[发明专利]制备基于固态纳米孔的对温度和pH双重响应的纳米流体二极管的方法

说明书

本发明涉及一种制备基于固态纳米孔的对温度和pH双重响应的纳米流体二极管的方法，首先将PET膜进行化学刻蚀，得到单个锥形纳米孔，此时纳米孔的内表面有很多羧基，因此在中性条件下会带有负电荷，而PLL分子上的氨基在中性条件下会质子化带有很多正电荷，因此PLL可通过静电吸附的方法修饰到纳米孔的内表，得到PLL修饰的纳米孔。而PLL分子在pH和温度的双重作用下，会呈现出α‑螺旋与β‑折叠两种构象，从而导致亲疏水性的变化，使PLL修饰的纳米孔呈现出对pH和温度的双重响应的ON/OFF状态。避免了用化学方法进行修饰，从而避免了PLL分子在固态纳米孔上修饰密度不够，导致无法得到固态纳米孔上pH和温度响应的纳米流体二极管的问题。

技术领域

本发明属于纳米流体器件技术领域，涉及一种制备基于固态纳米孔的对温度和pH双重响应的纳米流体二极管的方法，通过将聚赖氨酸分子修饰到固态纳米孔内表面实现的。

背景技术

聚赖氨酸(PLL)广泛应用于组织切片、玻片黏合与细胞体外培养。PLL作为一种多聚阳离子分子与组织切片上的阴离子相互作用会产生较强的黏合力，适用组织学，免疫组织化学，冰冻切片，细胞涂片，原位杂交等使用的玻片的防脱片处理，以防实验操作过程中组织掉片。PLL也可促进细胞的贴壁，因此常用于细胞体外培养。用PLL 包被培养皿已被广泛的用于培养细胞，说明PLL可以通过物理吸附的方法包被多种形状、材质的容器，为在纳米孔内表面修饰PLL提供了可能。

纳米流体二极管具有类似于生物体离子通道的对离子选择性通过和对外界环境刺激产生反应的特性，并且其物理化学性质稳定，对温度、酸碱性有良好的容忍性。离子选择性通过的现象也被称为整流现象，是一种物理现象，是指在相同的驱动力推动下正向和逆向的电流幅值大小不同。近年来，纳米流体二极管的研究取得了重要进展，并在DNA测序、纳流控芯片等多个领域展现出了一定的应用前景。研究人员已经通过各种方法对纳米孔进行修饰，得到能对外界刺激进行响应的纳米流体二极管，这些外界刺激包括pH、电、光、特定离子、生物分子或压力。目前，通过在纳米孔内表面修饰的方法制备纳米流体二极管仍有较多困难，如下：(i)纳米孔道尺寸较小，修饰的物质难进入，使得修饰的物质在纳米孔上的密度不够；(ii)共价修饰操作复杂，合成特定结构分子成本较高；(iii)纳米孔表面修饰后不稳定，修饰物易脱落，使得纳米流体二极管的重复性不好。而本方法很好的

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种制备基于固态纳米孔的对温度和pH双重响应的纳米流体二极管的方法，成功的构建了固态纳米孔上的对pH和温度双重响应的纳米流体二极管，克服了以上困难，得到了操作简单、成本低廉、修饰密度高、重复性好的修饰纳米孔的方法。

技术方案

一种制备基于固态纳米孔的对温度和pH双重响应的纳米流体二极管的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：对聚对苯二甲酸PET膜每面进行辐照，再采用化学刻蚀的方法在表面处理干净的聚对苯二甲酸PET上刻蚀纳米孔；

所述的纳米孔为单锥形纳米孔，锥角为1:6.5～1:4.3；

步骤2：将刻蚀好的纳米孔的PET在聚赖氨酸溶液中浸泡3h～5h；所述聚赖氨酸溶液为5μg/mL～200μg/mL的聚赖氨酸PLL水溶液；

步骤3：水冲洗干净后再放到40℃～50℃的烘箱中3h～5h，在聚对苯二甲酸PET 上得到聚赖氨酸修饰的固态纳米孔，即得到一个对温度有响应的纳米流体二极管。

所述辐照时间为PET膜每面1.5h。

所述聚对苯二甲酸PET膜厚度为13μm时，单锥形纳米孔的大孔直径在2～3 μm，小孔直径在10～60nm。

所述单锥形纳米孔采用不对称刻蚀方法刻蚀。