本发明专利技术涉及传感器设备及其制作方法。具体来说，本发明专利技术涉及一种基于可大量渗透气体分子但不渗透非气态分子和离子的紫外线曝光成型硅基生物传感器的设计与制备方法。本发明专利技术包括：用有机硅聚合物/倍半硅氧烷聚合物形成一层表面，应用紫外线（UV）辐射照射该层的至少一部份，使聚合物在表面形成黏附膜，然后将黏附层暴露到显影机中，选择性地去除未暴露的聚合物，使黏附膜不受干扰。本发明专利技术成功的利用一种简单且可靠的制造工序来制作传感装置，用简单的步骤来制备可渗透气体但不渗透离子和代谢产物的膜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器设备及其制作方法。具体来说，本专利技术涉及一种基于可大量渗透气体分子但不渗透非气态分子和离子的。
技术介绍
有机硅，即有机硅化合物，是指含有S1-O键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以硅氧键(-S1-O-S1-)为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90%以上。目前已有许多以有机硅为材料的微加工薄膜，可大量渗透气体分子，但不渗透非气态分子和离子。然而成功应用的硅材料却不能直接进行光成型。因此使用间接的手段来实现光在表面特定位置的定型。共聚物本身不是一个光活性物质，但这种间接的方法可以使共聚物光成型。然而尽管得到的共聚物膜表现出代谢物(如葡萄糖)运输衰减的特性，且可自由地渗透氧气，但是制造过程仍是复杂的，会降低产量，提高成品的成本。根据上述情况，有必要利用一种简单且可靠的制造工序来制作传感装置，用简单的步骤来制备可渗透气体但不渗透离子和代谢产物的膜。
技术实现思路
·本专利技术阐述了光成型硅传感器膜及其制造方法。本专利技术的目的之一是提供一种可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的膜，该膜由光成型有机硅聚合物膜组成。本专利技术的另一个目的是提供一种可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的膜，该膜由基于倍半硅氧烷聚合物的光成型膜组成。本专利技术的另一个目的是提供可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的光成型膜的制作方法，包括:用有机硅聚合物形成一层表面，应用紫外线(UV)辐射照射该层的至少一部份，使聚合物在表面形成黏附膜，然后将黏附层暴露到显影机中，选择性地去除未暴露的聚合物，使黏附膜不受干扰。本专利技术的另一个目的是提供可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的光成型膜的制作方法，包括:用倍半硅氧烷聚合物形成一层表面，应用紫外线(UV)辐射照射该层的至少一部份，使聚合物在表面形成黏附膜，然后将黏附层暴露到显影机中，选择性地去除未暴露的聚合物，即光刻工艺。本专利技术的另一个目的是提供可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的光成型膜的制作方法，包括:在表面微喷一层定量的有机硅聚合物，应用紫外线(UV)辐射照射该层，使聚合物在表面形成黏附膜。本专利技术的另一个目的是提供可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的光成型膜的制作方法，包括:在表面微喷一层定量的倍半硅氧烷聚合物，应用紫外线(UV)辐射照射该层，使聚合物在表面形成黏附膜。本专利技术的目的之一是提供一种传感装置，包括:可渗透气体但不渗透非气态分子和离子的光固化娃膜。本专利技术的另一个目的是提供一种传感装置，包括:感应表面，覆盖感应表面的基质，以及覆盖至少基质一部分的光成型膜，该光成型膜由光不稳定的有机硅聚合物组成，可大量渗透气体分子但不渗透非气态分子和离子。本专利技术的另一个目的是提供一种参考电极，包括:银-氯化银感应表面，覆盖感应表面的含有氯离子的基质，以及至少覆盖基质一部分的光成型硅膜，该硅膜可渗透水蒸气但不渗透离子，且必须带有至少一个光阑允许氯离子交换。本专利技术的另一个目的是提供一种氧气传感装置，包括:惰性金属表面，覆盖感应表面的基质，以及至少覆盖基质一部分的光成型硅膜，该硅膜可渗透氧分子但不渗透非气态分子和离子。本专利技术的另一个目的是提供一种二氧化碳传感装置，包括:pH值感应表面，覆盖感应表面的含有碳酸酐酶与氢醌的基质，以及覆盖基质的光成型微喷硅膜，其中该膜可渗透二氧化碳分子，但不渗透非气态分子和离子。特别地，本文还阐述了可渗透气体分子但不渗透非气态分子和离子的光成型硅膜传感装置及其制作方法。根据本专利技术典型实施方案的第一个方面，一个传感装置包括感应表面和覆盖传感表面的基质。传感装置还包括覆盖至少基质一部分的光成型膜。该光成型膜由可渗透气体分子但不渗透非气态分子和离子的直接光成型的有机硅聚合物组成。根据本专利技术的第一个 方面，有机硅聚合物可由倍半硅氧烷聚合物组成。另外有机硅聚合物还可由3 -取代倍半硅氧烷聚合物组成，或由氧化硅倍半氧烷聚合物或类似物组成。将其暴露在光中可取代绑定的成分，形成光成型膜。例如，光可由一个或多个波长在200-400nm范围的光组成。有机硅聚合物可通过光引发剂作用进行交联。该光成型膜可大幅度或完全将基质封闭。也可通过将基质置于大致固定的几何关系来对该光成型膜进行定型。此外，也可通过将基质和传感表面置于大致固定的几何关系来对该光成型膜进行定型。根据本专利技术的第一个方面，配置传感设备可用于检测氧气、二氧化碳或水蒸气。配置传感装置可用于检测血糖、乳酸、肌酐、抗坏血酸、尿酸和/或胆红素。配置传感装置可用于检测氯、钾、钠、钙、质子和氢氧根组成的离子。传感表面具有多种选择，包括金属电极、非金属电极和光学波导。此外，传感表面还可由钼金、黄金、铱、银、卤化银、氯化银和碳等组成。传感表面根据电位法或安培法进行编制。基质可由聚乙烯醇、光成型的聚乙烯醇、明胶、光成型明胶和硝酸纤维组成，包括生物活性分子。例如，基质可由葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、胆红素氧化酶、抗坏血酸氧化酶、碳酸酐酶、肌氨酸氧化酶、肌酸酶和肌酸酐酶等组成的生物活性分子形成，还可包括氧化还原物。此外，该基质可由氢醌、二茂铁、亚铁和铁氰化钾组成的氧化还原物组成，还可包括离子物质。根据第一个方面的另一个典型方案，基质还可包括氯离子。根据本专利技术的第二个方面，参考电极包括银-氯化银感应表面以及覆盖感应表面的含有氯离子的基质。该参考电极至少覆盖基质一部分的直接光成型的硅膜。该硅膜由有机硅聚合物组成，可渗透水蒸气但不渗透离子，且必须带有至少一个允许氯离子交换的光阑。根据本专利技术的第二个方面，有机硅聚合物可由倍半硅氧烷聚合物组成。另外，有机硅聚合物可由3 -取代倍半硅氧烷聚合物，或由氧化硅倍半氧烷聚合物或类似物组成。将其暴露在光中可取代绑定的成分，形成光成型膜。例如，光可由一个或多个波长在200-400nm范围的光组成。有机硅聚合物可通过光引发剂作用进行交联。该光成型膜可大幅度或完全将基质封闭。也可通过将基质置于大致固定的几何关系来对该光成型膜进行定型。此外，也可通过将基质和传感表面置于大致固定的几何关系来对该光成型膜进行定型。根据本专利技术的第三个方面，氧气传感装置包括惰性金属表面以及覆盖感应表面的基质。氧气传感装置还包括至少覆盖基质一部分的光成型硅膜，该硅膜由有机硅聚合物组成，可渗透氧气分子，但不渗透非气态分子和离子。根据本专利技术的第三个方面，有机硅聚合物可由倍半硅氧烷聚合物组成。另外，有机硅聚合物可由3 -取代倍半硅氧烷聚合物，或由氧化硅倍半氧烷聚合物或类似物组成。将其暴露在光中可取代绑定的成分，形成光成型膜。例如，光可由一个或多个波长在200-400nm范围的光组成。有机硅聚合物可通过光引发剂作用进行交联。该光成型膜可大幅度或完全将基质封闭。也可通过将基质置于大致固定的几何关系来对该光成型膜进行定型。此外，也可通过将基质和传感表面置于大致固定的几何关系来对该光成型膜进行定型。根据本专利技术的第四个方面，二氧化碳感应装置包括一个感应表面。二氧化碳感应装置还包括覆盖至少感应表面一部分的含有碳酸酐酶与氢醌的基质，以及覆盖基质的光成型硅膜，该硅膜由有机硅聚合物组成，可渗透二氧化碳分子但不渗透非气态分子和离子。根本文档来自技高网...
【技术保护点】
紫外线曝光成型硅基生物传感器的设计与制备方法，其特征在于传感装置包括：传感表面以及覆盖表面的基质以及覆盖至少基质一部分的光成型膜，其中光成型膜由直接光成型的有机硅聚合物组成；可渗透气体分子，但不渗透非气态分子和离子；其有机硅聚合物为倍半硅氧烷聚合物，还可以为β?取代倍半硅氧烷聚合物，或者是氢化硅倍半氧烷聚合物；传感装置，其绑定成分通过暴露于光中被取代并形成光成型膜；其光由波长在200?400nm范围内的一个或多个光组成；其有机硅聚合物通过光引发剂作用进行交联；其光成型膜为完全封闭基质；其通过将基质和传感表面置于大致固定的几何关系来对该光成型膜进行定型；其配置的传感装置可用于检测氧气、二氧化碳和水蒸气；其配置的传感装置也可用于检测葡萄糖、乳酸、肌酐、抗坏血酸、尿酸和胆红素；其可选择的离子基团可为氯、钾、钠、钙、质子和氢氧根；其可选择的感应表面可为金属电极、非金属电极和光学波导；其可选择的感应表面可为铂、金、铱、银、卤化银、氯化银和碳；其感应表面适用于电势法或安培法；其可选择的基质可为聚乙烯醇、光成型聚乙烯醇、明胶、光成型明胶和硝化纤维；其基质包括具有生物活性的分子；其可选择的具有生物活性分子的基质可为葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、胆红素氧化酶、抗坏血酸氧化酶、碳酸酐酶、肌氨酸氧化酶、肌酸酶和肌酸酐酶；其基质包括氧化还原物质；其可选择的包括氧化还原物质的基质可为带有氢醌、二茂铁、亚铁和铁氰化钾基团的氧化还原物；其基质包括氯离子；参考电极包括：银?氯化银感应表面；覆盖感应面的含有氯离子的基质；以及覆盖至少基质一部分的直接光成型膜，其中光成型膜由有机硅聚合物组成，可渗透水蒸汽，但不渗透离子，而且光成型膜还包括至少一个光阑以允许离子交换；参考电极，其有机硅聚合物为倍半硅氧烷聚合物；其绑定成分通过暴露于光中被取代并形成光成型膜；其有机硅聚合物通过光引发剂作用进行交联；其光成型膜完全封闭基质；其通过将基质和传感表面置于大致固定的几何关系来对该光成型膜进行定型；制备透气但不透非气态分子和离子的光成型膜的步骤包括：a）用带有绑定活性成分的有机硅聚合物形成一层表面；b）用紫外线（UV）辐射照射该层的至少一部分，以去除活性成分，使有机硅聚合物在表面形成黏附膜；c）将黏附层暴露到显影机中，选择性地去除未暴露于紫外线的有机硅聚合物；其中有机硅聚合物为倍半硅氧烷聚合物；制备透气但不透非气态分子和离子的光成型膜的步骤包括：a）用带有绑定活性成分的有机硅聚合物形成一层表面；b）用紫外线（UV）辐射照射该层的至少一部份，使倍半硅氧烷聚合物在表面形成黏附膜；c）将黏附层暴露到显影机中，选择性地去除未暴露于紫外线的倍半硅氧烷聚合物。...
【技术特征摘要】
1.紫外线曝光成型硅基生物传感器的设计与制备方法，其特征在于传感装置包括 传感表面以及覆盖表面的基质以及覆盖至少基质一部分的光成型膜，其中光成型膜由直接光成型的有机硅聚合物组成；可渗透气体分子，但不渗透非气态分子和离子；其有机硅聚合物为倍半硅氧烷聚合物，还可以为3 -取代倍半硅氧烷聚合物，或者是氢化硅倍半氧烷聚合物； 传感装置，其绑定成分通过暴露于光中被取代并形成光成型膜；其光由波长在200-400nm范围内的一个或多个光组成；其有机硅聚合物通过光引发剂作用进行交联；其光成型膜为完全封闭基质；其通过将基质和传感表面置于大致固定的几何关系来对该光成型膜进行定型；其配置的传感装置可用于检测氧气、二氧化碳和水蒸气；其配置的传感装置也可用于检测葡萄糖、乳酸、肌酐、抗坏血酸、尿酸和胆红素；其可选择的离子基团可为氯、钾、钠、钙、质子和氢氧根；其可选择的感应表面可为金属电极、非金属电极和光学波导；其可选择的感应表面可为钼、金、铱、银、卤化银、氯化银和碳；其感应表面适用于电势法或安培法；其可选择的基质可为聚乙烯醇、光成型聚乙烯醇、明胶、光成型明胶和硝化纤维；其基质包括具有生物活性的分子；其可选择的具有生物活性分子的基质可为葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、胆红素氧化酶、抗坏血酸氧化酶、碳酸酐酶、肌氨酸氧化酶、肌酸酶和肌酸酐酶；其基质包括氧化还原物质；其...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐云鹏，燕春晖，
申请(专利权)人：徐云鹏，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。