Vi rapporterer om teknikker til micropattern nanoporøse gull tynne filmer via sjablong utskrift og photolithography, samt metoder for å dyrke celler på de microfabricated mønstre. I tillegg, beskriver vi Bildeanalysemetoder å karakterisere morfologi av materialet, og de dyrkede celler ved hjelp av scanning elektronmikroskopi og fluorescensmikroskopi teknikker.
Nanostrukturerte materialer med funksjonen størrelser i titalls nanometer har forbedret ytelse av flere teknologier, inkludert brenselceller, biosensorer, biomedisinske enheten belegg, og levering av legemidler verktøy. Nanoporøse gull (NP-Au), frembragt av en nano-skala selv-monteringsprosessen, er et relativt nytt materiale som oppviser stor effektiv overflate, høy elektrisk ledningsevne, og katalytisk aktivitet. Disse egenskapene har gjort np-Au et attraktivt materiale til vitenskapelige samfunnet. De fleste studier på np-Au ansette makro-skala prøver og fokusere på fundamental vitenskap av materialet og dets katalytiske og sensor applikasjoner. De makro-skala prøver begrense np-Au potensial i miniatyriserte systemer, inkludert biomedisinsk enheter. For å løse disse problemene, vi først beskrive to ulike metoder for å micropattern np-Au tynne filmer på stive underlag. Den første metoden benytter manuelt produserte sjablong masker for å skape millimeter skala np-Au mønstre, while den andre metoden bruker lift-off photolithography til mønster sub-millimeter-skala mønstre. Som np-Au tynne filmer er innhentet av frese-avsetning prosessen, de er kompatible med konvensjonelle microfabrication teknikker, og dermed mottagelig for lettvinte integrering i mikrosystemer. Disse systemene inkluderer elektrisk adresserbare biosensor plattformer som drar nytte av høy effektiv areal, elektrisk ledningsevne, og gull-tiol-baserte overflaten bioconjugation. Vi beskriver cellekultur, farging og bildebehandling teknikker for å kvantifisere np-Au interaksjon med celler hos pattedyr, som er en viktig måleparameter for noen biosensorer. Vi forventer at teknikkene illustrert her vil hjelpe integreringen av np-Au i plattformer på ulike lengde-skalaer og i en rekke programmer, inkludert biosensorer, energi lagringssystemer, og katalysatorer.
Vi viser to forskjellige teknikker til micropattern np-AU filmer for å utvide bruken av disse filmene i mikrosystemer og biologiske studier. Frese-belegg gull og sølv er en anvendelig metode for å lage np-AU mønstre, som sputtering er forenlig med konvensjonell microfabrication prosesser og at legeringen sammensetning og tykkelse kan lett reguleres ved å variere de enkelte sputtering gun krefter (for gull og sølv mål) og deponering tid henholdsvis. Typisk np-Au film tykkelser fra 200 nm til 2 mikrometer. Sjablong…
The authors have nothing to disclose.
O. Kurtulus og D. Dimlioglu støttes av en University of California Laboratory gebyrer Research Program Award 12-LR-237197. P. Daggumati er støttet av en University of California Davis Forskning Investeringer i Sciences & Engineering (RISE) Award. CA Chapman er støttet av en Department of Education Graduate Assistance Områder i National Need Fellowship. Dette arbeidet ble støttet av UC Lab gebyrer Research Program, UC Davis RISE, og UC Davis College of Engineering oppstart midler.
Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
Gold target | Lesker | EJTAUXX403A2 | Precursor to alloy for producing np-Au |
Chrome target | Lesker | EJTCRXX353A2 | Adhesive layer |
Silver target | Lesker | EJTAGXX403A2 | Precursor to alloy for producing np-Au |
Porcelain boat | Thomas Scientific | 8542E40 | Used for processing small samples |
Nitric acid | Sigma-Aldrich | 43873 | Used at 70% for dealloying |
Sulfuric acid | J.T Baker | 7664-93-9 | Used at 96% for piranha cleaning |
Hydrogen peroxide | J.T Baker | 7722-84-1 | Used at 30% for piranha cleaning |
Biopsy punches | Ted Pella | 150xx | Available in several sizes |
Silicone elastomer sheets | Rogers Corporation | HT 6240 | Available in several thicknesses |
Hexamethyldisilazane | Sigma-Aldrich | 440191-100ML | Used as adhesion promoter for positive resist |
Microposit MF CD26 | Shipley | 38490 | Positive photoresist developer |
PRS 3000 | J.T Baker | JT6403-5 | Positive photoresist stripper |
Circular glass coverslips (12 mm) | Ted Pella | 26023 | Used as substrate for metal patterns and cell culture |
Glass slides (1 x 3 inch) | Ted Pella | 26007 | Used as substrate for metal patterns |
Kapton polyimide tape | VWR | 82030-950 | Used for securing elastomer |
Transparency masks | Output City | Used in photolithography http://www.outputcity.com/ | |
Plasma cleaner | Harrick Plasma | PDC-32G | Used for activating glass surfaces |
Sputtering machine | Kurt J. Lesker | LAB18 | Used for depositing metals |