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

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Камера Отделяет Nanoparticles Как «Сортировщица Монетки»

Published on March 31, 2009 at 6:27 PM

Исследователя на Национальном институте стандартов и технологий Министерства Торговли (NIST) и Университете Корнеллаа написали прописными буквами на процессе для изготовлять интегральные схемаы на уровне нанометра (billionth из метра) и использовали ему для того чтобы начать метод для проектировать прибор впервые в жизни nanoscale fluidic (nanofluidic) с сложными трехмерными поверхностями.

(A) Схема прибора NIST-Корнелла nanofluidic с сложными 3-D поверхностями. Каждый «шаг» «лестницы» увиденной на стороне маркирует различную глубину внутри камера. Письмо «E» показывает направление электрического поля используемого для того чтобы двинуть nanoparticles через прибор. Зеленые шарики сферы с диаметрами 100 нанометров размер которых ограничивает их от двигать в более отмелые зоны камеры. Катушка в глубоком конце камеры (верхнего правого угла) одиночная стренга ДНА которая вытягивает (верхний левый угол) в отмелом конце. (B) Микроснимок показывая дневно маркированные сферически nanoparticles остановил на уровне 100 нанометров камеры, глубины которая соответствует к их диаметру. (C) Микроснимок одиночной стренги ДНА которая свернута спиралью в глубоком конце камеры (коробки на крайне правые) и вытягивать в отмелом конце (коробке на левых радикалах). Более Большие коробки крупные планы показывая дневно маркированные стренги. Кредит: NIST

Как описано в сегодня опубликованным бумагой он-лайн в Нанотехнологии журнала, * камера Lilliputian прототип для будущих инструментов с таможн-конструированными поверхностями для того чтобы манипулировать и измерить разные виды nanoparticles в разрешении.

Среди потенциальных применений для этой технологии: обрабатывать nanomaterials для изготовлять; разъединение и измерять сложных смесей nanoparticle для поставки снадобья, терапии гена и токсикологии nanoparticle; и изоляция и удерживание индивидуальных стренг ДНА для научного изучения по мере того как они принуждаются для того чтобы размотать и вытянуть (ДНА типично свертываются спиралью в a шарик-как форма в разрешении) внутри самые отмелые проходы прибора.

Приборы Nanofluidic обычно изготовлены путем вытравлять малюсенькие каналы в вафлю стекла или кремния при такие же литографские процедуры используемые для того чтобы изготовить картины цепи на компьютерных микросхемах. Эти плоские прямоугольные каналы после этого покрыны с стеклянной крышкой которая скреплена в месте. Из-за ограничений своиственных к обычным процессам nanofabrication, почти все nanofluidic приборы к дате имели простую геометрию с только немного глубин. Это ограничивает их способность отделить смеси nanoparticles с различными размерами или изучить поведение nanoscale биомолекул (как ДНА) подробно.

Для того чтобы разрешить проблему, Самюэль Stavis NIST и Майкл Gaitan объенинялись в команду с Элизабетом Strychalski Корнелла для того чтобы начать литографский процесс для того чтобы изготовить nanofluidic приборы с сложными 3-D поверхностями. Как демонстрация их метода, исследователя построили nanofluidic камеру при геометрия «лестницы» вытравленная в пол. «Шагает» в этот лестница-каждый уровень давая прибор прогрессивно увеличивая глубина от 10 нанометров (приблизительно 6.000 времен мало чем ширина человеческих волос) на верхней части до 620 нанометров (немножко мало чем средняя бактерия) на дн-был что дает прибору свою способность манипулировать nanoparticles размером в таком же путе сортировщица монетки отделяет никеля, монета в 10 центов и четвертях.

Процесс nanofabrication NIST-Корнелла использует фотолитографию серой шкалы для того чтобы построить 3-D nanofluidic приборы. Фотолитография использована на декады индустрией полупроводника для того чтобы обуздать силу света выгравировать картины микросхемы на обломок. Картины Цепи определены шаблонами, или photomasks, которые позволяют различное количество света активировать фоточувствительный химикат, или фоторезистом, сидящ на материале обломока, или субстрате.

Обычная фотолитография использует photomasks как «черн-или-белые восковки» для того чтобы не извлечь или весь или никакой из фоторезиста согласно картине комплекта. «Белые» части картин-тех которые препятствуют свету через-после этого вытравлены к одиночной глубине в субстрат. Фотолитография Серой Шкалы, с другой стороны, использует «тени серого цвета» для того чтобы активировать и ваять фоторезист в 3 размерах. Иначе говоря, свет передан через photomask в разных степенях согласно «теням» определенным в картине. Позволенное количество света до конца определяет количество выдержки фоторезиста, и, в свою очередь, количество фоточувствительного химиката, котор извлекли после развития.

Процесс nanofabrication NIST-Корнелла принимает преимущество эта характерной, позволяющ исследователям перенести 3-D картину для nanochannels многочисленних глубин в стеклянный субстрат с точностью нанометра используя одиночный etch.

Результат «лестница» которая дает 3-D nanofluidic прибору свою многосторонность.

Исключение Размера nanoparticles и удерживания индивидуальных стренг ДНА в 3-D nanofluidic приборе совершено используя электрофорез, метод двигать запряженные частицы через разрешение путем принуждать их вперед с прикладной электрическим полем. В этих романных экспериментах, исследователя NIST-Корнелла испытали их прибор с 2 различными разрешениями: одно содержа 100 сфер полистироля нанометр-диаметра и другое содержа 20 микрометров (миллионных из метра) - молекулы ДНА длины от вируса который заражает общюю бактерию Escherichia Coli. В каждом опыте, разрешение было впрыснуто в глубокий конец камеры и после этого электрофорезно управлено через прибор от глубокого к более отмелым уровням. И сферы и стренги ДНА были маркированы с люминесцентной краской так как их движения смогли быть отслежены с микроскопом.

В пробах используя твердые nanoparticles, зона 3-D nanofluidic прибора где каналы были чем 100 глубоких нанометров, котор остали свободно частиц. В вирусных пробах ДНА, генетический материал появился как свернуто спиралью в более глубоких каналах и вытягивать в более отмелых одних. Эти результаты показывают что 3-D nanofluidic прибор успешно исключил твердые nanoparticles основанные на размере и деформировал (раскручено) гибкие стренги ДНА в определенные формы на различных шагах лестницы.

В Настоящее Время, исследователя работают для того чтобы отделить и смеси измерения различн-определенных размер nanoparticles и расследовать поведение ДНА захваченное в 3-D nanofluidic окружающей среде.

В предыдущем проекте, исследователя NIST-Корнелла использовали heated воздух для того чтобы создать nanochannels с изгибать воронк-форменные входы в процессе они даровали титул «nanoglassblowing.» Как свой новый 3-D кузен, прибор nanoglassblown nanofluidic облегчает изучение индивидуальных стренг ДНА. Больше информации на nanoglassblowing может быть найдена в 10-ое июня 2008, вопросе Удара Техника NIST на http://www.nist.gov/public_affairs/techbeat/tb2008_0610.htm#glass.

Работа описанная в бумаге Нанотехнологии была поддержана в части Национальной Программой Associateship Исследования Научно-исследовательского Совета и Центре Nanobiotechnology Корнелла, части Программы Центра Науки и Техники Национального фонда. 3-D nanofluidic приборы были изготовлены на Средстве Науки и Техники Корнелла Nanoscale и Центре Корнелла для Исследования Материалов, и были охарактеризованы на Центре NIST для Науки и Техники Nanoscale. Все эксперименты были выполнены на лабораториях NIST в Мэриленд.

Last Update: 14. January 2012 09:19

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