本发明专利技术涉及电极阵列微芯片传感器领域。具体的说，本发明专利技术设计了一种集成三电极体系的多通道阵列微芯片传感器，它由电极阵列微芯片和检测池组成；电极阵列微芯片是由工作电极阵列、对电极及参比电极组成。本发明专利技术首次实现了集成化多通道电极阵列芯片传感器的微型化，微芯片表面所形成的电解池体积不大于５０微升，微型化的实现增加了检测灵敏度、准确性和检测速度；同时降低生产成本和检测成本。本发明专利技术可以应用于化工、生物、医药、环保等行业的样品检测分析，具有高通量、高灵敏度和低检测限等诸多优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极阵列微芯片传感器领域。具体的说，本专利技术设计了一种集成三电极体系的多通道阵列微芯片传感器。本专利技术还提供了该微芯片传感器的制备方法与应用。
技术介绍
微型化、集成化、智能化与高通量已成为生物/化学分析领域的重要研究方向。他们以其鲜明的优点已经在疾病诊断与预测、药物筛选、基因表达谱分析、新基因的发现、基因突变检测及基因测序等领域获得了引人注目的成就，包括从学术研究到商业应用等领域都得到了全方位的发展。将分析检测系统微型化后集成到一块微小芯片上，可以实现样品需要量少、检测时间短、灵敏度高、检测下限低、多通道、高通量检测等诸多特点。这种分析芯片在微小空间内可集成了大量的测试单元，将微芯片与相关的测试技术及数据处理软件相结合，将可进一步实现原位、在线的微全分析系统，给传统生物分析和临床检测带来根本变革。MEMS(微电子机械加工技术)在制作不同的微型化分析装置方面扮演了一个重要的角色。MEMS工艺加工的阵列电极芯片被广泛应用于电化学生物传感器、电子舌或电子鼻、毛细管电泳及高效液相色谱的检测器等等。特别是阵列蛋白质芯片与电化学检测技术相结合在检测疾病相关标志物方面有重要的潜能。综合专利检索及文献查新，现在大部分的多通道电化学阵列芯片只是工作电极阵列的形式，很少有集成三电极体系的。以“electrodes array”问关键词对美国专利进行检索，查到7篇相关专利。其中专利(860329，Electrochemicalsensor/detector system and method和576289，Electrochemical sensor/detector systemand method)分别提出了一种基于微电极阵列的电化学检测系统；专利(869102，Electrode array for development and testing of materials和681285，Method of usingan array of electrodes for high throughput development and testing of materials)分别介绍了一种用于原材料检测的电极阵列；专利(485201，Sensor array for detectingelectrical characteristics of fluids)公开了一种用于检测流体导电特征分布的传感器阵列；上述专利只是实现了检测体系的多通道，并未实现工作电极阵列与参比电极及对电极的集成。而在专利(492369，Unitary multiple electrode sensor和541566，Unitary multiple electrode sensor)中则分别公开了一种用于检测血液、血液组分样品或其它测试样品分析的多电极传感器，然而其中单通道的三电极体系是孤立分布在不同的样品井中的，还不具备多通道传感器的特征。以“电极阵列”或“电极芯片”为关键词对中国专利进行检索，共检索到6篇相关专利。其中专利(01136952，电极阵列型基因芯片及其制作方法)公开了一种电极阵列型基因芯片及其制作方法，属于生命科学领域，涉及一种具有对基因进行检测、识别、鉴定、诊断功能的器件。该基因芯片选用金丝或表面镀金的金属丝作为电极，电极排成阵列并固定在芯片基底上，电极的一端用作探针的探头，部分或全部探头表面生长并固化有探测基因，电极的另一端用作引脚；专利(03129410，微电极阵列芯片传感器)提供了一种硅基表面的微电极阵列芯片传感器，该微电极阵列由叉指状微电极组成；专利(03159801，多电极阵列及其制造方法和03252672，一种多电极阵列)涉及多电极阵列技术，特别是一种多电极阵列结构。该多电极阵列由微孔阵列、单电极和固定树脂组成，其单电极为直角形，置于微孔阵列的垂直孔中，单电极的尾部较头部长，水平延伸，单电极的头部呈尖状，伸出微孔阵列的垂直孔，在单电极的部分水平尾部与微孔阵列的上表面上方有固定树脂；专利(98811070，毫微电极阵列和200530002301，电极阵列传感器)所述的电极阵列传感器也都仅仅是工作电极的阵列化，并未实现与参比电极及对电极的集成化。另外，据文献追新检索，目前只有美国Michael S.Wilson小组于2006年4月(Michael S.Wilson and Weiyan Nie，Analytical Chemistry2006，78(8)，2507-2513)提出过基于玻璃基底集成三电极体系的免疫蛋白质芯片。但是，此处免疫蛋白质芯片的电解池是通过粘合硅垫圈粘结聚碳酸酯井形成的，体积(0.5-1.5mL)比较大，同时又由于未在玻璃基底表面实现微加工，因此并未实现整个检测体系的微型化。目前，蛋白质免疫微芯片的检测方法主要还是放射免疫、酶连免疫或化学发光检测，这几种方法都需对反应物先行进行标记，然后才能进行免疫反应的检测。而标记过程的存在极易给检测体系带来干扰，使体系目标物的测定准确性产生误差，产生的干扰信号还会影响测定的特异性；并且标记过程的存在还进一步增加了检测成本。从以上分析可以看出，现阶段电化学免疫蛋白质芯片虽然已经突破了单通道的局限，但在集成化与微型化方面仍有待进一步发展，使电化学检测在免疫蛋白质芯片中的优势得到充分发挥。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供了一种电极阵列微芯片传感器，以期实现检测体系的微型化、集成化与智能化。本专利技术的另一个目的是提供了上述微芯片传感器的制备方法。本专利技术的另一个目的是提供了上述微芯片传感器的应用，即将微芯片传感器与控制仪器相连，通过一定的操作，实现对环境样品的分析检测。本专利技术提供了一种电极阵列微芯片传感器，它由电极阵列微芯片和检测池组成，电极阵列微芯片是由工作电极阵列、对电极及参比电极组成，工作电极阵列相对平行，阵列中间是对电极，对电极中间是参比电极，工作电极与多通道一一相应，电极的引线引出端分别位于微芯片的四边，密封电极引线后形成的检测池位于微芯片表面。本专利技术的电极阵列微芯片中，工作电极是圆盘电极，分为两组，呈轴对称平行分布在芯片两侧；对电极及参比电极亦呈轴对称，分别独立分布在微芯片内侧。本专利技术中，工作电极的数量可根据实际需要而定，例如为2-10对。本专利技术中，作为电极阵列微芯片的基质材料可以是硅、普通玻璃、优质石英以及有机聚合物材料等。在本专利技术的一个实施例中，采用单晶硅片作为基质。本专利技术中，电极阵列微芯片及各电极的尺寸、工作电极的数量均可根据集成度及实际需要确定。在本专利技术的一个实施例中，制备了一种集成工作电极阵列、对电极及参比电极的电极阵列硅微芯片，工作电极阵列通道数为6通道。本专利技术中，电极阵列微芯片与外接控制设备之间通过引线和电极连接。该阵列电极微芯片的电极可采用各种金属材料制成。在本专利技术的一个实施例中采用钛金材料制作工作电极与对电极，采用钛镍银材料制作参比电极基底。引线的引入是利用压片技术将微芯片压制到一个设计好的管芯中，从而引出导线。本专利技术的电极阵列微芯片中，电极阵列微芯片表面所形成的电解池容积大小为10-50微升。本专利技术的电极阵列微芯片中，圆盘工作电极直径为0.2-2毫米，对电极与参比电极的宽度为0.1-0.5毫米。各电极之间的距离为0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电极阵列微芯片传感器，其特征在于，它由电极阵列微芯片和检测池组成，电极阵列微芯片是由工作电极阵列、对电极及参比电极组成，工作电极阵列相对平行，阵列中间是对电极，对电极中间是参比电极，工作电极与多通道一一相应，电极的引线引出端分别位于微芯片的四边，密封电极引线后形成的检测池位于微芯片表面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孔继烈，史绵红，余绍宁，周佳，黄宜平，
申请(专利权)人：复旦大学，上海伍鳌医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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