[发明专利]微电极系统及其制备方法、电化学传感器

说明书

本发明公开了三种微电极阵列结构的微电极系统，分别是一种二维叉指结构、一种螺旋叉指结构和一种螺旋交叉叉指结构的微电极系统、电化学传感器及其制备方法，以提供连续的电场分布，提高响应性能。

技术领域

本发明涉及电化学检测技术领域，尤其涉及一种微电极系统及其制备方法、电化学传感器。

背景技术

电化学传感器及检测系统由于其具有易于微型化、灵敏度高、特异性好的优点，在生物、医学、食品安全、环境监测、军事、医药等领域都有着重要的应用价值。

电化学传感器的关键部件即电极系统。相比于常规电极，超微电极具有响应速率快、电流强度小同时电流密度大、物质传递系数大的电化学特性。

超微阵列电极是指有多个超微电极集束在一起所组成的外观单一的电极，其电流是各个单一超微电极电流的总和。这种电极既保持了原来单一超微电极的特性，又可以获得较大的电流强度，提高电分析的灵敏度。其中，叉指型微带电极阵列具有产生-收集效应，可提高检测的灵敏度，实现低浓度检测。

但是由于电极的尺寸的减小，边缘效应和尖端效应明显增大，是的电极系统的稳定性变差。如何在电极系统微型化的同时，尽可能提高检测的灵敏度以及稳定性，实现更好的检测性能，逐渐成为研究热点。

在实现本发明的过程中，申请人意识到现有技术存在的技术缺陷：采用叉指型超微电极阵列的电极系统产生的电极并不均一，待测样品的响应稳定性会因此受到影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决上述缺陷，本发明提供了三种微电极阵列结构的微电极系统，分别是一种二维叉指结构、一种螺旋叉指结构和一种螺旋交叉叉指结构的微电极系统、电化学传感器及其制备方法，以提供连续的电场分布，提高了响应性能。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种微电极系统，其包括：绝缘衬底；及绝缘衬底上的第一、第二两个电极，构成一对电极，单个电极为梳状阵列结构，彼此绝缘，第一和第二电极相互嵌套。

根据本发明的另一个方面，提供了一种微电极系统，其包括：绝缘衬底；绝缘衬底上的螺旋叉指电极，其为第一、第二两个电极，构成一对电极，单个电极为螺旋单侧梳状结构，彼此绝缘，两者相互嵌套。

根据本发明的另一个方面，提供了一种微电极系统，其包括：绝缘衬底；绝缘衬底上的螺旋交叉叉指电极，其为第一、第二两个电极，构成一对电极，单个电极为螺旋双侧梳状结构，彼此绝缘，两者相互嵌套。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电化学传感器，该电化学传感器包括上述的微电极系统。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制备微电极系统的方法，包括步骤：在洁净的绝缘衬底上旋涂光刻胶；对所旋涂的光刻胶进行光刻，露出微电极图案；利用溅射或者蒸镀的方法，在绝缘衬底上形成本发明提出的微电极系统的微电极图案；去除剩余的光刻胶。

(三)有益效果

本发明二维叉指结构、螺旋叉指结构、螺旋交叉叉指结构的微电极系统分别有一对尺寸在微米、对称嵌套的立体电极构成微电极，其具有以下有益效果：1)本发明中的二维叉指结构、螺旋叉指结构、螺旋交叉叉指结构的微电极系统能够提供连续的电场分布，提高了电化学检测中响应的稳定性；2)本发明中的三种微电极系统，电极的尺寸在微米或者亚微米级，电场绝大部分集中在电极表面，使得电极交换迅速，有效利用了微电极阵列的放大效应，提高了灵敏度。3)本发明中的二维叉指结构、螺旋叉指结构、螺旋交叉叉指结构微电极系统，能够在电极二维表面上，提供均一的电场，使得整个微电极系统更加稳定。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例的二维叉指结构微电极系统的结构示意图；