上海硅叉指电极 芯云纳米技术供应

三电极体系是指工作电极、对电极和参比电极均在微电极芯片上制备。工作电极采用金电极作为基底电极,参比电极可采用丝网印刷或银膜氯化的方法制备全固态微型银/氯化银电极，上海硅叉指电极，对电极则为片上铂电极。溶液中的葡萄糖被电极表面固化的酶还原产生过氧化氢，对工作电极施加电压，电离过氧化氢产生氢离子，促进电流从工作电极流出。此时电流大小与电离产生的电子量成正相关，上海硅叉指电极，反应速率决定电流大小从而得到血糖浓度。控制回路由 WE 和 RE 组成，维持施加在工作电极上的电压恒定，且回路中不包含极化电流，上海硅叉指电极，不影响极化状态和系统的稳定性。微叉指电极因其灵敏度高、响应速度快、检出限低、成本适中、携带方便等优点。上海硅叉指电极

溅射或蒸发工艺后的金属层表面光滑，微米尺寸的电极具有较大的基线噪声和波动，因此增加电极的比面积可以增加电极和溶液的有效接触面积，从而来降低电极的阻抗和噪声。通常所采用的电极表面修饰材料有: TiN、Ir、铂黑碳纳米管等，在修饰到裸金或铂电极上后，电极表面出现纳米结构，增加了电极表面的粗糙度。TiN 通过反应溅射法在氮气和氟气混合气体中粘附到金或铂电极上， TiN 具有规则的柱状纳米结构，表现出稳定的电学和机械特性，被采用在商业化生产的叉指电极上。相比之下，采用阴极氧化方法加工的Ir虽然具有较大的表面电荷负载，但是其电荷注入能力较差，不适合用于刺激电极，此外其电学特性不稳定，表面是现不规则的龟裂结构。出于铂黑采用恒电流或恒电压电镀方法修饰到电极表面，装置和电镀液成本较低，操作简单，较多采用。电镀铂黑后的电极表面出现棉絮状的纳米结构，比面积达到电极几何面积的 10~100 倍，在实验中具有较好的效果。然而相比TiN，电极表面的铂黑颗粒容易脱落，电极寿命较短。北京叉指电极加工制造叉指电极导电材料的银是所有金属材料中导电性与导热性较好的材料。

叉指电极双电层来源于界面电荷，产生在固-液界面，由于其特殊微观结构与性质决定了固-液界面的性能。通过双电层理论人们可以得到表面浓度、浓度分布、吸附层与基地之间的电容值及变化率等电化学反应参数。此外，双电层间还有界面电场，该电场的距离非常小因而有较大的电场强度，并且能够极大的改变电化学反应速度，甚至使某些条件下难以发生或进行的化学反应可以得以实现。电容产生于电解质和电极表面界面上的离子和分子之间的相互作用，并与电极面积间接成正比。双层电容对测量装置施加了限制，增加了低频的测量误差，通过优化微电极的设计，以降低界面阻抗，并在较低的频率范围内扩展微电极的有效频率探测范围，首先是消除界面现象的影响，然后提高微生物测量的灵敏度。

加工后的芯片为划片后用金线将芯片上的焊盘和 PCB 板底座上的焊盘导通，PCB 上有和外界处理电路相连的接口。焊盘处用环氧树脂封装，避免暴露而引入噪声，同时固定腔体用于培养细胞。采用电镀铂黑的方法来提升电极比表面积，在电镀前，芯片表面用酒精和去离子水交替清洗，直至显微镜下观察到电极上无异物并呈亮金色。电镀铂黑的溶液出 1%的氯酸和0.01%的醋酸铅配制而成。以微电极为工作电极，Ag/AgCI 电极为参考电极，铂电极为对电极，恒电位工作仪产生的直流恒电压 0.01mV 为工作电压，根据电极大小控制时间，直径为30um的电极所需电镀时间约为20~25s。电镀后电极位点表面早黑色棉絮状,明显增加了电极表面的粗糙程度。处理后的芯片可用纯水清洗，去除离散的铂黑微粒，浸于纯水环境中，并避光保存，避免芯片表面生长微生物而受到污染。生物传感器是一种以生物活性单元为敏感元件, 结合化学、物理转换元件。

为保证叉指电极的良率和性能，所有工艺步骤均在超净间内完成，采用剥离工艺进行电极制作。首先，利用热氧化生长500 nm 二氧化硅硅片以确保衬底的绝缘性。将硅片用乙醇、超纯水超声清洗，并氮吹干燥保证表面洁净。然后旋涂光刻胶，前烘后进行光刻，其中不同尺寸的叉指电极选用不同尺寸的掩膜版。在光刻、显影将电极图形转移至二氧化硅衬底后，用氧等离子体刻蚀去除残胶。然后电子束蒸发沉积一层 10nm/70nm 的Cr/Au，其中Cr为金电极的黏附层。依次在乙醇、超纯水中进行超声清洗，完成剥离后切片即得到叉指电极传感器。电化学叉指电极是一类以微生物作为识别元件的生物传感器。湖北Au叉指电极

柔性叉指电极基底通常为高分子材料,具有良好的延展性和灵敏度。上海硅叉指电极

蒸镀和溅射等方法在薄膜电极制备领域中具有精度高和洁净度好等优势。利用蒸镀和溅射方法将电极搭载于柔性印刷电路板（FPC）上直接与外部检测体系相连。微型三电极系统由金电极(工作电极)、铂电极(对电极)与 Ag/AgCI电极(参比电极)组成，单个电极尺寸为0.5 mm x0.7 mm,单次检测所需样品量约10 ~20 L。当三电极外接检测电路后,可通过多步电位法和计时电流法,无酶、快速、定量地检测人工汗液(pH=4.7)中的葡萄糖浓度线性检测范围为50~500 umol/L检出限为20 umol/L。上海硅叉指电极

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