[发明专利]一种石墨烯生物传感器电极

说明书

本发明涉及一种石墨烯生物传感器电极，包括绝缘基体、第一直立石墨烯电极、第一焊盘和第一导电孔，第一导电孔贯穿绝缘基体，第一直立石墨烯电极和第一焊盘分别位于绝缘基体的两侧，第一导电孔上下连通第一直立石墨烯电极和第一焊盘，绝缘基体为陶瓷基。绝缘基体设置成陶瓷基体，能够满足多次重复使用的要求，设置直立石墨烯电极，直立石墨烯电极的表面积大，对电的灵敏度高，与生物反应膜的连接更稳定，可重复性好，能够适应小型化、微型化、阵列化的设计需求，本发明还提供了该石墨烯生物传感器电极及其电极阵列的制备方法，可以实现批量化制备。

技术领域

本发明涉及生化参数采集技术领域，具体涉及一种石墨烯生物传感器电极。

背景技术

传统的生物传感器电极都是基于PET基底，或者纸基类的一次性可抛弃式试纸条，通常采用丝网印刷的方式加工。这种试纸条有几个缺点：

①多数采用比色法，无法和电子系统直接对接，检测结果没有实现数据化，不能进行后续的统计分析，没有产生更多价值；不具备数据联网和大数据分析的可能性；

②一次性使用，意味着没有办法做系统性的产品级测试和校准，所以试纸条的功能性能是好是坏，实际上并不能完全确定，只能统计概率，因为一旦测试就需要破坏试纸条；

③基于PET和纸基的印刷工艺，个体间的一致性，批次之间的一致性很难保证，再加上试纸条的功能就是耗材，这也是不同医院、不同设备、不同试纸条得出的结果很难一致的原因所在，如果加工工艺过程中出现了异常，检测甚至会得出错误的结论，给用户带来困惑或恐慌，甚至可能带来悲剧，导致严重的社会后果，也会加剧医患纠纷；试纸条的本身性能是概率性的；

④试纸条的生物传感器由于自身材料和工艺特性的限制，如玻璃化温度，熔点，基底和浆料的结合力都很差，导致了这种试纸条只能做插拔式的结构，没法和微型电子系统组装做出性能更优异，体验更好的生物传感器；也没有办法做更进一步的集成。

由于上述工艺和材料特性限制，试纸条的生物传感器没有办法做到很高的灵敏度；也没有办法做到小型化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种石墨烯生物传感器电极，灵敏度高、重复性好，能够适应小型化的设计需求。

一种石墨烯生物传感器电极，包括绝缘基体、第一直立石墨烯电极、第一焊盘和第一导电孔，第一导电孔贯穿绝缘基体，第一直立石墨烯电极和第一焊盘分别位于绝缘基体的两侧，第一导电孔上下连通第一直立石墨烯电极和第一焊盘，绝缘基体为陶瓷基。

优选的，第一直立石墨烯电极的周侧设置有第一陶瓷围栏；

第一陶瓷围栏的内侧设置第一生物反应膜层；

第一生物反应膜层位于第一直立石墨烯电极的周侧及上部，或，第一生物反应膜层仅位于第一直立石墨烯电极的上部。

优选的，第一生物反应膜层为功能材料、生物酶膜或离子膜等。

优选的，第一直立石墨烯电极的三维表面修饰有

金纳米颗粒、铂纳米颗粒、镍纳米颗粒、银纳米颗粒、钛纳米颗粒、二茂铁纳米颗粒或普鲁士蓝纳米颗粒；不同的直立石墨烯簇修饰同种材料或不同种材料的纳米颗粒；

修饰的方法包括物理气象沉积PCD、化学气象沉积CVD、PECVD或电镀等。

第一直立石墨烯电极的周侧设置有J层第一陶瓷围栏，J为大于等于0的整数。

优选的，还包括第二直立石墨烯电极、贯穿绝缘基体的第二导电孔、第二焊盘和第三焊盘；

第二焊盘和第三焊盘分别位于绝缘基体的两侧，第二导电孔上下连通第二焊盘和第三焊盘；