[0006] 本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种利用激光直写技术构建3D微纳通道结构的方法。
[0007] 为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
[0008] 一种利用激光直写技术构建3D微纳通道结构的方法，所述的3D微纳通道结构首先通过激光直写技术在水凝胶支架中打印3D通道图案，然后通过化学改性和物理吸附获得牺牲型油性结构，之后依次脱水并除去油性结构后最终形成具有内部中空的有序微纳通道结构。
[0009] 具体的，所述的利用激光直写技术构建3D微纳通道结构的方法，包括如下步骤：
[0010] (1)制备水凝胶基底柔性材料：将水凝胶前体溶液与交联剂、催化剂和引发剂混合，置于37℃温度下成胶，并置于纯水中膨胀成数倍体积；
[0011] (2)将步骤(1)膨胀后的水凝胶置于功能性荧光团溶液中1小时，使染料完全渗透进水凝胶内部；
[0012] (3)通过绘图软件制备不同材料结合的结构区域的模型文件，导入成像软件中；
[0013] (4)3D双光子激光打印：将步骤(2)中荧光染料处理的水凝胶置于飞秒激光双光子加工平台上，利用软件控制平台移动，将设计好的3D结构利用双光子激光直写技术，以780nm波长飞秒激光作为光源，将荧光团分子结合在水凝胶骨架上；
[0014] (5)将步骤(4)的水凝胶取出，用纯水多次冲洗除去残留的荧光溶液后，加入可与荧光团分子反应的双亲分子，孵育3小时形成亲油的3D微图案；
[0015] (6)将步骤(5)的水凝胶用纯水多次冲洗除去残留成分后浸没于有机油溶液中，再浸没于0.5‑1M的氯化钙溶液中，通过缩水和3D微图案对油性分子的吸附，获得油性牺牲型结构；
[0016] (7)将步骤(6)获得的水凝胶置于含有去垢剂的浓度为5M的氯化钙溶液中，除去所有水分和油性分子，从而获得中空的微纳结构支架。
[0017] 优选的，步骤(1)中所述的水凝胶前体溶液成分为丙烯酰胺、丙烯酸钠、氯化钠、PBS和纯水的混合溶液；其中氯化钠浓度为2M，以及2mL的10x PBS、3.5mL的纯水混合均匀的混合溶液，其中丙烯酰胺和丙烯酸钠浓度为1‑30％，质量比为1：5～5：1；氯化钠浓度为2M，PBS为1X。
[0018] 优选的，步骤(1)中所述的交联剂为N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺，其在混合溶液中的浓度为0.01‑1％(w/w)；所述催化剂为过硫酸铵，其在混合溶液中的浓度为0.1‑0.5％(w/w)；所述引发剂四甲基乙二胺，其在混合溶液中的浓度为0.1‑0.5％(v/v)。
[0019] 优选的，步骤(2)中所述功能性荧光团溶液为Fluorescein‑NHS、Fluorescein‑SH、Fluorescein‑NH2、Fluorescein‑DBCO、Fluorescein‑azide或Fluorescein‑4‑biotin，所述溶液的浓度为0.1‑2mM。
[0020] 优选的，步骤(5)中所述的双亲分子为具有Melamine‑、NHS‑、azide‑、DBCO‑或streptavidin‑活化的油酸‑PEG、亚油酸‑PEG、十八胺‑PEG、十二烷基‑PEG中的一种，所述双亲分子浓度为1‑10％(w/v)。
[0021] 优选的，步骤(6)中所述的有机油溶液为油酸、亚油酸、三油酸甘油酯、液体石蜡、石油醚或全氟辛酸中的一种或几种。
[0022] 优选的，步骤(7)中所述的去垢剂为Tween 20、Pluronic 127或Brij 35中的一种。
[0023] 与现有技术相比，本发明具有以下积极效果：
[0024] (1)本发明所述的一种基于激光直写技术的3D微纳通道结构，内部为中空结构，具有整体连通性，且机械强度和力学性能优良；
[0025] (2)本发明设备简单、结构构建效率高、无需掩模或模具可直接成形，加工精细度可达到微纳尺度；
[0026] (3)本发明所述的一种基于激光直写技术的3D微纳通道结构，有别于以往在硬性材质例如树脂等上构建的3D中空结构，本技术首次利用水凝胶作为柔性基底材料来构建该结构，给开发柔性光电子器件、纳米元件、生物传感器等方向带来极大的可能性。
