JoVE Journal > Bioengineering
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Risultati
Discussion
Divulgazioni
Acknowledgements
Materials
Riferimenti
Traduzione automatica
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Bioingegneria

تخطيط الاشعه الايونيه المركزة لحفر نانو-البنيات في ميكرواقطاب

Published: January 19, 2020
doi:
10.3791/60004
, , , ,
1Department of Electrical Engineering and Computer Science,University of Michigan, 2Veteran Affairs Ann Arbor Healthcare System, 3Department of Neurology, School of Medicine,University of Michigan, 4Department of Biomedical Engineering,University of Michigan, 5Michigan Center for Materials Characterization,University of Michigan, 6Carl Zeiss SMT, Inc.

Summary

لقد أظهرنا ان النقش من الهندسة المعمارية نانو في الاجهزه المجهرية داخل الاوعيه الدقيقة قد يقلل من الاستجابة التهابيه ولديه القدرة علي تحسين التسجيلات الكهربائية الفسيولوجية. الطرق الموصوفة هنا الخطوط العريضة لنهج لحفر نانو-البنيات في السطح من غير وظيفية ووظيفية السيليكون عرقوب أحاديه القطب المجهرية داخل الإطار.

Abstract

ومع التقدم في تكنولوجيا الكترونيات والتصنيع ، خضعت الأقطاب المجهرية داخل الصناعة لتحسينات كبيره تمكن من إنتاج أقطاب مجهريه متطورة ذات دقه أكبر وقدرات موسعه. وقد دعم التقدم في تصنيع التكنولوجيا تطوير الأقطاب الكهربائية الحيوية ، والتي تهدف إلى الاندماج بسلاسة في الدماغ parenchyma ، والحد من استجابه التهابات العصبية التي لوحظت بعد الادراج الكهربائي وتحسين نوعيه طول عمر التسجيلات الكهربية الفسيولوجية. هنا نحن وصف بروتوكول لتوظيف نهج الحيوية التي تصنف مؤخرا علي انها الهندسة المعمارية نانو. استخدمت الطباعة الحجرية المركزة شعاع الأيونات (الاكذوبه) في هذا البروتوكول لحفر سمات الهندسة المعمارية نانو محدده في سطح الأقطاب المجهرية أحاديه الساق غير وظيفية والوظيفية. النقش نانو-البنيات في سطح القطب أشارت إلى تحسينات ممكنة من التوافق الحيوي ووظائف الجهاز مزروع. واحده من فوائد استخدام الاكذوبه هو القدرة علي حفر علي الاجهزه المصنعة ، بدلا من خلال تصنيع الجهاز ، وتسهيل إمكانيات لا حدود لها لتعديل العديد من الاجهزه الطبية بعد التصنيع. يمكن تحسين البروتوكول المعروض هنا لأنواع المواد المختلفة وميزات هندسه النانو وأنواع الاجهزه. يمكن زيادة سطح الاجهزه الطبية مزروع تحسين أداء الجهاز والاندماج في الانسجه.

Introduction

الأقطاب المجهرية الداخلية (IME) هي أقطاب الغازية التي توفر وسيله للتفاعل المباشر بين الاجهزه الخارجية والسكان الخلايا العصبية داخل القشرة المخية1,2. هذه التكنولوجيا هي أداه لا تقدر بثمن لتسجيل إمكانات العمل العصبية لتحسين قدره العلماء علي استكشاف وظيفة الخلايا العصبية ، والفهم المسبق للامراض العصبية وتطوير العلاجات المحتملة. القطب المجهري الداخلي ، المستخدم كجزء من أنظمه واجهه اله الدماغ (BMI) ، تمكن من تسجيل إمكانات العمل من مجموعه فرديه أو صغيره من الخلايا العصبية للكشف عن النوايا الحركية التي يمكن استخدامها لإنتاج المخرجات الوظيفية3. في الواقع, وقد استخدمت أنظمه مؤشر كتله الجسم بنجاح لأغراض الاصطناعية والعلاجية, مثل السيطرة علي إيقاع حسي المكتسبة لتشغيل مؤشر الكمبيوتر في المرضي الذين يعانون من التصلب الجانبي الضموري (ALS)4 وإصابات الحبل الشوكي5 واستعاده الحركة في الناس يعانون من رباعي المزمنة6

لسوء الحظ ، غالبا ما تفشل imes لتسجيل باستمرار مع مرور الوقت بسبب عده طرق الفشل التي تشمل العوامل الميكانيكية والبيولوجية والمادية7،8. الاستجابة التهابيه العصبية التي تحدث بعد غرس القطب الكهربائي ويعتقد ان يكون تحديا كبيرا المساهمة في فشل القطب9,10,11,12,13,14. وبدات استجابه التهابات العصبية خلال الادراج الاولي لل IME الذي يقطع حاجز الدم في الدماغ, الاضرار المحلية الدماغ حمه ويعطل الشبكات العصبية والعصبية15,16. وتتميز هذه الاستجابة الحاده من خلال تفعيل الخلايا الدبقيه (ميكروليا/الضامة و astrocytes) ، والتي تطلق الجزيئات الموالية للالتهابات والسمية العصبية حول موقع زرع17،18،19،20. يؤدي التنشيط المزمن للخلايا الدليج إلى تفاعل الجسم الخارجي الذي يتميز بتشكيل ندبه غليال التي تعزل القطب عن انسجه المخ الصحية7،9،12،13،17،21،22. في نهاية المطاف ، وعرقله قدره القطب لتسجيل إمكانات العمل العصبية ، وذلك بسبب الحاجز المادي بين القطب والخلايا العصبية وانحطاط وموت الخلايا العصبية23،24،25.

وقد ادي الفشل المبكر لأقطاب مجهريه داخل الشركات إلى اجراء بحوث كبيره في تطوير أقطاب الجيل القادم ، مع التركيز علي الاستراتيجيات البيولوجية26،27،28،29،30. ومن الاهميه بمكان بالنسبة للبروتوكول الموصوف هنا ، هو استخدام الهندسة المعمارية نانو كفئة من التعديلات السطحية الحيوية ل IMEs31. وقد ثبت ان الأسطح محاكاة الهندسة المعمارية للبيئة الطبيعية في البيئة الحيوية لديها استجابه محسنه بيومتوافق32،33،34،35،36. وهكذا ، فان فرضيه مقنعه هذا البروتوكول هو ان الانقطاع بين الهندسة المعمارية الخام من انسجه المخ والهندسة المعمارية علي نحو سلس من الأقطاب المجهرية داخل الاوعيه الدقيقة قد تسهم في التهاب العصبي والمزمن استجابه الجسم الأجنبي لزرع IMEs (للمراجعة الكاملة تشير إلى كيم etal. وقد سبق لنا ان أظهرت ان استخدام ميزات الهندسة المعمارية نانو مماثله لهندسه مصفوفة الدماغ خارج الخلية يقلل من العلامات التهابيه تموت من الخلايا المستزرعة علي ركائز نانو المعمارية ، مقارنه أسطح التحكم المسطحة في كل من المختبر والنماذج السابقة فيفو من التهاب العصبي37،38. وعلاوة علي ذلك ، لقد أظهرنا تطبيق الاشعه الايونيه المركزة (الاكذوبه) الطباعة الحجرية لحفر نانو المعمارية مباشره علي تحقيقات السيليكون ادي إلى زيادة كبيره في القدرة علي البقاء العصبية وانخفاض التعبير عن الجينات الموالية للالتهابات من الحيوانية مزروع مع تحقيقات العمارة نانو مقارنهمع مجموعه ال ولذلك ، فان الغرض من البروتوكول المعروض هنا هو وصف استخدام الطباعة الحجرية المؤسسية لحفر الهندسة النانويه علي الاجهزه المجهرية المصنعة داخل القطب الصناعي. تم تصميم هذا البروتوكول لحفر ميزات الحجم نانو الهندسة المعمارية في أسطح السيليكون من السيقان المجهرية داخل القطب باستخدام كل من العمليات اليه واليدوية. هذه الطرق غير معقده ، قابله للتكرار ، ويمكن بالتاكيد ان الأمثل لمواد الجهاز المختلفة والاحجام ميزه المطلوب.

Protocol

ملاحظه: قم بالخطوات التالية اثناء ارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة ، مثل معطف المختبر والقفازات. 1. تصاعد غير وظيفية السيليكون المسبار لتركيز الشعاع الأيوني (الاكذوبه) الطباعة الحجرية ملاحظه: لاجراء كامل يصف تلفيق رقاقه سوي مع تحقيقات 1,000 ، يرجى الرجوع إل…

Representative Results

الاكذوبه المحفورة نانو-العمارة علي أسطح المجسات أحاديه الساقوباستخدام الطرق الموصوفة هنا ، تم حفر المجسات الموجودة في الداخل ببنيات نانو محدده بعد البروتوكولات المنشاة39. وقد تم تنفيذ ابعاد وشكل تصميم الهندسة المعمارية نانو الموصوفة في هذه الطرق من النتائج الساب…

Discussion

ويستخدم بروتوكول التصنيع المبين هنا التخطيط الحجري المركز لشعاع الأيونات بشكل فعال والتكرار حفر النانو المعمارية في سطح الأقطاب المجهرية أحاديه الساق السيليكون غير الوظيفية والوظيفية. يركز شعاع الأيون (الاكذوبه) الطباعة الحجرية يسمح للاستئصال الانتقائي للسطح الركيزة باستخدام شعاع الأ…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

تم دعم هذه الدراسة من قبل أداره الولايات المتحدة الامريكيه لشؤون المحاربين القدامى جوائز خدمه البحث والتطوير لأعاده التاهيل: #RX001664-01A1 (هيئه التنمية المجتمعية-1 ، Ereifej) و #RX002628-01A1 (د-2 ، Ereifej). ولا تمثل المحتويات اراء الاداره الامريكيه لشؤون قدامي المحاربين أو حكومة الولايات المتحدة. ويود المؤلفون ان يشكروا شركه فاي (الآن جزء من العلوم الحرارية العلمية) لمساعده الموظفين واستخدام الاجهزه ، والتي ساعدت في تطوير البرامج النصية المستخدمة في هذا البحث.

Materials

16-Channel ZIF-Clip Headstage Tucker Davis Technologies ZC16 The headstage and headstage holder may need to be changed, depending on the electrode used. https://www.tdt.com/zif-clip-digital-headstages.html
1-meter cable, ALL spring wrapped Thomas Scientific 1213F04 Any non treated petri dish will suffice. https://www.thomassci.com/Laboratory-Supplies/Cell-Culture-Dishes/_/Non-Treated-Petri-Dishes?q=petri%20dish%20cell%20culture
32-Channel ZIF-Clip Headstage Holder Tucker Davis Technologies Z-ROD32 The headstage and headstage holder may need to be changed, depending on the electrode used. https://www.tdt.com/zif-clip-digital-headstages.html
Acetone, Thinner/Extender/Cleaner, 30ml Ted Pella 16023 https://www.tedpella.com/SEMmisc_html/SEMpaint.htm#anchor16062
Baby-Mixter Hemostat Fine Science Tools 13013-14 Any curved hemostat will suffice. https://www.finescience.com/en-US/Products/Forceps-Hemostats/Hemostats/Baby-Mixter-Hemostat
Carbon Conductive Tape, Double Coated Ted Pella 16084-7 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. https://www.tedpella.com/semmisc_html/semadhes.htm
Corning Costar Not Treated Multiple Well Plates – 6 well Sigma Aldrich CLS3736-100EA Any non-treated 6 well plate will suffice. https://www.sigmaaldrich.com/catalog/substance/
Dumont #5 Fine Forceps Fine Science Tools 11251-30 Either this fine forceps or the vacuum pump will suffice. https://www.finescience.com/en-US/Products/Forceps-Hemostats/Dumont-Forceps/Dumont-5-Forceps/11251-30
Ethanol, 190 proof (95%), USP, Decon Labs Fisher Scientific 22-032-600 Any 95% ethanol will suffice. https://www.fishersci.com/shop/products/ethanol-190-proof-95-usp-decon-labs-10/22032600
Falcon Cell Strainer Fisher Scientific 08-771-1 https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-cell-strainers-4/087711
FEI, Tescan, Zeiss (also for Philips, Leo, Cambridge, Leica, CamScan), aluminum, grooved edge, Ø32mm Ted Pella 16148 Depending on the SEM machine used, you may need a different size stub. https://www.tedpella.com/SEM_html/SEMpinmount.htm#_16180
Fisherbrand Aluminum Foil, Standard-gauge roll Fisher Scientific 01-213-101 Any aluminum foil will suffice. https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-aluminum-foil-7/p-306250
Fisherbrand Low- and Tall-Form PTFE Evaporating Dishes Fisher Scientific 02-617-149 Any Teflon plate will suffice, this is used to dry the probes after washing on a surface they will not stick onto. https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-low-tall-form-ptfe-evaporating-dishes-12/p-88552
Michigan-style silicon functional electrode NeuroNexus A1x16-3mm-100-177 http://neuronexus.com/electrode-array/a1x16-3mm-100-177/
Model 1772 Universal holder KOPF Model 1772 Other stereotaxic frames and accessories will suffice. http://kopfinstruments.com/product/model-1772-universal-holder/
Model 900-U Small Animal Stereotaxic Instrument KOPF Model 900-U Other stereotaxic frames and accessories will suffice. http://kopfinstruments.com/product/model-900-small-animal-stereotaxic-instrument1/
Model 960 Electrode Manipulator with AP Slide Assembly KOPF Model 960 Other stereotaxic frames and accessories will suffice. http://kopfinstruments.com/product/model-1772-universal-holder/
Parafilm M 10cm x 76.2m (4" x 250') Ted Pella 807-5 https://www.tedpella.com/grids_html/807-2.htm
PELCO Vacuum Pick-Up System, 220V Ted Pella 520-1-220 Either this vacuum pump or the fine forceps will suffice. http://www.tedpella.com/grids_html/Vacuum-Pick-Up-Systems.htm#anchor-520
PELCO Conductive Silver Paint Ted Pella 16062 https://www.tedpella.com/SEMmisc_html/SEMpaint.htm#anchor16062
SEM FIB FEI Helios 650 Nanolab Thermo Fisher Scientific Helios G2 650 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. https://www.fei.com/products/dualbeam/helios-nanolab/
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Riferimenti

  1. Salcman, M., Bak, M. J. A new chronic recording intracortical microelectrode. Medical and Biological Engineering. 14 (1), 42-50 (1976).
  2. Im, C., Seo, J. -. M. A review of electrodes for the electrical brain signal recording. Biomedical Engineering Letters. 6 (3), 104-112 (2016).
  3. Donoghue, J. Bridging the Brain to the World: A Perspective on Neural Interface Systems. Neuron. 60 (3), 511-521 (2008).
  4. Gilja, V., et al. Clinical translation of a high-performance neural prosthesis. Nature medicine. 21 (10), 1142-1145 (2015).
  5. Wolpaw, J. R., McFarland, D. J. Control of a two-dimensional movement signal by a noninvasive brain-computer interface in humans. Proceedings of the National Academy of Sciences. 101 (51), 17849-17854 (2004).
  6. Ajiboye, A. B., et al. Restoration of reaching and grasping in a person with tetraplegia through brain-controlled muscle stimulation: a proof-of-concept demonstration. Lancet. 389 (10081), 1821-1830 (2017).
  7. Polikov, V. S., Tresco, P. A., Reichert, W. M. Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes. Journal of Neuroscience Methods. 148 (1), 1-18 (2005).
  8. Barrese, J. C., et al. Failure mode analysis of silicon-based intracortical microelectrode arrays in non-human primates. Journal of Neural Engineering. 10 (6), 066014 (2013).
  9. McConnell, G. C., et al. Implanted neural electrodes cause chronic, local inflammation that is correlated with local neurodegeneration. Journal of Neural Engineering. 6 (5), 056003 (2009).
  10. Potter, K. A., Buck, A. C., Self, W. K., Capadona, J. R. Stab injury and device implantation within the brain results in inversely multiphasic neuroinflammatory and neurodegenerative responses. Journal of Neural Engineering. 9 (4), 046020 (2012).
  11. Biran, R., Martin, D. C., Tresco, P. A. Neuronal cell loss accompanies the brain tissue response to chronically implanted silicon microelectrode arrays. Experimental Neurology. 195 (1), 115-126 (2005).
  12. Kozai, T. D., Jaquins-Gerstl, A. S., Vazquez, A. L., Michael, A. C., Cui, X. T. Brain tissue responses to neural implants impact signal sensitivity and intervention strategies. ACS Chemical Neurosciences. 6 (1), 48-67 (2015).
  13. Jorfi, M., Skousen, J. L., Weder, C., Capadona, J. R. Progress towards biocompatible intracortical microelectrodes for neural interfacing applications. Journal of Neural Engineering. 12 (1), 011001 (2015).
  14. Michelson, N. J., et al. Multi-scale, multi-modal analysis uncovers complex relationship at the brain tissue-implant neural interface: new emphasis on the biological interface. Journal of Neural Engineering. 15 (3), 033001 (2018).
  15. Saxena, T., et al. The impact of chronic blood-brain barrier breach on intracortical electrode function. Biomaterials. 34 (20), 4703-4713 (2013).
  16. Potter, K. A., et al. The effect of resveratrol on neurodegeneration and blood brain barrier stability surrounding intracortical microelectrodes. Biomaterials. 34, 7001-7015 (2013).
  17. Ravikumar, M., et al. The Roles of Blood-derived Macrophages and Resident Microglia in the Neuroinflammatory Response to Implanted Intracortical Microelectrodes. Biomaterials. 0142 (35), 8049-8064 (2014).
  18. Hermann, J., Capadona, J. Understanding the Role of Innate Immunity in the Response to Intracortical Microelectrodes. Critical Reviews in Biomedical Engineering. 46 (4), 341-367 (2018).
  19. Ereifej, E. S., et al. Implantation of Intracortical Microelectrodes Elicits Oxidative Stress. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. , (2018).
  20. Block, M. L., Zecca, L., Hong, J. S. Microglia-mediated neurotoxicity: uncovering the molecular mechanisms. Nature Reviews Neuroscience. 8 (1), 57-69 (2007).
  21. Nguyen, J. K., et al. Influence of resveratrol release on the tissue response to mechanically adaptive cortical implants. Acta Biomaterialia. 29, 81-93 (2016).
  22. Salatino, J. W., Ludwig, K. A., Kozai, T. D., Purcell, E. K. Glial responses to implanted electrodes in the brain. Nature Biomedical Engineering. 1 (11), 862 (2017).
  23. Block, M. L., Zecca, L., Hong, J. -. S. Microglia-mediated neurotoxicity: uncovering the molecular mechanisms. Nature Reviews Neuroscience. 8 (1), 57-69 (2007).
  24. Biran, R., Martin, D., Tresco, P. Neuronal cell loss accompanies the brain tissue response to chronically implanted silicon microelectrode arrays. Experimental Neurology. 195 (1), 115-126 (2005).
  25. Liu, X., et al. Stability of the interface between neural tissue and chronically implanted intracortical microelectrodes. IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering. 7 (3), 315-326 (1999).
  26. Ereifej, E. S., et al. The Neuroinflammatory Response to Nanopatterning Parallel Grooves into the Surface Structure of Intracortical Microelectrodes. Advanced Functional Materials. , (2017).
  27. Nguyen, J. K., et al. Mechanically-compliant intracortical implants reduce the neuroinflammatory response. Journal of Neural Engineering. 11 (5), 056014 (2014).
  28. Wei, X., et al. Nanofabricated Ultraflexible Electrode Arrays for High-Density Intracortical Recording. Advanced Science. , 1700625 (2018).
  29. Patel, P. R., et al. Chronic in vivo stability assessment of carbon fiber microelectrode arrays. Journal of Neural Engineering. 13 (6), 066002 (2016).
  30. Chen, R., Canales, A., Anikeeva, P. Neural recording and modulation technologies. Nature Reviews Materials. 2 (2), 16093 (2017).
  31. Kim, Y., et al. Nano-Architectural Approaches for Improved Intracortical Interface Technologies. Frontiers in Neuroscience. 12, (2018).
  32. Millet, L. J., Bora, A., Sweedler, J. V., Gillette, M. U. Direct cellular peptidomics of supraoptic magnocellular and hippocampal neurons in low-density co-cultures. ACS Chemical Neurosciences. 1 (1), 36-48 (2010).
  33. Ding, H., Millet, L. J., Gillette, M. U., Popescu, G. Actin-driven cell dynamics probed by Fourier transform light scattering. Biomedical Optical Express. 1 (1), 260-267 (2010).
  34. Kotov, N. A., et al. Nanomaterials for Neural Interfaces. Advanced Materials. 21 (40), 3970-4004 (2009).
  35. Curtis, A. S., et al. Cells react to nanoscale order and symmetry in their surroundings. IEEE Trans Nanobioscience. 3 (1), 61-65 (2004).
  36. Zervantonakis, I. K., Kothapalli, C. R., Chung, S., Sudo, R., Kamm, R. D. Microfluidic devices for studying heterotypic cell-cell interactions and tissue specimen cultures under controlled microenvironments. Biomicrofluidics. 5 (1), 13406 (2011).
  37. Ereifej, E. S., et al. Nanopatterning effects on astrocyte reactivity. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 101 (6), 1743-1757 (2013).
  38. Ereifej, E. S., Cheng, M. M. -. C., Mao, G., VandeVord, P. J. Examining the inflammatory response to nanopatterned polydimethylsiloxane using organotypic brain slice methods. Journal of Neuroscience Methods. 217 (1-2), 17-25 (2013).
  39. Ereifej, E. S., et al. The Neuroinflammatory Response to Nanopatterning Parallel Grooves into the Surface Structure of Intracortical Microelectrodes. Advanced Functional Materials. 28 (12), 1704420 (2018).
  40. Buzsáki, G. Large-scale recording of neuronal ensembles. Nature Neuroscience. 7 (5), 446-451 (2004).
  41. Mullen, R. J., Buck, C. R., Smith, A. M. NeuN, a neuronal specific nuclear protein in vertebrates. Development. 116 (1), 201-211 (1992).
  42. Rennaker, R. L., Miller, J., Tang, H., Wilson, D. A. Minocycline increases quality and longevity of chronic neural recordings. Journal of Neural Engineering. 4 (2), 1-5 (2007).
  43. Sladek, Z., Rysanek, D. Expression of macrophage CD14 receptor in the course of experimental inflammatory responses induced by lipopolysaccharide and muramyl dipeptide. Veterinarni Medicina. 53 (7), 347-357 (2008).
  44. Janova, H., et al. CD14 is a key organizer of microglial responses to CNS infection and injury. Glia. , (2015).
  45. Ziegler-Heitbrock, H. W. L., Ulevitch, R. J. CD14: Cell surface receptor and differentiation marker. Immunology Today. 14 (3), 121-125 (1993).
  46. Lowenstein, C. J., Padalko, E. iNOS (NOS2) at a glance. Journal of Cell Science. 117 (14), 2865-2867 (2004).
  47. Aktan, F. iNOS-mediated nitric oxide production and its regulation. Life Sciences. 75 (6), 639-653 (2004).
  48. Kozai, T. D., et al. Comprehensive chronic laminar single-unit, multi-unit, and local field potential recording performance with planar single shank electrode arrays. Journal of Neurosciences Methods. 242, 15-40 (2015).
  49. Kozai, T. D., et al. Mechanical failure modes of chronically implanted planar silicon-based neural probes for laminar recording. Biomaterials. 37, 25-39 (2015).
  50. Raffa, V., Vittorio, O., Pensabene, V., Menciassi, A., Dario, P. FIB-nanostructured surfaces and investigation of bio/nonbio interactions at the nanoscale. IEEE Transactions on Nanobioscience. 7 (1), 1-10 (2008).
  51. Lehrer, C., Frey, L., Petersen, S., Ryssel, H. Limitations of focused ion beam nanomachining. Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures Processing, Measurement, and Phenomena. 19 (6), 2533-2538 (2001).
  52. Watkins, R., Rockett, P., Thoms, S., Clampitt, R., Syms, R. Focused ion beam milling. Vacuum. 36 (11-12), 961-967 (1986).
  53. Veerman, J., Otter, A., Kuipers, L., Van Hulst, N. High definition aperture probes for near-field optical microscopy fabricated by focused ion beam milling. Applied Physics Letters. 72 (24), 3115-3117 (1998).
  54. Lanyon, Y. H., Arrigan, D. W. Recessed nanoband electrodes fabricated by focused ion beam milling. Sensors and Actuators B: Chemical. 121 (1), 341-347 (2007).
  55. Menard, L. D., Ramsey, J. M. Fabrication of sub-5 nm nanochannels in insulating substrates using focused ion beam milling. Nano Letters. 11 (2), 512-517 (2010).
  56. Ziberi, B., Cornejo, M., Frost, F., Rauschenbach, B. Highly ordered nanopatterns on Ge and Si surfaces by ion beam sputtering. Journal of Physics: Condensed Matter. 21 (22), 224003 (2009).
  57. Reyntjens, S., Puers, R. A review of focused ion beam applications in microsystem technology. Journal of Micromechanics and Microengineering. 11 (4), 287 (2001).
  58. Heyderman, L., David, C., Kläui, M., Vaz, C., Bland, J. Nanoscale ferromagnetic rings fabricated by electron-beam lithography. Journal of Applied Physics. 93 (12), 10011-10013 (2003).
  59. Baquedano, E., Martinez, R. V., Llorens, J. M., Postigo, P. A. Fabrication of Silicon Nanobelts and Nanopillars by Soft Lithography for Hydrophobic and Hydrophilic Photonic Surfaces. Nanomaterials. 7 (5), 109 (2017).
  60. Eom, H., et al. Nanotextured polymer substrate for flexible and mechanically robust metal electrodes by nanoimprint lithography. ACS Applied Materials & Interfaces. 7 (45), 25171-25179 (2015).
  61. Li, K., Morton, K., Veres, T., Cui, B. 5.11 Nanoimprint Lithography and Its Application in Tissue Engineering and Biosensing. Comprehensive Biotechnology. , 125-139 (2011).
  62. Dong, B., Zhong, D., Chi, L., Fuchs, H. Patterning of conducting polymers based on a random copolymer strategy: Toward the facile fabrication of nanosensors exclusively based on polymers. Advanced Materials. 17 (22), 2736-2741 (2005).
  63. Dalby, M. J., Gadegaard, N., Wilkinson, C. D. The response of fibroblasts to hexagonal nanotopography fabricated by electron beam lithography. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 84 (4), 973-979 (2008).
  64. Tseng, A. A., Chen, K., Chen, C. D., Ma, K. J. Electron beam lithography in nanoscale fabrication: recent development. IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing. 26 (2), 141-149 (2003).
  65. Yang, Y., Leong, K. W. Nanoscale surfacing for regenerative medicine. Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. 2 (5), 478-495 (2010).
  66. Vermeij, T., Plancher, E., Tasan, C. Preventing damage and redeposition during focused ion beam milling: The “umbrella” method. Ultramicroscopy. 186, 35-41 (2018).

Tags

Focused Ion Beam LithographyFIBNano-architecturesMicroelectrodesBiocompatibilitySiliconMetalsPolymersNon-planar SurfacesPost-processingScanning Electron MicroscopeSEMSilver PaintStage CoordinatesNitrile GlovesNavigation CameraMicroscope User Interface

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citazione di questo articolo
Mahajan, S., Sharkins, J. A., Hunter, A. H., Avishai, A., Ereifej, E. S. Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes. J. Vis. Exp. (155), e60004, doi:10.3791/60004 (2020).
Scarica citazione
Ristampe e autorizzazioni

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image