一种用于生物传感器的载体及其制作方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种用于生物传感器的载体及其制作方法和应用，所述传感器基底包括至少一个催化金属基底和分别与各催化金属基底连接的电路结构，在各催化金属基底的外周侧设有绝缘层，所述的各催化金属基底与绝缘层之间均形成有阶梯孔状的传感器容置空间。本发明专利技术具有生产成本低、性能好、制作精度高的特点，在同一个基板上可集成多种不同的测试电极，为不同类型生物传感器的集成创造了条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于生物传感器的载体及其制作方法和应用，属于生物传感器

技术介绍
生物传感器是一类特殊形式的传感器，由生物分子识别元件与各类物理、化学换能器组成，用于各种生命物质和化学物质的分析和检测。生物传感器融生物学、化学、物理学、信息科学及相关技术于一体，已经发展成为一个十分活跃的研究领域。生物传感器是对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。生物传感器具有接受器与转换器的功能。现有技术中的生物传感器大多使用硅片或是陶瓷作为载体，这两类载体都需要在表面进行金属化的过程。金属化的过程通常有磁控溅射与电化学沉积两种方式，前者由于在夹具及非工作区域浪费了大量的贵金属而造成成本很高，后者在非金属基底上电沉积需要先在基底上进行预活化因而造成镀层纯度下降，因此都存在一定的缺陷。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于生物传感器的载体及其制作方法和应用，具有生产成本低、性能好、制作精度高的特点；进一步地，在同一个基板上可集成多种不同的催化金属基底，为不同类型生物传感器的集成创造了条件。为解决上述问题，本专利技术的第一个目的采用的技术方案如下：一种用于生物传感器的载体，包括基板，设置在基板上的传感器基底，其特征在于：所述传感器基底包括至少一个催化金属基底和分别与各催化金属基底连接的电路结构，在各催化金属基底的外周侧设有绝缘层，所述的各催化金属基底与绝缘层之间均形成有阶梯孔状的传感器容置空间。作为优选，所述绝缘层为热固化的阻焊油墨层或UV光固化的阻焊油墨层。作为优选，所述基板为覆铜箔板。覆铜箔板由增强材料，浸以树脂胶黏剂，通过烘干、裁剪、叠合成坯料，然后覆上铜箔，用钢板作为模具，在热压机中经高温高压成形加工而制成。可用的基板有纸基、玻璃纤维布基、复合基(CEM系列)、积层多层板基和特殊材料基(陶瓷、金属芯基等)等不同增强材料制成覆铜箔板，优选玻璃纤维布基环氧树脂覆铜箔板FR-4。作为优选，所述催化金属基底为金基底、铂基底或银基底。所述电路结构包括至少一个焊盘，各焊盘分别通过一导电引线与一插线引脚连接；所述电路结构的各个焊盘上分别电镀有催化金属层，得到生物传感器所需的催化金属基底；所述催化金属基底包括一排金基底、一排铂基底和一排银基底。所述传感器容置空间为从下往上半径依次增大的阶梯孔。所述的电路结构由基板经PCB电路蚀刻工艺得到，电路结构上依次电镀有镍层和金层。本专利技术的第二个目的采用的技术方案如下：一种用于生物传感器的载体的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：1)提供一基板，所述基板为覆铜箔板；2)线路制作:在所述基板上通过标准的PCB化学蚀刻工艺，将多余的铜箔去掉，得到预先设计好的电路结构，所述电路结构包括至少一个焊盘，各焊盘分别通过一导电引线与一插线引脚连接；3)制作催化金属基底：在所述电路结构的各个焊盘上分别电镀上催化金属层，得到生物传感器所需的催化金属基底；4)制作传感器容置空间：4-1))阻焊开窗工序：在基板上涂覆阻焊油墨，通过曝光交联显影工序在对应催化金属基底的位置开窗得到预定大小的裸露区域；裸露区域的形状和大小取决于所承载的传感器，可以是矩形、圆形等任意几何图案，阻焊油墨固化后形成的绝缘层和裸露的各催化金属基底之间形成一容置空间；4-2)完成步骤4-1)后，再重复进行阻焊开窗工序至少一次；最终绝缘层与各催化金属基底之间均形成有阶梯孔状的传感器容置空间。作为优选，步骤3)中，在所述电路结构上先后电镀上镍层和薄金，再在各焊盘上电镀上不同的催化金属，得到所需的催化金属基底。本专利技术的第三个目的采用的技术方案如下：一种包括本专利技术的第一个目的所述载体的生物传感器，该传感器可以是各种离子选择性电极，其包括在所述的催化金属基底的上表面自下而上依次设置的内参比电极层、固态电解质层和选择性离子半透膜层。离子半透膜的作用是只允许待测物质渗透通过并进入到内电解质层发生反应从而在膜层内外形成一个稳定的电势差。该传感器的具体的制作过程包括但不限于：用标准电镀法或化学法将Ag/AgCl覆盖到传感器基底相应的催化金属基底上得到内参比电极层，或是先将纯银用电镀法或化学法覆盖到相应的催化金属基底上，再用氯盐和银发生化学反应生成氯化银得到内参比电极层；使用点胶机将将预先配置好的不同的电解质溶液的液滴点入传感器载体对应的第一层容置空间内，待溶剂挥发干燥得到固态电解质层；将预先配置好的不同的离子敏感膜溶液的液滴点入传感器载体对应的第二层容置空间内，待溶剂挥发干燥得到选择性离子膜层，最终形成3层立体结构的离子选择性传感器，对应的3层阶梯孔状的传感器容置空间可起固定每一层电极材料的大小、形状、厚度、体积的功能，以确保传感器制作的一致性。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1、现有技术中的电极制备是通过丝网印刷等工艺把电极材料逐层印刷到基板上，而本专利技术是通过对阻焊油墨层阻焊开窗得到一个阶梯孔状的容置空间，再逐层滴定各层电极材料获得，该传感器载体类似于一个个阶梯孔，每一层台阶的边界可用于控制生物传感器液滴的大小、形状以及纵向厚度，为传感器的制作提供优良的载体。本专利技术通过多次阻焊开窗的方式，形成不同形状、不同大小的立体阶梯式控制边界，提高生物传感器的精度与一致性。2、本专利技术使用PCB加工工艺进行生物传感器载体的制作，通过蚀刻工艺获得所需电路结构，通过在电路结构的焊盘上以电镀的方式获得所需的催化金属基底，再使用带感光材料的阻焊油墨，使用曝光交联显影的方式在基板表面制作至少两层阻焊保护层，并在相应的催化金属基底部位开窗，最终形成传感器制作所需的载体，具有生产成本低和性能优良的优点。本专利技术使用PCB作为载体，通过局部电镀的方式，实现在同一张PCB板上集成多种不同的催化基底(如金、铂、银等)，为不同类型生物传感器的集成创造了条件。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。附图说明下面结合附图进一步阐明本专利技术实施例。图1是实施例1的载体的结构示意图；图2是实施例1的载体的剖视图；图3是实施例2的载体的剖视图；图4是实施例3的载体的剖视图；其中，1、基板；21、催化金属基底；22、导电引线；23、插线引脚；3、绝缘层；4、传感器容置空间；5、惰性金属层。具体实施方式实施例1：参照图1-2，一种用于生物传感器的载体，用于承载具有三层结构的传感器，包括基板1，设置在基板1上的传感器基底，所述传感器基底包括各催化金属基底21和与各催化金属基底连接的电路结构，在各催化金属基底的外周侧设有绝缘层3，所述的各催化金属基底21与绝缘层3之间均形成纵剖面为3级台阶的阶梯孔状的传感器容置空间4。所述传感器容置空间4为从下往上半径依次增大的阶梯孔。所述绝缘层3为热固化的阻焊油墨层。所述基板1为覆铜箔板。所述覆铜箔板为玻璃纤维布基环氧树脂覆铜箔板FR-4。所述电路结构包括至少一个焊盘，各焊盘分别通过一导电引线22与一插线引脚23连接；所述电路结构的各个焊盘上分别电镀有催化金属层，得到生物传感器所需的催化金属基底21；所述催化金属基底21包括一排金基底、一排铂基底和一排银基底。。图1中由上往下，第一排是金基底，第二排是铂基底，第三排是银基底。一种用于生物传感器的载体的制作方法，包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生物传感器的载体，包括基板，设置在基板上的传感器基底，其特征在于：所述传感器基底包括至少一个催化金属基底和分别与各催化金属基底连接的电路结构，在各催化金属基底的外周侧设有绝缘层，所述的各催化金属基底与绝缘层之间均形成有阶梯孔状的传感器容置空间。

【技术特征摘要】
1.一种用于生物传感器的载体，包括基板，设置在基板上的传感器基底，其特征在于：所述传感器基底包括至少一个催化金属基底和分别与各催化金属基底连接的电路结构，在各催化金属基底的外周侧设有绝缘层，所述的各催化金属基底与绝缘层之间均形成有阶梯孔状的传感器容置空间。2.根据权利要求1所述的用于生物传感器的载体，其特征在于，所述绝缘层为热固化的阻焊油墨层或UV光固化的阻焊油墨层。3.根据权利要求1所述的用于生物传感器的载体，其特征在于：所述基板为覆铜箔板。4.根据权利要求1所述的用于生物传感器的载体，其特征在于：所述催化金属基底为金基底、铂基底或银基底。5.根据权利要求1所述的用于生物传感器的载体，其特征在于：所述电路结构包括至少一个焊盘，各焊盘分别通过一导电引线与一插线引脚连接；所述电路结构的各个焊盘上分别电镀有催化金属层，得到生物传感器所需的催化金属基底；所述催化金属基底包括一排金基底、一排铂基底和一排银基底。6.根据权利要求1所述的用于生物传感器的载体，其特征在于：所述传感器容置空间为从下往上半径依次增大的阶梯孔。7.根据权利要求1所述的用于生物传感器的载体，其特征在于：所述的电路结构由基板经PCB电路蚀刻工艺得到，电路结构上依次电镀有镍层和金层。8.一种根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘珊珊，
申请(专利权)人：刘珊珊，
类型：发明
国别省市：广东;44