利用 DEP 原理捕獲單一細胞

1. (a) (b) (e) (c) (f) Glass (d) Au S1818 光罩 利用DEP原理捕獲單一細胞 王集緯 *, 蔡松霖＃ *國立成功大學電機所 , ＃國立成功大學奈米科技暨微系統工程研究所 ABSTRACT: 蒸鍍金(Au)至玻片上，首先先沉積15 nm的Cr作為Au與玻璃間的接著層，再蒸鍍75 nm的Au於Cr上做為導電層。接下來把上好Au和Cr的玻片移至Spin Coater塗上光阻(S1818)，烘烤，覆蓋光罩，曝光顯影，然後利用蝕刻液進行金蝕刻、鉻蝕刻，然後清洗表面殘餘光阻，得到最後成品(Fig.3)。 基於生物醫療方面的應用上，在細胞進行各項檢測已經成為一項重要的指標參數，而過去大部分研究單位在進行細胞研究的時候所設計的生物晶片大致分為捕捉細胞和細胞量測方面，。本元件是利用介電泳(DEP)原理進行單一細胞的補捉，利用金電極產生介電泳力進行捕捉，且電極設計成陣列的組合以增加捕捉的成功率． . IC Design: 基於MEMS技術的進步 ，lab-on-chip是每個實驗室都能製作，於是我們朝向捕捉單一細胞的方向，並參考文獻[1]，設計相似形狀的電極陣列-fig.1 20um (b) (a) 20um Fig.3: 顯微鏡下觀測最後製程的成品。(a)載玻片上其中一組電極形狀 (b)在a圖上紅色圓所框出的形狀 20um 20um 200um Experiment Results: 20um 200um 20um Device上共有六組電極，每次實驗使用一組電極，用滴管直接滴入Hela細胞(約2~5ul)，在電極的一端接上10Vp-p，一端接地，如Fig.4。 然後把同一組電極圖形，共有25個方形框框，我們把這25個框框分為四個區域-A(Fig.5左上方9個格子)、B(Fig.5右上方9個格子)、C(Fig.5右下方9個格子)、D(Fig.5左下方9個格子)。 觀察細胞是否可以吸附在格子裡面，得到結果如Fig.6，發現捕獲成功率約為30% 10Vp-p (b) (a) Fig.1: electrode traps，設計電極捕獲細胞的形狀，用載玻片(glass)當做基底，把電極pattern上去。(a)電極形狀的間隔，紅色箭頭都是20um。(b)同一條電極方型框框的間隔為200um，相鄰兩條電極的間隔也為200um，綠色箭頭表示之。 Fabrication Design: GND Fig.2表示製程的步驟，基底採用載玻片(clean glass)，經過酸洗(H2SO4+H2O2)，烘乾，之後用電子束蒸鍍機(E-Beam) Fig.4 : 電極上一端接10Vp-p，一端接地 A B (A) D C Fig5: 同一組電極分為A、B、C、D四部分 (B) Fig.2：電極製程的步驟。(a)清潔的玻片 (b)塗上Au (c)塗上光阻 (d)覆蓋光罩、曝光 (e)顯影、並用丙酮 異丙醇清洗 (f)金刻蝕刻得最後電及圖形 Reference [1] Adam Rosenthal* and Joel Voldman*” Dielectrophoretic Traps for Single-Particle Patterning” Biophysical Journal Volume 88 March 2005 2193–2205 (D) Fig.6 : 細胞貼附在A、B、C、D區域上的情形 (C)