電化學(xué)傳感器常用的檢測(cè)體系為三電極系統(tǒng),包括工作電極、對(duì)電極和參比電極。其中,工作電極多為棒狀電極,如玻碳電極、金盤電極等；對(duì)電極多用鉑絲電極或鉑片電極；參比電極則常用 Ag/AgC電極或甘汞電極。這些電極的表面積決定了檢測(cè)所需樣品至少為毫升量級(jí)，限制了電化學(xué)方法在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。相較于棒狀電極。薄膜申極可極大地減少樣品用量。拓展了電化學(xué)檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景。薄膜電極多由貴金屬納米粒子及其混合物制備得到,常見的制備方式包括濺射、蒸鍍和絲網(wǎng)印刷等。結(jié)合光刻與濺射工藝，在聚對(duì)苯二甲酸乙二醋(Polyethylene terephthalate，PET)表面制備了可用于汗液中多種生理指標(biāo)檢測(cè)的 Cr/Au 薄膜電極。使用磁控濺射技術(shù)在多碳納米管表面沉積了一層鉑納米粒子,在對(duì) L-半胱氨酸的檢測(cè)過(guò)程中表現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性。使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備金膜電極,用于檢測(cè)液體樣本中的 Cr3+檢出限低至4.4 mol/L。生物傳感器是一種以生物活性單元為敏感元件, 結(jié)合化學(xué)、物理轉(zhuǎn)換元件。常州PI叉指電極
叉指電極制備方法包括薄膜沉積，通過(guò)化學(xué)或物理方法把厚度在微納米級(jí)別的薄膜沉積在襯底表面的微納加工方法。化學(xué)方法如化學(xué)氣相沉積、外延、熱氧化等，通常伴有副產(chǎn)物的產(chǎn)生。物理方法包括蒸鍍和濺射，是利用物理過(guò)程使被沉積材料直接沉積到襯底表面形成薄膜，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。本工作中薄膜沉積為電子束蒸發(fā)，是在真空條件下利用電子束進(jìn)行直接加熱蒸發(fā)材料，使蒸發(fā)材料氣化并向襯底輸運(yùn)，在襯底上凝結(jié)形成薄膜的方法。電子束蒸發(fā)沉積法可以制備高純薄膜同時(shí)在同一蒸發(fā)沉積裝置中可以安置多個(gè)堆塌，實(shí)現(xiàn)同時(shí)或分別蒸發(fā)，沉積多種不同的物質(zhì)。通過(guò)電子束蒸發(fā)，任何材料都可以被蒸發(fā)，不同材料需要采用不同類型的堆塌以獲得所要達(dá)到的蒸發(fā)率。石家莊微納叉指電極隨著微納技術(shù)的發(fā)展，致力于更小、更輕便、功耗更低的生物電極的制作。
蒸鍍和濺射等方法在薄膜電極制備領(lǐng)域中具有精度高和潔凈度好等優(yōu)勢(shì)。利用蒸鍍和濺射方法將電極搭載于柔性印刷電路板（FPC）上直接與外部檢測(cè)體系相連。微型三電極系統(tǒng)由金電極(工作電極)、鉑電極(對(duì)電極)與 Ag/AgCI電極(參比電極)組成，單個(gè)電極尺寸為0.5 mm x0.7 mm,單次檢測(cè)所需樣品量約10 ~20 L。當(dāng)三電極外接檢測(cè)電路后,可通過(guò)多步電位法和計(jì)時(shí)電流法,無(wú)酶、快速、定量地檢測(cè)人工汗液(pH=4.7)中的葡萄糖濃度線性檢測(cè)范圍為50~500 umol/L檢出限為20 umol/L。
柔性襯底電極主要采用絲網(wǎng)印刷工藝進(jìn)行制備，再經(jīng)低溫固化即得成品，用于采集生物電信號(hào)的傳感器。目前常使用的柔性基底材料主要有聚二甲基硅氧烷(PDMS)，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇(PET)，聚亞胺(PI)，聚丙烯(PP) 或聚氨基甲酸醋(PU) 等。影響柔性襯底電極性能的因素主要有電極漿料的配比,導(dǎo)電聚合物的組成，電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，低溫固化的溫度及時(shí)間等。具有設(shè)計(jì)靈活、小巧輕便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制備簡(jiǎn)便，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。低溫固化型銀漿一般是由片狀銀粉、球狀銀粉（含量較少，一般為控制滑移添加保障電學(xué)性能）、有機(jī)溶劑（稀釋劑）、樹脂（一般為環(huán)氧樹脂）、固化劑以及部分助劑組成。容性生物電極通過(guò)介電層形成電容耦合完成信號(hào)采集。
微叉指電極陣列是基于 MEMS (Micro-ElectroMechanicalSystems)微加工技術(shù)，將具有和細(xì)胞尺寸匹配的金屬電極陣列加工在硅或玻璃基底上的一類芯片，用于多通道同步檢測(cè)細(xì)胞胞外電生理信號(hào)。微叉指電極陣列的基本結(jié)構(gòu)包括3個(gè)部分: 絕緣基底，金屬層電極陣列,鈍化層。加工后的芯片中，金屬位點(diǎn)暴露于細(xì)胞生存環(huán)境，并和生長(zhǎng)在電極位點(diǎn)或附近細(xì)胞形成電耦合結(jié)構(gòu)。當(dāng)具有電興奮特性的細(xì)胞生長(zhǎng)在電極上時(shí)，其動(dòng)作電位引起電極表面電勢(shì)的變化，即為檢測(cè)到的細(xì)胞胞外電位。金屬層上的引線用于輸出檢測(cè)到的信號(hào)，它們被鈍化層包裹避免和外界接觸。焊盤暴露，般在采用打金線或壓片的方法將焊盤和外界電路導(dǎo)通后用環(huán)氧樹脂包袋，避免和細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境接觸，并將信號(hào)輸出至外界處理電路。叉指電極平面工藝的重要環(huán)節(jié)是表面圖型化，即在基底或沉積的薄膜表面形成各種各樣的圖型。福建PET叉指電極
叉指電極采用微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)工藝制備，集成結(jié)構(gòu)為叉指陣列分布的工作電極和對(duì)電極。常州PI叉指電極
電極類生物傳感器的工作分步驟大致分為以下三步:1) 由被測(cè)物的阻抗響應(yīng)可以得到正弦激勵(lì)小信號(hào)。2) 對(duì)傳感器的表面進(jìn)行修飾，增強(qiáng)吸附被測(cè)物的能力。3) 分析目標(biāo)檢測(cè)物在傳感器表面吸附前后的阻抗變化得到量化關(guān)系。電極設(shè)計(jì)成叉指陣列形狀，可以極大提高反應(yīng)速率，有效的縮短檢測(cè)時(shí)間。同時(shí)，叉指電極具有阻抗降低、穩(wěn)定性快、信噪比高等優(yōu)點(diǎn)，與新技術(shù)結(jié)合構(gòu)成新型傳感器被應(yīng)用于檢測(cè)領(lǐng)域。將微叉指電極作為載體，通過(guò)電化學(xué)檢測(cè)方法與生物傳感技術(shù)相結(jié)合，能夠顯著提高電化學(xué)傳感器的檢測(cè)精度和靈敏度。常州PI叉指電極
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