CN101717112A - 以dna为模板组装氧化锌纳米链的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链的方法，包括如下步骤：(1)将DNA水溶液、硝酸锌水溶液和六次甲基四胺水溶液按比例混合，搅拌；(2)加热至60℃-80℃，保温0.5～4h；(3)降温至室温20℃-25℃，在超声波分散仪中超声处理10-20min制样，得到一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链。本发明的方法简单，原料易得，耗能少，减少环境污染；所用设备少，成本低，适合批量生产；反应时间短，产率高，无毒无害，为大量制备氧化锌纳米链提供了可能；通过操纵生物大分子DNA的空间结构，构建出不同平面形状的氧化锌纳米链。可同时解决纳米材料的尺寸与形状控制及分散稳定性问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米材料的制备方法，具体的是涉及一种氧化锌纳米链的制备方法。
背景技术
随着人们对环境质量要求的提高，发展高灵敏的、对环境污染物有特异性响应的检测技术对国民健康和经济发展具有重要意义。将纳米材料引入化学传感器中是分析化学的一个研究热点。其中氧化锌纳米材料因其独特的力学、电子特性及化学稳定性，得到了广泛关注。纳米结构的制备方法有多种，用生物模板组装纳米结构具有高效、廉价的特点，因而受到了极大的关注。
DNA可以吸附离子或纳米颗粒，而且形状可以根据需要进行设计，是一种最常用的生物模板。在已知的报道中，以DNA为模板组装金属纳米结构居多，组装半导体纳米结构的相对比较少。而以DNA为模板组装氧化锌纳米结构却从未报道过。纳米氧化锌的制备方法有多种，根据制备过程中有无化学反应发生可分为物理法和化学法。物理法是利用特殊的粉碎技术，将普通的纳米氧化锌粉体粉碎得到纳米级的氧化锌，但由于技术因素，物理法一般很难得到纳米级的氧化锌。所以理想的合成方法还是化学法。常见的化学合成法有固相法、气相法和液相法。如1.《纳米氧化锌的制备技术与应用研究进展》，气体净化，2007，7(6)：9-12。2.《溶液凝胶化学及其应用》，材料导报，2000，14(4)：25-28。3.《纳米氧化锌粉体制备技术及应用的研究》，中国粉体技术，2006，(4)：45-46。4.《超声辐射沉淀法纳米ZnO的制备与表征》，化学研究与应用，2001，13(2)：157-159。5.《直接水解一步法制备氧化纳米锌》，矿冶，2002，11(3)：66-69。6.《超临界流体干燥法制备纳米ZnO的研究》，材料研究学报，2002，10(3)：251-255。7.《高分子网络凝胶法制备纳米ZnO粉料》，材料科学与工艺，2001，15(6)：681-685。以往的方法对设备要求较高或成本高，不能按照不同的需求制备出不同形貌的纳米线(链)，限制了氧化锌纳米材料的实际应用。
由于现有技术对氧化锌纳米链的制备采用的一般方法存在一些问题。如：采用均匀沉淀法制备纳米氧化锌，工艺条件苛刻、对设备要求较高、反应时间较长；采用溶液-凝胶法，成本高，售价贵；采用微乳液法，运用大量有机化合物，易造成环境污染；水热法所用的高温高压合成设备昂贵，投资大，操作要求高等。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种环境污染减少，能耗降低，制备方法和设备简化，成本降低，反应时间缩短的以DNA为模板组装氧化锌纳米链的方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链的方法，包括如下步骤：
(1)将浓度为0.1～0.50mg/ml的DNA水溶液、1～6mM的硝酸锌水溶液和1～10mM的六次甲基四胺水溶液按体积比为1∶0.5-2∶0.5-2的比例混合，搅拌5-60min；
(2)加热至60℃-80℃，保温0.5～4h；
(3)降温至室温20℃-25℃，在超声波分散仪中超声处理10-20min制样，得到一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链。
所述步骤(1)优选的是：将浓度为0.336mg/ml的DNA水溶液、4.88mM的硝酸锌水溶液和4.88mM的六次甲基四胺水溶液按体积比为1∶1∶1的比例混合，搅拌10min。
所述步骤(2)优选的是：加热至70℃，保温3h。
本发明的优点是：
(1)以DNA为模板组装氧化锌纳米链结构，DNA模板可以方便的合成，原料简单。
(2)只需水浴加热，耗能少，节约能源，减少环境污染。
(3)本发明的方法原理简单，所用设备少，产品成本低，适合批量生产。
(4)反应时间短，产率高，无毒无害，为大量制备氧化锌纳米链提供了可能。
(5)通过操纵生物大分子DNA的空间结构，构建出不同平面形状的氧化锌纳米链。可同时解决纳米材料的尺寸与形状控制及分散稳定性问题。
附图说明
图1为本发明的方法的工艺流程图。
图2为本发明的产物在0.5μm高分辨透射电镜下的形貌照片图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
25ml浓度为0.336mg/ml的DNA水溶液、25ml浓度为4.88mM的硝酸锌水溶液与25mL浓度为4.88mM的六次甲基四胺(HMT)水溶液混合于三角瓶中，搅拌10min；
然后水浴加热至70℃，控制温度在70℃的条件下保温3小时；
降温至室温，在超声波分散仪中超声处理15min制样，得到一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链。见图2。
实施例2
(1)将浓度为0.1mg/ml的DNA水溶液、6mM的硝酸锌水溶液和5mM的六次甲基四胺水溶液按体积比为1∶0.5∶1的比例混合，搅拌30min；
(2)加热至60℃，保温4h；
(3)降温至室温20℃，在超声波分散仪中超声处理10min制样，得到一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链。
实施例3
(1)将浓度为0.50mg/ml的DNA水溶液、4mM的硝酸锌水溶液和1mM的六次甲基四胺水溶液按体积比为1∶1∶2的比例混合，搅拌5min；
(2)加热至70℃，保温2h；
(3)降温至室温22℃，在超声波分散仪中超声处理15min制样，得到一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链。
实施例4
(1)将浓度为0.30mg/ml的DNA水溶液、1mM的硝酸锌水溶液和10mM的六次甲基四胺水溶液按体积比为1∶2∶0.5的比例混合，搅拌60min；
(2)加热至80℃，保温0.5h；
(3)降温至室温25℃，在超声波分散仪中超声处理20min制样，得到一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链。
Claims (3)
1.一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链的方法，其特征是包括如下步骤：
(1)将浓度为0.1～0.50mg/ml的DNA水溶液、1～6mM的硝酸锌水溶液和1～10mM的六次甲基四胺水溶液按体积比为1∶0.5-2∶0.5-2的比例混合，搅拌5-60min；
(2)加热至60℃-80℃，保温0.5～4h；
(3)降温至室温20℃-25℃，在超声波分散仪中超声处理10-20min制样，得到一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链。
2.根据权利要求1所述的一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链的方法，其特征是所述步骤(1)为：将浓度为0.336mg/ml的DNA水溶液、4.88mM的硝酸锌水溶液和4.88mM的六次甲基四胺水溶液按体积比为1∶1∶1的比例混合，搅拌10min。
3.根据权利要求1所述的一种以DNA为模板组装氧化锌纳米链的方法，其特征是所述步骤(2)为：加热至70℃，保温3h。
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2009
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