[發(fā)明專利]制備偏光下可視的圖案的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711100151.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108020258A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊忠強(qiáng);李妍;田藝;張懿旸;楊秀秀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D21/00
• 分類號(hào): G01D21/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發(fā)明公開(kāi)了制備偏光下可視的圖案的方法，并首先公開(kāi)了制備DNA圖案基底的方法，其包括：分別提供基底、表面具有圖案的PDMS印章、12?巰基十二酸溶液和能夠與基底表面結(jié)合的DNA；獲得經(jīng)過(guò)處理的PDMS印章；使經(jīng)過(guò)處理的PDMS印章與基底的表面接觸，得到表面具有圖案的親水基底；獲得具有DNA表面層的DNA圖案基底。利用該方法能夠有效制備獲得具有DNA表面層的DNA圖案基底。進(jìn)而，利用與該DNA圖案基底的DNA表面層的DNA至少存在12bp的序列互補(bǔ)的DNA雙親分子制備的DNA液晶液滴與該DNA圖案基底接觸能夠使該DNA圖案基底表面在偏光下呈現(xiàn)目的圖案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及液晶液滴圖案化壓印技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及制備偏光下可視的圖案的方法。

背景技術(shù)

在外界刺激下，液晶取向的改變可以傳遞和放大到微米尺度范圍，其伴隨的光學(xué)信號(hào)變化可用于化學(xué)、生物檢測(cè)。液晶液滴在被檢測(cè)物存在下，可利用光學(xué)顯微鏡觀測(cè)液晶取向變化從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的。如何使液晶實(shí)現(xiàn)刺激響應(yīng)、檢測(cè)、防偽乃至信息顯示功能等具有重要應(yīng)用意義的領(lǐng)域，是需要長(zhǎng)期探索與研究的科學(xué)問(wèn)題。

目前，利用液晶構(gòu)建出具有潛在響應(yīng)性的智能表面，進(jìn)而制備偏光下可視圖案的方法仍有待研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種利用液晶構(gòu)建具有潛在響應(yīng)性的智能表面，進(jìn)而制備偏光下可視圖案的手段。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明是基于發(fā)明人的下列發(fā)現(xiàn)和工作而完成的：

隨著科學(xué)技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展，人們對(duì)智能生活的要求越來(lái)越高，具有智能響應(yīng)與檢測(cè)功能的體系也受到了越來(lái)越多的重視。液晶除了作為顯示材料之外，近年來(lái)已逐漸被用于響應(yīng)與檢測(cè)領(lǐng)域。液晶是介于固態(tài)晶體和無(wú)定形液體之間的一種特殊物質(zhì)相態(tài)，處于該相態(tài)的物質(zhì)兼有液體的流動(dòng)性和晶體的各向異性。液晶在外界刺激下，其取向的改變可以傳遞和放大到微米尺度范圍，其伴隨的光學(xué)信號(hào)變化可用于化學(xué)、生物檢測(cè)，因此將液晶作為特殊的檢測(cè)基元應(yīng)用于構(gòu)建生物傳感器引起了科學(xué)界的關(guān)注。

自1998年Abbott實(shí)驗(yàn)室首次提出將液晶用于生物傳感器領(lǐng)域以來(lái)，在利用液晶-水相界面實(shí)現(xiàn)檢測(cè)方面已取得了重要的研究成果。液晶生物傳感是基于液晶分子在功能膜表面排列取向發(fā)生變化，改變液晶分子對(duì)光線的折射能力，將界面上產(chǎn)生的反應(yīng)變化信息轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的檢測(cè)，如可實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)大分子、細(xì)菌和病毒、酶反應(yīng)、DNA雜化、干細(xì)胞培養(yǎng)等的檢測(cè)。最近，芝加哥大學(xué)分子工程研究所(IME)的J.J.dePablo教授報(bào)道液晶作為檢測(cè)器完成了對(duì)淀粉樣蛋白的成功檢測(cè)，而這種蛋白是與神經(jīng)退行性疾病如阿茲海默癥(又稱老年癡呆癥)的患病密切相關(guān)，這一研究成果表明液晶在不遠(yuǎn)的將來(lái)有望用于阿茲海默癥的前期診斷。

液晶液滴作為另一種具有高曲率液晶-水相界面的形式已受到研究者越來(lái)越多的重視。當(dāng)液晶液滴與雙親分子組裝時(shí)液晶分子會(huì)發(fā)生取向變化，液晶液滴會(huì)由無(wú)雙親分子誘導(dǎo)時(shí)的兩極缺陷轉(zhuǎn)變成中心缺陷，這種取向轉(zhuǎn)變?cè)谄怙@微鏡下可清晰觀察到。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)直徑8μm的4’-正戊基-4-氰基-聯(lián)苯(5CB)液滴在水中時(shí)，由于液晶本身的取向性，液晶分子會(huì)沿液滴軸向排列，由于液滴的高曲率，在液滴兩極處的液晶分子無(wú)法有序排列，呈現(xiàn)無(wú)序狀態(tài)，即在液滴表面呈現(xiàn)兩極缺陷，形成雙極點(diǎn)構(gòu)型(bipolarconfiguration)，在光學(xué)顯微鏡下可觀察到兩端較暗。當(dāng)兩親性的內(nèi)毒素分子與液晶液滴組裝時(shí)，6條疏水性的烷基鏈會(huì)嵌入液晶液滴中，誘導(dǎo)液晶分子沿半徑方向排列，形成放射狀構(gòu)型，白光下可觀察到液滴中心較暗，偏光下可發(fā)現(xiàn)液晶液滴呈現(xiàn)出“十”字圖案。液晶液滴與高分子、生物分子等相互作用時(shí)同樣會(huì)發(fā)生取向的變化。這種取向變化帶來(lái)的檢測(cè)特性使液晶液滴具有了更重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。