la viabilité. Cette amélioration est probablement due à une adsorption non spécifique des protéines d'adhésion à partir du sérum en CEmilieux de culture ll sur la surface np-Au. Pour les conditions de culture de cellules qui nécessitent un milieu sans sérum, il peut être nécessaire de prétraiter la surface np-Au avec des molécules d'ECM (par exemple la fibronectine).

Pour la détermination des pores / taille du vide et de la couverture, ainsi que le nombre de cellules et la couverture cellulaire, les images doivent être converties en images en noir et blanc binaires (voir figures 3 et 4) - le processus est également connu comme la segmentation. Cela nécessite de choisir une valeur de gris de seuil qui est sujette à l'utilisateur de partialité. Par conséquent, les valeurs absolues déterminées par traitement d'image doivent être signalés avec prudence. La plupart des études nécessitent une comparaison des différentes morphologies de cellules et de nanostructures, par conséquent, aussi longtemps que les paramètres d'analyse (par exemple seuil, la fenêtre de la taille des particules) maintenir la cohérence entre les échantillons, la signification statistique peut être atteint avec un nombre relativement restreint d'échantillons. Avant de segmentation d'image, il est également utilepour lisser les images et soustraire le fond à l'aide des commandes intégrées dans ImageJ (ou une version plus spécialisée, Fidji). Nous ajustons les paramètres de la macro inclus (fichiers de code supplémentaires 1-3) au procédé discontinu de plusieurs images.

Nous nous attendons à ce que les techniques démontrées ici vont aider la communauté scientifique à intégrer np-Au dans des microsystèmes, y compris plusieurs réseaux d'électrodes pour l'électrophysiologie, les biocapteurs et les systèmes de stockage d'énergie miniatures. En outre, nous pensons que les méthodes semi-quantitatives de traitement d'images seront précieuses pour une large gamme d'études sur l'interaction des matériaux et des cellules adhérentes.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Les auteurs n'ont aucun intérêt financier contradictoires.

Acknowledgments

O. Kurtulus et D. Dimlioglu sont pris en charge par un laboratoire Frais de recherche Award Program Université de Californie 12-LR-237197. P. Daggumati est soutenu par l'Université de Californie à Davis investissements dans la recherche en sciences et ingénierie Award (RISE). CA Chapman est soutenu par un ministère de l'Éducation zones d'assistance supérieures de Besoin Bourse Nationale. Ce travail a été soutenu par UC Lab Honoraires Programme de recherche, UC Davis RISE et UC Davis College de fonds ingénierie start-up.

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 sign in or create an account.

    Usage Statistics