[发明专利]一种生物可降解的硅纳米针注射器及其应用

权利要求书

1.一种硅纳米针，其为表面具有介孔，底部直径为50-100nm、长度为1-2μm，由硅制成的锥形结构。

2.一种硅纳米针注射器，其包括权利要求1所述的硅纳米针和生物分子；

所述生物分子负载在所述硅纳米针的介孔中和/或表面上。

3.根据权利要求2所示的硅纳米针注射器，其特征在于：

所述生物分子包括核酸扩增所需的酶和/或核酸分子；

或，所述核酸扩增所需的酶为如下至少一种：DNA聚合酶、DNA解旋酶、DNA连接酶、DNA切刻酶；

或，所述核酸分子为核酸探针和/或核酸链；

或，所述核酸探针为锁式探针和/或荧光探针；

或，所述核酸链为如下至少一种：单链DNA、双链DNA、单链RNA、双链RNA。

或，所述生物分子还包括用于提高核酸扩增效率的物质；

或，所述用于提高核酸扩增效率的物质为牛血清白蛋白；

或，所述生物分子由DNA聚合酶、DNA连接酶、核酸探针和牛血清白蛋白组成；

或，所述生物分子由DNA聚合酶、DNA连接酶、核酸探针、核酸链和牛血清白蛋白组成。

4.权利要求1所述的硅纳米针的制备方法，包括如下步骤：采用湿法刻蚀的方法制备硅纳米线阵列，然后利用氢氧化钾刻蚀阵列尖端，再从阵列上剥离得到权利要求1所述的硅纳米针。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1)将单晶硅片浸入HF溶液中活化，使其表面生成硅氢键；

2)将步骤1)得到的硅片浸入混合溶液中，避光缓慢震荡，使硅片表面均匀的镀上一层纳米Ag颗粒层；

所述混合溶液由溶质和溶剂组成，所述溶剂为水，所述溶质为HF和AgNO₃；

3)将步骤2)得到的硅片浸入刻蚀液中避光刻蚀，使其形成一层硅纳米线阵列；

所述刻蚀液由溶质和溶剂组成，所述溶剂为水，所述溶质为HF和H₂O₂；

4)将步骤3)得到的硅片浸入KOH溶液中，以刻蚀阵列尖端，得到具有针尖结构的硅片；

5)将步骤4)得到的硅片浸入浓HNO₃溶液中，以去除Ag催化剂；

6)将步骤5)得到的硅片进行剥离处理，得到硅纳米针。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述1)前还包括如下步骤：将单晶硅片切成面积约为1cm×1cm的小块，依次经过丙酮溶液、无水乙醇溶液和piranha清洗液超声清洗，得到超声清洗后的硅片；然后用去离子水将所述超声清洗后的硅片清洗后再用氮气吹干；

或，所述丙酮溶液超声清洗10min；所述乙醇溶液超声清洗10min；所述piranha清洗液超声清洗30min；

或，所述1)中，所述HF溶液的质量分数为5％，所述活化的时间为30min；

或，所述1)和所述2)之间还包括如下步骤：将硅片用去离子水清洗后再用氮气吹干；

或，所述2)中，所述HF和所述AgNO₃在所述混合溶液中的浓度分别为10％和0.02mol/L；所述震荡的时间为2min；

或，所述2)和所述3)之间还包括如下步骤：将硅片用去离子水进行清洗；

或，所述3)中，所述HF和所述H₂O₂在所述刻蚀液中的溶度分别为4.8mol/L和0.6mol/L；所述刻蚀的时间为30min；

或，所述3)和所述4)之间还包括如下步骤：将硅片用去离子水清洗后再用氮气吹干；

或，所述4)中，用质量分数为10％的KOH溶液处理2min；

或，所述5)中，用质量分数为65-68％的浓HNO₃溶液处理2min；

或，所述5)和所述6)之间还包括如下步骤：将硅片用去离子水清洗后再用氮气吹干；

或，所述6)中，用小刀刮的方式进行剥离处理。