Самосвечение гибридных липидных мембран с гидрофобными органическими молекулами на водно-воздушном интерфейсе

Наш протокол демонстрирует простой метод изготовления органических молекул допинг гибридных липидных мембран. Воздушно-стабильное свойство мембраны может распространить применение липидной двухслойной структуры на твердотопливные устройства. Мы используем процесс самос сборки для формирования гибридных липидных мембран толщиной в несколько нанометров.

Этот протокол прост и прост в использовании и не требует сложного оборудования. Этот метод может быть использован для изготовления других же биогибридных липидных мембран и может быть легко принят как на датчики, так и на другие устройства зондирования. Работая в анаэробном перчаточном ящике, растворяйте медный фталокянин в хлороформе внутри промытого стеклянного флакона, чтобы подготовить 10 миллиграмм на миллилитр медного фталокянина.

Фильтровать раствор через мембрану PTFE 0,2 микрометра. Смешайте решение DPHPC с вихревой смесителем при 2300 об/мин в течение 10 секунд. Затем промыть стеклянный микро-шприц хлороформом пять раз и использовать его для передачи 200 микролитров раствора в предварительно промытый стеклянный флакон.

Испарить растворитель во флаконе с нежным потоком азота. Промыть еще один стеклянный микро-шприц с хлороформом, а затем использовать его, чтобы добавить 200, 2,6 микролитров хлороформа в стеклянный флакон с DPHPC. Добавьте 47,4 микролитера фильтрованного раствора из запасов меди фталокянина в раствор DPHPC, что должно привести к соотношению моляров 10 к одному DPHPC к фталоцианину.

Используйте еще один чистый шприц, чтобы добавить 250 микролитров шестиугольного к раствору. Затем смешайте его с вихревой смеситель при 2300 об/мин в течение 10 секунд. Фильтровать подготовленный раствор через мембрану PTFE 0,2 микрометра.

Вырезать три на три сантиметра кремниевых субстратов из кремниевой пластины. Затем очистить их в ультразвуковой ванне в течение 10 минут в очищенной воде, а затем этанол, а затем хлороформ. Лечить субстраты кислородной плазмой в течение пяти минут, чтобы удалить адсорбные органические материалы с поверхности и улучшить гидрофилитику.

Вымойте стакан PTFE с проточной очищенной водой в течение трех минут. Затем положите очищенный кремниевый субстрат в стакан, наклоненный под небольшим углом. Налейте достаточное количество очищенной воды в стакан до тех пор, пока весь силиконовый субстрат не будет погружен.

Возьмите подготовленный гибридный раствор из морозильной камеры и дайте ему прогреться до комнатной температуры. Затем перемешать его с вихрем смеситель на 2, 300 об /мин в течение 15 секунд. Используйте промытый 50 микролитер микро-шприц, чтобы сбросить три-пять микролитров гибридного раствора на поверхность воды, образуя плавающую гибридную липидную мембрану.

Чтобы перенести мембрану на силиконовый субстрат, испарите органический растворитель и откачать воду из стакана перистальтическим насосом со скоростью три миллилитров в минуту. После завершения процесса передачи поместите силиконовый субстрат на чистый стеклоочиститель комнаты и дайте всей остаточной воде испариться. Образовавая гибридная липидная мембрана имеет однородный светло-голубой цвет из-за присутствия молекул меди фталокянина и площадью в несколько квадратных сантиметров.

Здесь показаны конфокальные микроскопии изображения и атомной силы микроскопии изображения мембраны на кремниевом субстрате. На снимке AFM мембрана в левом верхнем слева толщиной 79,4 нанометров, а в правом нижнем – тонкая с толщиной 4,9 нанометров. Тонкая мембрана показывает поверхностную шероховатость 0,4 нанометров, что близко кдриту очищенного кремниевого субстрата.

Для дальнейшего исследования состава гибридной мембраны на кремниевом субстрате был использован энергодисперсивный рентгеновский анализ. Атомные соотношения репрезентативных элементов, таких как медь, фосфор, азот и углерод, составили 0,33, 0,97, 4,06 и 68,56% соответственно. Теоретическое отношение моляра меди к фосфору, к азоту, к углероду должно быть один, к трем, к 11, к 192, что близко к измеренному соотношению элемента в гибридной мембране, что указывает на то, что соотношение между липидами и молекулами меди фталокянина сохраняется после формирования пленки и процессов передачи.

Путем допинга липидных мембран с другими наноматериалами, такими как графен или ментол наночастицы, наногибридные мембраны с различными функциями могут быть легко сформированы.