[发明专利]一种识别残留农药的光寻址分子印迹阵列传感器

权利要求书

1.一种识别残留农药的光寻址分子印迹阵列传感器，包括有测量池底座组件、装在测量池底座内侧的作为工作电极的光寻址分子印迹阵列芯片和上盖组件；其中：

测量池底座是由有机玻璃制成的圆杯；

在圆杯底部的中央镶嵌着红外LED矩阵光源，LED矩阵光源上方设一放置光寻址分子印迹阵列芯片的空间；

测量池底座放置的芯片的位置，安装有无氧铜电极，并在底座背面接出引线，作为光寻址测量工作电极的接触电极；

测量池底座的杯口设有外螺纹；

光寻址分子印迹阵列芯片，以双面抛光硅片为衬底，在衬底的表面和背面均采用各相异性化学腐蚀方法加工出上下对应的N个坑，表面的每一个坑代表一个敏感膜沉积区，背面的每一个坑代表一个光源接受区；

上下坑的中心位置分别与红外LED矩阵光源的中心位置对应；

光寻址分子印迹阵列芯片的表面每个坑的表面覆盖厚度分别为50～100nm的二氧化硅层、氮化硅膜和五氧化二钽膜，再以修饰敏感膜为界面，其余表面作为绝缘隔离区，先覆盖有1μm的厚二氧化硅层，再覆盖与坑的表面一样的厚度分别为50～100nm的二氧化硅层、氮化硅膜和五氧化二钽膜；

光寻址分子印迹阵列芯片制备有金层为工作电极芯片的接触电极；

光寻址分子印迹阵列芯片的中部位置作为信号的基准，其余N-1个位置作为识别N-1种农药分子的敏感区；

上盖组件是由有机玻璃制成的圆盖；

圆盖的内侧安装有对电极，对电极由无氧铜园片为衬底，表面制备铂薄膜，从无氧铜园片背面引出引线作为光寻址测量的对电极引线；

对电极的位置与光寻址分子印迹阵列芯片平行并中心位置对应；

圆盖上设有两个测试样品的进出口；

圆盖内侧刻有环形的槽以放置密封胶圈；

圆盖口设有内螺纹，与测量池底座杯口的外螺纹相互结合构成光寻址分子印迹阵列传感器。

2.如权利要求1所述识别残留农药的光寻址分子印迹阵列传感器，其中，二氧化硅层为MOS场效应晶体管的栅极氧化层纯度水平，电荷密度应在1×10-⁸库仑/厘米³量级。

3.如权利要求1所述识别残留农药的光寻址分子印迹阵列传感器，其中，圆杯底部的中央镶嵌的红外LED矩阵光源侧面用密封胶与圆杯密封，光源的正面和背面暴露在外面。

4.根据权利要求1或3所述识别残留农药的光寻址分子印迹阵列传感器，其中，红外LED矩阵光源的位置与放置的芯片位置实现自对准。

5.根据权利要求1所述识别残留农药的光寻址分子印迹阵列传感器，其中，测量池底座杯口的外螺纹与圆盖口的内螺纹之间放置有密封圈。

6.根据权利要求1所述识别残留农药的光寻址分子印迹阵列传感器，其中，光寻址分子印迹阵列芯片的衬底为厚度小于250μm、N型《100》、电阻率为5～8Ω/cm的双面抛光硅片。

7.根据权利要求1所述识别残留农药的光寻址分子印迹阵列传感器，其中，衬底表面坑覆盖的氧化层厚度为100nm，氮化硅膜和五氧化二钽膜的厚度分别均为100nm；衬底其余表面覆盖的氧化层厚度为1μm，氮化硅膜和五氧化二钽膜的厚度分别均为100nm。

8.根据权利要求1所述识别残留农药的光寻址分子印迹阵列传感器，其中，敏感膜的制备，是采用溶胶-凝胶分子印迹的方法制备敏感膜的溶胶溶液，将加入催化剂和模板分子的溶胶溶液，再反复滴入-抽取，将溶胶溶液固定在芯片的中间位置和N-1个位置上；具体如下：

1)以正硅酸乙酯为主体原料，乙醇为溶剂，恒温搅拌，配制硅酸溶胶溶液；

2)针对可与正硅酸乙酯的硅凝胶悬挂的Si-OH羟基结合，选择N-1种农药分子作为分子印迹模板分子，分别以10∶1的摩尔浓度，将分子混入硅酸溶胶溶液，与不掺模板分子的硅酸溶胶溶液一起，组成N种分子印迹溶胶溶液。并分别加入盐酸作为催化剂，丙三醇为增塑剂，使溶液pH值在1.7～1.8；

3)用微量注入注射器，重复分别将N种分子印迹溶胶溶液滴固定在芯片的中间位置和N-1个位置；其中中间位置固定不掺模板分子的硅酸溶胶作为信号的基准，其余N-1个位置分别注入含上述N-1种模板分子的硅酸溶胶；

4)于40-50℃恒温干燥，完成凝胶过程；再浸入甲醇和碳酸氢钠的水溶液，超声除去模板分子，最终完成敏感膜的固定化。