[发明专利]制备生物分子固态薄膜的方法

说明书

本发明涉及一种制备具有光电效应的生物分子光电转换固态微型薄膜的方法。它包括提取与纯化生物光敏分子，固体基片的表面处理，生物光敏分子在固体基片表面固着成膜三个步骤。它属于光电信息载体材料。

随着科学技术的迅猛发展，人们已预见到硅芯片的超精细加工及信息存储量，不出十年，将面临它的理论极限值。发展微电子器件必需寻找新的出路。采用分子或分子集合体作为新型信息载体材料势在必行。当今新兴的生物技术向微电子技术渗透，巧妙地结合，导致了生物芯片（Biochip）的初现端倪而举世瞩目。利用生物材料在分子水平上进行信息传输与处理，其集成度可比传统半导体高出10亿到1万亿倍，运算速度可达现在电子计算机的10¹⁵倍，而且具有可组装成三维器件，耗电量低等优点。生物芯片的研制，首先要物色恰当的生物功能分子，还必需解决生物分子保留其活性的薄膜制备问题。有关生物分子活性薄膜制备方法的研究，在世界范围内，都还处于初期尝试阶段。有人试验用双分子层类脂膜（BLM）法，或推荐试用兰米尔·布洛杰特（Langmuir-Blodgett）法制膜，尚未获得完全成功。而且这些方法制成的膜或为液膜，或膜的机械强度差，或分子有序性排列差等诸多不足，不能满足研制生物芯片的要求。加之该类方法均需特定的设备条件，有的使用仪器相当昂贵。制备具有生物活性，能符合制造生物分子器件特定要求的生物分子薄膜制备方法，亟待探索与研究解决。

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提供一种简便的、制备具有光电效应的、生物分子光电转换固态微型薄膜的方法。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

1.生物光敏分子菌视紫质的提取与纯化。

含有生物光敏分子菌视紫质的盐生盐杆菌（Halobacterium    hal-obium）经培养生长旺盛后，离心收集细胞，匀浆破碎细胞，再经离心分离，得到所需的生物光敏分子菌视紫质，真空干燥备用。

2.固体基片表面处理。

固体基片先进行清洁性清洗，再用疏水剂处理，得到具有强疏水的表面。

3.生物光敏分子菌视紫质在固体基片表面固着成膜，

将上述处理好的具有强疏水性表面的固体基片，依次置于蛋白质溶液、戊二醛溶液中浸泡;再用磷酸缓冲液洗涤;然后置于用以制膜的生物光敏分子菌视紫质溶液中浸泡;再用甘氨酸溶液浸泡;最后用尿素溶液洗涤，蒸馏水洗涤，凉干。

本发明有如下优点：

利用本发明提供的方法，制得的生物分子固态薄膜为干膜，克服了现有技术中只能得到湿膜的不足。膜厚度为十几个埃（）到几十个埃，重复操作可得到厚度不同的更厚的膜。该膜装以电极，照光，具有良好的光电效应。该膜还具有机械强度高，性能稳定等优点。用本方法制备薄膜不要求昂贵的仪器设备，简便易行。

本发明下面将结合实施例作进一步详述。

实施例一

1.含有生物光敏分子菌视紫质的盐生盐杆菌的培养。

菌种盐生盐杆菌（Halobacterium halobium）接种到斜面培养基。培养基成分：酵母膏0.2%;乳蛋白水解物0.25%;MgCl₂3%;NaCl25%。于37℃光照下培养5天。然后移种到同样成份的液体培养基中，光照下振荡培养。再转接到大型容器中用同样成份的液体培养基进行光照培养10天。

2.生物光敏分子菌视紫质的提取与纯化。

盐生盐杆菌经培养生长大量细胞后，离心（3500RPM，15分钟）收集细胞。将收集到的细胞悬于25%NaCl溶液中，加入少量脱氧核糖核酸酶，并在4℃对0.1M    NaCl溶液透析48小时。透析过的悬液以60，000g离心40分钟。离心后，弃去上清液，将沉淀物用0.1M的NaCl溶液悬浮，进行匀浆。如此重复两次以破碎细胞。离心，收集沉淀，并将沉淀物悬于0.1M    NaCl溶液中。再进行30-50%线性蔗糖密度梯度离心（180，000g，10℃，9.5小时）。取出分离纯化的菌视紫质，用蒸馏水稀释，离心（100，000g，1小时）洗涤。再经离心收得沉淀，真空干燥保存备用。

3.生物光敏分子菌视紫质固着在固体基片硅片表面制成固态薄膜。