CN103482684A - 一种对dna有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法 - Google Patents

一种对dna有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的是一种对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法。将基底金属片放入混合溶液体系中，所述混合溶液体系由15～20ml、PH=11的碱溶液和15～20ml不溶于碱溶液的有机溶液组成，向混合溶液体系中慢慢滴入2～3ml、1mol/L的镉盐溶液，在室温下放置20～24h即在金属片上得到氢氧化镉纳米阵列。本发明工艺简单，能耗小，成本低，所得产品化学性质稳定，可循环使用，在医学，生物学，材料学等方面具有广泛的应用前景。

Description

一种对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种对DNA有吸附提取能力的材料的制备方法，具体地说是一种对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法。
背景技术
DNA即脱氧核糖核酸，是一种生物大分子，可组成遗传指令，引导生物发育与生命机能的运作，主要功能是资讯储存，可比喻为“生命的蓝图”。其包含的指令，是建构细胞内其他的化合物，如蛋白质与核糖核酸所必须的物质。DNA是由一系列脱氧核苷酸链构成的双螺旋大分子，脱氧核苷酸又是由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基组成，碱基分为4种,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。由于双螺旋结构的外侧磷酸基团带负电，因此DNA带有负电荷，易于吸附带正电的物质。近日，超螺旋DNA已被证明是基因转移和表达的主要工具，并可以补充传统疫苗的缺陷，在不久的将来应用于医疗行业。此外，DNA也被用于定向自组装的设计2维和3维纳米骨架，在纳米技术领域有广泛的应用前途。例如：利用脱氧核糖核酸作为模板，可引导半导体晶体的生长；利用脱氧核糖核酸本身，也可以制成一些特殊结构，例如：由脱氧核糖核酸长链交叉形成的脱氧核糖核酸“瓦片”或是多面体。
为达到上述目的，我们需要把高纯度的DNA从生物体内提取出来，用于生产实践。近些年，随着分子生物学实验技术的进步，DNA的分离方法也得到长足的发展，DNA分离技术的提高也是医疗卫生，临床实践和农业生产所迫切需要的。
基于上述DNA表面带负电的情况，分子杂交技术和电泳分离技术已经被应用到DNA的分离和纯化实验中，但是，以上技术不可避免的需要使用有机溶剂，而且反应器比较复杂和电泳的迁移速度缓慢等缺点限制该方法的实际应用。此外，玻棒缠绕法和酚抽提法也已经被应用到DNA的分离提取中，但是，酚类物质具有高腐蚀性，需采取特别的安全防护措施，这就为具体的实施提高难度。最近，使用特殊的DNA无机纳米材料捕获剂已成为一种新发展方向。例如：日本的铃木发现DNA可以强烈吸附到TiO2粒子表面，将吸附的DNA释放出来却需要在高浓度的碱溶液（pH＝14）和高温（98℃）的条件下，而且，TIO2颗粒提取DNA的确切机制仍然没有被解释清楚。哈佛大学的研究人员对单独的DNA核苷酸与碳纳米管的相互作用情况进行了研究，实验结果比较好的证明了此方法的实用性，但实验环境要求苛刻，需在真空和外部的高电压条件下操作，不便于大规模推广。
据有关文献报道，超长氢氧化镉纳米链表面带有数量惊人的正电荷，利用静电吸附的性质，已将其应用于吸附刚果红和短的DNA片段等。与此同时，加入乙二胺四乙酸可以溶解掉氢氧化镉纳米链，使俘获的DNA片段释放出来，但是由于小尺寸的纳米结构不稳定，限制了其在实践中循环使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单，能耗小，成本低，所得产品化学性质稳定、可循环使用的对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
将基底金属片放入混合溶液体系中，所述混合溶液体系由15～20ml、PH=11的碱溶液和15～20ml不溶于碱溶液的有机溶液组成，向混合溶液体系中慢慢滴入2～3ml、1mol/L的镉盐溶液，在室温下放置20～24h即在金属片上得到氢氧化镉纳米阵列。
本发明还可以包括：
1、所述的金属片为铜片、锌片或镍片。
2、所述的不溶于碱溶液的有机溶液为苯、硝基苯、油酸或乙酸乙酯。
3、所述的碱溶液为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾。
4、所述的镉盐溶液为硝酸镉、氯化镉或乙酸铬。
本发明工艺简单，能耗小，成本低，所得产品化学性质稳定，可循环使用，在医学，生物学，材料学等方面具有广泛的应用前景。
为了测定本发明制备的氢氧化镉纳米材料的DNA吸附和释放能力，采用了下述方法加以验证：
吸附：配置1毫克/毫升的三文鱼精子DNA溶液并加入少量的染色剂Hoechst 33342，在300瓦超声清洗器中超声辐照40分钟，利用722型岛津紫外可见分光光度计在200纳米-500纳米波长范围内进行扫描，将表面附着氢氧化镉纳米阵列的金属片伸入到DNA溶液中，在室温条件下放置4小时，取出金属片，再对该溶液在200纳米-500纳米波长范围内进行紫外扫描。
释放：将表面吸附有DNA的氢氧化镉纳米阵列金属片连接在1.5伏电池的负极，将空白金属片连接在电池正极，将其深入到1毫克/毫升的氯化钠溶液中，在室温条件下，放电持续24小时，取出正负电极片，再对溶液在200纳米-500纳米波长范围内进行紫外扫描。
附图说明
图1是本发明所得到的氢氧化镉纳米阵列的X射线衍射谱图；
图2是本发明所得到的氢氧化镉纳米阵列的场发射扫描电子显微图像；
图3本发明所得到的氢氧化镉纳米阵列对DNA吸附情况的紫外谱图，横坐标为紫外波长范围，单位：纳米，纵坐标为紫外吸光度，单位：无；
图4本发明所得到的氢氧化镉纳米阵列对DNA释放情况的紫外谱图，横坐标为紫外波长范围，单位：纳米，纵坐标为紫外吸光度，单位：无。
具体实施方式
下面举例对本发明做进一步说明，但本发明决非仅限于实施例。
实施例1
第一步：取一块纯铜片，用丙酮和乙醇对铜片进行超声波清洗；
第二步：20mL苯与20mL的PH=11.0的氨水溶液混合在烧杯中，把清洗过的铜片放入该混合液中；
第三步：将3.0mL，1mol/L的硝酸镉溶液缓慢滴加到烧杯中；
第四步：滴加完毕后将烧杯放入通风橱中，在室温下反应24小时后，取出铜片，分别用蒸馏水清洗和无水乙醇清洗数次，在空气中晾干后，表面有一层白色物质，即得到氢氧化镉纳米阵列。
实施例2
第一步：取一块纯锌片，用丙酮和乙醇对铜片进行超声波清洗；
第二步：20mL苯与20mL的PH=11.0的氨水溶液混合在烧杯中，把清洗过的锌片放入该混合液中；
第三步：将3.0mL，1mol/L的硝酸镉溶液缓慢滴加到烧杯中；
第四步：滴加完毕后将烧杯放入通风橱中，在室温下反应24小时后，取出锌片，分别用蒸馏水清洗和无水乙醇清洗数次，在空气中晾干后，表面有一层白色物质，即得到氢氧化镉纳米阵列。
实施例3
第一步：取一块纯镍片，用丙酮和乙醇对铜片进行超声波清洗；
第二步：20mL苯与20mL的PH=11.0的氨水溶液混合在烧杯中，把清洗过的镍片放入该混合液中；
第三步：将3.0mL，1mol/L的硝酸镉溶液缓慢滴加到烧杯中；
第四步：滴加完毕后将烧杯放入通风橱中，在室温下反应24小时后，取出镍片，分别用蒸馏水清洗和无水乙醇清洗数次，在空气中晾干后，表面有一层白色物质，即得到氢氧化镉纳米阵列。
实施例4
第一步：取一块纯铜片，用丙酮和乙醇对铜片进行超声波清洗；
第二步：20mL硝基苯与20mL的PH=11.0的氨水溶液混合在烧杯中，把清洗过的铜片放入该混合液中；
第三步：将3.0mL，1mol/L的硝酸镉溶液缓慢滴加到烧杯中；
第四步：滴加完毕后将烧杯放入通风橱中，在室温下反应24小时后，取出铜片，分别用蒸馏水清洗和无水乙醇清洗数次，在空气中晾干后，表面有一层白色物质，即得到氢氧化镉纳米阵列。
实施例5
第一步：取一块纯铜片，用丙酮和乙醇对铜片进行超声波清洗；
第二步：20mL油酸与20mL的PH=11.0的氨水溶液混合在烧杯中，把清洗过的铜片放入该混合液中；
第三步：将3.0mL，1mol/L的硝酸镉溶液缓慢滴加到烧杯中；
第四步：滴加完毕后将烧杯放入通风橱中，在室温下反应24小时后，取出铜片，分别用蒸馏水清洗和无水乙醇清洗数次，在空气中晾干后，表面有一层白色物质，即得到氢氧化镉纳米阵列。
实施例6
第一步：取一块纯铜片，用丙酮和乙醇对铜片进行超声波清洗；
第二步：20mL乙酸乙酯与20mL的PH=11.0的氨水溶液混合在烧杯中，把清洗过的铜片放入该混合液中；
第三步：将3.0mL，1mol/L的硝酸镉溶液缓慢滴加到烧杯中；
第四步：滴加完毕后将烧杯放入通风橱中，在室温下反应24小时后，取出铜片，分别用蒸馏水清洗和无水乙醇清洗数次，在空气中晾干后，表面有一层白色物质，即得到氢氧化镉纳米阵列。
实施例7
第一步：取一块纯铜片，用丙酮和乙醇对铜片进行超声波清洗；
第二步：20mL苯与20mL的PH=11.0的氢氧化钾溶液混合在烧杯中，把清洗过的铜片放入该混合液中；
第三步：将3.0mL，1mol/L的硝酸镉溶液缓慢滴加到烧杯中；
第四步：滴加完毕后将烧杯放入通风橱中，在室温下反应24小时后，取出铜片，分别用蒸馏水清洗和无水乙醇清洗数次，在空气中晾干后，表面有一层白色物质，即得到氢氧化镉纳米阵列。
实施例8
第一步：取一块纯铜片，用丙酮和乙醇对铜片进行超声波清洗；
第二步：20mL苯与20mL的PH=11.0的氢氧化钠溶液混合在烧杯中，把清洗过的铜片放入该混合液中；
第三步：将3.0mL，1mol/L的硝酸镉溶液缓慢滴加到烧杯中；
第四步：滴加完毕后将烧杯放入通风橱中，在室温下反应24小时后，取出铜片，分别用蒸馏水清洗和无水乙醇清洗数次，在空气中晾干后，表面有一层白色物质，即得到氢氧化镉纳米阵列。
实施例9
第一步：取一块纯铜片，用丙酮和乙醇对铜片进行超声波清洗；
第二步：20mL苯与20mL的PH=11.0的氨水溶液混合在烧杯中，把清洗过的铜片放入该混合液中；
第三步：将3.0mL，1mol/L的醋酸镉溶液缓慢滴加到烧杯中；
第四步：滴加完毕后将烧杯放入通风橱中，在室温下反应24小时后，取出铜片，分别用蒸馏水清洗和无水乙醇清洗数次，在空气中晾干后，表面有一层白色物质，即得到氢氧化镉纳米阵列。
实施例10
第一步：取一块纯铜片，用丙酮和乙醇对铜片进行超声波清洗；
第二步：20mL苯与20mL的PH=11.0的氨水溶液混合在烧杯中，把清洗过的铜片放入该混合液中；
第三步：将3.0mL，1mol/L的氯化镉溶液缓慢滴加到烧杯中；
第四步：滴加完毕后将烧杯放入通风橱中，在室温下反应24小时后，取出铜片，分别用蒸馏水清洗和无水乙醇清洗数次，在空气中晾干后，表面有一层白色物质，即得到氢氧化镉纳米阵列。

Claims (9)

1.一种对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法，其特征是：将基底金属片放入混合溶液体系中，所述混合溶液体系由15～20ml、PH=11的碱溶液和15～20ml不溶于碱溶液的有机溶液组成，向混合溶液体系中慢慢滴入2～3ml、1mol/L的镉盐溶液，在室温下放置20～24h即在金属片上得到氢氧化镉纳米阵列。
2.根据权利要求1所述的对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法，其特征是：所述的金属片为铜片、锌片或镍片。
3.根据权利要求1或2所述的对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法，其特征是：所述的不溶于碱溶液的有机溶液为苯、硝基苯、油酸或乙酸乙酯。
4.根据权利要求1或2所述的对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法，其特征是：所述的碱溶液为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾。
5.根据权利要求3所述的对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法，其特征是：所述的碱溶液为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾。
6.根据权利要求1或2所述的对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法，其特征是：所述的镉盐溶液为硝酸镉、氯化镉或乙酸铬。
7.根据权利要求3所述的对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法，其特征是：所述的镉盐溶液为硝酸镉、氯化镉或乙酸铬。
8.根据权利要求4所述的对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法，其特征是：所述的镉盐溶液为硝酸镉、氯化镉或乙酸铬。
9.根据权利要求5所述的对DNA有吸附提取能力的氢氧化镉纳米阵列的制备方法，其特征是：所述的镉盐溶液为硝酸镉、氯化镉或乙酸铬。
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