[發明專利]傳感器二步修飾技術

有效

• 申請號: 201110235651.5
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102393410B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 李迎春;吳增寶;徐堅;唐輝
• 申請（專利權）人: 石河子大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于傳感器修飾的技術。

技術領域

隨著社會發展，對在環境、醫藥、工業等多個領域中有效監控化學物質的含量有了越來越迫切的要求。化學傳感器由于其體積小，環境適應性強，低廉并且檢測快速而越來越獲得廣泛的發展和應用。

典型的傳感器主要由兩部分組成：一是電子元件部分用來將環境中感受到的物理、化學或者生物響應轉變為可以測定的電子信號；二是生物/化學部分，通常是一層或者多層敏感材料薄膜，覆鍍到電子元件外層與環境接觸的表面，與檢測環境中的化學成分發生選擇性相互作用，吸附或者吸收這些待測化合物，從而產生相應的物理、化學或生物信號。

作為傳感器體系中生物/化學傳感介質部分，傳感膜應當外形均勻，連續無缺陷，結構和性質穩定，同時要具備良好的敏感性和選擇性。目前大部分的膜制備方法在制備納米厚度的薄膜方面，還很難達到上述要求，而且對于薄膜的性質也不易控制。而對于大部分微型傳感器來說，由于尺寸微小，結構精密，在其表面進行準確可控的修飾有很大難度。

在傳感器的工業生產中，制備的傳感器在使用之前必須經過校準以確保傳感器之間的相似性和重復性。而校準的工作一般繁瑣耗時，所以常常被認為是傳感器生產過程中的瓶頸，對于產品成本的降低極為不利。要想避免或者簡化批量生產中的校準工作，傳感器的修飾技術本身一定要有非常好的重復性。而要實現傳感器之間的相似性和重復性，所涂覆的薄膜必須均勻和一致。對于有矩陣結構的傳感器來說，進一步要求在一個芯片上的各個微小傳感元件也要被質量和厚度相似的薄膜覆蓋，否則傳感器本身的質量因數會受到影響，需要進行校準來重新標定。

本項目開發的二步修飾技術，可以最大程度保證傳感器之間的一致性和生產的重復性，避免代價高的校準工作，提高產品的成品率，降低成本。

背景技術

目前得到應用的傳感器修飾技術很多，且各具優缺點，但是均勻性、重復性、穩定性、可控性則是在傳感器生產中對所有制膜技術的共同要求。

傳統的鍍膜方法有較簡單的溶液涂覆法(包括液滴涂覆，常規噴射涂覆，旋轉涂覆等)以及浸入涂覆法。通常這種直接鍍膜法依靠的是薄膜和傳感器表面的物理結合力，這種作用力不強，常會導致薄膜的剝離和脫落。更復雜的技術有Langmuir-Blodgett成膜法(LB薄膜)，自組裝成膜，物理或化學氣相沉積成膜法，通過電化學、光照或者熱引發原位聚合成膜法等。但是這些方法在納米厚度的薄膜制備中很難做到穩定地控制薄膜成形。還有一些利用超微噴頭涂覆薄膜的方法，能夠實現在傳感器表面的精確定位和小面積涂覆，但是關鍵問題是薄膜容易形成邊緣厚中間薄類似于“咖啡漬”樣的不均勻分布形態。所以建立一種簡單可靠，適用于多種傳感器修飾，適用于多種敏感介質材料涂覆，重復性高，成膜性好，成本低廉的鍍膜技術，將極大推動傳感器產業的發展。

下表比較了常見的一些鍍膜方法的特點。