[發明專利]電化學生物傳感器及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201110310297.8
• 申請日: 2011-10-13
• 公開（公告）號: CN102507688A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 鄧萌萌;張興業;張志良;辛智青;宋延林
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種電化學生物傳感器及其制備方法與應用。

背景技術

電化學生物傳感器是指由固定化的生物體本身(細胞、細胞器、組織等)或其成分(酶、抗原、抗體、激素等)作為敏感元件，電極作為信號轉換元件，以電勢或電流作為檢測信號的傳感器。由于電化學生物傳感器具有檢測限低，靈敏度高，操作簡便，低成本等優點，近年來廣泛應用于臨床檢驗，環境分析，食品安全，藥物分析等領域(Handbook?of?Biosensors?and?Biochips，Chem.Rev.2008，108，2646-2687)。

當前電化學生物傳感器電極的主要制備方法為物理刻蝕法和絲網印刷法。在公開號為CN1584575，發明名稱為“一種電化學生物傳感器及其制造方法”所公開的技術方案中，所述電化學生物傳感器的圓形工作電極和圓弧形參比電極分別由絲網印刷、磁控濺射、真空蒸鍍的方法進行制備，采用涂覆的方法涂覆絕緣漆以制備絕緣層；在公開號為CN1584575，發明名稱為“一次性使用電化學生物傳感器的制作方法”所公開的技術方案中，公開了在絕緣基材上刻割出所需要圖形，形成掩膜，利用微機械加工技術的濺射方法制備所需電極。以上制備過程均十分繁瑣，可控性差，精度低，成本高，直接影響器件性能；由于電化學生物傳感器廣泛應用于醫療檢測領域，這將顯著增加患者醫療檢測的經濟負擔。因此，采用便捷方法大規模制備高精度，低成本，檢測性能優良的電化學生物傳感器成為醫療領域以及其他領域亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種電化學生物傳感器及其制備方法與應用。

本發明提供的電化學生物傳感器，包括至少一個電極。

上述電化學生物傳感器中，所述傳感器包括一個或兩個或三個電極組成，相應的，所述電化學生物傳感器為單電極、雙電極或三電極電化學生物傳感器。

當然，上述電化學生物傳感器也可只由所述一個或兩個或三個電極組成；

其中，所述由一個電極組成的傳感器(也即單電極電化學生物傳感器)中，所述電極為工作電極；

所述由兩個電極組成的傳感器(也即雙電極電化學生物傳感器)中，所述電極為工作電極和對電極；其中，所述工作電極和對電極均水平間隔排布在同一基底上；所述工作電極和對電極的工作區域中心點的間隔為1-10mm，優選2mm；

所述由三個電極組成的傳感器(也即三電極電化學生物傳感器)中，所述電極為工作電極、對電極和參比電極；其中，所述工作電極、對電極和參比電極均水平間隔排布在同一基底上；所述工作電極、對電極和參比電極的工作區域中心點的間隔均為1-10mm，優選2mm；所述對電極和參比電極分別在所述工作電極的兩側。

其中，所述工作電極包括基底、工作電極傳導層、工作電極層、工作電極絕緣層和生物敏感層；其中，所述工作電極傳導層位于所述基底之上；所述工作電極層和所述工作電極絕緣層全覆蓋所述工作電極傳導層，且所述工作電極層和所述工作電極絕緣層部分重疊，重疊區域中，所述工作電極絕緣層位于所述工作電極層之上；所述生物敏感層位于所述工作電極層之上的非重疊區域；該工作電極也可只由上述各層組成；

所述對電極包括基底、對電極傳導層、對電極層和對電極絕緣層；其中，所述對電極傳導層位于所述基底之上；所述對電極層和所述對電極絕緣層全覆蓋所述對電極傳導層，且所述對電極層和所述對電極絕緣層部分重疊，重疊區域中，所述對電極絕緣層位于所述對電極層之上；該對電極也可只由上述各層組成；

所述參比電極包括基底、參比電極傳導層、參比電極層和參比電極絕緣層；其中，所述參比電極傳導層位于所述基底之上；所述參比電極層和所述參比電極絕緣層全覆蓋所述參比電極傳導層，且所述參比電極層和所述參比電極絕緣層部分重疊，重疊區域中，所述參比電極絕緣層位于所述參比電極層之上。該參比電極也可只由上述各層組成。

所述工作電極、對電極和參比電極中，構成所述基底的材料均為膜，所述膜優選聚對甲二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亞胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙烯酰胺(PA)和聚碳酸酯(PC)中的至少一種，優選聚對甲二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)和聚酰亞胺(PI)中的至少一種；