在水/空气界面上掺杂与疏水有机分子混合脂膜的自组装

我们的协议演示了一种制造有机分子掺杂混合脂膜的简单方法。膜的空气稳定性能可将脂质双层结构的应用扩展到固态器件。我们使用自组装工艺形成厚度为几纳米的混合脂质膜。

该协议简单易用，不需要复杂的设备。该方法可用于制造其他相同的生物混合脂质膜，并可方便地应用于传感器和其他传感设备。在厌氧手套箱中工作，将铜邻苯二甲酸溶解在洗净玻璃瓶内的氯仿中，以每毫升铜邻苯二甲酸酮库存溶液中准备 10 毫克。

通过 0.2 微米 PTFE 膜过滤溶液。在 2，300 RPM 下将 DPHPC 溶液与涡流混合器混合 10 秒。然后用氯仿冲洗玻璃微注射器五次，并用它来将溶液的200微升转移到预洗的玻璃瓶中。

用温和的氮气流蒸发小瓶中的溶剂。用氯仿冲洗另一个玻璃微注射器，然后用DPHPC将200、2.6微升氯仿加入玻璃瓶。将过滤的铜邻苯二甲酸盐溶液的47.4微升加入DPHPC溶液中，该溶液应产生10比1的DPHPC与邻苯二甲氨酸的摩尔比。

使用另一个干净的注射器向溶液中加入 250 微升六烷。然后在 2，300 RPM 下与涡流混合器混合 10 秒。通过 0.2 微米 PTFE 膜过滤准备好的溶液。

从硅晶片上切割三厘米硅基板。然后在超声波浴中用纯净水清洁10分钟，然后用乙醇清洗，然后清洗氯仿。用氧气等离子体处理基材五分钟，去除表面吸附的有机材料，提高亲水性。

用流动的纯净水清洗PTFE烧杯三分钟。然后将清洁的硅基板放入烧杯中，以小角度倾斜。将足够数量的纯净水倒入烧杯中，直到整个硅基板被淹没。

将准备好的混合溶液从冰柜中取出，让其加热至室温。然后在 2，300 RPM 的涡流混合器中搅拌 15 秒。使用冲洗的 50 微升微注射器将混合溶液的三到五微升滴到水面上，形成浮动混合脂膜。

要将膜转移到硅基板上，蒸发有机溶剂，然后用渗透泵将水泵出烧杯，速度为每分钟三毫升。转移过程完成后，将硅基板放在洁净室雨刷器上，让所有残留水蒸发。由于存在铜邻苯二甲酸酮分子，形成混合脂质膜具有均匀的浅蓝色，面积为几平方厘米。

此处显示的是硅基板上膜的共和显微镜图像和原子力显微镜图像。在 AFM 图像中，左上角的膜厚度为 79.4 纳米，右下部的膜厚度为 4.9 纳米。薄膜表面粗糙度为 0.4 纳米，接近清洁硅基板。

利用能量分散X射线分析进一步研究硅基板上混合膜的组成。代表性元素的原子比，如铜、磷、氮和碳分别是0.33、0.97、4.06和68.56%。铜、磷、氮、碳的理论摩尔比应为1比3，对11比192，接近杂交膜中的测量元素比，表明脂质与铜邻苯二甲酸分子的比例在膜形成和传递过程后保持不变。

通过将脂质膜与其他纳米材料（如石墨烯或薄荷纳米颗粒）一起掺杂，可以很容易形成具有各种功能的纳米混合膜。