[发明专利]一种检测溶液中多种成分的电化学传感器及其制备方法

说明书

一种检测溶液中多种成分的电化学传感器及其制备方法。电化学传感器包括传感芯片，传感芯片包括行列选择电路、敏感阵列、信号转换电路以及信号输出电路，敏感阵列包括多个离子敏感场效应晶体管，行列选择电路用于选择一个离子敏感场效应晶体管与信号输出电路导通，信号转换电路用于将待测溶液中的离子浓度变化转化为电信号，信号输出电路用于将电信号输出；形成于各个离子敏感场效应晶体管的敏感层上的离子敏感膜，不同的离子敏感膜具有不同离子的载体；位于离子敏感膜上的微反应池或微反应通道，微反应池或微反应通道用于注入待测溶液；位于微反应池或微反应通道内的参比电极。本发明能提高检测速度、灵敏度、降低成本并检测溶液中的多种成分。

技术领域

本发明涉及电化学传感器技术领域，特别涉及一种检测溶液中多种成分的电化学传感器及其制备方法。

背景技术

在医学、化工、制药、环保与食品等领域，常常需要对溶液中各种成分的浓度进行检测。例如，汗液是人体新陈代谢重要的分泌物，其中包含多种化学物质或者生物标记物，如乳酸、葡萄糖、钠离子、钾离子等，这些代谢物质与血液中承载的相同，能够很好的反应人体的生理状态同时汗液的获取无需对人体造成伤害。此外，汗液中的物质能够先于其他体征提供明显的信息，使得人们能够对疾病、健康状况、毒素暴露、性能以及其他生理属性进行诊断。

现有的检测溶液中多种成分的过程较为复杂。例如，为了对汗液中的成分进行检测，通常在采集到汗液样本后，将样本输送至实验室，然后通过大型的实验室设备对样本进行分析，使得汗液的获取与检测过程是分离的，无法提供一个实时的身体状态分析，并且汗液中所含的化学物质丰富，无法用单一电极进行检测；化学物质之间会产生相互干扰，使获得的成分检测结果准确性较差。因此，如何提供一种检测速度快、灵敏度高、操作简单、成本低廉，能够同时检测溶液中多种成分的电化学传感器成为一项亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测溶液中多种成分的电化学传感器及其制备方法，以提高检测速度、灵敏度、并能够同时检测溶液中多种成分。

为达到上述目的，本发明实施例提供一种检测溶液中多种成分的电化学传感器，包括：

传感芯片，所述传感芯片包括行列选择电路、敏感阵列、信号转换电路以及信号输出电路，其中，所述敏感阵列包括多个离子敏感场效应晶体管，所述行列选择电路用于选择所述敏感阵列中的一个离子敏感场效应晶体管与所述信号输出电路进行导通，所述信号转换电路用于将待测溶液中的离子浓度变化转化为电信号，所述信号输出电路用于将所述电信号输出；

分别形成于各个离子敏感场效应晶体管的敏感层上的离子敏感膜，每个离子敏感膜含有一种离子的载体，且不同的离子敏感膜含有不同离子的载体；

形成于所述离子敏感膜上的微反应池或微反应通道，所述微反应池或微反应通道用于注入所述待测溶液；

位于所述微反应池或微反应通道内的参比电极。

在本发明一实施例中，所述离子敏感膜通过有机溶剂和溶质混合，并在有机溶剂挥发后形成，所述有机溶剂为四氢呋喃、三甲基氯化铵中的一种或多种的组合，所述溶质包括离子的载体、固化剂、增塑剂。

在本发明一实施例中，所述参比电极为双盐桥电极。

在本发明一实施例中，所述离子敏感膜包括钠离子敏感膜、钾离子敏感膜、氯离子敏感膜、钙离子敏感膜及碳酸根离子敏感膜。

在本发明一实施例中，所述离子敏感膜为一种酶，所述酶包括葡萄糖氧化酶、乳酸氧化酶、尿素酶，以检测所述待测溶液中的有机成分。

本发明实施例还提供一种检测溶液中多种成分的电化学传感器的制备方法，包括：