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

ליתוגרפיה של קרן יון ממוקדת לחרוט ננו-ארכיטקטורות למיקרואלקטרודות

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

הצגנו כי תחריט של הננו-ארכיטקטורה לתוך התקנים מיקרו-אלקטרודה תאיים עשוי להפחית את התגובה הדלקתית ויש לו את הפוטנציאל לשפר הקלטות אלקטרופיזיולוגיות. השיטות המתוארות כאן מתווה גישה לחרוט ננו-ארכיטקטורות לפני השטח של מיקרואלקטרודות שאינן תפקודי ופונקציונלי בודד.

Abstract

עם ההתקדמות בטכנולוגיית האלקטרוניקה והייצור, המיקרואלקטרודות התאיים עברו שיפורים משמעותיים המאפשרים ייצור של מיקרואלקטרודות מתוחכמות ברזולוציה גבוהה יותר ויכולות מורחבות. ההתקדמות בטכנולוגיית הייצור תמכה בפיתוח של אלקטרודות ביוגיתיים, המטרה לשלב בצורה חלקה לתוך המוח מקומכימה, להפחית את התגובה נוירודלקתית נצפתה לאחר החדרת אלקטרודה ולשפר את איכות ו אריכות ימים של הקלטות אלקטרופיזיולוגיות. כאן אנו מתארים פרוטוקול להעסיק גישה ביותונית שסווגו לאחרונה כננו אדריכלות. השימוש בליתוגרפיה של קרן יון ממוקדת (פרפור) היה מנוצל בפרוטוקול זה כדי לחרוט תכונות הננו אדריכלות מסוימים לתוך המשטח של לא פונקציונלי ופונקציונלי יחיד מיקרואלקטרודות מיקרו. חריטה ננו-ארכיטקטורות לתוך משטח האלקטרודה הצביעו על שיפורים אפשריים של תאימות ופונקציונליות של המכשיר מושתל. אחד היתרונות של שימוש פרפור הוא היכולת לחרוט על התקנים מיוצרים, בניגוד במהלך הייצור של המכשיר, הקלה על אפשרויות ללא גבולות כדי לשנות מכשירים רפואיים רבים שלאחר הייצור. הפרוטוקול המוצג במסמך זה יכול להיות מותאם עבור סוגי חומרים שונים, הננו-ארכיטקטורה תכונות, וסוגי התקנים. הגדלת פני השטח של מכשירים רפואיים מושתלים יכולה לשפר את ביצועי המכשיר ואת האינטגרציה לתוך הרקמה.

Introduction

מיקרואלקטרודות תאיים (IME) הן אלקטרודות פולשניות המספקות אמצעי ממשק ישיר בין התקנים חיצוניים לבין האוכלוסיות הנוירואליות בתוך קליפת המוח1,2. טכנולוגיה זו היא כלי רב ערך עבור הקלטת פוטנציאל פעולה עצבית כדי לשפר את היכולת של מדענים לחקור פונקציה עצבית, הבנה מראש של מחלות נוירולוגיות ולפתח טיפולים פוטנציאליים. מיקרואלקטרודה תאיים, משמש כחלק מערכות ממשק המוח (BMI), מאפשר הקלטה של פוטנציאל פעולה מקבוצות יחיד או קטן של נוירונים כדי לזהות כוונות מוטוריות שניתן להשתמש כדי לייצר פלטי פונקציונלי3. למעשה, מערכות BMI בהצלחה שימשו למטרות תותבות וטיפוליות, כגון רכשה sensorimotor בקרת קצב להפעלת סמן מחשב בחולים עם טרשת לרוחב amyotrophic (ALS)4 ופציעות חוט השדרה5 ושחזור התנועה אצל אנשים הסובלים tetraplegia כרונית6.

למרבה הצער, עורכי שיטות קלט אינם מצליחים להקליט בעקביות לאורך זמן עקב מצבי כשל מספר הכוללים גורמים מכניים, ביולוגיים וחומריים7,8. התגובה נוירודלקתית המתרחשת לאחר השתלת האלקטרודה נחשבת לאתגר ניכר לתרום כישלון אלקטרודה9,10,11,12,13,14. התגובה נוירודלקתית היא ביוזמת במהלך הכניסה הראשונית של ה-IME אשר מנתקת את מכשול המוח בדם, נזקים המוח המקומי בתוך כימומה ומשבש את הרשתות גליה והנוירואליות15,16. זו תגובה חריפה מאופיין על ידי הפעלת תאים גליה (microglia/מקרופאגים ו astrocytes), אשר שחרור pro דלקתית מולקולות נוירומורביות סביב האתר שתל17,18,19,20. הפעלה כרונית של תאים גליה תוצאות תגובת גוף זר מאופיין על ידי היווצרות של צלקת גליה בידוד אלקטרודה מרקמת מוח בריא7,9,12,13,17,21,22. בסופו של דבר, הינדרינג היכולת של האלקטרודה להקליט פוטנציאל הפעולה העצבי, בשל המכשול הפיזי בין האלקטרודה לבין הנוירונים ואת ניוון ומוות של נוירונים23,24,25.

הכישלון המוקדם של המיקרואלקטרודות התאיים הביא למחקר רב בהתפתחות של אלקטרודות הדור הבא, עם דגש על אסטרטגיות ביואיטיים26,27,28,29,30. עניין מיוחד לפרוטוקול המתואר כאן, הוא השימוש בננו-ארכיטקטורה כמחלקה של שינויים משטח ביואידיני עבור עורכי שיטות ה-31. זה כבר הוקם כי משטחים מחקה את הארכיטקטורה של הטבע בסביבה vivo יש תגובה סתיימים משופר32,33,34,35,36. לפיכך, ההשערה משכנעת פרוטוקול זה הוא כי הניתוק בין הארכיטקטורה הגסה של רקמת המוח והארכיטקטורה החלקה של המיקרואלקטרודות התאיים עשוי לתרום לתגובת גוף האדם הנוירודלקתית וכרונית ל-Ime (לסקירה מלאה מתייחסים לקים et al.31). בעבר הצגנו כי ניצול של התכונות ננו-ארכיטקטורה דומה האדריכלות של המוח מטריתאי מטריקס מפחית את סמנים דלקתיים האסטרוציטוט מן התאים המתורבתות על מצעים ננו-אדריכלי, לעומת משטחי שליטה שטוח הן מודלים vivo מבחנה לשעבר ומדגמים של נוירודלקת37,38. יתר על כן, הצגנו את היישום של קרן יון ממוקדת (פרפור) להדפס לחרוט ננו-ארכיטקטורות ישירות על בדיקה סיליקון הביא באופן משמעותי הכדאיות העצבית מוגברת ביטוי נמוך יותר של גנים אנטי דלקתיות מבעלי חיים מושתל עם בדיקה ננו אדריכלות בהשוואה לקבוצה בקרת חלקה26. לפיכך, מטרת הפרוטוקול המוצג כאן היא לתאר את השימוש בליטוגרפיה פרפור כדי לחרוט ננו-ארכיטקטורות על מכשירים מיקרואלקטרודה מתוצרת תאיים. פרוטוקול זה נועד לחרוט ננו אדריכלות בגודל תכונות לתוך משטחי סיליקון של שאנקס מיקרואלקטרודה תאיים ניצול הן אוטומטי וידני תהליכים. שיטות אלה אינן מסובכת, מיוחלות, והוא יכול בהחלט להיות ממוטב עבור חומרי התקן שונים בגדלים תכונות הרצוי.

Protocol

הערה: בצע את השלבים הבאים תוך לבישת ציוד ההגנה האישי המתאים, כגון חלוק מעבדה וכפפות. 1. הרכבה ללא פונקציונלי בדיקה סיליקון עבור קרן יון ממוקד (פרפור) ליתוגרפיה הערה: עבור ההליך המלא המתאר את הייצור של וופל SOI עם 1,000 הבדיקות, אנא פנה אל Ereifej ואח ’39. <l…

Representative Results

פרפור-אדריכלות בעיצוב ננו-ארכיטקטורה על משטחים של שאנק בודד רגשיםניצול השיטות המתוארות כאן, הבדיקות התאיים היו חרוטים עם ננו-ארכיטקטורות ספציפיות בעקבות פרוטוקולים שנקבעו39. הממדים והצורה של העיצוב ננו-אדריכלות המתוארים בשיטות אלה יושמו מן הקודם בתוצאות מחוץ לגו…

Discussion

פרוטוקול הייצור המתואר כאן משתמש ליתוגרפיה ממוקדת קרן יון כדי להפוך ביעילות והשבוק ננו-ארכיטקטורות לתוך המשטח של שאינו פונקציונלי ופונקציונלי יחיד מיקרואלקטרודות סיליקון. קרן יון ממוקדת (פרפור) ליתוגרפיה מאפשר אבלציה סלקטיבית של משטח המצע באמצעות קרן יון ממוקדת דק50,<s…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

מחקר זה היה נתמך על ידי ארצות הברית (ארה ב) המחלקה לענייני ותיקי מחקר שיקום ושירותי פיתוח פרסים: #RX001664-01A1 (CDA-1, Ereifej) ו #RX002628-01A1 (CDA-2, Ereifej). התוכן אינו מייצג את התצוגות של ארה ב. משרד לענייני יוצאי צבא או ממשלת ארצות הברית. המחברים רוצים להודות פיי ושות (כיום חלק מדעית תרמופישר) לסיוע הצוות ושימוש במכשור, אשר סייעה בפיתוח הסקריפטים המשמשים במחקר זה.

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

Keywords: Focused Ion Beam LithographyFIBNano-architecturesMicroelectrodesBiocompatibilitySiliconMetalsPolymersNon-planar SurfacesPost-processingScanning Electron MicroscopeSEMSilver PaintStage CoordinatesNitrile GlovesNavigation CameraMicroscope User Interface
check_url/it/60004?article_type=t

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