[发明专利]阵列微电极及其制备方法和超声装置

说明书

本申请公开一种阵列微电极及其制备方法和用于制备阵列微电极的超声装置。本申请阵列微电极的制备方法包括的步骤有：将流体组合物置于绝缘载体中，绝缘载体含有腔体，流体组合物盛装在腔体中；在流体相对的两侧施加超声波，并在流体组合物中形成驻波声压场，使得电极颗粒材料趋向性运动到声压力节点处；将电极颗粒材料趋向性运动到声压力节点处的流体组合物进行固化处理，得到阵列微电极。本申请超声装置包括用于盛装流体组合物的绝缘载体和向流体组合物提供超声的超声波发生单元。

技术领域

本申请属于微电极的技术领域，尤其涉及一种阵列微电极及其制备方法和超声装置。

背景技术

电化学传感器使用简单且易于微型化，广泛用于各种生物化学检测，具有灵敏度高、响应速度快等优点，已经在核酸检测、生物信号监测等生物化学检测、临床医学诊断等领域发挥重要作用。电化学传感器的电极承担着促进生化反应、理化信号传递等重要作用，决定着传感器的传感性能和应用场景。

目前所构建的电化学传感器件均广泛依赖于传统的一次性铂、碳、金电极等，其制备方法主要依赖于丝网印刷、真空蒸镀等方法，均需要预先定制特定的模板，其制作成本高，定制性差，难以适用于需要个性化定制等应用场景。此外，电极制备时的浆料流体特性复杂，需要精确控制固体粉末颗粒度、载体浸润性、浆料粘度和屈服特性等到规定值，否则容易产生印刷缺陷，操作要求高、难度大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种阵列微电极及其制备方法，旨在解决现有微电极制备方法成本高，定制性差以及浆料流体要求高的技术问题。

本申请的另一目的在于提供一种用于制备阵列微电极的超声装置，以克服现有制备微电极的装置造成成本高、对操作和浆料流体要求高的技术问题。

为了实现上述本申请目的，本申请第一方面，提供了一种阵列微电极的制备方法。本申请阵列微电极的制备方法包括如下步骤：

将流体组合物置于绝缘载体中，绝缘载体含有腔体，流体组合物盛装在腔体中；其中，流体组合物包括流体基料和分散于流体基料中用于微电极的电极颗粒材料；

在流体相对的两侧施加超声波，并在流体组合物中形成驻波声压场，使得电极颗粒材料趋向性运动到声压力节点处；

将电极颗粒材料趋向性运动到声压力节点处的流体组合物进行固化处理，得到阵列微电极。

本申请第二方面，提供了一种阵列微电极。本申请阵列微电极由本申请阵列微电极的制备方法制备获得。

本申请第三方面，提供了一种用于制备阵列微电极的超声装置。本申请超声装置包括：

绝缘载体，包括用于盛装流体组合物的腔体；

超声波发生单元，包括压电换能器、信号发生器和功率放大器，压电换能器、信号发生器和功率放大器依次串联，其中，压电换能器包括第一压电换能器和第二压电换能器，且第一压电换能器和第二压电换能器分设在绝缘载体的腔体相对的两侧。

本申请相对于现有技术的技术效果是：

本申请阵列微电极的制备方法利用超声波与腔体内相互耦合叠加形成的驻声波压力场，直接对流体组合物所含电极颗粒材料产生作用，也即是在声辐射力作用下使得电极颗粒材料产生趋向性运动，主动迁移并被约束固定在对应的声压力节点处，从而形成阵列微电极，并能够保证阵列微电极质量稳定，而且提高了阵列微电极的制备效率，降低了对工艺条件和操作的要求，可以实现微电极个性化制备。而且能够通过对超声波控制可以实现对微电极的相邻微电极的间距和微电极的线宽度进行精度控制，提高了阵列微电极的精度。

本申请阵列微电极精度高，电极线宽可以精确控制，而且质量稳定，成本相对较低。