تشخیص مولکول های زیستی با میکرومکانیک

كارشناسان سیستمهای میكروالكترومكانیكی (MEMS) چگونه زیست‌شناسان مولكولی را در مطالعه هیبریدیزاسیون DNA پشتیبانی می‌كنند؟ ابزارهای مبتنی بر حامل[۱] مثالی هستند از این‌ كه چگونه یك حسگر ساده را می‌توان با تكنیك ساخت میكرومتری[۲] ایجاد كرد، تا كارایی حیر‌ت‌آوری را بدست دهد. آزمایشهای جالبی را بررسی می‌كنیم كه از اصول انتقال[۳] مكانیكی متفاوتی برای كشف و آنالیز كمیتهای كوچك مواد استفاده می‌كنند. اصول این آزمایشها به زیست شناسان اجازه مطالعه و بررسی بیوشیمی سطحی را در مقیاس نانومتری می‌دهد و فرصت‌های جالب و منحصر به‌فردی را برای پیشرفت در سیستمهای آنالیز مهندسی پزشكی و میكروسكوپی به‌وجود می‌آورد. حسگرهای حامل[۴] بر اصول ساده و مشهور انتقال استوار است و مورد علاقه بسیاری از محققان می‌باشد و به دلیل تركیب تكنیكهای "ساخت میكرومتری سیلیكونی" و بیوشیمی، ایجاد گروههای عامل روی سطح به همراه پیشرفت روش‌های حسگری چندحاملی، فرصت‌های جدیدی را برای حسگرهای فیزیكی و بیوشیمی ایجاد می‌كند. حامل‌های ایجاد شده به روشهای تولید میكرومتری از زمان پیشرفت میكروسكوپی نیروی اتمی (AFM) در سال ۱۹۸۶[۱] بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند.AFM و تكنیك‌های میكروسكوپی پروب پیمایشگر (SPM) باعث اندازه‌گیری مستقیم عكس‌العمل‌های ویژه بین سطوح در مقیاس مولكولی می‌شوند. AFM نیروهای بسیار كوچك در نوك یك تیرك میكروسكوپی كه در انتهای دیگر روی یك پایه (حامل) ثابت شده است را اندازه‌گیری می‌كند. حامل مانند یك مبدل نیرو بر اثر نیروی واقع در نوك میله خم می‌شود(شكل۲- الف).
شكل ۱) حامل‌های سیلیكون، اكسید سیلیكون یا نیترید سیلیكون به صورت تجاری در اشكال، ابعاد و حساسیت‌ به نیروی متفاوت وجود دارند. تصاویـر میكروسكوپ الكترونی پیمایشگر (SEM) از میكروحامل‌های سیلیكونی به كار رفته به عنوان پروبهای AFM با هندسه‌ و اندازه‌های متفاوت:
الف) حامل مستطیلی تجاری به همراه تیرك (Nanosensors GmbH & Co)
ب ) حامل مثلثی تجاری (به منظور به حداقل رساندن خمش‌های پیچشی) به همراه تیرك
ارائه شده توسط مانالیس گسترش كاربرد SPM هم در آزمایشگاههای تحقیقاتی و هم در صنعت، به سهولت كار، هزینه‌كم [۵] و تكرارپذیری این پروبها مربوط می‌شود. با كوچك سازی ساختار حاملها تا اندازة میكروسكوپی می‌توان هم به ثابت فنر كوچك (یعنی حساسیت بالا برای نیروها یا تنش‌های بكار رفته) و هم فركانس تشدید[۶] بالا برای زمان‌های پاسخ سریع و مصونیت بالا در برابر نویزهای مكانیكی بیرونی دست یافت.
كوچك سازی و تولید انبوه، با بهره‌گیری از مزایای تكنیكهای میكرو ماشین‌كاری سیلیكونی غیرپیوسته كه برای فرآیند مدارهای یكپارچه (IC ) توسعه یافته است حاصل می‌شود[۲,۳]. حاملهای سیلیكون، اكسید سیلیكون یا نیترید سیلیكون از لحاظ تجاری با اشكال، ابعاد و حساسیتهای نیرویی مختلف در دسترس می‌باشند (شكل۱). اندازه‌گیری نیز در مبنای (در سطح جفتهای بیومولكولی منفرد) امكان‌پذیر است[۴-۱۰]. در طول دهة اخیر SPM و خصوصیات میكروحاملها در موارد دیگری همچون آشكارسازی تغییرات درجه حرارت، تنش‌سطحی، جرم و خاصیت‌مغناطیسی مواد در اندازة نانوگرم استفاده شده است. سیگنالهای چنین كمیت‌های كوچكی، اغلب به كمك تكنیك‌های ماكروسكوپی قابل دسترسی نیست و به ابزارهای تحلیلی پیچیده‌ای نیازمند است. استفاده از تكنیك‌های حسگری میكروحامل در مقایسه با سایر ابزارهای تحلیلی ماكروسكوپی در بسیاری از آزمایشگاهها با صرفه و قابل ساخت است.
اصول "انتقال"
یك حامل تشكیل شده از ساندویچی از مواد با ضریب انبساط حرارتی متفاوت به صورت تابعی از درجة حرارت محیط خم می‌شود (شكل ۲- ب). این اصل انتقال "دو فلزی"، تغییرات دما را تا ۱۰-۵K اندازه‌گیری می‌كند [۱۱]. چنین حسگر‌هایی برای اندازه‌گیری‌های فتوحرارتی با استفاده از نوعی جاذب نوری خاص[۱۲-۱۵] یا به ‌عنوان یك میكروكالریمتر برای بررسی تحول گرمایی در واكنشهای شیمیایی در لایه‌ واكنشی كه در رأس حسگر جای داده شده است، به كار گرفته می‌شوند[۱۱]. تغییرات انتالپی در حد ۵۰۰ پیكوژول در سطوح بین فازی با فقط چند پیكوگرم ماده متصل به نوك حسگر به‌طور مطمئن قابل تجزیه و تحلیل‌ است[۱۶,۱۷].
میكروحاملهای دو فلزی می‌توانند طیف فتوحرارتی فیلمهای نازك[۱۸] را با حساسیت ۱۵۰ فمتوژول و تحلیل زمانی كمتر از میلی ثانیه نشان دهند[۱۷]. تخمین‌های تئوری نشان می‌دهد كه این حسگر‌ها قادرند تغییرات گرمایی را با حساسیت آتوژول مشخص نمایند[۱۱,۱۹]. همچنین حاملها می‌توانند با اندازه‌گیری خصوصیات ارتعاشی در مد نوسانی به عنوان ترازوهای دقیق (شكل۲- ج) بكار روند. جرم‌ اضافی كه به رأس یك حسگر حامل افزوده می‌شود، میزان فركانس تشدید آن را كاهش می‌دهد(معادله ۱). همچنین تغییرات ویسكوزیته یا چگالی محیط بر خصوصیات ارتعاشی حسگرها مؤثر است. در شكل (۲-د) مبنای عمل ویسكومتر نشان داده شده كه توسط محققین زیادی[۲۰-۲۲] پیشنهاد شده است. هنگام عمل در مد نوسانی نیاز است بدانیم كه آیا در طول فرآیندهای دفع و جذب سطحی، مواد جذب شده می‌توانند خواص مكانیكی حامل را (به‌عنوان مثال سختی آن را) تغییر دهند یا نه.
شكل ۲ ـ نمای شماتیك انواع مبدلهای ممكن:
الف) حسگر نیرو به همراه تیرك برای AFM
ب) حسگر "دو فلزی" دما و حرارت
ج) حسگر بار جرمی
د) حسگر ویسكوالاستیسیته محیط
هـ) حسگر ترموگراویمتریك
و) حسگر تنش
جذب سطحی آب روی یك حامل با پوشش ژلاتین -برخلاف اثر افزایش جرم (معادله ۱)- باعث افزایش فركانس تشدید می‌گردد[۲۳-۲۵]. در صورتی كه لایة حسگر در انتهای آزاد حامل متمركز ‌شود، می‌توان این رابطه معكوس[۷] بین تغییرات جرم و سختی را از رابطة اصلی تفكیك كرد (شكل ۲- ج). در این حالت تغییر در فركانس طنین دار می‌تواند مستقیماً طبق فرمول زیر به تغییرات در جرم مربوط ‌شود:
? (معادله ۱)
كه K ثابت فنری حامل و f۰ وf۱ فركانس‌های تشدید قبل و بعد از جذب سطحی می‌باشند.
با این حال تنها با جذب سطحی در رأس تیرك، از جذب سطحی و به تبع آن حساسیت كاسته می‌شود. با استفاده از ماده متخلخلی مثل زئولیت به ‌عنوان یك "اسفنج حسگر" می‌توان حساسیت را بالا برد[۲۶]. برگر و همكارانش[۲۷] ‌با استفاده از حامل پیزورزیستیو[۸] نوسانگر گرم شده در گاز هلیم، آنالیز ترموگراویمتریك را بررسی كردند (شكل ۲- هـ) [۲۸]. تخمینهای تئوری مبتنی بر حاملهایی كه از لحاظ اقتصادی در دسترس هستند، حداقل چگالی جرمی آشكارپذیر ng/cm-۲ ۶۷/۰ را نشان می‌دهد كه با حسگرهای صوتی نظیر نوسانگرهای موج صوتی سطحی (SAW) و میكروبالانس‌های كریستال كوارتز (QCM) قابل مقایسه می‌باشد. با محاسبه مساحت فعال ساختار، حداقل جرم آشكار پذیر مقدار ۱۰-۱۵g بدست می‌آید[۲۹].بیوحسگر چیست ؟
یك بیوحسگر را ـ مثل هر وسیله حسگری دیگر ـ می‌توان به سه جزء اصلی تقسیم كرد : آشكارسازی كه سیگنال مورد نظر را شناسایی می‌كند، یك مبدل كه سیگنال را به یك خروجی مفید (معمولاً یك سیگنال الكترونیكی) تبدیل می‌كند و یك سیستم خواندن [۱] كه سیگنال‌های منتقل شده را فیلتر، تقویت، نمایش، ثبت یا انتقال می‌دهد. یك بیوحسگر یك آشكارساز زیستی یا بیوشیمیایی را به كار می‌گیرد، كه می‌تواند دامنه‌ای از پروتئین‌ها و آنزیم‌های منفرد تا میكروارگانیسم‌ها و سلولهای كامل داشته باشد.
بیوحسگرها را می‌توان براساس نوع آشكارساز (مثلاً ایمونوحسگرها یا حسگرهای آنزیمی)، مبنای مبدل (مثلاً آمپرومتریك، پیزوالكتریك یا میكرومكانیكی) و كاربرد (مثلاً حسگرهای كلینیكی یا زیست محیطی) تقسیم‌بندی كرد.
در مورد بیوحسگرهای حاملی، پدیده مورد شناسایی از سطحی که با گیرنده پوشیده شده است، توسط حامل به یك پاسخ مكانیكی تبدیل می‌شود كه قابل آشكارسازی با روشهای گوناگون است.
بیوحسگر چیست ؟ یك بیوحسگر را ـ مثل هر وسیله حسگری دیگر ـ میتوان به سه جزء اصلی تقسیم كرد : آشكارسازی كه سیگنال مورد نظر را شناسایی میكند، یك مبدل كه سیگنال را به یك خروجی مفید (معمولاً یك سیگنال الكترونیكی) تبدیل میكند و یك سیستم خواندن كه سیگنالهای منتقل شده را فیلتر، تقویت، نمایش، ثبت یا انتقال میدهد. یك بیوحسگر یك آشكارساز زیستی یا بیوشیمیایی را به كار میگیرد، كه میتواند دامنهای از پروتئینها و آنزیمهای منفرد تا میكروارگانیسمها و سلولهای كامل داشته باشد. بیوحسگرها را میتوان براساس نوع آشكارساز (مثلاً ایمونوحسگرها یا حسگرهای آنزیمی)، مبنای مبدل (مثلاً آمپرومتریك، پیزوالكتریك یا میكرومكانیكی) و كاربرد (مثلاً حسگرهای كلینیكی یا زیست محیطی) تقسیمبندی كرد. در مورد بیوحسگرهای حاملی، پدیده مورد شناسایی از سطحی که با گیرنده پوشیده شده است، توسط حامل به یك پاسخ مكانیكی تبدیل میشود كه قابل آشكارسازی با روشهای گوناگون است. متأسفانه وقتی حسگری در حال نوسان در مایعی كار می‌كند، هم پیك تشدید و هم فاكتور كیفی آن (Q)، در اثر رطوبت کاهش می‌یابد[۳۰]. این امر بر حسب میزان تغییرحداقل جرم آشكار پذیر، دقت حاصله را به‌طور قابل ملاحظه‌ای كاهش می‌دهد. مهتا[۳۱] و تامایو[۳۲] روش‌هایی را برای بالا بردن فاكتور Q حاملها و به تبع آن قدرت تفكیك آنها در مایعات پیشنهاد كرده‌اند.
در مایعات (محیط طبیعی واكنش‌های بیوشیمیایی) خمشی كه باعث فقط چند نانومتر "خم[۹] استاتیكی " شود، به سادگی قابل تشخیص است. بنابراین حاملها در این وضعیت اغلب به عنوان حسگرهای تنش سطحی عمل می‌كنند (شكل ۲- و). تنش سطحی یكنواخت روی مواد ایزوتروپ باعث افزایش (تنش فشاری) یا كاهش (تنش كششی) مساحت سطحی می‌شود. در صورتی كه این اثر با یك تنش‌ معادل در وجه مخالف میله یا ورق نازك جبران نشود، خمش دائمی در كل سازه ایجاد می‌شود (شكل ۳). چندین سال قبل، استونی[۳۳] خمش متاثر از رسوب‌گذاری روی میله‌ها را در محیط الكتروشیمیایی اندازه گرفت و تغییر تنش سطحی دیفرانسیلی بین وجوه مخالف یك میله نازك را به شعاع انحنا مربوط كرد. با اندازه‌گیری میزان خم، اختلاف بین تنش‌های سطحی دو وجه، قابل محاسبه است. می‌دانیم که جذب مولكولها به روی سطح منجر به تغییر تنش سطحی می‌شود.[۱۰]
ایباخ تغییر تنش سطحی روی حاملهای بلورین به واسطه جذب یك اتم منفرد را به طریق تجربی[۳۷,۳۸] و آنالیز اجزای ‌محدود[۱۱] [۳۹] مطالعه كرد. هنگام مواجهه با مولكولهای پیچیده مثل پروتئین‌ها، ممكن است چند منبع تنش دیگر نیز وجود داشته باشد. تعامل الكترواستاتیك بین مواد جذب سطحی شده مجاور، تغییرات در آب‌گریزی سطح و "چرخشهای‌ پیاپی"[۱۲] مولكولهای جذب شده، همگی می‌توانند تنش‌هایی را القا كنند كه با هم جمع شده و منجر به تغییراتی شوند كه مستقیماً به انرژی پیوندی گیرنده-لیگاند[۱۳] یا نیروی گسیختگی آنها مربوط نیست. به عنوان مثال، وو [۴۰] اخیراً مشاهده كرده است كه چگونه جذب سطحی تك رشتة مكمل[۱۴] DNA بر سطح حامل می‌تواند بسته به قدرت یونی محلولی و بافری كه هیبریدیزاسیون در آن رخ می‌دهد، تنش كششی یا فشاری ایجاد كند. آنها این رفتار را به تعامل بین دو نیرو محركه مخالف، مرتبط می‌دانند: كاهش در آنتروپی چرخش پیاپیDNA جذب سطحی شده، تنش‌ فشاری را پس از هیبریدیزاسیون كم می‌كند، در حالی كه دافعه الكترواستاتیك بین‌مولكولی در DNA جذب شده، تنش را افزایش می‌دهد.
تشخیص خمش حامل
چند روش تشخیص خم برای استفاده در AFM وجود دارند كه خمش میكروحاملها را با دقت كمتر از آنگستروم اندازه‌گیری می‌كنند. روش‌های نوری و الكتریكی كه در روش‌های مبتنی بر بیوحسگر به كار می‌روند نیز كاربرد دارند. متداول‌ترین روش AFM تكنیك «بازتاب پرتو[۱۵]» یا «اهرم نوری» است: نور مرئی از یك دیود لیزری با قدرت كم بر نوك آویزان حامل، كه به عنوان آینه عمل می‌كند متمركز می‌شود. حاملهای AFM تجاری ممكن است برای افزایش قابلیت انعكاس با لایه نازكی از طلا پوشش داده شوند. پرتو منعكس شده به یك موقعیت سنج یا به یك آشكار ساز نوری
شكل ۳ ـ نمای جانبی از یك بازوی نازك با ضخامت t كه در معرض تغییرات تنش سطحی فشاری ۱?? و۲?? قرار می‌گیرد. بازو حول یك صفحه خنثی با شعاع انحنای ثابت R خم می‌شود.
چندتكه[۱۶] برخورد می‌كند (شكل۴). هنگامی كه حامل خم می‌شود نور لیزر منعكس شده، روی صفحه آشكارساز حركت می‌كند، كه این فاصله طی شده متناسب با میزان خم شدن میله است.
روش آشكارسازی دیگر براساس تداخل بین پرتو لیزر مبنا و پرتو انعكاس‌ یافته از حامل است. روش تداخل سنجی به شدت حساس است و موجب اندازه‌گیری مستقیم و مطلق جابجایی می‌شود، اما فقط برای خمهای كوچك خوب عمل می‌كند (خم تنها در یك طول موج تعریف می‌شود) و نیازمندی فنی خاصی دارد (نور باید به نزدیكی حامل آورده شود تا انعكاس حاصل شود). روگار [۴۱]برای این منظور، انتهای شكاف‌دار یك فیبر نوری را در چند میكرونی انتهای آزاد حامل قرار داده‌است.
شكل ۵ ـ الف) تصویر SEM یك آرایه شامل هشت میكروحامل سیلیكونی ساخته شده در گروه میكرو و نانو مكانیك آزمایشگاههای تحقیقاتی IBM در زوریخ. حامل‌ها ?m۱ ضخامت، ?m۵۰۰ درازا، ?m۱۰۰ پهنا، ?m۲۵۰ فاصله با هم و N/M ۰۲/۰ ثابت فنری دارند.
ب) میكروگراف نوری آرایه IBM از یك شبكه از مجراهای میكروسیالاتی با فاصله برابر?m۲۵۰
در روش دیگر، از حاملهای میان رقومی[۱۷]به عنوان یك توری پراش نوری استفاده می‌شود. نور لیزر منعكس شده یك الگوی پراش را تشكیل می‌دهد كه شدت آن متناسب با خم حامل است. این روش در [۴۲,۴۳]AFM، به عنوان حسگر فیزیكی در شتاب‌سنج‌ها[۴۴] و برای تصویر برداری مادون قرمز[۴۵] كاربرد داشته، به عنوان حسگر شیمیایی[۴۶] نیز پیشنهاد شده است.
حسگرهای خازنی، جابجایی را با تغییر ظرفیت صفحات خازن اندازه‌ می‌گیرند. بلانك[۴۷] حسگرهای خازنی بسیار كوچكی را برای AFM گزارش كرده است كه حامل آن، یكی از صفحات خازن است. این روش بسیار حساس است و می‌تواند جابجایی دقیق را اندازه‌گیری كند اما برای اندازه‌گیریهای بزرگ مناسب نیست و در محلولهای الكترولیت به واسطه جریانهای فارادی بین صفحات خازن، درست كار نمی‌كند؛ بنابراین كاربرد آن در بیوحسگرها محدود است.
در یك روش جالب‌تر، از حاملهای پیزورزیستیو استفاده می‌شود. هنگامی كه یك ماده پیزورزیستیو مثل سیلیكون آلاییده[۱۸] تحت كرنش قرار می‌گیرد، (ضریب) هدایت الكتریكی آن تغییر می‌كند. بنابراین حسگرهای پیزورزیستیو برای اندازه‌گیری تنش بسیار مناسب هستند. چنین حسگرهای تنشی می‌توانند با اندازه‌گیری مقاومت (توسط یك پل وتستون ساده) روی ساختمان حامل اضافه گردند[۴۸,۴۹].پیشرفت‌های اخیر امكان ساخت مقاومت‌های نازك و غیرفعال‌شده[۵۰,۵۱] را برروی حامل می‌دهد،كه می‌توانند با پرهیز از جریان‌های فارادی در محلولهای الكترولیت به كار روند. برای جبران انباشتگی دمایی، یك آرایش متقارن در نظر گرفته می‌شود تا سیگنال خروجی بیانگر اختلاف خم بین حاملهای مبنا و حسگر باشد[۵۰,۵۱].
حاملهای پیزورزیستیو در مقایسه با روش‌های استاندارد نوری، چند امتیاز دارند: به هیچ نوع قطعه اپتیكی یا دستگاه لیزری نیازی ندارند؛ اجزای الكترونیكی مخصوص "خواندن" اطلاعات[۱۹] می‌توانند با فناوری CMOS روی تراشه واحدی جمع شوند؛ تغییرات خواص نوری محیط اطراف حامل (مثلاً تغییر در ضریب شكست هنگام تغییر دو محلول مختلف) تأثیری روی آنها ندارد؛ و در محلولهای غیرشفاف نیز كار می‌كنند.
حاملهای پیزورزیستیو، همچنین می‌توانند با افزایش شار جریان الكتریكی در لایه مقاومت، دمای سطح را نیز تغییر دهند. این مسأله می‌تواند ابزاری برای شكست پیوند حسگر_لیگاند و در نتیجه فعالسازی مجدد لایه حسگر در كاربردهای بیوحسگری باشد.
ایجاد گروههای عاملی[۲۰] روی سطح حامل
لایه حسگر رسوب‌دهی شده روی سطح حامل، بر انتخاب‌پذیری، تكرارپذیری و دقت حسگر، تأثیرمی‌گذارد. ممكن است لازم باشد یك لایة نازك (برای جلوگیری از تغییر خواص مكانیكی حامل)، یكنواخت (برای ایجاد تنش یكنواخت) و فشرده (برای جلوگیری از تعامل با سطح زیرین) از مولكولهای گیرنده روی حامل كار گذاشته شود- كه باید با لنگر شدن گیرنده‌ها به سطح با پیوندهای كووالانسی‌، پایدار و قوی بوده و در عین حال آزادی كافی برای تعامل با لیگاند خود را داشته باشند.
اگر لازم باشد که چندین بار از حسگر استفاده شود، فعالیت آن باید در طول زمان پایستار باشد و در برابر فعالسازی مجدد، لایه حسگر خود را حفظ كند. اكثر این موارد برای سایر بیوحسگرها نیز لازم است. در واقع تكنیك‌های پوشش‌دهی پیشنهاد شده با اصول سایر مبدلها مشترك است. فلزات جدید اغلب یا به صورت زیر لایه رسوب داده می‌شوند تا لایه‌‌های بعدی را بر روی خود نگاه‌ دارند، و یا به صورت كاتالیست برای جذب گاز سطحی بكار می‌روند. تبخیر و پاشش[۲۱] اجازه كنترل دقیق ضخامت و توزیع لایه را می‌دهد.
یك روش ساده متداول برای ایجاد تك لایه‌های مرتب، استفاده از تك لایه‌های خودآرا[۲۲] است؛ مانند مولكولهای زنجیره‌آلكانی با گروههای تیول بر روی طلا [۵۳,۵۴] یا سیلان‌ها روی زیرلایه سیلیكون.[۵۵,۵۶] SAMs بطور آنی تك لایه‌هایی یكنواخت، بشدت فشرده و محكم (با پیوند كووالانسی) شكل می‌دهد، كه می‌تواند از زنجیره‌هایی با طولهای مختلف زنجیره‌ای و گروههای انتهایی با خواص شیمیایی ویژه سنتز شوند. بنابراین به عنوان اتصال دهنده‌های عرضی[۲۳] برای محكم كردن مولكولهای چسبنده به زیرلایه، بسیار مناسبند.
برای تشكیل یك تك‌لایه تیول روی یك وجه حامل، باید طلا به صورت بخار روی سطح نشانده‌ شود و تمام حامل در محلول تیول یا در معرض بخار آن قرار گیرد. برگر[۵۷] آشكارسازی تغییرات تنش سطحی را در طی تشكیل تك لایه‌های "آلكان‌تیول" بر حاملهای پوشش داده شده با طلا گزارش كرده است. شستشوی حامل، تیول‌هایی را كه بطور ناخواسته روی وجه مخالف حامل جذب شده‌اند، از بین می‌برد. رایتری[۵۸] روندی چند مرحله‌ای را ارائه داده است كه امكان می‌دهد هر وجه با تك لایه‌های تیول مختلف، پوشش داده شود.
روش دیگر برای اضافه كردن گروههای عاملی خاص به یك سطح، اتصال (پیوندزنی) پلیمرهای دارای یك ساختار مناسب است. برای بهبود رسوب‌گذاری پلیمر روی سطح با تعداد مكانهای فعال سطحی اندك، می‌توان از فرآورش پلاسما استفاده كرد[۵۹]. بتس[۶۰] لایه‌های نازك (nm ۱۵۰) از پلیمرهای مختلف را با پوشش‌دهی اسپینی رسوب داد. وی از آسیاب پرتو یونی متمركز برای حذف پوشش‌های پلیمری ناخواسته از وجه مخالف استفاده كرد.
[۱] - Cantilever-Based Device
[۲]- Microfabrication
[۳] - Transduction
[۴] - Cantilever Sensor
[۵] - قیمت پروبهای AFM بین ۲ تا ۲۰ ذلار است.
[۶] - Resonant Frequency
[۷]- Crosstalk
[۸] - Piezoresistive
[۹] - Deflection
[۱۰] - تنش و كشش سطحی با سطوح جامد متناسب هستند ولی كمیت‌هایی متمایــز دارند. برای بحث مفصل در مورد نحوه وابستگی تنش‌های سطحی با انرژی آزاد به مراجع۳۶-۳۴ مراجعه كنید.
[۱۱] - Finite Elements
[۱۲] - Conformation
[۱۳] - Receptor-Ligand
[۱۴] - Complementary Single-Stranded (CSS)
[۱۵] - Beam Bounce
[۱۶] - Split Photodetector
[۱۷] - Interdigitated
[۱۸] - Doped Silicon
[۱۹] - Read-Out Electronics
[۲۰] - Functionalization
[۲۱] - Evaporation And Sputtering
[۲۲] - Self–Assembling Monolayers (SAMs)
[۲۳] - Cross-Linker

منبع : ستاد ویژه توسعه فناوری نانو