高分子材料、單獨的Si3N4、SiO2/Si3N4/SiO2的復(fù)合層常作為鈍化層的可選材料。光刻膠和聚酷亞胺是光敏感的材料，能夠在紫外光曝光下形成掩模板所設(shè)計的圖形，以暴露金屬電極位點。這些材料具有較低的介電常數(shù)(低于2，安徽叉指電極設(shè)計.7)和良好的生物相容性。相比之下，高分子材料的鈍化層厚達幾微米，容易受到化學(xué)腐蝕，清洗的時候容易碎裂，減短芯片的壽命。硅化合物采用等離子增強型化學(xué)氣相沉積(PECVD)方法沉積在已經(jīng)形成電極,引線圖形的金屬層上，并采用刻蝕的方法將金屬電極位點暴露。SiO2/Si3N4都具有絕緣特性，安徽叉指電極設(shè)計，其介電常數(shù)分別為7.5 和3.9。在金屬-氧化硅-硅的結(jié)構(gòu)中SiO2不能有效地阻止離子的通過，因此較少單獨用來做鈍化層。SiO2/Si3N4/ SiO2的復(fù)合層結(jié)合了 Si02的絕緣性和Si3N4阻止離子通過的特性，是鐘化層的較好的選擇，安徽叉指電極設(shè)計。單獨的Si3N4則簡化了加工的過程，但需加厚。在本實驗工作中，采用單獨的Si3N4鈍化層，厚度為800-1000nm，能達到良好的絕緣作用。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(fā)展。安徽叉指電極設(shè)計
血糖濃度是糖尿病診斷的標準。現(xiàn)有的血糖儀大多是單點式的，容易錯過血糖變化峰值;無創(chuàng)檢測的優(yōu)點在于不對使用者造成創(chuàng)傷的前提下，間接檢測或傳感有關(guān)生命體生理特征以及生化參數(shù)，但受到的干擾因素也更多。酶固化和微針技術(shù)，基于保證血糖儀具有較高準確性的同時減小設(shè)備的體積與功耗的目的，根據(jù)三電極體系的原理，研究并設(shè)計出血糖濃度傳感器電路，研制基于三電極微針陣列的可穿戴連續(xù)檢測式微創(chuàng)血糖儀，這種微創(chuàng)血糖儀可以減少頻繁扎針產(chǎn)生痛苦，同時能與人體體液接觸，減少了干擾因素提高準確性，實現(xiàn)血糖的連續(xù)監(jiān)測。河北Au叉指電極微叉指電極因其靈敏度高、響應(yīng)速度快、檢出限低、成本適中、攜帶方便等優(yōu)點。
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,需要在表面熱生長一層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)，對光敏感在檢測中，光照在硅-SiO2 產(chǎn)生的光生電流能被金屬電極輸出到檢測電路，增加信號的噪聲幅度。在實驗中發(fā)現(xiàn)，此噪聲幅度可達幾十到幾百微伏，因此采用硅基底的 MEA 需要避光檢測。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，在生物實驗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，聚對二甲苯(Parylene)和聚酷亞胺 (Polyimide)也用來作為底材料。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，對細胞的活性沒有明顯的影響。在本實驗室的實踐過程中，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，遠遠低于微加工工藝的芯片加工精度。
叉指電極主要是基于兩電極體系(工作電極和對電極)和三電極體系(工作電極、對電極和參比電極) 兩種結(jié)構(gòu)進行研發(fā)的。三電極與兩電極結(jié)構(gòu)主要區(qū)別在于微電極傳感系統(tǒng)是否包含參比電極。兩電極體系隨著電極表面持續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，工作電極的電位產(chǎn)生偏移，電極上的電流始終在變化，此時就難以控制實驗的條件，既要實現(xiàn)控制電壓又要測量電流就會使系統(tǒng)變得十分不穩(wěn)定，導(dǎo)致傳感器的性能下降。三電極體系中，工作電極是主要的研究和操作對象，通過電極表面的固化酶氧化還原產(chǎn)生電流以實現(xiàn)工作電極的極化。參比電極用來為工作電極提供基準電壓，由 Ag/AgCl 制成，對電極使用惰性金屬鉑制成，這種兩種電極都不會被極性化，因此不會影響實驗中的電流。Si 基 Pt 薄膜生物叉指電極具有耐腐蝕性和生物相容性。
又指電極傳感器誕生后發(fā)展非常迅速，首先是制作方法種類多樣，諸如納米壓印、絲網(wǎng)印刷、剝離以及電鍍，這些加工方法因各自的不同優(yōu)勢而被用于電極制作上。而它的檢測方法同樣靈活、多樣，可以利用前處理后結(jié)合叉指電極進行檢測,也可以修飾抗體作為敏感層進行生物特異選擇完成無標記檢測,同樣也可以用特殊化學(xué)物質(zhì)作為敏感層進行特異選擇，為了增強其靈敏度可以在電極表面進行納米材料修飾以增大比表面積。叉指陣列微電極的靈敏度，在檢測中的選擇性以及金電極自身的導(dǎo)電性能以及偶聯(lián)識別抗體的能力仍然是它在食品、環(huán)境安全檢測等應(yīng)用中尚需解決或優(yōu)化的問題，綜上所述我們?nèi)孕枰嵘嬷鸽姌O的靈敏度，賦予其選擇性，以及對電極本身的微觀結(jié)構(gòu)、宏觀結(jié)構(gòu)進行調(diào)整優(yōu)化使得叉指電極能更好的應(yīng)用到檢測中。生物傳感器是一種以生物活性單元為敏感元件, 結(jié)合化學(xué)、物理轉(zhuǎn)換元件。湖北Au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(dǎo)致彈性介質(zhì)發(fā)生變形，從而引起叉指電極的電容值發(fā)生變化。安徽叉指電極設(shè)計
電極由兩個微電極陣列組成，其中梳為多個寬度和間距為微米級的條形電極組成。與傳統(tǒng)電極半無限線性擴散層表面不同，微叉指電極采用微米級的結(jié)構(gòu)，電極表面的球形擴散場能夠使反應(yīng)物的供給速率得到很大的提升，從而很大程度提高了微叉指電極的信噪比和靈敏度。模板法、光刻法、自組裝法是微叉指電極常用的制作方法。模板法是通過改變制作材料的參數(shù)間接合成并控制結(jié)構(gòu)參數(shù):光刻法首先在絕緣基底上通過氣象沉積得到一層導(dǎo)電薄膜，然后在其表面均勻涂抹一層光刻膠并覆蓋上光刻模板，然后用光照和化學(xué)溶解制作出陣列電極。自組裝法利用納米粒子間的非共價鍵特性，能夠使其在電極表面自動形成規(guī)則的納米薄膜。安徽叉指電極設(shè)計
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