Notre protocole démontre une méthode simple pour fabriquer la molécule organique dopé membranes lipidiques hybrides. La propriété stable en air de la membrane peut étendre l’application de la structure de la caleuse lipidique aux dispositifs à l’état solide. Nous utilisons un processus d’auto-assemblage pour former des membranes lipidiques hybrides d’une épaisseur de plusieurs nanomètres.
Ce protocole est simple et facile à suivre et ne nécessite pas d’équipement compliqué. Cette méthode peut être utilisée pour fabriquer d’autres mêmes membranes lipidiques biohybrides et peut être facilement adoptée à la fois pour les capteurs et autres dispositifs de détection. Travaillant dans une boîte à gants anaérobie, dissoudre la phtalocyanine de cuivre dans le chloroforme à l’intérieur d’un flacon de verre lavé pour préparer une solution de stock de phthalocyanine de cuivre de 10 milligrammes par millilitre.
Filtrer la solution à l’aide d’une membrane PTFE de 0,2 micromètre. Mélangez la solution DPHPC avec un mélangeur vortex à 2 300 RPM pendant 10 secondes. Rincez ensuite une micro-seringue en verre avec du chloroforme cinq fois et utilisez-la pour transférer 200 microlitres de la solution dans un flacon de verre prélavé.
Évaporer le solvant dans le flacon avec un doux jet d’azote. Rincez une autre micro-seringue en verre avec du chloroforme, puis utilisez-la pour ajouter 200, 2,6 microlitres de chloroforme au flacon de verre avec DPHPC. Ajouter 47,4 microlitres de la solution filtrée de stock de phtalocyanine de cuivre dans la solution DPHPC, ce qui devrait entraîner un rapport molaire de 10 pour un DPHPC à la phtalocyanine.
Utilisez une autre seringue propre pour ajouter 250 microlitres d’hexane à la solution. Ensuite, mélangez-le avec un mélangeur vortex à 2300 RPM pendant 10 secondes. Filtrer la solution préparée à l’aide d’une membrane PTFE de 0,2 micromètre.
Couper trois par trois centimètres de substrats de silicium à partir d’une gaufrette de silicium. Ensuite, nettoyez-les dans un bain ultrasonique pendant 10 minutes dans de l’eau purifiée, suivie de l’éthanol, puis du chloroforme. Traiter les substrats avec du plasma d’oxygène pendant cinq minutes pour enlever les matières organiques adsorbées de la surface et améliorer l’hydrophilie.
Laver un bécher PTFE avec de l’eau purifiée qui coule pendant trois minutes. Ensuite, mettez le substrat de silicium nettoyé dans le bécher incliné avec un petit angle. Verser une quantité suffisante d’eau purifiée dans le bécher jusqu’à ce que tout le substrat de silicium soit submergé.
Sortez la solution hybride préparée du congélateur et laissez-la chauffer à température ambiante. Puis remuer avec un mélangeur vortex à 2300 RPM pendant 15 secondes. Utilisez une micro-seringue rincée de 50 microlitres pour déposer de trois à cinq microlitres de la solution hybride à la surface de l’eau formant une membrane lipidique hybride flottante.
Pour transférer la membrane sur le substrat de silicium, évaporez le solvant organique et pompez l’eau hors du bécher à l’aide d’une pompe périssaliste à raison de trois millilitres par minute. Une fois le processus de transfert terminé, placez le substrat en silicium sur un essuie-glace propre et laissez toute l’eau résiduelle s’évaporer. La membrane lipidique hybride telle que formée a une couleur bleu clair uniforme en raison de la présence de molécules de phtalocyanine de cuivre, et une zone de plusieurs centimètres carrés.
On y voit des images de microscopie confocale et des images de microscopie à force atomique de la membrane sur un substrat en silicium. Dans l’image AFM, la membrane en haut à gauche est épaisse avec une épaisseur de 79,4 nanomètres, et celle en bas à droite est mince avec une épaisseur de 4,9 nanomètres. La fine membrane montre une rugosité de surface de 0,4 nanomètre, ce qui est proche de celui du substrat de silicium nettoyé.
L’analyse dispersive d’énergie de rayon X a été employée pour étudier plus loin la composition de la membrane hybride sur le substrat de silicium. Les ratios atomiques des éléments représentatifs, tels que le cuivre, le phosphore, l’azote et le carbone sont respectivement de 0,33, 0,97, 4,06 et 68,56 %. Le rapport théorique molaire du cuivre, au phosphore, à l’azote, au carbone devrait être un, à trois, à 11, à 192, ce qui est proche du rapport d’élément mesuré dans la membrane hybride, ce qui indique que le rapport entre les lipides et les molécules de phtalocyanine de cuivre est maintenu après la formation et le transfert du film.
En dopant les membranes lipidiques avec d’autres nanomatériaux, tels que le graphène ou les nanoparticules mentholées, les membranes nanohybrides avec diverses fonctions peuvent être facilement formées.
