Name: tools for surface treatment of silicon planar intracortical microelectrodes
Uploaded: 2022-06-08T12:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Tools for Surface Treatment of Silicon Planar Intracortical Microelectrodes at JoVE.com

מחקר זה נתמך בחלקו על ידי פרס Merit Review IRX002611 (Capadona) ופרס מדען קריירה מחקרית IK6RX003077 (Capadona) משירות המחקר והפיתוח של המחלקה לענייני חיילים משוחררים של ארצות הברית (ארה"ב). בנוסף, עבודה זו נתמכה בחלקה גם על ידי המכון הלאומי לבריאות, המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ מוחי R01NS110823 (Capadona /Pancrazio), ותוכנית עמיתי המחקר לתארים מתקדמים של הקרן הלאומית למדע (קרבס).

כל קבצי הקידוד להדפסה בתלת-ממד מסופקים בקבצי קידוד משלימים 1-16. הניתוח המופיע בתוצאות הייצוגיות מתואר באמצעות מערכי אלקטרודות סיליקון מישוריות פונקציונליות שנרכשו באופן מסחרי (ראו טבלת חומרים).
1. טיפול במכלול לתצהיר פאזה של גז במייבש ואקום
<p class...

הפרוטוקול המתואר תוכנן לטיפול בפני השטח של מערכי מיקרו-אלקטרוניקה מישוריים מסיליקון. הכלים המודפסים בתלת-ממד מותאמים אישית למערכי מיקרו-אלקטרוניקה בסגנון מישיגן עם מחברים בפרופיל נמוך50. בדיקות לא פונקציונליות הורכבו על ידי הדבקת גשושית סיליקון לכרטיסיות מודפסות בתלת-ממד ב...

מכשירים נוירופרוסטטיים שואפים לשחזר יכולות חושיות ומוטוריות לקויות או נעדרות במגוון רחב של אוכלוסיות מטופלים, כולל אלה עם פגיעה בחוט השדרה, טרשת אמיוטרופית צידית (ALS), שיתוק מוחין וקטיעות 1,2,3. מיקרו-אלקטרודות תוך-קורטיקליות (IMEs) יכולות ליצור מסלול תקשורת בין נוירונים בקליפת המוח לבין המכשירים המשמשים לשליטה בנוירו-פרוסטטיקה. יתרון מובהק של מיקרו-אלקטרוניקה תוך-קורטיקלית הוא יכולתם להקליט אותות עצביים ברזולוציה המרחבית והזמנית הגבוהה, המועדפת על עיבוד אותות ובקרה הבאים של ממשקי מוח-מחשב 4,5. למרבה הצער, הביצועים של מיקרו-אלקטרוניקה תוך-קורטיקלית פוחתים באופן דרמטי תוך חודשים עד שנה לאחר ההשתלה 2,6,7,8. אובדן איכות האות ויציבותו משפיע לרעה על יישום הטכנולוגיה.
תרומה משמעותית לירידה שנצפתה בביצועים היא התגובה הביוטית לנזק לרקמות הקשורות להשתלה ולדלקת עצבית כרונית 9,10,11. השתלה של IMEs גורמת נזק לרקמת המוח, וכתוצאה מכך לשחרור מולקולות איתות היוזמות מפלים של תהליכי הגנה תאיים ריאקציוניים. התממשקות כרונית מחריפה את תגובת הגוף הזר, ומובילה לדלקת עצבית מתמשכת הפוגעת ברקמות הפרוקסימליות למכשיר; מוכרים לעתים קרובות כתסמינים של דלקת עצבית, הצטלקות וניוון עצבי מקומי התורמים לירידה ברישום איכות האות 12,13,14,15. הצלקת, המורכבת מקונגלומרט צפוף של אסטרוציטים עם מיקרוגליה מופעלת ומקרופאגים, יוצרת סביבה מקומית שלילית עם הובלת חומרים מופחתת והצטברות מקומית של גורמים דלקתיים 16,15,16,16,17,18.
מחקרים רבים תיארו את תגובת המוח למיקרו-אלקטרוניקה תוך-קורטיקלית או לגישות למיתון התגובה7. מחקר ופיתוח לשיפור תגובת הרקמה כללו מגוון אסטרטגיות, כולל שינויים במבנה הכולל, בטופולוגיית פני השטח, בחומרים וביישום הציפויים. מאמצים אלה מתכוונים למזער את הנזק שנגרם מאירוע ההשתלה, להציג ממשק נוח יותר בין המכשיר לתאים הפרוקסימליים, או להפחית את עומס הרקמה לאחר השתלת המכשירים7. שיטות המכוונות באופן ספציפי לתגובה הביולוגית הכרונית הובילו למספר ציפויים ביו-אקטיביים שמטרתם לייצב את אתר ההשתלה ולקדם כימית את בריאות התא. דוגמאות לכך כוללות פולימרים מוליכים כגון פולי(אתילן דיאוקסיתיופין) (PEDOT)19,20, ננו-צינוריות פחמן21, הידרוג'לים22, והוספת מולקולות ותרופות ביו-אקטיביות כדי להתמקד בתהליכים תאיים ספציפיים 23,24,25. קבוצת המחקר שלנו, בפרט, בחנה מנגנונים רבים לקידום הפחתה של התגובה הדלקתית למיקרו-אלקטרוניקה מושתלת, כולל, אך לא רק, מזעור הטראומה הקשורה להשתלת המכשיר26, מזעור חוסר ההתאמה של נוקשות המכשיר/רקמה 27,28,29,30,30,31,32,33, אופטימיזציה של העיקור נהלים34,35, הפחתת עקה/נזק חמצוני 28,36,37,38,39,40,41,42, חקירת חומרי אלקטרודה חלופיים43 וחיקוי הננו-ארכיטקטורה של המטריצה החוץ-תאית הטבעית 44,45,46 . העניין האחרון הוא פיתוח של ציפויי משטח ביומימטיים כדי למתן את התגובה הנוירו-דלקתית בממשק רקמת המיקרו-אלקטרוד ישירות39.
שינוי הממשק מציע את היתרון הייחודי של מיקוד ישיר של הפצע והרקמה הפרוקסימלית הדרושה להקלטת אותות. טיפול על פני השטח המקדם ריפוי מבלי להחמיר את התגובה החיסונית יכול להועיל לכל החיים של רישום איכותי ולהסיר מגבלות במימוש הפוטנציאל הטיפולי והמחקרי של מיקרו-אלקטרוניקה תוך-קורטיקלית. העבודה המוצגת מפרטת שיטות ליישום טיפולי פני שטח על מערכי מיקרו-אלקטרוניקה הדורשים זמני תגובה ארוכים יותר תוך התאמה לשבריריות המכשירים. הטכניקה המוצגת נועדה לשתף שיטות לשינוי פני השטח עם מכשירים פונקציונליים שבהם לא ניתן לטפל במכשיר לאורך כל יישום הטיפול. הכלים מוצגים לטיפול בבדיקות דמה לא פונקציונליות ובמערכי מיקרו-אלקטרוניקה מישוריים פונקציונליים מסיליקון.
הגישה המוצגת לשינוי משטח האלקטרודה מאפשרת השעיה מאובטחת של בדיקות דמה לא פונקציונליות או מערכי אלקטרודות מישוריות סיליקון פונקציונליות לתצהיר פאזה גזית ותגובה עם תמיסות מימיות. מספר חלקים מודפסים בתלת-ממד משמשים לטיפול בהתקנים השבריריים האלה (איור 1 ואיור 2). דוגמה לכך ניתנת הליך המשתמש הן בשלבי פאזה של גז והן בשלבי תמיסה לשינוי פני השטח עם ציפוי נוגד חמצון הכולל אימוביליזציה של פורפירין Mn(III)tetrakis (4-חומצה בנזואית) (MnTBAP). MnTBAP הוא מטאלופורפירין סינתטי בעל תכונות נוגדות חמצון עם תיווך מוכח של דלקת47,48. הדוגמה שסופקה על מערכי אלקטרודות מישוריות סיליקון פונקציונליות מאמתת עדכון לפרוטוקול שדווח בעבר עבור התקנים לא פונקציונליים40. ההתאמה של טכניקת תצהיר פאזת גז מ- Munief et al. תומכת בתאימות הפרוטוקול לאלקטרודות פונקציונליות49. תצהיר פאזת הגז מנוצל לאמין כדי לתפקד את פני השטח כהכנה לתגובה המימית הכרוכה בכימיה של קרוסלינקר קרבודימיד כדי לשתק את ה-MnTBAP הפעיל. מתודולוגיית הטיפול שפותחה כאן ניתנת כפלטפורמה הניתנת לשינוי כך שתתאים לציפויים אחרים והתקנים דומים.
הפרוטוקול ממחיש את הגישה באמצעות בדיקות דמה לא פונקציונליות הכוללות שוק סיליקון ולשונית מודפסת בתלת-ממד עם ממדים דומים למערכי האלקטרודות המישוריות הפונקציונליות של הסיליקון. אריזת המחבר של המכשיר נחשבת מקבילה לכרטיסייה המודפסת בתלת-ממד של גשושית הדמה הלא פונקציונלית בהוראה שסופקה.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63500/63500fig01.jpg"> איור 1: חלקים מודפסים בתלת-ממד לטיפול בהתקנים פונקציונליים במהלך תצהיר פאזת הגז במעש ואקום. (A) בסיס המבנה כולל מחזיקים עבור ריבועי סיליקון לדוגמה בגודל 1 ס"מ על 1 ס"מ (חץ עליון) וחורים לאבטחת לוח ייבוש (חץ תחתון). (ב) הלוחית משמשת לאבטחת ההשעיה של המכשירים. מכאן והלאה, כל חתיכה באיור זה תיקרא או חתיכה 1A או 1B. סרגל קנה מידה = 1 ס"מ. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63500/63500fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63500/63500fig02.jpg"> איור 2: חלקים מודפסים בתלת-ממד לטיפול בהתקנים פונקציונליים לתגובת פני השטח המתרחשת בתמיסה המימית. (B) חלקי ספסל המשמשים לייצוב חלקים (C) ו-(D) בעת ההרכבה. (C) ו-(D) מאבטחים יחד את ההשעיה של המכשירים למיקום בלוח הבאר, ו-(E) מאבטחים עוד יותר חלקים (C) ו-(D) למכסה לוחית הבאר. מכאן והלאה, חלקים בודדים בכל לוח של איור זה ייקראו מספרי חתיכות המתאימים למספר הלוח של נתון זה. סרגל קנה מידה = 1 ס"מ. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63500/63500fig02large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.</a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1-[3-(Dimethylamino)propyl]-3-ethylcarbodiimide methiodide (EDC)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>165344-1G</td>
			<td>Solid, stored desiccated at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL Conical Centrifuge Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-959-70C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18 Pound Solid Nylon Cable/Zip Ties</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>EW-06830-66</td>
			<td>Length 4 inches</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid (MES)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>4432-31-9</td>
			<td>Solid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-aminopropyltriethoxysilane (APTES)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>440140-100ML</td>
			<td>Liquid, container with Sure/Seal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL Conical Centrifuge Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-959-49A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum foil</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>01-213-103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum weighing dishes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08-732-102</td>
			<td>Diameter 66 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bel-Art Vacuum Desiccator</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08-594-15B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Costar TC-Treated Multiple Well Plates</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>CLS3527-100EA</td>
			<td>24-well plate, polystyrene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate Adhesive</td>
			<td>LocTite</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Microscope</td>
			<td>Keyence</td>
			<td>VHX-S750E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disco DAD3350 Dicing Saw</td>
			<td>Disco</td>
			<td>DAD3350</td>
			<td>Used to cut silicon wafer into 1 cm x 1 cm samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-Sided Polyimide Tape</td>
			<td>Kapton Tape</td>
			<td>PPTDE-1/4</td>
			<td>&#188;&#8221; x 36 yds.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EP21LVMed &#8211; low viscosity, two component epoxy compound</td>
			<td>Masterbond</td>
			<td>EP21LVMed</td>
			<td>Meets USP Class VI certification, Passes ISO 10993-5 for cytotoxicity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epilog Fusion Pro 48 Laser Machine</td>
			<td>Epilog</td>
			<td>N/A</td>
			<td>CO2 laser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Foam tape</td>
			<td>XFasten</td>
			<td>N/A</td>
			<td>1/8&#34; Thick</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gamry Interface 1010E Potentiostat</td>
			<td>Gamry</td>
			<td>992-00129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High precision 45&#176; curved tapered very fine point tweezers/forceps</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-000-131</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab tape</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15-901-10L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mn(III)tetrakis (4-benzoic acid) porphyrin (MnTBAP)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>475870-25MG</td>
			<td>Solid, stored at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt, &#8805;98% (HPLC)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>56485-250MG</td>
			<td>Solid, stored desiccated at 4&#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum clad niobium mesh anode</td>
			<td>Technic</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Clad with 125&#956;&#8221; of platinum on one side, framed in titanium with (1) 1&#8221; x 6&#8221; titanium strap centered on one 6&#8221; dimension</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon Planar Microelectrode Array, 16 Channel</td>
			<td>NeuroNexus</td>
			<td>A1x16-3mm-100-177-CM16LP</td>
			<td>Electrode site material is iridium, shank thickness is 15 &#956;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon Wafer</td>
			<td>University Wafer</td>
			<td>1575</td>
			<td>Diameter 100 mm, p-type, boron-doped, 100 oriented, resistivity 0.01-0.02 Ohm-cm, thickness 525 um, single side polished, prime grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver/silver Chloride reference electrode</td>
			<td>Gamry Instruments</td>
			<td>930-00015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solidworks</td>
			<td></td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Phillips Flat Head Screws</td>
			<td>McMaster Carr</td>
			<td>96877A629</td>
			<td>#8-32, 1 1/2&#34;, fully threaded</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Type I deionized water</td>
			<td>ChemWorld</td>
			<td>CW-DI1-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultimaker 3 3D printer</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultimaker Cura</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>N/A</td>
			<td>3D printing software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultimaker NFC ABS Filament</td>
			<td>Dynamism, Inc.</td>
			<td>1621</td>
			<td>2.85 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultimaker NFC PLA Filament</td>
			<td>Dynamism, Inc.</td>
			<td>1609</td>
			<td>2.85 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Gauge Vacuum Gauge</td>
			<td>Measureman Direct</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Glycerin Filled, 2-1/2&#8221; Dial Size, &#188;&#8221;NPT, -30&#8221; Hg/-100kpa-0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wing nuts</td>
			<td>Everbilt</td>
			<td>934917</td>
			<td>#8-32, zinc plated</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tools for surface treatment of silicon planar intracortical microelectrodes

מיקרואלקטרודות תוך-קורטיקליות מחזיקות בפוטנציאל טיפולי רב. אבל הם מאותגרים עם ירידה משמעותית בביצועים לאחר משכי השתלה צנועים. תרומה משמעותית לירידה הנצפית היא הפגיעה ברקמה העצבית הפרוקסימלית של השתל והתגובה הנוירו-דלקתית שלאחר מכן. המאמצים לשפר את אורך החיים של המכשיר כוללים שינויים כימיים או יישומי ציפוי על פני השטח של המכשיר כדי לשפר את תגובת הרקמה. פיתוח של טיפולי פני שטח כאלה נעשה בדרך כלל באמצעות בדיקות "דמה" לא פונקציונליות שחסרות את הרכיבים החשמליים הנדרשים ליישום המיועד. תרגום להתקנים פונקציונליים דורש התייחסות נוספת בהתחשב בשבריריות של מערכי מיקרו-אלקטרוניקה תוך-קורטיקליים. כלי הטיפול מקלים מאוד על טיפולי פני השטח במכשירים מורכבים, במיוחד עבור שינויים הדורשים זמנים פרוצדורליים ארוכים. כלי הטיפול המתוארים כאן משמשים לטיפולי פני השטח המיושמים באמצעות תצהיר פאזה גזית וחשיפה לתמיסה מימית. אפיון הציפוי מתבצע באמצעות אליפסומטריה וספקטרוסקופיית פוטו-אלקטרונית של קרני רנטגן. השוואה של הקלטות ספקטרוסקופיה של עכבה חשמלית לפני ואחרי הליך הציפוי במכשירים פונקציונליים אישרה את שלמות המכשיר לאחר השינוי. ניתן להתאים בקלות את הכלים המתוארים להתקני אלקטרודות חלופיים ולשיטות טיפול השומרות על תאימות כימית.

כדי להדגים את השימוש ברכיבי הטיפול, יושמה המתודולוגיה המתוארת כדי להתאים את השתק של מתווך מחמצן לסיליקון מופעל. היישום של כימיה זו על IMEs להפחתת עקה חמצונית פותח על ידי Potter-Baker et al. והודגם על בדיקות דמה סיליקון לא פונקציונליות40. טיפול זה בפני השטח משתק את נוגד החמצון, MnTBAP, למשטח ס...

Watch this Scientific Journal Video about Tools for Surface Treatment of Silicon Planar Intracortical Microelectrodes at JoVE.com

Tools for Surface Treatment of Silicon Planar Intracortical Microelectrodes

הפרוטוקול הנוכחי מתאר כלים לטיפול במיקרו-אלקטרוניקה תוך-קורטיקלית מישורית של סיליקון במהלך טיפולים לשינוי פני השטח באמצעות תצהיר גז ותגובות תמיסה מימיות. ההרכבה של הרכיבים המשמשים לטיפול במכשירים לאורך ההליך מוסברת בפירוט.

כלים לטיפול בפני השטח של מיקרואלקטרודות תוך-קורטיקליות תוך-קורטיקליות מסיליקון

Intracortical microelectrodes hold great therapeutic potential. But they are challenged with significant performance reduction after modest implantation ...

פרוטוקול זה מספק כלי טיפול לשינוי פני השטח של התקני מיקרו-אלקטרודה תוך-קורטיקליים על ידי תצהיר פאזת גז ותגובת תמיסה מימית. שיטות טיפול אלה שומרות על שלמות המכשיר לאורך זמני תגובה ממושכים. שיטות לטיפול בהתקני מיקרו-אלקטרוניקה תוך-קורטיקליים אינן נחשפות לעתים קרובות.טכניקה זו יכולה להועיל למאמצי המחקר לשפר את הביצועים של התקנים אלה על ידי פיתוח טיפולים וציפויים על פני השטח. כדי להתחיל, לרכוש התקני מיקרואלקטרודה תוך-קורטיקליים או בדיקות לא מתפקדות לטיפול בפני השטח. כדי להקל על בדיקת החומרים, רכשו דגימות בריבוע של סנטימטר אחד של חומר המצע לטיפול לצד המכשירים.הדפסה תלת-ממדית או רכישת חלקים 1A ו-1B. חברו סרט פולימיד דו-צדדי לחלק 1A. כמו כן, חברו רצועת קצף בעובי 3.17 מילימטרים עם דבק חד-צדדי לחתיכה 1B.לאחר מכן, הדבק את אריזת המחבר של המכשיר לקלטת על חתיכה 1A. חברו את החלקים 1A ו-1B על ידי יישור החורים ואבטחה באמצעות ברגי נירוסטה ואגוזי כנף. הדקו את המכלול למגש מייבש הוואקום באמצעות אזיקונים, תוך שימוש בחורים בתחתית חתיכה 1A.מקם דגימות חומר מרובעות לתוך החריצים בתחתית המסגרת. מקם את התמיסה בכלי קיבול מתאים בוואקום המתייבש ממול ובקו אחד עם ההרכבה המאובטחת. שים מד ואקום במייבש כדי לרשום את הלחץ המדויק.לאחר מכן, מקם את היציאה של המכסה המיובש ליד ההרכבה המאובטחת ויישר קו עם התמיסה והשלם את תצהיר פאזת הגז. ראשית, לחתוך חורים מלבניים במידות 19 על 10.5 מילימטרים לתוך המכסה של לוח הבאר כדי להשעות את מערך האלקטרודות של המכשיר בתמיסה. הדפס בתלת-ממד או רכש את המדריכים.יישרו את החורים המלבניים בקווי העזר לחורים במכסה, כדי לוודא שהחור במדריך אינו מופרע. אבטחו את המדריכים למכסה באמצעות דבק ציאנואקרילט. לאחר מכן, למלא את הפתרון הרצוי בבארות שבהן יתרחש הטיפול.כדי לאשר את הטיפול במשטח, הטביעו את דגימות המצע הריבועי בתמיסת התגובה בבאר של הצלחת. כדי להרכיב את מכשיר הבדיקה, פיסת קלטת 2B לראש ספסל. הניחו סרט פולימיד דו-צדדי כדי לכסות את הבסיס של חתיכה 2C.כמו כן, הניחו סרט קצף בקוטר 3.17 מ"מ עם דבק חד-צדדי כדי לכסות את הבסיס של חתיכה דו-ממדית. לאחר מכן, התאם חתיכה 2C לתוך החריץ של חתיכה 2B. הדבק את אריזת המחבר של ההתקן על הקלטת, בכיוון כך שאורך שוק המכשיר תלוי.אבטח את המכשיר על ידי החלקה דו-ממדית לחתיכה 2C. החזיקו את קצות המכלול והרימו בזהירות כדי להסיר מחתיכה 2B. יישרו את חצאי העיגולים הפונים כלפי חוץ בחלקים 2C ו-2D עם המדריכים המתאימים בחלק 2A כדי להתאים את ההרכבה למכסה של לוח הבאר.מיקום הרכבה מאובטח על ידי לחיצה על פריט 2E מעל המדריכים. לאחר השעיית המכשירים בלוחית הבאר, העבירו את ההרכבה לשייקר ופעלו במהירויות נמוכות מ-100 סיבובים לדקה. לתגובות הדורשות ריבוי פתרונות או שלבי שטיפה, העבירו בזהירות את המכסה לצלחת באר חדשה המכילה את התמיסה הרצויה בבאר המתאימה.לאחר שלב זה, חתיכת קלטת 2B לראש ספסל. כדי להסיר את המכשירים מלוח הבאר, הסר את חתיכת 2E מהמכסה. לאחר מכן, הסר בזהירות את ההרכבה על ידי החזקת המכשיר.כיוון את ההרכבה כך שחלק 2C פונה לחלק העליון של הספסל ופניו הדו-ממדיות כלפי מעלה. יישרו את שוק ההתקן במקביל לחלק העליון של הספסל. התאם חתיכה 2C של ההרכבה לחתיכה 2B.הפעילו לחץ קל על לשוניות של חתיכה 2C לתוך הספסל כדי להפריד בין חתיכה דו-ממדית לחתיכה 2C. באמצעות מלקחיים, הסר את אריזת המחבר של ההתקן מסרט הקלטת והעביר את ההתקן למיכל אחסון. הטיפול בפני השטח של מערכי מיקרו-אלקטרוניקה בסגנון מישיגן בדגימות ריבועיות סיליקון הודגם באמצעות פרוטוקול זה.שיטת התצהיר של פאזת הגז יושמה עבור פונקציונליזציה של אמין באמצעות APTES. בעקבות זאת, נעשה שימוש בכימיה של קישור צולב קרבודימיד כדי לשתק את ה-TBAP של המנגן. לאחר מדידות אליפסומטריה של תצהיר מדגימות הסיליקון יצרו עובי ממוצע של שכבת APTES של 8.5 אנגסטרומים, בהשוואה לעובי החד-שכבתי התיאורטי של 7 אנגסטרומים.ניתוח ספקטרוסקופיית פוטו-אלקטרונים של קרני רנטגן הראה עלייה באחוז הריכוזים האטומיים של חנקן ופחמן לאחר הטיפול ב-APTES בשלב הגז, מה שמצביע על משקע כימי. באופן דומה, מנגן זוהה בעקבות אימוביליזציה של שלב הפתרון. יתר על כן, תרשים Bode לניתוח ספקטרוסקופיה של עכבה חשמלית של מערכי המיקרואלקטרודות לא הראה הבדל סטטיסטי בין סדרי הגודל של העכבה לפני ואחרי תהליך הציפוי.לפיכך, בוצע ציפוי מוצלח של מערך האלקטרודות באמצעות תהליכי הציפוי. פרוטוקול זה מאפשר שינוי פני השטח של מיקרו-אלקטרוניקה תוך-קורטיקלית על ידי מזעור הסיכון לנזק למכשיר. אחרים בתחום עשויים להתאים את המתודולוגיה למכשירים ולנהלים הכימיים שלהם.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Plasma Lithography Surface Patterning for Creation of Cell Networks

Surface פלזמה ליתוגרפיה דפוסים של יצירת רשתות Cell

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

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

הדפסה מישוריים תלת ממדי של דיו מוליך

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

Soft Lithographic Functionalization and Patterning Oxide-free Silicon and Germanium

Functionalization לליתוגרפיות רך אוקסיד ללא דפוסים סיליקון גרמניום

The development of hybrid electronic devices relies in large part on the integration of (bio)organic materials and inorganic semiconductors through a ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

פיגומים דיווח עצמי לתרבית תאים 3-Dimensional

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Porous Silicon Microparticles for Delivery of siRNA Therapeutics

הנקבובי הסיליקון microparticles למשלוח Therapeutics siRNA

Small interfering RNA (siRNA) can be used to suppress gene expression, thereby providing a new avenue for the treatment of various diseases. However, the ...

Single Molecule Fluorescence Microscopy on Planar Supported Bilayers

המולקולה בודדת מיקרוסקופ פלואורסצנטי במישורים נתמך bilayers

In the course of a single decade single molecule microscopy has changed from being a secluded domain shared merely by physicists with a strong background ...

Three-Dimensionally Printed Microfluidic Cross-flow System for Ultrafiltration/Nanofiltration Membrane Performance Testing

בתלת ממד המודפס Microfluidic מערכת חוצת זרימה עבור Ultrafiltration / nanofiltration ממברנה בדיקות ביצועים

Minimization and management of membrane fouling is a formidable challenge in diverse industrial processes and other practices that utilize membrane ...

Preparation of Silicon Nanowire Field-effect Transistor for Chemical and Biosensing Applications

הכנת טרנזיסטור הסיליקון Nanowire שדה ותוצאה עבור יישומים כימיים biosensing

Surveillance using biomarkers is critical for the early detection, rapid intervention, and reduction in the incidence of diseases. In this study, we ...

Designing Porous Silicon Films as Carriers of Nerve Growth Factor

עיצוב הסיליקון הנקבובי סרטים כמו נשאים של גורם הגדילה העצבי

Despite the great potential of NGF for treating neurodegenerative diseases, its therapeutic administration represents a significant challenge as the ...

Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes

ליתוגרפיה של קרן יון ממוקדת לחרוט ננו-ארכיטקטורות למיקרואלקטרודות

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