[发明专利]一种集成式微阵列电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微电极技术领域，尤其涉及一种集成式微阵列电极的制备方法。

背景技术

微电极是指至少在一维尺度上小于25μm的电极，这一尺度称为临界尺度。现在已能制备临界尺度小至0.1μm的电极，临界尺度更加小的电极通常被称为纳电极。由于要具备微电极的性质，电极只需要在一个维度上足够小就可以了，所以微电极可以有许多形状：最常见的是微圆盘电极，是由金属丝封于绝缘体中得到的界面为圆盘状的微电极；此外，还有微带电极，由金属箔封于绝缘体中得到；微圆柱电极，简单的暴露一端金属丝或碳纤维得到。

相对于常规尺寸的电极，尺寸很小的微电极具有很多不同寻常的优点。微电极的稳态电流密度要优于常规电极在强制对流下的电流，同时，微电极的稳态电流通过理论计算和实验手段都比较容易获得。以此为前提，很多研究动力学或反应机理的工作都是以微电极为基础的，如：研究常规尺寸电极无法接近的小体积或小空间的活体检测；对表面进行成像，如扫描电化学显微镜；用来无干扰的检测/监测其他电活性表面电活性物质的变化。

微阵列电极是指由多个微电极集成在一起所组成的电极，其电流是各个单一电极电流的代数和。微阵列电极保持了原来单一电极的特性，又可以获得较大的电流强度，常规的电化学仪器可以检测其信号，有利于分析应用。

H.X.He（Langmuir16,2000,9684）用软印刷模板的方法，H.Kaden（Electrochem.Commun.2,2000,606）用精密仪器将电极材料密封在环氧树脂中制备出微盘阵列电极，但是上述制备方法需要专门的精密仪器，成本较高，普通实验室难于制备，并且电极丝随机分布，容易造成邻近电极之间的电容和扩散的重叠，导致微盘阵列电极呈现出常规大电极的电化学行为，失去了微电极的优良特性，且每次试验完毕后表面难以处理。

公开号为CN1544928A的中国专利公开了微盘阵列电极的制备方法，其用石英毛细管封装电极材料制成阵列电极，但此方法固化材料为环氧树脂，其还可以制作金微阵列电极，但是电极极易污染，限制了其应用范围。

目前，三电极体系一般采用分散的工作电极、参比电极和对电极组成，对于经常移动的环境中的测量很不方便，而且电极之间的距离也不易固定，造成比较大的误差。公认的银/氯化银（Ag/AgCl）参比电极有一种是将银/氯化银置于一个带陶瓷芯的玻璃管中制成，由于方法上的原因，这种电极易污染，且不易清洗；而直接采用银丝作为参比电极又存在电位不稳定的缺点，以至在使用常规的电化学方法如循环伏安法时无法进行精确测量。

申请号为ZL03137469.7的中国专利公开了一种复合型微电极的制备方法与申请号为ZL03266018.9的中国专利公开了针头式三合一微电极，此两个专利中提到了将三电极复合在一体，尽管具有很多优点和广泛的用途，但是三电极只是简单的装配在一起，没有有机融合。微电极上的检测电流通常在nA级，检测如此小的电流对检测器的要求很高，在实际应用中，由于单支微电极的电流有时会小于常规电化学仪器的检测下限，所以应用受到了限制。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种集成式微阵列电极的制备方法，该方法制备的集成式微阵列电极使用方便且稳定性较好。

本发明提供了一种集成式微阵列电极的制备方法，包括以下步骤：

将第一电极材料插进玻璃毛细管中，得到第一玻璃毛细管；所述玻璃毛细管的长度＜第一电极材料的长度；

将第二电极材料熔封于细玻璃管的一端，然后从另一端加入第一导电介质，连接第一导线，将连接第一导线后的细玻璃管密封，得到参比电极兼对电极；或将第二电极材料插进细玻璃管中，然后将第二电极材料引出细玻璃管后密封，得到参比电极兼对电极；

将所述参比电极兼对电极与多根所述第一玻璃毛细管插进玻璃管中，所述第一玻璃毛细管、所述参比电极兼对电极与所述玻璃管之间的空隙采用玻璃制品填充，得到第一玻璃管；所述第一玻璃毛细管的长度＜所述玻璃管的长度＜所述参比电极兼对电极的长度；

将所述第一玻璃管灌装第二导电介质，连接第二导线，将连接第二导线后的第一玻璃管密封，得到集成式微阵列电极。

优选的，所述玻璃毛细管的内径小于或等于第一电极材料直径的3倍。

优选的，所述玻璃毛细管的管壁厚度大于第一电极材料半径的3倍。

优选的，所述第一电极材料与第二电极材料均为纤维状电极材料。