[发明专利]一种一维纳米线的固定和可控操作的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料的可控操作领域。更具体地，涉及一种一维纳米线的固定和可控操作的方法。

背景技术

一维纳米线由于其特殊的结构，使其在传感器、太阳能电池、催化领域有广泛的应用。这些应用中，使用大量的一维纳米线，纳米线的结构或者有序或者无序。一维纳米线传感器由于具有灵敏度高、尺寸适合单细胞检测等特点，使其在单细胞检测中有明显优势。2012年，Nature Nanotechnology上报道了以氧化锡纳米线制成的细胞荧光内窥镜，利用氧化锡纳米线的光波导性质，实现了细胞内特定部位的pH传感(杨培东等，Nanowire-based single-cell endoscopy,Nature Nanotech.2012,7,191)。2014年，Adv.Mater.上报道了以银纳米线制成的光波导拉曼内窥镜，用于细胞不同区域的拉曼成像(Hiroshi Uji-I等，Live-Cell SERS Endoscopy Using Plasmonic Nanowire Waveguides,Adv.Mater.2014,26,5124)。2015年，瑞典哥德堡大学教授在Angew.Chem.Int.Ed.上报道了碳纳米纤维被用作微针插入单细胞内，高灵敏检测了细胞单个小泡中的神经递质(Andrew.Ewing等，Quantitative meaturement of transmitters in individual vesicles in the cytoplasm of single cells with nanotip electrode,Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,1178)。这些过程中都涉及到单根一维纳米线的固定和操作。这些固定单根纳米线的方法包括电泳法、化学刻蚀的方法等。电泳的方法需要单根一维纳米线表面带电或者具有导电性，使其应用受到广泛限制。化学刻蚀法要求现将纤维和玻璃毛细管一起拉针进行化学刻蚀，对材料有一定的要求，使其不具普适性。本发明中通过微针注射的方法将一维纳米线固定在微针尖端，实现了一维纳米线的固定和可控操作，为一维纳米线固定和操作提供一种简单的新方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一维纳米线的固定和可控操作的方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种一维纳米线的固定和可控操作的方法，包括以下步骤：

1)将一维纳米线分散在有机溶剂中，超声处理使一维纳米线悬浮在有机溶剂中，得到一维纳米线悬浊液；

2)将步骤1)得到的一维纳米线悬浊液注入到玻璃微针中，得到装有一维纳米线悬浊液的玻璃微针；

3)将步骤2)得到的装有一维纳米线悬浊液的玻璃微针固定在微量注射器的前端，旋转微量注射器的推进器，使一维纳米线的悬浊液从玻璃微针的尖端流出，并在高倍显微镜下观察，当一维纳米线长度的1/3-1/2从玻璃微针尖端露出时停止旋转微量注射器的推进器，放置使有机溶剂挥发；

4)用另一个玻璃微针将胶滴加到一维纳米线与玻璃微针的结合处，晾干，得到带有一维纳米线的玻璃微针；

5)将带有一维纳米线的玻璃微针固定在三维移动支架上，调节三维移动支架旋钮，实现一维纳米线在三个方向上的固定和可控操作。

在本发明优选的实施方式中，所述有机溶剂为乙醇、丙酮或乙醇与水、丙酮与水的混合溶液。

在本发明优选的实施方式中，所述超声处理的时间为2-10min。本发明中当时间过短时，会影响一维纳米线的分散效果；当时间过长会造成一维纳米线断裂。

在本发明优选的实施方式中，所述玻璃微针的尖端直径为300nm-2μm。本发明根据一维纳米线的直径和长度选择玻璃微针尖端的直径，玻璃微针尖端直径太大，一维纳米线流出时不容易控制，玻璃微针尖端直径太小时，一维纳米线不能流出。

在本发明优选的实施方式中，所述一维纳米线为单根一维纳米线，包括但不限于硅纳米线、银纳米线、氧化锌纳米线。

进一步，所述一维纳米线的长度为80-300μm。

本发明所述的三维移动支架是指能在三个方向上移动的微操作器。

本发明的有益效果如下：