【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有纳米通道的有机薄膜，具体涉及一种具有ph响应亲疏水转换纳米通道薄膜及其制备方法，属于生化传感。
技术介绍
1、在生物传感与分子检测领域，纳米通道技术展现出了巨大的潜力。纳米通道作为一种分子通道，能够实现单分子级别的物质传输与识别，其在dna测序、蛋白质分析等生物医学应用中扮演着关键角色。然而，传统无修饰的纳米通道存在选择性差、灵敏度步足等问题。近年来，通过化学修饰纳米通道以改善其性能成为研究热点。甘氨酸和戊胺，作为生物相容性好、结构可调的分子，被广泛用于纳米通道的表面修饰，旨在提高孔道的稳定性和选择性。尽管已有研究显示，甘氨酸和戊胺修饰能显著增强纳米通道对特定分子的识别能力，但现有技术在修饰效率、稳定性以及对复杂环境的适应性方面任存在挑战，限制了其在实际应用中的效能。因此，开发了一种高效、稳定的甘氨酸和戊胺修饰纳米通道技术，对推动生物传感技术具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种具有ph响应亲疏水转换纳米通道薄膜。该薄膜基于锥形纳米管道内壁上甘氨酸和戊胺的协同作用，实现了在不同总盐浓度下展现出不同的ph响应亲疏水转化的特性，其中，甘氨酸的羧基在不同ph条件下会作为质子化或去质子化的触发基团，而戊胺的添加可有效延长修饰物的碳链长度，作为疏水链调节纳米通道的亲疏水性，即，甘氨酸作为ph响应开关，而戊胺则作为亲疏水效应的放大器，从而大幅提升薄膜亲疏水性对ph响应的灵敏度和响应速率。
2、本专利技术的第
3、为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种具有ph响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，包括：
4、步骤s1、对pet薄膜进行表面处理后，再采用化学刻蚀法在其表面刻蚀纳米通道；
5、步骤s2、将所得具有纳米通道的pet薄膜置于改性mes混合溶液中进行活化处理，再经清洗，得前驱体薄膜；
6、步骤s3、将前驱体薄膜置于含有甘氨酸和戊胺的混合修饰液中进行孔道内部修饰，然后经超纯水清洗，即得；
7、所述混合修饰液中甘氨酸和戊胺的摩尔比为1：2~4。
8、本专利技术修饰液中甘氨酸和戊胺的比例要严格按照上述要求执行，修饰后纳米通道内部二者的比例与修饰液中二者的比例呈正相关关系，若甘氨酸比例过高，会导致纳米通道内部整体亲水性较高，若戊胺比例过高，则又会导致纳米通道内部整体疏水性过高，均难以实现薄膜的亲疏水性快速和显著的转化。
9、作为一项优选的方案，所述步骤s1中表面处理的方式为：将pet薄膜置于紫外灯下，其中一面照射11~13h，另一面照射8~10h。
10、作为一项优选的方案，所述化学刻蚀法为不对称刻蚀法，其过程为：将经过表面处理的pet薄膜两侧施加1~2v的跨膜电压，薄膜的一侧接触刻蚀液，另一侧接触阻止液，直至薄膜两侧的离子电流较初始状态增加两个数量级。
11、作为一项优选的方案，所述纳米通道为锥形孔道，其大孔孔径为200~250nm，小孔直径为10~50nm。
12、作为一项优选的方案，所述刻蚀液为浓度为7~10mol/l的naoh溶液。
13、作为一项优选的方案，所述阻止液为1mol/l的乙酸和kcl混合溶液，乙酸与kcl的体积质量比为0.5~0.6ml/g。
14、作为一项优选的方案，所述步骤s2中活化处理前还需要采用超纯水浸渍过夜；所述活化处理的过程为：将具有纳米通道的pet薄膜置于含有edc和nhs的mes混合溶液中，浸渍10~20min。
15、作为一项优选的方案，所述mes混合溶液中mes的浓度为0.08~0.12mol/l，edc的浓度为40~60mmol/l，nhs的浓度为20~30mmol/l。
16、在edc的催化下，nhs与纳米通道内壁表面的羧基发生活化反应，形成具有较高接枝活性的co-nhs基团，该基团可与后续加入的带氨基化合物快速反应，生成co-nh键，以实现戊胺，甘氨酸的共价修饰。若二者浓度不在上述范围内，则会降低羟基的活化效果，甚至完全无活化效果，进而导致后续的共价修饰无法有效进行，难以实现薄膜的亲疏水转化。
17、作为一项优选的方案，所述步骤s2中清洗的过程为：采用中性pbs缓冲液冲洗pet薄膜，直至将mes混合溶液完全脱除。
18、需要注意的是，当采用mes混合溶液对纳米通道进行活化后，必须先对其进行充分清洗才能进行后续的修饰步骤，这是因为修饰中的甘氨酸含有羧基基团，如果与残留的edc/nhs混合物相接触，则会催化甘氨酸与甘氨酸，甘氨酸与戊胺在溶液中的缩合反应，导致甘氨酸和戊胺无法修饰在纳米通道内壁表面。
19、作为一项优选的方案，所述混合修饰液中的甘氨酸的浓度为10~20mmol/l，戊胺的浓度为40~50mmol/l。
20、作为一项优选的方案，所述孔道内部修饰的时间为20~50min。
21、作为一项优选的方案，所述超纯水清洗的方式为浸渍清洗，时间为1~3h。
22、本专利技术还提供了一种具有ph响应亲疏水转换纳米通道薄膜，由上述任意一项所述的制备方法所得；所述薄膜在酸性条件下表现为疏水性，碱性条件下表现为亲水性。
23、相对于现有技术，本专利技术技术方案的有益技术效果为：
24、1）本专利技术所提供的薄膜基于锥形纳米管道内壁上甘氨酸和戊胺的协同作用，实现了在不同总盐浓度下展现出不同的ph响应亲疏水转化的特性，其中，甘氨酸的羧基在不同ph条件下会作为质子化或去质子化的触发基团，而戊胺的添加可有效延长修饰物的碳链长度，作为疏水链调节纳米通道的亲疏水性，即，甘氨酸作为ph响应开关，而戊胺则作为亲疏水效应的放大器，从而大幅提升薄膜亲疏水性对ph响应的灵敏度和响应速率。
25、2）本专利技术所提供的制备方法中，通过改性mes混合溶液活化纳米通道内壁表面的羟基，便于甘氨酸和戊胺的氨基与其反应，然后在pbs缓冲液环境中，直接采用浸渍法直接将甘氨酸和戊胺修饰在纳米通道内壁，即得；该方法具有操作简单、成本低廉和对环境友好的优点，便于工业化连续生产。
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1.一种具有pH响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种具有pH响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中表面处理的方式为：将PET薄膜置于紫外灯下，其中一面照射11~13h，另一面照射8~10h。
3.根据权利要求1所述的一种具有pH响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所述化学刻蚀法为不对称刻蚀法，其过程为：将经过表面处理的PET薄膜两侧施加1~2V的跨膜电压，薄膜的一侧接触刻蚀液，另一侧接触阻止液，直至薄膜两侧的离子电流较初始状态增加两个数量级；所述纳米通道为锥形孔道，其大孔孔径为200~250nm，小孔直径为10~50nm。
4.根据权利要求3所述的一种具有pH响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所述刻蚀液为浓度为7~10mol/L的NaOH溶液；所述阻止液为1mol/L的乙酸和KCl混合溶液，乙酸与KCl的体积质量比为0.5~0.6ml/g。
5.根据权利要求1所述的一种具有pH响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所
6.根据权利要求5所述的一种具有pH响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所述MES混合溶液中MES的浓度为0.08~0.12mol/L，EDC的浓度为40~60mmol/L，NHS的浓度为20~30mmol/L。
7.根据权利要求1所述的一种具有pH响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中清洗的过程为：采用中性PBS缓冲液冲洗PET薄膜，直至将MES混合溶液完全脱除。
8.根据权利要求1所述的一种具有pH响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所述混合修饰液中的甘氨酸的浓度为10~20mmol/L，戊胺的浓度为40~50mmol/L。
9.根据权利要求1所述的一种具有pH响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所述孔道内部修饰的时间为20~50min；所述超纯水清洗的方式为浸渍清洗，时间为1~3h。
10.一种具有pH响应亲疏水转换纳米通道薄膜，其特征在于：由权利要求1~9任意一项所述的制备方法所得；所述薄膜在酸性条件下为疏水性；所述薄膜在碱性条件下为亲水性。
...【技术特征摘要】
1.一种具有ph响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种具有ph响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中表面处理的方式为：将pet薄膜置于紫外灯下，其中一面照射11~13h，另一面照射8~10h。
3.根据权利要求1所述的一种具有ph响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所述化学刻蚀法为不对称刻蚀法，其过程为：将经过表面处理的pet薄膜两侧施加1~2v的跨膜电压，薄膜的一侧接触刻蚀液，另一侧接触阻止液，直至薄膜两侧的离子电流较初始状态增加两个数量级；所述纳米通道为锥形孔道，其大孔孔径为200~250nm，小孔直径为10~50nm。
4.根据权利要求3所述的一种具有ph响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所述刻蚀液为浓度为7~10mol/l的naoh溶液；所述阻止液为1mol/l的乙酸和kcl混合溶液，乙酸与kcl的体积质量比为0.5~0.6ml/g。
5.根据权利要求1所述的一种具有ph响应亲疏水转换纳米通道薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中活化处理前还需要采用超纯水浸渍过夜；所述活化处理的过程为：将具有纳米...
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