במבחנה ניתוח תאי רב-פרמטרי על-ידי מערכי טרנזיסטור מיקרו אורגניים המווסתים בטעינה

שיטה זו מספקת פתרון מקורי לניתוח תאי, תחום שחסרות כיום מערכות הקלטה מתאימות רב-פרמטריות, תואמות ביולוגית, תואמות מכנית ולבסוף בעלות נמוכה. בשיטה זו, ניתן להשיג מערכות חישה עם יכולות חישה שונות, כגון היכולת לפקח הן על הפעילות החשמלית והן על הפעילות המטבולית של תאים באמצעות סוג אחד של מכשיר אורגני אלקטרוני. מלבד סיוע בצמצום הניסויים בבעלי חיים של vivo, במערכות המולטי-פרמטריות במבחנה הן כלי מבטיח ביותר במגוון תחומים ביו-רפואיים, כגון רפואה מותאמת אישית, ומחקרים על מחלות ניווניות.

בסך הכל הרבגוניות הגבוהה של המטען האורגני, טרנזיסטור אפקט שדה מאפנן, ניתן גם לשלב חיישנים אחרים, כגון למשל, חיישנים לזיהוי נפחים של סמנים ביולוגיים שונים. חותכים 6 על 6 חתיכות סנטימטר רבוע מגיליון PET חדש של 250 מיקרומטר, ולאחר מכן, לשטוף את מצעים PET עם אצטון, אלכוהול איזופרופיל, ומים deionized. יבש אותם באמצעות נחלים וחנקן, ולאחסן אותם בצלחות פטרי נקיות מפלסטיק.

לתצהיר טיטניום, ניקה מראש את המצעים עם חמצן פלזמה והניח אותם על מחזיק המצע בתוך החדר האחורי של המאייד התרמי. לאחר מכן, מניחים 60 מיליגרם טיטניום בכור ההיתוך, סוגרים את התריס ומשאבים את תא האידוי עד שהוא מגיע ל -10 עד 6 סיור. להגביר את כוחו של המאייד עד כור ההיתוך זוהר אדום ולחכות 30 שניות.

לאחר מכן, פתח את התריס, להגדיל את הכוח ל 60% ולחכות 60 שניות. לאחר 60 שניות, סגור את התריס והנמיך את החשמל. לתבנית, הניחו מצע אחד בכל פעם על קואט הספין שהונח בתוך מכסה המנוע של האדים.

באמצעות פיפטה פלסטיק חד פעמית, להפקיד ארבעה מיליליטר של פוטוארסיסט על המצע כדי לקבל שכבה פוטורסיסטית בעובי שני מיקרומטר באמצעות הפרמטרים ציפוי ספין המוזכר בכתב היד טקסט. רך לאפות את photoresist על ידי הצבת המצע על צלחת חמה ולאחר מכן לאחסן את המצע בתוך צלחת פטרי אלומיניום עטוף או מיכל פלסטיק. לאחר מכן, מניחים את המצע בגרף ברהמה וממקמים את המסכה הפוטוליתוגרפית מפלסטיק, אך פריסת השער הצפה הרצויה על המצע, חושפת את המסכה לאור UV מלמעלה למשך דקה אחת.

לאחר מכן הסר בזהירות את המסכה, תוך הקפדה למזער את התנועות לרוחב של המסכה מעל המצע, לצלול את המצע במשך 10 שניות במיכל זכוכית מלא הפתרון המתפתח. לאחר מכן לשטוף אותו במהירות במים deionized, חרוט טיטניום חשוף על ידי שקוע אותו בתמיסת תחריט טיטניום במשך 15 שניות, ולאחר מכן לשטוף עם מים deionized ויבש באמצעות חנקן. אופטית, לבדוק את המצע ולהסיר את ההתנגדות תמונה באמצעות אצטון.

לאחר מכן לשטוף את המצע עם אלכוהול איזופרופיל ומים deionized ולייבש אותו עם חנקן. לתצהיר דיאלקטרי בשער, הניחו 300 מיליגרם של פארילן C דימר על מעיל הפארילן והגדירו את ערכי הלחץ. לאחר התצהיר, לנקות את המצעים עם אצטון, אלכוהול איזופרופיל ומים deionized ולייבש אותם עם חנקן כפי שהוכח בעבר.

לאחר הפקדת התמונה להתנגד על המצע כפי שהודגם בעבר, למקם את המצע בברומוגרף ולמקם את מסכת הפלסטיק פוטוליתוגרפית על המצע עבור ההטיה תחת מיקרוסקופ סטריאוסקופי. לאחר חשיפה UV של דקה אחת מלמעלה, בזהירות, להסיר את המסכה כפי שהוכח קודם לכן. לפתח את ההתנגדות התמונה כפי שהוכח קודם לכן, ולאחר מכן לחשוף את המצע עם תמונה בדוגמת להתנגד פלזמת חמצן כדי להסיר את פארילן C מאזורי החישה.

מניחים את המצעים לתוך מיכל זכוכית מלא אצטון בתוך האמבטיה הקולית במשך 10 שניות כדי להסיר את ההתנגדות התמונה לחלוטין, ולאחר מכן לשטוף את המצעים עם אצטון, אלכוהול איזופרופיל ומים ולייבש אותם עם חנקן כפי שהוכח בעבר. לאחר הפקדת התמונה להתנגד על המצע, כפי שהוכח בעבר, למקם את המצע בבורמוגרף מיקום על המצע מסכה פוטוליתוגרפית פלסטיק עם מלבנים שחורים פשוטים, שכיסה לחלוטין את אזורי הטרנזיסטורים. לאחר חשיפה של דקה אחת לאור UV מלמעלה ומלמטה בזהירות, הסר את המסכה ופתח את ההתנגדות לתמונה, כפי שהוכח קודם לכן.

נקו את המצעים בעזרת טיפול הפלזמה העדין כדי לקדם את הידבקות המתכת על ה-Parylene C ואז הניחו אותם על מחזיק המצע בתוך תא הוואקום של המאייד התרמי. מניחים 30 מיליגרם זהב בכור ההיתוך, סוגרים את התריס ומשאבים את תא האידוי עד שהוא מגיע ל-10 עד מינוס חמש טור. להגביר את כוחו של המאייד עד כור ההיתוך זוהר אדום ולחכות 30 שניות.

פתח את התריס, הגדל את החשמל ל- 40% והמתן 60 שניות. ואז לסגור את התריס ולהנמיך את הכח. מניחים את המצעים לתוך מיכל אצטון בתוך האמבטיה הקולית במשך 10 שניות כדי להרים את ההתנגדות התמונה ובכך להסיר את הזהב מערוץ טרנזיסטורים.

לשטוף, לייבש ולהפקיד את התמונה להתנגד על המצעים כפי שהוכח קודם לכן. לאחר הנחת המצע בברומוגרף, הציבו על המצע מסכה פוטוליטוגרפית מפלסטיק עם המקורות הרצויים, ניקוז ופריסת שער השליטה. לאחר חשיפה UV של דקה אחת מלמעלה, הסר בזהירות את המסכה ופתח את ההתנגדות לתמונה כפי שהודגם בעבר.

לחרוט את הזהב החשוף על ידי טביעה אותו בתמיסת תחריט הזהב במשך 10 שניות, ולאחר מכן לשטוף עם מים deionized ויבש באמצעות חנקן כפי שהוכח. לאחר בדיקה אופטית של המצע, הסר את ההתנגדות לתמונה באמצעות אצטון, שטף עם אלכוהול איזופרופיל ומים דה-יאון ויבש עם חנקן. לאחר הפקדת התמונה להתנגד על המצע, המקום, המצע ברומוגרף בעמדה על המצע מסכה פוטוליתוגרפית פלסטיק עם פתחים המתאימים לאזורי חישת pH של OCMFET.

לאחר חשיפה UV של דקה אחת מלמעלה להסיר בזהירות את המסכה כפי שהודגם לפני. לפתח את ההתנגדות התמונה כפי שהודגם בעבר, ולאחר מכן להגן על המכשיר כולו למעט אזורי חישת pH עם סרט בידוד polyimide ולהפקיד 500 שכבת ננומטר של פארילן C על המצע באמצעות הפרמטרים שהוזכרו בכתב היד של הטקסט. לאחר הסרת סרט בידוד פוליאמיד בזהירות, לחשוף את המצע לפלסמת חמצן כדי להפעיל את פארילן C על אזורי חישת ה- pH של OCMFET.

לאחר מכן, מניחים את המצעים לתוך מיכל אצטון בתוך האמבטיה הקולית במשך 10 שניות כדי להסיר לחלוטין את ההתנגדות לתמונה. שוטפים את המצעים עם אצטון ואלכוהול איזופרופיל ולייבש אותם עם חנקן. מניחים את המצעים על צלחת חמה ב 50 מעלות צלזיוס לפני הטלת טיפת מיקרוליטר אחת של פתרון מוליכים למחצה על כל אזור ערוץ.

מכסים את כל המצע עם המכסה ומייבשים אותו מתחת למכסה המנוע הכימי במשך 30 דקות. חותכים את המכשיר מ PET, באופן ידני או באמצעות חותך לייזר. תרבות משוחחת של קרדיומיוציטים עכברושים דבקים בפני השטח של MOA היה אימונוסטטי עבור טרופומיוסין חלבון סרקומרי.

דוגמה לאות קרדיומיוציט יחיד הנמדד ב- OCMFET מוצגת כאן. המכשיר יכול לזהות הן פעילות חשמלית תאית ספונטנית והן את הפעילות הנגרמת על ניהול של כימיקלים או תרופות שונות. הודות לתצורת המערך של משרד האנרגיה, זה היה כדי להעריך את מהירות ההתפשטות של אות הלב בתוך התרבות התאית.

OCMFET היה גם מסוגל להגביר את פוטנציאל השדה העצבי עם יציבות יוצאת דופן ויחסי אות לרעש טובים. התגובות השונות של ערוץ רגיש ל- pH וחסר רגישות ל- pH של MOA לגירוי כימי עם bicuculline ו tetrodotoxin הדגימו את היכולת של המכשיר להפלות בין מצבים מטבוליים תאיים שונים. בדוק בקפידה את המצע לפני כל שלב בפרוטוקול הייצור.

זה יגדיל באופן דרמטי את התשואה של התהליך. באמצעות שיטות פונקציונליזציה שונות, ניתן להשיג חיישנים כימיים ופיזיים שניתן להשתמש בהם ביישום כמו מעבדה על שבב ועור רובוטי.