En mikrobrikke fabrikasjonsprosess som inkorporerer Plasmonic pinsett er presentert her. Den mikrobrikke muliggjør avbildning av en fanget partikkel for å måle maksimal overlapping krefter.
Plasmonic pinsett bruke overflate plasmon polaritons å begrense polarnanoskala stedene. Blant de forskjellige utførelser av Plasmonic pinsett, kan bare noen få observere immobiliserte partikler. Videre er et begrenset antall studier har eksperimentelt målt exertable krefter på partiklene. Konstruksjonene kan bli klassifisert som den utstående nanodisk typen eller den undertrykte nanohole typen. For sistnevnte er mikroskopisk observasjon ekstremt utfordrende. I dette papiret, er en ny plasmonic pinsett systemet innført for å overvåke partikler, både i retninger parallelle og ortogonale til den symmetriske akse av en plasmonic nanohole struktur. Dette trekk gjør det mulig å observere bevegelsen av hver partikkel nær kanten av nanohole. Videre kan vi kvantitativt beregne maksimal fangst krefter ved hjelp av en ny fluidic kanal.
Evnen til å manipulere mikroskala objekter er en uunnværlig egenskap for mange mikro / nano eksperimenter. Direkte kontakt manipulasjoner kan skade de manipulerte stedene. Frigjøring av tidligere hatt objektene er også utfordrende på grunn av stiksjonsproblemer. For å overvinne disse problemene, flere indirekte metoder ved hjelp av fluidisk 1, 2 elektrisk, magnetisk 3, eller fotoniske krefter 4, 5, 6, 7, 8 er blitt foreslått. Plasmonic pinsett som bruker fotoniske krefter er basert på fysikken av ekstraordinære feltøkning flere ordrer som er større enn den innfallende intensitet 9. Denne ekstremt sterkt felt ekstrautstyr gjør det mulig for fangst av ekstremt små nanopartikler. For eksempel har det vist seg å immobilisere og manipulere nanoskalagjenstander, for eksempel polystyren-partikler 7, 10, 11, 12, 13, 14, polymerkjeder 15, proteiner 16, kvanteprikker 17, og DNA-molekyler 8, 18. Uten Plasmonic pinsett, er det vanskelig å fange nanopartikler fordi de raskt forsvinne før de er effektivt undersøkt eller fordi de er skadet på grunn av den høye intensiteten av laser.
Mange Plasmonic studier har brukt ulike nanoskala gull strukturer. Vi kan kategorisere gull strukturer som stikker ut nanodisk typene 12, 13, 14, 15, 19 <sopp>, 20, 21 eller undertrykt nanohole typer 7, 8, 10, 11, 22, 23. Når det gjelder avbildning bekvemmelighet, er nanodisk typer er mer egnet enn de nanohole typer fordi, for det sistnevnte, kan de gull substratene hindre observasjons visningen. Videre plasmonic fangst skjer nær plasmonic struktur og gjør observasjonen enda mer utfordrende. Så langt vi kjenner til, ble plasmonic fangst på nanohole typer kun bekreftet ved hjelp av indirekte spredning signaler. Men ingen vellykkede direkte observasjoner, for eksempel mikroskopiske bilder, har blitt rapportert. Noen få studier har beskrevet stilling fanget partikler. Et slikt resultat ble presentert av Wang et al. De skapte en gull søyle på en gull substrat og observerte pArtikkelen bevegelse ved hjelp av et fluorescensmikroskop 24. Dette er imidlertid kun effektiv for overvåking av sidebevegelser ikke i retningen parallelt med bjelkens akse.
I denne artikkelen presenterer vi nye fluidic mikrobrikke design og fabrikasjon prosedyrer. Ved hjelp av denne chip, demonstrerer vi overvåking av plasmonically fangede partikler, både i retninger parallelle og ortogonale til den plasmonic nanostrukturen. Videre har vi måle den maksimale kraft av den immobiliserte partikler ved å øke fluidhastigheten for å finne den tipping hastighet i mikrobrikke. Denne studien er unik fordi de fleste studier på Plasmonic pinsett ikke kan kvantitativt vise maksimal fangst krefter brukes i deres eksperimentelle oppsett.
SMF kabelen ble innsatt i SMF kabelen hullet på mikrobrikke, som vist i den rektangulære dot i figur 6a. På grunn av at SMF kabelen hullet er større enn kabelens diameter, ble epoksylim benyttes for å tette spalten for å blokkere lekkasje av det strømmende partikkel løsning. Før påføring av epoksylim, bør det gull blokken og kabel kant være koaksialt innrettet for hånd ved hjelp av et mikroskop. Selv om det er ideell for kabelen kant satt inn og nanohole å være koaksialt innrettet, kan e…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeid ble støttet av IKT R & D program av MSIP / IITP (R0190-15-2040, Utvikling av et innhold konfigurasjon styringssystem og en simulator for 3D-utskrift ved hjelp av smarte materialer).
Negative photoresist | MicroChem | SU-8 2075 |
Developer | MicroChem | SU-8 Developer |
Positive photoresist | Merck Ltd. | AZ GXR-601 |
AZ Photoresist Developers | Merck Ltd. | AZ 300 MIF |
HMDS | Merck Ltd. | AZ Adhesion Promoter |
Aligner | Midas System | MDA 400M |
Atmospheric plasma machine | Atmospheric Process Plasma Co. |
IDP-1000 |
Polydimethylsiloxane (PDMS) | Dow Corning | Sylgard 184 A/B |
Gold coated test slides | EMF Co. | TA124(Ti/Au) |
Au etchant | Transene Inc. | TFA |
Ti etchant | Transene Inc. | TFT |
40X objective lens | Edmund Optics | 40X DIN |
60X water immersion objective lens |
Olympus | LUMPLFLN 60XW |
Optical fiber incident laser | IPG Photonic | YLR 10 |
SMF coupler | Thorlabs | MBT612D/M |
Syringe micropump | Harvard | PC2 70-4501 |
Fluorescent microscope | Olympus | IX-51 |
Plasma system | Femto Science Inc | CUTE-MPR |