استخدام الأشعة الأيونية الولائية، أو FIB، يسمح للباحثين بتحسين تفاعل سطح الخلية من خلال تصميم الأسطح المادية التي زادت من التوافق البيولوجي والتكامل مع الأنسجة الأصلية. مع FIB، يمكن حفر الميزات على مجموعة متنوعة من المواد، مثل السيليكون والمعادن والبوليمرات. ويمكن أيضا أن تستخدم الأسطح غير planar ويمكن إجراء ما بعد المعالجة على الأجهزة الفردية.
بشكل عام، يمكن استخدام هذه الطريقة على المجاهر الأخرى. ومع ذلك ، فإن الشركات المصنعة المجهر مختلفة إصدارات فريدة من البرامج النقش ، والتي يجب أن تكون الأمثل لكل نظام. إظهار الإجراء، ستكون الآنسة (شريا ماهاجان) طالبة دراسات عليا من مختبري
للتحضير للتصاعد، واستخدام ملباب فراغ تتحمل غرامة يميل لالتقاط بعناية الشريط نظيفة من تحقيقات السيليكون. وضعها على كعب الألومنيوم نظيفة تستخدم لمسح المجهر الإلكتروني التصوير فيبي والنقش. استخدام مسواك لوضع قطرة صغيرة من الطلاء الفضي على حافة الركيزة السيليكون المحيطة التحقيق.
تأمين الشريط عن طريق نشر الطلاء الفضة حول الجانبين من الركيزة السيليكون المحيطة التحقيق. السماح للطلاء الفضة لتجف تماما قبل وضع كعب الألومنيوم في فيب SEM. بعد ذلك، انقر على زر تنفيس في علامة التبويب التحكم في الحزمة للتنفيس عن غرفة SEM FIB.
اضغط على Shift F3 لأداء المرحلة المنزلية. تأكيد التحديد، عن طريق تحديد زر المرحلة الرئيسية في النافذة المنبثقة. بعد اكتمال المرحلة الرئيسية، قم بتحريك المرحلة للإحداثيات X = 70 ملليمتر، Y = 70 ملليمتر، Z = 0 ملليمتر، T= 0 درجة، R = 0 درجة.
مرة واحدة يتم تنفيس الغرفة، وضعت على قفازات نيتريل نظيفة وفتح باب الغرفة. إدراج كعب الألومنيوم عقد تحقيقات في الجزء العلوي من محول المرحلة. تأمين كعب الألومنيوم عن طريق تشديد المسمار مجموعة على جانب محول المرحلة.
تأكد من أن الارتفاع يتم ضبطه بشكل مناسب. استخدام وجع 1.5 ملليمتر عشرية لهذه المهمة. تأرجح بعناية ذراع كاميرا الملاحة مفتوحة حتى يتوقف.
ستتحرك مرحلة المجهر تلقائيًا إلى موضع أسفل الكاميرا. شاهد الصورة الحية المعروضة في Quadrant Three من واجهة المستخدم المجهرية. بمجرد ضبط مستوى السطوع تلقائيًا إلى مستوى مناسب، احصل على الصورة عن طريق الضغط على الزر لأسفل على قوس الكاميرا.
يستغرق هذا حوالي 10 ثانية. تأرجح ذراع الكاميرا مرة أخرى إلى موقف مغلق. ستعود المرحلة إلى الوضع الأصلي.
أغلق بعناية باب غرفة المجهر. شاهد صورة كاميرا CCD في رباعي أربعة أثناء إغلاق الباب. تأكد من أن العينات والمرحلة على مسافة آمنة بعيدا عن أي عنصر حاسم في غرفة المجهر.
حدد مضخة مع نموذج تنظيف زر في برنامج واجهة المستخدم لبدء مضخة فراغ الغرفة ومبني في نظافة البلازما. انتظر حوالي ثماني دقائق حتى يتم الانتهاء من وقت الضخ ودورة تنظيف البلازما لغرفة المجهر. بمجرد أن يتحول الرمز الموجود في الزاوية اليمنى السفلية من واجهة المستخدم إلى اللون الأخضر، اضغط على زر إيقاظ في علامة تبويب التحكم في الحزمة التي تُقلب على الحزم الإلكترونية والأيونية.
حدد الربع واحد وتعيين إشارة شعاع إلى شعاع الإلكترون. ثم تعيين رباعي اثنين إلى أيون شعاع. الآن، تعيين الجهد SEM إلى خمسة كيلوفولت، وشعاع SEM الحالية إلى 0.20 نانومبير، كاشف SEM إلى ETD، ووضع كاشف إلى الإلكترونات الثانوية.
تعيين الجهد FIB إلى 30 كيلوفولت، وشعاع FIB إلى 24 picoamps، كاشف FIB للكشف عن ICE، ووضع كاشف إلى الإلكترون الثانوي. انقر نقرا مزدوجا على مسبار السيليكون في صورة كاميرا الملاحة ، رباعية ثلاثة لنقل المرحلة إلى الموقع التقريبي للمسبار. انقر على رباعي واحد لتحديده كما الربع النشط وضرب على زر وقفة لبدء المسح SEM.
تعيين وقت التفحص يسكن إلى 300 نانو ثانية وإيقاف تشغيل المسح الضوئي المتداخلة، خط التكامل، والإطار المتوسط. تعيين المسح الضوئي دوران إلى الصفر في علامة التبويب التحكم شعاع. انقر بزر الماوس الأيمن على Beam Shift 2D Adjuster وحدد صفرًا.
ضبط التكبير إلى الحد الأدنى للقيمة عن طريق تحويل مقبض التكبير عكس عقارب الساعة على لوحة واجهة المستخدم المجهر. ضبط سطوع الصورة والتباين باستخدام المقابض على لوحة واجهة المستخدم أو رمز شريط أدوات سطوع التباين التلقائي. نقل المرحلة عن طريق اليسار مزدوجة النقر على الماوس على ميزة لمركز ذلك.
ثم نقل مسبار السيليكون المطلوب إلى أن يكون منقوشة في وسط الصورة SEM. حدد موقع حافة أو ميزة أخرى، مثل جسيمات الغبار أو نقطة الصفر. زيادة التكبير إلى 2000x عن طريق تحويل مقبض التكبير في اتجاه عقارب الساعة.
ضبط التركيز من SEM عن طريق تحويل المقابض التركيز الخشنة وغرامة على واجهة المستخدم المجهر ، حتى الصورة في التركيز. بمجرد أن تكون الصورة في التركيز البؤري، حدد الزر "ارتباط Z" إلى العمل مسافة في شريط الأدوات. تأكد من اكتمال هذه العملية من خلال النظر إلى تنسيق المحور Z في علامة التبويب التنقل.
يجب أن تكون القيمة حوالي 11 ملليمتر. اكتب في 4.0 ملليمتر في موقف المحور Z و اضغط على زر الانتقال إلى باستخدام الماوس. نقل المرحلة في العاشر و ص لتحديد الكتف من مسبار السيليكون.
ضعه بالقرب من مركز SEM قدر الإمكان. تغيير إمالة المرحلة إلى 52 درجة عن طريق الكتابة في 52 في تنسيق T وضرب أدخل. لاحظ ما إذا كان كتف المسبار يبدو أنه يتحرك لأعلى أو لأسفل في الصورة.
استخدم شريط تمرير Stage Z لإعادة كتف المسبار إلى مركز صورة SEM. ضبط فقط موقف Z. لا تقم بتحريك محور X أو Y أو T أو R.
تشغيل المدمج في ميزة محاذاة XT، الموجود في المرحلة القائمة المنسدلة. استخدام الماوس للنقر على نقطتين موازية لحافة التحقيق. ماي تأكد من تحديد زر الاختيار الأفقي في النافذة المنبثقة وانقر فوق إنهاء.
سيتم تدوير المرحلة لمحاذاة المسبار مع المحور X للمرحلة. ضبط المرحلة في س ص باستخدام الماوس لوضع الكتف السفلي من التحقيق في وسط الصورة SEM مرة أخرى. حدد FIB في الربع الثاني وتأكد من أن تيار الحزم لا يزال 24 بيكوamps.
تعيين التكبير إلى 5000X ووقت الإسهاب إلى 100 نانو ثانية. اكتب Control-F على لوحة المفاتيح لتعيين التركيز FIB إلى 13 ملليمتر. في علامة التبويب Control Beam ، انقر بزر الماوس الأيمن في مصفّق Stigmator 2D وحدد صفرًا.
أيضا، انقر بزر الماوس الأيمن في الشعاع التحول 2D adjuster، وحدد صفر. تعيين استدارة المسح الضوئي إلى درجة الصفر وانقر فوق زر سطوع التباين التلقائي في شريط الأدوات. ابحث عن صورة للكتف التحقيق في الربع الثاني.
استخدام أداة لقطة للحصول على صورة في FIB. تأكد من أن الكتف التحقيق في وسط الصورة FIB. إذا لم يكن كذلك، انقر نقرا مزدوجا على الكتف التحقيق لنقله إلى المركز.
نقل المرحلة إلى اليسار عن طريق دفع مفتاح السهم الأيسر على لوحة المفاتيح ما يقرب من 10 إلى 15 مرة. أخذ لقطة أخرى ولاحظ ما إذا كان الجانب التحقيق لا يزال في وسط FIB. بعد تكرار هذه الخطوات حتى يتم محاذاة تماما حافة الكتف التحقيق مع المحور س من المرحلة، استخدم فيب لنقل المرحلة مرة أخرى إلى الكتف السفلي من التحقيق.
حفظ موضع المرحلة في قائمة الموضع عن طريق النقر فوق الزر إضافة. تغيير تيار الحزم FIB إلى 2.5 نانومبير وتأكد من تكبير FIB لا يزال 5000X. تشغيل وظيفة التباين سطوع السيارات وتعيين فيب يسكن الوقت إلى 100 نانو ثانية.
اضغط على زر الإيقاف المؤقت لبدء المسح الضوئي. ضبط التركيز فيب و الاستجماتيزم بأسرع وبدقة قدر الإمكان باستخدام المقابض التركيز الخشنة والغرامة والمقابض وصمة عار X وY على لوحة واجهة المستخدم. اضغط على زر الإيقاف المؤقت لإيقاف مسح FIB.
داخل برنامج Nanobuilder ، افتح الملف لنمط مسابير السيليكون. حدد القائمة المنسدلة المجهر وحدد تعيين أصل المرحلة. حدد القائمة المنسدلة المجهر ثم حدد معايرة للكشف عن.
على واجهة المستخدم المجهر، انقر على رباعية واحدة مرة واحدة مع الماوس لتحديد رباعية واحدة. انقر فوق موافق لبدء المعايرة. ستستغرق العملية حوالي خمس دقائق.
تأكد من معايرة أجهزة الكشف عن نظام ETD وICE. ضمن البرنامج، حدد القائمة المنسدلة المجهر واختر تنفيذ لبدء تسلسل النقش. عند اكتمال النقش، أغلق البرنامج.
ضرب تنفيس في واجهة المستخدم المجهر شعاع السيطرة التبويب إلى إيقاف تشغيل المجهر الحزم وبدء دورة تنفيس. بينما الغرفة هو تنفيس، نقل المرحلة إلى الإحداثيات المناسبة. مرة واحدة يتم تنفيس الغرفة، وضعت على قفازات نيتريل نظيفة وسحب فتح باب الغرفة.
تخفيف المسمار مجموعة على محول كعب باستخدام وجع 1.5 ملليمتر ست عشرية. إزالة كعب الألومنيوم التي تحتوي على مسبار منقوشة من الغرفة. أغلق بعناية باب غرفة المجهر.
شاهد صورة كاميرا CCD في رباعي أربعة أثناء إغلاق الباب. تأكد من أن محول المرحلة على مسافة آمنة بعيدا عن أي مكون حاسم في غرفة المجهر. تظهر هنا صور SEM لمسبارات السيليكون أحادية الساق غير الوظيفية مع بنيات النانو المحفورة في FIB على طول الجانب الخلفي من الساق.
وكانت الأبعاد النهائية للهندسة النانوية المحفورة هي 200 خط موازٍ واسع من نانومتر متباعدة 300 نانومتر عن بعضها البعض وكان عمقها 200 نانومتر. لتحديد كيفية حفر نانو العمارات في سطح المسبار يؤثر على كثافة الخلايا العصبية على الفور حول عملية الزرع، كانت ملطخة nucleii الخلايا العصبية وكميا. يتم تقديم البقاء على قيد الحياة العصبية كنسبة مئوية من منطقة الخلفية من نفس المسافات الحيوانات من 50 ميكرون صناديق بعيدا عن موقع الزرع.
كان هناك المزيد من الخلايا العصبية حول تحقيقات العمارة النانوية على بعد 100 إلى 150 ميكرون من موقع الزرع مقارنة بزراعة التحكم السلس في أربعة أسابيع بعد الزرع. كما تم حفر معماريات النانو على طول الجانب الخلفي من ميكروكيلترودات السيليكون المفردة الوظيفية وتم تحديد القياسات الكهروائية للتحقق من كيفية تأثير بنيات النانو النقش على أداء القطب الكهربائي. وأظهرت النتائج الكهربائية الفسيولوجية زيادة النسب المئوية للقنوات تسجيل وحدات واحدة من ميكروكيلترودات نانو العمارة مقارنة مع ميكروكيلترودات التحكم السلس.
لم يتم إجراء أي تحليل إحصائي للميكروفيلكترودة النانوية لأن واحداً فقط تم زرعه لإثبات الدراسة التجريبية للمفهوم. يسمح نقش FIB للباحثين بالتحقيق في كيفية إضافة الإشارات الطبوغرافية على الأجهزة الطبية يمكن أن تحسن الاستجابة الخلوية وفي نهاية المطاف ، أداء الجهاز. إن اتساع نطاق الأجهزة الطبية التي يمكن تطبيق هذه الطرق عليها لا حدود له، حيث يمكن إجراء FIB على مجموعة من المواد، وهندسات السطح، والأهم من ذلك، الأجهزة المصنعة بالفعل.
