孔径可控纳米多孔玻璃粉生物芯片载体材料的研究

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1、摘要自从90年代初生物芯片的诞生以来，生物芯片技术得以迅猛的发展，生物芯片研制和分析的前提条件是生物芯片的制备，而制备生物芯片的关键技术是如何制备其载体材料。高密度排列点阵格式玻璃生物芯片载体材料的研究就是在这种背景下提出的，其中的孔径可控纳米多孔玻璃粉是利用玻璃分相原理制得的，即将一定配比的Na20一B203．Si02体系玻璃在一定温度下进行高温熔融制得母体玻璃后，在适当的温度下进行热处理从而使得母体玻璃分相，然后将分相后的玻璃浸入一定浓度的无机酸或者水溶液中，将易溶的Na20．B203相浸出，获得不同孔径大小和

2、分布的多孔玻璃。本文通过对孔径可控纳米多孔玻璃粉制备及性能的研究，利用正交设计分析各种因素对制备的孔径可控纳米多孔玻璃粉性质的影响。研究表明，孔径极差正交分析因素的主次顺序为：组分>酸处理时间>热处理时间>酸的浓度>热处理温度和比表面积极差正交分析主次顺序：组分>酸处理时间>热处理时间=热处理温度>酸的浓度的极差分析的影响主次顺序大致相同。制备出孔道相互连接、均匀分布、孔径范围狭窄的孔径可控的纳米多孔玻璃粉，利用XRD、SEM和BET等方法孔径可控纳米多孔玻璃粉进行了的表征。研究还表明：Na20·B203"Si02

3、系统的多孔玻璃组分选择在其分相区域内，可以得到纹理结构较好的多孔玻璃粉：Li+的添加对Na20-B203-Si02系统的多孔玻璃的分相有促进的作用；在NazO·B203'Si02系统的多孔玻璃的分相中Ti4+比zr4+更有促进作用。通过孔径可控纳米多孔玻璃粉的研究，得到了O～10nm、10～20rim、20～30nm、30～40nm、40～60nm、60～80nm、80～100nm孔径分布的相应的组分、热处理温度、热处理时间、HCI的浓度和酸处理的时间等工艺条件。通过控制工艺参数可制备出孔径约在100rim以下的纳

4、米多孔玻璃粉。可以满足不同生物载体的需要，为最终完成高密度纳米多孔点阵生物芯片载体材料的制备提供技术支持和理论依据，以满足生物芯片技术研究的需要。同时可用于固定或隔离生物化学样本，满足生物技术研究和其它相关学科发展的需要，对我国生命科学以及基因工程发展具有重要的意义。关键词：纳米多孔玻璃粉，生物芯片玻璃载体，钠硼硅盐玻璃，玻璃分相，正交设计AbstractThedevelopmentofbiochiptechnologyhasbeenmadegreatprogressentering21stcentury．Thek

5、eyofbiochipmanufactureandanalysisistopreparethecarriermaterial．Thepreconditionsofpreparationandanalysisofthebiochipishowtomanufacturethebiochip．Furthermore，thekeyfactorofmanufacturethebiochipishowtopreparetothecarriermaterial，Thestudyofthehigh-densitynanometer

6、porouslatticebiochipcarriermaterialhasputforwardinChinaunderthatbackground．Theporousglasspowdersonbasisofphase—separatedalkali-borosilicateglasseshavebeenprepared．Theheat—treatmentsofalkaliborosilicateglassesofasuitablecompositioninatemperaturerangeinitiateaph

7、aseseparation．Thealkali—richboratephaseissolubleinhotmineralacids，waterandalcohols．Thereforethedifferentsizeanddistributingoftheporousglasswerepreparedinthisstudy．Inthispaper,thecontrollableapertureglasswithporebeingdimensionaluniformity,interconnectpore，narro

8、wrangeofporesizeispreparedonbasisofphise-separatedalkaliborosilicateglassduringthepreparationofcontrolledporosityglass．Thisarticlediscussedthatthepreparationmethodofcontrollableape