Yazarlar elektron mikroskobu görüntüleme için Emory Üniversitesi Entegre Mikroskopi Çekirdek Dr Hong Yi teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma (PN2EY018244, R01 CA108468, U54CA119338 ve 1K99CA154006-01) NIH hibe tarafından finanse edildi.

Aşağıdaki sentez işlemleri, standart hava serbest teknikleri ve bir vakum / inert gaz manifoldu ile gerçekleştirilebilir; ayrıntılı metodoloji referans 10 ve 11 &#39;de bulunabilir. Tüm potansiyel toksik ve yanıcı maddelerin MSDS kullanmadan önce danışılmalıdır ve tüm yanıcı ve / veya hava-labil bileşikler bir eldiven kutusu veya eldiven çanta septum mühürlü şişeler içine aliquoted edilmelidir. 1. Cıva Kadmiyum selenid sentezi (Hg x Cd 1-x Se) Kuantum Dot Çekirdek <ol><li> Trioctylphosphine (TOP) selenyum bir 0.4 M çözelti hazırlayın. 50 ml&#39;lik 3-boyunlu bir şişeye selenyum (0.316 g, 4 mmol) eklenir, daha sonra boşaltmak ve argon bir Schlenk çizgi ile doldurun. Hava içermeyen koşullar altında (kuru nitrojen ya da argon atmosfer), 100-10 ml TOP ve ısı ° C ekleyin berrak, renksiz bir çözelti verecek şekilde, 1 saat boyunca karıştırmaya devam. Oda sıcaklığına kadar soğutulur ve çözüm kenara şişeyi ayarlayın. </li><li> 250 ml 3 boyunlu bir şişeye, kadmiyum oksit ilave edin (CdO 0,0770 g, 0.6 mmol), tetradecylphosphonic asit (TDpa, 0,3674 g, 1.32 mmol) ve octadecene (ODE, 27.6 ml) eklenmiş ve karıştırma sırasında bir Schlenk hat kullanılarak çözelti tahliye edin. 100 ° C sıcaklık artışı ve düşük kaynama noktasına kirleri çıkarmak için ek bir 15 dakika için tahliye. </li><li> Argon veya azot gazı altında, CdO tamamen çözünmesi için, 1 saat boyunca 300 ° C&#39;ye kadar karışım ısıtın. Çözeltisi berrak ve renksiz bir kırmızımsı rengi değişecektir. Oda sıcaklığına çözelti soğutulur. </li><li> Kadmiyum çözelti ile hexadecylamine (HDA, 7.0 g) eklenir, sıcaklık 70 ° C, ve tahliye edin. Bir sabit basıncı elde edildiğinde, 100-110 için sıcaklık artış ° C ve 30 dakika için geri akışa çözelti. Inert gaz için Schlenk hattı vanasını kapatın ve çözümü doğrudan termokupl yerleştirin. </li><li> Hava içermeyen koşullar altında, çözelti ile difenilfosfin (DPP, 100 ul) eklenir ve 310 ° C &#39;ye sıcaklık artışı 0.4 M TOP-Se çözelti 7.5 ml kaldırma(3 mmol selenyum) bir 16 gauge iğne takılı bir tek kullanımlık plastik şırınga. </li><li> Sıcaklık 310 ° C&#39;de equilibrates sonra, 0 sıcaklık kontrolörü ayarlamak ° C ve hızla kadmiyum çözümü doğrudan TOP-Se enjekte çözüm. Çözüm sarı-turuncu renksiz değişecek ve sıcaklık hızlı bir şekilde düşmesi ve ~ 280 ° C&#39;ye tekrar artacak Sıcaklık az 200 ° C oluncaya kadar tepkime 1 dakika sonra, ısıtma manto şişeye kaldırmak ve bir hava akımı ile hızlı bir şekilde serin </li><li> Sıcaklığı ~ 40 ° C&#39;ye ulaşınca, 30 ml heksan ile sulandırarak, çoğu kalan kadmiyum prekürsör çözeltiden çökelir. Santrifüj (5,000 x g, 10 dk) ile bu tortu çıkarıldı. </li><li> Altı 50 ml polipropilen konik santrifüj tüpü her birinde, 40 ml aseton, santrifüj (10 dakika için 5000 x g) ile ham nanokristal çözelti, 12 ml seyreltik ve dikkatli bir şekilde süzün ve süpernatan atılır. </li><li> Nanocr eritinheksan içinde ystal pelet (25 ml toplam hacim). Üst faz koruyarak, metanol eşit bir hacmi ile bu çözelti 3 kez çıkarın. Üçüncü çıkarma için, metanol hacmine yaklaşık 200 uM saf CdSe QDS konsantre heksan çözelti elde etmek için ~ 15 ml&#39;ye kadar ayarlanabilir. Bu reaksiyon tipik verim 2.3 nm (% 50-60 reaksiyon verim) bir çapa sahip CdSe nanokristaller 3 mmol olup. </li><li> UV-Vis absorbsiyon spektrumunu ölçme ve Mulvaney ve arkadaşları, 12 ölçü montaj grafik ve Bawendi ve arkadaşları 13 söndürme korelasyon danışarak nanokristal çap ve konsantrasyon belirlenir. Ayrıntılar için Ek bakın. </li><li> Merkür katyon değişim: nanokristaller kısmen absorpsiyon ve floresans emisyon kırmızı kaydırmaya cıva ile takas olabilir. 3 ml heksan, 2 ml kloroform, 1 ml 200 uM Cd: stirbar olan 20 ml bir cam şişe (bu reaksiyon istenen şekilde ölçeklendirilir olabilir) ile sırayla birlikte aşağıdaki karıştırınSe QD çözeltisi (200 nmol), 15 ul oleylamine (OLA), ve solüsyona kloroform içinde Hg (OT) içinde bir 2 0.1 M çözeltiden 500 ul. Cıva octanethioate (HgOT 2) cıva asetat ve metanol içinde octanethiol (bkz. Ek) ​​tepkimeye sokulmasıyla hazırlanabilir. Katyon değişim reaksiyon ilerledikçe, kırmızıya kayma derecesini UV-Vis absorpsiyon spektrofotometresi ile takip edilebilir. İstenilen emme bandı elde edildikten sonra, 350 nm&#39;de nanokristal çözeltinin absorpsiyonu ölçmek ve nanokristal konsantrasyon (bu örnekte, 30.7 uM) değişmemiş olduğunu varsayarak, yeni sönüm katsayısı belirlemek. Reaksiyona girmeyen cıva kaldırarak reaksiyon söndürmek: 5 ml dekan, 10 ml heksan, ve 7 ml metanol ekleyin ve nanokristaller içeren üst faz tutarak, çözelti çıkarmak. Heksan ve metanol ile iki kez daha ekstre edilmesi ve üst faz ~ 7 ml olacak şekilde metanol hacmi ayarlanır. Evreleri ayırmak için yavaşsa, çözüm (5.000 xg, santrifüj edilebilir10 dak.) Çökeltme indüklemek için, 40 ml aseton ve ardından nanokristaller için 100 ul TOP, 100 ul OLA, ve 100 ul oleik asit ekleyin. Santrifüj yoluyla nanokristaller toplayın ve 3 ml hekzan içinde dağılırlar. Çözünmeyen bileşenler kaldırmak ve 350 nm de yeni sönüm katsayısı kullanarak yeniden nanokristal konsantrasyonunu belirlemek için yeniden santrifüjleyin. Bir sonraki adıma geçmeden önce oda sıcaklığında en az 24 saat süreyle yaş nanokristal çözümü bekleyin. </li></ol> 2. Kadmiyum Çinko Sülfür Büyüme (Cd y Zn 1-y S) Shell <ol><li> 50 ml 3 boyunlu şişeler 0,1 M kabuğu habercisi çözümleri hazırlayın. Kadmiyum asetat hidrat (230.5 mg, 1 mmol) ve 10 ml oleylamine (OLA): haberci kadmiyum. Çinko haberci: çinko asetat (183.5 mg, 1 mmol) ve 10 ml OLA. Kükürt haberci: sülfür (32.1 mg, 1 mmol) ve 10 ml ODE. Vakum altında, net bir çözüm elde etmek için, 1 saat boyunca geri akışa kadar her bir çözelti ısı ve daha sonra argon ile doldurun. Kükürt çözüm olabilir, oda sıcaklığına kadar soğutulması, ancak kadmiyum ve çinko öncüleri yaklaşık olarak 50 ° C&#39;de tutulur Kabuk habercisi miktarlarda Hesaplamalar başvuru 14 bulunabilir. </li><li> Bir 3-boyunlu bir şişeye ekleyin: Hg Cd 1 x-x Se QDS (120 nmol, 2.3 nm çapında), ODE (2 mi) çözündürüldü, ve trioctylphosphine oksit (TOPO, 250 mg) eklenmiştir. Schlenk hat kullanılarak oda sıcaklığında heksan kapalı tahliye edin. 100 ° C ve 15 dakika için geri akış sıcaklığında arttırın. Argon veya nitrojen gazı Schlenk hattı vanasını değiştirin ve nanokristal çözüm termokupl yerleştirin. </li><li> 120 sıcaklık artışı ° C, kükürt haberci çözeltinin 0.5 mono tabakalar (140 ul) eklenir ve reaksiyon 15 dakika için ilerlemeye olanak tanır. Küçük hacimde (&lt;50 ul) floresan ve / veya UV-Vis emme spektrofotometresi kullanılarak, reaksiyonun ilerlemesini izlemek için bir cam şırınga kullanılarak kaldırılabilir. 140 sıcaklık artışı ° C, kadmiyum haberci çözeltinin 0.5 mono tabakalar eklemek (140 ul) eklendi ve reaksiyon 15 dakika için ilerlemeye olanak tanır. Reaksiyon çözeltisi, OLA 500 ul susuz ekleyin. </li><li> 160 ° C de her bir yanı arasında 15 dakika ile 170 çinko çözeltilerden eşit miktarda ardından kükürt haberci çözeltinin 0.5 mono tabakalar (220 ul) eklendi ° C&#39;de ilave edin. Sonra, 180 ° C &#39;de kükürt öncü çözeltisi (150 ul) eklendi ve 15 dakika ara ile çinko öncü çözeltisi 0.25 mono tabakalar ekleyin. </li><li> Oda sıcaklığına soğutulur ve çözelti tekrar nanokristaller sayısı (3.8 ml reaksiyon çözeltisi 120 nmol) değişmez olduğu varsayılarak, bir UV-Vis spektrumu kullanılarak bu parçacıklar için yeni bir sönüm katsayısı hesaplanır. Bir derin dondurucu içinde bir ham karışım olarak reaksiyon çözeltisi saklayın; bölümler 1.8 ve 1.9 &#39;de tarif edilen aynı yöntem kullanılarak gerektiğinde nanokristaller çözülmüş ve saflaştırılabilir. </li><li> Nanokristaller elektron mikroskobu, UV-Vis absorpsiyon spektroskopi ve floresans spektroskopisi ile karakterize edilebilir. Kuantum verimi olabilirbir birleşik küre ya da nispeten referans 15 yöntemler kullanılarak bilinen bir standart ile kıyaslandığında kullanılarak tamamen hesaplanmıştır. </li></ol> 3. Faz Transfer <ol><li> 50 ml&#39;lik 3-boyunlu bir şişeye, 1-x Se çekirdek / kabuk Hg x Cd / Zn Cd y 1-y S QDS (5 ml, 20 uM) saflaştırılmış ekleyin ve kuru film vermek üzere yüksek vakum altında heksan çıkarın. 80 nanopartikül filmin ısı ile bulamaç için susuz piridin (3 mi) eklenir, argon ile şişesi doldurun ° C. 1-2 saat boyunca nanopartiküller tamamen eriyecektir. </li><li> Çözeltisine 1-thioglycerol (1 ml) ekleyin ve 80 ° C&#39;de karıştırıldı, 2 saat boyunca. Daha sonra oda sıcaklığına kadar soğutulur ve çözelti thioglycerol deprotonate ile trietilamin (0.5 ml) ekleyin. 30 dakika için karıştırın. Çözelti, bu çözücü karışım içinde polar Nanokristallerin zayıf çözünürlüğü nedeniyle trietilamin ilave edildikten sonra bulanık hale gelebilir. </li><li> 50 ml konik santrifüj tüpü içine devam QD çözelti aktarın20 ml hekzan ve 20 ml aseton içindeki bir karışımı aining, ve iyice karıştırın. Santrifüj (5,000 x g, 10 dk) ile çökeltilmiş nanokristaller, yalıtma ve aseton ile pelet yıkayın. </li><li> Agregatları uzaklaştırmak için olası QD banyo sonikasyon ile DMSO içinde pelet (5 mi), ve sonra santrifüj (7,000 x g, 10 dk) eritilir. UV-Vis absorpsiyon spektrum nanoparçacık konsantrasyonunu belirleyin. Yüzey tiyoller yavaş yavaş hava içinde ortam koşulları altında oksidize gibi saf QDS Bu çözelti, 3 saat içinde kullanılmalıdır. </li><li> DMSO ile 10 uM veya daha az çözelti QD seyreltilir ve 50 ml&#39;lik bir şişeye aktarın. DMSO içinde thiolated poliakrilik asit (Ek olarak açıklanan sentez), 5 mg / ml çözelti hazırlayın. 5 dakika boyunca oda sıcaklığında çözelti karıştırma ile gazdan arındırmak sırasında QD çözeltisine damla damla polimer solüsyon (nmol QDS başına 0.15 mg polimer) ekleyin. </li><li> Argon ve 80 ° C sıcaklık ve 90 dakika boyunca birlikte QD / polimer çözelti temizleyin. Daha sonra, oda sıcaklığına kadar bir çözelti soğumayad damla damla ilave edildi, 50 mM sodyum borat, pH 8 eşit bir hacimde ilave edin. 10 dakika boyunca karıştırın. </li><li> 50 mM kadar sodyum borat, pH 8 içinde diyaliz (20 kDa kesme) vasıtasıyla QDS arındırmak ve sonra da bir santrifüj filtre (10 kDa kesme) kullanılarak partikülleri konsantresi. UV-Vis emme spektrumu elde edilen konsantrasyon belirlenir. </li></ol> 4. PEG Kaplama <ol><li> Stirbar ile 4 ml bir cam şişe içinde, 750 Da monoamino-polietilen glikol (30 mg, 40 mmol) bir 40,000 x molar fazlası ile borat tamponu içinde 1 nmol QDS karıştırın. Belirli bir kimyasal özelliğe nanokristaller (örneğin, hidrazit ya da maleimid) ilave edilecek ise, bir heterobifonksiyonel amino-PEG (% 30 mol oranı tipik olarak iyi çalışmaktadır) amino-PEG bir kısmı ile değiştirerek sokulabilir. Borat tamponu ile 1 uM ile nanokristal çözeltisi ile seyreltilir. Istenildiği gibi Bu reaksiyon ölçeklendirilebilir. </li><li> DMSO (144 ul) içinde DMTMM (20 mg, 72 mmol) taze bir çözelti hazırlayın. Bu, çözelti kısa bir süre için ısıtılabilir uçeşme suyu sıcak veya tamamen DMTMM çözmek için bir banyo sonikatör batmış bir dere nder. Çabuk QD çözelti ile bu DMTMM 0.5 M çözelti 25,000 x molar fazlalıktan (50 ul) ekleyin ve 30 dakika için oda sıcaklığında karıştırın. </li><li> PEG ile nanokristal yüzeye doyurmak için 4.2 daha dört kez yineleyin. Son olarak, reaksiyon dindirmek için 200 ul 1 M Tris tampon eklemek ve diyaliz, santrifüj filtre veya Ultrasantrifügasyon kullanarak nanokristaller arındırmak. </li><li> Nanokristaller monodispersity, hidrodinamik boyutu ve sıvı kromatografi, agaroz jel elektroforezi, ve floresan mikroskobu kullanarak yüzey şarjı için analiz edilebilir. , Otomatik bir sıvı kromatografi sistemi (GE AKTAprime Plus) kullanılarak hidrodinamik boyutu ve boyut dağılımını belirlemek için, 260 ya da 280 nm&#39;de bir Superpoze sütun 6, PBS tamponu ile elüsyon 0.5 ml / dak &#39;lık bir akış oranı ve emme algılama kullanır. Moleküler ağırlık standartları olanlar ile elüsyon nanoparçacık kez karşılaştırın. Agaroz jel electropho içindirenci, 50 mM sodyum borat tampon maddesi (pH 8.5) ya da 50 mM sodyum fosfat tampon maddesi (pH 7.4) içinde bir% 0.5 agaroz jel hazırlamak kuyu içine,% 10 gliserol ve yük ile 1 uM numuneleri karıştırmak, ve 30 dakika süreyle 100 V&#39;ta çalıştırmak . UV el değnek veya UV transilluminator kullanarak jel ve floresans uyarma için Görüntü nanokristaller. Floresan mikroskobu kullanılarak tek bir molekül seviyesinde görüntü nanokristaller için, 10 mM fosfat tamponu içinde parçacıklar için 0.2 nM seyreltik bir cam lamel üzerinde çözelti 2.5 ul damla ve dikkatli bir şekilde yaymak için sıvı boncuk üstünde ikinci bir lamel yerleştirmek lamelleri arasında bir film. 400-580 nm ve bir elektron-Çarpma CCD kamera arasındaki dalga boylarında uyarma ile ya Epifloresans ya TIRF modunda yüksek sayısal diyafram objektif (ideal en az 1.40) kullanarak görüntü yüzeyinin bağlı parçacıklar. Tam görüntüleme parametreleri mikroskopi kurulum arasında değişir. </li></ol>

<ol>
	<li>Toprak, E., Selvin, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+fluorescent+tools+for+watching+nanometer-scale+conformational+changes+of+single+molecules.">New fluorescent tools for watching nanometer-scale conformational changes of single molecules.</a> Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 36, 349-369 (2007).</li><li>Joo, C., Balci, H., Ishitsuka, Y., Buranachai, C., Ha, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+single+molecule+fluorescence+methods+for+molecular+biology.">Advances in single molecule fluorescence methods for molecular biology.</a> Annu. Rev. Biochem. 77, 51-76 (2008).</li><li>Pinaud, F., Clarke, S., Sittner, A., Dahan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+cellular+events,+one+quantum+dot+at+a+time.">Probing cellular events, one quantum dot at a time.</a> Nat. Method. 7, 275-285 (2010).</li><li>Smith, A. M., Wen, M. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+dynamic+cellular+events+with+quantum+dots.">Imaging dynamic cellular events with quantum dots.</a> Biochemist. 32, 12-17 (2010).</li><li>Smith, A. M., Duan, H. W., Mohs, A. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioconjugated+quantum+dots+for+in+vivo+molecular+and+cellular+imaging.">Bioconjugated quantum dots for in vivo molecular and cellular imaging.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 60, 1226-1240 (2008).</li><li>Smith, A. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Next-generation+quantum+dots.">Next-generation quantum dots.</a> Nature Biotech. 27, 732-733 (2009).</li><li>Groc, L., Lafourcade, M., Heine, M., Renner, M., Racine, V., Sibarita, J. -. B., Lounis, B., Choquet, D., Cognet, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+trafficking+of+neurotransmitter+receptor:+comparison+between+single-molecule/quantum+dot+strategies.">Single trafficking of neurotransmitter receptor: comparison between single-molecule/quantum dot strategies.</a> J. Neurosci. 27, 12433-12437 (2007).</li><li>Smith, A. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minimizing+the+hydrodynamic+size+of+quantum+dots+with+multifunctional+multidentate+polymer+ligands.">Minimizing the hydrodynamic size of quantum dots with multifunctional multidentate polymer ligands.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 11278-11279 (2008).</li><li>Smith, A. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bright+and+compact+alloyed+quantum+dots+with+broadly+tunable+near-infrared+absorption+and+fluorescence+spectra+through+mercury+cation+exchange.">Bright and compact alloyed quantum dots with broadly tunable near-infrared absorption and fluorescence spectra through mercury cation exchange.</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 24-26 (2011).</li><li>Shriver, D. F., Drezdzon, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Manipulation of Air-Sensitive Compounds. , (1986).</li><li>Errington, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Advanced Practical Inorganic and Metalorganic Chemistry. , (1997).</li><li>Jasieniak, J., Smith, L., van Embden, J., Mulvaney, P., Califano, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Re-examination+of+the+size-dependent+absorption+properties+of+CdSe+quantum+dots.">Re-examination of the size-dependent absorption properties of CdSe quantum dots.</a> J. Phys. Chem. C. 113, 19468-19474 (2009).</li><li>Leatherdale, C. A., Woo, W. K., Mikulec, F. V., Bawendi, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+absorption+cross+section+of+CdSe+nanocrystal+quantum+dots.">On the absorption cross section of CdSe nanocrystal quantum dots.</a> J. Phys. Chem. B. 106, 7619-7622 (2002).</li><li>Smith, A. M., Mohs, A. M., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+the+optical+and+electronic+properties+of+colloidal+nanocrystals+by+lattice+strain.">Tuning the optical and electronic properties of colloidal nanocrystals by lattice strain.</a> Nature Nanotech. 4, 56-63 (2009).</li><li>Demas, J. N., Crosby, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+measurement+of+photoluminescence+quantum+yields.+A+review.">The measurement of photoluminescence quantum yields. A review.</a> J. Phys. Chem. 75, 991-1024 (1971).</li><li>Van Embden, J., Jasieniak, J., Mulvaney, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+the+optical+properties+of+CdSe/CdS+heterostructure+nanocrystals:+the+effects+of+core+size+and+shell+thickness.">Mapping the optical properties of CdSe/CdS heterostructure nanocrystals: the effects of core size and shell thickness.</a> J. Am. Chem. Soc. 131, 14299-14309 (2009).</li><li>Smith, A. M., Duan, H. W., Rhyner, M. N., Ruan, G., Nie, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+examination+of+surface+coatings+on+the+optical+and+chemical+properties+of+semiconductor+quantum+dots.">A systematic examination of surface coatings on the optical and chemical properties of semiconductor quantum dots.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 8, 3895-3903 (2006).</li><li>Zhang, X., Mohandessi, S., Miller, L. W., Snee, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+functionalization+of+aqueous+CdSe/ZnS+nanocrystals+using+small-molecule+chemical+activators.">Efficient functionalization of aqueous CdSe/ZnS nanocrystals using small-molecule chemical activators.</a> Chem. Comm. 47, 3532-3534 (2011).</li><li>Bucio, L., Souza, V., Albores, A., Sierra, A., Chavez, E., Carabez, A., Guiterrez-Ruiz, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cadmium+and+mercury+toxicity+in+a+human+fetal+hepatic+cell+line+(WRL-68+cells).">Cadmium and mercury toxicity in a human fetal hepatic cell line (WRL-68 cells).</a> Toxicol. 102, 285-299 (1995).</li><li>Han, S. G., Castranova, V., Vallyathan, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+cytotoxicity+of+cadmium+and+mercury+in+a+human+bronchial+epithelial+cell+line+(BEAS-2B)+and+its+role+in+oxidative+stress+and+induction+of+heat+shock+protein+70.">Comparative cytotoxicity of cadmium and mercury in a human bronchial epithelial cell line (BEAS-2B) and its role in oxidative stress and induction of heat shock protein 70.</a> J. Toxicol. Environ. Health Part A. 70, 852-860 (2007).</li><li>Strubelt, O., Kremer, J., Tilse, A., Keogh, J., Pentz, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+studies+on+the+toxicity+of+mercury,+cadmium,+and+copper+toward+the+isolated+perfused+rat+liver.">Comparative studies on the toxicity of mercury, cadmium, and copper toward the isolated perfused rat liver.</a> J. Toxicol. Environ. Health Part A. 47, 267-283 (1996).</li></ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Konvansiyonel CdSe kuantum noktaları ile karşılaştırıldığında, üçlü alaşım Hg x Cd 1-x Se nanokristaller boyutu ve bağımsız floresans dalga boyu ayarlanabilir. Boyutu ilk CdSe nanokristal çekirdek sentezi sırasında seçilir ve floresan dalga boyu büyük ölçüde nanokristal boyutu 9 değişmez bir ikincil cıva katyon değişim aşamasının, seçilir. Bu saflaştırılmış Hg Cd 1 x-x Se nanokristaller kapaklama önce en azından 24 saat için oda sıca...

<table border="1"><tbody><tr><td> Reaktif Adı </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td><td> Yorumlar (isteğe bağlı) </td></tr><tr><td> Selenyum </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 229865 </td><td></td></tr><tr><td> Tri-n-octylphosphine </td><td> Strem </td><td> 15-6655 </td><td> % 97, saf hava kararsız </td></tr><tr><td> Oksit Kadmiyum </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 202894 </td><td> Çok toksik: dikkatli kullanın </td></tr><tr><td> Tetradecylphosphonic asit </td><td> PCI Sentez </td><td> 4671-75-4 </td><td></td></tr><tr><td> Octadecene </td><td> Alfa Aesar </td><td> L11004 </td><td> Teknik grade </td></tr><tr><td> Hexadecylamine </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> H7408 </td><td></td></tr><tr><td> Diphenylphosphine </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 252964 </td&gt; <td> Piroforik </td></tr><tr><td> Civa asetat </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 456012 </td><td> Çok toksik: dikkatli kullanın </td></tr><tr><td> 1-Octanethiol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 471836 </td><td> Güçlü koku </td></tr><tr><td> Oleik asit </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> W281506 </td><td></td></tr><tr><td> Çinko asetat </td><td> Alfa Aesar </td><td> 35792 </td><td></td></tr><tr><td> Asetat hidrat Kadmiyum </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 229490 </td><td> Çok toksik: dikkatli kullanın </td></tr><tr><td> Oleylamine </td><td> Fisher Scientific </td><td> AC12954 </td><td> Havada Kararsız </td></tr><tr><td> Kükürt </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 344621 </td><td></td></tr><tr><td> Trioctylphosphine oksit </td><td> Strem </td><td> 15-6661 </td><td> % 99 </td></tr><tr><td> Piridin </td><td> VWR </td><td> EM-PX2012-6 </td><td> Susuz </td></tr><tr><td> Thioglycerol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M1753 </td><td> Güçlü koku </td></tr><tr><td> Trietilamin </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 471283 </td><td> Susuz </td></tr><tr><td> Diyaliz boru </td><td> Spektrum Labs </td><td> 131342 </td><td> 20 kDa cutoff </td></tr><tr><td> Santrifüj filtre </td><td> Millipore </td><td> UFC801024 </td><td> 10 kDa cutoff </td></tr><tr><td> Monoamino-PEG </td><td> Rapp Polimer </td><td> 12 750-2 </td><td> 750 Da </td></tr><tr><td> DMTMM, 4 - (4,6-dimetoksi-1 ,3,5-triazin-2-il)-4-methylmorpholinium klorid hidrat </td><td> Alfa Aesar </td><td> H26333 </td><td></td></tr><tr><td> AKTAprime Artı Kromatografi Sistemi </td><td> GE Healthcare </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Superpoze 6 10/300 GL kromatografi kolonuna </td><td> GE Healthcare </td><td> 17-5172-01 </td><td></td></tr><tr><td> Agaroz, OmniPur </td><td> VWR </td><td> EM-2120 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Apandis Cıva octanethiolate sentezi: yavaşça 1-octanethiol (. 3 eşdeğer), oda sıcaklığında metanol içerisinde potasyum hidroksit (. 3 eq) içindeki karıştırılmakta olan bir çözelti, civa asetat (. 1 eq) bir metanol çözeltisi ilave edin. Süzme yoluyla cıva (II) octanethiolate çökelek izole edilmiş, eter ile ve bir kere metanol ile iki kere yıkayın, sonra ve vakum altında kurutulur. Multidentate polimer sentezi: 30 dakika süre ile argon ile bir 150 ml&#39;lik üç boyunlu bir şişeye ve kabarcık içinde 25 ml dimetilformamid (DMF) içinde poliakrilik asit (1 g, 1.773 Da) eritilir. 10 ml DMF içindeki sistamin (374 mg, 4.87 mmol), susuz bir solüsyonu eklenir. Şiddetli bir şekilde karıştırılarak oda sıcaklığında, yavaş yavaş susuz diizopropilkarbodiimit ilave edin (DIC, 30, trietilamin (170 ul, 1.22 mmol) ilave edildi dak, ve reaksiyon 60 kadar 72 saat boyunca devam etmesine izin ° C&#39;den fazla 736 mg, 5.83 mmol) Reaksiyon soğutun ve oda sıcaklığında 2 saat boyunca karıştırıldı (501 mg, 6.41 mmol) merkaptoetanol ekleyin. Döner buharlaştırma yolu ile DMF çıkarın ve buz gibi soğuk aseton 2:1 &#39;lik bir karışımının ilave edilmesi ile, polimer izole: kloroform, santrifüjleme ile takip etti. Dietil eter, ve tekrar tekrar, ~ 5 ml susuz DMF içinde filtre polimer çökelti çözülür. Argon altında vakum ve mağaza altında ürün kurulayın. CdSe çekirdek çapı tayini: UV-Vis absorpsiyon spektrumu itibaren uzun dalga boyu tepe (örneğin Şekil 2a CdSe için kabaca 498 nm) ilk exiton tepe (λ, nm) dalga boyu belirlemek ve kullanmak Mulvaney ve arkadaşları 12 eğrisi boyutlandırma: <img src="/files/ftp_upload/4236/4236eq1.jpg" alt= &quot;Denklem 1&quot; /&gt; CdSe nanokristal konsantrasyonunun belirlenmesi: CdSe nanokristaller oluşan optik açıdan berrak çözelti bir arka-çıkartılır UV-Vis tayfından, 350 nm dalga boyunda bir absorpsiyon belirler. Seri seyreltileri, optik absorpsiyon Beer Yasası doğrusal aralığı dahilinde olup olmadığını belirlemek için kullanılabilir. Nanokristal konsantrasyonu (qd, M) aşağıdaki denklem haline nanokristal çap (D, mil olarak), optik absorpsiyon değeri (A 3SA) ve küvet yol uzunluğu (l, cm olarak) tıkama ile tespit edilebilir Bawendi ve arkadaşları 13 ampirik korelasyonu: <img src="/files/ftp_upload/4236/4236eq2.jpg" alt="Denklem 2" /></td></tr></tbody></table>

compact quantum dots for single-molecule imaging

Tek molekül görüntüleme biyomoleküler fonksiyonu mekanizmalarını anlamak için ve hücresel biyoloji 1-4 altında yatan moleküler davranışların mekansal ve zamansal heterojenite görüntülenmesi için önemli bir araçtır. Görüntü ilgi bireyin molekülü için, tipik bir floresan etiketi (boya, protein, boncuk, ya da kuantum nokta) ile konjuge ve Epifloresans veya toplam iç yansıma floresan (TIRF) mikroskopi ile gözlenir. Boyalar ve floresan proteinleri yıllardır floresan görüntüleme dayanak noktası olmuştur ederken, onların floresans sinyalinin tam kaybından önce gözlem sadece birkaç saniye verimli, bireysel moleküllerin gözlemlemek için gerekli yüksek foton akısı altında dengesiz. Lateks boncuk ve boya etiketli boncuk geliştirilmiş sinyal istikrarı sağlamak değil deleteriously çalışma kapsamında molekülünün difüzyon ve davranışını değiştirebilir ölçüde büyük hidrodinamik boyutu pahasına. ntent &quot;&gt; Kuantum nokta (QDS) bu iki sorunlu rejimler arasında bir denge sunuyor. Bu nanopartiküller yarı iletken malzemelerden oluşur ve fotodegradasyon 5 karşı olağanüstü direnç ile hidrodinamik kompakt boyutu ile tasarlanmış olabilir. Dolayısıyla son yıllarda QDS sağlayan etkili olmuştur Tek molekül düzeyinde karmaşık makromoleküler davranışın uzun vadeli gözlem. Ancak bu parçacıkların hala kendi boyutlarını hala 4,6 çok büyük olan hücresel sitoplazma ve yarık nöronal sinaptik gibi kalabalık moleküler ortamlarda bozulmuş difüzyon sergilemek bulunmuştur , 7. Kolloidal stabilite, fotostabilite, parlaklık ve geçmişte 8,9 kompakt QDS yararlılığını engellediğini nonspesifik bağlayıcı uzaklıklar dengelerken Son zamanlarda, çekirdek ve minimize hidrodinamik boyutu için QDS yüzey kaplamaları tasarladık. Bu makalenin amacı göstermektiryalıtkan bir Cd y Zn 1-y S kabuğu, kısa polietilen glikol ile modifiye multidentate polimer ligandı ile daha kaplamalı (ile kaplanmış alaşımlı Hg x Cd 1-x Se çekirdeğinden oluşan bu optimize Nanokristallerin sentezi, modifikasyonu ve karakterizasyonu, PEG) zincirleri (Şekil 1). Konvansiyonel CdSe nanokristaller ile karşılaştırıldığında, Hg x Cd 1-x Se alaşımlar geliştirilmiş hücrelerinde sinyal-gürültü ve non-sitotoksik görünür dalga boylarında uyarma için kırmızı ve yakın kızılötesi dalga boylarında floresans, floresans büyük kuantum verimi sunar. Multidentate polimer kaplamalar hidrodinamik boyutunu en aza indirmek için kapalı ve düz yapısındaki nanokristal yüzeyine bağlamak ve PEG hücreleri ve biyomoleküllerin nonspesifik bağlanma azaltmak için yüzey yükü nötralize eder. Sonuç 550-800 nm ve 12 nm civarındaki toplam hidrodinamik boyutu arasındaki emisyon ile parlak floresan nanokristal olduğunu. Bu, s &#39;deBirçok çözünür globüler hücrelerindeki proteinlerin ve konvansiyonel Pegile QDS (25-35 nm) göre önemli ölçüde daha küçük olarak ame boyut aralığı.

Şekil 2 CdSe nanokristaller, katyon değişim sonrası Hg x Cd 1-x Se nanokristaller ve Hg x Cd 1-x Se / Cd y Zn kabuk büyüme sonrası 1-y S nanokristaller için temsili absorpsiyon ve floresans spektrumları resmediyor. Çekirdek CdSe nanokristaller, kuantum% 15 civarındaki floresans verimi (uzun dalga boylu derin tuzak emisyon dahil) ama bu verimli yüzeye atomu parçalama 9 aracılığıyla tanıtılan taşıyıcı tuzak...

Watch this Scientific Journal Video about Compact Quantum Dots for Single-molecule Imaging at JoVE.com

Compact Quantum Dots for Single-molecule Imaging

Biz tek-molekül floresan görüntüleme için minimize hidrodinamik büyüklüğü ile kolloidal Kuantum noktalarının hazırlanması tarif. Konvansiyonel kuantum noktaları ile karşılaştırıldığında, bu nanopartiküller globüler proteinlerin boyut olarak benzer ve tek-molekül parlaklık, fotodegradasyon karşı kararlılık ve proteinleri ve hücreleri nonspesifik bağlanma direnci için optimize edilmiştir.

Tek molekül Görüntüleme için kompakt Kuantum Noktaları

Single-molecule imaging is an important tool for  understanding the mechanisms of biomolecular function and for visualizing the  spatial and temporal ...

compact-quantum-dots-for-single-molecule-imaging

Research

JoVE Journal

Engineering

18.0K Görüntüleme.  Emory University. Biz tek-molekül floresan görüntüleme için minimize hidrodinamik büyüklüğü ile kolloidal Kuantum noktalarının hazırlanması tarif. Konvansiyonel kuantum noktaları ile karşılaştırıldığında, bu nanopartiküller globüler proteinlerin boyut olarak benzer ve tek-molekül parlaklık, fotodegradasyon karşı kararlılık ve proteinleri ve hücreleri nonspesifik bağlanma direnci için optimize edilmiştir.

Video: Compact Quantum Dots for Single-molecule Imaging

Gradient Echo Quantum Memory in Warm Atomic Vapor

Gradient echo memory (GEM) is a protocol for storing optical quantum states of light in atomic ensembles. The primary motivation for such a technology is that quantum key distribution (QKD), which uses Heisenberg uncertainty to guarantee security of cryptographic keys, is limited in transmission distance. The development of a quantum repeater is a possible path to extend QKD range, but a repeater will need a quantum memory. In our experiments we use a gas of rubidium 87 vapor that is contained in a warm gas cell. This makes the scheme particularly simple. It is also a highly versatile scheme that enables in-memory refinement of the stored state, such as frequency shifting and bandwidth manipulation. The basis of the GEM protocol is to absorb the light into an ensemble of atoms that has been prepared in a magnetic field gradient. The reversal of this gradient leads to rephasing of the atomic polarization and thus recall of the stored optical state. We will outline how we prepare the atoms and this gradient and also describe some of the pitfalls that need to be avoided, in particular four-wave mixing, which can give rise to optical gain.

The gradient echo memory is a protocol for storing optical quantum states of light in atomic ensembles. Quantum memory is a key element of a quantum repeater, which can extend the range of quantum key distribution. We outline the operation of the scheme when implemented in a 3-level atomic ensemble.

Sıcak Atom Vapor Gradient Echo Kuantum Hafıza

Gradient  echo memory (GEM) is a protocol for storing optical quantum states of light in  atomic ensembles. The primary motivation for such a technology ...

Mühendislik

Nanofabrication of Gate-defined GaAs/AlGaAs Lateral Quantum Dots

A quantum computer is a computer composed of quantum bits (qubits) that takes advantage of quantum effects, such as superposition of states and entanglement, to solve certain problems exponentially faster than with the best known algorithms on a classical computer. Gate-defined lateral quantum dots on GaAs/AlGaAs are one of many avenues explored for the implementation of a qubit. When properly fabricated, such a device is able to trap a small number of electrons in a certain region of space. The spin states of these electrons can then be used to implement the logical 0 and 1 of the quantum bit. Given the nanometer scale of these quantum dots, cleanroom facilities offering specialized equipment- such as scanning electron microscopes and e-beam evaporators- are required for their fabrication. Great care must be taken throughout the fabrication process to maintain cleanliness of the sample surface and to avoid damaging the fragile gates of the structure. This paper presents the detailed fabrication protocol of gate-defined lateral quantum dots from the wafer to a working device. Characterization methods and representative results are also briefly discussed. Although this paper concentrates on double quantum dots, the fabrication process remains the same for single or triple dots or even arrays of quantum dots. Moreover, the protocol can be adapted to fabricate lateral quantum dots on other substrates, such as Si/SiGe.

This paper presents a detailed fabrication protocol for gate-defined semiconductor lateral quantum dots on gallium arsenide heterostructures. These nanoscale devices are used to trap few electrons for use as quantum bits in quantum information processing or for other mesoscopic experiments such as coherent conductance measurements.

Gate tanımlı GaAs / AlGaAs Yanal Kuantum Noktalarının nano fabrikasyon

A quantum computer is a computer composed of quantum bits (qubits) that takes advantage of quantum effects, such as superposition of states and ...

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit a strong degradation after annealing due to the occurrence of void formation at the contact/SiO2 interface. This void formation can cause cracking and delamination of the metal film, which can increase the resistance or lead to a complete failure of the NW device. In order to address issues associated with void formation, a technique was developed that removes Ni/Au contact metal films from the substrates to allow for the examination and characterization of the contact/substrate and contact/NW interfaces of single GaN NW devices. This procedure determines the degree of adhesion of the contact films to the substrate and NWs and allows for the characterization of the morphology and composition of the contact interface with the substrate and nanowires. This technique is also useful for assessing the amount of residual contamination that remains from the NW suspension and from photolithographic processes on the NW-SiO2 surface prior to metal deposition. The detailed steps of this procedure are presented for the removal of annealed Ni/Au contacts to Mg-doped GaN NWs on a SiO2 substrate.

A technique was developed that removes Ni/Au contact metal films from their substrate to allow for the examination and characterization of the contact/substrate and contact/NW interfaces of single GaN nanowire devices.

Tek GaN Nanotel Cihazlar İletişim arabirimleri Analizi

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

Construction and Characterization of External Cavity Diode Lasers for Atomic Physics

Since their development in the late 1980s, cheap, reliable external cavity diode lasers (ECDLs) have replaced complex and expensive traditional dye and Titanium Sapphire lasers as the workhorse laser of atomic physics labs1,2. Their versatility and prolific use throughout atomic physics in applications such as absorption spectroscopy and laser cooling1,2 makes it imperative for incoming students to gain a firm practical understanding of these lasers. This publication builds upon the seminal work by Wieman3, updating components, and providing a video tutorial. The setup, frequency locking and performance characterization of an ECDL will be described. Discussion of component selection and proper mounting of both diodes and gratings, the factors affecting mode selection within the cavity, proper alignment for optimal external feedback, optics setup for coarse and fine frequency sensitive measurements, a brief overview of laser locking techniques, and laser linewidth measurements are included.

This is an instructional paper to guide the construction and diagnostics of external cavity diode lasers (ECDLs), including component selection and optical alignment, as well as the basics of frequency reference spectroscopy and laser linewidth measurements for applications in the field of atomic physics.

Atom Fiziği Harici Boşluk Diode Lazer İnşaatı ve Karakterizasyonu

Since their development in the late 1980s, cheap, reliable external cavity diode lasers (ECDLs) have replaced complex and expensive traditional dye and ...

Quantum State Engineering of Light with Continuous-wave Optical Parametric Oscillators

Engineering non-classical states of the electromagnetic field is a central quest for quantum optics1,2. Beyond their fundamental significance, such states are indeed the resources for implementing various protocols, ranging from enhanced metrology to quantum communication and computing. A variety of devices can be used to generate non-classical states, such as single emitters, light-matter interfaces or non-linear systems3. We focus here on the use of a continuous-wave optical parametric oscillator3,4. This system is based on a non-linear &#967;2 crystal inserted inside an optical cavity and it is now well-known as a very efficient source of non-classical light, such as single-mode or two-mode squeezed vacuum depending on the crystal phase matching. 
Squeezed vacuum is a Gaussian state as its quadrature distributions follow a Gaussian statistics. However, it has been shown that number of protocols require non-Gaussian states5. Generating directly such states is a difficult task and would require strong &#967;3 non-linearities. Another procedure, probabilistic but heralded, consists in using a measurement-induced non-linearity via a conditional preparation technique operated on Gaussian states. Here, we detail this generation protocol for two non-Gaussian states, the single-photon state and a superposition of coherent states, using two differently phase-matched parametric oscillators as primary resources. This technique enables achievement of a high fidelity with the targeted state and generation of the state in a well-controlled spatiotemporal mode.

We describe the reliable generation of non-Gaussian states of traveling optical fields, including single-photon states and coherent state superpositions, using a conditional preparation method operated on the non-classical light emitted by optical parametric oscillators. Type-I and type-II phase-matched oscillators are considered and common procedures, such as the required frequency filtering or the high-efficiency quantum state characterization by homodyning, are detailed.

Sürekli dalga Optik Parametrik Osilatörler ile Işığın kuantum Devlet Mühendislik

Engineering non-classical states of the electromagnetic field is a central quest for quantum optics1,2. Beyond their fundamental significance, such states ...

Investigating Single Molecule Adhesion by Atomic Force Spectroscopy

Atomic force spectroscopy is an ideal tool to study molecules at surfaces and interfaces. An experimental protocol to couple a large variety of single molecules covalently onto an AFM tip is presented. At the same time the AFM tip is passivated to prevent unspecific interactions between the tip and the substrate, which is a prerequisite to study single molecules attached to the AFM tip. Analyses to determine the adhesion force, the adhesion length, and the free energy of these molecules on solid surfaces and bio-interfaces are shortly presented and external references for further reading are provided. Example molecules are the poly(amino acid) polytyrosine, the graft polymer PI-g-PS and the phospholipid POPE (1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine). These molecules are desorbed from different surfaces like CH3-SAMs, hydrogen terminated diamond and supported lipid bilayers under various solvent conditions. Finally, the advantages of force spectroscopic single molecule experiments are discussed including means to decide if truly a single molecule has been studied in the experiment.

A protocol to couple a large variety of single molecules covalently onto an AFM tip is presented. Procedures and examples to determine the adhesion force and free energy of these molecules on solid supports and bio-interfaces are provided.

Atomik Kuvvet Spektroskopi Tek Molekül Yapışma incelenmesi

Atomic force spectroscopy is an ideal tool to study molecules at surfaces and interfaces. An experimental protocol to couple a large variety of single ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of biosensing devices. We report on a protocol of using KrF and ArF lasers irradiating Si (001) samples immersed in a liquid environment with low number of pulses and operating at moderately low pulse fluences to induce Si wettability modification. Wafers immersed for up to 4 hr in a 0.01% H2O2/H2O solution did not show measurable change in their initial contact angle (CA) ~75&#176;. However, the 500-pulse KrF and ArF lasers irradiation of such wafers in a microchamber filled with 0.01% H2O2/H2O solution at 250 and 65 mJ/cm2, respectively, has decreased the CA to near 15&#176;, indicating the formation of a superhydrophilic surface. The formation of OH-terminated Si (001), with no measurable change of the wafer&#8217;s surface morphology, has been confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy measurements. The selective area irradiated samples were then immersed in a biotin-conjugated fluorescein-stained nanospheres solution for 2 hr, resulting in a successful immobilization of the nanospheres in the non-irradiated area. This illustrates the potential of&#160;the method for selective area biofunctionalization and fabrication of advanced Si-based biosensing architectures. We also describe a similar protocol of irradiation of wafers immersed in methanol (CH3OH) using ArF laser operating at pulse fluence of 65 mJ/cm2 and in situ formation of a strongly hydrophobic surface of Si (001) with the CA of 103&#176;. The XPS results indicate ArF laser induced formation of Si&#8211;(OCH3)x compounds responsible for the observed hydrophobicity. However, no such compounds were found by XPS on the Si surface irradiated by KrF laser in methanol, demonstrating the inability of the KrF laser to photodissociate methanol and create -OCH3 radicals.

We report on a process of in situ alteration of HF treated Si (001) surface into a hydrophilic or hydrophobic state by irradiating samples in microfluidic chambers filled with&#160;H2O2/H2O solution (0.01%-0.5%) or methanol solutions using pulsed UV laser of a relative low pulse fluence.

Sıvı Ortamda Darbeli UV Lazer Radyasyonla Silikon Yüzey Islanabilirliği Seçici Alan Değişikliği

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Silicon Metal-oxide-semiconductor Quantum Dots for Single-electron Pumping

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by quantum mechanical effects such as tunneling through single dopants, scattering via interface defects, and discrete trap charge states. However, progress in silicon technology has shown that these phenomena can be harnessed and exploited for a new class of quantum-based electronics. Among others, multi-layer-gated silicon metal-oxide-semiconductor (MOS) technology can be used to control single charge or spin confined in electrostatically-defined quantum dots (QD). These QD-based devices are an excellent platform for quantum computing applications and, recently, it has been demonstrated that they can also be used as single-electron pumps, which are accurate sources of quantized current for metrological purposes. Here, we discuss in detail the fabrication protocol for silicon MOS QDs which is relevant to both quantum computing and quantum metrology applications. Moreover, we describe characterization methods to test the integrity of the devices after fabrication. Finally, we give a brief description of the measurement set-up used for charge pumping experiments and show representative results of electric current quantization.

The fabrication process and experimental characterization techniques relevant to single-electron pumps based on silicon metal-oxide-semiconductor quantum dots are discussed.

Tek elektron pompalayabilme için Silikon Metal-oksit-yarıiletken Kuantum Noktaları

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by ...

Use of a Multi-compartment Dynamic Single Enzyme Phantom for Studies of Hyperpolarized Magnetic Resonance Agents

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due to fundamental constraints imposed by the hyperpolarized state, exotic imaging and reconstruction techniques are commonly used. A practical system for characterization of dynamic, multi-spectral imaging methods is critically needed. Such a system must reproducibly recapitulate the relevant chemical dynamics of normal and pathological tissues. The most widely utilized substrate to date is hyperpolarized [1-13C]-pyruvate for assessment of cancer metabolism. We describe an enzyme-based phantom system that mediates the conversion of pyruvate to lactate. The reaction is initiated by injection of the hyperpolarized agent into multiple chambers within the phantom, each of which contains varying concentrations of reagents that control the reaction rate. Multiple compartments are necessary to ensure that imaging sequences faithfully capture the spatial and metabolic heterogeneity of tissue. This system will aid the development and validation of advanced imaging strategies by providing chemical dynamics that are not available from conventional phantoms, as well as control and reproducibility that is not possible in vivo.

A multi-compartment dynamic phantom is used to simulate some biology of interest for metabolic studies using hyperpolarized magnet resonance agents.

Hiperpolarize Manyetik Rezonans Ajanlar Araştırmaları bir Multi-bölmesi Dinamik Tek Enzim Phantom Kullanımı

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due ...

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope for MEMS Inspection and Characterization

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and automotive. However, effective inspection and characterization metrology systems are needed to ensure the functional reliability of MEMS. This study presents a system based on digital holography as a tool for MEMS metrology. Digital holography has gained increasing attention in the past 20 years. With the fast development and decreasing cost of sensor arrays, resolution of such systems has increased broadening potential applications. Thus, it has attracted attention from both research and industry sides as a potential reliable tool for industrial metrology. Indeed, by recording the interference pattern between an object beam (which contains sample height information) and a reference beam on a CCD camera, one can retrieve the quantitative phase information of an object. However, most of digital holographic systems are bulky and thus not easy to implement on industry production lines. The novelty of the system presented is that it is lens-less and thus very compact. In this study, it is shown that the Compact Digital Holographic Microscope (CDHM) can be used to evaluate several characteristics typically consider as criteria in MEMS inspections. The surface profiles of MEMS in both static and dynamic conditions are presented. Comparison with AFM is investigated to validate the accuracy of the CDHM.

We present a compact reflection digital holographic system (CDHM) for inspection and characterization of MEMS devices. A lens-less design using a diverging input wave providing natural geometrical magnification is demonstrated. Both static and dynamic studies are presented.

MEMS Muayene ve Karakterizasyonu için kompakt Lens az Dijital Holografik Mikroskop

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and ...