[发明专利]一种手性选择性磁性功能化石墨烯修饰微流控芯片的方法

摘要

本发明公开了一种基于手性选择性磁性功能化氧化石墨烯修饰聚二甲基硅氧烷（PDMS）芯片微通道的方法，属于微流控芯片技术领域。获得GO/Fe3O4/BSA修饰的PDMS芯片微通道。测试结果表明，经GO/Fe3O4/BSA复合材料修饰的PDMS芯片微通道亲水性强、稳定性好，成功实现了模型手性分子D/L-色氨酸的高效分离。该发明制备的GO/Fe3O4复合材料，一方面具有良好的磁性能，仅仅在施加外磁场的条件下，即可实现GO/Fe3O4/BSA复合纳米材料在PDMS芯片微通道内的可控组装等操作，大大节约了修饰时间，而且，还提高了芯片的重复利用率。

主权项

一种手性选择性磁性功能化石墨烯修饰微流控芯片的方法，其特征在于步骤方法如下：（1）采用改进的Hummers方法制备氧化石墨烯（GO）：将0.5 g 石墨粉和0.5 g NaNO3 加入到23 mL 18 mol/L的浓H2SO4 中，冰浴条件下，缓慢加入3 g KMnO4，充分搅拌使其混合均匀后，把溶液转移到35 ± 5 °C 的水浴中搅拌一个小时，形成灰褐色糊状物，加入40 mL 水，室温下搅拌30 min，再加水稀释至140 mL，最后，逐滴加入3 mL 30 %的H2O2，溶液从深棕色变成亮黄色，将得到的产物趁热过滤，用二次蒸馏水离心清洗产物至上层清液为中性，在12000 r/min的转速下离心2 min，得到GO，再将其搅拌分散于二次蒸馏水中，在8000 r/min下离心2 min分钟除去较大的GO块和溶在水中的一些副产物，将得到的产物分散至二次水中，超声处理2小时，即得到单层的GO分散溶液； （2）Fe3O4 NPs功能化GO（GO/Fe3O4）的制备：将40 mg GO 溶解到20 mL二次蒸馏水中，超声30 min；待GO 完全溶解后，加热至50 °C，并通入N2除去O2；然后向该溶液中加入216 mg FeCl3·6H2O 和80 mg FeCl2·4H2O，超声20 min，在搅拌条件下逐滴加入1.0 mL NH3·H2O后剧烈搅拌40 min，反应完毕后，冷却至室温，将产物用磁铁分离，并用二次蒸馏水清洗数次；（3）GO/Fe3O4/BSA复合材料的制备：将4 mg·mL‑1 的GO/Fe3O4和900 mg·mL‑1的BSA加入到4 mL 0.5×TBE缓冲溶液中，常温下反应24小时，反应完毕后，产物用磁铁分离并用二次蒸馏水清洗数次，将所得产物（GO/Fe3O4/BSA）分散于4 mL二次蒸馏水中，4 °C储存备用；（4）GO/Fe3O4/BSA复合材料在PDMS微通道表面的修饰：先将PDMS通道用二次蒸馏水冲洗10 min；然后在芯片的上下方各放置一块永久磁铁（相吸引的两极彼此相对），用真空泵将制备的2 mg·mL‑1 GO/Fe3O4/BSA复合材料连续抽入分离管道中5 min，在外磁场作用下，GO/Fe3O4/BSA复合材料被迅速可控地固定于PDMS通道内，将修饰后的芯片在冰箱中放置1小时；用缓冲溶液连续冲洗通道5分钟，将分离通道内的残留物洗掉，即获得GO/Fe3O4/BSA复合材料修饰的PDMS芯片微通道。