电化学磁性生物传感器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电化学分析领域，具体涉及电化学磁性生物传感器及其制备方法，该电化学磁性生物传感器包括有磁层，所述磁层位于工作电极与电极基片之间，所述磁层的面积略小于工作电极面积。本发明专利技术所公开的电化学磁性生物传感器将磁场整合到传感器电极体系中，相比于传统印刷电极结构，多了一层强磁性的磁层，从而不仅避免外加提供磁场的设备，方便使用，而且能够使得其提供的磁场区域能有效集中作用于工作电极表面。同时，在本发明专利技术中通过控制磁层面积，使得工作电极与电极基片配合封闭磁层，有效阻隔磁层与测试液的接触，保留了工作电极单纯的电化学性能。电化学性能。电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
电化学磁性生物传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电化学分析领域，具体涉及电化学分析用装置及其制备方法，更为具体的说是涉及电化学磁性生物传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]电化学分析方法是根据物质在溶液中和电极上的电化学性质为基础建立起来的一种分析方法。电化学分析通常采用三电极体系，包括工作电极、参比电极和对电极。由于分离式电极在实践中操作不便、携带不易，因此一种集成式的电极应运而生。这种集成式的电极将工作电极、参比电极、对电极通过印刷的方式集成在一起，并且尺寸可以根据使用目的进行任意设计，在实际工作大大方便了电化学分析操作。
[0003]近年来，磁性纳米颗粒由于其纳米颗粒的界面效应，能在其表面链接生物活性基团，具有良好的生物相容性。同时由于其具备磁导向性，能在外加磁场作用下将生物活性分子定位于电极表面，因此可以在外加磁场作用下将生物活性分子定位于电极表面。目前较为常见的方式是在工作电极下方放置磁铁，从而形成磁场用以固定磁性纳米颗粒。但是，这种方式存在以下缺陷：
[0004]第一，由于需要在分析操作时构建外加磁场，因此需要额外进行操作，给检测带来不便；
[0005]第二，外加磁场的区域不易控制。为了保证磁性纳米颗粒仅固定在工作电极上，就需要严格控制溶有磁性纳米颗粒的修饰液的涂覆区域，这就造成此种电化学磁性生物传感器在制作工艺繁琐，生产效率低。
[0006]因此，一种新的替代外加磁场的技术方案是本领域技术人员目前研究的热点。

技术实现思路

[0007]本专利技术的专利技术目的是提供一种能够替代外加磁场的电化学生物传感器。为了实现这一专利技术目的，主要需要解决两个技术问题，第一，如何将磁层集成在电化学磁性传感器上，并且避免由于磁性材料与测试液接触所造成的干扰；第二，如何保证集成在电化学磁性生物传感器上的磁性浆料提供足够的磁性，满足工作电极吸附磁性纳米颗粒的需要。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了电化学磁性生物传感器，该电化学磁性生物传感器由下至上依次包括有电极基片、电极层和绝缘层，所述电极层为包含工作电极、参比电极和对电极(辅助电极)的电极体系，其上还设置有连接三电极的导轨；还包括有磁层，所述磁层位于工作电极与电极基片之间，所述磁层的面积略小于工作电极面积。
[0009]在本专利技术中通过将磁层设置在工作电极与电极基片之间，从而可以通过磁层提供工作电极需要的磁场，替代外加磁场。同时，由于磁层被集成在工作电极与电极基片之间，因此可以将磁场区域有效集中在工作电极处。更为重要的是，在本专利技术中通过磁层的面积控制，使其略小于工作电极面积，从而可以在集成后被工作电极封闭，避免磁层与测试液接触。
[0010]优选的，磁层与工作电极同心固定。这里所说的同心固定是指二者的几何中心重合。譬如当其均为圆形时，二者的圆心重合。
[0011]优选的，所述电极基片为柔性材料，进一步优选的，所述电极基片为惰性材料，优选柔性PET片材。这里PET片材的外观可以是不透明的，譬如呈白色，也可以是透明的。
[0012]在一个优选的技术方案中，所述略小于是指磁层的半径小于工作电极的半径0.05mm
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0.5mm；更为优选的所述磁层的半径小于工作电极的半径0.1mm。
[0013]当磁层与工作电极同心固定后，二者的半径差形成一个特定宽度的圆环。这个半径的宽度为0.05mm
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0.5mm，优选的这个半径的宽度为0.1mm。
[0014]在一个优选的技术方案中，所述电极基片的厚度小于1mm。
[0015]从而可以提高对磁层的封闭性。
[0016]优选的，所述电极层中的工作电极为碳材料、或者金材料等，对电极为碳材料、或者金材料等，参比电极为银氯化银材料；连接三电极的导轨为银材料或者金材料。
[0017]本专利技术中还公开了所述电化学磁性生物传感器的制备方法，所述的制备方法为丝网印刷，其中磁层通过网版套印方式形成。
[0018]同时，本专利技术还公开了另一种电化学磁性生物传感器的制备方法，所述制备方法为真空溅射方式，其中磁层通过掩膜蚀刻或真空溅射的方式形式。
[0019]丝网印刷是目前现有技术中普遍采用的生物传感器集成方法，但是这种方法是将磁性浆料印刷在电极上，但是由于磁性浆料本身的磁性弱，制备的磁性电极的磁场区域不能满足工作电极的测试要求。
[0020]本专利技术所公开的掩膜蚀刻和真空溅射的磁层固定方式，能够显著提高磁层的磁量，从而提高工作电极区域处磁场强度，满足工作电极的测试要求。
[0021]本专利技术所公开的电化学磁性生物传感器将磁场整合到传感器电极体系中，相比于传统印刷电极结构，多了一层强磁性的磁层，从而不仅避免外加提供磁场的设备，方便使用，而且能够使得其提供的磁场区域能有效集中作用于工作电极表面。同时，在本专利技术中通过控制磁层面积，使得工作电极与电极基片配合封闭磁层，有效阻隔磁层与测试液的接触，保留了工作电极单纯的电化学性能。采用本专利技术公开的技术方案后可以极大发挥电化学磁性生物传感器操作简便的特性，有效拓展该类电化学分析方法的研究应用领域。
附图说明
[0022]图1为本专利技术中电化学磁性生物传感器结构爆炸图。
[0023]图2为本专利技术中电化学磁性生物传感器纵面剖视图。
[0024]图3为本专利技术中电化学磁性生物传感器组成图。
[0025]图4为本专利技术中电化学磁性生物传感器制备过程使用的掩膜和网版示意图。
[0026]图5为本专利技术中丝网印刷方式制备碳膜工作的电化学磁性生物传感器流程图。
[0027]图6为本专利技术中丝网印刷方式制备金膜工作的电化学磁性生物传感器流程图。
[0028]图7为本专利技术中真空溅射方式制备金膜工作电极的电化学磁性生物传感器流程图。
[0029]图8为本专利技术中蚀刻法制备金膜工作电极的电化学磁性生物传感器流程图。
[0030]图9为本专利技术中丝网印刷方式制备内控工作电极的双通道电化学磁性生物传感器
流程图。
具体实施方式
[0031]为了更好的理解本专利技术，下面我们结合具体的实施例对本专利技术进行进一步的阐述。
[0032]实施例1
[0033]如图1和图2所示，电化学磁性生物传感器结构分别由下而上分别为电极基片1、磁层2、电极层3、绝缘层4，其中磁层2对应设置在电极层3的工作电极31下方，磁层2的面积略小于工作电极31。
[0034]电化学磁性生物传感器组成图如图3所示，我们看到在图3中，电极基片1上印有导轨30部分，工作电极31、对电极32、参比电极33，连接三电极的导轨30部分被绝缘层4所遮盖，留出电极部分形成微型电解池和导线端子，分别用于滴加试样到电极和连接电化学工作站。
[0035]以下实施例2
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6需要用到掩膜5和网版6，所以我们先来结合图4介绍这两个结构。
[0036]图4中所示的是电化学磁性生物传感器制备过程使用的掩膜5和网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电化学磁性生物传感器，该电化学磁性生物传感器由下至上依次包括有电极基片、电极层和绝缘层，所述电极层为包含工作电极、参比电极和对电极(辅助电极)的电极体系，其上还设置有连接三电极的导轨；其特征在于：还包括有磁层，所述磁层位于工作电极与电极基片之间，所述磁层的面积略小于工作电极面积。2.根据权利要求1所述的电化学磁性生物传感器，其特征在于：磁层与工作电极同心固定。3.根据权利要求1所述的电化学磁性生物传感器，其特征在于：所述电极基片为柔性材料，进一步优选的，所述电极基片为惰性材料，优选柔性PET片材。4.根据权利要求1或2所述的电化学磁性生物传感器，其特征在于：所述略小于是指磁层的半径小于工作电极的半径0.05mm
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0.5mm；更为优选的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾嵘斌，陈昌云，
申请(专利权)人：南京云优生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：