[发明专利]一种可捕获分子靶标感知触角的制造及位姿操控方法

摘要

一种可捕获分子靶标感知触角的制造及位姿操控方法，先制造硅基微米级孔阵列模具，再制造PDMS/功能纳米粒子复合材料的微米尺度纤维，表面修饰PDMS/功能纳米粒子复合材料的微米尺度纤维制备微纳米感知触角，最后通过外场操控微纳米感知触角定向/定域位姿实现微纳米感知触角对分子级靶标的主动搜寻/捕获，本发明通过微纳制造技术制造的PDMS/功能纳米粒子复合材料的微米尺度纤维微纳米感知触角，大长径比的PDMS/功能纳米粒子复合材料的微米尺度纤维微纳米感知触角极大的增加了比表面积，提高了微纳米感知触角触碰分子级靶标的概率，实现了对分子级靶标进行主动式捕获，极大提高了分子级靶标捕获/感知的灵敏度。

主权项

一种可捕获分子靶标感知触角的制造及位姿操控方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制造硅基微米级孔阵列模具：首先准备清洗干净的硅基，然后通过光刻及干法刻蚀工艺制造硅基微米级孔阵列模具；2)制造PDMS/功能纳米粒子复合材料的微米尺度纤维：在PDMS中掺杂100～500纳米的功能纳米粒子，通过乳化机搅拌均匀，浇注到硅基微米级孔阵列模具中，在抽真空环境中，使PDMS/功能纳米粒子复合材料能够完全填充到硅基微米级孔阵列模具中，通过加热固化脱模得到PDMS/功能纳米粒子复合材料的微米尺度纤维；3)表面修饰PDMS/功能纳米粒子复合材料的微米尺度纤维制备微纳米感知触角：先在PDMS/功能纳米粒子复合材料的微米尺度纤维表面制备一层过渡层材料，然后通过表面修饰，使PDMS/功能纳米粒子复合材料的微米尺度纤维过渡层材料表面获取利于与靶标分子粘附结合的特异性修饰活性分子；4)通过外场操控微纳米感知触角定向/定域位姿实现微纳米感知触角对分子级靶标的主动搜寻/捕获：在外场控制装置的作用下，通过控制外场控制装置的强度、方向，实现微纳米感知触角姿态的动态控制，使其能够对环境中分子级靶标进行主动式搜寻/捕获；所述的步骤1)中硅基微米级孔阵列模具孔直径为2‑15μm、深度为20‑150μm、中心距为20‑140μm；所述的步骤2)中功能纳米粒子为铁磁性粒子、介电质粒子或光致变形粒子，粒径为100‑500nm，铁磁性粒子包括Fe、Ni或Co；介电质粒子包括BaTiO3、LiTiO3或La2Zr2O7；光致变形粒子包括As2S3或LiNbO3；所述的步骤2)中掺杂功能纳米粒子的质量为PDMS质量的5‑10％；所述的步骤2)中的PDMS/功能纳米粒子复合材料的微米尺度纤维直径为2‑15μm，深度为20‑150μm，纤维中心距为20‑140μm；所述的步骤3)中过渡层材料为Ti、Si或Ge；所述的步骤3)中过渡层材料是通过溅射制备的，厚度为20‑60纳米；所述的步骤4)中外场为磁场、电场或光场。