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LE TECNICHE

TECHNOBIOCHIP vanta una pluriennale esperienza nel campo della modifica superficiale con le tecniche di deposizione Langmuir-Blodgett (LB) e Langmuir-Shaeffer (LS). Tali tecniche, permettono la deposizione di film organici di spessore molecolare caratterizzati da un alto ordine superficiale. L’ordine superficiale, riveste una grande importanza nel campo della sensoristica sia chimica che biomolecolare, poiché l’orientamento preferenziale dei “siti attivi” delle molecole depositate sui sensori porta ad un miglioramento in termini di risposta in seguito all’interazione analita-sensore.


-Substrati depositabili:

Con il metodo LB-LS è possibile depositare molecole organiche su molti substrati tra cui:

• Metalli: oro, platino, titanio, etc.
• Ossidi di metalli: ossido di silicio, ossido di titanio, etc.
• Quarzo: pulito oppure trattato con silanizzanti per avere superficialmente gruppi funzionali specifici.
• Nitruri di metalli: nitruro di silicio, nitruro di titanio, etc.
• Vetro: pulito, oppure trattato con silanizzanti per avere superficialmente gruppi funzionali specifici.

ESEMPI DI DEPOSIZIONE CON LB-LS

A) Esempio di deposizione di molecole organiche su substrato per SENSORI CHIMICI

Le tecniche di deposizione LB-LS trovano un vasto impiego nel campo dei sensori chimici, nella deposizione delle matrici attive sui trasduttori. Viene di seguito riportato un esperimento di deposizione di un numero di strati ordinati di una metallo-porfirina (Mn-porfirina) su un quarzo oscillante da 20 MHz da utilizzare come trasduttore nano-gravimetrico. Il primo passaggio è stato quello di ricavare l’isoterma di compressione per la manganese-tetraporfirina (Mn(L)TPP) (Fig. 1).



Figura 1: isoterma di compressione della Mn(L)TPP
Dall’isoterma di compressione è stata ricavata la pressione target che era intorno a 30 mN/m. Il passaggio successivo è stato quello della deposizione del numero di strati richiesti per la modifica superficiale.

B) Example of organic deposition onto substrate for BIOLOGICAL SENSORS

Di seguito è riportato un esempio di deposizione di anticorpi anti-IgG di topo con il metodo LB su elettrodi di ossido di titanio su titanio per studiare l’interazione con l’antigene corrispondente (IgG).
Dopo aver definito la pressione target a cui effettuare l’isoterma di deposizione, sono stati depositati un certo numero di strati anti-IgG per la modifica superficiale dei sensori (Fig. 2).



Figura 2: isoterma di deposizione di anti-IgG (A) e pressione superficiale target (B)

C) Esempio di deposizione di un polimero su substrato per UTILIZZO GENERICO

Il terzo esempio è quello della deposizione di film di poli-metilmetacrilato (PMMA) mediante tecnica LB-LS, che formassero, in seguito alla polimerizzazione del meta-metilmetacrilato in presenza di fotoresist delle cavità di qualche decina di nanometri, in modo da aumentare la superficie di contatto.
Quindi, il primo passaggio è stato quello di ricavare l’isoterma di compressione del monomero di meta-metilmetacrilato (Fig. 3).

Figura 3: isoterma di compressione del meta-metilmetacrilato

Dopo aver ricavato la curva dell’isoterma di compressione, usando come sub-fase una soluzione di ammonio persolfato (NH₄S₂O₈) che catalizza la polimerizzazione del meta-metilmetacrilato, sono stati depositati con tecnica LS un certo numero di strati. La presenza poi di un fotoresist determinava la formazione di pori entro la superficie polimerica (Fig. 4).



Figura 4: fotografie effettuate al microscopio STM Assing del substrato non modificato (sinistra) e di quello trattato con PMMA e photoresist (destra) (cortesemente fornite dal ISM-CNR sezione di Roma). La scala di gradazione a destra di ogni foto indica le dimensioni delle particelle in nm.

SERVIZI OFFERTI E COSTI

COSTI DELLE DEPOSIZIONI

Il costo di una deposizione con la tecnica LB-LS dipende essenzialmente da tre variabili:

• Numero di strati da depositare.
• Grandezza del substrato.
• Velocità di trasferimento delle molecole (nel caso della tecnica Langmuir-Blodgett).

Di seguito è riportata in generale una tabella del costo per strato per la deposizione su 5 substrati qualunque (Tabella 1).

Tabella 1: costi delle varie tipologie di deposizione. Le deposizioni x, y e z sono possibili con la tecnica Langmuir-Blodgett; mentre con la tecnica Langmuir-Shaeffer è possibile solo la deposizione y.

Insieme al substrato modificato via LB o LS, sarà consegnata al cliente una relazione su cui sarà riportata la metodica di ottenimento delle soterme di compressione con relativo grafico; inoltre, nel caso di deposizione con metodo LB, verrà anche fornito il grafico delle isoterme di deposizione e della percentuale di trasferimento del composto organico sul substrato.