一种氧化铝纳米通道薄膜及其制备方法、应用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及特异性识别分析技术，尤其涉及一种氧化铝纳米通道薄膜及其制备方法、应用方法。
【背景技术】
[0002]生物体细胞膜上的离子通道为生物体生命活动的正常进行发挥着重大作用，其特殊的结构和功能引起了国内外研宄者的关注，受生物离子通道的启发，将生物离子通道独特性质复制到人工纳米器件中，制备出不同形貌和功能的人工纳米通道，并且所述人工纳米通道在离子特异性响应与检测等领域表现出了一定的应用空间，但这些都仅能对单一金属离子进行特异性响应与检测，不能满足实际应用中的复杂溶液体系中对多种金属离子的响应与检测需求。
【发明内容】
[0003]为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供了一种氧化铝纳米通道薄膜及其制备方法、应用方法，能够对汞离子、银离子进行特异性识别。
[0004]本发明实施例的技术方案是这样实现的:本发明实施例提供了一种氧化铝纳米通道薄膜的应用方法，所述方法包括:
[0005]步骤一:采用皮安计法确定修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜对应的第一电流；
[0006]步骤二:将所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜浸于含有汞离子Hg2+和/或银离子Ag +的溶液中预设时间后，取出所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜；
[0007]步骤三:采用皮安计法确定步骤二处理后的所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜对应的第二电流；
[0008]步骤四:根据所述第一电流和第二电流，确定所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜能否对汞离子Hg2+、银离子Ag+进行特异性识别。
[0009]上述方案中，所述方法还包括:
[0010]确定第一溶液，所述第一溶液中含有汞离子Hg2+;所述第一溶液的pH值为5.0-9.0 ;
[0011]确定第二溶液，所述第二溶液中含有银离子Ag+;所述第二溶液的pH值为5.0-9.0 ;
[0012]将第一个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜、和第二个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜各自浸于第一溶液和第二溶液中预设时间后，取出第一个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜和第二个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜；
[0013]采用皮安计法确定第一个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜对应的第三电流、和第二个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜对应的第四电流；
[0014]将所述第一溶液和第二溶液中的pH值均调为5以下；
[0015]将清洗后的第一个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜、和第二个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜各自浸于PH值调整后的所述第一溶液和第二溶液中预设时间后，取出第一个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜和第二个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜；
[0016]采用皮安计法确定第一个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜对应的第五电流、和第二个所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜对应的第六电流；
[0017]根据所述第三电流、第四电流、第五电流和第六电流，区分所述第一溶液和第二溶液。
[0018]上述方案中，所述步骤一包括:
[0019]将修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜置于双电极电解槽的两个槽体中间的连通处，以将两个槽体中的电解液隔离；
[0020]采用皮安计法确定一槽体电解液中的离子经所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜后进入另一槽体时所形成的第一电流；
[0021 ] 对应地，所述步骤三包括:
[0022]将步骤二处理后的所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜置于所述双电极电解槽的两个槽体中间的连通处，以将两个槽体中的电解液隔离；
[0023]采用皮安计法确定一槽体电解液中的离子经所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜后进入另一槽体时所形成的第二电流。
[0024]上述方案中，当所述第一电流大于所述第二电流时，确定所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜能对汞离子Hg2+和/或银离子Ag +进行特异性识别；所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜能够对浓度范围在InM-1OmM的汞离子或银离子进行特异性识别。
[0025]上述方案中，在所述氧化铝纳米通道薄膜上修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸得到所述修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜，包括:
[0026]步骤一:将所述氧化铝纳米通道薄膜浸于煮沸的双氧水中30-60分钟后，清洗并干燥；
[0027]步骤二:将步骤一处理后的所述氧化铝纳米通道薄膜浸于质量百分含量为5%-10%的3-氨丙基三甲氧硅烷丙酮溶液中2-10小时后，用丙酮清洗，并干燥丙酮清洗后的所述氧化铝纳米通道薄膜；
[0028]步骤三:将步骤二处理后的所述氧化铝纳米通道薄膜浸于质量百分含量为10% -25%的戊二醛溶液中10小时以上后，清洗并干燥；
[0029]步骤四:将步骤三处理后的所述氧化铝纳米通道薄膜浸于10 μ M的脱氧核糖核酸三羟甲基氨基甲烷缓冲液中12小时以上后，清洗，得到修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜；。
[0030]其中，所述脱氧核糖核酸三羟甲基氨基甲烷缓冲液为:
[0031]1mM的脱氧核糖核酸溶液、500mM的氯化钠溶液、ImM的氯化镁溶液的混合溶液；其中，所述混合溶液的PH值为7.0-8.0o
[0032]本发明实施例还提供了一种氧化铝纳米通道薄膜的制备方法，所述方法包括:
[0033]对铝片进行第一次阳极氧化，在所述铝片的表面形成氧化膜；
[0034]去除所述铝片表面的氧化膜，并对所述铝片依次进行第二次阳极氧化、扩孔及第三次阳极氧化形成新的氧化膜；
[0035]将所述新的氧化膜与所述铝片进行剥离，并去除剥离的新的氧化膜的阻挡层得到氧化铝纳米通道薄膜。
[0036]上述方案中，所述对铝片进行第一次阳极氧化包括:
[0037]将所述铝片浸于多元酸电解液中，在温度为0-10°C的条件下，进行第一次阳极氧化1-2小时；
[0038]对应地，所述去除所述铝片表面的氧化膜，包括:
[0039]在温度为60?100°C的条件下，将表面形成有氧化膜的所述铝片浸于质量百分含量为6%的磷酸和质量百分含量为1.8%的铬酸的混合液中1-2小时，去除所述铝片表面的氧化膜。
[0040]上述方案中，所述对所述铝片依次进行第二次阳极氧化、扩孔及第三次阳极氧化形成新的氧化膜，包括:
[0041]将去除氧化膜的铝片浸于多元酸电解液中，在温度为0-10°C的条件下，进行第二次阳极氧化6-10小时；将第二次阳极氧化后的所述铝片浸于质量百分含量为5%的磷酸中20-40分钟进行扩孔，且在温度为0-10°C的条件下，进行第三次阳极氧化2-6小时，以在所述铝片上形成新的氧化膜。
[0042]上述方案中，所述去除剥离的新的氧化膜的阻挡层，包括:
[0043]将新的氧化膜浸于质量百分含量为5% -15%的磷酸中5-10分钟，去除所述新的氧化膜的阻挡层。
[0044]本发明实施例还提供了一种氧化铝纳米通道薄膜，所述氧化铝纳米通道薄膜的孔道形状为漏斗型；
[0045]所述漏斗型的氧化铝纳米通道薄膜的大孔孔径为25-80nm，小孔孔径为10_35nm ;所述漏斗型的氧化铝纳米通道薄膜的厚度为30 μπι-80 μπι。
[0046]采用本发明实施例制备出的氧化铝纳米通道薄膜为环境友好型材料，而且，本发明实施例氧化铝纳米通道薄膜性能优异，制备工艺简单，因此，在人工纳米通道的应用中具有很大的潜在价值。
【附图说明】
[0047]图1为本发明实施例氧化铝纳米通道薄膜的制备方法的实现流程示意图；
[0048]图2为本发明实施例氧化铝纳米通道薄膜的制备方法的示意图；
[0049]图3为在实施例一所述的氧化铝纳米通道薄膜上修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的实现流程示意图；
[0050]图4为本发明实施例氧化铝纳米通道薄膜的应用方法的实现流程示意图；
[0051]图5为本发明实施例修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜对汞离子和银离子的检测机理示意图；
[0052]图6为本发明实施例扫描电镜对比图；
[0053]图7为本发明实施例皮安计测量氧化铝纳米通道薄膜时所用的双电极电解槽的结构示意图；
[0054]图8为本发明实施例修饰含有胞嘧啶和胸腺嘧啶的单链脱氧