Name: large-area scanning probe nanolithography facilitated by automated alignment and its application to substrate fabrication for cell culture studies
Uploaded: 2018-06-12T13:30:00
Duration: 9 min 45 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Large-area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment and Its Application to Substrate Fabrication for Cell Culture Studies at JoVE.com

Les auteurs reconnaissent l’aide financière de diverses sources, y compris l’UK Engineering and Physical Sciences Research Council (refs de subventions. EP/K011685/1, EP/K024485/1) et une bourse d’étude universitaire pour JH ; le Leverhulme Trust (RPG-2014-292) ; le Fonds de soutien stratégique institutionnel du Wellcome Trust (105610/Z/14/Z) ; le British Council (216196834) ; et l’Université de Manchester pour une Université de Manchester Research Institute (fonds d’amorçage pompe UMRI) et une bourse de doctorat présidentielle à l’assistance technique de SW. par Dr. Andreas Lieb (Nanosurf AG) est également grandement appréciées.

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L’algorithme d’alignement et les logiciels ont été développés par et sont la propriété de, l’Université de Manchester. Il est disponible en téléchargement sur http://www.click2go.umip.com/.

Ce protocole sert à fournir aux utilisateurs une méthode pratique pour réaliser rapidement nanolithographic le patterning avec grande uniformité et contrôlables taille plus grande des zones (cm2). Substrats portant ces nanopatterns de grande surface peuvent alors être précisées pour une variété d’applications. Une application majeure de cette technologie est de la génération des surfaces nanofabriquées pour les études sur les interactions de surface cellulaire. Ce rapport montre quelques exemples de culture cellulaire sur ces matériaux, démontrant le contrôle du CSAH morphologie par nanofabriquées substrats.
L’élément clé de ce protocole est l’automatisation de la procédure d’alignement (étape 4) qui permet une production très uniforme et à haut débit des caractéristiques sur les surfaces, jusqu'à résolution nanométrique, qui permet la rotation rapide des expériences de culture cellulaire. La lithographie de stylo de polymère réalisée à l’aide de cet algorithme d’alignement est capable de générer les caractéristiques d’échelle nanométrique dans environ 30 min. La reproductibilité et la précision de l’alignement automatique et donc l’uniformité des motifs caractéristiques, est cependant critique dépend de la qualité des tableaux sonde qui sont produites (phases 1 et 2). Les défauts dans leur préparation qui donnent lieu à des sondes émoussés, cassées ou manquantes ; tels que l’air emprisonné bulles (étape 1.5) ou une mauvaise séparation des sondes du maître (étape 1.8) peut entraîner l’alignement imprécis et lithographie de mauvaise qualité.
Cela rapporté méthode partage une limitation en commun avec d’autres méthodes d’alignement qui s’appuient sur le retour de force. La détermination précise de quand les sondes sont en contact avec la surface est limitée par la nécessité de tenir compte de vibrations de fond causées par l’environnement ambiant et le mouvement de la scène de l’échantillon. En général, les capteurs ont une sensibilité de force dans le régime µN (2 µN dans ce cas), mais l’algorithme d’alignement est conçu pour enregistrer seulement une force d’au moins 490 µN définitif de contact entre la sonde et la surface, afin d’éviter toute resul « faux positifs » Ting du bruit de fond. 13 par conséquent, cette méthode tend à produire des grandes fonctions (1 à 2 µm) puisque les sondes doit étendre une grande distance sur le z-axe (avec une force plue conséquente) afin d’enregistrer le contact. Pour compenser, petits éléments peuvent être générés en réduisant le z-axe distance parcourue pendant l’étape de la lithographie (p. ex., entrant dans le paramètre « Noir » à l’étape 5.2.3.2 comme 3 µm au lieu de 5 µm).
Néanmoins, même avec cette restriction, l’algorithme d’automatisation est capable d’aborder un aspect essentiel dans l’application des méthodes de la lithographie de sonde à balayage parallélisée, comme alignement c’était auparavant le plus exigeant et imprécis pas de temps dans la mise en œuvre de ces techniques. Cette automatisation maintenant décale l’étape cinétiquement limitante du processus de fabrication de l’alignement à l’écriture lithographique lui-même. Alors que ce protocole illustre l’application de cette procédure d’alignement à PPL, le cadre pourrait être appliqué à un certain nombre de techniques SPL comme lipides-DPN26 et Lithographie assistée par matrice27 ainsi que futur potentiel catalytique systèmes de sonde. 28

Progrès en nanotechnologie sont tributaire de l’évolution des techniques capables de fabriquer des dispositifs nanométriques sur surfaces efficace et fiable. 1 , 2 Toutefois, générant ces dispose de manière fiable sur de grandes surfaces (plusieurs cm2) et à un coût relativement faible est un effort non négligeable. La plupart des techniques existantes, dérivés de l’industrie des semi-conducteurs, dépendent de la photolithographie ablative pour fabriquer des matières « dures ». Plus récemment, des techniques lithographiques, dérivés de la microscopie de sonde (SPM) sont apparus comme une approche pratique et polyvalente pour le prototypage rapide des conceptions de l’échelle nanométrique. 3 techniques axées sur le SPM peuvent facilement et rapidement « écrire » n’importe quel modèle défini par l’utilisateur. Le plus connu d'entre eux est dip-pen nanolithographie (DPN), mis au point par Mirkin et al.,4 où une sonde de balayage est utilisée comme une « plume » de transférer un « ink » moléculaire à la surface, produisant des caractéristiques d’une manière analogue à l’écriture. Dans des conditions ambiantes, comme une sonde est analysée à travers une surface, les molécules « ink » sont transférés à la surface via un ménisque de l’eau qui se forme entre la sonde et la surface (Figure 1). DPN permet donc la déposition de nanolithographic d’un large éventail de matériaux, y compris ceux « en douceur » tels que les polymères et les biomolécules. 5 techniques connexes à l’aide de sondes conçues avec des chaînes pour livraison fluide, diversement appelé « nanopipettes » et « nano-stylos », ont également été signalés. 6 , 7 , 8
Le principal obstacle à une application plus large de la lithographie de SPM-dérivé est le débit, car elle exige un temps excessivement long aux zones de modèle à l’échelle du centimètre avec une seule sonde. Premiers efforts visant à résoudre ce problème, axé sur la parallélisation des DPN axée sur le cantilever, avec « one-dimensional » et « bidimensionnelle » tableaux de sonde (2D) signalés pour la lithographie de zones taille centimètre. 5 , 9 Toutefois, ces baies en porte-à-faux sont produites par des méthodes de fabrication de plusieurs étapes relativement complexes et sont relativement fragiles. L’invention de la lithographie de stylo de polymère (PPL) a abordé cette question en remplaçant les encorbellements SPM standards avec un tableau 2D de doux siloxane élastomère sondes collé sur une lame de verre. 10 cette configuration simple sonde diminue considérablement le coût et la complexité de la structuration des grandes surfaces, ouvrant la nanolithographie à un large éventail d’applications. Cette architecture en porte-à-faux-libre a également été élargie à la pointe en dur tendre-printemps de lithographie,11 , qui prévoit un hybride de soutien élastomère souple avec embouts silicone dur donnant une résolution améliorée par rapport aux modèles fabriqués à l’aide de doux conseils d’élastomère.
Un facteur crucial dans l’exécution de ces technologies de tableau 2D, c’est que le tableau de la sonde doit être exactement parallèle à la surface substrat afin que lorsque lithographie est utilisée, toutes les sondes en contact avec la surface simultanément. Même un petit décalage peut provoquer une grande différence dans la taille d’un côté du tableau à l’autre, puisque certaines sondes entrera en contact avec la surface plus tôt au cours de la descente du tableau, tandis que d’autres viendront en contact plus tard ou pas du tout. 12 alignement exact est particulièrement important avec le PPL en raison de la déformabilité des sondes élastomère souple, où les sondes de contact avec la surface plus tôt seront compressés, laissant une plus grande empreinte sur la surface.
Les premiers travaux sur PPL employé contrôle purement visuel pour guider le processus d’alignement, en utilisant une caméra montée au-dessus du tableau d’observer la déformation des sondes pyramidales, comme ils ont été mis en contact avec la surface. 10 l’alignement a été jugé en observant quel côté des sondes est entré en contact avec la surface de tout d’abord, puis en réglage de l’angle et en répétant la procédure de manière itérative jusqu'à ce que la différence de contact de chaque côté de la sonde a été Impossible de distinguer à le œil. Comme cette procédure d’alignement s’appuie sur une inspection visuelle subjective par l’opérateur, la reproductibilité est faible.
Par la suite, une approche plus objective a été développée, composé d’un capteur de force monté sous le substrat pour mesurer la force appliquée au contact de la sonde sur la surface. 12 alignement a été ainsi obtenu en ajustant les angles d’inclinaison afin de maximiser la force exercée, qui a indiqué que toutes les sondes étaient simultanément en contact. Cette méthode a montré que l’alignement à 0,004 ° de la surface parallèle était possible. Cette « force feedback nivellement » a maintenant été implémentée dans des systèmes entièrement automatisés dans deux rapports indépendants. 13 , 14 fois utiliser une triade de capteurs de force montés sous le substrat ou au-dessus du tableau et mesurer la quantité de force exercée lors du contact entre les baies de la sonde et la surface. Ces systèmes donnent de haute précision, rapports des désalignements de 0,001 ° sur une échelle de longueur de 1 cm, le14 ou le ≤ 0,0003 ° sur 1,4 cm.13 ces systèmes d’alignement automatisé prévoient aussi grandes économies en temps opérateur et temps global pris pour compléter le procédé de lithographie.
Une application majeure de fabrication surface haut débit a permis par cette technologie est la génération de substrats de culture cellulaire. Il est maintenant bien établi que phénotype cellulaire peut être manipulé en contrôlant l’interaction initiale entre les cellules et les caractéristiques de la surface, et que cela peut être amélioré à l’échelle nanométrique. 15 précisément, balayage méthodes lithographie de sonde ont démontré qu’une méthode facile pour produire une variété de surfaces nanofabriquées pour de telles expériences de culture cellulaire. 16 par exemple, les surfaces présentant des motifs nanométriques de monocouches auto-assemblées et matrice extracellulaire protéines basé sur un modèle par PPL et DPN ont été utilisés pour étudier le potentiel des matériaux nano-modifiée en matière induit la différenciation des cellules souches. 17
Ce protocole décrit l’utilisation d’une force atomique mis à jour le microscope (AFM) système qui permet de grande surface PPL. Nous détaillons la détection de la force à l’aide de plusieurs capteurs de force comme le moyen de déterminer la sonde-surface de contact, avec un algorithme qui automatise le processus itératif d’alignement. Fonctionnalisation subséquente de ces modèles avec la fibronectine de protéine de matrice extracellulaire et la culture de cellules souches mésenchymateuses humaines (CSAH) sont décrits, comme une démonstration de surfaces fabriqués en PPL, appliqué pour la culture cellulaire.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FlexAFM mounted on a motorised 5-axis (XYZ&#920;&#934;) translation and goniometer stage</td>
			<td>NanoSurf</td>
			<td>P40008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AFM control software</td>
			<td>NanoSurf</td>
			<td>C3000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Engraving pen</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z225568</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasma Cleaner</td>
			<td>Harrick plasma</td>
			<td>PDC-32G-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PlasmaFlo</td>
			<td>Harrick plasma</td>
			<td>PDC-FMG-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Economy Dry Oxygen Service Pump</td>
			<td>Harrick plasma</td>
			<td>PDC-OPE-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tube Rotator</td>
			<td>Stuart</td>
			<td>SB3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Desiccator</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>5311-0250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Milli-Q Water Purification System</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>ZRXQ015WW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Modular Humidity Generator</td>
			<td>proUmid</td>
			<td>MHG32</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proline Plus Pipette 100-1000 &#181;L</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>728070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon masters</td>
			<td>NIL Technology</td>
			<td>custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Upright snapshot fluorescence microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>BX51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope objectives</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>10x and 60x UPlan FLN &#8734;/-/FN 26.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Upright bright field microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>DM 2500M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonicator</td>
			<td>Ultrawave Ltd.</td>
			<td>U95</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spreadsheet for recording and intepreting automated alignment results</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>Excel</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagent</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-propanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34863</td>
			<td>FLAMMABLE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Sildes, Clear, Ground</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>451000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(7&#8211;8% vinylmethylsiloxane)-dimethylsiloxane copolymer, trimethylsiloxy-terminated</td>
			<td>Gelest</td>
			<td>VDT-731</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclotetrasiloxane</td>
			<td>Gelest</td>
			<td>SIT7900.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum(0)-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>479527</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(25&#8211;35% methylhydrosiloxane)-dimethylsiloxane copolymer, trimethylsiloxane-terminated</td>
			<td>Gelest</td>
			<td>HMS-301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weigh Boat 100 mL</td>
			<td>Scientific Laboratory Supplies</td>
			<td>BALI828</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipette</td>
			<td>Appleton Woods</td>
			<td>KS230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>SARSTEDT</td>
			<td>82.1473</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Razor blade</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>ST10-031T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adhesive Carbon Tape</td>
			<td>Agar scientific</td>
			<td>AGG3939</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16-Mercaptohexadecanoic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>448303-1G</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34852</td>
			<td>FLAMMABLE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold coated microscope slide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>643203</td>
			<td>Once opened gold will remain reactive to thiols for at least 1 month</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiourea</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8656</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron(III) nitrate nonahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>529303</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>84415</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(11-Mercaptoundecyl)hexa(ethylene glycol)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>675105</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibronectin from human plasma</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F0895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cobalt(II) nitrate hexahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>203106</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#8217;s Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8537</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MSCGM Mesenchymal Stem Cell Growth Medium</td>
			<td>Lonza UK</td>
			<td>PT-3001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Mesenchymal Stem Cells</td>
			<td>Lonza UK</td>
			<td>PT-2501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T4174</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heraeus Multifuge X1 Centrifuge</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>75004210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CELLSTAR Centrifuge Tubes</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>188261</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>P/0840/53</td>
			<td>HARMFUL, TOXIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488 Phalloidin</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A12379</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8787</td>
			<td>&#34;Detergent&#34; in manuscript</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VECTASHIELD Antifade Mounting Medium with DAPI</td>
			<td>Vector Laboratories</td>
			<td>H-1200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-fibronectin antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab2413</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-Rabbit IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor 594</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>R37117</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A3912</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12-well plate</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10253041</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T75 tissue culture flask</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10790113</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cantilever</td>
			<td>BudgetSensor</td>
			<td>ContAl-G</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

large-area scanning probe nanolithography facilitated by automated alignment and its application to substrate fabrication for cell culture studies

Microscopie à sonde a permis la création d’une variété de méthodes pour la fabrication de haut en bas (« additive ») constructive des caractéristiques de l’échelle nanométrique. Historiquement, un inconvénient majeur de lithographie de sonde à balayage a été l’intrinsèquement faible débit des systèmes de sonde unique. Cela a été abordé par l’utilisation de tableaux de plusieurs sondes pour permettre un débit accru nanolithographie. Afin de mettre en œuvre ce nanolithographie parallélisée, l’alignement précis des tableaux de sonde avec la surface du substrat est essentiel, afin que toutes les sondes de prendre contact avec la surface simultanément lorsque lithographique répétition commence. Ce protocole décrit l’utilisation de la lithographie de stylo de polymère pour produire des dispositifs nanométriques sur les zones taille centimètre, facilitées par l’utilisation d’un algorithme pour l’alignement rapide, précise et automatisée des baies de la sonde. Ici, nanolithographie de thiols sur substrats or illustre la génération de fonctions avec grande uniformité. Ces modèles sont ensuite fonctionnalisés avec la fibronectine pour utilisation dans le cadre des études de morphologie axés sur la surface cellulaire.

Pour vérifier si l’alignement automatisé avait réussi, les graphiques tracés à partir des données de l’alignement (dans la feuille de calcul de l’étape 4,8) ont été examinés. Lorsque le processus d’alignement avait réussi les deux parcelles, correspondant à l’angle par lequel la scène de l’échantillon a été inclinée le long des axes θ et φ, montrent une série en hausse et décroissant de points de données. Dans chacune des parcelles, deux ajustements linéaires des points de données ont montré une intersect bien défini « peak » indiquant le maximum de z-extension et l’angle correspondant au cours de laquelle l’alignement a été obtenue (Figure 4 a et 4 b). Ce processus est répété quatre fois (c'est-à-diredeux fois pour chaque axe) et tracés comme un ensemble de quatre coordonnées. L’intersection de chaque paire de coordonnées montre ainsi les angles globale optimales (Figure 4). 13 dans le cas où l’alignement n’a pas réussi, on peut observer que leur correspondant θ et φ angle parcelles ne donnent pas d’ajustements linéaires de bonne qualité, ou ne se croisent pas (Figure 5). Ces alignements ayant échouées sont généralement à la suite les baies étant mal entretenue ou monté sur le support de sonde (étapes 1.7, 1.8 et 2.2). Dans ces cas, les tableaux ont été rejetées et un nouveau préparé et monté (étapes 1 et 2), et le processus d’alignement répété (étape 4).
Après alignement réussie et lithographie avec MHA par PPL, substrats or à motifs ont été ensuite imagés à l’aide de la microscopie de force latérale afin de déterminer si le dépôt a eu lieu. Un examen de surface plus grand des surfaces imprimées a été également réalisé par microscopie optique des substrats après l’attaque de l’or non protégé par le thiol déposé (Figure 6 et Figure 7). Cependant, les modèles gravées ne peuvent être utilisés pour plus de fonctionnalisation et ne doivent être utilisés que pour confirmer les patrons sur des échantillons représentatifs d’un lot de substrats de surface imprimées. Si les modèles gravées indiquent des zones blanches correspondant à un enclos individuel (Figure 8), ce résultat indique que la production de tableaux de la sonde n’a pas été faite avec succès, et que certaines sondes sont manquantes ou endommagées. Ce manque d’homogénéité des sondes peut être due à l’utilisation d’un vieux maître où le revêtement perfluorés a usé (étape 1.3), ce qui entraîne certaines sondes arrachés lorsque le tableau est séparé du maître. Dans ces cas, on utilisera un nouveau maître. Le résultat peut également être due à la présence d’air, bulles emprisonnées entre le verre support et le capitaine (étape 1.5), ou si le tableau de la sonde ne était pas proprement séparé du maître après durcissement (étape 1.8).
Images de microscopie fluorescente des surfaces fibronectine fonctionnalisée couvés CSM ont également été recueillis (Figure 9). En général, tous les substrats sont demeurés stables dans l’environnement de culture in vitro et les cellules ont adhéré et adapté à leur morphologie pour les patrons imprimés en cas de petit isolé 20 x 20 gamme de fonctionnalités.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig1.jpg"> Figure 1. Représentation schématique de la lithographie de stylo de polymère montrant encre moléculaire transport via un ménisque de l’eau sur l’embout de sonde. (A) vue latérale et (B) vue du tableau stylo polymère indiquent que lorsque le tableau de la sonde et la surface substrat sont parfaitement alignés, toutes les sondes entrent en contact avec la surface simultanément, résultant en lithographie parallélisée. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig1large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig2.jpg"> Figure 2. Diagramme schématique de la lithographie de stylo de polymère mis en place (A) vue latérale élargi d’expérimental mis en place où le tableau préparé sonde est attaché pour sonder le titulaire et monté au scanner de l’AFM. Le substrat est placé sur la scène, au-dessous de laquelle se trouvent les trois capteurs de force. (B) une représentation de l’instrumentation Assemblée, montrant la tête de balayage AFM par rapport à la scène de l’échantillon. Vue du dessous (C) montrant l’emplacement de capteur de force. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig2large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig3.jpg"> Figure 3. Représentation schématique illustrant le programme de la spectroscopie pour la procédure d’alignement. Le scanner de l’AFM est défini pour déplacer les sondes vers l’échantillon par une distance de 10 µm à 100 ms, qui s’est tenue en position pendant 250 ms, suivie d’une rétraction de 10 µm à 100 ms et puis qui s’est tenue pendant 250 ms en position rétractée. La requête est ensuite répétée tout au long du processus d’alignement. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig3large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig4.jpg"> Figure 4. Graphiques illustrant un alignement réussi. Graphiques de position z contre les angles d’inclinaison (A) θ et φ (B) pour une harmonisation réussie, où ● indique les valeurs réelles mesurées et + le meilleur ajustement avec la méthode des moindres carrés. (C) graphe de φ contre θ monté angles avec les quatre points où la z-position maximum a été atteint. Le point d’intersection marqué est l’angle d’inclinaison optimal final sur les deux axes. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig4large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig5.jpg"> Figure 5. Graphiques illustrant un alignement infructueux. Graphiques de position z contre les angles d’inclinaison (A) θ et φ (B) pour un alignement infructueux, où ● indique les valeurs réelles mesurées et + le meilleur ajustement avec la méthode des moindres carrés. (C) graphe de φ contre θ monté angles avec les quatre points où la z-position maximum a été atteint. Pas clair optima ou point d’intersection sont observées et donc les angles d’alignement optimal ne sont pas résolus. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig5large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig6.jpg"> Figure 6. Microscopie optique illustration et images de microscopie de force atomique d’or substrats qui ont modelé avec MHA par les baies de la PPL alignés et puis gravé à l’eau-forte. (A) et (B) sont des images de microscopie optique successivement agrandie des modèles gravées ; (C) est une image AFM de topographie d’une grille unique de modèles. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig6large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig7.jpg"> Figure 7. Images illustratives microscopie optique de substrats or qui ont modelé avec MHA par les baies de la PPL alignés et puis gravé à l’eau-forte. (A) et (B) sont des images de microscopie optique successivement agrandie de motifs gravés et (C) est une image de grossissement inférieure qui montre grande surface profils homogènes. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig7large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig8.jpg"> Figure 8. Image de microscopie optique illustrative d’un substrat d’or qui était inégalement modelé avec MHA et ensuite gravé à l’eau-forte. Les modèles prévus (illustrées dans le médaillon) redoublaient grilles de 20 lignes de points disposés en 20 lignes, avec tous deux lignes produites en augmentant le z-extension de l’axe de 1 µm (allant de 5 à-5 µm). On voit que dans certaines régions aucune tendance n’est générés, en raison des sondes manquants dans ces lieux. Dans les zones où sont produites les deux lignes de points, ce résultat indique qu’une sonde est présente mais il n’est pas de la même hauteur que les sondes entièrement fonctionnels, donc le seul dépôt dispose lorsque le tableau est étendu à la pleine z-distance axiale. Dans cette image, le contraste a été délibérément modifié pour permettre l’observation des zones partiellement imprimées. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig8large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56967/56967fig9.jpg"> Figure 9. Images de microscopie de fluorescence incidente du CSM cultivés sur les baies de la fibronectine basé sur un modèle par PPL. (A) et (B) sont fort grossissement images montrant des cellules individuelles. (C) montre un modèle de l’exemple du tableau la fibronectine sans adhérent cellulaire et (D) est une image de grand champ des cellules cultivées dans un arrangement de grille (une représentation schématique du motif imprimé transparaît aussi dans l’inlay). Les cellules sont colorées pour montrer la fibronectine (rouge), actine F (vert) et (bleu) de noyaux cellulaires. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56967/56967fig9large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>

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Large-area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment and Its Application to Substrate Fabrication for Cell Culture Studies

Nous présentons ici un protocole pour étendus balayage sonde nanolithographie activé par l’alignement itératif de sonde tableaux, ainsi que l’utilisation de modèles lithographiques pour études sur les interactions de surface cellulaire.

Grande surface balayage sonde nanolithographie facilitée par alignement automatisé et son Application à la Fabrication de substrat pour les études de Culture de cellules

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