Hücre-malzeme Etkileşim Araştırmalar Nanogözenekli Altın Patterns mikroimalat
Summary
Biz şablon baskı ve fotolitografi, hem de microfabricated desenleri kültür hücreleri yöntemleri ile micropattern nano altın ince filmler için teknikler hakkında rapor. Buna ek olarak, malzeme ve taramalı elektron ve floresan mikroskobu teknikleri kullanılarak kültürlenmiş hücrelerin morfolojisi karakterize etmek için görüntü analiz yöntemleri açıklanmaktadır.
Abstract
Nanometre onlarca özelliği boyutları ile nanoyapılar yakıt hücreleri, biyosensör, biyomedikal cihaz kaplamalar ve ilaç dağıtım araçları da dahil olmak üzere çeşitli teknolojileri, performansını geliştirmiştir. Bir nano ölçekli kendini montaj işlemi tarafından üretilen Nanogözenekli altın (NP-Au), geniş etkili yüzey alanı, yüksek elektrik iletkenliği ve katalitik aktivite sergileyen bir nispeten yeni bir malzemedir. Bu özellikler NP-Au bilimsel topluluk için çekici bir malzeme yaptık. NP-Au ile ilgili çalışmaların çoğu makro ölçekli örnekleri istihdam ve malzeme ve katalitik ve sensör uygulamaları temel bilim odaklanmak. Makro ölçekli örnekler biyomedikal cihaz da dahil olmak üzere minyatür sistemleri, NP-Au potansiyel sınırlar. Bu konuları ele için, başlangıçta sert yüzeylerde micropattern NP-Au ince filmler için iki farklı yöntem tarif. İlk yöntem, whil milimetre ölçekli NP-Au desenleri oluşturmak için elle üretilen şablon maskeler istihdame İkinci yöntem desen alt milimetre ölçekli desen havalanma fotolitografi kullanır. Np-Au ince filmler sıçramasına biriktirme işlemi ile elde edilir, onlar mikro içine basit entegrasyon böylece mükellef geleneksel imalat teknikleri, ile uyumludur. Bu sistemler yüksek etkili yüzey alanı, elektriksel iletkenlik ve altın-tiyol-esaslı yüzey bioconjugation gelen bu fayda elektrikle adresli biyosensör platformlar içerir. Bazı biyosensörler için önemli bir performans parametredir memeli hücreleri ile NP-Au etkileşimi ölçmek için hücre kültürü, immün ve görüntü işleme teknikleri anlatıyoruz. Burada gösterilen teknikleri çeşitli uzunluk-ölçeklerde ve biyosensörler, enerji depolama sistemleri ve katalizörler gibi birçok uygulamalarda platformlarda NP-Au entegrasyonu yardımcı olacağını bekliyoruz.
Introduction
Protocol
Representative Results
Discussion
Biz mikro ve biyolojik çalışmalar bu filmlerin kullanımı genişletmek için micropattern NP-Au film için iki farklı teknikleri göstermek. Sıçramasına kaplama altın ve gümüş püskürtme Klasik imalat süreçleri ve alaşım bileşimi ve kalınlığı kolayca tek tek püskürtme tabancası güçleri değişen tarafından kontrol (altın ve gümüş hedefleri için) ve edilebilir ile uyumlu olarak, NP-Au desenleri oluşturmak için çok yönlü bir yöntemdir sırasıyla depozisyon süresi. Tipik NP-Au filmi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O. Kurtulus ve D Dimlioglu bir California Üniversitesi Laboratuar Ücretleri Araştırma Programı Ödülü 12-LR-237197 tarafından desteklenmektedir. P. Daggumati Bilimleri ve Mühendisliği (RISE) Ödülü California Davis Araştırma Yatırımların bir üniversite tarafından desteklenmektedir. CA Chapman Ulusal Need Arkadaş Grubu eğitim mezun Yardım Alanları Departmanı tarafından desteklenmektedir. Bu çalışma UC Lab Ücretler Araştırma Programı, UC Davis RISE ve Mühendislik start-up fonların UC Davis Koleji tarafından desteklenmiştir.
Materials
| 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 |
References
- Arico, A. S., Bruce, P., Scrosati, B., Tarascon, J. M., Van Schalkwijk, W. Nanostructured materials for advanced energy conversion and storage devices. Nature Materials. 4, 366-377 (2005).
- Roy, S., Gao, Z. Nanostructure-based electrical biosensors. Nano Today. 4, 318-334 (2009).
- Chen, C. L., et al. DNA-decorated carbon-nanotube-based chemical sensors on complementary metal oxide semiconductor circuitry. Nanotechnology. 21, 095504 (2010).
- Lu, J., Rao, M. P., MacDonald, N. C., Khang, D., Webster, T. J. Improved endothelial cell adhesion and proliferation on patterned titanium surfaces with rationally designed, micrometer to nanometer features. Acta Biomaterialia. 4, 192-201 (2008).
- Wagner, V., Dullaart, A., Bock, A. K., Zweck, A. The emerging nanomedicine landscape. Nat. Biotechnol. 24, 1211-1218 (2006).
- Weissmüller, J., Newman, R., Jin, H., Hodge, A., Kysar, J. Theme Article – Nanoporous Metals by Alloy Corrosion: Formation and Mechanical Properties. Materials Research Society Bulletin. 34, 577-586 (2009).
- Erlebacher, J., Aziz, M., Karma, A., Dimitrov, N., Sieradzki, K. Evolution of nanoporosity in dealloying. Nature. 410, 450-453 (2001).
- Okman, O., Lee, D., Kysar, J. W. Fabrication of crack-free nanoporous gold blanket thin films by potentiostatic dealloying. Scripta Mater. 63, 1005-1008 (2010).
- Seker, E., Reed, M., Begley, M. Nanoporous Gold: Fabrication, Characterization, and Applications. Materials. 2, 2188-2215 (2009).
- Biener, J., et al. Size effects on the mechanical behavior of nanoporous Au. Nano Lett. 6, 2379-2382 (2006).
- Senior, N., Newman, R. Synthesis of tough nanoporous metals by controlled electrolytic dealloying. Nanotechnology. 17, 2311-2316 (2006).
- Zielasek, V., et al. Gold catalysts: Nanoporous gold foams. Angew. Chem. Int. Ed. 45, 8241-8244 (2006).
- Wittstock, A., Biener, J., Bäumer, M. Nanoporous gold: a new material for catalytic and sensor applications. PCCP. 12, 12919-12930 (2010).
- Shulga, O., et al. Preparation and characterization of porous gold and its application as a platform for immobilization of acetylcholine esterase. Chem. Mater. 19, 3902 (2007).
- Shulga, O., Zhou, D., Demchenko, A., Stine, K. Detection of free prostate specific antigen (fPSA) on a nanoporous gold platform. The Analyst. 133, 319-322 (2008).
- Seker, E., et al. The fabrication of low-impedance nanoporous gold multiple-electrode arrays for neural electrophysiology studies. Nanotechnology. 21, 125504 (2010).
- Seker, E., Berdichevsky, Y., Staley, K. J., Yarmush, M. L. Microfabrication-Compatible Nanoporous Gold Foams as Biomaterials for Drug Delivery. Advanced Healthcare Materials. 1, 172-176 (2012).
- Okman, O., Kysar, J. W. Microfabrication of Nanoporous Gold. Nanoporous Gold: From an Ancient Technology to a High-Tech Material. 22, 69 (2012).
- Lee, D., et al. Microfabrication and mechanical properties of nanoporous gold at the nanoscale. Scripta Mater. 56, 437-440 (2007).
- Seker, E., et al. The effects of post-fabrication annealing on the mechanical properties of freestanding nanoporous gold structures. Acta Mater. 55, 4593-4602 (2007).
- Parida, S., et al. Volume change during the formation of nanoporous gold by dealloying. Phys. Rev. Lett. 97, 35504-35506 (2006).
