本发明专利技术涉及一种基于有机电化学晶体管的海洋微生物附着传感器及制备方法。该传感器由衬底（1）、漏电极（2）和源电极（3）、具有微生物探测功能的导电聚合物层（4）、储水池（5）、栅电极（6）组成，漏电极（2）和源电极（3）位于衬底（1）之上，导电聚合物层（4）连接漏电极（2）和源电极（3），储水池（5）位于导电聚合物层（4）之上，栅电极（6）位于储水池（5）内，悬挂于导电聚合物层（4）上方，通过电解液与导电聚合物层（4）连接。制备步骤：对衬底清洗后干燥；在衬底表面制备源电极和漏电极；在源电极和漏电极之间制备导电聚合物探测层；在导电聚合物层表面安装储水池。其结构简单，制备方法也简单，易于制作。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种。该传感器由衬底（1）、漏电极（2）和源电极（3）、具有微生物探测功能的导电聚合物层（4）、储水池（5）、栅电极（6）组成，漏电极（2）和源电极（3）位于衬底（1）之上，导电聚合物层（4）连接漏电极（2）和源电极（3），储水池（5）位于导电聚合物层（4）之上，栅电极（6）位于储水池（5）内，悬挂于导电聚合物层（4）上方，通过电解液与导电聚合物层（4）连接。制备步骤：对衬底清洗后干燥；在衬底表面制备源电极和漏电极；在源电极和漏电极之间制备导电聚合物探测层；在导电聚合物层表面安装储水池。其结构简单，制备方法也简单，易于制作。【专利说明】
本专利技术属于生物传感器领域，具体涉及ー种。
技术介绍
在海洋环境中，细菌、硅藻等微生物通常会迅速地在材料表面附着并形成微生物膜，造成海洋工程设备的微生物污损，使设备的稳定性和安全性受到很大的影响，甚至丧失工作能力。同时，微生物膜也是后续大型海洋生物藤壶、牡蛎、贻贝等附着的“土壌”。若前期微生物膜演变过程被阻止则后续大型的附着将被阻止。因此，如何快速检测到海洋微生物附着，以便为及时采取一定的防护措施提供依据就显得尤为重要。有机材料价格低廉、材料来源广泛、与柔性基底相兼容等特点使有机电化学晶体管在生物传感器方面的发展和应用引起了人们的广泛关注。此外，有机电化学晶体管在水环境中显示出良好的稳定性，且可以在电解液中以较低的电压(约IV)工作。因此，从低价格、低功耗、稳定性方面来说，基于有机电化学晶体管的生物传感器是ー个新的发展视角。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种制备エ艺简単，生成成本低廉，用于检测海洋微生物附着的一种基于有机电化学晶体管的海洋微生物传感器及其制备方法。本专利技术的技术方案是:基于有机电化学晶体管的海洋微生物附着传感器，由衬底、漏电极和源电极、具有微生物探測功能的导电聚合物层、储水池、栅电极组成，其特征在于:漏电极和源电极位于衬底之上，导电聚合物层连接漏电极和源电极，导电聚合物层既作为有机电化学晶体管的基本组成部分又作为敏感功能层，储水池位于导电聚合物层之上，栅电极位于储水池内，悬挂于导电聚合物层上方，通过电解液与导电聚合物层连接。进ー步说，所述导电聚合物层以导电聚合物为原料，由聚噻吩、聚吡咯或聚苯胺的至少ー种构成。进ー步说，所述导电聚合物层4的厚度为5?500 nm。进ー步说,所述衬底由娃片、玻璃、聚合物薄膜或金属箔制成。进ー步说，所述源电极和漏电极由低电阻的金属及其合金材料、金属氧化物或导电复合材料制成，源电极和漏电极的厚度为10?300 nm。进ー步说，所述栅电极由金电极、银电扱、钼电极、石墨电极或參比电极的至少ー种构成。基于有机电化学晶体管的海洋微生物传感器的制备方法，包括以下步骤: I)对衬底进行彻底的清洗，清洗后干燥； 2)在衬底表面制备源电极和漏电极； 3)在源电极和漏电极之间制备用于探测微生物附着的导电聚合物层； 4)在导电聚合物层表面安装储水池。进ー步说，制备方法中所述源电极和漏电极是通过离子体化学气相沉积、热氧化、旋涂、真空蒸镀、旋涂、滴膜、压印、印刷或气喷中的ー种方法制备。进ー步说，制备方法中所述导电聚合物层是通过旋涂、印刷、气喷或打印中的ー种方法制备。进ー步说，制备方法中所述的真空蒸镀源电极和漏电极时速度为0.1?0.6纳米/秒，厚度为10?300 nm。进ー步说，制备方法中所述旋涂エ艺为2000转/分钟的速度旋涂导电聚合物层，厚度为5?500 nm ;所述退火温度为200で，退火气氛为氮气，时间为I小时。本专利技术提供的海洋微生物附着传感器是基于有机电化学晶体管并采用对微生物附着有敏感特性的导电聚合物作为探测层，即在源电极和漏电极之间加入一层由导电聚合物材料制成的探测层。通过导电聚合物材料对微生物附着而迅速改变的有机电化学晶体管的源、漏电流，阈值电压等电学參数，从而实现海洋微生物附着的快速检测功能。其结构简单，制备方法也简单，易于制作。本专利技术具有以下有益效果: 一、采用多种制备エ艺，大大筒化器件制备过程，器件能够集成化、阵列化、微型化，适合大规模生产。ニ、导电聚合物有机材料成本低廉、可大面积形成薄膜，并且能够和柔性衬底相兼容。三、有机电化学晶体管在海水环境中具有好的稳定性，便于现场长期监測。四、基于有机电化学晶体管的生物传感器可以快速的对海洋微生物附着做出响应。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术进ー步说明。图1为本专利技术结构剖视图； 图2为本专利技术的生物传感器在海洋微生物附着前后的转移曲线。图中:1.衬底、2.漏电极、3.源电极、4.导电聚合物层、5.储水池、6.栅电极。【具体实施方式】原理:有机电化学晶体管海洋微生物传感器以导电聚合物为敏感层，在工作时，有机电化学晶体管导电聚合物层吸附海洋微生物，使得导电聚合物薄膜/海水的界面电势发生变化，从而使器件的參数发生改变。通过检测器件參数(阈值电压、开关电流、导电聚合物材料的电子迁移率或栅极电压的偏移量)的变化而得到海洋微生物的信息。—种基于有机电化学晶体管的海洋微生物传感器，包括衬底1、漏电极2和源电极3、具有微生物探測功能的导电聚合物层4、储水池5、栅电极6组成，其特征在于:漏电极2和源电极3位于衬底I之上，导电聚合物层4连接漏电极2和源电极3，储水池5位于导电聚合物层4之上，栅电极6位于储水池5内，悬挂于导电聚合物层4上方，通过电解液与导电聚合物层4连接。衬底I可采用刚性衬底或者柔性衬底，如硅片、玻璃、聚合物薄膜和金属箔中的一种，本专利技术采用价格低廉的玻璃衬底。源电极3和漏电极2可采用具有低电阻、稳定性较好的材料，如金(Au)、银(Ag)镁(Mg)合金、铝(Al)、铜(Cu)、钙(Ca)、钡(Ba)、镍(Ni)等金属及其合金材料，如氧化铟锡(IT0)。制备方法可以是真空热蒸镀、旋涂、喷雾、磁控溅射等各种成膜方法。所述源电极3和漏电极2的厚度为10?300 nm。所述导电聚合物层4由聚噻吩、聚吡咯或聚苯胺的至少ー种构成；制备方法可以是旋涂、印刷、喷雾或打印等各种成膜方法，所述导电聚合物层探测层的厚度均为5?500nm。所述栅电极6由金电极、银电极、钼电极、石墨电极或參比电极的至少ー种构成。还可以采用參比电极如银/氯化银电极、甘汞电扱。实施例1 基于有机电化学晶体管的海洋微生物传感器，由衬底1、漏电极2和源电极3、导电聚合物层4、储水池5、栅电极6组成，漏电极2和源电极3位于衬底I之上，导电聚合物层4连接漏电极2和源电极3，储水池5位于导电聚合物层4之上，栅电极6位于储水池5内，悬挂于导电聚合物层4上方，通过电解液与导电聚合物层4连接。导电聚合物层以导电聚合物聚(3，4_ ニ氧こ基噻吩)/聚苯こ烯磺酸(PED0T:PSS)为原料。对玻璃基底进行清洗，分别用去离子水、丙酮、无水こ醇超声波清洗lOmin。清洗后，将玻璃基底放入UV表面照射清洗机中清洗10分钟；利用真空蒸镀方法，蒸镀源电极和漏电极，源漏电极均为Au电极，蒸镀速率0.1纳米/秒，厚度为50纳米；以2000转/分钟的速度旋涂导电聚合物层PEDOT:PSS，厚度为80nm ;然后在200°C，氮气气氛下退火I小时；然后用胶水将硅胶管固定在器件表面，密封成储水池；最后将本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于有机电化学晶体管的海洋微生物传感器，由衬底（1）、漏电极（2）和源电极（3）、具有微生物探测功能的导电聚合物层（4）、储水池（5）、栅电极（6）组成，其特征在于：漏电极（2）和源电极（3）位于衬底（1）之上，导电聚合物层（4）连接漏电极（2）和源电极（3），储水池（5）位于导电聚合物层（4）之上，栅电极（6）位于储水池（5）内，悬挂于导电聚合物层（4）上方，通过电解液与导电聚合物层（4）连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林仕伟，廖建军，张蕊蕊，杨岳，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：
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