Создание микро- и наноканалов на поверхности кремниевых чипов методами оптической и ионной литографии

Лебедев Д.В.; Можаров А.М.; Комиссаренко  Ф.Э.; Школдин В.А.; Голубок А.О.; Букатин А.С.; Мухин И. С.; Евстрапов  А. А.

doi:10.18358/np-29-4-i5761

Научные статьи \ Математика. Естественные науки \ Физика \ Специальные определители по природе физических явлений, по методам наблюдений, измерений и исследований

Создание микро- и наноканалов на поверхности кремниевых чипов методами оптической и ионной литографии

Лебедев Д.В. Можаров А.М. Комиссаренко Ф.Э. Школдин В.А. Голубок А.О. Букатин А.С. Мухин И. С. Евстрапов А. А.

Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie

Рубрика: Приборостроение физико-химической биологии

Статья в выпуске: 4 т.29, 2019 года.

Бесплатный доступ

На сегодняшний день микрофлюидные технологии представляют интерес как для фундаментальной науки, так и в связи с возможными практическими приложениями в области биомедицины и генной инженерии. Применение методов литографии, основанных на использовании заряженных электронных и ионных пучков, открывает широкие возможности по созданию микро- и наноканалов, наноразмерных пор, а также внедренных в них функциональных наноструктур более сложной формы. В рамках данного исследования была разработана и апробирована методика создания микрофлюидных чипов с двумя проточными ячейками (камерами) объемом не более 0.05 см3, соединенных между собой системой наноканалов шириной ~90 нм. Данная методика позволяет создавать массивы каналов с заданной шириной и глубиной. Системы с микро- и наноканалами и нанопорами могут найти применение в исследованиях транспортных свойств как ионов, так и различных молекул при их движении через наноканалы. Кроме того, подобные структуры могут быть успешно использованы при разработке высокочувствительных биосенсорных систем и в системах "lab-on-achip".

микро- и наноканалы \ оптическая литография \ ионная литография \ кремниевая подложка \ полидиметилсилоксан \ микрофлюидный чип \ micro and nanochannels \ optical lithography \ ion lithography \ silicon substrate \ polydimethylsiloxane \ microfluidic chip

Похожие статьи в разделе Специальные определители по природе физических явлений, по методам наблюдений, измерений и исследований

Изготовление микрофлюидного чипа с использованием технологий FDM- и LCD-печати для получения гидрогелевых альгинатных микросфер

М.А. Полдушов

Микрофлюидные чипы с интегрированными наноразмерными структурами для фиксации биологических объектов

Кухтевич Игорь Владимирович, Букатин А.С., Мухин И.С., Евстрапов А.А.

Микрофлюидные чипы из стеклянных материалов

Евстрапов Анатолий Александрович, Лукашенко Т.А., Рудницкая Г.Е., Буляница А.Л., Курочкин В.Е., Гусев В.С., Иванов О.Г., Беркутова И.Ф., Савицкая А.А.

Микрофлюидное устройство с y-образной топологией для исследования миграции клеток в градиенте концентрации хемоаттрактантов

Белоусов Кирилл Ильич, Букатин А.С., Чубинский-надеждин В.И., Васильева В.Ю., Негуляев Ю.А., Евстрапов А.А., Кухтевич И.В.

Моделирование распределения кислорода в микрофлюидном реакторе при культивировании стволовых клеток

Рылькова А.Ю., Гусева Е.В., Сафаров Р.Р., Меньшутина Н.В.

Применение аддитивных технологий для разработки микрофлюидных чипов-моделей горных пород

Лукьяненко К.А., Пряжников А.И., Гузей Д.В., Жигарев В.А., Минаков А.В.

Короткий адрес: https://sciup.org/142221437

IDS: 142221437 | УДК: 53.06 | DOI: 10.18358/np-29-4-i5761

Список литературы Создание микро- и наноканалов на поверхности кремниевых чипов методами оптической и ионной литографии

Strathmann Н. Ion-Exchange membrane separation processes. Elsevier, Amsterdam, 2004. 360 р.
Волков В.В., Мчедлишвили Б.В., Ролдугин В.И., Иванчев С.С., Ярославцев А.Б. Мембраны и нанотехнологии // Российские нанотехнологии. 2008. Т. 3, № 11-12. С. 67–99.
Ярославцев А.Б., Никоненко В.В. Ионообменные мембранные материалы: свойства, модификация и практическое применение // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4, № 3-4. P. 137–159.
Cipollina A., Micale G. Sustainable energy from salinity gradients. Elsevier/Woodhead Publishing, 2016. 362 p.
Pourcelly G., Nikonenko V.V., Pismenskaya N.D., Yaroslavtsev A.B. Applications of charged membranes in separation, fuel cells and emerging processes // Ionic interactions in natural and synthetic macromolecules / Ed. A. Ciferri, A. Perico. John Wiley & Sons, 2012. Р. 761– 815.
Banica F.G. Chemical sensors and biosensors: fundamentals and applications. John Wiley & Sons, 2012. 576 p.
Zhu Z., Wang D., Tian Y., Jiang L. Ion/molecule transportation in nanopores and nanochannels: from critical principles to diverse functions // J. Am. Chem. Soc. 2019. Vol. 141, no. 22. Р. 8658–8669. DOI: 10.1021/jacs.9b00086
Favre I., Moczydlowski E., Schild L. On the structural basis for ionic selectivity among Na+, K+, and Ca2+ in the voltage-gated sodium channel // Biophysical journal. 1996. Vol. 71, no. 6. Р. 3110–3125. DOI: 10.1016/S00063495(96)79505-X
Payandeh J., Gamal El-Din T.M., Scheuer T., Zheng N., Catterall W.A. Crystal structure of a voltagegated sodium channel in two potentially inactivated states // Nature. 2012. Vol. 486, no. 7401. P. 135–139.
Malmivuo J., Plonsey R. Bioelectromagnetism — principles and applications of bioelectric and biomagnetic fields. New York, Oxford University Press, 1995. 641 p. URL: http://www.bem.fi/book/book.pdf
Tagliazucchi M., Szleifer I. Transport mechanisms in nanopores and nanochannels: can we mimic nature? // Mater. Today. 2015. Vol. 18, is. 3. P. 131–142. DOI: 10.1016/j.mattod.2014.10.020
Ouyang W., Han J. Universal amplification-free molecular diagnostics by billion-fold hierarchical nanofluidic concentration // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2019. Vol. 116, no. 33. P. 16240–16249. DOI: 10.1073/pnas.1904513116
Branton D., Deamer D. The development of nanopore sequencing // Nanopore sequencing: an introduction. World Scientific Publishing Company, 2019. Р. 1–16.
Sparreboom W., Van den Berg A., Eijkel J.C.T. Principles and applications of nanofluidic transport // Nature nanotech. 2009. Vol. 4. P. 713–720. DOI: 10.1038/NNANO.2009.332
Picallo C.B., Gravelle S., Joly L., Charlaix E., Bocquet L. Nanofluidic osmotic diodes: theory and molecular dynamic simulation // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 111. 244501. DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.244501
Siria A., Poncharal P., Biance A.L., Fulcrand R., Blasé X., Purcell S.T., Bocquer L. Giant osmotic energy conversion measured in a single transmembrane boron nanotube // Nature. 2013. Vol. 494. P. 455–458. DOI: 10.1038/nature11876
Bobacka J., Ivaska A., Lewenstam A. Potentiometric ion sensors // Chem. Rev. 2008. Vol. 108. P. 329–351. DOI: 10.1021/cr068100w
Evstrapov A.A., Mukhin I.S., Kukhtevich I.V., Bukatin A.S. Using focused ion beam for nanosized structure formation in microfluidic chips // Technical physics letters. 2011. Vol. 37, no. 10. P. 956–959. DOI: 10.1134/S1063785011100191
Evstrapov A.A., Mukhin I.S., Bukatin A.S., Kukhtevich I.V. Ion and electron beam assisted fabrication of nanostructures integrated in microfluidic chips // Nuclear instruments and methods in physics research B. 2012. Vol. 282. P. 145–148. DOI: 10.1016/j.nimb.2011.08.035

Еще