專利名稱：利用多層聚電解質(zhì)膜基底制備的磷脂雙層膜陣列及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膜生物物理學(xué)，具體涉及ー種利用多層聚電解質(zhì)膜基底制備的磷脂雙層膜陣列及其方法。
背景技術(shù)：
目前制備磷脂雙層膜陣列方法主要有機(jī)械刻畫法、微接觸印刷法、光刻法、微流控法等方法，其中光刻法具有操作簡單、可控性好等優(yōu)點。但目前光刻法所制備膜陣列的障礙物主要為光刻膠、氧化鋁等。這類方法在制備磷脂雙層膜陣列的過程中，所需的儀器昂貴、需要控制的因素較多，技術(shù)水平要求較高。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上不足之處，本發(fā)明提供ー種·利用多層聚電解質(zhì)膜基底制備的磷脂雙層膜陣列及其方法。這種雙層膜陣列具有良好流動性，以及形態(tài)的可控性，可廣泛應(yīng)用于研究細(xì)胞的粘附、帶電物質(zhì)在磷脂雙層膜中的2D電泳、高通量藥物篩選、膜蛋白的分離和功能結(jié)構(gòu)分析。本發(fā)明所采用的技術(shù)如下ー種利用多層聚電解質(zhì)膜基底制備磷脂雙層膜陣列的方法如下(I)、制備APTES自組裝單層膜將玻璃基底用無水こ醇和蒸餾水各超聲清洗5min-10min，用氮氣吹干后置于等離子清洗機(jī)中處理20s-30s ;將清洗干凈的基底放入3-氨丙基三こ氧基硅烷(APTES)和甲苯混合溶液中自組裝2-4小時，其體積比為
I 50-1 150，組裝結(jié)束后用甲苯清洗并氮氣吹干待用；(2)、層層組裝聚電解質(zhì)將聚(4-苯こ烯磺酸鈉)(PSS)和聚(ニ烯丙基ニ甲基氯化銨)O3DDA)分別配制成濃度為2mg/mL的水溶液，再加入NaCl，同時調(diào)節(jié)pH至1. 0-3. 0，使其所含的NaCl濃度為0. 5mol/L后待用；將用3-氨丙基三こ氧基硅烷(APTES)修飾的基底浸泡在配制好的聚(4-苯こ烯磺酸鈉)(PSS)溶液中10min-20min，取出用蒸餾水沖洗并用氮氣吹干，之后將其浸入配制好的聚(ニ烯丙基ニ甲基氯化銨)(H)DA)溶液中10min-20min,按上述步驟清洗后即得到ー個PSS/TODA聚電解質(zhì)雙層；(3)、修飾后玻璃表面的圖案化應(yīng)用深度紫外照射有掩膜覆蓋的基底進(jìn)行光刻，光源波長為254nm，照射時間為40min_300min，得到聚電解質(zhì)膜所構(gòu)成的圖案化的基底；(4)、磷脂泡囊溶液的制備將蛋黃卵磷脂(egg PC)溶于氯仿中，吸取適量的磷脂氯仿溶液用于制備泡囊，并用氮氣將氯仿吹干，再加入蒸餾水，經(jīng)渦旋振蕩配制成濃度為5mg/mL-10mg/mL磷脂膠束溶液,通過擠壓法制備成規(guī)格為50nm-200nm的泡囊,加水稀釋后與pH = 7磷酸鹽緩沖液等體積混合至濃度為0. 5mg/mL-lmg/mL ；(5)、磷脂雙層膜陣列的制備將圖案化的基底浸入磷脂泡囊溶液中，孵育lh_4h，即可得到流動性良好的磷脂雙層膜陣列。本發(fā)明還具有如下特征
1、重復(fù)以上所述的步驟(2)多次，可得到多個PSS/roDA聚電解質(zhì)雙層，即不同厚度的聚電解質(zhì)膜。2、以上所述的步驟(3)通過變換不同掩膜圖案，將修飾后的基底光刻成不同尺寸不同圖案的陣列，掩膜圖案為圓形、方形、三角形或多邊形。3、根據(jù)如上所述的ー種利用多層聚電解質(zhì)膜基底制備磷脂雙層膜陣列的方法制備的磷脂雙層膜陣列。本發(fā)明創(chuàng)新性地將層層組裝技術(shù)引入到圖案化基底的制備中，豐富和擴(kuò)展了磷脂雙層膜陣列的制備方法，具有操作簡單、反應(yīng)條件溫和、可控性好、穩(wěn)定性高和成本低等優(yōu)點，為膜生物物理學(xué)，界面化學(xué)，生物化學(xué)，仿生學(xué)和微納米技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)生物膜特性研究和應(yīng)用提供可靠的技術(shù)方法。


圖1為本發(fā)明的實施例組裝示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明作進(jìn)ー步的說明實施例1 :(I)、制備APTES自組裝單層膜將玻璃基底用無水こ醇和蒸餾水各超聲清洗5min,用氮氣吹干后置于等離子清洗機(jī)中處理20s ;將清洗干凈的基底放入3-氨丙基三こ氧基硅烷(APTES)和甲苯混合溶液中自組裝2h，其體積比為1: 50，組裝結(jié)束后用甲苯清洗并氮氣吹干待用；(2)、層層組裝聚電解質(zhì)將聚(4-苯こ烯磺酸鈉)(PSS)和聚(ニ烯丙基ニ甲基氯化銨)O3DDA)分別配制成濃度為2mg/mL的水溶液，再加入NaCl，使其所含的NaCl濃度為0. 5mol/L，并調(diào)節(jié)pH至1. 0待用；將用3-氨丙基三こ氧基硅烷(APTES)修飾的基底浸泡在配制好的聚(4-苯こ烯磺酸鈉)(PSS)溶液中l(wèi)Omin，取出用蒸餾水沖洗并用氮氣吹干，之后將其浸入配制好的聚(ニ烯丙基ニ甲基氯化銨)(TODA)溶液中l(wèi)Omin，按上述步驟清洗后即得到ー個PSSA3DDA聚電解質(zhì)雙層，再重復(fù)以上步驟一次，即可得到兩個PSSA3DDA聚電解質(zhì)雙層，厚度為5. 2±0. 8nm；(3)、修飾后玻璃表面的圖案化應(yīng)用深度紫外照射有“井”形掩膜覆蓋的基底進(jìn)行光刻，光源波長為254nm，照射時間為40min，刻成“井”形的陣列，即厚度為5. 2±0. 8nm的聚電解質(zhì)膜所構(gòu)成的圖案化的基底；(4)、磷脂泡囊溶液的制備將蛋黃卵磷脂(egg PC)溶于氯仿中，吸取適量的磷脂氯仿溶液用于制備泡囊，并用氮氣將氯仿吹干，再加入蒸餾水，經(jīng)渦旋振蕩配制成濃度為5mg/mL磷脂膠束溶液，通過擠壓法制備成規(guī)格為50nm的泡囊，加水稀釋后與pH = 7的磷酸鹽緩沖液(PBS)等體積混合至濃度為0. 5mg/mL ；(5)、磷脂雙層膜陣列的制備將圖案化的基底浸入磷脂泡囊溶液中，孵育lh，即可得到流動性良好的磷脂雙層膜陣列。實施例2 (1)、制備APTES自組裝單層膜將玻璃基底用無水こ醇和蒸餾水各超聲清洗lOmin，用氮氣吹干后置于等離子清洗機(jī)中處理30s ;將清洗干凈的基底放入3-氨丙基三こ氧基硅烷(APTES)和甲苯混合溶液中自組裝4h，其體積比為1: 150，組裝結(jié)束后用甲苯清洗并氮氣吹干待用；(2)、層層組裝聚電解質(zhì)將聚(4-苯こ烯磺酸鈉)(PSS)和聚(ニ烯丙基ニ甲基氯化銨)O3DDA)分別配制成濃度為2mg/mL的水溶液，再加入NaCl，使其所含的NaCl濃度為0. 5mol/L，并調(diào)節(jié)pH至3. O待用；將用3-氨丙基三こ氧基硅烷(APTES)修飾的基底浸泡在配制好的聚(4-苯こ烯磺酸鈉)(PSS)溶液中20min，取出用蒸餾水沖洗并用氮氣吹干，之后將其浸入配制好的聚(ニ烯丙基ニ甲基氯化銨)(TODA)溶液中20min，按上述步驟清洗后即得到ー個PSSA3DDA聚電解質(zhì)雙層，再重復(fù)以上步驟三次，即可得到四個PSSA3DDA聚電解質(zhì)雙層，厚度為10. 4±0. 8nm；(3)、修飾后玻璃表面的圖案化應(yīng)用深度紫外照射有“井”形掩膜覆蓋的基底進(jìn)行光刻，光源波長為254nm，照射時間為120min，刻成“井”形的陣列，即厚度為10. 4±0. 8nm的聚電解質(zhì)膜所構(gòu)成的圖案化的基底；(4)、磷脂泡囊溶液的制備將蛋黃卵磷脂(egg PC)溶于氯仿中，吸取適量的磷脂氯仿溶液用于制備泡囊，并用氮氣將氯仿吹干，再加入蒸餾水，經(jīng)渦旋振蕩配制成濃度為10mg/mL磷脂膠束溶液，通過擠壓法制備成規(guī)格為200nm的泡囊，加水稀釋后與pH = 7的磷酸鹽緩沖液(PBS)等體積混合至濃度為lmg/mL ；(5)、磷脂雙層膜陣列的制備將圖案化的基底浸入磷脂泡囊溶液中，孵育4h，即可得到流動性良好的磷脂雙層 膜陣列。實施例3 (I)、制備APTES自組裝單層膜將玻璃基底用無水こ醇和蒸餾水各超聲清洗lOmin，用氮氣吹干后置于等離子清洗機(jī)中處理30s ;將清洗干凈的基底放入3-氨丙基三こ氧基硅烷(APTES)和甲苯混合溶液中自組裝4h，其體積比為1: 150，組裝結(jié)束后用甲苯清洗并氮氣吹干待用；(2)、層層組裝聚電解質(zhì)將聚(4-苯こ烯磺酸鈉)(PSS)和聚(ニ烯丙基ニ甲基氯化銨)O3DDA)分別配制成濃度為2mg/mL的水溶液，再加入NaCl，使其所含的NaCl濃度為0. 5mol/L，并調(diào)節(jié)pH至3. O待用；將用3-氨丙基三こ氧基硅烷(APTES)修飾的基底浸泡在配制好的聚(4-苯こ烯磺酸鈉)(PSS)溶液中20min，取出用蒸餾水沖洗并用氮氣吹干，之后將其浸入配制好的聚(ニ烯丙基ニ甲基氯化銨)(TODA)溶液中20min，按上述步驟清洗后即得到ー個PSSA3DDA聚電解質(zhì)雙層，再重復(fù)以上步驟一次，即可得到兩個PSSA3DDA聚電解質(zhì)雙層，厚度為5. 2±0. 8nm；(3)、修飾后玻璃表面的圖案化應(yīng)用深度紫外照射有圓形掩膜覆蓋的基底進(jìn)行光刻，光源波長為254nm，照射時間為40min，刻成直徑為50微米的圓形陣列，即厚度為5. 2±0. 8nm的聚電解質(zhì)膜所構(gòu)成的圖案化的基底；(4)、磷脂泡囊溶液的制備將蛋黃卵磷脂(egg PC)溶于氯仿中，吸取適量的磷脂氯仿溶液用于制備泡囊，并用氮氣將氯仿吹干，再加入蒸餾水，經(jīng)渦旋振蕩配制成濃度為10mg/mL磷脂膠束溶液，通過擠壓法制備成規(guī)格為200nm的泡囊，加水稀釋后與pH = 7的磷酸鹽緩沖液(PBS)等體積混合至濃度為lmg/mL ；(5)、磷脂雙層膜陣列的制備將圖案化的基底浸入磷脂泡囊溶液中，孵育2h，SP可得到流動性良好的磷脂雙層膜陣列。實施例4 (I)、制備APTES自組裝單層膜將玻璃基底用無水こ醇和蒸餾水各超聲清洗lOmin，用氮氣吹干后置于等離子清洗機(jī)中處理30s ;將清洗干凈的基底放入3-氨丙基三こ氧基硅烷(APTES)和甲苯混合溶液中自組裝4h，其體積比為1: 150，組裝結(jié)束后用甲苯清洗并氮氣吹干待用；(2)、層層組裝聚電解質(zhì)將聚(4-苯こ烯磺酸鈉)(PSS)和聚(ニ烯丙基ニ甲基氯化銨)O3DDA)分別配制成濃度為2mg/mL的水溶液，再加入NaCl，使其所含的NaCl濃度為0. 5mol/L，并調(diào)節(jié)pH至3. O待用；將用3-氨丙基三こ氧基硅烷(APTES)修飾的基底浸泡在配制好的聚(4-苯こ烯磺酸鈉)(PSS)溶液中20min，取出用蒸餾水沖洗并用氮氣吹干，之后將其浸入配制好的聚(ニ烯丙基ニ甲基氯化銨)(TODA)溶液中20min，按上述步驟清洗后即得到ー個PSSA3DDA聚電解質(zhì)雙層，再重復(fù)以上步驟三次，即可得到四個PSSA3DDA聚電解質(zhì)雙層，厚度為10.4±0. 8nm；(3)、修飾后玻璃表面的圖案化應(yīng)用深度紫外照射有三角形掩膜覆蓋的基底進(jìn)行光刻，光源波長為254nm，照射時間為120min，刻成邊長為100微米的三角形的陣列，即厚度為10. 4±0. 8nm的聚電解質(zhì)膜所構(gòu)成的圖案化的基底；(4)、磷脂泡囊溶液的制備將蛋黃卵磷脂(egg PC)溶于氯仿中，吸取適量的磷脂氯仿溶液用于制備泡囊，并用氮氣將氯仿吹干，再加入蒸餾水，經(jīng)渦旋振蕩配制成濃度為10mg/mL磷脂膠束溶液，通過擠壓法制備成規(guī)格為200nm的泡囊，加水稀釋后與pH = 7的磷酸鹽緩沖液(PBS)等體積混合至濃度為lmg/mL ；(5)、磷脂雙 層膜陣列的制備將圖案化的基底浸入磷脂泡囊溶液中，孵育3h，SP可得到流動性良好的磷脂雙層膜陣列。本發(fā)明利用圖案化的聚電解質(zhì)基底，成功制備出磷脂雙層膜陣列，并且這種雙層膜陣列具有良好流動性，以及形態(tài)的可控性，可廣泛應(yīng)用于研究細(xì)胞的粘附、帶電物質(zhì)在磷脂雙層膜中的2D電泳、高通量藥物篩選、膜蛋白的分離和功能結(jié)構(gòu)分析。本發(fā)明能夠在細(xì)胞生物學(xué)、生物物理學(xué)、界面化學(xué)、生物化學(xué)、仿生學(xué)和微納米技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)生物膜特性和細(xì)胞模擬等研究和應(yīng)用方面提供技術(shù)支持。
權(quán)利要求
1.一種利用多層聚電解質(zhì)膜基底制備磷脂雙層膜陣列的方法，其特征在于，方法如下(1)、制備APTES自組裝單層膜將玻璃基底用無水乙醇和蒸餾水各超聲清洗5min-10min，用氮氣吹干后置于等離子清洗機(jī)中處理20s-30s ;將清洗干凈的基底放入3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和甲苯混合溶液中自組裝2-4小時，其體積比為I 50-1 150，組裝結(jié)束后用甲苯清洗并氮氣吹干待用；(2)、層層組裝聚電解質(zhì)將聚(4-苯乙烯磺酸鈉)(PSS)和聚(二烯丙基二甲基氯化銨)(TODA)分別配制成濃度為2mg/mL的水溶液，再加入NaCl，同時調(diào)節(jié)pH至1. 0-3. 0，使其所含的NaCl濃度為O. 5mol/L后待用；將用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修飾的基底浸泡在配制好的聚(4-苯乙烯磺酸鈉)(PSS)溶液中10min-20min,取出用蒸懼水沖洗并用氮氣吹干，之后將其浸入配制好的聚(二烯丙基二甲基氯化銨)(TODA)溶液中10min-20min，按上述步驟清洗后即得到一個PSS/TODA聚電解質(zhì)雙層；(3)、修飾后玻璃表面的圖案化應(yīng)用深度紫外照射有掩膜覆蓋的基底進(jìn)行圖案光刻，光源波長為254nm，照射時間為40min_300min，得到聚電解質(zhì)膜所構(gòu)成的圖案化的基底；(4)、磷脂泡囊溶液的制備將蛋黃卵磷脂(eggPC)溶于氯仿中，吸取適量的磷脂氯仿溶液用于制備泡囊，并用氮氣將氯仿吹干，再加入蒸餾水，經(jīng)渦旋振蕩配制成濃度為5mg/mL-10mg/mL磷脂膠束溶液，通過擠壓法制備成規(guī)格為50nm-200nm的泡囊，加水稀釋后與pH=7磷酸鹽緩沖液等體積混合至濃度為O. 5mg/mL-lmg/mL ；(5)、磷脂雙層膜陣列的制備將圖案化的基底浸入磷脂泡囊溶液中，孵育lh-4h，即得到流動性良好的磷脂雙層膜陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用多層聚電解質(zhì)膜基底制備磷脂雙層膜陣列的方法，其特征在于重復(fù)所述的步驟(2)多次，能夠得到多個PSS/TODA聚電解質(zhì)雙層，即不同厚度的聚電解質(zhì)膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用多層聚電解質(zhì)膜基底制備磷脂雙層膜陣列的方法，其特征在于所述的步驟(3)通過變換不同掩膜圖案，將修飾后的基底光刻成不同尺寸不同圖案的陣列，掩膜圖案為圓形、方形、三角形或多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種利用多層聚電解質(zhì)膜基底制備磷脂雙層膜陣列的方法制備的磷脂雙層膜陣列。
全文摘要
一種利用多層聚電解質(zhì)膜基底制備的磷脂雙層膜陣列及其方法，利用靜電層層自組裝技術(shù)在3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修飾的硅基底上制備聚電解質(zhì)聚(4-苯乙烯磺酸鈉)(PSS)和聚(二烯丙基二甲基氯化銨)(PDDA)多層膜，采用光刻技術(shù)對修飾后的基底進(jìn)行圖案化，制備聚電解質(zhì)的不同類型的陣列，然后在陣列底制備磷脂雙層膜，從而實現(xiàn)了磷脂雙層膜陣列的制備。本方法將層層組裝技術(shù)引入到圖案化基底的制備中，豐富和擴(kuò)展了磷脂雙層膜陣列的制備方法，具有操作簡單、反應(yīng)條件溫和、可控性好、穩(wěn)定性高和成本低等優(yōu)點，為膜生物物理學(xué)，界面化學(xué)，生物化學(xué)，仿生學(xué)和微納米技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)生物膜特性研究和應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)。
文檔編號C03C17/28GK103030305SQ20121059204
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者韓曉軍, 張迎, 齊國棟 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)