De stempels trekken de alkaanthiolen van het goudoppervlak af. (Bron: Science)

Een nieuwe vorm van lithografie kan heel selectief moleculen van een goudoppervlak afhalen. Met deze techniek kun je zeer nauwkeurige biomoleculaire patronen vormen op het oppervlak, schreven wetenschappers aan de University of California, Los Angeles (UCLA) vorige week in Science.

Een goudoppervlak kan dienen als ondergrond voor een biomoleculair patroon, omdat je eiwitten kunt bevestigen aan dat oppervlak. Om te zorgen dat die eiwitten alleen op de gewenste plaatsen gaan zitten, moet je de rest van het oppervlak afdekken met organische moleculen. Tot nu toe werd dat gedaan met soft lithography, waarbij je moleculen op het goudoppervlak drukt. Deze methode heeft echter het nadeel dat het gemaakte patroon kan vervagen door diffusie van de organische moleculen.

De nieuwe methode, chemical lift-off lithography (CLL) genaamd, werkt eigenlijk precies omgekeerd. De onderzoekers gebruikten een goudoppervlak met een monolaag van alkaanthiolen met een hydroxyl-eindgroep. Ze haalden vervolgens een deel van de monolaag weg met een soort stempel van polydimethylsiloxaan (PDMS) met siloxylgroepen (R3Si(OH)) op het oppervlak.

Als je de stempel op het goudoppervlak drukt, ontstaan er sterke bindingen tussen de hydroxyl- en siloxylgroepen. Deze bindingen blijven intact als je de stempel weer weghaalt en de alkaanthiolen worden dus meegetrokken. De bindingen tussen de goudatomen en de alkaanthiolen zijn sterker dan de bindingen tussen de goudatomen, dus de stempel trekt zelfs een enkele laag goudatomen mee. Het goudlaagje komt hierdoor aan de oppervlakte en eiwitten kunnen eraan binden.

Door de stempel zeer nauwkeurig op het goudlaagje te plaatsen, kun je met CLL een patroon maken met een resolutie van 40 nanometer. Dat is beter dan met soft lithography, en bovendien is de kans op diffusie van de organische moleculen bij CLL veel kleiner. Een ander voordeel is dat je de stempels kunt ‘schoonmaken’ en zo meerdere keren kunt gebruiken.

De onderzoekers willen nu neurotransmitters selectief op goudoppervlakken plaatsen met behulp van CLL. Hiermee willen ze onderzoek doen naar receptoreiwitten die deze neurotransmitters in de hersenen binden. Daarnaast willen de wetenschappers onderzoeken of de techniek ook bruikbaar is bij oppervlakken van andere materialen, zoals silicium en grafeen.

Bron: Science

Onderwerpen