專利名稱：以dna為模板組裝氧化鋅納米鏈的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米材料的制備方法，具體的是涉及一種氧化鋅納米鏈的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人們對環(huán)境質(zhì)量要求的提高，發(fā)展高靈敏的、對環(huán)境污染物有特異性響應(yīng)的檢測技術(shù)對國民健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。將納米材料引入化學(xué)傳感器中是分析化學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。其中氧化鋅納米材料因其獨(dú)特的力學(xué)、電子特性及化學(xué)穩(wěn)定性，得到了廣泛關(guān)注。納米結(jié)構(gòu)的制備方法有多種，用生物模板組裝納米結(jié)構(gòu)具有高效、廉價(jià)的特點(diǎn)，因而受到了極大的關(guān)注。 DNA可以吸附離子或納米顆粒，而且形狀可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，是一種最常用的生物模板。在已知的報(bào)道中，以DNA為模板組裝金屬納米結(jié)構(gòu)居多，組裝半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的相對比較少。而以DNA為模板組裝氧化鋅納米結(jié)構(gòu)卻從未報(bào)道過。納米氧化鋅的制備方法有多種，根據(jù)制備過程中有無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生可分為物理法和化學(xué)法。物理法是利用特殊的粉碎技術(shù)，將普通的納米氧化鋅粉體粉碎得到納米級的氧化鋅，但由于技術(shù)因素，物理法一般很難得到納米級的氧化鋅。所以理想的合成方法還是化學(xué)法。常見的化學(xué)合成法有固相法、氣相法和液相法。如l.《納米氧化鋅的制備技術(shù)與應(yīng)用研究進(jìn)展》，氣體凈化，2007，7(6) :9-12。 2.《溶液凝膠化學(xué)及其應(yīng)用》，材料導(dǎo)報(bào)，2000，14(4) :25-28。 3.《納米氧化鋅粉體制備技術(shù)及應(yīng)用的研究》，中國粉體技術(shù)，2006， (4) :45-46。 4.《超聲輻射沉淀法納米ZnO的制備與表征》，化學(xué)研究與應(yīng)用，2001，13(2) :157-159。 5.《直接水解一步法制備氧化納米鋅》，礦冶，2002，11(3) :66-69。 6.《超臨界流體干燥法制備納米ZnO的研究》，材料研究學(xué)報(bào)，2002，10(3) :251-255。 7.《高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法制備納米ZnO粉料》，材料科學(xué)與工藝，2001， 15(6) :681-685。以往的方法對設(shè)備要求較高或成本高，不能按照不同的需求制備出不同形貌的納米線(鏈)，限制了氧化鋅納米材料的實(shí)際應(yīng)用。 由于現(xiàn)有技術(shù)對氧化鋅納米鏈的制備采用的一般方法存在一些問題。如采用均勻沉淀法制備納米氧化鋅，工藝條件苛刻、對設(shè)備要求較高、反應(yīng)時(shí)間較長；采用溶液-凝膠法，成本高，售價(jià)貴；采用微乳液法，運(yùn)用大量有機(jī)化合物，易造成環(huán)境污染；水熱法所用的高溫高壓合成設(shè)備昂貴，投資大，操作要求高等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種環(huán)境污染減少，能耗降低，制備方法和設(shè)備簡化，成本降低，反應(yīng)時(shí)間縮短的以DNA為模板組裝氧化鋅納米鏈的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下 —種以DNA為模板組裝氧化鋅納米鏈的方法，包括如下步驟 (1)將濃度為0. 1 0. 50mg/ml的DNA水溶液、1 6mM的硝酸鋅水溶液和1
10mM的六次甲基四胺水溶液按體積比為1 : 0. 5-2 : 0. 5-2的比例混合，攪拌5-60min ;
3
(2)加熱至60°C _80°C ，保溫0. 5 4h ; (3)降溫至室溫2(TC-25t:，在超聲波分散儀中超聲處理10-20min制樣，得到一種以DNA為模板組裝氧化鋅納米鏈。所述步驟(1)優(yōu)選的是將濃度為0. 336mg/ml的DNA水溶液、4. 88mM的硝酸鋅水溶液和4.88mM的六次甲基四胺水溶液按體積比為1 : 1 : 1的比例混合，攪拌lOmin。
所述步驟(2)優(yōu)選的是加熱至70°C ，保溫3h。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 (1)以DNA為模板組裝氧化鋅納米鏈結(jié)構(gòu)，DNA模板可以方便的合成，原料簡單。 (2)只需水浴加熱，耗能少，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。 (3)本發(fā)明的方法原理簡單，所用設(shè)備少，產(chǎn)品成本低，適合批量生產(chǎn)。
(4)反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)率高，無毒無害，為大量制備氧化鋅納米鏈提供了可能。 (5)通過操縱生物大分子DNA的空間結(jié)構(gòu)，構(gòu)建出不同平面形狀的氧化鋅納米鏈。
可同時(shí)解決納米材料的尺寸與形狀控制及分散穩(wěn)定性問題。


圖1為本發(fā)明的方法的工藝流程圖。 圖2為本發(fā)明的產(chǎn)物在0. 5 m高分辨透射電鏡下的形貌照片圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1 25ml濃度為0. 336mg/ml的DNA水溶液、25ml濃度為4. 88mM的硝酸鋅水溶液與
25mL濃度為4. 88mM的六次甲基四胺(HMT)水溶液混合于三角瓶中，攪拌lOmin ; 然后水浴加熱至70°C ，控制溫度在70°C的條件下保溫3小時(shí)； 降溫至室溫，在超聲波分散儀中超聲處理15min制樣，得到一種以DNA為模板組裝
氧化鋅納米鏈。見圖2。 實(shí)施例2 (1)將濃度為0. lmg/ml的DNA水溶液、6mM的硝酸鋅水溶液和5mM的六次甲基四胺水溶液按體積比為l : 0.5 : 1的比例混合，攪拌30min;
(2)加熱至60°C ，保溫4h ; (3)降溫至室溫2(TC，在超聲波分散儀中超聲處理lOmin制樣，得到一種以DNA為
模板組裝氧化鋅納米鏈。
實(shí)施例3 (1)將濃度為0. 50mg/ml的DNA水溶液、4mM的硝酸鋅水溶液和ImM的六次甲基四胺水溶液按體積比為l : 1 : 2的比例混合，攪拌5min;
(2)加熱至70°C ，保溫2h ; (3)降溫至室溫22t:，在超聲波分散儀中超聲處理15min制樣，得到一種以DNA為
模板組裝氧化鋅納米鏈。
實(shí)施例4
4
(1)將濃度為0. 30mg/ml的DNA水溶液、ImM的硝酸鋅水溶液和10mM的六次甲基四胺水溶液按體積比為1 : 2 : 0.5的比例混合，攪拌60min ;
(2)加熱至80°C ，保溫0. 5h ; (3)降溫至室溫25°C ，在超聲波分散儀中超聲處理20min制樣，得到一種以DNA為模板組裝氧化鋅納米鏈。
權(quán)利要求
一種以DNA為模板組裝氧化鋅納米鏈的方法，其特征是包括如下步驟(1)將濃度為0.1～0.50mg/ml的DNA水溶液、1～6mM的硝酸鋅水溶液和1～10mM的六次甲基四胺水溶液按體積比為1∶0.5-2∶0.5-2的比例混合，攪拌5-60min；(2)加熱至60℃-80℃，保溫0.5～4h；(3)降溫至室溫20℃-25℃，在超聲波分散儀中超聲處理10-20min制樣，得到一種以DNA為模板組裝氧化鋅納米鏈。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以DNA為模板組裝氧化鋅納米鏈的方法，其特征是所述步驟(1)為將濃度為0. 336mg/ml的DNA水溶液、4. 88mM的硝酸鋅水溶液和4. 88mM的六次甲基四胺水溶液按體積比為1 : 1 : 1的比例混合，攪拌10min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以DNA為模板組裝氧化鋅納米鏈的方法，其特征是所述步驟(2)為加熱至7(TC，保溫3h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以DNA為模板組裝氧化鋅納米鏈的方法，包括如下步驟(1)將DNA水溶液、硝酸鋅水溶液和六次甲基四胺水溶液按比例混合，攪拌；(2)加熱至60℃-80℃，保溫0.5～4h；(3)降溫至室溫20℃-25℃，在超聲波分散儀中超聲處理10-20min制樣，得到一種以DNA為模板組裝氧化鋅納米鏈。本發(fā)明的方法簡單，原料易得，耗能少，減少環(huán)境污染；所用設(shè)備少，成本低，適合批量生產(chǎn)；反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)率高，無毒無害，為大量制備氧化鋅納米鏈提供了可能；通過操縱生物大分子DNA的空間結(jié)構(gòu)，構(gòu)建出不同平面形狀的氧化鋅納米鏈。可同時(shí)解決納米材料的尺寸與形狀控制及分散穩(wěn)定性問題。
文檔編號C01G9/02GK101717112SQ20091022900
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者馮夢南, 劉宇飛, 劉憲華, 杜希文, 滕紅霞 申請人:天津大學(xué)