[发明专利]一种可植入生物传感器的制备方法

说明书

本发明涉及传感器领域，公开了一种可植入生物传感器的制备方法，本发明制备方法通过提取丝素蛋白并提纯，并将其与聚苯乙烯‑马来酸酐共聚物进行共混改性，以改性后的丝素蛋白共混物为基底，使用纳米金测量电极作为导电电极，用电子束冷沉淀蒸发器沉积到基底上，并在基底上均匀生长氧化锌纳米棒，采用电化学沉积法制备氧化锌纳米棒，此传感器的捕获探针是分别与葡萄糖氧化酶分子和皮质醇抗原分子结合的单克隆葡萄糖氧化酶和皮质醇抗体，分别在氧化锌纳米棒表面进行官能化，得到可植入生物传感器，与传统传感器相比具有更加优异的检测性能。本发明传感器柔性好，可应用于医疗生物监测，环境和卫生监测等领域。

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种可植入生物传感器的制备方法。

背景技术

传感器是人类自身对自然界各种感觉信息的探知，能够对不同信号和感知信息转化为可数字化、智能化的重要器件。在人类文明信息技术高速发展的过程中，传感器起到了越来越重的作用，是人类探索未知世界，同时也是人类了解现实世界，观察周边信息的重要手段之一。传感器是一种能把电、光、温度以及化学作用等非电学信号转化为电学信号的可调控的元器件。

氧化锌的压电性能可应用于表面声波器件、体声波器件、声光器件和短波半导体二极管。当氧化锌掺杂过渡金属或稀土金属时可表现出铁电性能，同时氧化锌还具有热电效应和化学传感特性，可用于传感器和探测器，另外，氧化锌纳米棒凭借其优异性能，在传感器领域的具有广泛的应用前景。

可植入医疗电子器件的需求越来越多，对其工作性能要求也越来越高。现有可植入医疗电子器件不能满足长期的体内植入对可植入医疗器件的体积、稳定性和生物相容性的高要求，此类可植入传感器在实际使用过程长常出现发热、容量减小及内部变性等问题。一旦此类电源达到使用寿命，病人不得不接受二次手术将其从体内取出，该过程会对病人心理及经济带来极大负担。因此，急需开发一种新的电源给植入式电子器件供能，为解决上述问题提供可行的方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可植入生物传感器的制备方法。本发明制备方法通过提取丝织品中的丝素蛋白并提纯，并且将其用聚苯乙烯-马来酸酐共聚物进行共混改性，以改性后的丝素蛋白共混物为基底，使用纳米金测量电极作为导电电极，用电子束冷沉淀蒸发器沉积到基底上，并在基底上均匀生长氧化锌纳米棒，采用电化学沉积法制备氧化锌纳米棒，此传感器的捕获探针是分别与葡萄糖氧化酶分子和皮质醇抗原分子结合的单克隆葡萄糖氧化酶和皮质醇抗体，分别在氧化锌的表面进行官能化，得到一种可植入生物传感器，与传统传感器相比具有更加优异的检测性能。

本发明的具体技术方案为：一种可植入生物传感器的制备方法，包括如下步骤：

（1）生物电化学基底的制备：将生丝浸入碳酸氢钠水溶液中，煮沸30-60分钟，并用去离子水冲洗干净；将获得的脱胶丝在80-100℃搅拌下溶解在氯化钙/乙醇水溶液体系中；随后，用微孔过滤器过滤所获得的均匀溶液，使用透析管透析，并在零下40-80℃中冷冻干燥24-36小时以获得丝素蛋白薄膜；将丝素蛋白薄膜溶解在六氟异丙醇溶液中，在室温下风干12-18小时，得到丝素蛋白。

丝素蛋白是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，本身具有良好的机械性能和理化性能，如良好的柔韧性和抗拉伸强度、透气透湿性、缓释性等，作为一种生物基底，在完成既定任务之后，可被生物体自行降解吸收，避免二次处理。

（2）丝素蛋白膜的共混改性：按质量比7:80-100称取聚苯乙烯-马来酸酐共聚物和丝素蛋白，先将聚苯乙烯-马来酸酐共聚物和丝素蛋白溶于硫氰酸钾水溶液中，再加入3-7wt%的氢氧化钠溶液，于80-100℃下搅拌混合，冷却到室温后，在零下35-40℃静置脱泡4-6h，室温下置于玻璃板上，刮膜，再将其置入凝固浴中固化成型，制得改性丝素蛋白膜。