[发明专利]一种用于BOD快速检测的集成式微流控电化学传感器芯片及其制备和BOD检测方法

权利要求书

1.一种用于生化需氧量快速检测的集成式微流控电化学传感器芯片，包括：

单晶硅基底(1)，

叠加在所述单晶硅基底(1)表面的PDMS层(3)；所述PDMS层(3)内部设置有微流通道系统，所述微流通道系统包括待测液进口(4)、入口与所述待测液进口(4)通过第一微流通道(5-1)连通的生物膜反应器(6)、入口与所述生物膜反应器(6)的出口通过第二微流通道(5-2)连通的电化学检测池(7)、与所述电化学检测池(7)的出口通过第三微流通道(5-3)连通的废液出口(8)，所述废液出口(8)和待测液进口(4)均穿出PDMS层上表面；所述生物膜反应器(6)包括敞口生物膜反应池(6-1)、应用时装入所述生物膜反应池内的微生物膜(6-3)和用于封装生物膜反应池顶端开口的盖片(6-2)；

设置于所述单晶硅基底(1)和PDMS层(3)之间的三电极体系；所述三电极体系包括工作金电极(2-1)、对金电极(2-2)和参比金电极(2-3)，所述参比金电极表面修饰有Ag/AgCl材料；所述三电极体系为叉指超微电极阵列排布，与电化学检测池(7)相接触，所述三电极体系与所述生物膜反应器相分离；

和设置于所述单晶硅基底(1)底面的铂薄膜温度传感器(9)，所述铂薄膜温度传感器(9)正对于生物膜反应池(6-1)的位置处；所述铂薄膜温度传感器(9)的表面粘附有微型加热铜电极；

应用时，将集成式微流控电化学传感器芯片封装在PCB板上，将集成式微流控电化学传感器芯片上的三电极与PCB板电路引脚连接。

2.根据权利要求1所述的集成式微流控电化学传感器芯片，其特征在于，所述单晶硅基底(1)的厚度为200～300μm；所述PDMS层(3)的厚度为500～1000μm；所述第一微流通道(5-1)、第二微流通道(5-2)和第三微流通道(5-3)的厚度独立为100～300μm，宽度独立为300～600μm。

3.权利要求1或2所述集成式微流控电化学传感器芯片的制备方法，包括以下步骤：

(1)将单晶硅基底双面绝缘，在绝缘化的单晶硅基底表面甩正性光刻胶，在绝缘化的单晶硅基底表面构建三电极金叉指超微电极阵列；再在形成三电极金叉指超微电极阵列的单晶硅基底的底面甩正性光刻胶，然后在所述绝缘化的单晶硅基底底面构建铂薄膜温度传感器，在所述铂薄膜温度传感器表面粘附微型加热铜电极；

(2)在石英玻璃片表面甩负性光刻胶，采用光刻的方法在所述石英玻璃片表面套刻出微流通道系统图形作为阳模；然后将PDMS浇铸到阳模表面，固化成型后将PDMS浇铸层从阳模上取下，得到内部具有微流通道系统的PDMS层；

(3)将步骤(1)形成三电极金叉指超微电极阵列和铂薄膜温度传感器的单晶硅基底与步骤(2)得到的内部具有微流通道系统的PDMS层进行键合，使三电极金叉指超微电极阵列与微流通道系统中的电化学检测池接触，铂薄膜温度传感器正对于微流通道系统中生物膜反应池的位置处，得到所述集成式微流控电化学传感器芯片；

所述步骤(1)和步骤(2)之间没有时间顺序的限制。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)将单晶硅基底双面绝缘的方法为：将所述单晶硅基底清洗后，在单晶硅基底双面依次沉积SiO2层和Si3N4层；所述SiO2层的厚度为200nm，所述Si3N4层的厚度为300nm。