[发明专利]固态参比电极及其压头装置和制备方法

说明书

本发明公开了一种固态参比电极及其压头装置和制备方法，其中，第一涂层、第一导电层、硅晶片、第二导电层和信号传输结构；沿所述第一涂层至所述第二导电层的垂直方向上，所述第一涂层、所述第一导电层、所述硅晶片和所述第二导电层依次层叠；所述信号传输结构焊接在所述第二导电层上，所述第一涂层位于所述第一导电层背离所述硅晶片的一侧表面，本发明实施例提出的固态参比电极方便保存和维护，其电压稳定性高，可适用于精密的电化学检测，电极体积小，可以适用于测序仪相关的微小结构中。

技术领域

本发明实施例涉及基因测序仪技术领域，尤其涉及一种固态参比电极及其压头装置和制备方法。

背景技术

目前，半导体测序技术是不需要光学系统的第二代测序技术，它的核心技术是使用半导体技术在化学信息和数字信息之间建立直接的联系。在半导体芯片的微孔里固定DNA链，随后依次掺入A、C、G、T。随着每个碱基的掺入，释放出氢离子，释放的氢离子穿过每个微孔底部时能被检测到，再通过半导体传感器后端的数字放大电路对氢离子的弱电压信号进行放大，实现实时判读碱基。半导体测序技术具有经济、快速、简单、规模可扩展的特点。

其中，参比电极作为半导体芯片工作电压信号的输入端，首先其稳定可靠程度直接影响半导体传感器对碱基释放的氢离子的弱电压信号检测。其次半导体传感器后端的数字放大电路会放大电极带来的电压信号误差，降低测序精度，进而，参比电极对于测序的精度影响较大。

目前参比电极在电化学传感器及探头中普遍采用。最常见的参比电极是银/氯化银(Ag/AgCl)电极，具有交换电流密度大，不易极化，阻抗低，电极电位恒定(DC漂移比较小)等优点。而现有技术中所使用的电极存在以下问题，电极体积较大，无法适用于测序仪相关的微小结构，且很多电极需要內溶液结构，养护麻烦。并且现有的管状参比电极也很难进行密封，容易漏液。

发明内容

本发明提供一种固态参比电极及其的压头装置和制备方法，以实现固态参比电极适配测序仪的微小结构，避免漏液。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种固态参比电极，包括：

第一涂层、第一导电层、硅晶片、第二导电层和信号传输结构；

沿所述第一涂层至所述第二导电层的垂直方向上，所述第一涂层、所述第一导电层、所述硅晶片和所述第二导电层依次层叠；所述信号传输结构焊接在所述第二导电层上，所述第一涂层包裹所述硅晶片的侧面。

根据本发明的一个实施例，还包括防水密封胶；所述防水密封胶包覆所述信号传输结构、所述第一导电层、所述硅晶片以及所述第二导电层，并漏出所述第一涂层背离所述第一导电层的一侧表面。

可选的，所述防水密封胶包括单组分环氧胶。

根据本发明的一个实施例，所述第一涂层包括银以及氯化银的混合涂层。

可选的，所述第二导电层包括Ti、Al、Ti、Ni的叠层结构。

可选的，所述第一导电层包括Pt、Pd、Ni、Au、PtSi或NiS。

可选的，所述第一导电层包括Ag层，或者，Ti层、Cr层、Ni层中的至少一层与Ag层的叠层结构。

为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种固态参比电极的压头装置，包括：前述的所述固态参比电极；还包括：

压头和半导体基因测序芯片；

其中，所述压头中设置有用于安装所述固态参比电极的通孔，所述固态参比电极与所述通孔过盈配合安装，所述固态参比电极穿过所述通孔至所述压头的底部，所述固态参比电极中的第一涂层与所述压头的底部齐平，所述第一涂层与所述半导体基因测序芯片正对设置，并形成溶液腔体。