Part I. Three types self-assembled monolayers (SAMs) of disulfide molecules such as $(S(CH_2)_{11}(EG)_3OCH_2O-acetylene)_2$, $(S(CH_2)_{11}(EG)_3OCH_2O-propene)_2$ and $acetylene-OCH_2O(EG)_3(CH_2)_{11}S-S(CH_2)_{11}(EG)_3OCH_2O-propene$ was measured by time-of-flight secondary ion mass spectroscopy (TOF-SIMS). $Au-S(CH_2)_{11}(EG)_3OCH_2O-acetylene$ and $Au-S(CH_2)_{11}(EG)_3OCH_2O-propene$ negative ions were detected with a very high signal to noise rate in the mass range from 570 to 574. The spectrum of mixed SAMs made by $acetylene-OCH_2O(EG)_3(CH_2)_{11}S-S(CH_2)_{11}(EG)_3OCH_2O-propene$ shows that $Au-S(CH_2)_{11}(EG)_3OCH_2O-acetylene$ and $Au-S(CH_2)_{11}(EG)_3OCH_2O-propene$ is not equal. However, the inequality is caused not by the difference of affinity but by the difference of SIMS yield. Therefore, the ratio of $Au-S(CH_2)_{11}(EG)_3OCH_2O-acetylene$ to Au-$Au-S(CH_2)_{11}(EG)_3OCH_2O-propene$can be measured.
Part II. Poly(dimethylsiloxane) (PDMS) stamps which have 10 μm width line mesh with 50 μm circle node and 50 μm circle array with 100 μm spacing were prepared to generate patterns on the transparent indium tin oxide (ITO) glass and Au-coated silicon oxide wafers. On ITO glass, OEGMA was polymerized as nonbiofouling surface and poly-L-lysine (PLL) patterns introduced by micro-contact printing (μCP). On Au surface, thiol initiator was patterned by μCP to polymerize OEGMA. Then, NIH/3T3 fibroblast cells were cultured on the PLL patterns on the ITO and pOEGMA patterns on the Au surface.
표면에서의 혼합 자기조립박막의 조성을 조정하는 것은 표면에 다양한 방법으로 요구되는 기능성을 갖추게 하는데 매우 중요하다. 하지만, 혼합 자기조립박막에서의 조성을 조정하는 것은 표면의 정량분석이 요구되며 비행시간 이차이온 질량분석은 이런 표면에서의 구성 성분분석을 정량화하는데 적절하다. 본 연구에서는 끝부분이 모두 아세틸렌기, 모두 바이닐기, 아세틸렌기와 바이닐기가 혼성된 디설파이드를 이용해서 만든 자기조립박막을 비행시간 이차이온 질량분석으로 측정하였다. 그 결과 비록 작용기의 안정성에 따라 분석 중 이온의 손실이 발생하지만 아세틸렌기와 바이닐기가 혼성된 자기조립박막은 그 구성성분인 아세틸렌기와 바이닐기가 1:1로 표면에 박막을 형성했음을 알 수 있었다.
이를 좀더 확실히 하기 위해 아세틸렌기로만 이루어진 디설파이드와 바이닐기로만 이루어진 디설파이드기의 혼합비를 달리한 혼합용액으로 자기조립박막을 형성하고 SIMS를 측정하여 background 보정후 용액상에서의 아세틸렌기의 몰분율에 따른 이차 이온에서의 몰분율로 fitting 라인을 만든 결과 용액상 아세틸렌 몰분율 0.5에서의 이차이온 아세틸렌 몰분율이 아세틸렌기와 바이닐기가 혼성된 디설파이드를 이용해서 만든 자기조립박막에서의 이차이온 아세틸렌 몰분율과 비슷한 0.3을 보였다.
Indium tin oxide (ITO) glass 표면과 금 표면 위에 마이크로 패턴을 만드는 것은 이들이 도체이기 때문에 신경세포를 이용한 신경세포회로 구성에 매우 중요한 소재이다. ITO 위에 Oligoethyleneglycolmethaacrylate (OEGMA)를 중합하고 그 위에 p-L-lysine (PLL)을 마이크로컨택 프린팅으로 패턴을 도입한다. NIH/3T3 fibroblast 세포를 패턴 위에 배양하여 관찰하였다. 그 결과 매우 깨끗하게 세포들이 패턴에 고정화되었음을 현미경으로 관찰 할 수 있었다.
