一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，具体操作步骤如下：步骤一：制备单壁碳纳米管；步骤二：在步骤一中制备出的单壁碳纳米管上修饰纳米金颗粒；步骤三：制备碳管两端电极片。步骤四：通过探针台和电化学工作站测量出单根单壁碳纳米管修饰上纳米金的电极间的电导并记录；本发明专利技术在单壁碳纳米管上原位生长单壁碳纳米管，然后通过浸泡的方法沉积上纳米金颗粒。无需对碳纳米管进行基片转移，也无需通过外加电场沉积或组装上纳米金颗粒，方法简单。可以通过单壁碳纳米管中探针分子的改变，适用于检测其他不同的目标分子，具有普适性，更利于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法
本专利技术涉及纳米材料领域，具体涉及一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法。
技术介绍
随着生物技术的发展以及生物产品应用得越来越广泛，生物分子的检测方法也已发展成熟，各类检测技术早已经广泛应用于不同的生物分子检测领域。正是依赖于这些有效的检测手段才保证了我国食品、药品监测的准确性，保证了流通的安全。现阶段的检测手段都是针对单一生物分子进行检测，并且都需要用荧光标记物或生物试剂盒等昂贵的试剂材料，成本高，所需的检测仪器复杂，不利于普及。目前，纳米材料被广泛地应用于生物单壁碳纳米管的研究和开发。其中，合成简便、比表面积大、吸附能力强、电子传导能力良好、光学性质丰富、生物相容性好的纳米金（通常1-100纳米）是被研究得最多的一种。基于纳米金的生物单壁碳纳米管具有低耗费、高灵敏以及小尺寸等优点，因此被人们广泛地研究并将其应用于生物检测领域。基于金纳米颗粒的电化学生物单壁碳纳米管，利用组装技术将纳米金固定在电极表面，不仅可以携带多个指示剂分子，还可以增加电极的有效表面积，从而大大提高了电化学检测的灵敏度。单壁碳纳米管作为目前研究最热门的一维线性材料，具有许多异常的力学、电学和化学性能，因而是构建电化学生物单壁碳纳米管最好的一维线性材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种检测灵敏，制备方便，成本低廉，分析速度快，便于携带，易于批量化生产并且能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法。一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，具体操作步骤如下：步骤一：制备单壁碳纳米管；步骤二：在步骤一中制备出的单壁碳纳米管上修饰纳米金颗粒；操作方法如下：使用HCl溶液处理制备好的单壁碳纳米管基片；取出单壁碳纳米管基片，用氮气吹干；再将单壁碳纳米管基片置于HAuCl4中，取出后用水和乙醇冲洗；再重复用上述溶液处理一次；将处理完成的单壁碳纳米管基片用氮气吹干，置于氩气环境中热处理，以保证纳米金颗粒与单壁碳纳米管形成良好的固定接触；步骤三：制备碳管两端电极片；操作方法如下：将修饰好纳米金的单壁碳纳米管基片与金属掩模板重合放置；其中，所述金属掩模板上间隔预设有孔洞；使用真空蒸镀法将金膜镀到单壁碳纳米管基片表面，取下金属掩模板后，单壁碳纳米管基片上方孔处露出部分则镀上了一层金膜，纵向间隔处由于有金属格挡，形成一道狭缝，金膜电极片和狭缝便组成了单壁碳纳米管上修饰纳米金的杂化电极；筛选出单根单壁碳纳米管修饰上纳米金的电极。步骤四：通过探针台和电化学工作站测量出单根单壁碳纳米管修饰上纳米金的电极间的电导并记录；本专利技术一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，进一步的，所述步骤一中制备单壁碳纳米管的具体方法如下：将表面厚度为250nm-350nm的SiO2的Si基片手工裁成15mm×12mm的小片；用丙酮、乙醇和水进行超声清洗处理；以乙醇为碳源，Fe为催化剂，在Si基片表面生长出单壁碳纳米管。本专利技术一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，进一步的，所述步骤一中的生长温度为850℃-950℃。本专利技术一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，进一步的，所述步骤二中的处理时间为20min-40min；处理温度40℃-80℃。本专利技术一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，进一步的，所述步骤二中的HAuCl4的浓度为3mM-10mM，浸泡时间为20min-40min。本专利技术一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，进一步的，所述步骤二中的热处理温度280℃-350℃，处理时间10min-30min。本专利技术一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，进一步的，所述步骤三①中金属掩模板孔洞为方孔。本专利技术一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，进一步的，所述步骤三①中金属掩模板上，孔洞横向间隔0.2mm-0.4mm，纵向间隔0.03mm-0.05mm。本专利技术一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，进一步的，所述步骤三③中通对电极间的电导测试或者在扫描电子显微镜下观察来筛选电极。本专利技术的有益效果体现在：1，本专利技术提供一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，在单壁碳纳米管上原位生长单壁碳纳米管，然后通过浸泡的方法沉积上纳米金颗粒。无需对碳纳米管进行基片转移，也无需通过外加电场沉积或组装上纳米金颗粒，方法简单。结合纳米金比表面积大、吸附能力强、电子传导能力良好和单壁碳纳米管独特的电化学性能，构建出基于在单根单壁碳纳米管上沉积纳米金的调控信号的电化学单壁碳纳米管。2，本专利技术提供一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，以单壁碳纳米管为载体连接电极，由于碳纳米管自身具有一定导电能力，能灵敏地检测到纳米金颗粒大小的变化，进而通过自身电导的改变实现电信号转化，进一步提高了单壁碳纳米管的灵敏度和检测下限。检测生物分子具有灵敏度高、分析速度快、仪器简单、成本低、便携以及能实现原位实时检测等优点。3，可以通过单壁碳纳米管中探针分子的改变，适用于检测其他不同的目标分子，不需要用到荧光标记物及生物试剂盒等昂贵的试剂材料，具有普适性，更利于推广使用。4，本专利技术提供一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，构建了一根超长的单壁碳纳米管，因而可以实现器件的并联使用，对同一样品，可以同时检测多个不同的目标分子。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的主要目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。附图说明图1为本专利技术提供一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备流程图；图2为生物分子检测方法图；图3为电流图。具体实施方式本专利技术提供一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，具体操作步骤如下：步骤一：制备单壁碳纳米管；操作方法如下：将表面厚度为250nm-350nm的SiO2的Si基片手工裁成15mm×12mm的小片；用丙酮、乙醇和水进行超声清洗处理；以乙醇为碳源，Fe为催化剂，用Fast-heatingCVD法在Si基片表面生长出单壁碳纳米管，生长温度为850℃-950℃。步骤二：在步骤一中制备出的单壁碳纳米管上修饰纳米金颗粒；操作方法如下：使用1MHCl溶液处理制备好的单壁碳纳米管基片；处理时间为20min-40min；处理温度40℃-80℃。取出单壁碳纳米管基片，用氮气吹干；再将单壁碳纳米管基片置于HAuCl4中（乙醇和水体积比为1:1），取出后用水和乙醇冲洗；再重复用上述溶液处理一次；HAuCl4的浓度为3mM-10mM，浸泡时间为20min-40min。将处理完成的单壁碳纳米管基片用氮气吹干，置于氩气环境中热处理，以保证纳米金颗粒与单壁碳纳米管形成良好的固定接触。热处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：步骤一：制备单壁碳纳米管；步骤二：在步骤一中制备出的单壁碳纳米管上修饰纳米金；操作方法如下：

【技术特征摘要】
1.一种能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：步骤一：制备单壁碳纳米管；步骤二：在步骤一中制备出的单壁碳纳米管上修饰纳米金；操作方法如下：使用HCl溶液处理制备好的单壁碳纳米管基片；取出单壁碳纳米管基片，用氮气吹干；再将单壁碳纳米管基片置于HAuCl4中，取出后用水和乙醇冲洗；再重复用上述溶液处理一次；将处理完成的单壁碳纳米管基片用氮气吹干，置于氩气环境中热处理，以保证纳米金颗粒与单壁碳纳米管形成好的固定接触；步骤三：制备碳管两端电极片，操作方法如下：将修饰好纳米金的单壁碳纳米管基片与金属掩模板重合放置；其中，所述金属掩模板上间隔预设有孔洞；使用真空蒸镀法将金膜镀到单壁碳纳米管基片表面，取下金属掩模板后，单壁碳纳米管基片上方孔处露出部分则镀上了一层金膜，纵向间隔处由于有金属格挡，形成一道狭缝，金膜电极片和狭缝便组成了单壁碳纳米管上修饰纳米金的杂化电极；筛选出单根单壁碳纳米管修饰上纳米金的电极。2.步骤四：通过探针台和电化学工作站测量出单根单壁碳纳米管修饰上纳米金的电极间的电导并记录；如权利要求1所述的能利用其自生长条件电信号转换检测生物分子的单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述步骤一中制备单壁碳纳米管的具体方法如下：将表面厚度为250nm-550nm的SiO2的Si基片手工裁成15mm×12mm的小片；用丙酮、乙醇和水进行超声清洗处理；以乙醇为碳源，F...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘楠楠，余艺，董幼青，胡悦，黄少铭，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33