一种石墨烯/DNA有序自组装结构的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）将负载有石墨烯的硅片用聚谷氨酸或聚丙烯酸溶液浸泡修饰；（2）用单链DNA溶液浸泡修饰，即在石墨烯表面形成DNA有序自组装结构。本发明专利技术提供了一种通用性强、功能化的石墨烯/DNA有序自组装结构，以代替现有技术中刚性衬底上的常规自组装结构，有效地扩展了DNA有序自组装结构在生化检测、科学研究等等诸多领域的应用。
Preparation method of graphene /DNA ordered self assembling structure
A graphene /DNA ordered preparation method of self assembling structure, which comprises the following steps: (1) the load of silicon graphene with poly glutamic acid or polyacrylic acid solution immersion modification; (2) modified with single stranded DNA solution, namely the formation of DNA ordered self-assembly structures on the surface of graphene. The present invention provides a universal, graphene /DNA functionalized self-assembly structure to replace the existing technology in the conventional rigid substrate self assembling structure, effectively extends the application of self assembled DNA ordered structure in the fields of biochemical detection and scientific research etc..
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨烯复合材料领域，具体涉及一种石墨烯/DNA有序自组装结构及其制备方法。
技术介绍
石墨烯具有二维晶格结构，平面中的碳原子以sp2杂化轨道相连组成六边形晶格结构。由于其独特的物理性质，石墨烯被认为在灵敏电学检测化学或生物分子方面有巨大前景。在探索基于石墨烯的灵敏检测器之前，首先要找到切实可行的、能够对石墨烯表面进行功能化的改性方法。有报道（Mohanty,N.;Berry,V.NanoLett.2008,8,4469–4476.）将胺基结尾的单链DNA通过共价键结合到石墨烯氧化物上。但其选用的不是石墨烯，而是石墨烯氧化物，且其未能实现表面DNA的有序组装。另外，有报道（Graphene-DNAhybrids:self-assemblyandelectrochemicaldetectionperformance）将DNA跟石墨烯混合以制备石墨烯水溶液。其利用DNA和石墨烯之间强的相互作用，使能溶于水的DNA帮助石墨烯溶解在水中。而如何实现DNA等生物分子在石墨烯表面的有序组装，迄今未有报道。本领域需要开发一种能够在石墨烯表面有序组装生物分子的方法，不仅使石墨烯片层的完整性不被破坏，也可以在石墨烯表面有序组装生物分子。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，以石墨烯为载体，提供一种通用性强、功能化的石墨烯/DNA有序自组装结构，以代替现有技术中刚性衬底上的常规自组装结构，有效地扩展了DNA有序自组装结构在生化检测、科学研究等等诸多领域的应用。首先，本专利技术提供了一种石墨烯/DNA有序自组装结构的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）将负载有石墨烯的硅片用聚谷氨酸或聚丙烯酸溶液浸泡一定时间，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干；（2）用溶解有1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的溶剂为0.01M-0.1M的PBS缓冲液的单链DNA溶液浸泡，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干，即在石墨烯表面形成DNA有序自组装结构。具体地，所述负载有石墨烯的硅片采用微机械力剥离法将石墨烯剥离到硅片上。为除去表面残留，所述负载有石墨烯的硅片在350℃-600℃真空度为1.0×10-6Pa-1.0×10-4Pa下进行真空退火2-5h，以除去硅片上残留的残胶。所采用的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为0.01M-0.1M。聚谷氨酸或聚丙烯酸溶液重均分子量为20000-50000、浓度为0.1mg/ml-2mg/ml。兼顾效率与稳定性，步骤(1)中浸泡时间为0.5h-2h。步骤（2）中浸泡时间为6h-24h。具体的，所述单链DNA序列为AAAAATTTTT。当然不限于该具体的DNA，现有技术中所涉及的能够有序自组装的DNA序列均可依照本专利技术的设计思路在石墨烯表面进行自组装。本专利技术相比于现有技术具有如下技术优势：（1）创造性的引入了石墨烯作为DNA自组装的基底，不同于以往的硅、二氧化硅、云母、石英等等硬质材料，石墨烯以其独特的单层结构，实现了柔性基底的效果；（2）将石墨烯作为基底能够有效地将石墨烯的优异的物理性质结合到DNA有序自组装结构中，从而实现对石墨烯物理性质的调控，尤其是石墨烯中电子输运性能的影响，其技术效果和应用前景是超乎想象的。（3）作为一种通用的制备方法，本申请应用广泛，尤其是现有的功能化的DNA序列，将其固定、有序化对其进行科学研究、实际应用都有广泛的意义和前景。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术的技术方案作进一步解释，但本专利技术的保护范围不受实施例任何形式上的限制。实施例11.用机械剥离法在硅片上制备石墨烯，然后将负载有石墨烯的硅片在350℃，真空度为1.0×10-6Pa下进行真空退火2h。2.将负载有石墨烯的硅片用重均分子量为20000、浓度为0.1mg/ml的聚谷氨酸浸泡2h，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干。3.用溶解有1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的，浓度为0.04mg/ml的溶剂为0.01M的PBS缓冲液的单链DNA溶液浸泡8h，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干。实验中所用DNA的序列为AAAAATTTTT，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为0.01M。实施例21.用机械剥离法在硅片上制备石墨烯，然后将负载有石墨烯的硅片在450℃，真空度为1.0×10-4Pa下进行真空退火5h。2.将负载有石墨烯的硅片用重均分子量为40000、浓度为0.5mg/ml的聚谷氨酸浸泡1h，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干。3.用溶解有1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的，浓度为0.08mg/ml的溶剂为0.05M的PBS缓冲液的单链DNA溶液浸泡6h，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干。实验中所用DNA的序列为AAAAATTTTT，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为0.04M。实施例31.用机械剥离法在硅片上制备石墨烯，然后将负载有石墨烯的硅片在500℃，真空度为1.0×10-6Pa下进行真空退火2h。2.将负载有石墨烯的硅片用重均分子量为30000、浓度为1.5mg/ml的聚丙烯酸浸泡0.8h，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干。3.用溶解有1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的，浓度为0.06mg/ml的溶剂为0.04M的PBS缓冲液的单链DNA溶液浸泡，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干。实验中所用DNA的序列为AAAAATTTTT，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为0.05M。实施例41.用机械剥离法在硅片上制备石墨烯，然后将负载有石墨烯的硅片在600℃，真空度为1.0×10-5Pa下进行真空退火3h。2.将负载有石墨烯的硅片用重均分子量为40000、浓度为1.2mg/ml的聚丙烯酸浸泡1.5h，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干。3.用溶解有1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的，浓度为0.1mg/ml的溶剂为0.1M的PBS缓冲液的单链DNA溶液浸泡，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干。实验中所用DNA的序列为AAAAATTTTT，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为0.1M。实施例51.用机械剥离法在硅片上制备石墨烯，然后将负载有石墨烯的硅片在550℃，真空度为1.0×10-5Pa下进行真空退火4h。2.将负载有石墨烯的硅片用重均分子量为30000、浓度为1.5mg/ml的聚丙烯酸浸泡2h，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干。3.用溶解有1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的，浓度为0.2mg/ml的溶剂为0.1M的PBS缓冲液的单链DNA溶液浸泡，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干。实验中所用DNA的序列为AAAAATTTTT，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为0.05M。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利技术的涵盖范围。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨烯/DNA有序自组装结构的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）将负载有石墨烯的硅片用聚谷氨酸或聚丙烯酸溶液浸泡一定时间，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干；（2）用溶解有1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐的溶剂为0.01M‑0.1M的PBS缓冲液的单链DNA溶液浸泡，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干，即在石墨烯表面形成DNA有序自组装结构。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/DNA有序自组装结构的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）将负载有石墨烯的硅片用聚谷氨酸或聚丙烯酸溶液浸泡一定时间，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干；（2）用溶解有1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的溶剂为0.01M-0.1M的PBS缓冲液的单链DNA溶液浸泡，然后分别用去离子水、无水乙醇洗净，然后用氮气吹干，即在石墨烯表面形成DNA有序自组装结构。2.根据权利要求1所述的石墨烯/DNA有序自组装结构的制备方法，其特征在于，所述负载有石墨烯的硅片采用微机械力剥离法将石墨烯剥离到硅片上。3.根据权利要求2所述的石墨烯/DNA有序自组装结构的制备方法，其特征在于，所述负载有石墨烯的硅片在350℃-600℃真空度为1.0×10-6Pa-1.0×10-4Pa下进行真空退火2-5h，以除去硅片上残留的残胶。...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱伟，赵胜民，
申请(专利权)人：绿琪北京生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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