電極結(jié)構(gòu)是影響傳感器性能的重要因素之一，電極的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括形狀、指寬度、間距、指長(zhǎng)、厚度，指對(duì)數(shù)、指寬比和電極表面的狀態(tài)，即是否有功能化修飾等，河南Au叉指電極。電極厚度對(duì)信噪比影響明顯，但指數(shù)對(duì)其影響極小，減小電極寬度和間距可以提高信噪比，河南Au叉指電極。被測(cè)對(duì)象的形態(tài)和在傳感器表面的分布狀態(tài)也是設(shè)計(jì)微叉指電極結(jié)構(gòu)的考慮因素，有研究發(fā)現(xiàn)電極間距約為細(xì)胞直徑的4倍時(shí)傳感器有較好的靈敏度，在一定范圍內(nèi)增加電極的厚度、減小寬度也能提高傳感器的精度。細(xì)胞與電極的相對(duì)位置也影響測(cè)量靈敏度，這種客觀的影響因素為微流控技術(shù)在微又指電極傳感器_上的應(yīng)用提供了機(jī)遇，河南Au叉指電極，微流控技術(shù)可以控制被測(cè)細(xì)胞在微叉指電極傳感器表面的位置分布。叉指電極導(dǎo)電材料的銀是所有金屬材料中導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性較好的材料。河南Au叉指電極

叉指電極雙電層來(lái)源于界面電荷，產(chǎn)生在固-液界面，由于其特殊微觀結(jié)構(gòu)與性質(zhì)決定了固-液界面的性能。通過(guò)雙電層理論人們可以得到表面濃度、濃度分布、吸附層與基地之間的電容值及變化率等電化學(xué)反應(yīng)參數(shù)。此外，雙電層間還有界面電場(chǎng)，該電場(chǎng)的距離非常小因而有較大的電場(chǎng)強(qiáng)度，并且能夠極大的改變電化學(xué)反應(yīng)速度，甚至使某些條件下難以發(fā)生或進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)可以得以實(shí)現(xiàn)。電容產(chǎn)生于電解質(zhì)和電極表面界面上的離子和分子之間的相互作用，并與電極面積間接成正比。雙層電容對(duì)測(cè)量裝置施加了限制，增加了低頻的測(cè)量誤差，通過(guò)優(yōu)化微電極的設(shè)計(jì)，以降低界面阻抗，并在較低的頻率范圍內(nèi)擴(kuò)展微電極的有效頻率探測(cè)范圍，首先是消除界面現(xiàn)象的影響，然后提高微生物測(cè)量的靈敏度。上海石英叉指電極Si 基 Pt 薄膜生物叉指電極具有耐腐蝕性和生物相容性。

三電極微針陣列血糖濃度傳感器屬于一種酶生物傳感器，將生物酶和電極相結(jié)合來(lái)測(cè)定酶底物的濃度，隨著世界上首支葡萄糖氧化酶電極被研制出，學(xué)術(shù)界開始重視酶生物傳感器的研究并取得了迅速發(fā)展。酶生物傳感器以酶作為生物敏感基件，可以根據(jù)各種化學(xué)或物理信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，計(jì)量得出目標(biāo)測(cè)量物與酶反應(yīng)產(chǎn)生的與目標(biāo)測(cè)量測(cè)量濃度成比例關(guān)系的某種形式的信號(hào)，從而根據(jù)反應(yīng)所測(cè)得的信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行定量檢測(cè)的目的。相較于其他類型的生物傳感器，這種酶固化方法將酶直接固定在金屬或半導(dǎo)體電極的表面形成固化膜，由于酶具有專屬反應(yīng)特性，有著很高的選擇性，同時(shí)具有不溶性酶的優(yōu)點(diǎn)和電化學(xué)電極的靈敏度。

在微加工工藝中，主要采取硅、玻璃和高分子材料作為基底。硅作為一種半導(dǎo)體材料，具有良好的導(dǎo)電性能，作為叉指電極MEA基底時(shí),需要在表面熱生長(zhǎng)一層SiO2,隔離金屬層和硅基底之間的導(dǎo)電通路出于金屬-氧化層-硅具有光電效應(yīng)，對(duì)光敏感在檢測(cè)中，光照在硅-SiO2 產(chǎn)生的光生電流能被金屬電極輸出到檢測(cè)電路，增加信號(hào)的噪聲幅度。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，此噪聲幅度可達(dá)幾十到幾百微伏，因此采用硅基底的 MEA 需要避光檢測(cè)。相比于硅，玻璃具有良好的絕緣性、透光性和耐熱性，具有成熟的加工工藝，在生物實(shí)驗(yàn)中便于采用倒置顯微鏡觀察，被采用于 MEA 芯片的基底材料。為了降低成本，聚對(duì)二甲苯(Parylene)和聚酷亞胺 (Polyimide)也用來(lái)作為底材料。這些高分了材料具備良好的絕緣性，耐高溫，靈活的可塑性，顯示了良好的生物相容性，對(duì)細(xì)胞的活性沒有明顯的影響。在本實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐過(guò)程中，也嘗試采用PCB板加工MEA芯片，然而工藝中電極精度受到限制，電極尺寸限于80um，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于微加工工藝的芯片加工精度。電化學(xué)生物傳感器將高靈敏的電分析方法和高特異性的生物識(shí)別過(guò)程相結(jié)合。

三電極體系需要配備一種可以實(shí)現(xiàn)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(wěn)定狀態(tài)下。為防止采集到的電化學(xué)原始信號(hào)受到工頻信號(hào)以及電極表面附著的離子等其他干擾因素的影響，需要對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行濾波處理，通過(guò) IV 轉(zhuǎn)換電路將微弱的電流信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)供 ADC 模塊讀取，同時(shí)通過(guò)補(bǔ)償模塊檢測(cè)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾因素。經(jīng)過(guò) MCU 內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理濾波與校準(zhǔn)得出更加準(zhǔn)確的血糖濃度，通過(guò)藍(lán)牙通信模塊將實(shí)時(shí)記錄的血糖濃度傳輸至設(shè)備端，記錄下血糖濃度變化曲線。容性生物電極的一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)便是能夠借助介電層的隔離保護(hù)作用，避免漏電流存在而造成觸電損害。湖南叉指電極技術(shù)

柔性叉指電極自身的延展性實(shí)現(xiàn)與生物組織的良好接觸以保證信號(hào)監(jiān)測(cè)質(zhì)量。河南Au叉指電極

加工后的芯片為劃片后用金線將芯片上的焊盤和 PCB 板底座上的焊盤導(dǎo)通，PCB 上有和外界處理電路相連的接口。焊盤處用環(huán)氧樹脂封裝，避免暴露而引入噪聲，同時(shí)固定腔體用于培養(yǎng)細(xì)胞。采用電鍍鉑黑的方法來(lái)提升電極比表面積，在電鍍前，芯片表面用酒精和去離子水交替清洗，直至顯微鏡下觀察到電極上無(wú)異物并呈亮金色。電鍍鉑黑的溶液出 1%的氯酸和0.01%的醋酸鉛配制而成。以微電極為工作電極，Ag/AgCI 電極為參考電極，鉑電極為對(duì)電極，恒電位工作儀產(chǎn)生的直流恒電壓 0.01mV 為工作電壓，根據(jù)電極大小控制時(shí)間，直徑為30um的電極所需電鍍時(shí)間約為20~25s。電鍍后電極位點(diǎn)表面早黑色棉絮狀,明顯增加了電極表面的粗糙程度。處理后的芯片可用純水清洗，去除離散的鉑黑微粒，浸于純水環(huán)境中，并避光保存，避免芯片表面生長(zhǎng)微生物而受到污染。河南Au叉指電極

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