Name: focused ion beam lithography to etch nano-architectures into microelectrodes
Uploaded: 2020-01-19T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes at JoVE.com

Bu çalışma Amerika Birleşik Devletleri (ABD) Gaziler İşleri Rehabilitasyon Araştırma ve Geliştirme Servisi ödülleri: #RX001664-01A1 (CDA-1, Ereifej) ve #RX002628-01A1 (CDA-2, Ereifej) tarafından desteklenmiştir. İçeriği, ABD Gaziler İşleri Bakanlığı'nın veya Amerika Birleşik Devletleri Hükümetinin görüşlerini temsil etmez. Yazarlar FEI Co (Şimdi Thermofisher Bilimsel bir parçası) personel yardımı ve enstrümantasyon kullanımı için teşekkür etmek istiyorum, hangi bu araştırmada kullanılan komut geliştirme de yardımcı oldu.

NOT: Laboratuvar önlüğü ve eldiven gibi uygun kişisel koruyucu ekipmanı giyerken aşağıdaki adımları yapın.
1. Odaklanmış Iyon Kirişi (FIB) Litografisi için İşlevsel Olmayan Silikon Prob Montajı
NOT: 1.000 prob ile SOI gofret imalatı açıklayan tam prosedür için, Ereifej veark. 39bakın .
<ol><li>1.000 prob içeren yalıtkan (SOI) gofret üzerindeki silikondan 2-3 silikon probdan oluşan bir şerit ayırın. Üçten fa...

Burada özetlenen üretim protokolü, fonksiyonel olmayan ve fonksiyonel tek saplı silikon mikroelektrotların yüzeyine nano mimarileri etkili ve tekrarlı bir şekilde aşındırmak için odaklanmış iyon ışını litografisini kullanmaktadır. Odaklanmış iyon ışını (FIB) litografisi, ince odaklı iyon ışını50,51kullanarak substrat yüzeyinin seçici ablasyonunu sağlar. FIB nanoölçekli çözünürlük ve yüksek en boy oranı50...

İntrakortikal Mikroelektrotlar (IME) dış cihazlar ve serebral korteks içinde nöronal popülasyonlar arasında doğrudan bir araya araç sağlayan invaziv elektrotlar vardır1,2. Bu teknoloji, bilim adamlarının nöronal işlevi keşfetme, nörolojik hastalıkların önceden anlaşılması ve potansiyel tedaviler geliştirme yeteneklerini geliştirmek için nöral etki potansiyellerini kaydetmek için paha biçilmez bir araçtır. Beyin Makine Arabirimi (BMI) sistemlerinin bir parçası olarak kullanılan intrakortikal mikroelektrot, fonksiyonel çıkışlar üretmek için kullanılabilecek motor niyetleri tespit etmek için bir bireysel veya küçük nöron gruplarından eylem potansiyellerinin kaydedilmesini sağlar3. Aslında, BMI sistemleri başarıyla protez ve tedavi amaçlı kullanılmıştır, aminotrofik lateral skleroz olan hastalarda bir bilgisayar imleci çalıştırmak için edinilmiş sensorimotor ritim kontrolü gibi (ALS)4 ve omurilik yaralanmaları5 ve kronik tetrapleji muzdarip kişilerde hareketi geri 6 .
Ne yazık ki, IMEs genellikle mekanik, biyolojik ve malzeme faktörleri7,8içeren çeşitli arıza modları nedeniyle zaman içinde tutarlı bir şekilde kaydetmek için başarısız . Elektrot implantasyonu ndan sonra oluşan nöroinflamatuar yanıtın elektrot yetmezliğine katkıda bulunan önemli bir sorun olduğu düşünülmektedir9,10,11,12,13,14. Nöroinflamatuar yanıt kan beyin bariyerini keser, yerel beyin parankim zarar ve glial ve nöronal ağları bozar IME ilk ekleme sırasında başlatılır15,16. Bu akut yanıt glial hücrelerin aktivasyonu ile karakterizedir (mikroglia / makrofajlar ve astrositler), hangi implant site etrafında pro-inflamatuar ve nörotoksik molekülleri serbest17,18,19,20. Glial hücrelerin kronik aktivasyonu sağlıklı beyin dokusundan elektrot izole glial yara oluşumu ile karakterize yabancı bir cisim reaksiyonu ile sonuçlanır7,9,12,13,17,21,22. Sonuçta, elektrot yeteneğini nöronal eylem potansiyelleri kaydetmek için engel, elektrot ve nöronlar ve dejenerasyon ve nöronların ölümü arasındaki fiziksel bariyer nedeniyle23,24,25.
İntrakortikal mikroelektrotların erken başarısızlık biyomimetik stratejiler26,27,28,29,30vurgu ile, yeni nesil elektrotların geliştirilmesinde önemli araştırma hakkında getirdi. Burada açıklanan protokolüözellikle ilgi, IMEs31için biyomimetik yüzey değişiklikleri bir sınıf olarak nano-mimari kullanımıdır. Bu doğal in vivo ortamın mimarisini taklit yüzeyler geliştirilmiş bir biyouyumlu tepki32,33,34,35,36olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle, bu protokolü zorlayan hipotez, beyin dokusunun kaba mimarisi ile intrakortikal mikroelektrotların düzgün mimarisi arasındaki süreksizliğin implante edilmiş IME'lere nöroinflamatuar ve kronik yabancı cisim tepkisine katkıda bulunabileceğidir (tam bir inceleme için Kim ve ark.31'ebakın). Daha önce nano-mimari özelliklerin kullanımı beynin hücre dışı matris mimarisine benzer nano-mimarili substratlar kültürlü hücrelerden astrosit inflamatuar belirteçleri azaltır göstermiştir, nöroinflamasyon hem de in vitro ve ex vivo modellerinde düz kontrol yüzeyleri ile karşılaştırıldığında37,38. Ayrıca, nano-mimarileri doğrudan silikon problara aşındırmak için odaklanmış iyon ışını (FIB) litografisinin uygulanmasını gösterdik ve bu da nano-mimari problarla implante edilen hayvanlardan pro-inflamatuar genlerin düzgün kontrol grubu26'yagöre önemli ölçüde artmış nöronal canlılık ve daha düşük ekspresyona yol açtı. Bu nedenle, burada sunulan protokolün amacı, fib litografisinin üretilen intrakortikal mikroelektrot cihazlarındaki nano-mimarileri aşındırmak için kullanımını tanımlamaktır. Bu protokol, nano mimari boyutlu özellikleri, hem otomatik hem de manuel prosesler kullanılarak intrakortikal mikroelektrot saplarının silikon yüzeylerine dönüştürmek için tasarlanmıştır. Bu yöntemler karmaşık değildir, tekrarlanabilir ve kesinlikle çeşitli cihaz malzemeleri ve istenen özellik boyutları için optimize edilebilir.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>16-Channel ZIF-Clip Headstage</td>
			<td>Tucker Davis Technologies</td>
			<td>ZC16</td>
			<td>The headstage and headstage holder may need to be changed, depending on the electrode used. <a href="https://www.tdt.com/zif-clip-digital-headstages.html" target="_blank">https://www.tdt.com/zif-clip-digital-headstages.html</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-meter cable, ALL spring wrapped</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>1213F04</td>
			<td>Any non treated petri dish will suffice. <a href="https://www.thomassci.com/Laboratory-Supplies/Cell-Culture-Dishes/_/Non-Treated-Petri-Dishes?q=petri%20dish%20cell%20culture" target="_blank">https://www.thomassci.com/Laboratory-Supplies/Cell-Culture-Dishes/_/Non-Treated-Petri-Dishes?q=petri%20dish%20cell%20culture</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>32-Channel ZIF-Clip Headstage Holder</td>
			<td>Tucker Davis Technologies</td>
			<td>Z-ROD32</td>
			<td>The headstage and headstage holder may need to be changed, depending on the electrode used. <a href="https://www.tdt.com/zif-clip-digital-headstages.html" target="_blank">https://www.tdt.com/zif-clip-digital-headstages.html</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone, Thinner/Extender/Cleaner, 30ml</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>16023</td>
			<td><a href="https://www.tedpella.com/SEMmisc_html/SEMpaint.htm#anchor16062" target="_blank">https://www.tedpella.com/SEMmisc_html/SEMpaint.htm#anchor16062</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Baby-Mixter Hemostat</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>13013-14</td>
			<td>Any curved hemostat will suffice. <a href="https://www.finescience.com/en-US/Products/Forceps-Hemostats/Hemostats/Baby-Mixter-Hemostat" target="_blank">https://www.finescience.com/en-US/Products/Forceps-Hemostats/Hemostats/Baby-Mixter-Hemostat</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon Conductive Tape, Double Coated</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>16084-7</td>
			<td>The protocol suggested three options for mounting the functional electrode to the aluminum stub (copper or carbon conductive tape or a low profile clip. We utilized the carbon conductive tape in our study. <a href="https://www.tedpella.com/semmisc_html/semadhes.htm" target="_blank">https://www.tedpella.com/semmisc_html/semadhes.htm</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Costar Not Treated Multiple Well Plates - 6 well</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>CLS3736-100EA</td>
			<td>Any non-treated 6 well plate will suffice. <a href="https://www.sigmaaldrich.com/catalog/substance/corningcostarnottreatedmultiplewellplates1234598765" target="_blank">https://www.sigmaaldrich.com/catalog/substance/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #5 Fine Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11251-30</td>
			<td>Either this fine forceps or the vacuum pump will suffice. <a href="https://www.finescience.com/en-US/Products/Forceps-Hemostats/Dumont-Forceps/Dumont-5-Forceps/11251-30" target="_blank">https://www.finescience.com/en-US/Products/Forceps-Hemostats/Dumont-Forceps/Dumont-5-Forceps/11251-30</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, 190 proof (95%), USP, Decon Labs</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-032-600</td>
			<td>Any 95% ethanol will suffice. <a href="https://www.fishersci.com/shop/products/ethanol-190-proof-95-usp-decon-labs-10/22032600" target="_blank">https://www.fishersci.com/shop/products/ethanol-190-proof-95-usp-decon-labs-10/22032600</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon Cell Strainer</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08-771-1</td>
			<td><a href="https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-cell-strainers-4/087711" target="_blank">https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-cell-strainers-4/087711</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FEI, Tescan, Zeiss (also for Philips, Leo, Cambridge, Leica, CamScan), aluminum, grooved edge, &#216;32mm</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>16148</td>
			<td>Depending on the SEM machine used, you may need a different size stub. <a href="https://www.tedpella.com/SEM_html/SEMpinmount.htm#_16180" target="_blank">https://www.tedpella.com/SEM_html/SEMpinmount.htm#_16180</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Aluminum Foil, Standard-gauge roll</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>01-213-101</td>
			<td>Any aluminum foil will suffice. <a href="https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-aluminum-foil-7/p-306250" target="_blank">https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-aluminum-foil-7/p-306250</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Low- and Tall-Form PTFE Evaporating Dishes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>02-617-149</td>
			<td>Any Teflon plate will suffice, this is used to dry the probes after washing on a surface they will not stick onto. <a href="https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-low-tall-form-ptfe-evaporating-dishes-12/p-88552" target="_blank">https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-low-tall-form-ptfe-evaporating-dishes-12/p-88552</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Michigan-style silicon functional electrode</td>
			<td>NeuroNexus</td>
			<td>A1x16-3mm-100-177</td>
			<td><a href="http://neuronexus.com/electrode-array/a1x16-3mm-100-177/" target="_blank">http://neuronexus.com/electrode-array/a1x16-3mm-100-177/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Model 1772 Universal holder</td>
			<td>KOPF</td>
			<td>Model 1772</td>
			<td>Other stereotaxic frames and accessories will suffice. <a href="http://kopfinstruments.com/product/model-1772-universal-holder/" target="_blank">http://kopfinstruments.com/product/model-1772-universal-holder/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Model 900-U Small Animal Stereotaxic Instrument</td>
			<td>KOPF</td>
			<td>Model 900-U</td>
			<td>Other stereotaxic frames and accessories will suffice. <a href="http://kopfinstruments.com/product/model-900-small-animal-stereotaxic-instrument1/" target="_blank">http://kopfinstruments.com/product/model-900-small-animal-stereotaxic-instrument1/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Model 960 Electrode Manipulator with AP Slide Assembly</td>
			<td>KOPF</td>
			<td>Model 960</td>
			<td>Other stereotaxic frames and accessories will suffice. <a href="http://kopfinstruments.com/product/model-1772-universal-holder/" target="_blank">http://kopfinstruments.com/product/model-1772-universal-holder/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm M 10cm x 76.2m (4&#34; x 250&#39;)</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>807-5</td>
			<td><a href="https://www.tedpella.com/grids_html/807-2.htm" target="_blank">https://www.tedpella.com/grids_html/807-2.htm</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PELCO Vacuum Pick-Up System, 220V</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>520-1-220</td>
			<td>Either this vacuum pump or the fine forceps will suffice. <a href="http://www.tedpella.com/grids_html/Vacuum-Pick-Up-Systems.htm#anchor-520" target="_blank">http://www.tedpella.com/grids_html/Vacuum-Pick-Up-Systems.htm#anchor-520</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PELCO Conductive Silver Paint</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>16062</td>
			<td><a href="https://www.tedpella.com/SEMmisc_html/SEMpaint.htm#anchor16062" target="_blank">https://www.tedpella.com/SEMmisc_html/SEMpaint.htm#anchor16062</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SEM FIB FEI Helios 650 Nanolab</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Helios G2 650</td>
			<td>This is the specific focused ion beam and scanning electron microscope used in the protocol. The Nanobuilder software is what it comes with. If a different FIB instrument is used, it may not be completely compatible with the protocol, specifically the steps requiring the Nanobuilder software. <a href="https://www.fei.com/products/dualbeam/helios-nanolab/" target="_blank">https://www.fei.com/products/dualbeam/helios-nanolab/</a></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

focused ion beam lithography to etch nano-architectures into microelectrodes

Elektronik ve üretim teknolojisindeki gelişmelerle, kortikal mikroelektrotlar daha yüksek çözünürlük ve genişletilmiş yeteneklere sahip gelişmiş mikroelektrotların üretilmesine olanak sağlayan önemli iyileştirmelerden geçmiştir. Üretim teknolojisindeki ilerleme, beyin parankimine sorunsuz bir şekilde entegre olmayı, elektrot takıldıktan sonra gözlenen nöroinflamatuar yanıtı azaltmayı ve kaliteyi artırmayı ve elektrofizyolojik kayıtların uzun ömürlü. Burada, yakın zamanda nano-mimari olarak sınıflandırılan biyomimetik bir yaklaşımı niçin kullandığına bir protokol uyguluyoruz. Bu protokolde, belirli nano mimari özellikleri fonksiyonel olmayan ve fonksiyonel tek saplı intrakortikal mikroelektrotların yüzeyine sokmak için odaklanmış iyon ışını litografisi (FIB) kullanımı kullanılmıştır. Nano-mimarilerin elektrot yüzeyine aşılarak, implante edilen cihazın biyouyumluluk ve işlevselliğinin olası iyileşmeleri ne kadar iyi olduğunu göstermiştir. FIB kullanmanın avantajlarından biri, cihazın üretilmesi sırasında ki üretimin aksine, üretim sonrası çok sayıda tıbbi cihazı değiştirmek için sınırsız olanaklar sağlayan, üretilen cihazlara aşındırabilme yeteneğidir. Burada sunulan protokol çeşitli malzeme türleri, nano mimari özellikleri ve cihaz türleri için optimize edilebilir. İmplante edilen tıbbi cihazların yüzeyinin güçlendirilmesi cihaz performansını ve dokuya entegrasyonunu artırabilir.

FIB Tek Sap Intrakortikal Probların Yüzeylerinde Kazınan Nano Mimari Burada açıklanan yöntemlerden yararlanılan intrakortikal problar,39 no'luprotokolleri takiben belirli nano mimarilerle kazınmıştır. Boyutları ve bu yöntemlerde açıklanan nano-mimari tasarım şekli burada açıklanan nano-mimari tasarım ile kültürlü glial hücre reaktivitesinde bir azalma gösteren önceki in vitro sonuçları uygulanmıştır37,<sup class=...

Watch this Scientific Journal Video about Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes at JoVE.com

Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes

Nano-mimarinin intrakortikal mikroelektrot cihazlarına aşındırmalarının inflamatuar yanıtı azaltabileceğini ve elektrofizyolojik kayıtları iyileştirme potansiyeline sahip olduğunu gösterdik. Burada açıklanan yöntemler, nano-mimarileri işlevsel olmayan ve fonksiyonel tek saplı silikon intrakortikal mikroelektrotların yüzeyine aşındırmak için bir yaklaşımı ortaya çıkarmaktadır.

Etch Nano mimarilerine mikroelektrotlara odaklanmış iyon ışını Litografisi

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of ...

Odaklanmış iyon ışını litografisi veya FIB kullanımı, araştırmacıların biyouyumluluk ve doğal doku ile entegrasyon artmış malzeme yüzeyleri tasarlayarak hücre yüzeyi etkileşimini artırmak için izin verir. FIB ile, özellikler silikon, metaller ve polimerler gibi çeşitli malzemelere kazınabilir. Düzlemsel olmayan yüzeyler de kullanılabilir ve tek tek cihazlarda işleme sonrası yapılabilir.Genel olarak bu yöntem diğer mikroskoplarda kullanılabilir. Ancak, farklı mikroskop üreticileri her sistem için optimize edilmelidir desenleme yazılımı, benzersiz sürümleri var. Prosedürü gösteren, Bayan Shreya Mahajan, benim laboratuvarımdan bir yüksek lisans öğrencisi olacak.Montaja hazırlanmak için, silikon probların temiz şeridini dikkatlice almak için ince uçlu delikli vakum forsepsleri kullanın. Elektron mikroskobu FIB görüntüleme ve gravür tarama için kullanılan temiz bir alüminyum saplama üzerine yerleştirin. Sondayı çevreleyen silikon substrat kenarına gümüş boya küçük bir damla yerleştirmek için bir kürdan kullanın.Sondayı çevreleyen silikon substrat kenarlarına gümüş boya yayarak şerit güvenli. Sem FIB içine alüminyum saplama yerleştirmeden önce gümüş boya tamamen kurumasını bekleyin. Ardından, SEM FIB odasını havalandırmak için Işın Denetimi sekmesindeki Vent düğmesine tıklayın.Ana sahnegerçekleştirmek için Shift F3 tuşuna basın. Açılan penceredeki Ana Sahne düğmesini seçerek seçimi onaylayın. Ana Aşama tamamlandıktan sonra, sahneyi X=70 milimetre, Y=70 milimetre, Z=0 milimetre, T=0 derece, R=0 derece koordinatlarına taşıyın.Oda boşaltıldıktan sonra temiz nitril eldivenleri giyin ve oda nın kapısını açın. Probları tutan alüminyum sapı sahne adaptörünün üstüne yerleştirin. Sahne adaptörünün yan tarafındaki set vidasını sıkarak alüminyum sapı sabitle.Yüksekliğin uygun şekilde ayarlandığından emin olun. Bu görev için 1,5 milimetrelik hex anahtarını kullanın. Navigasyon kamerası kolunu durana kadar dikkatlice açın.Mikroskop aşaması otomatik olarak kameranın altındaki bir konuma taşınır. Mikroskop kullanıcı arabiriminin Çeyreğinde gösterilen canlı görüntüyü izleyin. Parlaklık düzeyi uygun bir düzeye otomatik olarak ayarlandıktan sonra, kamera braketi üzerindeki düğmeye basarak görüntüyü elde edin.Bu işlem yaklaşık 10 saniye sürer. Kamera kolunu kapalı konuma geri salın. Sahne orijinal konumuna geri dönecektir.Mikroskop odası nın kapısını dikkatlice kapatın. Kapıyı kapatırken Quadrant Four'daki CCD kamera görüntüsünü izleyin. Numunelerin ve sahnenin mikroskop odasındaki herhangi bir kritik bileşenden güvenli bir mesafede olduğundan emin olun.Oda vakum pompasını ve dahili plazma temizleyicisini başlatmak için kullanıcı arabirimi yazılımında Örnek Temizleme düğmesini seçin. Mikroskop haznesinin pompalama süresi ve plazma temizleme döngüsünün tamamlanması için yaklaşık sekiz dakika bekleyin. Kullanıcı arabiriminin sağ alt köşesindeki simge yeşile döndüğünde, elektron ve iyon demetlerini açan ışın kontrol sekmesindeki Uyandırma düğmesine basın.Quadrant One'ı seçin ve ışın sinyalini Elektron ışınına ayarlayın. Sonra Çeyrek 2'yi Ion Beam'e ayarla. Şimdi, SEM voltajını beş kilovolta, SEM ışını akımını 0,20 nanoamp'a, SEM Dedektörünü ETD'ye ve Dedektör Modunu İkincil Elektronlara ayarlayın.FIB Voltajını 30 kilovolta, FIB ışınını 24 pikoama, FIB Dedektörünü ICE Dedektörüne ve Dedektör Modunu İkincil Elektrona ayarlayın. Navigasyon kamerası görüntüsünde silikon sonda çift tıklayın, Quadrant Üç sonda yaklaşık konumuna sahne taşımak için. Aktif kadranda seçmek için Quadrant One'a tıklayın ve SEM taramasını başlatmak için duraklatma düğmesine basın.Taraya çalışma süresini 300 nanosaniyeye ayarlayın ve Scan Interlacing, Line Integration ve Frame Ortalamasını kapatın. Işın Denetimi sekmesinde Scan Döndürme'yi sıfıra ayarlayın. Işın Kaydırma 2D Ayarlayıcısı'na sağ tıklayın ve sıfır'ı seçin.Büyütme tonuzunu mikroskop kullanıcı arabirimi panelinde saat yönünün tersine çevirerek büyütmeyi minimum değere ayarlayın. Kullanıcı arabirimi panelindeki veya otomatik kontrast lı parlaklık araç çubuğu simgesindeki düğümleri kullanarak görüntü parlaklığını ve kontrastını ayarlayın. Bir özellik üzerinde fareyi tıklatarak sahneyi çift sola tıklayarak ortalayarak taşıyın.Daha sonra istenilen silikon probu sem görüntünün merkezine desenli olarak hareket ettirin. Toz parçacığı veya çizik gibi bir kenar veya başka bir özelliği bulun. Büyütme tonmasını saat yönünde çevirerek büyütmeyi 2000x'e yükseltin.Görüntü odaklanana kadar mikroskop kullanıcı arabirimindeki kaba ve ince odak düğümlerini çevirerek SEM'nin odağının ayarını ayarlayın. Görüntü netlince, araç çubuğundaki çalışma mesafesi düğmesine Bağlantı örneği Z'yi seçin. Gezinti sekmesindeki Z ekseni koordinatına bakarak işlemin tamamlandığını doğrulayın.Değeri yaklaşık 11 milimetre olmalıdır. Z ekseni konumuna 4,0 milimetre yazın ve fareyle Git düğmesine basın. Silikon sondanın omzunu bulmak için X ve Y'deki sahneyi hareket ettirin.MÜMKÜN OLDUĞUNCA SEM merkezine yakın konumlandırın. Sahne eğimini T koordinatına 52 yazıp Enter tuşuna basarak 52 dereceye değiştirin.Probun omzunu SEM görüntüsünün merkezine geri getirmek için Sahne Z kaydırıcısını kullanın. Yalnızca Z konumunu ayarlayın. X, Y, T veya R eksenini hareket ettirin.Sahne açılır menüsünde yer alan yerleşik XT Hizalama Özelliğini çalıştırın. Sondanın kenarına paralel iki noktaya tıklamak için fareyi kullanın. Açılan pencerede yatay radyo düğmesinin seçildiğinden emin olun ve Bitir'e tıklayın.Sahne, probu sahnenin X ekseni ile hizalamak için döndürülür. Sondanın alt omzunu sem görüntüsünün ortasına tekrar koymak için fareyi kullanarak XY'deki aşamayı ayarlayın. Quadrant Two'daki FIB'yi seçin ve ışın akımının hala 24 pikoamp olduğundan emin olun.Büyütmeyi 5000X'e, çalışma süresini ise 100 nanosaniyeye ayarlayın. FIB odağı 13 milimetreye ayarlamak için klavyedeki Control-F yazın. Işın Denetimi sekmesinde, Stigmator 2D ayarlayıcısına sağ tıklayın ve sıfır'ı seçin.Ayrıca, Beam Shift 2D ayarlayıcısı sağ tıklatın ve sıfır seçin. Tetkik döndürmeyi sıfır dereceye ayarlayın ve araç çubuğundaki otomatik kontrast parlaklık düğmesini tıklatın. Quadrant 2'deki sonda omzunun görüntüsünü arayın.FIB'de görüntü elde etmek için anlık görüntü aracını kullanın. Sonda omzunun FIB görüntüsünün merkezinde olduğunu doğrulayın. Değilse, orta doğru taşımak için prob omzuna çift tıklayın.Klavyedeki sol ok tuşunu yaklaşık 10-15 kez iterek sahneyi sola doğru hareket ettirin. Başka bir anlık görüntü alın ve sonda tarafının hala FIB'nin merkezinde olup olmadığını gözlemleyin. Prob omzunun kenarı sahnenin X ekseni ile mükemmel bir şekilde hizalanana kadar bu adımları tekrarladıktan sonra, sahneyi sondanın alt omzuna geri taşımak için FIB'yi kullanın.Ekle düğmesini tıklatarak sahne konumunu konum listesine kaydedin. FIB ışını akımını 2,5 nanoamp'a değiştirin ve FIB'nin büyütülmesinin hala 5000X olduğundan emin olun. Otomatik parlaklık kontrast işlevini çalıştırın ve FIB yaşam süresini 100 nanosaniyeye ayarlayın.Taramaya başlamak için duraklat düğmesine basın. FIB odağı ve astigmat'ı, kullanıcı arabirimi panelindeki kaba ve ince odak topuzlarını ve X ve Y stigmator topuzlarını kullanarak mümkün olduğunca hızlı ve hassas bir şekilde ayarlayın. FIB taramasını durdurmak için duraklatma düğmesine basın.Nanobuilder yazılımı içinde, Silikon Problar Desenleme için dosyayı açın. Mikroskop açılır menüsünü seçin ve Sahne Başlangıç ını Ayarla'yı seçin. Mikroskop açılır menüsünü seçin ve ardından Dedektörleri Kalibre Edin'i seçin.Mikroskop kullanıcı arabiriminde, Quad One'ı seçmek için fareyle bir kez Quad One'a tıklayın. Kalibrasyonu başlatmak için Tamam'ı tıklatın. İşlem yaklaşık beş dakika sürecek.ETD ve ICE dedektörlerinin kalibre olduğundan emin olun. Yazılım içinde, Microscope açılır menüsünü seçin ve desen dizisini başlatmak için Yürüt'ün'u seçin. Desen tamamlandığında, yazılımı kapatın.Mikroskop kirişleri kapatmak ve havalandırma döngüsünü başlatmak için mikroskop kullanıcı arayüzü Kiriş Kontrol sekmesinde Vent hit. Oda havalanırken, sahneyi uygun koordinatlara taşıyın. Oda boşaltıldıktan sonra, temiz nitril eldivenleri giyin ve oda nın kapısını açın.1,5 milimetrelik hex anahtarı nı kullanarak saplama adaptöründeki set vidasını gevşetin. Desenli sondayı içeren alüminyum sapı hazneden çıkarın. Mikroskop odası nın kapısını dikkatlice kapatın.Kapıyı kapatırken Quadrant Four'daki CCD kamera görüntüsünü izleyin. Sahne adaptörünü mikroskop odasındaki herhangi bir kritik bileşenden güvenli bir mesafede olduğundan emin olun. Burada gösterilen sap arka tarafında FIB kazınmıştır nano-mimarileri ile fonksiyonel olmayan tek saplı silikon probların SEM görüntüleri.Kazınmış nano-mimarinin son boyutları 200 nanometre genişliğinde paralel çizgiler 300 nanometre arayla aralıklı ve 200 nanometre derinliğe sahipti. Sondanın yüzeyine nano mimarilerin aşındırma implantın etrafındaki nöronal yoğunluğu hemen nasıl etkilediğini belirlemek için nöronal çekirdekler lekelenmiş ve ölçüldü. Nöronal sağkalım, implant bölgesinden 50 mikron luk aynı hayvan uzaklıklarından arka plan bölgesinin bir yüzdesi olarak sunulur.İmplant alanından 100 ila 150 mikron uzaklıkta nano-mimari probların etrafında, implantasyon sonrası dört hafta olan düz kontrol implantlarıyla karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha fazla nöron vardı. Nano-mimariler de fonksiyonel tek saplı silikon mikroelektrotların arka tarafına FIB kazınmış ve gravür nano-mimarilerin elektrot performansını nasıl etkilediğini araştırmak için elektrofizyolojik ölçümler ölçüldü. Elektrofizyolojik sonuçlar, nano-mimari mikroelektrotlardan tek ünitekaydeden kanalların yüzdelerinin, düzgün kontrol mikroelektrotlarına kıyasla arttığını göstermiştir.Nano-mimari mikroelektrot için istatistiksel analiz yapılmadı çünkü konsept pilot çalışmasının kanıtı için sadece bir tanesi yerleştirildi. FIB gravür, araştırmacıların tıbbi cihazlara topografik ipuçları eklemenin hücresel yanıtı ve nihayetinde cihazın performansını nasıl iyileştirebileceğini araştırmalarına olanak tanır. FIB çeşitli malzemelerde, yüzey geometrilerinde ve en önemlisi zaten üretilmiş cihazlarda yapIlebildiği için, bu yöntemlerin uygulanabileceği tıbbi cihazların genişliği sınırsızdır.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fluorescent Nanoparticles for the Measurement of Ion Concentration in Biological Systems

Biyolojik Sistemleri İyon Konsantrasyon Ölçümü için Floresan Nanopartiküller

Tightly regulated ion homeostasis throughout the body is necessary for the prevention of such debilitating states as dehydration.1 In contrast, rapid ion ...

Plasma Lithography Surface Patterning for Creation of Cell Networks

Plazma Litografi Yüzey Desenlendirme Hücre Ağları Oluşturma

Systematic manipulation of a cell microenvironment with micro- and nanoscale resolution is often required for deciphering various cellular and molecular ...

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Devirli Basınç Biyoreaktör Tasarım Ex vivo</emAort Kalp Vanalar> Eğitim

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Continuously-stirred Anaerobic Digester to Convert Organic Wastes into Biogas: System Setup and Basic Operation

Sistem Kurulumu ve Temel İşlemler: Organik Atıklardan Biyogaz haline dönüştürme Anaerobik Digester sürekli karıştırılan

Anaerobic digestion (AD) is a bioprocess that is commonly used to convert complex organic wastes into a useful biogas with methane as the energy carrier ...

Capillary Force Lithography for Cardiac Tissue Engineering

Kardiyak Doku Mühendisliği kılcal Kuvvetleri Litografi

Cardiovascular disease remains the leading cause of death worldwide1. Cardiac tissue engineering holds much promise to deliver groundbreaking medical ...

Real-time Monitoring of High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) Ablation of In Vitro Canine Livers Using Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound (HMIFU)

Real-time Monitoring of High Intensity Focused Ultrasound HIFU Ablation of In Vitro Canine Livers Using Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound HMIFU

Yüksek Yoğunluk Gerçek zamanlı izleme Ultrason (HIFU) Ablasyonu Odaklı<em&gt; İn Vitro</em&gt; Odaklı Ultrason Harmonik Hareket Görüntüleme kullanma Köpek karaciğerler (HMIFU)

Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound (HMIFU) is a technique that can perform and monitor high-intensity focused ultrasound (HIFU) ablation. An ...

Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone

Yan yana İyon Değişimi Membranlar arasında İyon Konsantrasyon Polarizasyon birleştirme Polarizasyon Bölgesi İlerlemesinin yasakla

The ion concentration polarization (ICP) phenomenon is one of the most prevailing methods to preconcentrate low-abundance biological samples. The ICP ...

Functional Surface-immobilization of Genes Using Multistep Strand Displacement Lithography

Genlerin Multistep Strand deplasman litografi kullanarak işlevsel yüzey immobilizasyon

Immobilization of genes on lithographically structured surfaces allows the study of compartmentalized gene expression processes in an open microfluidic ...

Assembly and Characterization of Biomolecular Memristors Consisting of Ion Channel-doped Lipid Membranes

Derleme ve biyomoleküler iyon kanal katkılı Lipid membranlar oluşan Memristors karakterizasyonu

The ability to recreate synaptic functionalities in synthetic circuit elements is essential for neuromorphic computing systems that seek to emulate the ...

Bioinspired Soft Robot with Incorporated Microelectrodes

Anonim Mikroelektrotlu Bioinspired Yumuşak Robot

Bioinspired soft robotic systems that mimic living organisms using engineered muscle tissue and biomaterials are revolutionizing the current biorobotics ...