We describe the fabrication and characterization of nano-biological systems interfacing nanostructured substrates with immobilized proteins and aptamers. The relevant experimental steps involving lithographic fabrication of nanostructured substrates, bio-functionalization, and surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) characterization, are reported. SERS detection of surface-immobilized proteins, and probing of protein-ligand and aptamer-ligand binding is demonstrated.
Herstellung und Charakterisierung von konjugierten Nano biologischen Systemen die Anbindung metallischen Nanostrukturen auf festen Trägern mit immobilisierten Biomolekülen berichtet. Die gesamte Sequenz der relevanten experimentellen Schritte beschrieben, denen die Herstellung von nanostrukturierten Substraten unter Verwendung der Elektronenstrahl-Lithographie, die Immobilisierung von Biomolekülen auf dem Substrat, und deren Charakterisierung unter Verwendung der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie (SERS). Drei Ausführungen von Nano biologischen Systemen eingesetzt werden, einschließlich Protein A, Glukose-Bindungsprotein und einem Dopamin-bindende DNA-Aptamer. In den beiden letztgenannten Fällen wird die Bindung von entsprechenden Liganden, D-Glucose und Dopamin, ist ebenfalls enthalten. Die drei Arten von Biomolekülen auf nanostrukturierten Substraten durch verschiedene Verfahren immobilisiert, und die Ergebnisse der SERS Abbildungs berichtet. Die Fähigkeiten des SERS Schwingungsmoden von der Oberfläche immobilisierten Proteine zu erfassen, sowie um das Protein-Ligand ein einzufangend Aptamer-Ligand-Bindung demonstriert. Die Ergebnisse zeigen auch den Einfluss der Oberflächennanostrukturgeometrie Biomolekülen Immobilisierungsstrategie, Raman-Aktivität der Moleküle und Anwesenheit oder Abwesenheit der Ligandenbindung an der SERS-Spektren erfasst.
Fähigkeiten zu entwickeln und zu charakterisieren Konjugat Nano biologischen Systemen die Anbindung feste Nanostrukturen und biologische Polymere sind immer auf weitere Fortschritte in der nächsten Generation von Bio-Sensorik und bio-Betätigung Technologien 1,2 zunehmend an Bedeutung. Dies umfasst multidisziplinäre Studien in einer Reihe von Forschungsbereichen, wie zum Beispiel die Herstellung von relevanten Halbleiterkomponenten (Mikro-oder Nanoelektroden, nanotechnisch Beschichtungen, Nanodrähte oder Nanopartikel) 2,3,4; Immobilisierung von Biomolekülen an der Oberfläche, um die gewünschten Biokonjugate 5,6,7 schaffen; und Überwachungsnano biologischen Schnittstellen 1. In den meisten Fällen ist die Auswahl der optimalen Verarbeitung, Bio-Funktionalisierung und Charakterisierungsmethoden stark miteinander verknüpft. Selbstverständlich ist die Wahl der Nanotechniken von den Anforderungen der Halbleiterkomponenten des Systems angesteuert werden, wobei weitgehend auf das Nachweisverfahren, das in turn wird durch die Natur der beteiligten Biopolymeren und dem Zwecke der Überwachung der Grenzfläche bestimmt.
Aus einer breiten Vielfalt von Techniken angewendet, um Biokonjugat Systeme 1,3, oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie (SERS) charakterisiert wurde als vielversprechende Methode zur Detektion von chemischen und biologischen Spezies auf Oberflächen 8,9,10,11 taucht. SERS beschäftigt unelastische Streuung von monochromatischem Licht von der Oberfläche immobilisierten Biomolekülen (Abbildung 1), was die Erfassung eindeutige Signaturen entsprechend Molekülschwingungen. Diese Fähigkeit, zwischen verschiedenen Molekülen ohne Einbeziehung Etiketten, Komplexchemie oder der zeitraubende Schritte zu unterscheiden, macht SERS eine potentiell sehr effizientes Verfahren zur biologischen Detektion. Ein weiterer wichtiger Vorteil der SERS ist die hohe Empfindlichkeit. Die Anregung der lokalisierten Oberflächenplasmonen durch Licht Interaktion mit Edelmetall-Nanostrukturen (SERS-Substrate) erhöht drastisch die intichte der Raman-Streuung durch den Analyten, um die Detektion von sehr geringen Mengen von Molekülen von Monoschichten auf der Einzelmolekülgrenze 8,9,10,11. Schließlich sind die meisten Biomoleküle erfordern wässrigen Lösungen stabil. Denn Wasser hat oft begrenzt Raman-Aktivität, wird Hintergrundsignal aus wässrigen Proben minimiert 9. Anwendungen der SERS haben einen exponentiellen Anstieg in der letzten Dekade 10 ausgestellt. Es ist ein viel diskutiertes Herausforderung SERS, dass die elektromagnetische Verstärkung der Raman-Streuung hängt entscheidend von der Größe, Form und Abstand der Metall-Nanostrukturen, wo plasmonischer Wellen induzierten 11,12,13. Um eine effiziente und reproduzierbare SERS-Messungen zu ermöglichen, die Kontrolle über die Substratgeometrie bei der nanoskaligen Dimensionen erforderlich.
Abbildung 1. ScHäm oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie.
Eingesetzt, um SERS Substrate 11,12,13 herzustellen sind zahlreiche Verfahren lassen sich grob in Bottom-up- und Top-down-Methoden klassifiziert werden. Verfahren der ersten Art verwenden verschiedene Verfahren der Selbstorganisation oder gerichtete chemische Synthese von Nanostrukturen zu erzeugen. Häufig angesprochen Beispiele sind Immobilisierung monodisperse Nanopartikel auf festen Trägern 11,12,13, thermische, Sputter oder elektrochemische Abscheidung von aufgerauten Metallfolien 11,12 und verschiedene chemische Syntheseverfahren 13. Obwohl solche Techniken in der Regel relativ einfach und preiswert zu sein, die meisten davon sind durch einen Mangel an Kontrolle über die Lage der Strukturen und begrenzte Probe zu Probe Reproduzierbarkeit in Frage gestellt.
Im Gegensatz dazu von oben nach unten Lithographietechniken verwenden manipulierbaren Instrumente wie Teilchenstrahlen zu gewünschten Mustern auf den Oberflächen zu schaffen. Eines der am häufigsten verwendetenNanolithographie Methoden der Elektronenstrahllithographie (EBL), bietet eine hervorragende Kontrolle über kennzeichnet bis unter 10 nm und eine Flexibilität, um für verschiedene Substrat Designs auf festen Trägern 11,12 ermöglichen. In EBL, ein Elektronenstrahl fokussiert auf einen Fleck von wenigen Nanometern Durchmesser Scans über eine Oberfläche eines Elektronenempfindlichen Material (Resist) Bewirken einer chemischen Veränderung in den belichteten Bereichen. Bei positiven Ton wider wie Polymethylmethacrylat (PMMA), Elektronenstrahlbelichtung ergibt Spaltung der Polymerketten, aus denen die Resist, was zu einer erhöhten Löslichkeit in einem geeigneten Lösungsmittel (Entwicklung). Das Verfahren der Elektronenstrahllithographie umfasst Aufschleudern einer gleichmäßigen Schicht von Resist auf ein Substrat; Exposition der Zielresistmaterial in einer Vakuumkammer mit einem Elektronenstrahl; und Entwicklung der Probe, um die löslichen Bereiche zu entfernen.
Dielektrische Pfosten darunter metallischen Nanostrukturen, wie beispielsweise Quarzglas, haben been gezeigt, um die Intensitäten in SERS deutlich erhöhen aufgrund Lokalisierungs plasmonischer Wellen im Vergleich zu anderen Materialien wie Silizium 14,15. Allerdings EBL Strukturierung auf dielektrischen Substraten, insbesondere im Nanobereich, eine wichtige Herausforderung aufgrund Aufbau während der Belichtung zu berechnen. Zuvor haben wir gezeigt, daß diese Schwierigkeiten 16,17 kann durch Platzieren leitfähigen Polymerschichten über das Resist überwunden werden. In Abbildung 2 ist ein Schema des gesamten Herstellungsprozesses mit EBL Belichtung und Entwicklung, gefolgt von der Metallabscheidung und Abheben zu metallischen Nanostrukturen auf fusioniert Siliciumdioxidträgern. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen.
Abbildung 2. Schema von eLectron Lithographie Metallabscheidung und Abhebeverfahren verwendet wird, um metallische Nanostrukturen auf dielektrischen Substraten 16-19 herzustellen Schritte. In dieser Arbeit wird die gesamte Abfolge von Verfahrensschritten, die SERS Substrate Herstellung von EBL, Biofunktionalisierung der Substrate zeigen wir, und Sammlung von Raman-Spektren. Drei Entwürfe in unserer jüngsten Arbeiten 18,19 erkundet werden angesprochen (siehe Abbildungen 3 und 4 und Tabelle 1). In Design 1 wird rekombinantes Protein A mit Bio-funktionalisierten Au-Nanostrukturen auf einem Quarzglas (FS) Träger 18 immobilisiert und SERS Nachweis des Proteins nachgewiesen wird. In Design 2, rekombinante Glucose-bindenden Proteins 21,26,27 mit und ohne Liganden (D-glucose) wird durch Histidin-Tags in Räumen zwischen Ag-Nanostrukturen auf Ni-beschichteten FS immobilisiert, und die Bindung von Glukose an das Protein detektiert. In Design 3, thiolierten Dopamin-bindenden DNEin Aptamer 19,23 auf Au-Nanostrukturen auf FS immobilisiert, und die Bindung von Dopamin durch immobilisierte Aptamer demonstriert. Inklusive aller relevanten experimentellen Schritte von Untergrundvorbereitung zu Raman-Spektren des Erwerbs sowie Vertreter verschiedener Biomoleküle und Strategien der Immobilisierung Diese Beispiele sind nützlich für eine Vielzahl von Anwendungen, von der Exploration Forschung Abfrage Nano biologischen Schnittstellen von SERS zur Entwicklung der SERS Biosensoren von kleinen Molekülen beschäftigt Protein- oder Aptamer-Ligandenbindung als Erkennungsverfahren. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen.
Abbildung 3. Die Schemen der drei repräsentativen Designs mit verschiedenen Biomolekülen, Methoden der immobilization und Substratmaterialien: (A) Protein A an den Edelmetallnano Punkte durch einen selbstorganisierten Monoschicht (SAM) von 11-mercaptodecanoic Säure (MUA) in DI-Wasser funktionalisierten immobilisiert; (B) Histidin-markiertes Glukose-Bindungsprotein (GBP) mit D-Glucose auf der Substratoberfläche zwischen Edelmetallnanopunkte immobilisiert komplexiert; (C) Thiol-terminierten Dopaminbindung Aptamer mit Dopamin (DBA) abgeschlossen auf Edelmetallnanopunkte immobilisiert. Detaillierte Information finden Sie in Tabelle 1. In Design 2 von Platte (B) dargestellt, wurde eine Probe ohne die entsprechenden Liganden zum Vergleich vorbereitet. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen.
4.Biomoleküle in drei Ausführungen verwendet: (A) Protein A; (B) Glucosebindungsprotein und D-Glucose; (C) Dopaminbindung DNA-Aptamer und Dopamin. Die Proteintertiärstrukturen in (a) und (b) sind aus Protein Data Bank, PDB-1BDD 20 und 2HPH 21 sind, und mit VMD erstellt für LINUXAMD64, Version 1.9.1 22 übernommen. Das Aptamer Sekundärstruktur in (c) wird aus der Sequenz 23 vorhergesagt unter Verwendung ValFold 24 Software und mit PseudoViewer 3.0 25 gezogen. Die Buchstaben G, A, T und C entsprechen Guanin, Adenin, Thymin, Cytosin und Nukleotide sind. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen.
Design 1 </td> | Design 2 | Design 3 | |
Biopolymer | Protein-A- | Glucose-bindende Protein (EUR) | Dopaminbindungs Aptamer (DBA) |
Bindemittel | 11-Mercaptoundecansäure (MUA) selbstorganisierten Monoschicht (SAM) | Histidin-Tags | Thiollinker |
Ligand | Die Sonne Geht Auf | D-Glucose | Dopamine |
Lösung | Deionisiertes Wasser (DI) | Kaliumphosphatpuffer | Tris (hydroxymethyl) aminomethan (TRIS) und Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) -Puffer; Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS) |
Substrat | Au Strukturen auf FS | Ag-Strukturen auf Ni-beschichtet FS | Au Strukturen auf FS |
Gemusterte area | 4 & mgr; m × 10 & mgr; m | 4 um x 8 um | 4 & mgr; m × 10 & mgr; m |
Muster | Au-Punkte, 50 nm Pitch | Ag Punkte, 40 nm Pitch | Au Sechsecken, 200 nm Pitch |
Ag Sechsecken, 200 nm Pitch | Au unstrukturierten Pads | ||
Ag unstrukturierten Pads | |||
EBL Belichtungsdosen | Punkte: | Punkte: 105 & mgr; C / cm 2 | Sechsecke: 180 & mgr; C / cm 2 |
Array I 120 & mgr; C / cm 2 | Sechsecke: 170 & mgr; C / cm 2 | ||
Array II 96 & mgr; C / cm 2 | |||
Array III 72uC / cm 2 | |||
Laser-Anregungswellenlänge | 532 nm | 532 nm | 780 nm |
Tabelle 1. Drei Designs Nano biologischen Systemen.
SERS gewinnt eine Anerkennung als äußerst leistungsfähige Technik der Bio-Erkennung bietet viele einzigartige Vorteile. Der Zusammenhang mit molekularen Schwingungen ermöglicht selektiv Identifizieren "Fingerabdrücke" von spezifischen Analyten von SERS-Spektren, während die extrem hohe Empfindlichkeit ermöglicht Erfassen sehr kleiner Mengen des Analyten 9,10,11,35. Weiterhin ist SERS eine zerstörungsfreie Technik, die auch relativ unempfindlich gegenüber Wasser ist, und somit ist es sehr gut für das Sondieren von biologischen Materialien in ihrem natürlichen wässrigen Umgebung 9 geeignet. Die vorgestellten Ergebnisse unterstreichen diese Vorteile sowie weitere starke Potenzial der SERS zu demonstrieren, wie sehr flexibel markierungsfreie Technik der Bio-Erkennung. In drei Ausführungen beschäftigt Monoschichten aus unterschiedlichen Substrat immobilisierten Biomoleküle, haben Raman-Modus erkannt wurde, das selbstbewusst auf die besonderen Analyten zurückgeführt werden könnten. Dass die Detektion dieser Biomoleküle, or ihren Liganden, nachgewiesen worden unter Verwendung planarer Oberflächen aus Quarzglas als Träger für SERS Substraten macht die Entwürfe mit Stromelektronik und Mikrofluidik Einstellungen kompatibel verspricht zahlreiche Anwendungen im Zusammenhang mit den Schwellen bioelektronische Architekturen Anbindung biologischer Materialien mit Oberflächen von elektronischen und elektrochemische Vorrichtungen, 2,3. Wichtig ist, dass in zwei der drei Ausführungen SERS Detektion für die spezifische Bindung von kleinen Molekülen, wie Glukose und Dopamin, Verwendung Monoschichten von der Oberfläche immobilisierte Protein und Aptamer jeweils gezeigt, wie die Erkennungselemente.
Jedoch einige Aspekte kümmern sollten, um eine effiziente SERS bio-Detektion in der Einstellung "on-chip" Mittel aufzustellen. Zunächst wird eine bekannte Herausforderung, die für die meisten Biomoleküle gemeinsam ist, ist ihre Neigung, sich zu zersetzen, insbesondere wenn sie nicht-natürlichen Bedingungen wie trockene envi exponiertenwelt oder intensivem Laserlicht. Im gesamten Protokoll haben wir die Bedeutung der immer halten die bio-funktionalisierten Proben in geeigneten Lösungen getaucht während des gesamten Experiments, von der Vorbereitung der Proben für den Erwerb von Raman-Spektren betont. Für letztere hat eine benutzerdefinierte wasserdichte Kammer ausgelegt (Abbildung 7), um Verdampfung der Flüssigkeit bei der Laserbelichtungen zu vermeiden. Die Dauer der Belichtung und Laserintensität sollte begrenzt sein, wie in Schritt 5.3 beschriebenen Protokoll zu Schäden an den Proben zu vermeiden.
Die Ergebnisse der SERS Detektion empfindlich auf die Geometrie des eingesetzten Substrats, insbesondere der inter Merkmal Trennung der metallischen Nanostrukturen gefunden. Wie aus den 8 und 9 folgt, die SERS Intensität Design 1 Proben hängt stark von der Breite der Lücken zwischen Au Nano Dots auf Quarzglas. Von drei Reihen von Au Nanopunkte getestet in diesem Design (Abbildung 8) wird die höchste Raman-Intensität mit Array I, der die engsten Lücken zwischen den Au-Funktionen verfügt und deshalb bietet eine effizientere elektromagnetischen Feldverstärkung erreicht. Wie 9 zeigt, wird die Steuerung der inter Merkmal Trennungen auf dem Niveau von 10-20 nm oder weniger erforderlich. Der Einsatz EBL zur Herstellung SERS Substrate, wie hier gezeigt, ist eine effiziente Lösung, die speziell für die Steuerung der Breite der inter Funktion Lücken. Mit einem Positiv-Resist EBL wie PMMA, kann die Größe der Löcher in PMMA Masken durch einfaches Ändern der Belichtungsdosen variieren. Nach dem Abheben führt dies zu verschiedenen Größen von Metall Punkte, und die Breite der Lücken zwischen den Punkten kann durch Auswahl der richtigen EBL Exposition gewünschten Dosen 18 abgestimmt werden.
Die andere Herausforderung ist die Optimierung der SERS-Substrat-Geometrie für spezifische bio-Erkennungsanwendung. Obwohl der Verstärkungseffekt ierhöh mit einer Verringerung der inter-Merkmalsräume, die relativ große Größe der biologischen Moleküle Beschränkungen auferlegt, wie schmal die Lücken kann. Dies ergibt sich aus den Ergebnissen für Design 2, wobei die Immobilisierung Verfahren ist derart, dass das Protein effizient bindet nur an der Oberfläche zwischen Edelmetall Punkte, aber nicht über die Punkte selbst (siehe 3B). Wie aus Abbildung 10 folgt, haben die SERS-Spektren für unstrukturierte Ag Pads keine Bands aus dem Analyten zu zeigen. Obwohl die Pads weisen eine nanokristalline Struktur mit sehr dünnen interInselDurchBrüche (siehe Figur 6F), diese Lücken zu schmal sind, um ein Proteinmolekül aufzunehmen. Noch ein anderes Maß an Komplexität hinzugefügt wird, wenn Protein-Ligand-Bindungs erfasst werden muss. In Abbildung 10 sind die SERS CH-Banden ausgeprägter in den Spektren von ligandgebundene GBP als in dem Liganden-freie, das hypothetisch von einer Änderung in dem GBP Konformation erläuterndenbei der Bindung von D-Glucose 2 7,27, was zu einer starren Struktur mit einer erhöhten Raman-Aktivität. Wenn man die beiden nanostrukturierten Substraten, die CH-Band aus ligandenfreien Proteins ist stärker in der SERS-Spektren mit dem Nanopunkte Substrat erhalten, während sowohl die Protein- und Glucose CH-Banden von Ligand-Protein ausgeprägter sind mit Nano-Hexagonen vergleicht Substrat. Zwei Faktoren sollen in diesen Unterschieden resultieren, die Verfügbarkeit von Raum zwischen Ag kennzeichnet, wo die GBP könnte zu Ni zu binden, und die Empfindlichkeit des Liganden-gebundenen Liganden und freien Proteins an die elektromagnetische Verstärkung der Raman-Streuung in "hot spots" zwischen diesen Funktionen. Auf der einen Seite bietet der Nano-Punktmuster einen relativ größeren inter Funktion Bereich, in dem Ni-Beschichtung ist für das Protein zu binden, was eine für die Glucose-frei GBP auf Ag Nano Punkte Substrat beobachtet ausgeprägter CH Band erklären kann. Auf der anderen Seite, aufgrund ihrer nicht einheitlichen Struktur (siehe 6D), Ag Nanosechsecke könnten anfällig für eine stärkere elektromagnetische Verstärkung in engen Spalten zwischen Ag-Inseln im Nanosechs was zu stärkeren CH-Schwingungsbanden aus Glucose gebundenen GBP auf der Nano-Sechsecke Substrat zu zeigen. Einige Details dieses Zusammenspiel erfordern weitere Überprüfung und Optimierung der SERS Substrate für komplexe Analyte, die große Proteine wie das GBP ist immer noch in der Pipeline.
Offensichtlich wird SERS Detektion Ligandbindung Verwendung immobilisierten Biomolekülen als Erkennungselement erleichtert wird, wenn nur der Ligand Raman in einem ausgewählten Bereich aktiv, während die anderen Komponenten nicht. Dies ist der Fall von Design 3, wo ausgeprägte SERS Bands Aptamer gebundenen Dopamin erhalten werden (Abbildung 11). Das Aptamer-Dopamin-Paar zeigt hervorragende Ergebnisse hinsichtlich Spezifität und der SERS-Spektrum umfasst ausgeprägte Bänder ohne nennenswerte Hintergrundsignal.
<p class="jove_content"> Future vor der Label-Gebühr SERS-Technologie würde bedeuten, umfangreiche Tests von Biomolekülen "SERS Signalverstärkung mit einer breiten Palette von verschiedenen Oberflächennanostruktur-Designs. Die Verwendung von Direktschreibelektronenstrahllithographie verschiedene Nanostrukturen mit einem hervorragenden Grad an Kontrolle über Größe, Form, und inter-Funktion Trennung herzustellen, in Kombination mit den Probenvorbereitungsprotokollen hier vorgestellten, würden erleichtert den Vergleich und die Kreuzvalidierung der erzielten Ergebnisse die von verschiedenen Forschungsgruppen. Dies würde die große Herausforderung an Reproduzierbarkeit zu adressieren, wenn die SERS Substrate werden hergestellt unter Verwendung alternativer "bottom up" Verfahren 11,12,13, so dass für eine bessere Kontrolle der Größe Metallnanostruktur und Position zu einer zuverlässigen Identifizierung von optimalen Substrat Design für eine Vielzahl von Anwendungen. Skalierbarkeit dieser Techniken kann anschließend durch Vereinigen EBL mit komplementären nanolithography Methoden wie Nano verbessernImprint-Lithographie 19 auf zukünftige Massenproduktion von Nano Designs optimiert den Einsatz der abstimmbaren EBL-Techniken.The authors have nothing to disclose.
The authors would like to thank: David Wishart, Valentyna Semenchenko, Mark McDermott, Michael Woodside, and Albert Cao for their help in developing and preparing the protein conjugates as well as the DNA aptamer; T. M. Fahim Amin, Mosa Sharmin Aktar, and Trevor Olsen for their assistance in the sample preparation, Jonathan Mane for his assistance in generating images of the molecular structures; and the funding sources including the National Research Council of Canada – National Institute for Nanotechnology (NRC-NINT), Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC), and the University of Alberta for supporting the work.
11-Mercaptoundecanoic acid (MUA) | Sigma Aldrich (www.sigmaalrich.com) |
450561 ALDRICH | Used for surface functionalization in Design 1 |
Conductive polymer | Mitsubishi Rayon (www.mrc.co.jp) |
aquaSAVE-57xs | A 70 nm thick layer is used as anti-charging coating for EBL exposures |
D-glucose | Collaborator Lab. | Ligand in Design 2 | |
Dopamine | Collaborator Lab. | Ligand in Design 3 | |
Dopamine binding aptamer (DBA) | Integrated DNA Technologies Inc. (www.idtdna.com) |
5'- /Thiol Modifier C6 S-S/ AAAAAAAAAA GTCTCTGTGT GCGCCAGAGA ACACTGGGGC AGATATGGGC CAGCACAGAA TGAGGCCC-3' | Biopolymer in Design 3 |
Fused silica wafers | Mark Optics www.markoptics.com |
||
Glucose binding protein (GBP) | Collaborator Lab. (www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/gi|145579532) |
PDB ID 2HPH | Biopolymer in Design 2 |
High vacuum grease | Dow Corning (www.dowcorning.com) |
Used to seal water-proof chamber, step 5.1 | |
Hydrogen Peroxide 30%, H2O2 | J.T. Baker | Used for pirahna solution, step 1.2 | |
N-ethyl-N'-(3-(dimethylamino) propyl) carbodiimide (EDC) | Sigma Aldrich www.sigmaaldrich.com |
03450 FLUKA | Used for immobilization of biopolymer in Design 1 |
N-Hydroxysuccinimide (NHS) | Sigma Aldrich (www.sigmaaldrich.com) |
130672 ALDRICH | Used for immobilization of biopolymer in Design 1 |
Potassium phosphate buffer | Collaborator Lab. | Buffer used in Raman sampling | |
Phosphate buffered | Collaborator Lab. | Solvent in Design 3 | |
saline (PBS) | |||
Polymethylmethacrylate (PMMA) 950 A2 | MicroChem (www.microchem.com) |
A 90 nm thick layer is used as EBL positive tone resist | |
Recombinant protein A | Protein Mods Inc (www.proteinmods.com) |
PDB ID 1BDD (www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1bdd) |
Biopolymer in Design 1 |
Sulfuric acid 96%, H2SO4 | J.T. Baker | Used for pirahna solution, step 1.2 | |
Tris(hydroxymethyl)aminomethane (TRIS) and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) buffer | Sigma Aldrich (www.sigmaaldrich.com) |
T9285 SIGMA | Buffer in Design 3 |
Dicing saw | Diamond Touch Technology Inc. | Used to cut FS wafer, step 1.1 | |
(17301 W Colfax Ave # 152, Golden, CO) | |||
Electron beam evaporator | Kurt J. Lesker (www.lesker.com) |
Used for Au and Ag evaporation | |
Electron beam evaporator | Johnsen Ultravac (JUV) (www.ultrahivac.com) |
JuV E-gun | Used for Ni evaporation |
Microscope cover slips (25 mm) | Fisher Scientific (www.fishersci.ca) |
12-545-102 | Used in water-proof chamber, step 5.1 |
Microscope slides (3×1 in.) | Fisher Scientific (www.fishersci.ca) |
Used in water-proof chamber, step 5.1 | |
Raith 150TWO EBL exposure system | Raith Inc. (www.raith.com) |
Raith 150TWO system | Used for EBL exposures, step 2.2 |
Raman microscope | Thermo Scientific (www.thermoscientific.com) |
Nicolet Almega XR | Used for Raman spectroscopy, step 5.3 |
Sonicator system | Branson (www.bransonic.com) |
Used for liftoff and solutions mixing | |
Spinner | Brewer Spinner and Hotplate (www.brewerscience.com) |
Cee 200X and Cee 1300X | Used to spin-coat PMMA and conductive polymer, step 2.1 |