A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
نحن تقريرا عن تقنيات لmicropattern نانوية مسامية أغشية رقيقة من الذهب عن طريق الطباعة الاستنسل وضوئيه، فضلا عن أساليب لخلايا الثقافة على أنماط microfabricated. وبالإضافة إلى ذلك، نحن تصف أساليب تحليل الصور لوصف التشكل من المواد والخلايا المستزرعة باستخدام المسح الضوئي وتقنيات الإلكترون المجهري مضان.
المواد ذات البنية النانومترية مع أحجام ميزة في عشرات من نانومتر عززت أداء العديد من التكنولوجيات، بما في ذلك خلايا الوقود، وأجهزة الاستشعار، طلاء الجهاز الطبي الحيوي، وأدوات توصيل الدواء. الذهب نانوية مسامية (NP-الاتحاد الافريقي)، التي تنتجها عملية التجميع الذاتي مقياس النانو، هو مادة جديدة نسبيا التي يسلك مساحة واسعة فعالة السطح، والموصلية الكهربائية عالية، ونشاط الحفاز. جعلت هذه الخصائص NP-الاتحاد الافريقي مادة جذابة للمجتمع العلمي. معظم الدراسات على NP-الاتحاد الافريقي توظيف العينات على نطاق والكلي والتركيز على العلوم الأساسية من المواد الحفازة وتطبيقاتها وأجهزة الاستشعار. العينات على نطاق الماكرو تحد محتمل NP-الاتحاد الافريقي في نظم المنمنمة، بما في ذلك الأجهزة الطبية الحيوية. من أجل معالجة هذه القضايا، وصفنا في البداية طريقتين مختلفتين لmicropattern NP-الاتحاد الافريقي الأغشية الرقيقة على ركائز صلبة. الأسلوب الأول يستخدم أقنعة الاستنسل يدويا المنتجة لخلق أنماط NP-AU-نطاق ملليمتر، حين إلىE يستخدم الأسلوب الثاني ضوئيه الانطلاق إلى نمط أنماط ملم على نطاق والفرعية. كما يتم الحصول على الأفلام NP-الاتحاد الافريقي رقيقة من قبل عملية تفل-ترسب، فهي متوافقة مع تقنيات التصنيع الدقيق التقليدية، وبالتالي قابلة للتكامل السطحية إلى مايكروسيستمز. وتشمل هذه النظم منصات جهاز الاستشعار البيولوجي كهربائيا عنونة التي تستفيد من ارتفاع سطح منطقة فعالة، التوصيل الكهربائي، وbioconjugation سطح ثيول القائم على الذهب. وصفنا زراعة الخلايا، المناعية، وتقنيات معالجة الصور لقياس التفاعل NP-الافريقي مع خلايا الثدييات، والتي هي معلمة أداء مهمة لبعض أجهزة الاستشعار. ونحن نتوقع أن التقنيات يتضح هنا ستساعد دمج NP-الاتحاد الافريقي في منصات على مختلف طول موازين وفي العديد من التطبيقات، بما في ذلك أجهزة الاستشعار، وأنظمة تخزين الطاقة، والمواد الحفازة.
مواد مع ميزات نانو النطاق وعد في تعزيز مختلف التطبيقات، بما في ذلك خلايا الوقود 1، وأجهزة الاستشعار 2،3، والأجهزة الطبية الحيوية 4،5. مادة جديدة نسبيا هو الذهب نانوية مسامية (NP-الاتحاد الافريقي)، الذي تنتجه عملية التجميع الذاتي مقياس النانو. مقدمة لNP-الاتحاد الافريقي هو سبيكة الذهب التي تتكون الأكثر شيوعا من الفضة بنسبة 60٪ إلى 80٪ بحلول النسبة المئوية الذرية. لفترة وجيزة، والبنية النانوية من المسام المفتوحة مميزة هو نتيجة لإعادة ترتيب ذرات الذهب في مجموعات كما يذوب الفضة بواسطة حامض قوي ( على سبيل المثال حمض النيتريك 70٪) أو تحت إمكانات الكهروكيميائية 6-8. فوائد NP-الاتحاد الافريقي من عدة سمات مرغوب فيه، بما في ذلك مساحة واسعة سطح فعالة، والموصلية الكهربائية عالية، وتقنيات functionalization سطح راسخة، وتوافق مع الحياة 9. حتى ولو كان هناك توسع سريع في دراسات على NP-الاتحاد الافريقي، ومعظمهم من التركيز على الخواص الميكانيكية NP-الافريقي 10،11، النشاط التحفيزي 12، والجزيئية البيولوجية أداء الاستشعار 13-15. في حين أن الصفات المرغوب فيه هي مفيدة للغاية لعدة أدوات الطبية الحيوية 16،17، والتطبيقات في هذا المجال كانت محدودة. أحد الأسباب المحتملة لذلك هو أن معظم الدراسات قد استخدمت في الغالب العينات على نطاق والماكرو ( على سبيل المثال صفائح ورقائق وسبائك و) وتقنيات لدمج NP-الاتحاد الافريقي في نظم المنمنمة غير كافية. في الواقع لا يوجد سوى عدد قليل من الأمثلة على استخدام تقنيات التصنيع الدقيق التقليدية التي تستخدم الأفلام NP-الاتحاد الافريقي 16-20. مع ظهور التكنولوجيا التصغير والحاجة إلى أدوات الطبية الحيوية الرواية، فقد أصبح من الأهمية بمكان أن تكون قادرة على دمج مواد جديدة في الأجهزة. وهذا يتطلب عادة أن المواد يمكن أن تودع ومنقوشة مع تقنيات التصنيع الدقيق التقليدية. وبالإضافة إلى ذلك، الكمي السريع للتفاعلات الخلية المواد اللازمة عادة لتقييم توافق مع الحياة من مادة جديدة. الهدف من هذه الورقة هو لإثبات التقنيات الأساسية لmicropattern الأفلام NP-الاتحاد الافريقي وقياس كل من البنية النانوية والتفاعلات الخلية المواد عن طريق معالجة الصور الرقمية.
1. نانوية مسامية تصنيع الذهب
2. الثقافة الخلية
3. خلية وتحليل المواد
يحدد الشكل 1 الخطوات الإجرائية الرئيسية، بما في ذلك إنشاء أنماط NP-الاتحاد الافريقي، زراعة الخلايا، قياس البنية النانوية، والتي تميز الأشكال التضاريسية الخلية. الاستنسل المطاط الصناعي هو مبين في الشكل 2A يستخدم (أعلى) لخلق أنماط NP-الاتحاد الافريقي ه...
علينا أن نظهر اثنين من التقنيات المختلفة لmicropattern الأفلام NP-الاتحاد الافريقي لتوسيع استخدام هذه الأفلام في مايكروسيستمز والدراسات البيولوجية. بصق طلاء الذهب والفضة هو الأسلوب تنوعا لخلق أنماط NP-الاتحاد الافريقي، كما الاخرق متوافق مع عمليات التصنيع الدقيق التقليدي?...
الكتاب ليس لديهم مصلحة مالية متضاربة.
معتمدة O. كورتلوس وD. Dimlioglu من قبل مختبر أبحاث الرسوم جائزة برنامج جامعة كاليفورنيا 12-LR-237197. ويدعم P. Daggumati من قبل جامعة كاليفورنيا ديفيس استثمارات البحوث في العلوم والهندسة (RISE) جائزة. ويدعم CA تشابمان من قبل وزارة التربية والتعليم دراسات المناطق المساعدة من زمالة حاجة وطنية. وأيد هذا العمل من قبل جامعة كاليفورنيا في مختبر برنامج الرسوم البحوث، جامعة كاليفورنيا في ديفيس RISE، وجامعة كاليفورنيا في ديفيس كلية الهندسة أموال بدء التشغيل.
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 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved