[發(fā)明專利]可打磨的微電極陣列及其封裝和使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810854287.2
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN109030600B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁波;蔡宇;朱琴;葉學(xué)松
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;B81B1/00;B81B7/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發(fā)明公開了一種可打磨的微電極陣列及其封裝和使用方法，屬于傳感器領(lǐng)域。微電極陣列包括電極引出電路板和微電極簇，電極引出電路板的上表面中心設(shè)有若干個相互絕緣的電極觸點組成的觸點陣列，電極引出電路板的上表面沿周向邊緣分布有若干個相互絕緣的外部觸點，每個電極觸點通過內(nèi)部導(dǎo)線最多與1個外部觸點相連；微電極簇由多根相互絕緣分離的微電極組成，通過環(huán)氧樹脂封裝固定在電極引出電路板的上表面；每根微電極呈線形，末端通過固定件固定于一個電極觸點上且微電極與電極觸點構(gòu)成電連接，尖端延伸至環(huán)氧樹脂封裝的上表面。本發(fā)明可以實現(xiàn)微電極的高效利用，提高使用效率和便捷度，在微電極研究領(lǐng)域有著較好的實用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電極的封裝技術(shù)，屬于傳感器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

細(xì)胞水平的活性物質(zhì)檢測能夠反應(yīng)細(xì)胞的真實生理活動，能夠精準(zhǔn)有效的獲得活性物質(zhì)的釋放信息，在藥物反應(yīng)研究和細(xì)胞應(yīng)激性研究中有著大量應(yīng)用。但是這一領(lǐng)域一直以來是電化學(xué)檢測中的難點，主要困難在于細(xì)胞水平空間小、活性物質(zhì)濃度低，一般的檢測電極尺寸很難靠近細(xì)胞表面，細(xì)胞活性物質(zhì)釋放之后在空間之中快速擴(kuò)散，到達(dá)電極表面時濃度非常低，難以產(chǎn)生有效的電化學(xué)反應(yīng)電流。為了解決這一問題，許多研究者開始使用微電極進(jìn)行檢測。

微電極通常指直徑在100微米以下的微電極，微電極陣列是由多根微電極組成的陣列結(jié)構(gòu)，微電極和微電極陣列常用于微納檢測領(lǐng)域，其優(yōu)點是響應(yīng)速度快、檢測限低以及微小范圍內(nèi)的檢測，能夠貼近細(xì)胞表面或者插入細(xì)胞內(nèi)部，能夠檢測到活性物質(zhì)的釋放。同時，由于微電極微小的尺寸，微電極在使用過程中需要進(jìn)行封裝。目前使用較多的微電極往往使用玻璃進(jìn)行封裝，微電極材料多為金屬細(xì)絲，在熔融態(tài)玻璃中插入金屬細(xì)絲，冷卻后便可以得到封裝好的單根金屬微電極。但是該種方法封裝難度較高，成本較貴，難以定制化，只能封裝特定材料的金屬絲。而微電極陣列則較多使用的是平面MEA，在玻璃片表面噴涂金顆粒，形成特定形狀微電極及導(dǎo)線，但是MEA制作也較為復(fù)雜，成本昂貴，且電極材料往往為金，難以滿足個性化的需要。除此之外，它們都有著難以重復(fù)利用的問題，導(dǎo)致實驗難度較高，極易損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中微電極封裝難度較高、無法重復(fù)利用等問題，并提供一種具有新型結(jié)構(gòu)的可打磨的微電極陣列。

本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思是：現(xiàn)有的微電極陣列的封裝方式較為復(fù)雜且成本昂貴，可重復(fù)性低，所以選擇環(huán)氧樹脂作為封裝材料，其本身固化時間快，操作簡便，同時固體狀態(tài)下方便打磨，可以重復(fù)使用。環(huán)氧樹脂常溫下為液態(tài)，在5攝氏度至35攝氏度狀態(tài)下能保持形狀穩(wěn)定，通過加入不同的固化劑，可以在0-180攝氏度下固化，所以常溫狀態(tài)下環(huán)氧樹脂也可以固化，大大簡化了加工條件，同時不耐高溫的微電極材料例如碳纖維等也可以進(jìn)行封裝。固化完成后的環(huán)氧樹脂力學(xué)性能好，化學(xué)穩(wěn)定性好，絕緣性能好，但同時也可以進(jìn)行打磨，通過打磨可以對封裝電極的尺寸進(jìn)行調(diào)整，不斷暴露出新的微電極橫截面，實現(xiàn)重復(fù)利用。

本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

一種可打磨的微電極陣列，其包括電極引出電路板和微電極簇，所述的電極引出電路板的上表面中心設(shè)有若干個相互絕緣的電極觸點組成的觸點陣列，電極引出電路板的上表面沿周向邊緣分布有若干個相互絕緣的外部觸點，每個所述的電極觸點通過內(nèi)部導(dǎo)線最多與1個外部觸點相連；所述的微電極簇由多根相互絕緣分離的微電極組成，通過環(huán)氧樹脂封裝固定在電極引出電路板的上表面；每根微電極呈線形，末端通過固定件固定于一個電極觸點上且微電極與電極觸點構(gòu)成電連接，尖端延伸至環(huán)氧樹脂封裝的上表面。

本發(fā)明中，微電極與電極引出電路板相連接的一端稱其為末端，另一端稱其為尖端。

在上述方案基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以提供如下若干優(yōu)選方式。

作為優(yōu)選，所述的微電極簇中的微電極均與電極引出電路板的上表面垂直。

作為優(yōu)選，所述的微電極簇中的微電極尖端聚攏，微電極簇呈錐形，不同微電極之間的距離從上到下逐漸增大。