一种两亲性分子层的制备方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种快速制备两亲性分子层的制备方法及制备装置，包括步骤：S1提供用于制备多个两亲性分子层的制备装置，制备装置内设有多个微孔，以及能够使得溶液流向微孔的流道，制备装置内还包括电极层，使得流向微孔内的溶液可以与电极层相接触；S2向流道内加入第一极性溶液，使得第一极性溶液进入至少一个微孔，并与电极层相接触；S3依次向流道内加入膜溶液和第二极性溶液，使得膜溶液在流道内形成弯月面；S4向流道内加入第二极性溶液，使得第二极性溶液推动膜溶液移动并流经第一极性溶液与电极层相接触的至少一个微孔，膜溶液中的两亲性分子在相应的微孔上形成两亲性分子层。本发明专利技术提供的方法操作简单、安全，所选用的制备装置生产成本低。备装置生产成本低。备装置生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种两亲性分子层的制备方法及装置


[0001]本专利技术涉及两亲性分子膜领域，具体涉及一种用于快速形成多个两亲性分子层的制备方法以及制备装置。

技术介绍

[0002]纳米孔蛋白需要在一个磷脂或是高分子形成的薄膜，如两亲性分子层(也即两亲性分子膜)上实现稳定得嵌入才可以使待检测的DNA序列通过，以达到检测DNA序列的目的。然而，目前的一些用于制备两亲性分子层的制备方法(即成膜方法)和装置在应用上仍存在一些问题。
[0003]现有的成膜方法主要有折叠双层形成法(Montal&Mueller的方法)，浸尖法，涂布法，膜片钳法和油包水微滴界面法等等。以上方法如折叠双层法、浸尖法、涂布双层法等，往往初次所形成的膜较厚，需要进行薄化处理，例如通过有机溶剂挥发，或通过物理涂抹铺展，或通过空气气压挤压等。薄化处理对于膜厚的控制十分重要，但是操作过程复杂，且薄化步骤难以控制(例如，难以保证物理涂抹过程中能够均匀铺展)。同时，现有的成膜方法通常都涉及到对制备装置的预处理，如氟等离子体处理，硅烷化处理等等，这些预处理操作都需要用的高危化学品，并需要在建设成本高昂，维护费用高昂的实验室内进行。对操作人员的生命安全和周围环境存在潜在威胁。此外，预处理还需要对所使用到的涂料用量进行精确计算，涂料过多过少都会影响试验效果。而两亲性分子膜的制备装置通常都是小型芯片，其内部结构(如微孔等)尺寸微小，因此所选的涂料用量也非常少，在微小的结构上涂抹极少量的涂料在操作上并不简单，因此，在涂抹过程中也难以避免出现涂抹过多、过少的问题。
[0004]例如，如申请号为201480056839.5的中国专利技术专利，该专利技术公开了一种用于生物芯片，且该专利技术还公开了该生物芯片的成膜方法，成膜方法包括步骤：将包含脂质分子(也即两亲性分子)的液体加入芯片表面，然后通过气泡隔开所述液体，使得脂质分子分布在芯片表面上，并且通过气泡使得脂质变薄。但是气泡生成往往需要手动操作控制(如通过移液枪制备出气泡)，这个过程难以进行自动化控制，因为手动操作难以控制气泡的大小，且难以保证气泡的形态稳定，因此该方法的重复性也较差。并且也该方法也需要进行预处理。
[0005]再例如，申请号为CN200880126160.3的中国专利技术，该专利技术公开了一种形成分隔两个体积的水溶液的层的方法，该方法通过使包含两亲性分子的水溶液流过主体以覆盖凹槽(也即微孔)，使得水溶液可以跨越凹槽形成两亲性分子，虽然使得水溶液流过凹槽以形成两亲性分子这一技术容易实现，但是所制备的膜较厚，需要后续进行薄化处理，且该方法也涉及到预处理步骤。

技术实现思路

[0006]为了部分地解决或部分缓解上述技术问题，本专利技术第一方面在于，提出了一种两亲性分子层的制备方法，一种两亲性分子层的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1提供用于制备多个两亲性分子层的制备装置，所述制备装置内设有多个微孔，以及能够使得溶液流向所述微孔的流道，所述制备装置内还包括电极层，使得流向所述微孔内的溶液可以与所述电极层相接触，其中，所述流道的横截面呈方形或类方形设置；
[0008]S2向所述流道内加入第一极性溶液，使得所述第一极性溶液进入至少一个所述微孔，并与所述电极层相接触；
[0009]S3依次向所述流道内加入膜溶液和第二极性溶液，使得所述膜溶液在所述流道内形成弯月面；
[0010]S4基于预设的注入速度向所述流道内加入所述第二极性溶液，使得所述第二极性溶液推动所述膜溶液移动并流经所述第一极性溶液与所述电极层相接触的至少一个微孔，所述膜溶液中的两亲性分子在相应的所述微孔上形成两亲性分子层；
[0011]其中，所述流道内表面的接触角为大约65
°‑
大约120
°
。
[0012]在一些实施例中，在所述S2之前，还包括步骤：对至少一个所述微孔进行润湿处理；
[0013]在一些实施例中，在所述S2中包括步骤：向所述流道内加入第一极性溶液之后，对所述制备装置进行超声处理。
[0014]在一些实施例中，所述润湿处理包括：电润湿处理。
[0015]在一些实施例中，所述润湿处理包括：液体润湿处理。
[0016]在一些实施例中，所述膜溶液包括：非极性溶液，以及两亲性分子。
[0017]在一些实施例中，所述两亲性分子可选地包括：磷脂，或高分子，或磷脂和高分子的混合物。
[0018]在一些实施例中，所述非极性溶液可选地包括：烷烃类有机溶剂。
[0019]在一些实施例中，所述第一极性溶液包括：电解质，和/或聚电解质。
[0020]在一些实施例中，所述第一极性溶液包括：氧化还原对，和/或可以被部分氧化或还原以提供氧化还原对的氧化还原对的组合。
[0021]在一些实施例中，所述第一极性溶液包括：交联的琼脂糖凝胶，和/或交联的海藻酸钠凝胶。
[0022]在一些实施例中，所述第一极性溶液包括：用于调节pH的缓冲剂。
[0023]在一些实施例中，所述第二极性溶液包括：电解质，和/或聚电解质。
[0024]在一些实施例中，所述第二极性溶液包括：氧化还原对，和/或可以被部分氧化或还原以提供氧化还原对的氧化还原对的组合。
[0025]在一些实施例中，所述第二极性溶液包括：交联的琼脂糖凝胶，和/或交联的海藻酸钠凝胶。
[0026]在一些实施例中，所述第二极性溶液包括：用于调节pH的缓冲剂。
[0027]在一些实施例中，所述制备装置上还设有公用电极，所述公用电极与所述第二极性溶液相接触，相应地，所述方法还包括步骤：
[0028]通过所述电极层和所述公用电极向所述第一极性溶液和第二极性溶液通电，将纳米孔蛋白插入所述两亲性分子层中。
[0029]在一些实施例中，在步骤S 3中，所述第二极性溶液的注入速度为大约 10μL/min到大约50μL/min；
[0030]在一些实施例中，在步骤S4中，所述第二极性溶液的注入速度为大约 200μL/min到大约500μL/min。
[0031]在一些实施例中，所述流道的内表面材料为聚甲醛。
[0032]本专利技术第二方面在于，还提供了一种两亲性分子层的制备装置，所述制备装置内设置有多个微孔，以及能够使得溶液流向所述微孔内的流道，所述装置内还设置有电极层，使得流向所述微孔内的溶液能够与所述电极层相接触，其中，所述流道的横截面呈方形或类方形设置，所述流道的内表面材料可选地为聚甲醛。
[0033]在一些实施例中，相邻所述微孔的间距大于大约0.4mm。有益技术效果：
[0034]本专利技术提供了一种用于快速制备多个两亲性分子层(即两亲性分子膜，也简称“膜”)的制备方法(也即成膜方法)与制备装置。与现有技术不同的是，本专利技术的制备方法提出了一种新的成膜方法，即使得膜溶液在流道内形成弯月面，并通过极性溶液推动弯月面，从而使得弯月面能够在流道内移动并经过微孔，然后在相应的微孔上形成两亲性分子层(膜)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两亲性分子层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1提供用于制备多个两亲性分子层的制备装置，所述制备装置内设有多个微孔，以及能够使得溶液流向所述微孔的流道，所述制备装置内还包括电极层，使得流向所述微孔内的溶液可以与所述电极层相接触，其中，所述流道的横截面呈方形或类方形设置；S2向所述流道内加入第一极性溶液，使得所述第一极性溶液进入至少一个所述微孔，并与所述电极层相接触；S3依次向所述流道内加入膜溶液和第二极性溶液，使得所述膜溶液在所述流道内形成弯月面；S4基于预设的注入速度向所述流道内加入所述第二极性溶液，使得所述第二极性溶液推动所述膜溶液移动并流经所述第一极性溶液与所述电极层相接触的至少一个微孔，所述膜溶液中的两亲性分子在相应的所述微孔上形成两亲性分子层；其中，所述流道内表面的接触角为大约65
°‑
大约120
°
。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述S2之前，还包括步骤：对至少一个所述微孔进行润湿处理；或，在所述S2中包括步骤：向所述流道内加入第一极性溶液之后，对所述制备装置进行超声处理。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述润湿处理包括：电润湿处理，和/或液体润湿处理。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述膜溶液包括：非极性溶液，以及两亲性分子，其中，所述两亲性分子可选地包括：磷脂，或高分子，或磷脂和高分子的混合物，所述非极性溶液可选地包括：烷烃类有机溶剂。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一极性溶液包括：电解质，和/或聚电解质；和/或，所述第一极性溶液包括：氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秉达，
申请(专利权)人：广州孔确基因科技有限公司，
类型：发明
国别省市：