一种生物电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物电极及其制备方法。所述生物电极包括绝缘外壳和电极线，所述电极线包括多个工作电极线、一个或多个参比电极线和对电极线，所述电极线侧表面包覆有绝缘蜡，树脂封装于绝缘外壳中，所述外壳尖端开口，其尖端开口口径在0.4mm至2mm之间，所述电极线的检测端通过所述开口与待测生物样本接触。其制备方法包括以下步骤：(1)将绝缘蜡溶解于易挥发的有机溶剂中得到绝缘液，均匀涂覆在电极线侧表面，待有机溶剂挥发；(2)将电极线同时插入绝缘外壳中，将树脂灌入外壳，固化后，将外壳尖端打磨光滑。本发明专利技术提供的生物电极，能同时同点载体检测多种信号，具有良好的机械性能，适用于活体检测，所述方法适应性强。

【技术实现步骤摘要】
一种生物电极及其制备方法
本专利技术属于生物检测领域，更具体地，涉及一种生物电极及其制备方法。
技术介绍
传感检测技术在生物分析领域中发挥了重要的作用。目前，利用电化学传感器进行生物分子的离体检测与分析已较为成熟，将其用于生物活性物质的在体检测也引起了越来越多的研究者关注。目前已经有很多研究用电化学的方法检测生物体中的活性分子，例如用碳纤维电极检测植物在水胁迫下的过氧化氢含量变化[RenQiong-qiong,etal.Biosensorsandbioelectronics,2013,50:318-324]，利用铂微电极检测老鼠肾脏中的NO含量[YoungmiLee,etal.Analyticalchemistry,2007,79:7665-7675]，利用硼掺杂金刚石微电极检测胃部pH变化[StéphaneFierro,etal.Scientificreports,2013,3:3257]等。对研究生物体的生理、病理机制具有很重要的意义。目前，活体检测电极，不能在微型化的前体下，保证机械强度，因此检测多种物质时，要么先后检测，要么采取不同的检测位点，尤其是在植物中，难以做到同时同点检测。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种生物电极，其目的在于通过将多个工作电极线和参比电极线、对电极线集成在小尺寸生物电极上，由此解决现有技术不能实现同时同点多种生物信号同时在体检测的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种生物电极，包括绝缘外壳和电极线，所述电极线包括多个工作电极线、一个或多个参比电极线和对电极线，所述电极线侧表面包覆有绝缘蜡，树脂封装于绝缘外壳中，所述外壳尖端开口，其尖端开口口径在0.4mm至2mm之间，所述电极线的检测端通过所述开口与待测生物样本接触。优选地，所述生物电极，其包括三个工作电极线。优选地，所述生物电极，其三个工作电极线分别为第一工作电极线、第二工作电极线和第三工作电极线；其中：第一工作电极线，用于电流测量，获得过氧化氢浓度；第二工作电极线，用于电流测量，获得一氧化氮浓度；第三工作电极线，用于电位测量，获得pH值。优选地，所述生物电极，其第一工作电极线为铂丝；所述第二工作电极线为铂丝，其检测端表面电化学沉积有铂颗粒；所述第三工作电极线为金丝，其检测端表面电化学沉积有氧化铱颗粒。优选地，所述生物电极，其包括两个参比电极线。优选地，所述生物电极，其两个参比电极线分别为第一参比电极线、第二参比电极线；其中：第一参比电极线，用作电流测量参比电极；第二参比电极线，用作电位测量参比电极。优选地，所述生物电极，其两个参比电极线为银丝，其检测端表面电化学沉积有氯化银颗粒。优选地，所述生物电极，其电极线检测端表面覆盖有抗干扰层，所述抗干扰层优选为Nafion膜、纤维素膜或聚四氟乙烯膜。按照本专利技术的另一方面，提供了一种所述的生物电极的制备方法，包括以下步骤：(1)电极线绝缘：将绝缘蜡溶解于易挥发的有机溶剂中，得到绝缘液，将绝缘液均匀涂覆在电极线侧表面，待有机溶剂挥发，制得侧表面绝缘的电极线；(2)电极线集成固定：将步骤(1)中获得的侧表面绝缘的电极线同时插入绝缘外壳中，将树脂灌入外壳，固化后，将外壳尖端打磨光滑，即获得所述生物电极；优选地，所述制备方法，还包括以下步骤：(3)电极线检测端修饰：将步骤(2)中获得的生物电极通过电化学的方法，将电极线表面分别进行电化学修饰。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本专利技术通过将多个工作电极集成到一个电极上，可同时检测多种不同的信号，由于检测是同时完成，并且是在同一位置做出的检测，因此多个信号之间不会出现时间和空间差异，检测结果为同时同点，可靠性高；(2)本专利技术提供的生物电极，检测端尺寸小、机械强度高，可用于生物体活体检测；(3)本专利技术提供的生物电极的制备方法，可根据不同的检测需要，制备用于检测多种生物信号的集成电极，适应性强。附图说明图1是实施例1中制备的生物电极结构示意图；图2是实施例2中制备的生物电极尖端扫描电镜图；图3是实施例2中利用循环伏安法在微电极上电沉积铂微粒的伏安图；图4是实施例2中电位阶跃法电镀氧化铱颗粒的电位图；图5是实施例2中计时电流法电沉积氯化银颗粒，电位为0.5V,溶液为0.5M氯化钾溶液；图6是实施例3中30μM的H2O2和NO分别在第一工作电极线上不同电位下的响应电流；图7是实施例3中30μM的H2O2和NO分别在第二工作电极线上不同电位下的响应电流；图8是实施例3第三工作电极线在pH为2～10的不同标准缓冲液中的电势响应；图9是实施例3中第一工作电极对不同的活性物质的抗干扰能力；图10是实施例3中第二工作电极对不同的活性物质的抗干扰能力；图11是实施例3中油菜受旱胁迫和未受旱胁迫时的H2O2、NO和pH变化。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为第一工作电极线，2为第二工作电极线，3为第三工作电极线，4为导电胶，5为绝缘外壳，6为对电极线，7为第一参比电极线，8为第二参比电极线，9为绝缘蜡，10为树脂，11为铜线。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术提供的生物电极，包括绝缘外壳和电极线，所述电极线包括多个工作电极线、一个或多个参比电极线和对电极线，所述电极线侧表面包覆有绝缘蜡，树脂封装于绝缘外壳中，所述外壳尖端开口，其尖端开口口径在0.4mm至2mm之间，所述电极线的检测端通过所述开口与待测生物样本接触。绝缘外壳优选采用聚丙烯材料，在微型化的前提下，保证机械强度。树脂封装优选环氧树脂，保证绝缘性能和机械强度。绝缘外壳尖端开口口径太小，则电极线过细导致信号不稳定；绝缘外壳尖端开口过大，则检测位点差异较大，并且不适合做较小的生物组织样本检测。所述生物电极包括三个工作电极线，分别为第一工作电极线、第二工作电极线和第三工作电极线；其中：第一工作电极线(WE1)，用于电流测量，获得过氧化氢浓度，优选为铂丝；第二工作电极线(WE2)，用于电流测量，获得一氧化氮浓度，优选为铂丝，其检测端表面电化学沉积有铂颗粒；第三工作电极线(WE3)，用于电位测量，获得pH值，优选为金丝，其检测端表面电化学沉积有氧化铱颗粒。所述生物电极包括两个参比电极线分别为第一参比电极线、第二参比电极线，优选为银丝，其检测端表面电化学沉积有氯化银颗粒；其中：第一参比电极线(RE1)，用作电流测量参比电极；第二参比电极线(RE2)，用作电位测量参比电极。所述对电极线(CE)为铂丝。所述电极线检测端表面覆盖有抗干扰层，常用抗干扰层为Nafion膜、纤维素膜或聚四氟乙烯膜，优选为Nafion膜。本专利技术提供的生物电极的制备方法，包括以下步骤：(1)电极线绝缘：将绝缘蜡溶解于易挥发的有机溶剂中，得到绝缘液，将绝缘液均匀涂覆在电极线侧表面，待有机溶剂挥发，制得侧表面绝缘的电极线；优选的绝缘液为阿皮松蜡与有机溶剂二氯甲烷以1:1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物电极，其特征在于，包括绝缘外壳和电极线，所述电极线包括多个工作电极线、一个或多个参比电极线和对电极线，所述电极线侧表面包覆有绝缘蜡，树脂封装于绝缘外壳中，所述外壳尖端开口，其尖端开口口径在0.4mm至2mm之间，所述电极线的检测端通过所述开口与待测生物样本接触。

【技术特征摘要】
1.一种用于同时同点多种生物信号测量的生物电极，其特征在于，包括绝缘外壳和电极线，所述电极线包括三个工作电极线、一个或多个参比电极线和对电极线，所述电极线侧表面包覆有绝缘蜡，树脂封装于绝缘外壳中，所述外壳尖端开口，其尖端开口口径在0.4mm至2mm之间，所述电极线的检测端通过所述开口与待测生物样本接触，所述三个工作电极线分别为第一工作电极线、第二工作电极线和第三工作电极线；其中：第一工作电极线，用于电流测量，获得过氧化氢浓度；第二工作电极线，用于电流测量，获得一氧化氮浓度；第三工作电极线，用于电位测量，获得pH值。2.如权利要求1所述的生物电极，其特征在于，所述第一工作电极线为铂丝；所述第二工作电极线为铂丝，其检测端表面电化学沉积有铂颗粒；所述第三工作电极线为金丝，其检测端表面电化学沉积有氧化铱颗粒。3.如权利要求1所述的生物电极，其特征在于，包括两个参比电极线。4.如权利要求3所述的生物电极，其特征在于，所述两个参比电极线分别为第一参比电极线、第二参比电极线；其中：第一参...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵元弟，陈威，任琼琼，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42