RU181921U1 - OPTICALLY TRANSPARENT SUBSTRATE WITH GRID FOR ANALYSIS OF BIOLOGICAL MICRO-OBJECTS - Google Patents

OPTICALLY TRANSPARENT SUBSTRATE WITH GRID FOR ANALYSIS OF BIOLOGICAL MICRO-OBJECTS Download PDF

Info

Publication number
RU181921U1
RU181921U1 RU2017123162U RU2017123162U RU181921U1 RU 181921 U1 RU181921 U1 RU 181921U1 RU 2017123162 U RU2017123162 U RU 2017123162U RU 2017123162 U RU2017123162 U RU 2017123162U RU 181921 U1 RU181921 U1 RU 181921U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grid
microobjects
analysis
cells
biological
Prior art date
Application number
RU2017123162U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Львович Степанов
Владимир Иванович Нуждин
Валерий Фердинандович Валеев
Вадим Владимирович Сальников
Владимир Геннадиевич Евтюгин
Вячеслав Валерьевич Воробьев
Юрий Николаевич Осин
Original Assignee
Андрей Львович Степанов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Львович Степанов filed Critical Андрей Львович Степанов
Priority to RU2017123162U priority Critical patent/RU181921U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU181921U1 publication Critical patent/RU181921U1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers

Abstract

Полезная модель относится к области биофизики, клеточной и молекулярной биологии, а именно к устройствам и приспособлениям для выполнения статистического анализа и исследования микрообъектов, а именно, к счетным устройствам (сеткам), состоящим из периодических микроструктур на поверхности различных диэлектрических и полупроводниковых стеклянных подложек. На практике периодические микроструктурированные сетки могут быть использованы для проведения счетного статистического анализа, а также для исследования в биологии и медицине при секвенировании, разделении, обнаружении, идентификации, количественном и структурном анализе биологических молекул и микрообъектов таких, как клеточные популяции (кровь, клеточные культуры), микроорганизмы, вирусы и т.д. [1].Решаемая техническая задача заключается в усовершенствовании и упрощении конструкции устройства (выполнение изделия как одно целое), обеспечении изучения биологических микрообъектов на поверхности стеклянных подложек с заглубленными ячейками сетки, а также возможностью анализа микрообъектов высокоразрешающей электронной микроскопией.Поставленная задача, в предлагаемом техническом решении оптически-прозрачной подложке с сеткой для анализа биологических микрообъектов, достигается тем, что сетка сформирована на поверхности стеклянной подложки и состоит из периодических микроструктурированных областей, имплантированных ионами газа и выполненных в виде ячеек с глубиной 60 нм. 8 ил.The utility model relates to the field of biophysics, cellular and molecular biology, and in particular to devices and devices for performing statistical analysis and research of microobjects, namely, counting devices (grids) consisting of periodic microstructures on the surface of various dielectric and semiconductor glass substrates. In practice, periodic microstructured grids can be used for counting statistical analysis, as well as for research in biology and medicine during sequencing, separation, detection, identification, quantitative and structural analysis of biological molecules and micro-objects such as cell populations (blood, cell cultures) , microorganisms, viruses, etc. [1]. The technical task to be solved is to improve and simplify the design of the device (the product as a whole), to study biological microobjects on the surface of glass substrates with buried mesh cells, and also to analyze microobjects with high-resolution electron microscopy. The task in the proposed technical solving an optically transparent substrate with a grid for the analysis of biological microobjects, is achieved by the fact that the grid is formed on the surface of the stack This substrate consists of periodic microstructured regions implanted with gas ions and made in the form of cells with a depth of 60 nm. 8 ill.

Description

Полезная модель относится к области биофизики, клеточной и молекулярной биологии, а именно к устройствам и приспособлениям для выполнения статистического анализа и исследования микрообъектов, а именно, к счетным устройствам (сеткам), состоящим из периодических микроструктур на поверхности различных диэлектрических и полупроводниковых стеклянных подложек. На практике периодические микроструктурированные сетки могут быть использованы для проведения счетного статистического анализа, а также для исследования в биологии и медицине при секвенировании, разделении, обнаружении, идентификации, количественном и структурном анализе биологических молекул и микрообъектов таких, как клеточные популяции (кровь, клеточные культуры), микроорганизмы, вирусы и т.д. [1].The utility model relates to the field of biophysics, cellular and molecular biology, and in particular to devices and devices for performing statistical analysis and research of microobjects, namely, counting devices (grids) consisting of periodic microstructures on the surface of various dielectric and semiconductor glass substrates. In practice, periodic microstructured grids can be used for counting statistical analysis, as well as for research in biology and medicine during sequencing, separation, detection, identification, quantitative and structural analysis of biological molecules and micro-objects such as cell populations (blood, cell cultures) , microorganisms, viruses, etc. [one].

Известно устройство, называемое счетной камерой с сетками Горяева, служащее для подсчета биологических объектов (Патент РФ №2126230, опубликованный 20.02.1999). Сетка Горяева состоит из больших и малых квадратов. Площадь одного большого квадрата 1/25 мм, площадь одного малого квадрата 1/400 мм2 (размер малого квадрата 50×50 мкм). Существенные признаки счетной камеры с сетками Горяева, следующие: предметное (оптически прозрачное стекло) стекло, в котором имеются углубления с сетками, выгравированными на их дне.A device is known, called a counting chamber with Goryaev’s grids, used to count biological objects (RF Patent No. 2126230, published on 02.20.1999). Goryaev's grid consists of large and small squares. The area of one large square is 1/25 mm, the area of one small square is 1/400 mm 2 (the size of a small square is 50 × 50 μm). The essential features of a counting chamber with Goryaev’s grids are as follows: a slide (optically transparent glass) glass, in which there are recesses with grids engraved on their bottom.

Недостатком первого аналога, является то, что минимальный размер сетки 50×0.50 мкм, что усложняет или исключает возможность проведения подсчета более мелких биологических объектов, размерами в несколько микрон. Более того, так как сетка выполнена методом гравировки, ячейки сетки возвышаются над их границами - канавками гравировки. В этом случае ячейки сетки не могут играть роль стоков для микрообъектов - ячеек ловушек, что затрудняет фиксирование микрообъектов в отдельных ловушках.The disadvantage of the first analogue is that the minimum mesh size is 50 × 0.50 μm, which complicates or excludes the possibility of counting smaller biological objects, several microns in size. Moreover, since the grid is made by the engraving method, the grid cells rise above their boundaries - engraving grooves. In this case, the mesh cells cannot play the role of sinks for microobjects - trap cells, which complicates the fixation of microobjects in individual traps.

Известна счетная спиралеобразная камера, предназначенная для счета организмов, которая представляет собой прозрачную стеклянную или пластмассовую чашку Петри с нанесенными по внутренней поверхности дна спиралеобразных канавок (бороздок) с определенными расстояниями между ними. Канавки изготавливаются способом гравировки или травления в соответствии избранному рисунку спирали. Расстояние между витками спирали выбирается в зависимости от количества и размеров подсчитываемых организмов. Оптимальные размеры составляют 1-2 мм. Ширина и глубина канавок 0.1 мм. (Патент РФ №70994, опубликованный 20.02.2008).Known counting spiral-shaped chamber designed for counting organisms, which is a transparent glass or plastic Petri dish with deposited on the inner surface of the bottom of the spiral grooves (grooves) with certain distances between them. Grooves are made by engraving or etching in accordance with the selected spiral pattern. The distance between the turns of the spiral is selected depending on the number and size of the counted organisms. Optimum dimensions are 1-2 mm. The width and depth of the grooves is 0.1 mm. (RF patent No. 70994, published on 02.20.2008).

Недостатком второго аналога является то, что счетная спиралеобразная камера служит для подсчета только очень больших биологических объектов миллиметровых размеров, что исключает возможность подсчета мелких объектов микронных размеров. Кроме того, наличие в счетной камере спирали исключает возможность ее использования для отработанных методик подсчета биообъектов, разработанных для квадратных сеток.The disadvantage of the second analogue is that the counting spiral-shaped chamber is used to count only very large biological objects of millimeter sizes, which excludes the possibility of counting small objects of micron sizes. In addition, the presence of a spiral in the counting chamber eliminates the possibility of its use for the developed methods for counting biological objects developed for square grids.

Известно устройство - предметное стекло для микроскопического исследования гистологического объекта (Патент РФ №127935, опубликованный 10.05.2013.). Предметное стекло выполнено в виде стеклянной плоскопрямоугольной пластины, и снабжено полиэстеровой пленкой прямоугольной формы, разграфленной на квадратные ячейки 0.3×0.3 см. Полиэстеровая пленка (Avery-zvekborn 3553) обычно применяется для лазерных принтеров и копировальных аппаратов формата А4. Авторы предлагают использовать фрагмент вышеуказанной пленки и с помощью средств вычислительной и копировальной техники наносить разметку, образующую сетку с размером ячейки 0.3×0.3 см. Фрагмент пленки с нанесенной разметкой жестко закрепляют на стеклянной плоскопрямоугольной пластине.A device is known - a slide for microscopic examination of a histological object (RF Patent No. 127935, published 05/10/2013.). The slide is made in the form of a flat glass rectangular plate, and is equipped with a rectangular polyester film, divided into square cells 0.3 × 0.3 cm. Polyester film (Avery-zvekborn 3553) is usually used for laser printers and A4 copiers. The authors propose using a fragment of the above film and using computer and copying techniques to apply a marking that forms a grid with a mesh size of 0.3 × 0.3 cm. A fragment of a film with a printed marking is rigidly fixed on a glass plane rectangular plate.

Это устройство является наиболее близким к заявляемому техническому решению, и поэтому выбрано в качестве прототипа.This device is the closest to the claimed technical solution, and therefore is selected as a prototype.

Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:

- предлагаемые сетки выполнены только больших миллиметровых размеров, видимые с помощью оптического микроскопа, что (исключает) ограничивает возможность точной локализации, а также проведения подсчета и анализа мелких биологических объектов микронных размеров;- the proposed mesh is made only of large millimeter sizes, visible with an optical microscope, which (excludes) limits the ability to accurately localize, as well as count and analyze small biological objects of micron sizes;

- описанное в прототипе предметное стекло является сложной конструкцией, поскольку состоит из двух отдельных частей (стеклянной плоскопрямоугольной пластины и полиэстеровой пленки с сеткой).- the slide described in the prototype is a complex construction, since it consists of two separate parts (a glass plane-rectangular plate and a polyester film with a mesh).

Решаемая техническая задача заключается в усовершенствовании и упрощении конструкции устройства (выполнение изделия как одно целое) и обеспечении возможности изготовления периодически-микроструктурированных сеток различных размеров с заглубленными ячейками для подсчета биологических микрообъектов на поверхности стеклянных подложек, с возможностью анализа микрообъектов высокоразрешающей электронной микроскопией.The technical problem to be solved is to improve and simplify the design of the device (product execution as a whole) and to provide the possibility of manufacturing periodically microstructured grids of various sizes with recessed cells for counting biological microobjects on the surface of glass substrates, with the ability to analyze microobjects with high-resolution electron microscopy.

Поставленная задача в предлагаемом техническом решении оптически-прозрачной подложке с сеткой для анализа биологических микрообъектов, достигается тем, что сетка сформирована на поверхности стеклянной подложки и состоит из периодических микроструктурированных областей, имплантированных ионами газа и выполненных в виде ячеек с глубиной 60 нм.The problem in the proposed technical solution of an optically transparent substrate with a grid for the analysis of biological microobjects is achieved by the fact that the grid is formed on the surface of the glass substrate and consists of periodic microstructured regions implanted with gas ions and made in the form of cells with a depth of 60 nm.

На фиг. 1. Показан чертеж в изометрии оптически прозрачной подложки с сеткой для анализа биологических микрообъектов, содержащий: 1 - оптически-прозрачную стеклянную подложку; 2 -заглубленные ионно-имплантированные области (ячейки сетки сформированные ионной имплантацией); 3 - не облученные стеклянные перегородки между ячейками сетки.In FIG. 1. Shown is an isometric drawing of an optically transparent substrate with a grid for the analysis of biological microobjects, containing: 1 - an optically transparent glass substrate; 2 - buried ion-implanted areas (mesh cells formed by ion implantation); 3 - not irradiated glass partitions between the mesh cells.

На фиг. 2. Показано СЭМ-изображение фрагмента периодически-микроструктурированной сетки, сформированной на поверхности кварцевого стекла имплантацией ионами аргона.In FIG. 2. An SEM image of a fragment of a periodically microstructured network formed on the surface of a quartz glass by implantation with argon ions is shown.

На фиг. 3. Показано изображение, полученное на оптическом микроскопе, фрагмента периодически-микроструктурированной сетки, сформированной на поверхности кварцевого стекла имплантацией ионами аргона.In FIG. 3. Image shown on an optical microscope shows a fragment of a periodically microstructured network formed on the surface of a quartz glass by implantation with argon ions.

На фиг. 4. Показано изображение, полученное на оптическом профилометре, фрагмента периодически-микроструктурированной сетки, сформированной на поверхности кварцевого стекла имплантацией ионами аргона.In FIG. 4. An image obtained on an optical profilometer of a fragment of a periodically microstructured network formed on the surface of a quartz glass by implantation with argon ions is shown.

На фиг. 5. Показан профиль глубины ячеек в сетке, полученный на оптическом профилометре, от фрагмента периодически-микроструктурированной сетки, сформированной на поверхности кварцевого стекла имплантацией ионами аргона.In FIG. 5. The depth profile of the cells in the grid obtained on an optical profilometer from a fragment of a periodically microstructured grid formed on the surface of a quartz glass by implantation with argon ions is shown.

На фиг. 6. Показано СЭМ-изображение периодически-микроструктурированной сетки, сформированной имплантацией ионами аргона на поверхности кварцевого стекла с находящимся в ячейке сетки эритроцитом человека (показано стрелкой).In FIG. 6. An SEM image of a periodically-microstructured network formed by implantation of argon ions on the surface of a quartz glass with a human erythrocyte located in the grid cell is shown (shown by an arrow).

На фиг. 7. показано СЭМ-изображение периодически-микроструктурированной сетки, сформированной имплантацией ионами аргона на поверхности кварцевого стекла с находящимися в ячейках сетки бактериальными клетками (Bacillus pumilus).In FIG. 7. shows an SEM image of a periodically microstructured network formed by implantation of argon ions on the surface of silica glass with bacterial cells (Bacillus pumilus) located in the grid cells.

На фиг. 8. показано изображение, полученное на оптическом микроскопе, фрагмента периодически-микроструктурированной сетки, сформированной на поверхности полупроводникового халькогенидного стекла GeSe5 имплантацией ионами азота.In FIG. 8. The image obtained using an optical microscope shows a fragment of a periodically-microstructured network formed on the surface of a GeSe 5 semiconductor chalcogenide glass by implantation with nitrogen ions.

Рассмотрим способ изготовления оптически-прозрачной подложки с сеткой для анализа биологических микрообъектов на конкретных примерах. Условие изготовления периодически-микроструктурированной сетки для подсчета биологических микрообъектов, заключается в формировании заданных микроструктур на поверхности исходной подложки. Формирование заданных периодических микроструктур осуществляется с помощью имплантации ионами газа с энергией 5-100 кэВ, дозой облучения 1⋅1015 - 1.0⋅1020 ион/см2 через поверхностную маску в стеклянную подложку.Consider a method of manufacturing an optically transparent substrate with a grid for the analysis of biological micro-objects using specific examples. The condition for the manufacture of a periodically microstructured grid for counting biological microobjects is the formation of specified microstructures on the surface of the original substrate. The formation of specified periodic microstructures is carried out by implantation with gas ions with an energy of 5-100 keV, an irradiation dose of 1 × 10 15 - 1.0 × 10 20 ion / cm 2 through a surface mask into a glass substrate.

На фиг.1 показан в изометрии чертеж оптически прозрачной подложки 1 выполненной из стекла с периодически микроструктурированной сеткой на ее поверхности, элементами которой являются области подвергнутые, ионному облучению ионами газа с энергией 5-100 кэВ, дозой облучения 1⋅1015 - 1.0⋅1020 ион/см2, выполненных в виде заглубленных ячеек (ячейки сетки с глубиной 60 нм) 2 разделенные необлученными стеклянными перегородками 3 между ячейками 2.Figure 1 shows an isometric drawing of an optically transparent substrate 1 made of glass with a periodically microstructured grid on its surface, the elements of which are regions exposed to ion irradiation with gas ions with an energy of 5-100 keV, an irradiation dose of 1-10 15 - 1.0-10 20 ion / cm 2 made in the form of buried cells (mesh cells with a depth of 60 nm) 2 separated by unirradiated glass partitions 3 between cells 2.

Пример 1. Оптически-прозрачная подложка с сеткой для анализа биологических микрообъектов изготовлена на поверхности стеклянной подложки, способ изготовления включает формирование заданных микроструктур на поверхности исходной подложки, при этом формирование заданных периодических микроструктур осуществляется с помощью имплантации на ускорителе ИЛУ-3 ионами инертного газа - Аr+через поверхностную маску - металлическую сетку с размерами ячейки ~ 40 мкм, с энергией E=40 кэВ, дозой облучения D=1.0⋅1018 ион/см, в диэлектрическую подложку из кварцевого стекла.Example 1. An optically transparent substrate with a grid for the analysis of biological microobjects is made on the surface of a glass substrate, the manufacturing method involves the formation of predetermined microstructures on the surface of the initial substrate, while the formation of predetermined periodic microstructures is carried out by implantation with an inert gas ion — Ar + surface through a mask - a metal grid with a mesh size of about 40 microns, with the energy E = 40 keV, a dose of D = 1.0⋅10 18 ion / cm, the dielectric substrate kvar evogo glass.

На фиг. 2 приведено наблюдаемое на сканирующем электронном микроскопе Merlin (Carl Zeiss), изображение периодически-микроструктурированной сетки, полученной непрерывной имплантацией ионами аргона кварцевого стекла через поверхностную маску. На изображении отчетливо видны периодически-чередующиеся темно-серые участки имплантированного кварцевого стекла, заключенные в светло-серую гладкую сетку (стенки ячеек) из не облученного стекла.In FIG. Figure 2 shows a Merlin scanning electron microscope (Carl Zeiss) image of a periodically-microstructured network obtained by continuous implantation of quartz glass by argon ions through a surface mask. The image clearly shows periodically alternating dark gray areas of the implanted quartz glass, enclosed in a light gray smooth grid (cell walls) of unirradiated glass.

На фиг. 3 приведено изображение периодически-микроструктурированной сетки, сформированной непрерывной имплантацией ионами аргона в кварцевое стекло через поверхностную маску, наблюдаемую на оптическом микроскопе ПОЛАР-1 (Микромед). Как видно из приведенного изображения, периодическая микроструктура состоит из чередующихся темно-коричневых квадратных ячеек, относящихся к имплантированным участкам поверхности стеклянной подложки, разделенных стенками (светлые желтые области) не облученного кварцевого стекла. Размер имплантированных ячеек соответствует размеру ячеек используемой поверхностной маски.In FIG. Figure 3 shows an image of a periodically microstructured network formed by continuous implantation of argon ions into quartz glass through a surface mask observed with a POLAR-1 optical microscope (Mikromed). As can be seen from the above image, the periodic microstructure consists of alternating dark brown square cells belonging to the implanted areas of the surface of the glass substrate, separated by walls (light yellow areas) of unirradiated silica glass. The size of the implanted cells corresponds to the cell size of the used surface mask.

На фиг. 4 приведено изображение периодически-микроструктурированной сетки, сформированной непрерывной имплантацией ионами аргона в кварцевое стекло через поверхностную маску, наблюдаемую на оптическом профилометре GontourGT (Bruker Nano Surface). Как видно из приведенного изображения, периодическая микроструктура состоит из чередующихся синих квадратных ячеек, относящихся к имплантированным участкам поверхности подложки, разделенных стенками (красные области) необлученного кварцевого стекла. Использование профилометра позволяет определить профиль поперечного сечения и измерить глубину ячейки, составляющую 60 нм (фиг. 5).In FIG. Figure 4 shows an image of a periodically microstructured network formed by continuous implantation of argon ions into quartz glass through a surface mask observed on a GontourGT optical profilometer (Bruker Nano Surface). As can be seen from the above image, the periodic microstructure consists of alternating blue square cells belonging to the implanted areas of the substrate surface, separated by the walls (red areas) of unirradiated quartz glass. Using a profilometer allows you to determine the cross-sectional profile and measure the cell depth of 60 nm (Fig. 5).

На фиг. 6 и 7 приведены СЭМ-изображения периодически микроструктурированных сеток, сформированных имплантацией ионами аргона на поверхности кварцевого стекла, содержащих биологические объекты (размерами в несколько микрон и менее) эритроцита человека и бактериальных клеток (Bacillus pumilus), соответственно.In FIG. Figures 6 and 7 show SEM images of periodically microstructured networks formed by implantation with argon ions on the surface of silica glass containing biological objects (several microns or less in size) of human red blood cells and bacterial cells (Bacillus pumilus), respectively.

Таким образом, периодически-микроструктурированные сетки, сформированные ионной имплантацией аргона на поверхности кварцевого стекла, предоставляют возможности для анализа, счета и исследований микронных биологических объектов.Thus, periodically-microstructured grids formed by ion implantation of argon on the surface of silica glass provide opportunities for analysis, counting and research of micron biological objects.

Пример 2. В качестве подложки используют полупроводниковое халькогенидное стекло GeSe5. Имплантацию осуществляют на ускорителе ИЛУ-3 однозарядными ионами газа N+с энергией Е=40 кэВ, дозой облучения D=7.0⋅1017 ион/см2 в полупроводниковую подложку из халькогенидного стекла GeSe5 через поверхностную металлическую сетку с размерами ячейки 25 мкм.Example 2. As the substrate using semiconductor chalcogenide glass GeSe 5 . The implantation is carried out on an ILU-3 accelerator with singly charged N + gas ions with an energy of E = 40 keV, an irradiation dose of D = 7.0 × 10 17 ion / cm 2 into a semiconductor substrate of GeSe 5 chalcogenide glass through a surface metal mesh with a mesh size of 25 μm.

На фиг. 8 приведено наблюдаемое на оптическом микроскопе ПОЛАР-1 (Микромед), изображение периодически-микроструктурированной сетки, сформированной непрерывной имплантацией ионами азота в полупроводниковую подложку из халькогенидного стекла GeSe5. Как видно из приведенного изображения, периодическая микроструктура состоит из чередующихся светлых квадратных ячеек, относящихся к имплантированным участкам поверхности образца, разделенных стенками (желтые области) не облученного халькогенидного стекла GeSe5. Размер имплантированных ячеек соответствует размеру ячеек используемой поверхностной маски.In FIG. Figure 8 shows the POLAR-1 (Micromed) optical microscope image of a periodically microstructured network formed by continuous implantation of nitrogen ions into a semiconductor GeSe 5 chalcogenide glass substrate. As can be seen from the above image, the periodic microstructure consists of alternating bright square cells belonging to the implanted areas of the sample surface, separated by the walls (yellow areas) of unexposed GeSe 5 chalcogenide glass. The size of the implanted cells corresponds to the cell size of the used surface mask.

При изготовлении оптически-прозрачной подложки с сеткой для анализа биологических микрообъектов на поверхности диэлектрических и полупроводниковых стеклянных подложек режимы ионной имплантации по параметрам имеют следующие ограничения, Е=5-100 кэВ и 15 D=1⋅1015-1.0⋅1020 ион/см2, обуславливается тем, что за границами этих режимов не достигается необходимый технический результат, и качество изготовленных периодически-микроструктурированной сетки не будет соответствовать необходимым требованиям (уменьшается контраст между ячейками и стенками получаемой сетки, что не позволит проводить требуемый анализ биообъектов).In the manufacture of an optically transparent substrate with a grid for the analysis of biological microobjects on the surface of dielectric and semiconductor glass substrates, the ion implantation regimes according to the parameters have the following limitations, E = 5-100 keV and 15 D = 1⋅10 15 -1.0⋅10 20 ion / cm 2, caused by the fact that the borders of these modes is not achieved the desired technical result and the quality of manufactured periodically microstructured mesh will not meet the necessary requirements (reduced contrast between the cells and the walls E obtained mesh would not allow to carry out the required analysis of biological objects).

Техническим результатом является то, что предлагаемая оптически-прозрачная подложка с сеткой для анализа биологических микрообъектов может быть изготовлена различных размеров непосредственно на поверхности диэлектрических и полупроводниковых стеклянных подложек (как одно целое изделие) при помощи непрерывной имплантации ионами газа. Полученные периодически-микроструктурированные сетки с заглубленными ячейками могут быть созданы на больших площадях образца в несколько квадратных сантиметров и использованы на практике для проведения счетного и статистического анализа для большого массива биологических микронных объектов. В предлагаемом техническом решении ячейки сетки играют роль стоков для микрообъектов - ловушек, что облегчает возможность фиксирования и локализацию микрообъектов для их наблюдения. При этом для анализа микрообъектов появляется возможность использовать высокоразрешающую электронную микроскопию.The technical result is that the proposed optically transparent substrate with a grid for the analysis of biological microobjects can be made of various sizes directly on the surface of dielectric and semiconductor glass substrates (as a whole product) using continuous implantation with gas ions. The obtained periodically microstructured grids with recessed cells can be created on large areas of the sample of several square centimeters and used in practice to carry out counting and statistical analysis for a large array of biological micron objects. In the proposed technical solution, mesh cells play the role of sinks for microobjects - traps, which facilitates the possibility of fixing and localizing microobjects for their observation. At the same time, it is possible to use high-resolution electron microscopy to analyze microobjects.

На практике для проведения ионной имплантации и формирования микроструктурированных сеток могут быть использованы поверхностные маски различных типов, например, металлические проволочные сетки, монослои стеклянных или полимерных коллоидных микронных сферических частиц, полимерные структуры, сформированные фото- или электронной литографией и др. с заданными размерными параметрами, что позволяет создавать картотеку сеток различных размеров.In practice, various types of surface masks can be used for ion implantation and the formation of microstructured networks, for example, metal wire meshes, monolayers of glass or polymer colloidal micron spherical particles, polymer structures formed by photo or electronic lithography, etc. with specified dimensional parameters, which allows you to create a file cabinet of grids of various sizes.

Список цитируемой литературыList of references

1. Альперин П. Камеры счетные. Большая медицинская энциклопедия. Т. 12. 2-е изд. М: 1959.1. Alperin P. Counting cameras. Big medical encyclopedia. T. 12. 2nd ed. M: 1959.

Claims (1)

Оптически-прозрачная подложка с сеткой для анализа биологических микрообъектов, отличающаяся тем, что сетка сформирована на поверхности стеклянной подложки и состоит из периодических микроструктурированных областей, имплантированных ионами газа и выполненных в виде ячеек с глубиной 60 нм.An optically transparent substrate with a grid for the analysis of biological microobjects, characterized in that the grid is formed on the surface of the glass substrate and consists of periodic microstructured regions implanted with gas ions and made in the form of cells with a depth of 60 nm.
RU2017123162U 2017-06-29 2017-06-29 OPTICALLY TRANSPARENT SUBSTRATE WITH GRID FOR ANALYSIS OF BIOLOGICAL MICRO-OBJECTS RU181921U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123162U RU181921U1 (en) 2017-06-29 2017-06-29 OPTICALLY TRANSPARENT SUBSTRATE WITH GRID FOR ANALYSIS OF BIOLOGICAL MICRO-OBJECTS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123162U RU181921U1 (en) 2017-06-29 2017-06-29 OPTICALLY TRANSPARENT SUBSTRATE WITH GRID FOR ANALYSIS OF BIOLOGICAL MICRO-OBJECTS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU181921U1 true RU181921U1 (en) 2018-07-26

Family

ID=62981918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017123162U RU181921U1 (en) 2017-06-29 2017-06-29 OPTICALLY TRANSPARENT SUBSTRATE WITH GRID FOR ANALYSIS OF BIOLOGICAL MICRO-OBJECTS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU181921U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687889C1 (en) * 2018-08-20 2019-05-16 Андрей Львович Степанов Method for manufacturing phase periodic microstructures based on chalcogenide glassy semiconductors
RU194514U1 (en) * 2019-09-17 2019-12-13 Андрей Львович Степанов ACCOUNT GRID IN THE VOLUME OF GLASS SUBSTRATE FOR ANALYSIS OF BIOLOGICAL MICRO-OBJECTS
RU2717684C1 (en) * 2019-09-17 2020-03-25 Андрей Львович Степанов Counting grid in volume of glass substrate for analysis of biological micro-objects

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003087291A2 (en) * 2002-04-11 2003-10-23 Spire Corporation Bioanalytical array having an ion beam treated surface

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003087291A2 (en) * 2002-04-11 2003-10-23 Spire Corporation Bioanalytical array having an ion beam treated surface

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIU C.X. et al. Ion-Implanted Glass Waveguides: a Review // Physics International, 2013, V.4, pp.1-12. *
LIU C.X. et al. Ion-Implanted Glass Waveguides: a Review // Physics International, 2013, V.4, pp.1-12. OZTARHAN A. et al. Metal vapour vacuum arc ion implantation facility in Turkey // Surface and Coatings Technology, 2005, V.196, pp.327- 332. SOKULLU-URKAC E. et al. Neural Cell Attachment on Metal Ion Implanted Glass Surfaces // Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 2011, V.1354, pp.15-20. *
OZTARHAN A. et al. Metal vapour vacuum arc ion implantation facility in Turkey // Surface and Coatings Technology, 2005, V.196, pp.327- 332. *
SOKULLU-URKAC E. et al. Neural Cell Attachment on Metal Ion Implanted Glass Surfaces // Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 2011, V.1354, pp.15-20. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687889C1 (en) * 2018-08-20 2019-05-16 Андрей Львович Степанов Method for manufacturing phase periodic microstructures based on chalcogenide glassy semiconductors
RU194514U1 (en) * 2019-09-17 2019-12-13 Андрей Львович Степанов ACCOUNT GRID IN THE VOLUME OF GLASS SUBSTRATE FOR ANALYSIS OF BIOLOGICAL MICRO-OBJECTS
RU2717684C1 (en) * 2019-09-17 2020-03-25 Андрей Львович Степанов Counting grid in volume of glass substrate for analysis of biological micro-objects

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU181921U1 (en) OPTICALLY TRANSPARENT SUBSTRATE WITH GRID FOR ANALYSIS OF BIOLOGICAL MICRO-OBJECTS
Théry et al. Experimental and theoretical study of mitotic spindle orientation
US8194243B2 (en) Cell tray
EP2014763A1 (en) Cell culture container and method of producing the same
KR102425337B1 (en) Self-locking optoelectronic tweezer and its fabrication
Ugolini et al. Design and validation of a microfluidic device for blood–brain barrier monitoring and transport studies
Zakharova et al. Development and characterization of two-dimensional gratings for single-shot x-ray phase-contrast imaging
Takemuro et al. Polydimethylsiloxane microfluidic films for in vitro engineering of small-scale neuronal networks
Lewczuk et al. Field-emission scanning electron microscope as a tool for large-area and large-volume ultrastructural studies
Olmos et al. Cost-effective fabrication of photopolymer molds with multi-level microstructures for PDMS microfluidic device manufacture
Liu et al. Characterization, comparison, and optimization of lattice light sheets
Tomić Luketić et al. Charge state effects in swift-heavy-ion-irradiated nanomaterials
Rajta et al. Proton beam micromachining on PMMA, Foturan and CR-39 materials
Sathananthan et al. Micro-structured surfaces for algal biofilm growth
Ravasio et al. High-resolution imaging of cellular processes across textured surfaces using an indexed-matched elastomer
Ye et al. Fabrication of poly HEMA grids by micromolding in capillaries for cell patterning and single‐cell arrays
Larramendy et al. Microchannel-connected SU-8 honeycombs by single-step projection photolithography for positioning cells on silicon oxide nanopillar arrays
Lindberg et al. Design and development of nanoimprint-enabled structures for molecular motor devices
RU194514U1 (en) ACCOUNT GRID IN THE VOLUME OF GLASS SUBSTRATE FOR ANALYSIS OF BIOLOGICAL MICRO-OBJECTS
Xiang et al. Low-voltage-exposure-enabled hydrogen silsesquioxane bilayer-like process for three-dimensional nanofabrication
RU2717684C1 (en) Counting grid in volume of glass substrate for analysis of biological micro-objects
Pil-Ali et al. Self-aligned multi-layer X-ray absorption grating using large-area fabrication methods for X-ray phase-contrast imaging
Apostol et al. Cell sheet patterning using photo-cleavable polymers
Raja et al. Development path and current status of the NANIVID: a new device for cancer cell studies
Arteaga-Marrero et al. A SU-8 dish for cell irradiation

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180820