Dpn sougwoup
Source: http://chemgroups.northwestern.edu/mirkingroup/dpn.htm
Manm gwoup (gòch a dwat):
(Back Ranje) Matt Park, Xiaodong Chen, Ling Rivyè Huang, Jae-Won jang, Fengwei Huo, Wei Wei, Jong kuk Lim, Andrea Ho (Espinosa Group nan NU)
(Front Ranje) Rafael Vega, Andre Senesi, Raymond Sanedrin, Louise Giam, Yuhuang Wang
|
Tranpe-Pen Nanolithography: Transpò nan molekil nan sifas a atravè menisk dlo. |
Se syans Sifas nan Gwoup la Mirkin prensipalman konsantre sou devlopman ak eksplorasyon sou aplikasyon pou Tranpe-Pen Nanolithography (dpn), nouvo AFM ki baze sou mou-litografik teknik la ki te envante nan laboratwa nou an. Tranpe-Pen Nanolithography (dpn) se yon optik teknik nanopatterning pwofonde nan ki se yon tip AFM itilize rive delivre molekil nan yon sifas via yon menisk sòlvan, ki natirèlman fòm ki nan atmosfè a anbyen. Teknik sa a dirèk-ekri ofri kapasite-wo rezolisyon modèl pou yon nimewo nan lank molekilè ak byomolekul ' 'sou yon varyete substrats, tankou metal, smikondukteur, ak sifas monoleye fonksyonalize. Li nan vin tounen yon zouti travay-chwal pou syantis la ki enterese nan FABRICATING ak etidye mou-yo ak difisil-matyè sou echèl la longè sub-100nm.
Dpn pèmèt youn nan modèl modèl jisteman miltip ak pre-pafè enskripsyon an. Li nan tou de yon fabwikasyon ak zouti D ', menm jan zòn yo modele ka imaje ak konsèy pwòp oswa yon plim-kouvwi. Kapasite nan reyalize egzak aliyman nan modèl miltip se yon avantaj anplis elèv la akimile lè l sèvi avèk yon tip AFM yo ekri, menm jan tou li karakteristik nanoskopik sou yon sifas ki. atribi sa yo fè dpn yon zouti enpòtan pou etidye pwoblèm fondamantal yo nan yon koloidal chimi, syans sifas, ak nanotechnologie. Pou difizyon egzanp, ak kapilarite sou yon sifas ki nan nivo òganizasyon an nanomètr, ak kristalize nan patikil sou pwodui chimik oswa byomolekul modèl, grave monoleye reziste pou smikondukteur, ak nanomètr-gwosè attachée polymère estrikti ka fè envestigasyon sou lè l sèvi avèk teknik sa a.
Ki jan dpn travay?
Nan lòd yo kreye nanostruktur ki estab, li nan avantaj yo sèvi ak molekil ki ka jete lank tèt yo a substra a atravè chemisorption oswa entèraksyon Electrostatic.Alkanethiols Lè yo modele sou yon substra lò, se yon monoleye ki fòme nan ki headgroups yo tyol fòm obligasyon relativman byen fò ak lò a ak chenn yo alkan pwolonje apeprè pèpandikilè ak sifas yo.
 |
 |
A) AFM imaj ki montre lasi-rezoud monoleye nan octadecanethiol modele sou lò via dpn. B) Yon fim ki montre fòmasyon an nan yon monoleye octadecanethiol sou Au kòm yon matrisyèl pwent od-kouvwi Scanned atravè substra la. |
|
Lasi nan tyol ki te fòme a se ki idantik ak sa yo ki an yon monoleye jwenn atravè depozisyon solisyon nan alkanethiols sou lò, jan yo wè nan imaj la lasi pi wo yo. Nou kapab itilize teknik sa dirèkteman pou kontwole kwasans lan nan yon monoleye nan alkanethiols sou lò pa fournir a molekil via dpn ak D ' nan situ ak AFM, al gade fim pi wo yo.
Ki sa ki atribi ki pou dpn?
Kreye nanostruktur lè l sèvi avèk dpn se yon pwosesis etap yon sèl ki pa mande pou itilize nan reziste. Sèvi ak yon mikwoskòp konvansyonèl atomik fòs (AFM) li se posib reyalize karakteristik ultra-segondè rezolisyon ak linewidths tankou ti jan 10-15 NM ak ~ 5 NM rezolisyon espasyal. Pou aplikasyon pou nanotèknolojik, li se pa sèlman enpòtan nan molekil modèl nan rezolisyon segondè, men tou functionalize sifas ak modèl de oswa plis konpozan.
|
A) Ultra-segondè modèl rezolisyon nan asid mercaptohexadecanoic sou sifas atomically-plat lò. B) dpn pwodwi milti-eleman nanostruktur ak de ki aliyen modèl alkanethiol. C) istorik lapawòl Richard Feynmann a ekri lè l sèvi avèk nanoplotter la dpn. |
Youn nan atribi ki pou dpn ki pi enpòtan se ke, paske se la menm yo itilize aparèy ak imaj epi ekri yon modèl, modèl nan lank miltip molekilè ka fòme oswa ki aliyen sou substra a menm. Avèk èd la nan lojisyèl ki te kreye nan-kay (ki te commercialisée nan NanoInk), nou te envante yon zouti nanolithographic ki se plim-jeneral ak pèmèt pou anrejistreman senp nan lank. Epitou, se kontaminasyon a ki ta kapab sòti nan teknik tipik litografye (tankou fotolitografi), evite.
Ki sa ki nan aplikasyon yo dpn?
Nou se kounye a lè l sèvi avèk dpn pwofonde kesyon fondamantal syans sifas osi byen ke yo kreye nanostruktur teknolojik ki enpòtan. Gen kèk nan aplikasyon sa yo ke nou yo vize yo montre nan figi anba a. Pati a nan pwosesis la nan mennen ankèt sou aplikasyon sa yo teknolojik mande pou nou devlope metòd ki pral pèmèt paralèl modèl nan adisyon nan kapasite yo nan seri dpn. Anplis de sa, nou gen yo devlope pwosedi ki modèl sou semi-conducteurs ak insulator substrats osi byen ke metal, epi tou pwolonje chwa pou yo lank sot pase molekil ti Polymers byolojik ak fè makromolekul òganik.
|
Gen kèk nan aplikasyon yo potansyèl de dpn. Teknik sa a pèmèt yon sèl yo kreye yon varyete gwo nan sistèm konfigirasyon ak yon sèl litografye. |
Pwoteyin Nanoarrays via dpn
Ranje Pwoteyin yo te pwouve entegral nan yon ran de aplikasyon nan rechèch byolojik, proteomik, ak segondè-debi pwosesis tès depistaj pharmaceutique. Pus Pwoteyin, pou egzanp, ou ka itilize li mennen envestigasyon entèraksyon pwoteyin ak pwoteyin, atèn, ADN ak RNA, ki yo enpòtan yo fonksyon pwoteyin pwofonde ak règleman yo, ak menm ka pwolonje nan etid maladi tankou kansè nan pwostat ak maladi alzayme a. Sepandan, plizyè pwoblèm intrinsèques nan ranje pwoteyin aktyèl, tankou kantite nan echantiyon, espesifik, ak obligatwa nonspecific ta dwe adrese pou aplikasyon pou pratik. Pou profilage proteomik a, pou prepare chips piti ak trè dans pwoteyin ka bay yon gwo avantaj sou teknoloji microdevice jodi a la. Pi gwo dansite nan eleman sib kòm byen ke pi bon limit deteksyon ka reyalize nan miniaturization pli lwen de ranje pwoteyin via dpn. Prèv-of-konsèp eksperyans nan bio-nanoarrays lè l sèvi avèk dpn ka jwenn nan literati a ki sot pase yo konstwi nanoarrays nan pwoteyin atravè metòd endirèk ak 100 karakteristik NM, ak entèraksyon pwofonde byolojik nan yon nanostruktur ak yon konvansyonèl AFM. Anplis de sa, plizyè etid ki te rapòte pou depo dirèk la nan pwoteyin, ki te gen avantaj sou metòd endirèk ki gen ladan tan yo egzije yo epi fasilite la fabwikasyon, sa ki pi enpòtan, kapasite nan fabrikasyon ranje ak karakteristik pwoteyin miltip.
|
|
(Agòch) AFM imaj nan (A) lizozim nanodot ranje, (B) entèrgouvèrnemantal nanodot ranje, yon entèrgouvèrnemantal nanodot etalaj anvan (C) ak apre (D) tretman yo ak yon solisyon anti-entèrgouvèrnemantal kouvwi Au nano. (adwat)fluoresans imaj mikwoskopik nan ranje pwoteyin apre obligatwa ak kò anti-make ak fluorofor. |
|
Pwoteyin dpn Referans
Lee, K.-B.; Park, S.-J.; Mirkin, CA; Smith, JC; Mrksich, M. "Nanoarrays Pwoteyin Generated by Tranpe-Pen Nanolithography," Syans, 2002, 295 (5560), 1702 - 1705.
Lee, KB;. Lim, JH;. Mirkin, CA "nanostruktur Pwoteyin Fòme Via Dirèk-Ekri Nanolithography Tranpe-Pen" J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5588-5589.
Lim, JH;. Ginger, DS; Lee, KB;. Heo, J.; Nam, JM;. Mirkin, CA "Dirèk-Ekri Tranpe-Pen Nanolithography nan Pwoteyin sou modifye sifas ki oksid Silisyòm," Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 20, 2411-2414.
Electrochemical diminisyon nan nanostruktur Organic
|
A) Schematic desen nan electrochemical diminisyon. B) imaj LFM nan MHA modèl anvan ak apre electrochemical diminisyon. C) By kontwole kondisyon sa yo electrochemical, a nan MHA pwen nan ka diminye, etap-pa-etap, sou echèl la nanomètr. D) Malgre ke pa gen okenn prèv dirèk pou inifòmite nan monokouch yo apre pwosesis la diminisyon, yon etid grave sijere ke fim sa yo ki kapab lakòz òganik kapab aji kòm kouch baryè ki efikas pou etchants chimik.
|
Electrochemical diminisyon Referans
Zhang, Yi; Salaita, Khalid; Lim, Jung-Hyurk; Mirkin, Chad A. "elèktrochimik diminisyon nan nanostruktur Organic," Nano lèt,. 2002, 2 (12), 1389-1392.
Electrostatic Kondwi dpn nan Dirije polymers
Nou ka depo nanometrik fè modèl polymère sou sifas semi-conducteurs lè l sèvi avèk dpn. Siyifikativman, nou montre ki entèraksyon ant Electrostatic materyèl lank dlo idrosolubl ak substrats chaje ka bay yon fòs kondwi enpòtan pou moun k'ap viv koulye a nan modèl dpn ki estab sou sifas semi-conducteurs. karakterizasyon nan modele a ap fè Polymers te fèt pa LFM ak electrochemical metòd, rezilta yo nan yo ki konplètman ki konsistan avèk konklizyon an ki ap fè polymère molekil ka avèk siksè transpòte soti nan pwent nan sa yo kalite chaje sifas yo.
|
| LFM ak AFM imaj nan dpn-pwodwi fè polymère nanostruktur sou modifye sifas Silisyòm. imaj Tout te anrejistre nan yon pousantaj optik nan 4 Hz. (A) LFM imaj nan yon SPAN nanopattern ekri nan 0.85 m m / s. (B) imaj LFM nan PPy nanopattern ekri nan 0.8 m m / s. (C) imaj topografi nan pwen SPAN ak pwofil la kwa-rejyonal nan liy la. tan an te kontakte 6 segonn pou chak dot. (D) topografi imaj de liy PPy nan 0.5 m m / s ak pwofil la kwa-rejyonal la nan liy. |
Electrostatic Kondwi modèl Referans
Lim, Jung-Hyurk; Mirkin, Chad A. "Electrostatic Kondwi Tranpe-Pen Nanolithography nan Dirije polymers," Avanse. Mat., 2002, 14 (20), 1474-1477.
Sifas ak Sit-Espesifik Ring-Ouvèti polimerizasyon metatèz (fars) Mande via dpn
Gen Yon apwòch Roman pou sentèz ranje nan bwòs nanometrik polymère, ki baze sou yon konbinezon de dpn ak yon sifas ki inisye-metòd fars, te demontre sou metalik ak substrats posibilite. apwòch sa yo yo enpòtan paske yo pwen nan direksyon pou yon wout bibliyotèk konbinatwar nan fonksyonèl polymère nanostruktur konpleksite prèske illimité chimik yo, ki kapab konstwi nan situ. kapasite yo demontre sa yo atravè eksperyans yon sèl-plim yo pral dramatikman fasilite a itilize nan milti-plim ranje ki pa mande pou etap-pa-etap la chanje nan lank ak plim pandan yon eksperyans dpn konvansyonèl yo.
|
|
(Agòch) grafik reprezantasyon nan sifas-inisye fars via dpn. (adwat) Polymers nanostruktur bwòs prepare selon Scheme: a) kartografik AFM imaj de polymère liy bwòs. vitès nan depo norbornenyl tyol, lè polimerizasyon, ak mezire mwayèn lajè plen nan mwatye maksimòm (FWHM) Valè yo se 0.02 m m / s, min 60, ak 480 NM, respektivman; b) Kwa-rejyonal tras reliefs pou yon liy chwazi soti nan yon;. c) kartografik AFM imaj de yon etalaj bwòs dot polymère norbornenyl a tyol depozisyon ak lè polimerizasyon yo se 1 s ak 30 min, respektivman; d) Kwa-rejyonal tras reliefs pou yon liy chwazi nan c. |
|
Fars via dpn Referans
Liu, X.; Guo, S.; Mirkin, CA "Sifas ak Sit-Espesifik Ring-Ouvèti polimerizasyon metatèz Mande pa Tranpe-Pen Nanolithography" Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 115, 4933-4937.
Dpn-Dapre Methodology pou Preparasyon matris la nanostruktur
Nou ka byen fasil itilize dpn fabrikasyon ranje fonksyonalize nan nanopatterns inòganik. Importantly, nan photooxidation nan SAM a reziste, chimikman aktif nanostruktur ka pwodwi. Sa yo nou kapab chanje estrikti ak alkanethiol-plafonds oligonukleotid ki kenbe pwopriyete ibridasyon yo sou sifas yo nan nanopatterns yo, epi reyaji avèk ADN konplemantè oswa patikil modifye ak ADN konplemantè. Sa a ki kalite pwosedi ta ka itil pou génération ibrid estrikti ki mou / difisil ki konpoze de nanofeatures metal entèfas ak adsorbates ki montre yon vokasyon pwodui chimik segondè pou yo.
|
|
(Agòch) eksperimantal konplo nan fabwikasyon Au nanostruktur via dpn. (adwat) (A) Illustration nan twa-Strand Theatre konplo ibridasyon ADN. (B) TMAFM imaj nan karakteristik liy apre ibridasyon ak ADN ( b )-modifye nano. (C) High-rezolisyon imaj nan youn nan liy yo ki nan B. (D) imaj TMAFM nan dot karakteristik apre ibridasyon ak ADN ( b )-modifye nano. (E) High-rezolisyon imaj de 4 pwen nan karakteristik yo ki nan D. |
|
Biofunctionalized Nanoarrays Referans
Zhang, H.; Lee, K.-B.; Li, Z.; Mirkin, CA "Biofunctionalized Nanoarrays nan Estrikti inorganik Prepared by Tranpe-Pen Nanolithography," Nanotechnology 2003, 14, 1113-1117.
Pou tout referans dpn, klike isit la.
Pou li retounen nan Home Page la Group Mirkin, klike isit la.