利用钨针尖制备纳米孔之简略

生物体的生命活动主要是以细胞为基本单位进行的，而细胞通过细胞膜与周围环境隔离开，维持着相对稳定的细胞内部环境。细胞膜主要由脂类排列成双分子层(BLM)，并镶嵌有各种功能的蛋白质，承担着细胞与外界环境的物质交换、能量交换和信号传导的作用。

在固体表面或微、纳米孔上人工构建磷脂双层膜并在其中引入通道蛋白是构建仿生膜并对通道蛋白功能进行研究的流行方法，在研究单离子通道过程中，需要以金属针尖为模板，通过玻璃管包封而后又去除金属针尖的过程制备玻璃纳米孔的方法。这里需要提到一种重要的器材——钨针尖。

钨丝不仅廉价，而且具有硬度大、熔点高和膨胀系数小等特性。另外，钨针尖的电化学刻蚀制备高效，尤其是钨的热膨胀系数远小于玻璃，因此采用普通厚壁玻璃管即可获得效果理想的包封效果。基于钨针尖和厚壁玻璃管的纳米孔的制备方法的具体步骤如下：

(1)制备钨针尖

用钳子剪下长约2.5cm的钨丝并用镊子戳直；其次，对钨丝进行清洗，依次用丙酮、乙醇和水超生清洗5min，除去钨丝表面存在的污渍；然后，把清洗后的钨丝作为工作电极插入0.75M KOH溶液中，并以石墨为对电极，采用25V的交流电压进行电化学刻蚀；最后，对刻蚀得到的针尖依次用丙酮、乙醇和水清洗，除去针尖上残留的杂质。

(2)玻璃管包封钨针尖

将所制备的钨针尖的未刻蚀端插入长针筒中，露出刻蚀的钨针尖。其次，将钨针尖置于离玻璃管末端约5mm的管中间，用丁烷焰加热包封住玻璃管的末端，之后尽量将钨针尖靠近包封端。再次，将真空泵的抽气管接在玻璃管开口端，在真空度大于0.1MPa，火焰温度为1000～1200℃，可以看到玻璃收缩接触并包封住钨针尖。

(3)抛光制得钨纳米盘电极

依次用水磨砂纸和金相砂纸(2#，4#，6#)逐级将玻璃圆盘端面抛光至距钨针尖末 端约3mm处且达镜面光滑；然后，在抛光布上用Al₂O₃粉(3μm、1μm、0.3μm、0.05μm) 进行逐级抛光，抛光布以0.02M KCl溶液润湿，并利用自制的电导检测仪对玻璃包封的钨针 尖与溶液间的电导进行监控。当电导数值突增时，表示金属针尖尖端已经露出，立即停止抛 光，得到钨纳米盘电极；最后，在KCl溶液中对钨纳米盘电极进行循环伏安扫描曲线表征，估算钨纳米盘电极的半径。

(4)刻蚀包封的钨针尖制得玻璃纳米孔

将制备的玻璃钨纳米盘电极置于刻蚀液中，加上25V交流电压 进行刻蚀，直至完全刻蚀掉玻璃包封住的钨针尖，得到玻璃纳米孔。

利用所制备的玻璃纳米孔进行仿生膜研究时，具有漏电电流小、信噪比高等优点，适用于生物传感、DNA测序、药物筛选、通道蛋白功能等方面的研究。

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