一种凝血试纸及其压电传感器芯片的制备方法技术

本发明专利技术属于生物传感技术领域，具体涉及一种凝血试纸及其压电传感器芯片的制备方法。本发明专利技术提供的凝血试纸包括压电传感芯片、基板、进样板、亲水虹吸膜，结构简单，成本低廉，可批量化制备，满足家庭化凝血检测需求；本发明专利技术提供的压电传感芯片的制备方法包括制备相应厚度的压电材料层，在压电材料层两侧蒸镀金属粘附层，然后生成金属电极层，制作微电极阵列，在微电极阵列上沉积聚对二甲苯介质膜，实现微电极阵列的全部包被，在介质膜上固定凝血试剂，对微电极阵列上的激励电极和接收电极进行裸露处理，该方法制备的压电传感器稳定性好，灵敏度高，准确度高，使用寿命长，可用于不同凝血指标检测，实现多点同时检测，保证了其准确性、可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种凝血试纸及其压电传感器芯片的制备方法
本专利技术涉及生物传感
，具体涉及一种凝血试纸及其压电传感器芯片的制备方法。
技术介绍
生物传感技术是一门由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术，在生物学、环境检测、食品、医药及军事医学等领域有着重要的应用价值。作为生物传感技术的应用，生物传感器是以生物分子去识别被测目标，然后将生物分子所发生的物理或化学转化成相应的电信号，予以放大输出，从而得到检测结果。按照生物传感器检测的原理分类，可分为热敏生物传感器、场效应管生物传感器、压电生物传感器、光学生物传感器、声波道生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传感器。近年来，随着生物科学、信息技术和材料科学的发展，生物传感技术飞速发展，可以预见，未来生物传感器将具有以下特点：(1)功能多样化；(2)微型化；(3)智能化与集成化；(4)低成本、高灵敏度、高稳定性和保质期长，可批量生产。为实现此目标而进行的种种尝试使生物传感器应运而生，并呈现迅猛发展之势。发达国家已形成了传感器研究开发产业，无论在基础研究、应用研究，还是新产品开发及产业化方面都取得了惊人的成果。我国也逐渐加大了传感器技术的研究与开发力度，许多企业和民间资本更是瞄准了生物传感技术广阔的市场开发前景，掀起了生物传感器研究的热潮，极大推动了生物传感器的研究、开发与应用。凝血功能分析是临床常用的实验诊断指标，常用的生物检测方法由于采用手工操作，肉眼观察，结果准确性低，重复性差；而自动检测的生物分析方法中，光学发准确性低；磁珠法准确性高，但设备昂贵，检测成本高，推广应用范围有限。基于压电原理的压电传感器的一种新型凝血检测技术，利用石英晶体的逆电效应来实现检测过程中的换能与传感，即压电石英晶体对凝血反应过程中的质量变化非常敏感，具有亚ng级的质量检测能力，只要质量发生微小变化，就可导致石英晶体振荡频率的显著变化，由此可以极为敏感地探测到石英晶体表面质量的细微改变，而应用于临床检测。经研究发现，现有技术中的用于凝血检测的压电传感器，由于需要喷涂凝血试剂以及与血液样本进行接触反应，而这些试剂或者样本容易造成压电传感器的电极的性能降低，从而影响传感器检测的灵敏度，缩短传感器的使用寿命。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中压电传感器的电极受到样本或者试剂的影响从而降低传感器检测的灵敏度，缩短传感器的使用寿命的技术缺陷，从而提供一种凝血试纸及其压电传感器芯片的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：本专利技术提供一种用于凝血检测的压电传感器芯片的制备方法，其特征在于，包括：根据所需的谐振频率制备相应厚度的压电材料层；在所述压电材料层两侧蒸镀金属粘附层；在所述金属粘附层上生成金属电极层；在所述金属电极层上制作微电极阵列；在所述微电极阵列上沉积聚对二甲苯介质膜，实现所述微电极阵列的全部包被；对所述微电极阵列上的激励电极和接收电极进行裸露处理；在所述聚对二甲苯介质膜固定凝血试剂。可选的，在所述金属电极层上制作微电极阵列包括：在所述金属电极层表面涂胶、前烘；在制作的掩膜图形下进行曝光、显影和干燥处理；采用湿法刻蚀和/或干法刻蚀的方法实现所述微电极阵列的制作；经过去胶、去离子水清洗、干燥、热板去除水分子处理。可选的，所述聚对二甲苯介质膜采用真空气相沉积方法制备。可选的，所述微电极阵列包含至少一个微电极单元，其中，每个所述微电极单元作为一个凝血检测点，根据实际需求设计成不同的形状。可选的，所述微电极单元形状为圆形、三角形和多边形中的一种或多种组合，每个所述微电极单元的有效面积最小为1μm2；若存在相邻所述微电极单元，则相邻所述微电极单元的边缘间距为1-100μm；所有所述微电极单元面积占其所在面面积的20-100％。可选的，对所述微电极阵列上的激励电极和接收电极进行裸露处理包括：在所述微电极阵列的引出电极的介质膜上涂胶、前烘；在制作的掩膜图形下进行曝光、显影和干燥处理；采用氧气等离子体干法刻蚀的方法实现所设计的激励电极和接收电极的裸露；再经过去胶、去离子水清洗、干燥、热板去除水分子处理。可选的，所述压电材料材质为石英、铌酸锂、胆酸锂、氮化铝、氧化锌中的至少一种。可选的，所述聚对二甲苯介质膜的厚度为50-1000nm。本申请还提供了一种凝血试纸，包括：基板，其上印制有复合电极；采用上述制备方法制备的压电传感器芯片，所述压电传感器芯片的有效敏感区域固定有凝血试剂，所述压电传感器芯片与所述复合电极通过引线连接；进样板，与所述基板粘接，所述压电传感器芯片夹持在所述基板和进样板之间，所述进样板上开设有通孔，所述通孔位于所述压电传感器芯片的有效敏感区域上方，并覆盖有亲水虹吸膜。可选的，所述基板上开设有通孔，位于所述压电传感器芯片的有效敏感区域下方。可选的，所述亲水虹吸膜与所述压电传感器芯片的距离小于0.2mm。本申请还提供了凝血试纸的制备方法，包括：在基板上印制复合电极；在所述基本上涂覆胶层，并预置压电传感器芯片的安装区域；将进样板通过所述胶层与所述基板粘接，并夹持所述安装区域的所述压电传感器芯片，形成一体结构。可选的，在基板上印制复合电极包括：采用丝网印刷法在基板上印制银电极，然后干燥、冷却，再采用丝网印刷法在所述银电极上印制碳或铜电极，干燥，得到第一电极涂层；在所述第一电极涂层与所述压电传感器芯片连接处印制第二电极涂层；第一电极涂层和第二电极涂层构成复合电极。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术实施例提供的用于凝血检测的压电传感器芯片的制备方法，在压电材料层两侧蒸镀金属粘附层，在金属粘附层上生成金属电极层，在金属电极层上制作微电极阵列，通过在微电极阵列沉积聚对二甲苯介质膜，对微电极阵列进行钝化和疏水处理，一方面保证了压电传感芯片的性能稳定，延长使用寿命，另一方面利于凝血试剂的固定；采用特定厚度并全部包被微电极阵列的介质膜，既能保证了压电传感芯片高的灵敏度，又避免了实际检测时信号失真。本专利技术实施例提供的用于凝血检测的压电传感器芯片的制备方法，可以实现不同谐振频率(5-100MHz)压电材料层的制备，采用具有高谐振频率的压电材料层可以实现高灵敏度的分子传感，从而有利于高灵敏度凝血检测的需求。2.本专利技术实施例提供的微电极阵列包括至少一个微电极单元，其中，每个微电极单元作为一个凝血检测点，根据实际需求还可以设计成不同的形状。微电极单元可为圆形、三角形和多边形中的一种或多种组合形状，每个所述微电极单元的有效面积最小为1μm2；若存在相邻微电极单元，则相邻微电极单元的边缘间距为1-100μm；所有微电极单元占其所在面面积的20-100％。通过多点凝血时间信号检测，可达到凝血时间的准确性，避免了因凝血试剂与全血反应不一致造成的信号失真。3.本专利技术实施例还提供一种凝血试纸，包括印制有复合电极的基板、固定有凝血试剂的压电传感器芯片、覆盖有亲水虹吸膜的进样板，通过亲水虹吸膜的全血进样，保障微升级血样在压电传感芯片敏感区域表面的全覆盖，同时保障与凝血试剂的有效混合反应，避免了重力冲击力对质量敏感型传感器检测信号的影响。4.本专利技术实施例采用亲水虹吸膜与压电传感器芯片的距离小于0.2mm，达到了准确定量几个微升级血样体积的目的，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于凝血检测的压电传感器芯片的制备方法，其特征在于，包括：根据所需的谐振频率制备相应厚度的压电材料层；在所述压电材料层两侧蒸镀金属粘附层；在所述金属粘附层上生成金属电极层；在所述金属电极层上制作微电极阵列；在所述微电极阵列上沉积聚对二甲苯介质膜，实现所述微电极阵列的全部包被；对所述微电极阵列上的激励电极和接收电极进行裸露处理；在所述聚对二甲苯介质膜上固定凝血试剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于凝血检测的压电传感器芯片的制备方法，其特征在于，包括：根据所需的谐振频率制备相应厚度的压电材料层；在所述压电材料层两侧蒸镀金属粘附层；在所述金属粘附层上生成金属电极层；在所述金属电极层上制作微电极阵列；在所述微电极阵列上沉积聚对二甲苯介质膜，实现所述微电极阵列的全部包被；对所述微电极阵列上的激励电极和接收电极进行裸露处理；在所述聚对二甲苯介质膜上固定凝血试剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述金属电极层上制作微电极阵列包括：在所述金属电极层表面涂胶、前烘；在制作的掩膜图形下进行曝光、显影和干燥处理；采用湿法刻蚀和/或干法刻蚀的方法实现所述微电极阵列的制作；经过去胶、去离子水清洗、干燥、热板去除水分子处理。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述微电极阵列包含至少一个微电极单元，其中，每个所述微电极单元作为一个凝血检测点，根据实际需求设计成不同的形状。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述微电极单元形状为圆形、三角形、多边形中的一种或多种组合，每个所述微电极单元的有效面积最小为1μm2；若存在相邻所述微电极单元，则相邻所述微电极单元的边缘间距为1-100μm；所有所述微电极单元面积占其所在面面积的20-100％。5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，对所述微电极阵列上的激励电极和接收电极进行裸露处理包括：在所述微电极阵列的引出电极的介质膜上涂胶、前烘；在制作的掩膜图形下进行曝光、显影和干燥处理；采用氧气等离子体干法刻蚀的方法实现所设计的激励电极和接收电极的裸露；再经过去胶、去离子水清洗、干燥、热...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭振，周连群，张威，姚佳，张芷齐，李传宇，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，苏州国科芯感医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32