[发明专利]基于PtNi双金属的两电极集成无酶葡萄糖传感器及制备方法

权利要求书

1.基于PtNi双金属的两电极集成无酶葡萄糖传感器的制备方法，其特征在于，步骤如下：

（1）利用MEMS技术制备得到无酶葡萄糖传感器电极，包括工作电极和对电极；对溅射得到的铂层进行图形化处理后得到对电极；在铂层上溅射形成镍层，对得到的镍层进行图形化处理，制备得到无酶葡萄糖传感器工作电极；

（2）将制备得到的无酶葡萄糖传感器依次进行热退火处理和酸溶液湿法腐蚀处理得到两电极集成无酶葡萄糖传感器的敏感材料；

所述步骤（1）中MEMS技术具体如下：

（a）备片和清洗：利用标准的清洗工艺进行加工前的硅片清洗；

（b）热氧化和低压化学气相沉积：在硅片上首先进行双面干氧氧化，生长80-100nm的SiO₂层，之后进行低压化学气相沉积生长氮化硅层，厚度为160-200nm，作为绝缘层；

（c）电极溅射及图形化：首先在氮化硅层上溅射15-20nm的钛层和80-100nm的铂层；其次，采用单面光刻和剥离方法进行图形化处理，形成无酶葡萄传感器的对电极和工作电极敏感材料所需的铂层；再次，在铂层上溅射厚度240-300nm的镍层，同样采用单面光刻和剥离工艺对镍层进行图形化处理，形成工作电极敏感材料所需的镍层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（a）中采用锑掺杂、n 型100取向、中阻1-15Ω•cm的硅片作为衬底。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）热退火处理工艺如下：向管式炉中通入氩气2h，之后均匀升温到400-600℃，处理1h，之后自然降温到室温。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸溶液湿法腐蚀处理的步骤为：将经过退火处理后的电极在酸溶液中浸泡处理。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述酸溶液为1M H₂SO₄+0.39M HNO₃的水溶液，处理温度为80℃，时间为2-3h。

6.权利要求1-5任一项制备方法制备的基于PtNi双金属的两电极集成无酶葡萄糖传感器，其特征在于：所述无酶葡萄糖传感器在同一片硅片上实现了工作电极和对电极的集成，且无酶葡萄糖传感器的敏感材料是PtNi双金属材料，无酶葡萄传感器敏感材料及器件都是采用MEMS微加工工艺制备而成。

7.根据权利要求6所述的基于PtNi双金属的两电极集成无酶葡萄糖传感器，其特征在于：所述工作电极由PtNi组成，葡萄糖可在电极表面被氧化；对电极由铂制成。

8.根据权利要求6所述的基于PtNi双金属的两电极集成无酶葡萄糖传感器，其特征在于：在600℃下退火处理后和酸溶液湿法腐蚀处理后，所述传感器灵敏度达到1618.15 μAmM^-1cm^-2，检测限8.76μM。

9.根据权利要求6所述的基于PtNi双金属的两电极集成无酶葡萄糖传感器，其特征在于：所述传感器响应时间为5.9s。