Bir İzleme Ortamında plasmonik Yakalama ve Nanopartiküller Yayın
Summary
plasmonik cımbız katılan bir mikroçip üretim süreci burada sunulmuştur. Mikroçip maksimum sıkıştırma kuvvetinin ölçülmesi için bir tuzak parçacığın görüntülenmesine olanak sağlar.
Abstract
Plasmonik cımbız polarize nano ölçekli nesneleri tutmak için yüzey plazmon Polaritonlar kullanın. plasmonik cımbız çeşitli tasarımlar arasında sadece birkaç immobilize parçacıkların gözlemleyebiliriz. Ayrıca, çalışmaların sınırlı sayıda deneysel parçacıklar üzerinde exertable kuvvetleri ölçüldü. tasarımlar çıkıntılı nanodisk türüne veya bastırılmış nanohole türü olarak sınıflandırılabilir. İkincisinin için, mikroskobik gözlem son derece zordur. Bu yazıda, yeni plasmonik cımbız sistemi bir plasmonik nanohole yapının simetrik eksenine paralel ve dik yönde hem de parçacıklar izlemek için sokulur. Bu özellik nanohole kenarına yakın her parçacığın hareketini gözlemlemek için bize sağlar. Ayrıca, miktar yeni akışkan kanalı kullanılarak maksimum sıkıştırma kuvvetinin tahmin edilebilir.
Introduction
mikro nesneleri işlemek yeteneği birçok mikro / nano deneyleri için vazgeçilmez bir özelliktir. Direkt temas manipülasyonlar manipüle nesneleri zarar verebilir. Daha önce düzenlenen nesneleri serbest bırakılması nedeniyle de yapışma problemlerinin zordur. Bu sorunların üstesinden gelmek için, bir akışkan 1, elektrikli 2, manyetik, 3 veya foton kuvvetleri 4, 5, 6, 7 kullanarak birkaç dolaylı yöntemler, 8 önerilmiştir. Fotonik güçlerini kullanmak plasmonik cımbız olay yoğunluğu 9 daha büyük olağanüstü saha geliştirme birkaç siparişlerin fiziği dayanmaktadır. Bu son derece güçlü alan geliştirme son derece küçük nano parçacıkların yakalanmasını sağlar. Örneğin, hareketsiz ve nano boyutlu işlemek için gösterilmiştirpolistiren partikülleri 7, 10, 11, 12, 13, 14, polimer zincirleri 15, proteinler 16, kuantum noktaları 17 ve DNA moleküllerinin 8, 18 gibi nesneler. Onlar etkili bir şekilde incelenir önce hızlı bir şekilde yok ya çünkü lazer yüksek yoğunluğu nedeniyle hasar nedeniyle plasmonik cımbız olmadan, tuzak nanopartiküller zordur.
Birçok plasmonik çalışmalar çeşitli nano ölçekli altın yapılarını kullanmışlardır. Biz, 19 nanodisk türleri, 12, 13, 14, 15 çıkıntı yapan olarak altın yapıları kategorize <syukarı>, 20, 21 ya da bastırılmış nanohole tipi 7, 8, 10, 11, 22, 23. ikincisi için, altın substratlar gözlem açılma alanı nedeniyle, görüntüleme kolaylık açısından, nanodisk türleri nanohole türlerine göre daha uygundur. Ayrıca, plasmonik yakalama plasmonik yapının yakınında meydana gelir ve gözlem daha zor hale getirir. Bizim bilgimize göre, nanohole türlerinde plasmonik yakalama oranı sadece dolaylı saçılma sinyallerini kullanarak doğrulandı. Ancak, bu tür mikroskobik görüntüleri gibi hiçbir başarılı direkt gözlemler, bildirilmiştir. Çok az çalışma sıkışan partiküllerin pozisyon tarif edilmiştir. Bu tür bir sonuç, Wang ve arkadaşları tarafından sunuldu. Onlar altın maddesi üzerinde bir altın sütunu oluşturulur ve p gözlenenBir floresan mikroskop 24 ile eşya hareketi. Bununla birlikte, bu ışın eksenine paralel yönde değil yanal hareketlerini izlemek için etkilidir.
Bu yazıda, yeni akışkan mikroçip tasarım ve üretim prosedürlerini tanıtmak. Bu çip kullanarak, plasmonik nano paralel ve dik yönde hem de plasmonically sıkışan partiküllerin izleme göstermektedir. Ayrıca, mikroçip, uç hızı bulmak için akışkan hızı artırılarak immobilize parçacığın maksimum kuvveti ölçer. plasmonik cımbız üzerinde çoğu çalışma nicel deneysel kurulumları kullanılan maksimal yakalama kuvvetleri gösteremez çünkü bu çalışma benzersizdir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Şekil 6a dikdörtgen nokta gösterilen SMF kablosu, mikroçip üzerinde SMF kablo deliğine sokulmuştur. SMF kablo delik kablo çapından daha büyük olduğu için, epoksi yapıştırıcı akan parçacık çözeltisi sızmasını önlemek için bir boşluğu kapatmak için kullanılmıştır. epoksi yapıştırıcı tatbik edilmeden önce, altın bloğu ve kablo kenarı eş eksenli olarak, bir mikroskop kullanılarak elle hizalanmalıdır. bu eş eksenli olarak hizalanabilir sokulan kablo kenar ve na…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, BİT Ar-MSIP / IITP (R0190-15-2040, bir içerik konfigürasyon yönetimi sistemi Geliştirme ve 3 boyutlu baskı için bir simülatör akıllı materyaller kullanılarak) D programı tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Negative photoresist | MicroChem | SU-8 2075 |
| Developer | MicroChem | SU-8 Developer |
| Positive photoresist | Merck Ltd. | AZ GXR-601 |
| AZ Photoresist Developers | Merck Ltd. | AZ 300 MIF |
| HMDS | Merck Ltd. | AZ Adhesion Promoter |
| Aligner | Midas System | MDA 400M |
| Atmospheric plasma machine | Atmospheric Process Plasma Co. |
IDP-1000 |
| Polydimethylsiloxane (PDMS) | Dow Corning | Sylgard 184 A/B |
| Gold coated test slides | EMF Co. | TA124(Ti/Au) |
| Au etchant | Transene Inc. | TFA |
| Ti etchant | Transene Inc. | TFT |
| 40X objective lens | Edmund Optics | 40X DIN |
| 60X water immersion objective lens |
Olympus | LUMPLFLN 60XW |
| Optical fiber incident laser | IPG Photonic | YLR 10 |
| SMF coupler | Thorlabs | MBT612D/M |
| Syringe micropump | Harvard | PC2 70-4501 |
| Fluorescent microscope | Olympus | IX-51 |
| Plasma system | Femto Science Inc | CUTE-MPR |
Riferimenti
- Crane, N. B., Onen, O., Carballo, J., Ni, Q., Guldiken, R. Fluidic assembly at the microscale: progress and prospects. Microfluid. Nanofluid. 14 (3), 383-419 (2013).
- Yao, B., Luo, G. A., Feng, X., Wang, W., Chen, L. X., Wang, Y. M. A microfluidic device based on gravity and electric force driving for flow cytometry and fluorescence activated cell sorting. Lab Chip. 4 (6), 603-607 (2004).
- Zhang, K., et al. On-chip manipulation of continuous picoliter-volume superparamagnetic droplets using a magnetic force. Lab Chip. 9 (20), 2992-2999 (2009).
- Park, I. Y., Sung, S. Y., Lee, J. H., Lee, Y. G. Manufacturing micro-scale structures by an optical tweezers system controlled by five finger tips. J. Micromech. Microeng. 17, N82-N89 (2007).
- Kim, J. D., Hwang, S. U., Lee, Y. G. Traceable assembly of microparts using optical tweezers. J. Micromech. Microeng. 22, 105003 (2012).
- Kim, J. D., Lee, Y. G. Construction and actuation of a microscopic gear assembly formed using optical tweezers. J. Micromech. Microeng. 23, 065010 (2013).
- Kim, J. D., Choi, J. H., Lee, Y. G. A measurement of the maximal forces in plasmonic tweezers. Nanotechnology. 26 (42), 425203 (2015).
- Kim, J. D., Lee, Y. G. Trapping of a single DNA molecule using nanoplasmonic structures for biosensor applications. Biomed. Opt. Express. 5 (8), 2471-2480 (2014).
- Quidant, R. Plasmonic tweezers – the strength of surface plasmons. MRS Bull. 37 (8), 739-744 (2012).
- Juan, M. L., Gordon, R., Pang, Y., Eftekhari, F., Quidant, R. Self-induced back-action optical trapping of dielectric nanoparticles. Nat. Phys. 5, 915-919 (2009).
- Pang, Y., Gordon, R. Optical trapping of 12 nm dielectric spheres using double-nanoholes in a gold film. Nano Lett. 11 (9), 3763-3767 (2011).
- Tanaka, Y., Kaneda, S., Sasaki, K. Nanostructured potential of optical trapping using a plasmonic nanoblock pair. Nano Lett. 13 (5), 2146-2150 (2013).
- Kang, J. H., et al. Low-power nano-optical vortex trapping via plasmonic diabolo nanoantennas. Nat. Commun. 2, 582 (2011).
- Roxworthy, B. J., et al. Application of plasmonic bowtie nanoantenna arrays for optical trapping, stacking, and sorting. Nano Lett. 12 (2), 796-801 (2012).
- Shoji, T., Tsuboi, Y. Plasmonic optical tweezers toward molecular manipulation: tailoring plasmonic nanostructure, light source, and resonant trapping. J. Phys. Chem. Lett. 5 (17), 2957-2967 (2014).
- Pang, Y., Gordon, R. Optical trapping of a single protein. Nano Lett. 12 (1), 402-406 (2012).
- Tsuboi, Y., et al. Optical trapping of quantum dots based on gap-mode-excitation of localized surface plasmon. J. Phys. Chem. Lett. 1, 2327-2333 (2010).
- Shoji, T., et al. Permanent fixing or reversible trapping and release of DNA micropatterns on a gold nanostructure using continuous-wave or femtosecond-pulsed near-infrared laser light. J. Am. Chem. Soc. 135 (17), 6643-6648 (2013).
- Grigrenko, A. N., Roberts, N. W., Dickson, M. R., Zhang, Y. Nanometric optical tweezers based on nanostructured substrates. Nat. Photonics. 2, 365-370 (2008).
- Righini, M., et al. Nano-optical trapping of rayleigh particles and escherichia coli bacteria with resonant optical antennas. Nano Lett. 9 (10), 3387-3391 (2009).
- Chen, K. Y., Lee, A. T., Hung, C. C., Huang, J. S., Yang, Y. T. Transport and trapping in two-dimensional nanoscale plasmonic optical lattice. Nano Lett. 13 (9), 4118-4122 (2013).
- Berthelot, J., et al. Three-dimensional manipulation with scanning near-field optical nanotweezers. Nat. Nanotechnol. 9 (4), 295-299 (2014).
- Chen, C., et al. Enhanced optical trapping and arrangement of nano-objects in a plasmonic nanocavity. Nano Lett. 12 (1), 125-132 (2011).
- Wang, K., Schonbrun, E., Steinvurzel, P., Crozier, K. B. Trapping and rotating nanoparticles using a plasmonic nano-tweezer with an integrated heat sink. Nat. Commun. 2, 469 (2011).
- Byun, D., Cho, S. J., Kim, S. Fabrication of a flexible penetrating microelectrode array for use on curved surfaces of neural tissues. J. Micromech. Microeng. 23, 125010 (2013).
