[发明专利]固载化DNA引导基片表面纳米二氧化钛薄膜生长的制备方法

说明书

技术领域

本专利涉及一种纳米二氧化钛薄膜的制备方法。

背景技术

二氧化钛作为一种重要的半导体材料，具有光催化活性高、化学性质稳定、折射率高等特性，因而在光催化、涂料、及光电子器件等领域有着十分广泛的应用。目前常用的制备二氧化钛薄膜的方法主要有溅射技术，化学气相沉积技术，电沉积法以及最近被广泛应用的溶胶-凝胶技术。这些制备方法都有各自的缺点，比如设备复杂，基片温度高，与基片结合不牢，制备后需要高温煅烧等。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种固载化DNA引导基片表面纳米二氧化钛薄膜生长的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种固载化DNA引导基片表面纳米二氧化钛薄膜生长的制备方法，包括下述步骤：

(1)基片清洗干燥；

(2)基片表面DNA分子固载化：

①将清洗干燥后的基片放入体积百分比为0.5％-10％的氨基硅烷的有机溶剂溶液中在15～50℃浸泡处理30～180分钟，使其表面形成氨基硅烷的自组装膜层，将处理后的基片取出，用环己烷清洗或依次用环己烷、水清洗或依次用甲醇、水清洗或依次用环己烷、乙醇清洗，晾干或用空气吹干或用氮气吹干，并在温度为80～120℃的环境下真空干燥30～90分钟；

②将经步骤①处理的基片用体积百分比为1％～3％的戊二醛水溶液在室温下浸泡0.5～1.5小时，取出，用蒸馏水洗涤后晾干或吹干；

③选取碱基数为12-35的寡聚脱氧核糖核苷酸分子，将其一端进行氨基修饰，配成含有5～10μM的寡聚脱氧核糖核苷酸的缓冲溶液；

④将经步骤②处理的基片浸入步骤③配制的溶液中在4℃～30℃，浸泡3-18小时，取出清洗、晾干；

(3)纳米二氧化钛薄膜的沉积生长：将经步骤(2)处理的基片浸入含有盐酸的2～20mMTiCl₄的水溶液中，所述盐酸的浓度为0.001～1M，在15～80℃浸泡3小时～72小时或浸入2～10mM钛酸丁酯的乙醇溶液中，在15～90℃浸泡1小时～72小时或浸入2～10mM钛酸异丙酯的乙醇溶液中，在15～90℃浸泡1小时～72小时进行纳米二氧化钛薄膜的沉积。

所述基片为单晶硅片、玻璃片、陶瓷片、功能塑料片、表面有金镀层的玻璃片或氧化铝片。

所述步骤(1)的清洗步骤为：将基片用水洗涤或依次用乙醇、水洗涤或依次用氯仿、水洗涤或依次用丙酮、水洗涤或在超声强化下用水洗涤或在超声强化下依次用乙醇、水洗涤或在超声强化下依次用氯仿、水洗涤或在超声强化下依次用丙酮、水洗涤，从洗涤液中取出基片，放入双氧水中或体积比为1.5～4∶1的醋酸与双氧水混合溶液中或体积比为1.5～4∶1的浓硫酸与双氧水的混合溶液中在15～90℃，浸泡10～60分钟，取出后将基片用乙醇清洗或依次用蒸馏水、乙醇清洗或依次用蒸馏水、异丙醇清洗，用空气或氮气吹干，或者在洁净环境中自然晾干。

所述氨基硅烷优选：氨丙基三甲氧基硅烷或氨丙基三乙氧基硅烷。

所述步骤(2)中步骤①中所述有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇、无水环己烷或无水甲苯。

所述步骤(2)中步骤③中寡聚脱氧核糖核苷酸为富含鸟嘌呤碱基的序列，所述缓冲溶液为含NaH₂PO₄-Na₂HPO₄的水溶液或K₂HPO₄-KH₂PO₄的水溶液或Tris-硼酸水溶液，缓冲溶液的pH值为6.5-7.5且含有100mM NaCl或KCl。

所述步骤(2)中步骤③中寡聚脱氧核糖核苷酸分子为富含胞嘧啶的序列，所述缓冲溶液为含NaH₂PO₄-Na₂HPO₄的水溶液、KH₂PO₄-Na₂HPO₄、K₂HPO₄-KH₂PO₄的水溶液或2-(N-吗啉代)乙磺酸水溶液，缓冲溶液的pH为4.5-6.8。

所述步骤(3)中TiCl₄的水溶液的浓度为5～18mM，所述盐酸的浓度为0.01～0.2M。