[发明专利]一种基于微电极阵列制备无酶生物传感器的方法

权利要求书

1.一种基于微电极阵列制备无酶生物传感器的方法，光刻微电极阵列的制备、导电层的制备及电化学无酶传感器的构建的具体步骤如下：

(1)光刻微电极阵列的制备

预处理基材后旋涂一层增粘剂，干燥后将负性光刻胶涂覆其上，进行前烘、曝光、后烘、显影、坚膜工艺，完成将掩膜板上图形转移到基材表面的过程，得到所需要的阵列图案。

(2)导电层的制备

在(1)的基础上引入导电基元，在微电极阵列表面形成均匀的导电层。

(3)电化学无酶传感器的构建

在(2)的基础上制备具有电化学响应的无机传感涂层，首先将上述导电微电极阵列浸入无机过渡金属离子溶液中，连接甘汞电极、铂丝电极形成三电极体系，在电化学工作站中施加适当电压进行一定时间的I-t沉积程序，将无机过渡金属离子原位还原到导电微电极阵列表面，取出时用超纯水冲洗并通氮气(N2)干燥，即得到具有高灵敏度的电化学无酶传感器。

2.根据权利要求1所制备的无酶生物传感器，其特征在于所述基材为硅片、玻璃板、铝片、铜片中的任一种，使用前需进行预处理，处理方法为：使用丙酮对基材表面进行清洗，去除表面油污及杂质，然后将清洗过的基材放置于温度为200℃的热台上烘烤30min以除去基材表面的溶剂。

3.根据权利要求1所制备的无酶生物传感器，其特征在于所述阵列具有超高的比表面积，其中负性光刻胶选择能够制备高纵横比微纳结构的SU-8 Microchem 2000系列2025、2035、2050、2075中的任一种，增粘剂为OMNICOAT(≥17nm)。

4.根据权利要求1所制备的无酶生物传感器，其特征在于所述光刻蚀过程的工艺参数为：

(1)涂膜：旋涂法、刮膜器法、涂布棒法中的任意一种，湿膜厚度为10μm～200μm；

(2)前烘：将光刻胶膜置于65℃烘箱中保持1min，升温至95℃维持5～15min，随后降温至65℃维持1min，静置15min；

(3)曝光：波长为365nm，光强为12.9mw/cm2，时间为5s～30s；

(4)后烘：65℃烘箱中保持1min，升温至95℃维持5～15min，冷却静置；

(5)显影：置于丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)中显影5s～2min；

(6)坚膜：150℃烘箱中5～10min。

5.根据权利要求1所制备的无酶生物传感器，其特征在于所述光刻蚀过程所用掩模板上图形为呈正六边形分布的圆孔阵列，圆孔直径为3μm～50μm，圆孔间距与直径相同，圆孔内部为透光部分。

6.根据权利要求1所制备的无酶生物传感器，其特征在于所述引入导电基元的方法，除真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜、真空离子镀膜和化学气相沉积这些常规方法外，也可采用间接法，如利用多巴胺(DA)粘附性形成中间层，再通过吸附作用吸附金属形成导电层的方法。

7.根据权利要求1所制备的无酶生物传感器，其特征在于所述导电基元为金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、钛(Ti)、铂(Pt)、碳纳米管(CNT)、石墨烯(GN)中的一种；所述的导电层厚度为20nm～80nm。

8.根据权利要求1所制备的无酶生物传感器，其特征在于所述无机过渡金属离子溶液可以是金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、锌(Zn)、铂(Pt)、钴(Co)、钯(Pd)、镉(Cd)的离子溶液中任意一种，浓度为5mM～10mM。

9.根据权利要求1所制备的无酶生物传感器，其特征在于所述沉积过程施加的电压为-0.5V～-2.0V，时间为30s～200s。