Nuestro protocolo demuestra un método simple para fabricar membranas lipídicas híbridas dopadas de moléculas orgánicas. La propiedad estable del aire de la membrana puede extender la aplicación de la estructura bicapida de lípidos a los dispositivos de estado sólido. Utilizamos un proceso de autoensamble para formar membranas lipídicas híbridas con un espesor de varios nanómetros.
Este protocolo es simple y fácil de seguir y no requiere equipos complicados. Este método se puede utilizar para fabricar otras mismas membranas lipídicas biohíbridas y se puede adoptar fácilmente tanto a los sensores como a otros dispositivos de detección. Trabajando en una guantera anaeróbica, disolver la ftoocyanina de cobre en cloroformo dentro de un vial de vidrio lavado para preparar una solución de material de ftalocyanina de cobre de 10 miligramos por mililitro.
Filtrar la solución a través de una membrana de PTFE de 0,2 micrómetros. Mezcle la solución DPHPC con un mezclador de vórtice a 2, 300 RPM durante 10 segundos. A continuación, enjuague una microen jeringa de vidrio con cloroformo cinco veces y utilícela para transferir 200 microlitros de la solución a un vial de vidrio prelavado.
Evaporar el disolvente en el vial con una corriente suave de nitrógeno. Enjuague otra micro-jeringa de vidrio con cloroformo, luego úselo para añadir 200, 2.6 microlitros de cloroformo al vial de vidrio con DPHPC. Añadir 47,4 microlitros de la solución de material de ftalocyanina de cobre filtrado en la solución de DPHPC, lo que debe dar lugar a una relación molar de 10 a un DPHPC a ftalocyanina.
Utilice otra jeringa limpia para añadir 250 microlitros de hexano a la solución. A continuación, mezcle con un mezclador de vórtice a 2, 300 RPM durante 10 segundos. Filtrar la solución preparada a través de una membrana de PTFE de 0,2 micrómetros.
Corte sustratos de silicio de tres por tres centímetros de una oblea de silicio. Luego límpielos en un baño ultrasónico durante 10 minutos en agua purificada, seguido de etanol, y luego cloroformo. Tratar los sustratos con plasma de oxígeno durante cinco minutos para eliminar los materiales orgánicos adsorbidos de la superficie y mejorar la hidrofilia.
Lave un vaso de precipitados de PTFE con agua purificada que fluye durante tres minutos. A continuación, coloque el sustrato de silicio limpio en el vaso de precipitados inclinado con un ángulo pequeño. Vierta una cantidad suficiente de agua purificada en el vaso de precipitados hasta que todo el sustrato de silicio esté sumergido.
Saque la solución híbrida preparada del congelador y deje que se caliente a temperatura ambiente. A continuación, revuelva con un mezclador de vórtice a 2, 300 RPM durante 15 segundos. Utilice una micro-jeringa de 50 microlitros enjuagada para dejar caer de tres a cinco microlitros de la solución híbrida sobre la superficie del agua formando una membrana lipídica híbrida flotante.
Para transferir la membrana al sustrato de silicio, evapore el disolvente orgánico y bombee el agua del vaso de precipitados con una bomba peristáltica a una velocidad de tres mililitros por minuto. Una vez completado el proceso de transferencia, coloque el sustrato de silicio en un limpiaparabrisas y deje que toda el agua residual se evapore. La membrana lipídica híbrida formada tiene un color azul claro uniforme debido a la presencia de moléculas de ftalocyanina de cobre, y un área de varios centímetros cuadrados.
Aquí se muestran imágenes de microscopía confocal e imágenes de microscopía de fuerza atómica de la membrana sobre un sustrato de silicio. En la imagen de AFM, la membrana en la parte superior izquierda es gruesa con un espesor de 79,4 nanómetros, y que en la parte inferior derecha es delgada con un espesor de 4,9 nanómetros. La membrana delgada muestra una rugosidad superficial de 0,4 nanómetros, que está cerca de la del sustrato de silicio limpio.
El análisis de rayos X dispersivos de energía se utilizó para investigar más a fondo la composición de la membrana híbrida en el sustrato de silicio. Las proporciones atómicas de elementos representativos, como el cobre, el fósforo, el nitrógeno y el carbono son 0,33, 0,97, 4,06 y 68,56%, respectivamente. La relación molar teórica de cobre, fósforo, nitrógeno, a carbono debe ser de uno, a tres, a 11, a 192, que está cerca de la relación de elementos medidos en la membrana híbrida, lo que indica que la relación entre los lípidos y las moléculas de ftacoyanina de cobre se mantiene después de los procesos de formación y transferencia de película.
Al dopar las membranas lipídicas con otros nanomateriales, como el grafeno o las nanopartículas mentoladas, se pueden formar fácilmente membranas nanohíbridas con diversas funciones.
