[發(fā)明專利]一種氨基酸修飾的金納米墨水及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011549463.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN112662231B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅志強(qiáng);饒艾;楊濤濤;李興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C09D11/38
• 分類號(hào): C09D11/38
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 陳燦;李智

本發(fā)明屬于噴墨打印墨水技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種氨基酸修飾的金納米墨水及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明制備方法包括以下步驟：(1)將氨基酸溶液與可溶性金鹽溶液混合，獲得納米團(tuán)簇；(2)將還原劑加入到納米團(tuán)簇中使金離子還原，得到氨基酸修飾的納米金；(3)將氨基酸修飾的納米金分離獲得固體顆粒，將固體顆粒清洗，重新溶解后獲得金納米墨水。本發(fā)明制備的金納米墨水，顆粒均勻，具有良好的分散性，一定溫度退火處理后導(dǎo)電性良好，可用于噴墨打印制備微電極陣列。墨水制備方法簡(jiǎn)單，大規(guī)模制備可行性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于噴墨打印墨水技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種氨基酸修飾的金納米墨水及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

由于生物醫(yī)療領(lǐng)域?qū)τ谌嵝噪娮悠骷男枨笕找嬖黾樱浼庸し绞桨ü饪蹋z網(wǎng)印刷，噴墨打印等，其中噴墨打印由于無需模板，非接觸，可在柔性基板上集成等優(yōu)點(diǎn)，受到研究者們的青睞。噴墨打印又分為連續(xù)式和隨機(jī)式，連續(xù)式噴墨印刷是以墨水泵對(duì)墨水加以適當(dāng)壓力，使墨水從噴孔中連續(xù)不斷地噴出液流。其優(yōu)點(diǎn)是可以形成高速的墨滴，適用于高速打印領(lǐng)域，但缺點(diǎn)是需要對(duì)墨水進(jìn)行加壓操作，部分墨滴被回收裝置回收利用，但這不僅使得打印機(jī)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，也可能對(duì)墨水造成污染。隨機(jī)式噴墨印刷也叫按需式噴印，按照不同的技術(shù)方案，又分為熱泡式和壓電式。熱泡式噴墨利用噴嘴末端的薄膜電阻，瞬間加熱至高溫的方式，促使墨水沸騰形成氣泡，隨著壓力上升的力量推動(dòng)氣泡來擠壓墨水，使墨水經(jīng)噴嘴噴至紙上預(yù)定的位置產(chǎn)生墨點(diǎn)。而電噴印是通過先設(shè)定打印路徑，然后利用電場(chǎng)的作用將墨滴拉到下面基板，形成我們需要的圖案，這種方式具有比較高的精度和分辨率，需要的墨水的量也比較少。但電噴印也有一些缺點(diǎn)，比如噴嘴容易堵塞，這就要求墨水流動(dòng)性良好，顆粒較小，且分散性良好，不發(fā)生團(tuán)聚。研究者們針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景制備了多種墨水，其中對(duì)于生物醫(yī)療領(lǐng)域，由于對(duì)墨水的各項(xiàng)要求比較高，例如無毒，生物相容性良好，導(dǎo)電性良好等，金納米墨水引起了人們的興趣。但金納米顆粒由于表面能很大，非常容易發(fā)生團(tuán)聚，在制備金納米顆粒的同時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行表面修飾，同時(shí)由于墨水需要沉積到柔性基底上，其燒結(jié)溫度不能太高。

噴墨打印機(jī)用金屬墨水中的溶劑需要在較低的溫度下蒸發(fā)，然后在較高的溫度下除去保護(hù)層，最后金屬顆粒出現(xiàn)再結(jié)晶，印刷結(jié)構(gòu)的阻抗降低，形成導(dǎo)電通路。由于柔性電子器件的常用的基板例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯一般不能在高溫下長(zhǎng)期工作，所以我們對(duì)打印墨水退火處理的溫度要控制在一定范圍以內(nèi)。電化學(xué)傳感器由于具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如低成本、易操作、可集成而廣泛用于分析檢測(cè)領(lǐng)域，近年來，由于使用場(chǎng)景的需要，人們對(duì)電化學(xué)傳感器的微型化做出了許多努力。傳感器的微型化必然意味著電極的微型化，噴墨打印就是其中一種能夠制備微電極陣列的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷，本發(fā)明提供了一種可用于噴墨打印的金納米墨水的方法，另一方面通過此墨水利用噴墨打印技術(shù)制備一種微電極陣列，通過此墨水利用噴墨打印技術(shù)制備一種微電極陣列，微電極陣列結(jié)合其他材料作為電化學(xué)傳感器用于生物分子檢測(cè)的一種應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種氨基酸修飾的金納米墨水的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氨基酸溶液與可溶性金鹽溶液混合，獲得納米團(tuán)簇；

(2)將還原劑加入到納米團(tuán)簇中使金離子還原，得到氨基酸修飾的納米金；

(3)將氨基酸修飾的納米金分離獲得固體顆粒，將固體顆粒清洗，重新溶解后獲得金納米墨水。

作為優(yōu)選，所述氨基酸分子量為100-200。分子量為100-200的氨基酸為小分子氨基酸，且易溶于水。

作為優(yōu)選，所述氨基酸為L(zhǎng)-谷氨酸，精氨酸，色氨酸，L-半胱氨酸，賴氨酸中的一種或多種的混合，作為優(yōu)選，所述氨基酸為L(zhǎng)-半胱氨酸，所述L-半胱氨酸中的巰基能與金形成S-Au鍵。

作為優(yōu)選，所述氨基酸與所述可溶性金鹽的物質(zhì)的量的比為(3-10):1，優(yōu)選為8：1。