由光学学会 一种新的喷墨打印方法可用于制造用于生物传感的微小生物相容性聚合物微盘激光器
新方法允许在室温、露天环境中制造
学分:九州大学平冈拓晃·吉冈 研究人员开发了一种独特的喷墨打印方法，用于制造用于生物传感应用的微型生物相容性聚合物微盘激光器
这种方法能够在室温、露天环境中生产激光和传感器，有可能使生物传感技术在健康监测和疾病诊断中得到新的应用
日本九州大学的研究小组负责人平冈拓晃·吉冈说:“使用廉价的便携式商用喷墨打印机在周围环境中制造传感器的能力，可以根据需要在现场生产生物传感器。”
“这将有助于生物传感在经济落后的国家和地区得到普及，在这些国家和地区，生物传感可以用于简单的生化测试，包括病原体检测
" 在光学学会(OSA)杂志《光学材料快报》上，研究人员描述了用一种叫做FC-V-50的特殊开发的聚合物打印直径只有人类头发那么小的微盘激光器的能力
他们还表明，微盘可以成功地用于广泛使用的生物素-亲和素系统的生物传感
“我们的技术可以用于在几乎任何基底上印刷，”吉冈说
“这意味着有朝一日有可能在人的指甲表面直接印上健康监测传感器
" 消除热量 今天的许多生物传感器利用生物素和亲和素分子之间的强相互作用来检测指示感染或疾病的蛋白质的存在
这通常包括用生物素标记感兴趣的分子，然后检测抗生物素蛋白何时与之结合
一种测量生物素-亲和素结合的方法是在一个类似微型激光器的光学微腔表面添加一种生物素标记的蛋白质
当抗生物素蛋白与微腔上的生物素结合时，它的光学性质会发生足够的变化，从而以一种可用于检测结合的方式改变光发射
然而，将生物素添加到微腔表面所需的修饰过程是乏味且耗时的
它还需要高温热处理，这并不适合所有材料，如聚合物
“我们使用FC-V-50开发了一种用于生物传感的有机微盘光学腔激光器，”吉冈说
“这种特殊的喷墨聚合物具有与生物素相容的羧基官能团，因此不需要任何类型的热处理
" 打印传感器 为了生产微盘激光器，研究人员开发了一种含有FC-V-50和激光染料的墨水
嵌入一个头发大小的喷墨喷嘴中的压电元件允许在施加电压时喷射出一个微小的墨滴
一旦干燥，当施加激发光时，该印刷液滴将发光
当光沿着光盘的内圆周传播时，它被放大以产生激光
为了将微盘激光器转化为传感器，研究人员使用喷墨方法打印了一个微盘，然后加入试剂，使生物素在室温下固定在其表面
然后，他们在显微镜下用光激发微盘激光器，并测量参考激光发射光谱
接下来，他们将抗生物素蛋白溶液倒在微盘表面，洗掉任何不与生物素结合的物质
再次测量激光发射，看它如何偏离参考光谱
为了测试这种方法，研究人员制作了生物传感器，并测量了它们在不同浓度下检测链霉亲和素蛋白的能力
他们能够检测到0的最大模式偏移
0的02纳米
百万分之一浓度的链霉亲和素
现在他们已经展示了打印功能性生物传感器的能力，他们计划进一步评估和优化传感器性能
还需要为在护理点使用的传感器开发用于测量光发射的便携式设备
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