[發(fā)明專(zhuān)利]鉀離子敏微結(jié)構(gòu)器件及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211524557.6
• 申請(qǐng)日: 2022-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115856057A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛茜男;段學(xué)欣
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)溫州安全（應(yīng)急）研究院;天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/416
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/416;B81B1/00;B81C1/00;G01N27/30
• 代理公司: 北京華夏正合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營(yíng)

1.一種鉀離子敏傳感器，其特征在于，所述鉀離子敏傳感器包括：

(a)微反應(yīng)池，所述微反應(yīng)池的底部具有凹形溝道陣列，所述凹形溝道陣列表面鋪設(shè)有圖形化電極和電極引線；以及

(b)鉀離子敏感膜，所述鉀離子敏感膜鋪設(shè)于(a)微反應(yīng)池底部，與凹形溝道形成微反應(yīng)腔，所述微反應(yīng)腔內(nèi)填充有緩沖液；

所述鉀離子敏感膜為含有纈氨霉素的液膜，所述液膜由至少一種兩親性化合物形成，所述兩親性化合物形成其中摻入有纈氨霉素的雙分子層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉀離子敏傳感器，其特征在于，凹形溝道陣列中溝道的寬最大值不大于10μm，寬的范圍為1-10μm，溝道的間距范圍為1μm-5mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉀離子敏傳感器，其特征在于，所述兩親性化合物為脂質(zhì)及其混合物，優(yōu)選為磷脂和/或膽固醇。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉀離子敏傳感器，其特征在于，所述圖形化電極的形狀為方形、圓形、圓環(huán)、三角形、菱形、多邊形及其組合；

優(yōu)選地，所述圖形化電極和所述電極引線的厚度均獨(dú)立地為1-1000nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鉀離子敏傳感器，其特征在于，所述微反應(yīng)池由PDMS、PET、PMMA、玻璃、石英或硅片制作；

優(yōu)選地，所述微反應(yīng)池的高度為1-10mm。

6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的鉀離子敏傳感器的制備方法，其特征在于，在微反應(yīng)池底部鋪設(shè)鉀離子敏感膜，得到所述鉀離子敏傳感器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，微反應(yīng)池底部的圖形化電極和電極引線的鋪設(shè)工藝為依次光刻、圖形化掩膜蒸鍍/濺射金屬；或者

微反應(yīng)池底部的圖形化電極和電極引線的鋪設(shè)方法為圖形化打印。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，鋪設(shè)鉀離子敏感膜的方法為將含有纈氨霉素和兩親性化合物的溶液在微反池底部制膜；

優(yōu)選為將含有纈氨霉素和兩親性化合物的溶液加入微反應(yīng)池底部自組裝成膜；或者

先將含有兩親性化合物的溶液在微反應(yīng)池底部制膜，再添加纈氨霉素，使纈氨霉素自主插入雙分子層中；

優(yōu)選為將含有兩親性化合物的溶液加入微反應(yīng)池底部自組裝成膜，然后添加纈氨霉素，使纈氨霉素自主插入雙分子層中。

9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

S1：在基板表面利用激光雕刻或倒模的方法構(gòu)建凹形溝道陣列；

S2：在S1中的凹形溝道陣列的表面上鋪設(shè)圖形化電極和電極引線；

S3：在S2中的凹形溝道陣列的表面上利用3D打印或倒模的方法構(gòu)建微反應(yīng)池的側(cè)壁，得到微反應(yīng)池；其中，圖形化電極位于微反應(yīng)池的底部，電極引線用于電學(xué)信號(hào)輸出；

S4：在S3中的微反應(yīng)池內(nèi)鋪設(shè)鉀離子敏感膜。

10.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的鉀離子敏傳感器在鉀離子含量檢測(cè)中的應(yīng)用。