[发明专利]一种基于电沉积法的空心纳米针制备方法

说明书

本发明属于生物与医用技术领域，特别涉及一种基于电沉积法的空心纳米针制备方法，其具体步骤是：(1)对高分子膜进行预处理；(2)电沉积镀管壁工序；(3)抛光工序；(4)刻蚀工序：获得一定宽径比的空心纳米针管；(5)表征分析所制备的空心纳米管的物理性质。该空心纳米针制备方法有效地解决了ALD技术制备的实验条件难以获得、沉积温度高、沉积速率过低等问题，该制备方法简单易于实现，制备过程所需的设备成本低，制备所需的条件要求低，室温条件即可进行。

技术领域

本发明属于生物与医用技术领域，特别涉及一种基于电沉积法的空心纳米针制备方法。

背景技术

现有技术中，空心纳米针是中空结构的金属或金属氧化物纳米管，利用空心纳米针可以实现跨膜分子运输而不会扰乱细胞正常功能，适用于现代生物和医疗技术。对于蛋白质、核酸、以及其他生物大分子等的细胞间传递，传统的生物技术通过胞吞作用、构建基因载体等方法，不仅需要传递媒介，还会发生溶酶体降解，细胞特异性差、传递效率低，以及所构建的载体会产生细胞毒性难以构建等问题。而利用空心纳米针技术，为细胞内递送平台提供了直接进入细胞内部的途径，可以用于离子种类、小分子药物到具有基因编码功能的DNA质粒等生物分子直接进入细胞，绕过细胞膜和溶酶体降解造成的障碍，适用性更好，引起广泛关注。

目前空心纳米针的制备主要以基于聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)膜进行原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)金属、金属氧化物为主，其包含以下三个主要过程：

首先，在一定厚度、一定孔径的PC膜上采用ALD的方法沉积金属、金属氧化物，在高分子膜表面和孔表面形成均匀分布的金属或金属氧化物薄膜；

然后，通过反应离子刻蚀(Reactive Ion Etch，RIE)，除去高分子膜表面沉积上的薄膜层，形成内部孔表面镀有金属或金属氧化物的高分子膜；

最后，再利用氧等离子体刻蚀，控制反应条件，刻蚀掉表面一定厚度的高分子膜材料，露出内部的金属管或金属氧化物管，形成以高分子PC膜为基底，一定宽径比的金属或金属氧化物针管。

原子层沉积技术是一种通过将气相前驱体脉冲交替的通入反应器，在沉积基体表面发生化学吸附或发生表面饱和反应，将物质以单原子膜的形式一层一层沉积在基底表面形成沉积膜并且速率可控的方法。但ALD制备技术由于沉积单原子一层层生长，沉积速率过低。此外，实验条件要求较高，对某些沉积薄膜的沉积温度要求过高；同时实验设备昂贵，往往实验成本较高或者条件获取不易，造成大量时间浪费和工作量增加，在工业应用和实际实验过程中受到限制。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，公开一种基于电沉积法的空心纳米针制备方法，该方法有效地解决了ALD技术制备的实验条件难以获得、沉积温度高、沉积速率过低等问题，该制备方法简单易于实现，制备所需的设备成本低，制备所需的条件要求低，室温条件即可进行。

为了达到上述技术目的，本发明是按以下技术方案实现的：

本发明所述的一种基于电沉积法的空心纳米针制备方法，其具体步骤是：

(1)对高分子膜进行预处理：即在高分子膜表面溅射一层金属薄膜；

(2)电沉积镀管壁工序：在高分子膜表面和孔内部电镀金属或导电聚合物薄膜；

(3)抛光工序：通过抛光去除高分子膜表面电沉积后的多余电镀层，只留下孔内壁的镀层；

(4)刻蚀工序：通过氧等离子体刻蚀技术获得一定宽径比的空心纳米管；

(5)表征分析所制备的空心纳米管的物理性质。