基于介電泳的SiO2納米線型結(jié)構(gòu)自組裝及其性質(zhì)研究.pdf

1、近年來,納米線在生物物質(zhì)和化學(xué)小分子檢測(cè)、生物傳感等領(lǐng)域扮演著重要的角色,因此,納米線越來越多的受到人們的關(guān)注,國(guó)內(nèi)外很多研究小組相繼展開了關(guān)于納米線的研究工作。本研究小組通過對(duì)介電泳操控技術(shù)的深入研究,成功實(shí)現(xiàn)了在微電極上精確可控自組裝SiO2納米線型結(jié)構(gòu)。但是,該方法在生物傳感領(lǐng)域應(yīng)用方面存在一定的局限性,通過在微流控芯片中精確可控自組裝SiO2納米線型結(jié)構(gòu)對(duì)于開展SiO2納米線結(jié)構(gòu)的生化傳感應(yīng)用研究具有非常重要的意義。因此,本文開

2、展了在微流控芯片體系中SiO2納米線性結(jié)構(gòu)自組裝的研究,通過對(duì)環(huán)境和電場(chǎng)條件的嚴(yán)格控制,實(shí)現(xiàn)了微流控芯片內(nèi)納米線型結(jié)構(gòu)精確可控和可逆的自組裝,并對(duì)自組裝的納米線型結(jié)構(gòu)在不同分散介質(zhì)中的穩(wěn)定性以及在不同溶液環(huán)境中該結(jié)構(gòu)的阻抗性質(zhì)進(jìn)行了考察。本研究主要工作包括以下兩個(gè)方面：
　　 ㈠基于介電泳的微流控芯片體系內(nèi)SiO2納米顆粒自組裝行為研究。在本研究小組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在微電極上精確可控自組裝SiO2納米線型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,開展了在微流控芯片

3、體系中SiO2納米線型結(jié)構(gòu)自組裝的研究工作。該研究以磷酸基團(tuán)修飾的SiO2熒光納米顆粒為材料,通過對(duì)環(huán)境和電場(chǎng)等影響因素的考察,成功地在微流控芯片體系中實(shí)現(xiàn)了可控自組裝SiO2納米線型結(jié)構(gòu)。其中考察的因素包括微流體流速、交流電頻率和電壓以及SiO2納米顆粒的分散介質(zhì)。該研究改進(jìn)了應(yīng)用介電泳技術(shù)在微電極上精確可控自組裝SiO2納米線型結(jié)構(gòu)方法,進(jìn)一步在微流控芯片體系中實(shí)現(xiàn)了SiO2納米線型結(jié)構(gòu)的自組裝,使其有望實(shí)現(xiàn)在生物傳感領(lǐng)域上的應(yīng)用。

4、
　　 ㈡基于介電泳自組裝的SiO2納米線型結(jié)構(gòu)性質(zhì)研究。在上一章研究的基礎(chǔ)上,對(duì)微流控芯片體系內(nèi)采用介電泳技術(shù)自組裝形成的SiO2納米線型結(jié)構(gòu)的性質(zhì)進(jìn)行了進(jìn)一步研究。該研究主要考察自組裝納米線型結(jié)構(gòu)在溶液中的穩(wěn)定性及阻抗性質(zhì),考察的因素包括溶液中的離子種類、離子強(qiáng)度及溶液的pH值。在離子種類因素的考察中,對(duì)SiO2納米線性結(jié)構(gòu)分別在NaCl溶液和水中的穩(wěn)定性及阻抗性質(zhì)進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示該線型結(jié)構(gòu)可以在NaCl溶液中穩(wěn)定存在并

5、且其阻抗值與在水中相比無(wú)明顯變化。再以NaCl溶液作為對(duì)照組,分別考察了在KCl、MgCl2及PBS三種溶液中納米線型結(jié)構(gòu)的性質(zhì)變化,結(jié)果顯示該納米線型結(jié)構(gòu)同樣可以穩(wěn)定的存在多種離子溶液中并基本上保持其性質(zhì)不變。而在離子強(qiáng)度因素的考察中,配制了一系列不同離子強(qiáng)度的NaCl溶液,研究發(fā)現(xiàn)該線性結(jié)構(gòu)可以穩(wěn)定的存在于一定的離子強(qiáng)度范圍,過高的離子強(qiáng)度會(huì)破壞其結(jié)構(gòu)。對(duì)于溶液pH值因素影響而言,該線型結(jié)構(gòu)阻抗值隨pH的增大而增大,表現(xiàn)出良好的pH