可用于水環境中檢測大腸桿菌的叉指電極生物傳感器,該傳感器是通過在叉指電極陣列上修飾生物分子制備得到。首先利用微制造技術通過蒸發鍍膜、光刻,上海叉指電極、濕法腐蝕等工藝在基底上制備叉指微電極陣列,然后利用生物修飾技術在叉指電極陣列的微間隙中捕獲大腸桿菌,進而在叉指電極表面產生銀沉淀,使叉指電極導通。通過測量叉指電極的電導值,上海叉指電極,可實現對大腸桿菌的定量檢測分析。這種叉指電極生物傳感器不但可用于大腸桿菌的檢測,上海叉指電極,還可應用于其它微生物的檢測。電化學叉指電極是一類以微生物作為識別元件的生物傳感器。上海叉指電極

由于金屬層中,電極位點和細胞及其培養環境直接接觸,因此它的生物相容性,電化學特性等都是材料選擇中需要考慮的。在已有的工作中,主要有金(Au)、鉑(Pt)、銥 (Ir)、氧化錫(ITO)等稀有金屬被采用為金屬電極材料。它們具有良好的物理和化學穩定性,采用濺射或蒸發的工藝可沉積到基底[,并刻蝕出金屬層的電極、引線陣列。ITO 電極在是一種透明的半導體材料,成功檢測到了神經細胞的電生理信號并能觀察到其生長過程,但是信號信噪比較低,因此較多采用為引線的材料。相比之下,Pt 具有較高的交換電流密度;Au 具有較好的延展性;Ir則較難加工,因此Au 和Pt在叉指電極加工中采用的多。在加工時,為了增強金屬層的粘附性,需要先在基底上濺射或蒸發粘附層,通常采用 Ti,TiW,Cr 等材料。河南三共面叉指電極叉指微電極細胞傳感器將會朝著超微型化、集成化、陣列化和實時在線檢測等方向發展。

微叉指電極陣列是基于 MEMS (Micro-ElectroMechanicalSystems)微加工技術,將具有和細胞尺寸匹配的金屬電極陣列加工在硅或玻璃基底上的一類芯片,用于多通道同步檢測細胞胞外電生理信號。微叉指電極陣列的基本結構包括3個部分: 絕緣基底,金屬層電極陣列,鈍化層。加工后的芯片中,金屬位點暴露于細胞生存環境,并和生長在電極位點或附近細胞形成電耦合結構。當具有電興奮特性的細胞生長在電極上時,其動作電位引起電極表面電勢的變化,即為檢測到的細胞胞外電位。金屬層上的引線用于輸出檢測到的信號,它們被鈍化層包裹避免和外界接觸。焊盤暴露,般在采用打金線或壓片的方法將焊盤和外界電路導通后用環氧樹脂包袋,避免和細胞生長環境接觸,并將信號輸出至外界處理電路。
蒸鍍和濺射等方法在薄膜電極制備領域中具有精度高和潔凈度好等優勢。利用蒸鍍和濺射方法將電極搭載于柔性印刷電路板(FPC)上直接與外部檢測體系相連。微型三電極系統由金電極(工作電極)、鉑電極(對電極)與 Ag/AgCI電極(參比電極)組成,單個電極尺寸為0.5 mm x0.7 mm,單次檢測所需樣品量約10 ~20 L。當三電極外接檢測電路后,可通過多步電位法和計時電流法,無酶、快速、定量地檢測人工汗液(pH=4.7)中的葡萄糖濃度線性檢測范圍為50~500 umol/L檢出限為20 umol/L。柔性生物電極的研究主要包括電阻式的柔性生物電極和電容式的柔性生物電極。

PET 是目前一種流行的塑料樹脂,也是商業上常用的聚酯類型。PET 也具有很多優異的化學和物理性能,比如優異的機械性能、低擴散性等。PET 作為襯底材料,具有透明度高、耐化學性好、抗沖擊性強的的特點。同時,PET 內具有低模量的合成纖維,其性能接近于其他聚合物,例如聚乙烯、尼龍和聚酯。PI 作為常用的柔性材料之一,具有優異的物理化學性能。比如熱穩定性、機械性能、高擊穿強度、絕緣性。集成在 PI 網絡上的可拉伸和可擴展結構,能夠將電子皮膚傳感功能擴展到多功能傳感,包括溫度、濕度、光和壓力等。叉指電極主要為指狀或梳狀的面內有周期性圖案。其中,激勵電極和感應電極相互交錯排布。上海叉指電極
柔性叉指電極的工作原理是在外界力的作用下導致彈性介質發生變形,從而引起叉指電極的電容值發生變化。上海叉指電極
三電極體系需要配備一種可以實現控制參比電極的電路,維持施加在工作電極上的電壓恒定,以保證三電極始終工作在穩定狀態下。為防止采集到的電化學原始信號受到工頻信號以及電極表面附著的離子等其他干擾因素的影響,需要對采樣信號進行濾波處理,通過 IV 轉換電路將微弱的電流信號放大并轉換成電壓信號供 ADC 模塊讀取,同時通過補償模塊檢測對系統產生的干擾因素。經過 MCU 內部的數據處理濾波與校準得出更加準確的血糖濃度,通過藍牙通信模塊將實時記錄的血糖濃度傳輸至設備端,記錄下血糖濃度變化曲線。上海叉指電極
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