基于静电纺丝制备纳米通道工艺研究文献综述

 2023-08-03 11:37:38

文献综述(或调研报告):

1.介绍

目前,纳米通道在催化、医学、生物等领域都具有良好的应用前景[1],制备纳米通道的方法主要有高分辨率光刻、石墨激光蒸发法、模板法、化学气相沉积法等,[2-6]但这些制备纳米通道的方法操作复杂,成本高,孔隙率低。而静电纺丝相对于这些方法更加的快捷、简单、成本低、可控性强,[7]是一种重要的医用药物缓释载体。[8-10]

聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有便宜、简单又快速成型、无毒且透明的优势,被广泛用于药物稀释、医疗器械等生物医疗领域。[11,12]PDMS的机械灵活性适用于集成阀和泵的构造,[13]也适用于利用外力可控制和可逆地变形的通道装置。[14]

静电纺丝是指在电场作用下,溶解的聚合物溶液在尖锐的带电尖端变形,从中出现流体射流,随着喷射流的移动,溶剂会蒸发,从而产生固体纤维。[15]我们采用静电纺丝聚环氧乙烷(PEO)纳米纤维在PDMS中形成纳米通道,这种纳米通道制造技术不需要洁净室工艺、热处理或专用设备,而且,PDMS层可重复使用。使用该技术,可以制造互连的纳米通道或排列整齐的纳米通道阵列的复杂随机垫,纳米通道的图案仅取决于静电纺丝纳米纤维的图案。[16]

2.纳米通道应用[17]

(1)核酸分子超高速测序。带有纳米通道的膜将两个溶液隔开,两边加上电压时,带电生物分子可通过纳米通道进行迁移。单链核酸分子可以在电场驱动下通过alpha;HL纳米通道,每个核苷酸通过时的电信号特征不同,[18]因此对核酸分子通过alpha;HL纳米通道时产生的电信号进行分析即可对核酸序列做出正确的判断。

(2)单核苷酸多态性(SNPs)检测。SNPs是DNA序列中常见的序列变化,是造成个体之间遗传差异的原因之一。由于纳米通道可以高速、简便地对核酸序列进行分析,因此纳米通道在临床检测SNPs方面也有着重要的用途。

(3)多成分的快速检测。将待分析成分的结合配基与单链DNA共价融合,和纳米通道组成分析系统,可将待分析成分的浓度转换为通道电导的变化。[19]

(4)其他用途。分析病人遗传背景、基因组分析等破译遗传信息。此外,通过靶信号多聚体分子与各种生物活性分子结合用于样品检测,在医学、工业、军事、科研等领域也有广泛的用途。

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