原子力显微镜

Abstract(#br)The effect of addition of small amounts of stearic acid on the adhesive properties of polydimethylsiloxane (PDMS) was investigated. Stearic acid reduced the peel strength of bonded aluminium samples with the joint weakening effect increasing with increased loadings. Surface analysis of the peeled surfaces was carried out using XPS, SSIMS and FTIR. This showed that stearic acid did not form a weak boundary layer at the metal–polymer interface as would traditionally be expected.

Abstract(#br)In this work, a column-like nano/micro-scale topography surface has been prepared via trichloro(octyl)silane (TCOS) vapor deposition on the air plasma oxidized polydimethylsiloxane (PDMSOx) surface. TCOS was mixed into n-heptyl alcohol and dimethyl-silicone oil to form a series of mixture. TCOS could anchor to the PDMSOx surface to form column-like nano/micro-scale topography while n-heptyl alcohol and TCOS volatilized to the PDMSOx surface in the subsequent vapor phase process.

Mammalian cells regulate adhesion by expressing and regulating a diverse array of cell adhesion molecules on their cell surfaces. Since different cell types express distinct sets of cell adhesion molecules, substrate-specific adhesion is cell type- and condition-dependent. Single-cell force spectroscopy is used to quantify the contribution of cell adhesion molecules to adhesion of cells to specific substrates at both the cell and single molecule level. However, the low throughput of single-cell adhesion experiments greatly limits the number of substrates that can be examined.

Polydimethylsiloxane (PDMS) is a promising biomaterial for generating artificial extracellular matrix (ECM) like patterned topographies, yet its hydrophobic nature limits its applicability to cell-based approaches. Although plasma treatment can enhance the wettability of PDMS, the surface is known to recover its hydrophobicity within a few hours after exposure to air.

用于制作片上器官( OOC )应用的微流控芯片的表面修饰往往是一个耗时的过程，涉及芯片清洗、紫外( UV )曝光、蒸汽灭菌等。本文报道了一种简单、快速、经济的方法，利用标准生物安全柜内的紫外光，在微流控芯片上一步实现儿茶酚胺材料的光引发聚合和图形化。聚二甲基硅氧烷( PDMS )微流控器件中填充多巴胺和去甲肾上腺素单体，然后在紫外光照射下引发材料的聚合，为OOC的应用创造了一个高度可行的表面。我们考察了这些紫外光引发的表面涂层用于制造3种不同的OOCs的性能，微流控芯片通过3种不同的方式进行键合和修饰：1 )常规的氧等离子体键合微流控芯片填充单体溶液，然后暴露在紫外光下对表面进行修饰(等离子体键合，聚合物包复)；2 )流体层和玻璃基底均暴露在紫外光下对功能层进行包复，同时允许黏合蛋白将这2块结合在一起(紫外光键合，聚合物包复)；3 )通过掩膜将紫外光投射到聚二甲基硅氧烷( PDMS )基底上，形成流体壁微流控通道(投影包复)。3种技术中在紫外光照射聚合物涂层表面接种的Cath . a . differential ( CAD )细胞表现出明显的高细胞活力、细胞黏附、增殖、基因表达，与未涂层PDMS相比保留了功能性。UV引发的表面改性技术使用了一种极简的方法，使用较少的设备和现有的基础设施，如生物安全柜，来创建一个功能性的OOC。

直径10 nm的球形金纳米粒子( NPs )已分散在一种聚二甲基硅氧烷中，其聚合需要精确的温度控制。在100℃的温度下，聚二甲基硅氧烷基体在15   min内完成聚合，而在室温下( 20℃)，大约需要24 ~ 48   h。将金纳米粒子掺入聚二甲基硅氧烷中，然后将所得纳米复合材料置于预热至100℃的烘箱中进行不同的固化时间。采用自下而上的方法得到多孔和块状纳米复合材料。当Au NPs质量分数为0.2 %时，聚二甲基硅氧烷( PDMS )纳米复合材料固化15、30和45   min。不同的固化时间影响了Au-NP性能。多孔PDMS纳米复合材料的网络促进了金纳米粒子的均匀锚定。采用糖模板法制备的多孔PDMS纳米复合材料样品与块体材料进行了对比，以获得材料的完整表征。通过原子力显微镜和两点探针电导率测量研究了金纳米颗粒的形貌和电学性质与其尺寸的关系。采用透射模式下的紫外-可见( UV-vis )光谱分析了本体PDMS纳米复合材料的光学性能。随着纳米复合材料固化时间的延长和纳米金填充量的增加，纳米复合材料的吸收性增强。所制备的纳米复合材料可用于制造光传感器件、光电开关和光波导。

称为‘芯片上器官’的先进体外模型可以模拟各种组织中发现的特定细胞环境。其中许多模型包括一种薄的，有时是柔性的，旨在模拟体内屏障的细胞外基质( ECM )支架的膜。这些膜往往是由聚二甲基硅氧烷( PDMS )制成的，这种硅橡胶对基膜的化学和物理性能模拟较差。然而，ECM及其力学特性对组织的稳态起着关键作用。在这里，我们报告了具有类似于体内发现的成分和机械性能的生物膜。制备了两种胶原-弹性蛋白( collagen-elastin，CE )膜：玻璃化膜和非玻璃化膜(称为\"水凝胶膜\" )。采用鼓胀试验方法对其力学性能进行了表征。利用原子力显微镜( AFM )对结果进行了比较，这是一种用于评价软材料在纳米级的杨氏模量的标准技术。结果表明，通过调节CE的配比、制备方式(玻璃化与否)和/或温度等参数，可以制备出硬度在几百kPa到1 kPa之间的CE膜。利用鼓胀试验可以很容易地确定杨氏模量。这种方法是一种稳健和重复性好的测定膜刚度的方法，即使对于软膜，也更难用AFM来评估。评估基底刚度对人成纤维细胞在这些表面铺展的影响表明，细胞铺展在较软的表面比在较硬的表面要低。

纳米粒子( NPs )被用于各种医药应用。外泌体( Exosomes )是一种生物衍生的纳米颗粒，是通过从体液中分离和浓缩而获得的生物标志物。基于聚二甲基硅氧烷( PDMS )的微通道具有高透气性和低细胞毒性等优点，适合于纳米颗粒的精细处理。然而，纳米颗粒的大比表面积可能导致非特异性吸附在器件基底上，从而造成样品的损失。因此，了解NP在微通道上的吸附情况对用于NP处理的微流控器件的运行至关重要。本文利用原子力显微镜对NP在PDMS基片和微通道上的吸附行为进行了表征，并将NP的吸附行为与NP的静电作用和分散介质性质联系起来。当聚苯乙烯NP分散体以恒定的流速引入PDMS基微通道时，随着NP和微通道zeta电位的降低(即随着pH的升高)，吸附的纳米颗粒数量减少，表明微通道与纳米颗粒之间的静电作用增强了它们的斥力。在恒定流速下，将exosome分散体引入不同润湿性的PDMS微通道中，exosome的吸附以静电作用为主。所得结果将有助于PDMS基微流控装置对纳米颗粒的预富集、分离和传感。

纳米粒子( NPs )被用于各种医药应用。外泌体( Exosomes )是一种生物衍生的纳米颗粒，是通过从体液中分离和浓缩而获得的生物标志物。基于聚二甲基硅氧烷( PDMS )的微通道具有高透气性和低细胞毒性等优点，适合于纳米颗粒的精细处理。然而，纳米颗粒的大比表面积可能导致非特异性吸附在器件基底上，从而造成样品的损失。因此，了解NP在微通道上的吸附情况对用于NP处理的微流控器件的运行至关重要。本文利用原子力显微镜对NP在PDMS基片和微通道上的吸附行为进行了表征，并将NP的吸附行为与NP的静电作用和分散介质性质联系起来。当聚苯乙烯NP分散体以恒定的流速引入PDMS基微通道时，随着NP和微通道zeta电位的降低(即随着pH的升高)，吸附的纳米颗粒数量减少，表明微通道与纳米颗粒之间的静电作用增强了它们的斥力。在恒定流速下，将exosome分散体引入不同润湿性的PDMS微通道中，exosome的吸附以静电作用为主。所得结果将有助于PDMS基微流控装置对纳米颗粒的预富集、分离和传感。