[發明專利]離子選擇性固體平面金電極傳感芯片及制造方法

無效

• 申請號: 200710131898.6
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN101144791A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 張祥成
• 申請（專利權）人: 張祥成
• 主分類號: G01N27/333
• 分類號: G01N27/333;G01N27/406;G01N27/49
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所
• 代理人: 周愛芳

技術領域

本發明涉及一種生物電解質傳感芯片，屬醫療用電解質離子快速檢測技術領域，也適用于食品衛生環保快速檢測技術領域。具體是一種離子選擇性固體平面金電極生物傳感芯片及制造方法

背景技術

離子選擇性電極(ion?selective?electrode)是以固態或液態敏感膜為傳感介質，對溶液中某種離子產生選擇性的響應，從而選擇性的識別該離子，測出該離子的濃度(活度)。離子選擇性電極的電勢與離子的濃度有關，濃度約大，產生的電勢差約大。

微型快速醫療分析儀器是近年來剛剛開始的新型高科技產業。其中最核心的技術是分子和生物分子傳感技術。例如，生物傳感器是一類特殊的傳感器，它是以生物活性單元(如酶、抗體、核酸、細胞等)作為生物敏感單元，對目標測物具有高度選擇性的檢測器。通常，酶的定向催化反應是生物傳感器的技術核心和基礎。但是離子選擇性電極沒有酶催化反應存在只是借鑒了酶的選擇性催化反應的優點，對不同電解質進行快速定量測量，進幾十年來離子選擇性膜技術得到了長足發展，大力促進了離子選擇性的開發應用。最早的離子選擇性電極就是酸度計(測試氫離子H⁺的pH計)，它是離子選擇性電極的鼻祖，近年來受其啟發有正面的效果，但受其影響太深，離子選擇性電極至今仍然都采用類似于酸度計的結構模式，其基本結構如圖1所示，電極為圓柱型結構，包括離子產生選擇性膜8，參考電極電解質9和內部帶有的參考電極10，雖然在外部形式和尺寸大小有不同的變化，但是沒有本質的區別。這種傳統電極制造模式，其制作工藝復雜，不能適應日以百萬計超大規模生產，因此價格昂貴，限制離子選擇性電極大量的使用和普及，特別是影響在醫院的臨床檢驗、生物醫學，急救中心的普及和快速診斷測試。受其制約發展的還包括，食品、制藥、化工、環境監測等方面，使得例子選擇性電極沒有得到其應有的廣泛發展和應用。

發明內容

本發明的目的是：針對目前產品存在的制造技術上的復雜性，提供一種離子選擇性固體平面金電極生物傳感芯片及制造方法，是以金納米薄膜材料為基礎的電極技術，用來生產離子選擇性電極。該生產工藝簡便，易于超大規模生產。

本發明的技術方案是：一種離子選擇性固體平面金電極生物傳感芯片，含有基片，在基片上附著納米級別金膜形成的離子選擇性膜電極(工作電極)、參比電極和輔助電極(輸導電流電極)，所述工作電極，參比電極和輔助電極之上覆蓋塑料片膜形成虹吸工作區。測試液體通過虹吸進入平面夾縫型虹吸通道，再通過工作電極、參比電極和輔助電極完成。

工作電極是由離子選擇性膜形成；參比電極是由Ag/AgCl形成；輔助電極是金膜電路本身形成。

離子選擇性測試工作區，由平面夾縫型虹吸形成。

離子選擇性膜電極、參比電極，輔助電極和平面夾縫型虹吸的位置可以根據實際需要設置在產品平面的任何位置。

所述基片材料包括塑料片，PET，PVC，ABS，聚酰胺類，改性PP，醋酸纖維素和改性醋酸纖維素，硝酸纖維素和改性硝酸纖維素，聚苯乙烯，聚甲級丙烯酸脂類，聚丙烯酸脂類非導體材料；基片厚度為0.05mm～2mm。

各個電極的幾何特征是：所述離子選擇性固體平面金電極生物傳感芯片及其內部各個部位的幾何形狀是矩形、梯形、三角形、圓、半圓、橢圓之一，包括各種形狀的組合體。

本發明所述離子選擇性固體平面金電極生物傳感芯片的制作方法是：

(1)制備金納米薄膜：即把幾個納米厚到幾百個納米厚的金膜載到塑料基板上；

(2)用激光刻蝕法，在載有金膜的塑料板上刻蝕出離子電極所需要的金導電電極線路板；

(3)在電極板上印上或涂上Ag/AgCl參比電極；

(4)在電極板上印上或涂上一個或一個以上離子選擇性膜；

(5)在印/涂好所有功能材料后，用覆膜法蓋在上面的電極上并使其形成微型虹吸通道，成為離子選擇性電極的雛形；

(6)剪裁，包裝。

本發明的有益效果是：制造成本低，而且可以結合現代和經典傳統成熟工藝進行超大規模生產，如，納米超薄金膜生產技術，激光高速刻蝕技術，機械自動化印刷，微孔或微孔狹縫涂膜，噴吐和/或噴印工藝等，使得超大規模生產不存在任何技術和工程障礙。

附圖說明

圖1是已有技術離子選擇性電極基本結構；

圖中：8、離子產生選擇性膜，9、參考電極電解質，10、參考電極。

圖2是本發明生物傳感芯片結構示意圖；

圖3是圖2的側視圖；

圖4是制造方法流程圖。