一種氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖案化磷脂膜陣列的制備方法，尤其涉及一種氧化銦錫導電玻璃(ITO)上圖案化磷脂膜陣列的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物膜是細胞膜(質(zhì)膜)和各種細胞器膜的統(tǒng)稱，它在能量傳遞、物質(zhì)傳遞、信息識別和傳遞等過程中具有非常重要的作用。然而由于生物膜本身結(jié)構(gòu)復雜，種類繁多，制備涉及復雜的純化過程，因此人們普遍采用人工制備的脂雙分子層作為生物膜模型，來模擬生物膜的基本特性。磷脂膜陣列在研究生物膜的物理和生物性質(zhì)、膜流動性動力學、磷脂連接的生物分子間的相互作用等方面具有很好的應用前景。制備磷脂膜陣列的基底一般為金、二氧化硅等，然而由于金基底對熒光基團有淬滅作用，因此制備的磷脂膜不能用熒光顯微鏡表征;二氧化硅基底上制備的磷脂膜陣列雖然能用熒光顯微鏡表征，但由于基底不導電，不能用電化學技術(shù)來表征磷脂膜。因此以上基底上制備的磷脂膜陣列不能同時實現(xiàn)熒光顯微鏡技術(shù)和電化學技術(shù)的表征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于以上不足之處，本發(fā)明提供了一種氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法，采用氧化銦錫導電玻璃(ITO)做基底，由于ITO兼具導電性好和透明的優(yōu)點，因此在其上制備的磷脂膜陣列既能用電化學方法表征又能用熒光顯微鏡表征。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法，可采用如下方法進行制備:(I)ITO基底的表面處理:將ITO導電玻璃先后在洗滌劑、蒸餾水和無水乙醇中分別超聲清洗10?15 min，用氮氣吹干后置于等離子清洗機中處理30?60 S。
[0005](2) ITO表面十八燒基三甲氧基娃燒(tr imethoxyoctadecy I si lane，TODS)的自組裝:將(I)中清洗好的ITO玻璃浸入新鮮的TODS-甲苯(體積比1:50?1:100)溶液中，密封靜置4?12h后取出，放入甲苯中超聲清洗5?lOmin，除去自組裝膜表面物理吸附的TODS單體，再用乙醇將ITO表面的甲苯洗凈，最后用氮氣吹干，密封保存待用。
[0006](3)圖案化的ITO基底的制備:將含有圖案化格子的鉻膜板置于TODS自組裝膜修飾的ITO玻璃上，經(jīng)波長為254 nm(或185nm)的紫外燈照射17?25 min。
[0007](4)將50?200 yL磷脂泡囊溶液(0.1?I mg/mL)滴在圖案化的ITO電極表面，在溫度為20?60°C的條件下靜置30?60 min，IT0電極上圖案化的磷脂膜即可形成。
[0008]本發(fā)明中，磷脂泡囊溶液可以是D0PC(_17°C)、egg PC等磷脂，這些磷脂相轉(zhuǎn)變溫度較低，常溫下就能鋪膜;也可以是其他一些相轉(zhuǎn)變溫度高一些的磷脂如DPPC(41°C)、DSPC(55°C)，鋪膜時在加熱條件下(高于其相轉(zhuǎn)變溫度)也可以成膜。
[0009]本發(fā)明主要是在ITO電極表面進行長鏈硅烷的自組裝，透過掩膜板進行紫外照射，紫外線可以透過無鉻膜覆蓋的區(qū)域?qū)⒆越M裝膜打掉，露出親水的ITO表面，鉻膜覆蓋的區(qū)域紫外線不能透過，仍舊為疏水的TODS自組裝膜表面，從而得到圖案化的自組裝膜修飾的ITO表面，然后在其上制備出磷脂雙層膜和自組裝膜-磷脂雜化膜交替的磷脂膜陣列。該方法制備的磷脂膜體系可以同時利用熒光顯微鏡和電化學方法表征，可用于研究膜中帶電物種的二維膜電泳，實現(xiàn)磷脂膜中帶電物種的富集和分離。
【附圖說明】
[0010]圖1為ITO基底上圖案化磷脂膜陣列的制備過程示意圖。
[0011]圖2為圖案化的TODS修飾的ITO基底的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像；
圖3為在圖案化的TODS修飾的ITO基底上制備的DLPC磷脂膜陣列的熒光顯微鏡圖像。
[0012]圖4為裸ITO電極的循環(huán)伏安(CV)曲線和圖案化的ITO電極加泡囊溶液前后的CV疊加曲線。
[0013]圖5為圖案化的ITO電極加泡囊溶液前后的EIS疊加曲線。
[0014]圖6為圖案化的TODS修飾的ITO基底上制備的DPPC磷脂膜陣列的熒光顯微鏡圖像。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍中。
[0016]【具體實施方式】一:本實施方式提供了一種氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法，如圖1所示，具體實施步驟如下:
(I)ITO基底的表面處理:將ITO導電玻璃(約I X I cm2)先后在洗滌劑、蒸餾水和無水乙醇中分別超聲清洗15 min，用氮氣吹干后置于等離子清洗機中處理30 S。
[0017](2) ITO 表面十八燒基三甲氧基娃燒(tr imethoxyoctadecy I si lane ,TODSM^ 自組裝:將(I)中清洗好的ITO玻璃浸入新鮮的TODS-甲苯(體積比1:50 )溶液中，密封靜置12h后取出后放入甲苯中超聲清洗5min，除去自組裝膜表面物理吸附的TODS單體，再用乙醇將ITO表面的甲苯洗凈，最后用氮氣吹干，密封保存待用。
[0018](3 )圖案化的ITO電極的制備:將含有圖案化格子的鉻膜板置于TODS自組裝膜修飾的ITO玻璃上，經(jīng)波長為254 nm的紫外燈照射17 1^11(紫外燈先預熱15 min)。
[0019](4)熒光顯微鏡表征:將 200 yL DLPCCl , 2-di lauroyl-sn-glycero-3-phosphocholine)泡囊溶液(0.1 mg/mL)滴在圖案化的ITO電極表面，在室溫下靜置45min后，用去離子水將多余的泡囊溶液沖洗干凈，用熒光顯微鏡觀察磷脂膜陣列。從圖2和圖3所示SEM圖像可看出，圖案化的ITO基底制備良好，格子很清晰；由熒光顯微鏡圖像可以看出磷脂膜陣列制備的很好。
[0020](5)電化學表征:將圖案化的ITO電極固定在面積一定的電化學池中，測量泡囊溶液加入前后的循環(huán)伏安曲線(CV)和電化學阻抗曲線(EIS)。
[0021]①對比磷脂泡囊溶液加入前后的CV曲線。電解液為0.5mM K3Fe(CN)6(含有0.2 MPBS和0.5 M KCl)，飽和甘汞電極為參比電極，鉑絲為對電極，電壓范圍為0.1?0.8 V，掃速為50 mV/sο從圖4所示CV曲線可以看出，圖案化的TODS修飾的ITO電極的峰電流和裸的ITO電極相比有所減小，這是由于未經(jīng)紫外照射的區(qū)域仍有TODS自組裝膜修飾，阻礙了鐵氰化鉀電對的電子轉(zhuǎn)移。而加入泡囊溶液后的CV曲線氧化還原峰消失，電流極小，說明ITO電極上磷脂膜陣列的形成完全阻礙了鐵氰化鉀的電子轉(zhuǎn)移。
[0022]②對比磷脂泡囊溶液加入前后的EIS曲線。電解液為0.5M KCl，設置電壓為0V，頻率范圍為15?0.1Hz。由圖5所示阻抗疊加曲線可以看出，泡囊溶液加入后，阻抗曲線有明顯變化，電容明顯降低。
[0023]【具體實施方式】二:本實施方式提供了一種氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法，如圖1所示，具體實施步驟如下:
(I)ITO基底的表面處理:將ITO導電玻璃(約I X I cm2)先后在洗滌劑、蒸餾水和無水乙醇中分別超聲清洗15 min，用氮氣吹干后置于等離子清洗機中處理30 S。
[0024](2) ITO表面十八燒基三甲氧基娃燒(tr imethoxyoctadecy I si lane，TODS)的自組裝:將(I)中清洗好的ITO玻璃浸入新鮮的TODS-甲苯(體積比1:50 )溶液中，密封靜置12h后取出后放入甲苯中超聲清洗5min，除去自組裝膜表面物理吸附的TODS單體，再用乙醇將ITO表面的甲苯洗凈，最后用氮氣吹干，密封保存待用。
[0025](3)圖案化的ITO電極的制備:將含有圖案化格子的鉻膜板置于TODS自組裝膜修飾的ITO玻璃上，經(jīng)波長為254 nm的紫外燈照射17 1^11(紫外燈先預熱15 min)。
[0026](4)焚光顯微鏡表征:將 200 yL DPPC(l,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-?110叩110(*011仙)泡囊溶液(0.1 mg/mL)滴在圖案化的ITO電極表面，將電極置于50°C的加熱板上放置45min后，用去離子水將多余的泡囊溶液沖洗干凈，用熒光顯微鏡觀察磷脂膜陣列。從圖6所示熒光顯微鏡圖像可看出，圖案化的格子清晰，DPPC磷脂膜陣列制備的很好。
[0027](5)電化學表征:將圖案化的ITO電極固定在面積一定的電化學池中，測量泡囊溶液加入前后的循環(huán)伏安曲線(CV)和電化學阻抗曲線(EIS)。循環(huán)伏安曲線和電化學阻抗曲線與DLPC磷脂膜陣列結(jié)果類似，DPPC磷脂膜陣列形成后電流明顯減小，鐵氰化鉀的氧化還原峰消失，阻抗曲線變化明顯，電容明顯降低。
【主權(quán)項】
1.一種氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法，其特征在于所述方法步驟如下: (1)ITO表面TODS的自組裝:將清洗好的ITO導電玻璃浸入新鮮的TODS-甲苯溶液中，密封靜置4?12h后取出，放入甲苯中超聲清洗5?lOmin，除去自組裝膜表面物理吸附的TODS單體，再用乙醇將ITO表面的甲苯洗凈，最后用氮氣吹干，密封保存待用； (2)圖案化的ITO基底的制備:將含有圖案化格子的鉻膜板置于TODS自組裝膜修飾的ITO玻璃上，經(jīng)紫外燈照射17?25 min; (3)將50?200yL磷脂泡囊溶液滴在圖案化的ITO電極表面，在溫度為20?60°C的條件下靜置30?60 min，ITO電極上圖案化的磷脂膜即可形成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法，其特征在于所述ITO導電玻璃的清洗方法如下:將ITO導電玻璃先后在洗滌劑、蒸餾水和無水乙醇中分別超聲清洗10?15 min，用氮氣吹干后置于等離子清洗機中處理30?60 S。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法，其特征在于所述TODS-甲苯溶液中，TODS和甲苯的體積比1:50?1:100。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法，其特征在于所述紫外燈波長為254 nm或185nm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法，其特征在于所述磷脂泡囊溶液的濃度為0.1?I mg/mLo6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法，其特征在于所述磷脂泡囊溶液為DOPC、egg PC、DPPC或DSPC泡囊溶液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氧化銦錫導電玻璃上圖案化磷脂膜陣列的制備方法，其步驟如下：（1）ITO表面TODS的自組裝：將清洗好的ITO導電玻璃浸入新鮮的TODS-甲苯溶液中，密封靜置4~12h后取出，放入甲苯中超聲清洗5~10min，再用乙醇將ITO表面的甲苯洗凈，最后用氮氣吹干，密封保存待用；（2）圖案化的ITO基底的制備：將含有圖案化格子的鉻膜板置于TODS自組裝膜修飾的ITO玻璃上，經(jīng)紫外燈照射17~25min；（3）將50~200μL磷脂泡囊溶液滴在圖案化的ITO電極表面，在溫度為20~60℃的條件下靜置30~60min，ITO電極上圖案化的磷脂膜即可形成。該方法制備的磷脂膜體系可以同時利用熒光顯微鏡和電化學方法表征，可用于研究膜中帶電物種的二維膜電泳，實現(xiàn)磷脂膜中帶電物種的富集和分離。
【IPC分類】C03C17/42, H01L21/306
【公開號】CN105448698
【申請?zhí)枴緾N201510814186
【發(fā)明人】韓曉軍, 王雪靖
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月23日