一种氧化铝纳米通道薄膜及其制备方法、应用方法_2

文档序号:8394956阅读:来源:国知局
核糖核酸的氧化铝纳米通道薄膜对汞离子和银离子特异性检测的1-V曲线图;
[0055]图9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于不同浓度的汞离子和银离子特异性检测的1-V曲线图;
[0056]图10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具有专一性的验证示意图;
[0057]图11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Hg2+与Ag +的检测方法的稳定性的验证示意图。
【具体实施方式】
[0058]为了能够更加详尽地了解本发明的特点与技术内容,下面结合附图对本发明的实现进行详细阐述,所附附图仅供参考说明之用,并非用来限定本发明。
[0059]众所周知,汞离子与银离子是环境中高毒重金属污染物;其中,汞离子是非常稳定的二价金属离子,它可以通过饮水和食物等途径被人体摄取,而对人的大脑产生永久性的损伤;银离子是高毒性的一价金属离子,它能对生物体造成巨大的伤害。因此,研宄发展高灵敏度与高选择性的汞离子与银离子特异性检测方法是项重要任务。众所周知,DNA的结构和性能对重金属离子的影响非常灵敏,因此,利用DNA与金属离子的特异性相互作用设计具有高选择性、高灵敏度的重金属分析检测方法具有很大的价值与意义,下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。
[0060]实施例一
[0061]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,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;如图1、图2所示,所述方法包括:
[0062]步骤101: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;
[0063]上述方案中,步骤101之前,所述方法还包括:
[0064]将铝片进行超声清洗;
[0065]对超声清洗后的所述铝片进行抛光处理;
[0066]选用高纯水对抛光后的所述铝片进行清洗。
[0067]其中,所述超声清洗为:将铝片依次在洗涤剂、丙酮、无水乙醇中进行超声清洗;
[0068]所述抛光为:将清洗后的所述铝片在体积比为1:4的高氯酸和无水乙醇的混合液中、且在温度为0-5°C的条件下抛光5-10分钟;其中,抛光电压为15-22V ;所述高氯酸为质量百分含量为70%的尚氯酸;
[0069]所述高纯水为化学纯度极高、且杂质含量小于0.lmg/L的水。
[0070]上述方案中,所述对铝片进行第一次阳极氧化包括:
[0071]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,进行第一阳极氧化1-2小时;
[0072]这里,所述多元酸电解液包括:0.2-0.5mol/L硫酸、0.1-0.5mol/L草酸或0.3-1.0mol/L 磷酸;
[0073]本发明实施例中,在进行第一次阳极氧化时,选用不同多元酸作为电解液所对应的阳极氧化的电压不同;具体地,
[0074]当电解液为0.2-0.5mol/L硫酸,此时,对铝片进行第一次阳极氧化时的电压为18-25V ;
[0075]当电解液为0.1-0.5mol/L草酸,此时,对铝片进行第一次阳极氧化时的电压为30-60V ;
[0076]当电解液为0.3-1.0mol/L磷酸,此时,对铝片进行第一次阳极氧化时的电压为100-130V ;
[0077]上述方案中,所述第一次阳极氧化的步骤中,作为阴极的材料为不锈钢板或铂片。
[0078]这里,本实施例中所述铝片为高纯度铝片,即纯度在99%以上的铝片。
[0079]步骤102: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;
[0080]上述方案中,所述去除所述铝片表面的氧化膜包括:
[0081]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。
[0082]上述方案中,去除所述铝片表面的氧化膜后,且对所述铝片进行第二次阳极氧化形成新的氧化膜之前,所述方法还包括:
[0083]采用高纯水对已去除氧化膜的所述铝片进行清洗。
[0084]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:
[0085]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。
[0086]这里,对所述铝片进行第二次阳极氧化时选用的电压与对所述铝片进行第一次阳极氧化时所选用的电压相同,对所述铝片进行第三次阳极氧化时选用的电压与对所述铝片进行第一次阳极氧化时所选用的电压也相同,即当电解液为0.2-0.5mol/L硫酸时,对铝片进行第二次阳极氧化或第三次阳极氧化时的电压为18-25V ;当电解液为0.1-0.5mol/L草酸时,对铝片进行第二次阳极氧化或第三次阳极氧化时的电压为30-60V;当电解液为0.3-1.0mol/L磷酸时,对铝片进行第二次阳极氧化或第三次阳极氧化时的电压为100-130V。
[0087]上述方案中,所述第二次阳极氧化和第三次阳极氧化的过程中,阴极的材料为不锈钢板或铂片。
[0088]步骤103: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。
[0089]上述方案中,所述将所述新的氧化膜与所述铝片进行剥离包括:
[0090]选用氯化物饱和水溶液将所述新的氧化膜与所述铝片剥离。
[0091 ] 其中,所述氯化物饱和水溶液包括:氯化亚铜和盐酸混合后的饱和水溶液、或氯化亚锡饱和水溶液。
[0092]上述方案中,所述去除剥离的新的氧化膜的阻挡层,包括:
[0093]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。
[0094]本发明实施例还提供了一种实施例一所述方法制备得到的氧化铝纳米通道薄膜,其中,所述氧化铝纳米通道薄膜的孔道形状为漏斗型;
[0095]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 ;
[0096]所述漏斗型的氧化铝纳米通道薄膜的厚度为30 μπι-80 μπι。
[0097]本发明实施例在制备所述氧化铝纳米通道薄膜的过程中,若选用的电解液仅为硫酸,则所述漏斗型的氧化铝纳米通道薄膜的大孔孔径为25-40nm,小孔孔径为10_20nm ;
[0098]若选用的电解液仅为草酸,则所述漏斗型的氧化铝纳米通道薄膜的大孔孔径为35-60nm,小孔孔径为 20_35nm ;
[0099]若选用的电解液仅为磷酸,则所述漏斗型的氧化铝纳米通道薄膜的大孔孔径为60-80nm,小孔孔径为 35_45nm。
[0100]实施例二
[0101]本发明实施例还提供了一种实施例一所述的氧化铝纳米通道薄膜的应用方法,在应用实施例一所述的氧化铝纳米通道薄膜之前,需要对所述氧化铝纳米通道薄膜进行修饰,即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,进而采用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Hg2+、银离子Ag+进行特异性识别。
[0102]首先,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,如图3所示,步骤包括:
[0103]步骤301: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;
[0104]这里,由于将所述氧化铝纳米通道薄膜浸于煮沸的双氧水(H2O2)中,如此,在所述氧化铝纳米通道薄膜的表面形成羟基,使所述氧化铝纳米通道薄膜的表面被氨基化。
[0105]上述方案中,所述清洗并干燥的步骤包括:
[0106]采用高纯水对所述氧化铝纳米通道薄膜进行清洗,并用氮气吹干所述氧化铝纳米通道薄膜。
[0107]步骤302:将步骤301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(APS)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;
[0108]这里,所述干燥丙酮清洗后的所述氧化铝纳米通道薄膜为:
[0109]将丙酮清洗后的所述氧化铝纳米通道薄膜置于温度为120°C的烘箱中0.5-2h ;
[0110]这里,所述用丙酮清洗的目的是去除所述氧化铝纳米通道薄膜表面的APS丙酮溶液。
[0111]步骤303:将步骤302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;
[0112]上述方案中,所述清洗并干燥的步骤包括:
[0113]采用高纯水对所述氧化铝纳米通道薄膜进行清洗,并用氮气吹干所述氧化铝纳米通道薄膜。
[0114]步骤304:将步骤303处理后的所述氧化铝纳米通道薄膜浸于10 μM的脱氧核糖核酸(D
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