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

Etch Nano mimarilerine mikroelektrotlara odaklanmış iyon ışını Litografisi

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

Nano-mimarinin intrakortikal mikroelektrot cihazlarına aşındırmalarının inflamatuar yanıtı azaltabileceğini ve elektrofizyolojik kayıtları iyileştirme potansiyeline sahip olduğunu gösterdik. Burada açıklanan yöntemler, nano-mimarileri işlevsel olmayan ve fonksiyonel tek saplı silikon intrakortikal mikroelektrotların yüzeyine aşındırmak için bir yaklaşımı ortaya çıkarmaktadır.

Abstract

Elektronik ve üretim teknolojisindeki gelişmelerle, kortikal mikroelektrotlar daha yüksek çözünürlük ve genişletilmiş yeteneklere sahip gelişmiş mikroelektrotların üretilmesine olanak sağlayan önemli iyileştirmelerden geçmiştir. Üretim teknolojisindeki ilerleme, beyin parankimine sorunsuz bir şekilde entegre olmayı, elektrot takıldıktan sonra gözlenen nöroinflamatuar yanıtı azaltmayı ve kaliteyi artırmayı ve elektrofizyolojik kayıtların uzun ömürlü. Burada, yakın zamanda nano-mimari olarak sınıflandırılan biyomimetik bir yaklaşımı niçin kullandığına bir protokol uyguluyoruz. Bu protokolde, belirli nano mimari özellikleri fonksiyonel olmayan ve fonksiyonel tek saplı intrakortikal mikroelektrotların yüzeyine sokmak için odaklanmış iyon ışını litografisi (FIB) kullanımı kullanılmıştır. Nano-mimarilerin elektrot yüzeyine aşılarak, implante edilen cihazın biyouyumluluk ve işlevselliğinin olası iyileşmeleri ne kadar iyi olduğunu göstermiştir. FIB kullanmanın avantajlarından biri, cihazın üretilmesi sırasında ki üretimin aksine, üretim sonrası çok sayıda tıbbi cihazı değiştirmek için sınırsız olanaklar sağlayan, üretilen cihazlara aşındırabilme yeteneğidir. Burada sunulan protokol çeşitli malzeme türleri, nano mimari özellikleri ve cihaz türleri için optimize edilebilir. İmplante edilen tıbbi cihazların yüzeyinin güçlendirilmesi cihaz performansını ve dokuya entegrasyonunu artırabilir.

Introduction

İntrakortikal Mikroelektrotlar (IME) dış cihazlar ve serebral korteks içinde nöronal popülasyonlar arasında doğrudan bir araya araç sağlayan invaziv elektrotlar vardır1,2. Bu teknoloji, bilim adamlarının nöronal işlevi keşfetme, nörolojik hastalıkların önceden anlaşılması ve potansiyel tedaviler geliştirme yeteneklerini geliştirmek için nöral etki potansiyellerini kaydetmek için paha biçilmez bir araçtır. Beyin Makine Arabirimi (BMI) sistemlerinin bir parçası olarak kullanılan intrakortikal mikroelektrot, fonksiyonel çıkışlar üretmek için kullanılabilecek motor niyetleri tespit etmek için bir bireysel veya küçük nöron gruplarından eylem potansiyellerinin kaydedilmesini sağlar3. Aslında, BMI sistemleri başarıyla protez ve tedavi amaçlı kullanılmıştır, aminotrofik lateral skleroz olan hastalarda bir bilgisayar imleci çalıştırmak için edinilmiş sensorimotor ritim kontrolü gibi (ALS)4 ve omurilik yaralanmaları5 ve kronik tetrapleji muzdarip kişilerde hareketi geri 6 .

Ne yazık ki, IMEs genellikle mekanik, biyolojik ve malzeme faktörleri7,8içeren çeşitli arıza modları nedeniyle zaman içinde tutarlı bir şekilde kaydetmek için başarısız . Elektrot implantasyonu ndan sonra oluşan nöroinflamatuar yanıtın elektrot yetmezliğine katkıda bulunan önemli bir sorun olduğu düşünülmektedir9,10,11,12,13,14. Nöroinflamatuar yanıt kan beyin bariyerini keser, yerel beyin parankim zarar ve glial ve nöronal ağları bozar IME ilk ekleme sırasında başlatılır15,16. Bu akut yanıt glial hücrelerin aktivasyonu ile karakterizedir (mikroglia / makrofajlar ve astrositler), hangi implant site etrafında pro-inflamatuar ve nörotoksik molekülleri serbest17,18,19,20. Glial hücrelerin kronik aktivasyonu sağlıklı beyin dokusundan elektrot izole glial yara oluşumu ile karakterize yabancı bir cisim reaksiyonu ile sonuçlanır7,9,12,13,17,21,22. Sonuçta, elektrot yeteneğini nöronal eylem potansiyelleri kaydetmek için engel, elektrot ve nöronlar ve dejenerasyon ve nöronların ölümü arasındaki fiziksel bariyer nedeniyle23,24,25.

İntrakortikal mikroelektrotların erken başarısızlık biyomimetik stratejiler26,27,28,29,30vurgu ile, yeni nesil elektrotların geliştirilmesinde önemli araştırma hakkında getirdi. Burada açıklanan protokolüözellikle ilgi, IMEs31için biyomimetik yüzey değişiklikleri bir sınıf olarak nano-mimari kullanımıdır. Bu doğal in vivo ortamın mimarisini taklit yüzeyler geliştirilmiş bir biyouyumlu tepki32,33,34,35,36olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle, bu protokolü zorlayan hipotez, beyin dokusunun kaba mimarisi ile intrakortikal mikroelektrotların düzgün mimarisi arasındaki süreksizliğin implante edilmiş IME’lere nöroinflamatuar ve kronik yabancı cisim tepkisine katkıda bulunabileceğidir (tam bir inceleme için Kim ve ark.31’ebakın). Daha önce nano-mimari özelliklerin kullanımı beynin hücre dışı matris mimarisine benzer nano-mimarili substratlar kültürlü hücrelerden astrosit inflamatuar belirteçleri azaltır göstermiştir, nöroinflamasyon hem de in vitro ve ex vivo modellerinde düz kontrol yüzeyleri ile karşılaştırıldığında37,38. Ayrıca, nano-mimarileri doğrudan silikon problara aşındırmak için odaklanmış iyon ışını (FIB) litografisinin uygulanmasını gösterdik ve bu da nano-mimari problarla implante edilen hayvanlardan pro-inflamatuar genlerin düzgün kontrol grubu26’yagöre önemli ölçüde artmış nöronal canlılık ve daha düşük ekspresyona yol açtı. Bu nedenle, burada sunulan protokolün amacı, fib litografisinin üretilen intrakortikal mikroelektrot cihazlarındaki nano-mimarileri aşındırmak için kullanımını tanımlamaktır. Bu protokol, nano mimari boyutlu özellikleri, hem otomatik hem de manuel prosesler kullanılarak intrakortikal mikroelektrot saplarının silikon yüzeylerine dönüştürmek için tasarlanmıştır. Bu yöntemler karmaşık değildir, tekrarlanabilir ve kesinlikle çeşitli cihaz malzemeleri ve istenen özellik boyutları için optimize edilebilir.

Protocol

NOT: Laboratuvar önlüğü ve eldiven gibi uygun kişisel koruyucu ekipmanı giyerken aşağıdaki adımları yapın. 1. Odaklanmış Iyon Kirişi (FIB) Litografisi için İşlevsel Olmayan Silikon Prob Montajı NOT: 1.000 prob ile SOI gofret imalatı açıklayan tam prosedür için, Ereifej veark. 39bakın . 1.000 prob içeren yalıtkan (SOI) gofret üzerindeki silikondan 2-3 silikon probdan oluşan bir şerit ayırın. Üçten fa…

Representative Results

FIB Tek Sap Intrakortikal Probların Yüzeylerinde Kazınan Nano MimariBurada açıklanan yöntemlerden yararlanılan intrakortikal problar,39 no’luprotokolleri takiben belirli nano mimarilerle kazınmıştır. Boyutları ve bu yöntemlerde açıklanan nano-mimari tasarım şekli burada açıklanan nano-mimari tasarım ile kültürlü glial hücre reaktivitesinde bir azalma gösteren önceki in vitro sonuçları uygulanmıştır37,<sup class=…

Discussion

Burada özetlenen üretim protokolü, fonksiyonel olmayan ve fonksiyonel tek saplı silikon mikroelektrotların yüzeyine nano mimarileri etkili ve tekrarlı bir şekilde aşındırmak için odaklanmış iyon ışını litografisini kullanmaktadır. Odaklanmış iyon ışını (FIB) litografisi, ince odaklı iyon ışını50,51kullanarak substrat yüzeyinin seçici ablasyonunu sağlar. FIB nanoölçekli çözünürlük ve yüksek en boy oranı50…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma Amerika Birleşik Devletleri (ABD) Gaziler İşleri Rehabilitasyon Araştırma ve Geliştirme Servisi ödülleri: #RX001664-01A1 (CDA-1, Ereifej) ve #RX002628-01A1 (CDA-2, Ereifej) tarafından desteklenmiştir. İçeriği, ABD Gaziler İşleri Bakanlığı’nın veya Amerika Birleşik Devletleri Hükümetinin görüşlerini temsil etmez. Yazarlar FEI Co (Şimdi Thermofisher Bilimsel bir parçası) personel yardımı ve enstrümantasyon kullanımı için teşekkür etmek istiyorum, hangi bu araştırmada kullanılan komut geliştirme de yardımcı oldu.

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