[发明专利]一种微针阵列电极、传感器及其制备方法

说明书

本发明创造公开了一种微针阵列电极、传感器及其制备方法，包括第一针体、导电元件、生物敏感元件、绝缘元件、电催化元件和半透膜，第一针体采用不锈钢或塑料制成，导电元件用以传递电信号，生物敏感元件用以将检测到的生物物质模拟信号转换为导电元件上的电信号，绝缘元件设置在第一针体和导电元件之间，用以阻断导电元件上的电信号传递至第一针体上，电催化元件设置在导电元件和生物敏感元件之间，用以加快生物敏感元件和导电元件之间的电信号传递，半透膜设置在生物敏感元件上，用以选择性地通过物质，具有韧性好、精测准确、安全和耐用的优点。

技术领域

本发明创造属于疾病检测技术，特指一种微针阵列电极、传感器及其制备方法。

背景技术

微针电极的整体结构好比于细小的针具，其尺寸一般为微米级。在实际使用中，微针电极穿刺入人体皮肤角质层，进入表皮层而不影响真皮层的神经组织，因此，人体不会产生疼痛感，创伤也比较微小，不易感染且容易愈合。另外，微针电极在表皮层内将生物物质的模拟信号转换为电流信号，控制器依据电流信号生成EIT层析成像，医生可对EIT层析成像进行分析，从而达到诊断人体健康状态的目的。

实际使用中，表皮层具有血液、组织液等生物物质，其中的血液富含氨基酸、糖类、脂肪酸、辅酶、激素、神经介质、细胞、尿酸等物质，微针电极可针对性地检测其中一种物质的模拟信号，模拟信号指的是组织液中一种物质的浓度，进而判断人体的生理状态。

现有专利号“US7,344,499B1”的美国专利公开了一种硅微针的工艺，首先，提供其上覆盖有图案化的第一光刻胶层的硅晶圆。接着，利用等向性蚀刻方式进行蚀刻，形成一穿孔。接着，在硅晶圆表面涂布一铬层，之后涂布图案化的第二光刻胶层，以至于覆盖在穿孔上，及形成一圆形屏蔽供后续蚀刻。接着，进行蚀刻以形成微针的外锥壁。然而，硅微针的材料主要为硅，硅微针为细长件并且质地非常脆弱。在实际使用中，若硅微针在受力发生较小的变形时，硅微针就极有可能发生断裂。导致微针电极使用寿命缩短，甚至断裂的硅微针容易残留在人体的皮下组织内而引起伤口发炎等未知的疾病隐患。为此，亟需有志之士开发一款硬度高、韧性好的微针电极。

另外，微针电极包括基体、电极和用于感测目标物质的活性分子，电极与基体结构上直接接触，基体由于自身带有阻抗特性，容易导致微针电极在检测时引入交流干扰，阻碍了电极上的电流精确性，带来了检测的误差，使得EIT 成像不准确。

发明创造内容

为克服现有技术的不足及存在的问题，本发明创造提供一种微针阵列电极、传感器及其制造方法，采用本发明创造可以提高产品的韧性，也提高了产品的检测精确性、耐用性。

为实现上述目的，本发明创造采用如下技术方案：

一方面，本发明创造提供了一种微针阵列电极，包括：

第一针体，采用不锈钢或塑料制成，采用的不锈钢或塑料的韧性大于硅的韧性；

导电元件，用以传递电信号；

生物敏感元件，用以将检测到的生物物质模拟信号转换为导电元件上的电信号；

绝缘元件，设置在第一针体和导电元件之间，用以阻断导电元件上的电信号传递至第一针体上；

电催化元件，设置在导电元件和生物敏感元件之间，用以加快生物敏感元件和导电元件之间的电信号传递；

半透膜，设置在生物敏感元件上，用以选择性地通过物质。

在一些方式中，所述导电元件的整体结构、电催化元件的整体结构、生物敏感元件的整体结构和绝缘元件的整体结构、半透膜的整体结构均呈薄膜状，第一针体、绝缘元件、导电元件、电催化元件、生物敏感元件和半透膜依次固定设置在一起。

在一些方式中，所述第一针体采用不锈钢或塑料制成，采用的不锈钢或塑料的韧性大于硅的韧性。