一种二维-三维复合电极、制备方法、2.5D小芯片封装方法及应用技术

本发明专利技术提供一种用于检测铵根离子的二维‑三维复合电极、其制备方法、封装方法与应用。复合电极形成Si/Ag/Zn/ZIF‑8/Cu<subgt;3</subgt;(HHTP)<subgt;2</subgt;‑MXene结构。复合电极的制备方法包括：制备Si/Ag结构；制备Si/Ag/Zn结构；Cu<subgt;3</subgt;(HHTP)<subgt;2</subgt;的制备；MXene的制备；制备Si/Ag/Zn/ZIF‑8/Cu<subgt;3</subgt;(HHTP)<subgt;2</subgt;‑MXene复合电极。基于该复合电极检测铵根离子时，电极中的ZIF‑8与Cu<subgt;3</subgt;(HHTP)<subgt;2</subgt;作为具有大比表面积的多孔材料，大大增强了离子富集的效率；MXene具有优异的导电性，加速了电子传输；对铵根离子浓度检测的线性范围为10nM～100μM，检测限为2.0×10<supgt;‑9</supgt;M，灵敏度为2.416×10<supgt;‑4</supgt;mA·μM<supgt;‑6</supgt;。本发明专利技术的二维‑三维复合电极的汗液监测芯片可集成于智能可穿戴设备中，从而应用于人工智能技术装备中，实现对于人体生态系统相关数据尤其是汗液中铵根离子的实时监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路检测，具体涉及一种用于检测铵根离子的二维-三维复合电极及其制备方法、2.5d小芯片封装及应用。

技术介绍

1、人体血液中阳离子水平可以反映出个体的代谢状态,饮食状态以及肝脏的健康状态。在运动过程中,人体血液中的铵根离子浓度会从需氧状态转变为厌氧状态。此外,由于肝脏在排泄之前将氨转化为尿素,因此铵根离子可用作肝脏疾病如肝炎或肝硬化的标志物。然而,血液中的铵根离子的检测需要收集血液样本，检测繁琐耗时,因此发展一种高精度的，可实时检测铵根离子含量的方法非常必要。

2、研究表明,铵根离子可以通过扩散从血浆中排至汗液,汗液中的铵根离子水平与其在血液中的浓度直接相关。czarnowski等考察了血液中铵根离子浓度和尿素水平与汗液中铵根离子浓度之间的关系,他们的研究表明,血浆中的氨是汗液中铵根离子的主要来源。此外,在短期运动期间,铵根离子主要通过出汗液分泌。通过对运动员进行的长时间研究,在运动前后,血液中的铵根离子浓度有着显著增长,运动时血液中的铵根离子浓度几乎是平常的三倍。此外,长时间的低碳水化合物饮食,也会影响汗液中的铵根离子浓度水本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二维-三维复合电极Si/Ag/Zn/ZIF-8/Cu3(HHTP)2-MXene，其特征在于，所述复合电极的基底为Si片，在Si片表面依次设有Ag层、Zn层、ZIF-8层、Cu3(HHTP)2-MXene复合层，光滑平整的Si/Ag上方为薄Zn层，在Zn层上方是具有纳米正十二面体结构的三维的ZIF-8层，ZIF-8层的上方为纳米针状结构的三维的Cu3(HHTP)2和二维的MXene层构成的复合层；其中，Ag层的厚度为30-80nm；Zn层的厚度为30～60nm；ZIF-8层厚度为200～400nm，内部通过N-C键连接，与Zn层通过N-Zn键连接；Cu3(HHTP)2-MXene...

【技术特征摘要】

1.一种二维-三维复合电极si/ag/zn/zif-8/cu3(hhtp)2-mxene，其特征在于，所述复合电极的基底为si片，在si片表面依次设有ag层、zn层、zif-8层、cu3(hhtp)2-mxene复合层，光滑平整的si/ag上方为薄zn层，在zn层上方是具有纳米正十二面体结构的三维的zif-8层，zif-8层的上方为纳米针状结构的三维的cu3(hhtp)2和二维的mxene层构成的复合层；其中，ag层的厚度为30-80nm；zn层的厚度为30～60nm；zif-8层厚度为200～400nm，内部通过n-c键连接，与zn层通过n-zn键连接；cu3(hhtp)2-mxene复合层的厚度为240～390nm，cu3(hhtp)2垂直于zif-8的表面并相互交叉，cu3(hhtp)2的氢原子和zif-8的氢原子构成氢键，且通过氢键连接形成多孔结构，mxene通过ti-c键嵌入到zif-8和cu3(hhtp)2构成的多孔结构中。

2.一种权利要求1所述二维-三维复合电极si/ag/zn/zif-8/cu3(hhtp)2-mxene的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.一种用于含铵根离子体系的检测电极系统，其特征在于，包括权利要求1所述的或者由权利要求2所述制备方法得到的复合电极si/ag/zn/zif-8/cu3(hhtp)2-mxene。

4.如权利要求3所述的检测电极系统，其特征在于，将复合电极si/ag/zn/zif-8/cu3(hhtp)2-mxene作为工作电极并结合参比电极、对电极和pbs缓冲液组成三电极电化学检测电极。

5.如权利要求3所述的检测电极系统，其特征在于，所述含铵根离子体系包括汗液、血液、环境溶液或者其他可能含有铵根离子的溶液。

6.一种基于权利要求3-5任一项所述检测电极系统的铵根离子监测芯片，其特征在于，包括铵根离子检测模块、滤波模块、模数转换模块、...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾玮，罗嗣力，李延龙，荣达，王思亮，陈志亮，桂鹏彬，郭小辉，叶飞鸿，黄志祥，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：