Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Chamber Skiller Nanopartikler Like a 'myntsorterer'

Published on March 31, 2009 at 6:27 PM

Forskere ved handelsdepartementets National Institute of Standards and Technology (NIST) og Cornell University har kapitalisert på en prosess for produksjon av integrerte kretser på nanometer (milliarddel av en meter) nivå, og brukte den til å utvikle en metode for engineering den aller første nanoskala fluidic (nanofluidic) enhet med komplekse tredimensjonale flater.

(A) Skjematisk av NIST-Cornell nanofluidic enhet med kompleks 3-D overflater. Hvert "trinn" av "trapp" sett på siden markerer en annen dybde i kammeret. Bokstaven "E" viser retningen til det elektriske feltet brukes til å flytte nanopartikler gjennom enheten. De grønne ballene er kuler med diameter på 100 nanometer hvis størrelse begrenser dem fra å flytte inn i grunnere områder av kammeret. Spolen i den dype enden av kammeret (øvre høyre hjørne) er en enkelt DNA-tråd som elongates (øvre venstre hjørne) i den grunne enden. (B) Mikroskopbilde viser fluorescensmerket tagget sfæriske nanopartikler stoppet på 100-nanometer-nivå i kammeret, dybden som tilsvarer diameter deres. (C) Mikroskopbilde av en enkelt DNA-tråd som er viklet i den dype enden av kammeret (boksen helt til høyre) og avlang i den grunne enden (boksen helt til venstre). Større boksene er nærbilder viser fluorescensmerket tagget tilnærmingene. Credit: NIST

Som beskrevet i en artikkel publisert online i tidsskriftet Nanoteknologi, * det Lilliputian kammer er en prototype for fremtidige verktøy med spesialdesignede overflater for å manipulere og måle ulike typer nanopartikler i løsning.

Blant de mulige bruksområder for denne teknologien: behandling av nanomaterialer for produksjon, utskilling og måling av komplekse nanopartikkel blandinger for levering av legemidler, genterapi og nanopartikkel toksikologi, og isolering og innesperring av individuelle DNA-strengene for vitenskapelig studie som de er tvunget til å slappe av og forlenge (DNA vanligvis spoler til en ball-lignende fasong i løsningen) innen grunneste passasjer av enheten.

Nanofluidic enheter er vanligvis fabrikkert av etsing ørsmå kanaler i et glass eller silisium wafer med samme litografiske prosedyrer som brukes til å produsere kretsmønstre på databrikker. Disse flat rektangulære kanaler blir deretter toppet med et glass cover som er limt på plass. På grunn av begrensningene som ligger til konvensjonell nanofabrication prosesser, har nesten alle nanofluidic enheter hittil hadde enkle geometrier med bare noen få dybder. Dette begrenser deres evne til å skille blandinger av nanopartikler med forskjellige størrelser eller studere nanoskala oppførsel av biomolekyler (som DNA) i detalj.

For å løse problemet, slo NIST Samuel Stavis og Michael Gaitan med Cornell Elizabeth Strychalski å utvikle en litografisk prosess for å dikte nanofluidic enheter med kompleks 3-D overflater. Som en demonstrasjon av metoden deres, forskerne konstruert en nanofluidic kammer med en "trapp" geometri etset inn i gulvet. Den "trinn" i denne trapp-hvert nivå gir enheten en gradvis økende dybde fra 10 nanometer (ca 6000 ganger mindre enn bredden på et menneskehår) øverst til 620 nanometer (litt mindre enn en gjennomsnittlig bakterien) nederst -er det som gir enheten sin evne til å manipulere nanopartikler etter størrelse på samme måte som en myntsorterer skiller nickels, dimes og kvartaler.

Den NIST-Cornell nanofabrication prosessen benytter gråtoner fotolitografi å bygge 3-D nanofluidic enheter. Fotolitografi har vært brukt i flere tiår av halvlederindustrien for å utnytte kraften av lys å gravere microcircuit mønstre på en chip. Circuit mønstre er definert av maler, eller fotomasker, som tillater ulike mengder av lys for å aktivere en lysfølsomme kjemiske eller fotoresist, sittende på toppen av chip materiale, eller substrat.

Last Update: 19. October 2011 21:51

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit