專利名稱：一種生物模板排列納米線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種利用生物模板從溶液中組裝一維納米線陣列的方法，屬于微納米器件制造和生物技術(shù)的交叉領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，納米線之所以引起廣泛關(guān)注，是因?yàn)樗鼮樽韵露系闹谱餍乱淮{米電子器件提供了有前途的基礎(chǔ)支撐。生物方法是以生物分子為功能構(gòu)架，在溶液中或相關(guān)的基底上自組裝納米線等納米結(jié)構(gòu)，已經(jīng)有一些文獻(xiàn)報(bào)道了這種生物構(gòu)造技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。 這些方法一般是將特異結(jié)合的生物分子對(如抗原/抗體、生物素/鏈親合素、寡核苷酸的堿基配對等)通過化學(xué)手段使其分別選擇性地結(jié)合到納米線和襯底上，襯底上生物分子可以用光刻的方法構(gòu)成圖案，然后利用納米線和襯底上生物分子之間的特異性結(jié)合，將納米線按預(yù)定的圖案組裝到基底上。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種利用生物模板排列納米線的方法，該方法易于對納米線進(jìn)行圖形化的排列，可用于制備微納電子器件等。技術(shù)方案本發(fā)明利用生物模板排列納米線陣列的方法包括以下步驟
a.在洗凈的基底片表面修飾一層聚乙二醇-異丁烯酸(PEGMA)膜；所述的基底材料為玻璃，石英，過渡金素氧化物；
b.在PEGMA膜上覆蓋具有微圖案的透紫外掩膜板，紫外光照射15 30 min,獲得化學(xué)微圖案膜；所述的紫外線的波長為20(T400nm ；
c.在紫外光照射后的樣品表面滴加等電點(diǎn)小于5的蛋白，然后用超純水沖洗表面，得到蛋白微圖案；所述蛋白質(zhì)為纖連蛋白，濃度為4(Γ 00μ g/ml ；
d.把納米線分散在無水乙醇和水的混合液中，超聲，形成納米線懸浮液；其中無水乙醇和水的體積比為V水Vie=I 1，納米線質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 0Γ0. 02% ；
e.把步驟(c)獲得的帶有蛋白微圖案的基底片浸入步驟(d)制備的納米線懸浮液中， 然后緩慢取出基底片，最后用純水沖洗表面，得到帶有納米線微圖案的基底片。納米線等電點(diǎn)需高于7?；灼崛∷俾蕿?. 05mm/s^2mm/so本發(fā)明的原理說明如下先使基底材料表面帶有-OH基，然后再修飾上PEGMA膜， 在PEGMA膜上覆蓋具有微圖案的透紫外掩膜板，通過紫外照射獲得化學(xué)微圖案膜，隨后在沒有PEGMA膜的區(qū)域滴加上纖連蛋白，形成生物蛋白微圖案膜，溶液中納米線帶正電，與帶負(fù)電的纖連蛋白區(qū)域通過靜電結(jié)合，形成帶有納米線微圖案的基底。有益效果本發(fā)明利用生物模板從溶液中組裝一維納米線陣列的方法，具有如下的優(yōu)點(diǎn)；第一本發(fā)明的方法所需設(shè)備簡單、操作便利，第二帶有微圖案的透紫外掩膜板可以根據(jù)器件需要設(shè)計(jì)，第三本發(fā)明的方法也適合于制作多種基底器件(如玻璃，石英，過渡金屬氧化物等基底)，第四本發(fā)明排列的圖形化納米線易于與現(xiàn)有的微加工工藝相結(jié)合，可用
3于制備微納電子器件等。


圖1是本發(fā)明原理示意圖，其中有基底1，羥基2，PEGMA膜3，硅片上帶有纖連蛋白的圖案4，組裝在纖連蛋白圖案處的納米線5。
圖2是實(shí)施例1制得的帶有納米線微圖案的硅片示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
圖1是本發(fā)明原理示意圖，參照圖1所示，生物模板組裝納米線陣列的方法，包括以下步驟
(1)采用硅片做為基底片1，先在洗凈的硅片表面修飾上一層聚乙二醇-異丁烯酸 (PEGMA)膜(聚合反應(yīng)后形成的，參考文獻(xiàn)為Biointerphases 2011，6 143-152)；具體修飾過程是將硅片放入超純水中超聲30 min,然后放入3 ml雙氧水、3ml氨水、15ml超純水混合液中，89°C水浴條件下超聲lOmin，上述清洗過程重復(fù)一次，最后超純水洗凈。帶有羥基2的硅片先偶聯(lián)上3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTEQ，隨后接上表面引發(fā)劑異丁酰溴，以二聯(lián)吡啶為配體，溴化亞銅為催化劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終形成PEGMA膜)。在PEGMA膜上覆蓋具有微圖案的透紫外掩膜板(通過電子束刻蝕制備，制備單位 中國科學(xué)院微電子研究所，納米加工與新器件集成技術(shù)實(shí)驗(yàn)室)，用波長為365nm的紫外光照射25min，獲得化學(xué)微圖案膜；
(2)在紫外光照射后的樣品表面滴加40yg/ml的纖連蛋白溶液(購自sigma)，然后用超純水沖洗表面，得到纖連蛋白微圖案；
(3)把自制的納米線(制備過程參照的參考文獻(xiàn)為Journalof solid state chemistry, 182 (2009) 2941-2945)超聲分散在無水乙醇和水(體積比1 1)的混合液中， 形成0. 01質(zhì)量％納米線懸浮液。2、
(4)把步驟(3)獲得的帶有蛋白微圖案的硅片浸入納米線懸浮液，然后緩慢取出(基底片提取速率為0. 05mm/s^2mm/s)硅片，最后用純水沖洗表面，得到帶有納米線微圖案的硅片。從圖2中可以看出納米線排列在有纖連蛋白區(qū)域，形成帶有納米線微圖案的基底。實(shí)施例2
采用玻璃片做為基底片，紫外照射的波長為200nm，照射時(shí)間為15min，納米線等電點(diǎn)為7. 4，納米線質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 012%，其余均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3
采用玻璃片做為基底片，紫外照射的波長為200nm，照射時(shí)間為15min，纖連蛋白溶液濃度為50μ g/ml，納米線等電點(diǎn)為7. 5，納米線質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 010%，其余均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4
采用氧化鋅金屬片做為基底片，紫外照射的波長為400nm，照射時(shí)間為30min，纖連蛋白溶液濃度為100 μ g/ml，納米線等電點(diǎn)為7. 2，納米線質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.018%其余均與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例5
采用氧化鐵金屬片做為基底片，紫外照射的波長為400nm，照射時(shí)間為30min，采用的蛋白溶液為60μ g/ml的牛血清白蛋白，納米線質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 015%，其余均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例6
采用氧化銅金屬片做基底片，紫外照射的波長為298nm，照射時(shí)間為25min，采用的蛋白溶液為80 μ g/ml的牛血清白蛋白(購自sigma)，納米線質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 02% ；其余均與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種生物模板排列納米線的方法，其特征在于該方法包括以下步驟在洗凈的基底片表面修飾一層聚乙二醇-異丁烯酸膜；在聚乙二醇-異丁烯酸膜上覆蓋具有微圖案的透紫外掩膜板，紫外光照射，獲得化學(xué)微圖案膜；在紫外光照射后的化學(xué)微圖案膜表面滴加等電點(diǎn)小于5的蛋白質(zhì)溶液，然后用超純水沖洗表面，得到蛋白微圖案；把納米線分散在無水乙醇和水的混合溶劑中，超聲，形成納米線懸浮液；納米線質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 0. ΟΓΟ. 02% ；把步驟(3)獲得的帶有蛋白微圖案的基底片浸入步驟(4)制備的納米線懸浮液，然后緩慢取出基底片，最后用純水沖洗表面，即可得到帶有納米線微圖案的基底片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物模板排列納米線的方法，其特征在于步驟(1)所述的基底片的材料為玻璃，石英，過渡金屬氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物模板排列納米線的方法，其特征在于步驟(2)采用的紫外線的波長為20(T400nm，照射時(shí)間為15 30min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物模板排列納米線的方法，其特征在于步驟(3)中的蛋白質(zhì)為纖連蛋白、牛血清白蛋白，濃度為4(Γ100 μ g/ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物模板排列納米線的方法，其特征在于步驟(4)中水和無水乙醇的配比關(guān)系為V#:ViS=l:l，所述的納米線等電點(diǎn)大于7。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物模板排列納米線的方法，其特征在于步驟(5)基底片提取速率為0. 05mm/s 2mm/s。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物模板排列納米線的方法，首先在洗凈的基底片表面修飾一層聚乙二醇-異丁烯酸(PEGMA)膜；其次在PEGMA膜上覆蓋具有微圖案的透紫外掩膜板，用紫外光照射獲得化學(xué)微圖案膜；然后在化學(xué)微圖案膜表面滴加纖連蛋白溶液，得到纖連蛋白微圖案；最后基底片浸入納米線懸浮液，取出、沖洗，得到排列納米線微圖案的生物模板。本發(fā)明所需設(shè)備簡單、操作便利，適于多種生物模板，圖案易于設(shè)計(jì)，可用于制備微米納米電子器件。
文檔編號H01L21/02GK102522320SQ20111035768
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者吳建盛, 徐欣, 戴修斌, 晏善成, 湯麗華, 石俊財(cái) 申請人:南京郵電大學(xué)