Vi rapporterer om teknikker til at micropattern nanoporøse guld tynd film via stencil trykning og fotolitografi, samt metoder til kultur celler på microfabricated mønstre. Herudover beskriver vi billed analysemetoder at karakterisere morfologi af materialet og de dyrkede celler ved hjælp af scanning elektron og fluorescensmikroskopi teknikker.
Nanostrukturerede materialer med funktionen størrelser i snesevis af nanometer har forbedret ydeevne af flere teknologier, herunder brændselsceller, biosensorer, biomedicinske enhed belægninger, og drug delivery værktøjer. Nanoporous guld (NP-Au), produceret af en nano-skala selvsamling proces er et relativt nyt materiale, der udviser stort effektiv overflade høj elektrisk ledningsevne og katalytisk aktivitet. Disse egenskaber har gjort NP-Au et attraktivt materiale til videnskabelige samfund. De fleste undersøgelser af np-Au ansætte makro-skala prøver og fokusere på grundlæggende videnskab af materialet og dets katalytiske og sensor applikationer. De makro-skala prøver begrænser np-Au potentiale i miniaturiserede systemer, herunder biomedicinsk udstyr. For at løse disse problemer, vi i første omgang beskriver to forskellige metoder til micropattern NP-Au tynde film på stive underlag. Den første metode anvender manuelt producerede stencil masker til at skabe millimeter skala NP-Au mønstre, while den anden metode bruger lift-off fotolitografisk til mønster sub-millimeter-skala mønstre. Som NP-Au tynde film opnås ved sputter-belægning proces, de er forenelige med konventionelle microfabrication teknikker, derved gøres til genstand for facile integration i mikrosystemer. Disse systemer omfatter elektrisk adresserbare biosensor platforme, nyder godt af høje effektive overfladeareal, elektrisk ledningsevne, og guld-thiol-baseret overflade bioconjugation. Vi beskriver cellekultur, immunfarvning, og billedbehandling teknikker til at kvantificere NP-Au samspil med pattedyrceller, hvilket er en vigtig ydeevneparameter for nogle biosensorer. Vi forventer, at de teknikker, illustreret her, vil lette integrationen af np-Au i platforme på forskellige længde-skalaer og i en lang række applikationer, herunder biosensorer, energi lagersystemer, og katalysatorer.
Vi viser to forskellige teknikker til micropattern NP-Au film til at udvide anvendelsen af disse film i mikrosystemer og biologiske undersøgelser. Katodeforstøvningscoatingsproces guld og sølv er en alsidig metode til at skabe NP-Au mønstre, som katodeforstøvning er forenelig med konventionelle microfabrication processer og legeringen sammensætning og tykkelse kan let kontrolleres ved at variere de enkelte sputtering pistol beføjelser (for guld og sølv mål) og deposition tid hhv. Typiske np-Au filmtykkels…
The authors have nothing to disclose.
O. Kurtulus og D. Dimlioglu understøttes af en University of California Laboratory Gebyrer Research Program Award 12-LR-237.197. P. Daggumati understøttes af en University of California Davis forskningsinvesteringerne i Sciences & Engineering (RISE) Award. CA Chapman er understøttet af en Department of Education Graduate Assistance områder under national Need Fellowship. Dette arbejde blev støttet af UC Lab Gebyrer Research Program, UC Davis RISE, og UC Davis College of Engineering nystartede fonde.
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 |