[發明專利]三維紙基電化學傳感器件其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010664313.2
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN111812170A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 史轉轉;郭春顯;吳小帥;李園;李長明
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;C01B25/45;B82Y15/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 蘇張林

1.一種三維紙基電化學傳感器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：提供一纖維紙、一上層塑封膜以及一下層塑封膜，所述纖維紙的厚度為0.15～0.25μm，截留粒子尺寸為10～30μm；所述上層塑封膜上具有與所述纖維紙形狀一致的開孔，所述開孔的面積小于所述纖維紙的面積；

步驟二：將所述纖維紙夾設在所述上層塑封膜與下層塑封膜之間，使所述開孔與纖維紙保持中心對齊，保證纖維紙與上層塑封膜的開孔邊緣具有一定的重疊區域；通過塑封機對夾有纖維紙的塑封膜進行封裝，使得所述纖維紙被塑封膜固定住；

步驟三：通過印刷的方式將導電漿料印制在封裝好的塑封膜上得到電極，并確保電極的工作區域印在開孔內的纖維紙上；

步驟四：將印制好的電極烘干、消毒處理后，在所述電極的工作區域上修飾(Fe,Mn)₃(PO₄)₂/N-CNRs納米材料，得到所述三維紙基細胞培養電化學傳感器件；

其中，所述(Fe,Mn)₃(PO₄)₂/N-CNRs納米材料是按如下的方法制備而成：

S1.將氮摻雜多孔碳材料N-CNRs配成濃度為1～3mg/mL的水溶液，超聲分散20～80min；所述N-CNRs是按照申請號為201910510602.4的中國專利中記載的方法制備的；

S2.向步驟S1得到的溶液中加入二價Fe鹽、二價Mn鹽和還原劑，充分溶解后得到混合液，控制混合液中Fe²⁺與Mn²⁺的濃度比為1:1～1:15；

S3.將步驟S2得到的混合液與乙二醇混合，置于50～70℃水浴中，并在不斷攪拌的條件下加入磷酸鹽溶液，使得溶液中Mn²⁺和Fe²⁺與PO₄^3-的濃度比為3:2；攪拌反應1～5h后，將混合溶液進行離心，得到的沉淀物經洗滌、冷凍干燥，即制得(Fe,Mn)₃(PO₄)₂/N-CNRs。

2.根據權利要求1所述的一種三維紙基電化學傳感器件的制備方法，其特征在于，步驟二中，所述塑封機的封裝溫度為105～115℃。

3.根據權利要求1所述的一種三維紙基電化學傳感器件的制備方法，其特征在于，步驟三中，所述導電漿料為碳漿、銀漿或導電凝膠。

4.根據權利要求1所述的一種三維紙基電化學傳感器件的制備方法，其特征在于，步驟四中，所述烘干溫度為80～110℃，烘干時間為3～10min。

5.根據權利要求1所述的一種三維紙基電化學傳感器件的制備方法，其特征在于，步驟四中，所述修飾具體為：將(Fe,Mn)₃(PO₄)₂/N-CNRs納米材料配制成濃度為2～5mg/mL的溶液，向電極的工作區域上滴加1～3μL所述溶液，干燥后即可。

6.根據權利要求1所述的一種三維紙基電化學傳感器件的制備方法，其特征在于，步驟S2中，Fe²⁺和Mn²⁺的總濃度是1～3mM。

7.根據權利要求1所述的一種三維紙基電化學傳感器件的制備方法，其特征在于，步驟S2中，控制混合液中Fe²⁺與Mn²⁺的濃度比為1:7。

8.根據權利要求1所述的一種三維紙基電化學傳感器件的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述還原劑為抗壞血酸和/或硼氫化鈉，添加量為0.5～1.5mM。

9.根據權利要求1-8任一項所述的方法制備得到的三維紙基電化學傳感器件。

10.權利要求9所述的三維紙基電化學傳感器件在細胞釋放小分子檢測中的應用。