Plasmonic फँसाने और नैनोकणों के रिलीज एक निगरानी पर्यावरण में
Summary
एक माइक्रोचिप निर्माण की प्रक्रिया है कि plasmonic चिमटी को शामिल किया गया यहां प्रस्तुत किया है। माइक्रोचिप अधिक से अधिक फँसाने बलों को मापने के लिए एक फंस कण की इमेजिंग सक्षम बनाता है।
Abstract
Plasmonic चिमटी सतह plasmon polaritons का उपयोग polarizable नैनो पैमाने वस्तुओं सीमित करने के लिए। plasmonic चिमटी के विभिन्न डिजाइनों में, केवल कुछ ही स्थिर कणों का निरीक्षण कर सकते हैं। इसके अलावा, अध्ययन की एक सीमित संख्या में प्रयोगात्मक कणों पर exertable बलों मापा जाता है। डिजाइन फैला हुआ nanodisk प्रकार या दबा nanohole प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता। पिछले के लिए, सूक्ष्म अवलोकन अत्यंत चुनौतीपूर्ण है। इस पत्र में, एक नया plasmonic चिमटी प्रणाली कणों की निगरानी के लिए, दोनों समानांतर और एक plasmonic nanohole संरचना के सममित धुरी के orthogonal दिशाओं में शुरू की है। यह सुविधा nanohole के रिम के पास प्रत्येक कण के आंदोलन का पालन करने के लिए सक्षम बनाता है। इसके अलावा, हम मात्रात्मक एक नई fluidic चैनल का उपयोग अधिक से अधिक फँसाने बलों अनुमान कर सकते हैं।
Introduction
microscale वस्तुओं में हेरफेर करने की क्षमता कई सूक्ष्म / नैनो प्रयोगों के लिए एक अनिवार्य विशेषता है। प्रत्यक्ष संपर्क जोड़तोड़ चालाकी से वस्तुओं को नुकसान पहुंचा सकता। पहले से आयोजित वस्तुओं विमोचन भी क्योंकि stiction समस्याओं का चुनौतीपूर्ण है। इन मुद्दों पर काबू पाने के लिए, कई अप्रत्यक्ष fluidic 1, बिजली के 2, चुंबकीय 3, या फोटोनिक बलों 4, 5, 6, 7 का उपयोग कर के तरीकों, 8 प्रस्ताव किया गया है। Plasmonic चिमटी कि फोटोनिक बलों का उपयोग असाधारण क्षेत्र वृद्धि कई घटना तीव्रता 9 से बड़ा आदेश के भौतिक विज्ञान पर आधारित हैं। यह बेहद मजबूत क्षेत्र वृद्धि अत्यंत छोटे नैनोकणों के फँसाने सक्षम बनाता है। उदाहरण के लिए, यह स्थिर और नैनो पैमाने हेरफेर करने के लिए दिखाया गया हैऐसे polystyrene कणों 7, 10, 11, 12, 13, 14, पॉलीमर श्रृंखलाओं 15, प्रोटीन 16, क्वांटम डॉट्स 17, और डीएनए अणु 8, 18 के रूप में वस्तुओं,। plasmonic चिमटी के बिना, यह जाल नैनोकणों के लिए मुश्किल है, क्योंकि वे जल्दी से गायब हो जाते हैं इससे पहले कि वे प्रभावी ढंग से जांच की जाती है या क्योंकि वे लेजर के उच्च तीव्रता के कारण क्षतिग्रस्त हो रहे हैं।
कई plasmonic पढ़ाई विभिन्न नैनो पैमाने सोने संरचनाओं का इस्तेमाल किया है। हम nanodisk प्रकार 12, 13, 14, 15 फैला हुआ के रूप में सोने संरचनाओं वर्गीकृत कर सकते हैं, 19 <sऊपर>, 20, 21 या दबा nanohole प्रकार 7, 8, 10, 11, 22, 23। इमेजिंग सुविधा के संदर्भ में, nanodisk प्रकार, क्योंकि बाद के लिए, सोने substrates अवलोकन दृश्य में बाधा डालते कर सकते हैं nanohole प्रकार की तुलना में अधिक उपयुक्त हैं। इसके अलावा, plasmonic फँसाने plasmonic संरचना के पास होता है और प्रेक्षण और भी अधिक चुनौतीपूर्ण बना देता है। हमारी जानकारी के लिए, nanohole प्रकार पर plasmonic फँसाने केवल अप्रत्यक्ष बिखरने संकेतों का उपयोग कर सत्यापित किया गया था। हालांकि, इस तरह सूक्ष्म छवियों के रूप में कोई सफल प्रत्यक्ष अवलोकन,, सूचित किया गया है। कुछ अध्ययनों फंस कणों की स्थिति का वर्णन किया है। ऐसा ही एक परिणाम वांग एट अल द्वारा पेश किया गया। वे एक सोने की सब्सट्रेट पर एक सोने का स्तंभ बनाया और पी मनायालेख गति एक फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोप 24 का उपयोग कर। हालांकि, इस पार्श्व गति किरण धुरी के समानांतर दिशा में नहीं की निगरानी के लिए ही प्रभावी है।
इस पत्र में, हम नए fluidic माइक्रोचिप डिजाइन और निर्माण प्रक्रियाओं को लागू। इस चिप का उपयोग करना, हम दोनों समानांतर और plasmonic nanostructure के लिए ओर्थोगोनल दिशाओं में, plasmonically फंस कणों की निगरानी का प्रदर्शन। इसके अलावा, हम तरल पदार्थ वेग बढ़ माइक्रोचिप में टिपिंग वेग को खोजने के लिए द्वारा स्थिर कण का अधिक से अधिक बल को मापने के। क्योंकि plasmonic चिमटी पर ज्यादातर अध्ययन में मात्रात्मक उनके प्रयोगात्मक सेटअप में इस्तेमाल अधिक से अधिक फँसाने बलों नहीं दिखा सकते हैं इस अध्ययन में अनूठा है।
Protocol
Representative Results
Discussion
SMF केबल, माइक्रोचिप पर SMF केबल छेद में डाला गया था जैसा कि चित्र 6a के आयताकार डॉट में दिखाया गया है। क्योंकि SMF केबल छेद केबल व्यास से बड़ा है, epoxy गोंद बह कण समाधान के रिसाव को ब्लॉक करने की खाई को सील कर?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम के आईसीटी अनुसंधान एवं MSIP / IITP (R0190-15-2040, एक सामग्री विन्यास प्रबंधन प्रणाली का विकास और स्मार्ट सामग्री का उपयोग कर 3 डी मुद्रण के लिए एक सिम्युलेटर) की विकास कार्यक्रम द्वारा समर्थित किया गया।
Materials
| 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 |
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