[發明專利]一種雙模態交互傳感陣列芯片制造與信息獲取方法

在審

• 申請號: 201710518999.2
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107402244A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 鄒小波;石吉勇;黃曉瑋;李志華;張文;徐藝偉;胡雪桃;翟曉東
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/30;G01N21/31;G01N21/359
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種傳感器技術領域，特指一種雙模態交互傳感陣列芯片制造與信息獲取方法。

背景技術

傳統化學傳感、物理和生物傳感器一般都只是獲得其單一的信號，如通過傳感器檢測過程中電阻變化、電位變化等獲取電信號，通過其檢測過程中對光的吸收、散射獲取光信號等，能否在同一傳感器上，在其檢測過程中既獲取光信號，又獲取電信號，這樣不但能提高傳感器的靈敏性，還可以提高傳感器的魯棒性。

色素類傳感器是近年來興起的一類化學傳感器，即通過傳感器與化合物接觸過程中顏色變化來實現檢測。如“色敏氣體傳感器陣列的制作方法(中國專利:CN101074931)”，使“氣味看得見”，該專利中只得到了傳感器的光信號。分析敏感元件與所檢測的化合物接觸時顏色變化的深層次原因是，反應會產生電荷耦合引起色素分子電子云電荷偏移，這種電荷偏移可以通過光學(如光譜、顏色)和電學(阻抗、電位等)的多種方法來表達。其次單一色素智能與一類化合物反應，多種色素就可以實現交互陣列。但雙模態交互傳感陣列芯片制造與信息獲取方面未見報道。

發明內容

本發明提出一種雙模態交互傳感陣列芯片制造與信息獲取方法。技術方案如下：

首先通過碳納米管作為介質將不同色素類化合物固定在金叉指電極上組成傳感陣列芯片。

所述的色素類化合物包括卟啉類化合物、金屬卟啉類化合物、pH指示劑、擴環卟啉類化合物，以及卟啉囊泡等。所述的金叉指電極為間距從幾個微米到幾十個微米、叉指數從幾個到幾千個的電極。

所組成的傳感陣列芯片，每個敏感點上的色素均不同，不同的色素其結構、極性等不一樣，從而實現多種化合物同時識別，實現交互感應。

其次同時獲取該芯片與化合物反應的光學信號和電學信號兩種模態的信息。

所述的電學信號可以是阻抗、電位、介電常數等，主要通過碳納米管修飾的金叉指電極獲取；

所述的光學信號可以是光譜、顏色，主要通過光纖光譜方法或者多光譜圖像法獲取。

本發明的有益效果：

兩種模態下的信號將提高傳感器靈敏度和魯棒性。兩種模態下的信號(光信號和電信號)交互，提供的信息更豐富。

附圖說明

圖1雙模態傳感芯片信息獲取示意圖。

圖2傳感器芯片敏感單元示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。

本發明提出了一種雙模態交互傳感陣列芯片制造與信息獲取方法，包括如下步驟：

首先，通過碳納米管作為介質將不同色素類化合物固定在金叉指電極上組成傳感陣列芯片；

其次，同時獲取該芯片與化合物反應的光信號和電信號兩種模態的信息。

進一步，所述的色素類化合物包括：卟啉類化合物、金屬卟啉類化合物、pH指示劑、擴環卟啉類化合物，以及卟啉囊泡。

進一步，所述的金叉指電極間距從幾個微米到幾十個微米。

進一步，所述的金叉指電極叉指數從幾個到幾千個電極。

進一步，所述傳感陣列芯片其每個敏感點上的色素均不同。

進一步，所述的電信號包括阻抗、電位、介電常數。

進一步，所述電信號通過碳納米管修飾的金叉指電極獲取。

進一步，所述的光信號包括光譜、顏色。

進一步，所述的光信號通過光纖光譜方法或者多光譜圖像法獲取。

本發明的具體實施方案如下：

通過碳納米管作為介質將50種不同金屬卟啉類色素類化合物固定在間距為5微米的金叉指電極上(圖2)組成傳感陣列芯片如圖1所示。每種金屬卟啉結構、極性等不一樣，從而實現多種化合物同時識別，實現交互感應。

然后，通過芯片下的電極將該芯片與化合物反應的電學信號傳出。通過芯片上方的光纖光譜方法獲取每個敏感點的可見-近紅外光譜信息。實現現色素囊泡與化合物反應的光學和電學兩種模態信息同時獲取。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發明的保護范圍之內。