[发明专利]一种基于纳米线微电极的电化学传感器

说明书

本发明涉及一种基于纳米线微电极的电化学传感器。本发明的一种基于纳米线微电极的电化学传感器，包括纳米线微电极，纳米线微电极的纳米线表面镀有导电薄膜，纳米线为半导体单晶纳米线，半导体单晶纳米线有序排列成阵列结构。其有效果是：由于半导体单晶纳米线具有结实、有序的特点，可以避免纳米线之间相互缠绕，具有良好的稳定性和大的比表面积；并且在半导体纳米线的表面镀导电薄膜，可以改善微电极的导电性和载流子收集能力。与多晶的纳米颗粒相比，本发明的半导体单晶纳米线，消除了多晶材料中的晶粒间界势垒对电流传输的制约和影响，因此具有更流畅的电流通道，从而提高了导电性。

技术领域

本发明涉及电化学传感器领域，特别涉及基于纳米线微电极的电化学传感器，可用于生物、医药、诊疗和分析化学等领域中的分析检测。

背景技术

电化学分析是生化分析领域的最主要的方法之一，基于电化学效应的生物传感器(如血糖仪)已经得到了广泛的应用[Sensors，8(2008)1400-1458]。为了提高电化学分析的性能，需要改进电极的材料和结构，例如采用微电极[Sensors，15(2015)22473-22489]。

微电极具有尺寸小(对活性物质的破坏性小)，快速达到稳定(边缘效应产生三维扩散)，信噪比高(充电电流小)，以及响应快(RC充电时间短)等优点。目前微电极的种类，主要包括金属微电极(如Au、Pt)和碳纳米管微电极。其中金属纳米线或碳纳米管虽然具有高的比表面积和良好的电流通道，但是碳纳米管很柔软、易于缠绕在一起，金属纳米线很脆弱、容易扯断；从而影响了电化学传感器的检测精度等性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、检测精度高的纳米线微电极电化学传感器。经过改进，电化学传感器的纳米线微电极既结实牢固、又具有良好的导电性。

本实施例提供的一种基于纳米线微电极的电化学传感器，其技术方案为：

一种基于纳米线微电极的电化学传感器，包括纳米线微电极，纳米线微电极的纳米线表面镀有导电薄膜，纳米线为半导体单晶纳米线，半导体单晶纳米线有序排列成阵列结构。

其中，半导体单晶纳米线的形状是柱状或尖锥状。

其中，半导体单晶纳米线的直径为10纳米至50微米，长度为0.1微米至100微米。

其中，半导体单晶纳米线的材质是硅、砷化镓、磷化铟、氧化钛或者氮化钛。

其中，半导体单晶纳米线的材质是具有压电效应的氮化镓、氮化镓铟、氮化铟、或氧化锌。

其中，导电薄膜是金属薄膜、金属化合物薄膜或有机薄膜。

其中，纳米线的制备方法是化学气相沉积法，分子束外延法或者水热合成法。

其中，在纳米线表面镀导电薄膜的方法是蒸发法、溅射法、喷镀法或者电镀法。

其中，电化学传感器的检测器采用循环伏安法检测溶液中的待测样品含量，纳米线微电极包括衬底和缓冲层，缓冲层上生长有半导体单晶纳米线，缓冲层与半导体单晶纳米线的晶向一致。

其中，电化学传感器的检测器能够检测纳米线的电导率变化，纳米线微电极包括设置在纳米线两端的金属电极，镀在纳米线表面的导电薄膜的厚度小于500纳米。

名词解释：

导电性：物体传导电流的能力叫做导电性，导电性好(或导电性强)表示电阻率低(或电导率高)。

本发明的实施包括以下技术效果：