[发明专利]一种电化学发光纳米逻辑操作器件及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学发光纳米逻辑操作器件及制备方法。

背景技术

逻辑门可以用在化学分子领域的信息处理，包括纳米分子等。对于分子器件功能材料，由于其独特的优势与广阔的前景成为21世纪的研究重点，被认作最有望取代传统以硅为基础的器件材料。从认识到分子开关和分子逻辑门间的联系以来，基于化学体系的分子逻辑门迅猛发展，基本的布尔逻辑功能单元的分子逻辑门基于化学体系得以实现。分子逻辑门的重构、组合和通过复杂的组合逻辑分子体系进行编程引起科学家们极大关注。

目前，对于分子逻辑门，它的输入和输出信号一般为通过分子生物学操作来进行，还可能是通过荧光阅读器来进行。电化学发光(electrochemiluminescence,ECL)是把电能转为辐射能，在一定电位下，通过电子传递形成激发态，激发态分子变基态时产生光子，且ECL方法简单、灵敏度高、线性范围宽。基于电化学发光构建的电化学发光逻辑操作有灵敏度高、不需标记以及操作简便等优点，基于此建立的分子逻辑门具有一定的生物化学信息，能用于相应分子的鉴别与定量测定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电化学发光纳米逻辑操作器件及制备方法，以用于一些物质的鉴别和定量测定。

本发明公开了一种新颖的电化学发光纳米逻辑操作器件并公开了它的制备方法，通过BPEA纳米线电化学发光传感器为分子逻辑门的基本构架，从而用来检测三苯胺(TprA)、多巴胺(DA)、脯氨酸(Pro)、亚甲基蓝(MB)等物质。

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电化学发光纳米逻辑操作器件的制备方法，其内容包括如下步骤：

步骤1：BPEA纳米线的制备，利用物理气相沉积的方法制备BPEA纳米线，使其沉积在基底上；

称取一定量的BPEA粉末溶解于有机溶剂中并移到100mL的两口烧瓶中；将烧瓶置于油浴中，用加热装置给油浴加热令有机溶剂蒸发，在蒸发过程中旋转烧瓶令BPEA于烧瓶的瓶底形成均匀的薄膜；再把基底悬在BPEA粉末层的上方，从烧瓶一口插入温度计，通过油浴温度的变化，进而对烧瓶内的温度进行调节；当油浴温度达到预定温度后，BPEA的气相分子就在基底上进行成核和生长，由此形成BPEA纳米线；

步骤2：电化学发光传感器的制备，利用步骤1制备的BPEA纳米线修饰导电玻璃电极，从而制备电化学发光传感器；

ECL传感器的制备：首先，将导电玻璃(ITO)切成大小为2.0×4.5cm²的长方体，再按以下步骤对其进行清洗：

第一步，把导电玻璃(ITO)浸泡在加入洗涤剂的自来水中，并将其放到53MHz的超声波清洗器内进行超声清洗20min；

第二步，用足量的自来水冲洗导电玻璃(ITO)表面的洗涤剂，直至没有泡沫为止；

第三步，用无水乙醇以及超纯水分别对导电玻璃(ITO)淋洗4次；

第四步，利用高纯氩气将导电玻璃(ITO)吹干以后，备用；然后，利用物理气相沉积的方法制备BPEA纳米线，使BPEA纳米线沉积在导电玻璃上，ECL传感器制备成功；

步骤3：基于BPEA纳米线的ECL检测构筑的分子逻辑门是：以BPEA纳米线电化学发光传感器为分子逻辑门的基本构架，以三苯胺与另一需检测分子的物质为输入条件，BPEA纳米线发出的ECL信号的强度变化为输出结果，从而实现逻辑操作。

作为对上述方式的限定，在步骤1中，所述有机溶剂为乙醇，或者选用其它能溶解BPEA但不与BPEA反应的有机溶剂。

作为对上述方式的限定，在步骤1中，所述油浴的预定温度为60℃，并且通过调节油浴温度和生长时间可调控出不同大小和密度的BPEA纳米线。

作为对上述方式的限定，在步骤1中，所述基底为导电玻璃。

作为对上述方式的限定，在步骤3中，所述另一需检测分子的物质为多巴胺、脯氨酸和亚甲基蓝中的任意一种。作为一种优选方案，所述三苯胺(TprA)、脯氨酸(Pro)、亚甲基蓝(MB)的检测浓度为1×10^-8mol/L,多巴胺(DA)的检测浓度为3×10^-5mol/L。利用本发明中的分子逻辑门可检测的其它浓度均在权利保护内。

作为对上述方式的限定，在步骤3中，所述构筑的分子逻辑门可以为二输入逻辑门，即或门(OR)，异或门(XOR)，禁止门(INHIBIT)，也可以为三输入逻辑门和四输入逻辑门。