[发明专利]一种基于聚乳酸纳米线的生物传感器的制备及其应用

说明书

本发明涉及生物传感检测技术领域，特别涉及一种基于聚乳酸纳米线的生物传感器的制备及其应用，包括以下步骤：制备光纤锥；配置聚乳酸溶液；将所述光纤锥浸入所述聚乳酸溶液中；再将所述光纤锥从所述聚乳酸溶液中拉出。本发明制备的聚乳酸纳米线传感器，聚乳酸纳米线表面形貌光滑，且尺寸可控。传感器的构建方式简单，容易操作。本申请同时首次探究了单根聚乳酸纳米线的光学和传感特性，拓宽了聚乳酸在生物医学领域的应用。本发明获得的聚乳酸纳米线传感器具有低损耗、高灵敏度，而且可降解，生物兼容性好安全性能高等特点。

技术领域

本发明涉及生物传感检测技术领域，特别涉及一种基于聚乳酸纳米线的生物传感器的制备及其应用。

背景技术

在生物医学领域，光与生物的相互作用被用来实现多种医学目的，如光疗、生物检测、生物传感和成像等(M.Li,et al,Nat.Commun.2020,11,1-16；I.Barth,et al,LightSci.Appl.2020,9,1-9；H.Li,et al,Adv.Mater.2020,2000678)。然而，由于人体组织对光的吸收和散射，光在生物组织中的穿透深度有限(3mm)(S.L. Jacques,Phys.Med.Biol.2013,58,37-61)。可植入型光波导器件，因其能够克服光穿透深度限制，实现深度组织内光信号的传输与感应，被广泛应用在光遗传学、荧光检测和传感等领域(R.Nazempour,et al,Materials 2018,11,1283；C.Lu,et al, Sci.Adv.2017,3,1600955；S.Vasudevan,Adv.Sci.2019,6,1902011)。目前常用的生物光波导多为硅基材料(如二氧化硅，氮化硅等)(S.Vasudevan,et al,Adv.Sci.2019, 6,1902011；J.W.Wang,et al,Adv.Mater.Technol.2020,5,1901138)。它们成本低廉，易加工，拥有极低的光学损耗，因而能够实现对光信号高效的传输与感应。但同时，它的生物兼容性不佳，会对生物组织造成损伤。考虑到对宿主的影响，生物光波导不仅需要具有优异的光学性能，还要具有良好的生物兼容性。另外，可降解性也是衡量此类光波导性能的重要指标之一；可生物降解材料制备的器件在使用后会物理消失，消除了进一步回收的风险(C.M.Li,et al,Nat.Rev.Mater.2019,5, 61–81)。因而，生物兼容且可降解的光波导引起了广泛的研究兴趣。近年来，基于蚕丝、蛛丝等天然材料(S.T.Parker,et al,Adv.Mater.2009,21,2411–2415；N.C. Tansil,Adv.Mater.2011,23,1463-1466；X.Qiao,et al,ACSAppl.Mater.Interfaces 2017,9,14665-14676)、水凝胶(A.K.Yetisen,et al,Adv.Mater.2017,29,1606380；M. Elsherif,et al,Biosens.Bioelectron.2019,137,25-32)、人造橡胶(M.Kolle,et al,Adv. Mater.2013,25,2239-2245；J.Guo,et al,Adv.Funct.Mater.2019,1902898)、合成高分子(S.Nizamoglu,et al,Nat.Commun.2016,7,1-7；D.Shan,et al,Biomaterials 2017,143,142-148)等的导光器件相继出现，它们具有良好的生物兼容性和可降解性，可以更好地满足生物医学需求。然而，目前大多数的生物兼容且可降解的光波导尺寸在微米级别(几十到几百微米)。与微米波导相比，纳米光波导由于其纳米级的径向尺寸与极大的表体比，对生物组织的损害更小，光限制能力更强，对环境变化的敏感度也更高，更适合用于传感使用。可见，研制一种性能优良、生物兼容且可降解的纳米光波导对生物光子学、生物医学等的发展有着重要的意义。