本发明专利技术提供一种多通道印刷电极阵列芯片，其包括一基底；一电极单元阵列，其包括多个呈矩阵形式排列的三电极系统，每个三电极系统包括布置在基底上表面的一圆形工作电极、对称布置在工作电极两侧的一弧形对电极以及一弧形参比电极；与工作电极、对电极或参比电极一一对应的多根引线；与引线一一对应连接的多个反面电极触点；以及一盖板，其带有与三电极系统一一位置对应的圆孔，每个圆孔与相应三电极系统对应设置以形成一检测池。本发明专利技术用于电化学方法检测化学、生物、医药等样品，可同时实现临床上对多组分样本或对不同的样本分组进行分析检测，一次可获得多项数据，并具有灵敏度高、选择性好、稳定性好、制备简单、成本低、适应范围广等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极阵列芯片传感器领域，尤其涉及一种多通道印刷电极阵列芯片及其制备方法及应用。
技术介绍
电化学传感芯片技术是发展非常迅速的一种化学、生物分析手段。目前，各种芯片以微电子学的并行处理和高密度集成技术为其主要特征，以高通量、微型化、智能化等为其鲜明优点，已经在疾病诊断与预防、药物筛选、基因表达图谱分析、基因片段检测和多肽分析等领域取得了引人注目的成就。电化学传感芯片具有许多独特的优点，例如，灵敏度高、精度高、价格低廉、尺寸小，可以实现便携式现场检测，容易制作成多元素的传感器阵列，可以实现电子、机械系统集成在一起形成阵列化高通量检测芯片，其使用环境广泛，可以工作在气体、液体等环境中，并且可以实现对化学和生物分子的实时、在线检测。虽然现阶段的电化学检测手段已经突破了单通道检测的局限，但是在集成化方面仍然有待于进展，因为现有的多通道电化学阵列芯片一般仅采用工作电极阵列的形式作为检测通道，而很少集成对电极和参比电极共同形成三电极系统。此外，对于现有技术的电极阵列芯片来说，检测通道的继续增加将成为其发展的瓶颈，这是因为:平面电极工艺限制了每个电极及其导电通路占用的面积，增加通道就等于减小分配给每个电极及其导电通路占有的面积，这样做的结果就是导致传输信号的衰减和不同通道之间的干扰。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的一方面提供一种高通量、微型化、集成化、智能化的多通道印刷电极阵列芯片。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种多通道印刷电极阵列芯片，该芯片包括:—作为所述芯片的载体的基底；一电极单元阵列，其包括多个呈矩阵形式排列的三电极系统，每个所述三电极系统包括布置在所述基底上表面的一圆形工作电极、对称布置在所述工作电极两侧的一弧形对电极以及一弧形参比电极；与所述工作电极、对电极或参比电极一一对应的多根引线，每根所述引线均穿透所述基底的上、下表面，且每根所述引线的一端与对应的所述工作电极、对电极或参比电极连接并径向向外延伸至另一端；布置在所述基底下表面并且与所述多根引线一一对应连接的多个反面电极触点；以及一盖板，其覆盖在所述基底上表面并带有多个与所述三电极系统一一位置对应的圆孔，其中，每个所述圆孔与相应所述三电极系统对应设置以形成一检测池，且每个所述三电极系统位于相应所述检测池的底部，每个所述圆孔的内壁构成相应所述检测池的侧壁。进一步地，所述芯片还包括多个布置在所述基底上表面并且分别与所述多根弓I线的另一端一一对应连接的正面电极触点。进一步地，所述芯片还包括一绝缘层，其覆盖在所述基底上表面的除所述三电极系统以及所述正面电极触点以外的区域。进一步地，所述工作电极由导电碳浆料或金浆料制成，其直径为2.5-4.0mm，厚度为9-15 μ m ;所述对电极由碳浆料或银浆料制成，其宽度为0.4-0.6mm,厚度为9_15 μ m，并与所述工作电极相隔0.6-0.8mm的径向间隙；所述参比电极由银浆料或氯化银浆料制成，其宽度为0.4-0.6mm，厚度为9-15 μ m，并与所述工作电极相隔0.6-0.8mm的径向间隙。前述一种多通道印刷电极阵列芯片，所述检测池的体积为5_50μ L。前述一种多通道印刷电极阵列芯片，其中，所述引线由导电碳浆料或银浆料制成，其宽度为0.4-0.6mm，其长度为1.4-2.0mm。前述一种多通道印刷电极阵列芯片，所述正面电极触点呈圆形，其直径为0.3-0.5mm ;所述反面电极触点呈圆形，其直径为0.4-0.6_。前述一种多通道印刷电极阵列芯片，所述绝缘层的厚度为20_30μπι。进一步地，所述基底由聚对苯二甲酸乙二酯、硅片或陶瓷材料制成，其尺寸范围在74mmX 110mm-86mmX 128mm 之间。进一步地，相邻两个所述三电极系统的中心间距为9mm。 进一步地，所述盖板由聚苯乙烯或聚四氟乙烯制成。前述一种多通道印刷电极阵列芯片，所述电极单元阵列包括16-384个呈矩阵形式排列的三电极系统。本专利技术另一方面提供一种制造权利要求1所述的多通道印刷电极阵列芯片的方法，该方法包括:提供所述基底；在所述基底上表面依次布置所述工作电极、所述对电极、所述参比电极以及所述引线，然后在所述基底下表面布置与所述弓丨线一一对应连接的所述反面电极触点；将带有多个圆孔的所述盖板覆盖在所述基底的上表面，并且使每个所述圆孔与一个所述三电极系统对应设置以形成一检测池，从而使每个所述三电极系统位于相应所述检测池的底部，并使所述圆孔的内壁构成相应的每个所述检测池的侧壁。进一步地，所述方法还包括:在所述基底上表面布置与所述引线的另一端一一对应连接的正面电极触点。进一步地，所述方法还包括:将一绝缘层覆盖在所述基底上表面除所述三电极系统以及所述正面电极触点以外的区域。本专利技术又另一方面提供一种前述多通道印刷电极阵列芯片的应用，其中，所述多通道印刷电极阵列芯片与一外围控制设备连接，用于对加入所述检测池内的样品进行分析、检测。综上所述，本专利技术的多通道印刷电极阵列芯片可用于电化学方法检测化学、生物、医药等样品，可同时实现临床上对多组分样本或对不同的样本分组进行分析检测，一次可以获得多项数据，并且具有灵敏度高、选择性好、稳定性好、制备简单、成本低、适应范围广等优点。此外，由于本专利技术的工作电极、对电极和参比电极均通过引线向外延伸至正面电极触点和反面电极触点，所以相对增加了每个电极的面积和通道数量，而电极与对应的正面电极触点以及对应的反面电极触点之间通过同一根在基底上、下表面之间穿透的引线连接而不是各自通过一根引线连接，所以相对减小了导电通路的面积，从而减小了传输信号的衰减和不同通道之间的干扰。而且，本专利技术还可以采用电子网板和丝网印刷技术形成各个电极和相应的电极触点，从而使得芯片更加微型化，使制备工艺更加简单、操作更加方便。附图说明图1为本专利技术的多通道印刷电极阵列芯片的正面结构示意图；图2为本专利技术的多通道印刷电极阵列芯片的反面结构示意图；图3为本专利技术的多通道印刷电极阵列芯片的透视结构示意图；图4为本专利技术的三电极系统的正面结构示意图；图5为本专利技术的三电极系统的反面结构示意图；图6为本专利技术的三电极系统的纵向剖视图；图7为本专利技术检测甲胎蛋白的电流响应-浓度关系图；图8为本专利技术检测盐酸克伦特罗的电流响应-浓度关系图；图9为本专利技术检测盐酸克伦特罗的抑制率-浓度关系图。具体实施例方式图1-6列出了本专利技术的多通道印刷电极阵列芯片的一个实施例，其包括基底1、三电极系统2、盖板3、引线4、正面电极触点5、反面电极触点6、以及绝缘层7。基底I作为整个芯片的载体，其由聚对苯二甲酸乙二酯、硅片或陶瓷等材料制成，尺寸约为 74mmX 110mm-86mmX 128mm。在该基底I上表面分布了多个由导电薄膜材料制成的三电极系统2，以构成电极单元阵列。每个三电极系统2包括通过电子网板和丝网印刷技术布置在基底I上表面的一圆形工作电极21、对称布置在工作电极21两侧的一弧形对电极22和一弧形参比电极23。在本实施例中，电极单元阵列以8X12的方阵形式排列，相邻两个三电极系统2之间的中心间距约为9mm，当然也可作一定形式的调整，例如电极单元阵列以6X16、8X 10、10X10、8X16方阵排布。工作电极21由导电碳浆料或金浆料制成，其直径为2.5_4.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多通道印刷电极阵列芯片，其特征在于，该芯片包括：一作为所述芯片的载体的基底；一电极单元阵列，其包括多个呈矩阵形式排列的三电极系统，每个所述三电极系统包括布置在所述基底上表面的一圆形工作电极、对称布置在所述工作电极两侧的一弧形对电极以及一弧形参比电极；与所述工作电极、对电极或参比电极一一对应的多根引线，每根所述引线均穿透所述基底的上、下表面，且每根所述引线的一端与对应的所述工作电极、对电极或参比电极连接并径向向外延伸至另一端；布置在所述基底下表面并且与所述多根引线一一对应连接的多个反面电极触点；以及一盖板，其覆盖在所述基底上表面并带有多个与所述三电极系统一一位置对应的圆孔，其中，每个所述圆孔与相应所述三电极系统对应设置以形成一检测池，且每个所述三电极系统位于相应所述检测池的底部，每个所述圆孔的内壁构成相应所述检测池的侧壁。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：樊春海，宋世平，邓王平，李建永，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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