[发明专利]氧化还原反应检测装置及其制造方法

说明书

本发明提出一种氧化还原反应检测装置及其制造方法。氧化还原反应检测装置包括第一电极、至少一检测结构以及第二电极。第一电极位于衬底上。至少一检测结构位于第一电极与衬底上。至少一检测结构包括金属纳米线层与金属氧化物层。金属纳米线层配置在第一电极与衬底上。金属氧化物层包覆金属纳米线层。第二电极位于至少一检测结构上。通过检测装置中的金属氧化物层以及金属纳米线层均参与检测氧化还原反应，以提高检测装置的检测灵敏度与检测范围。

技术领域

本发明是有关于一种检测装置，且特别是有关于一种适用于检测氧化还原反应的检测装置及其制造方法。

背景技术

通过检测氧化还原的现象，可检测气体、pH值等。在现有的检测技术中，还可使用对待测物具有高选择性的酵素，来将待测物转化为氧化物质。之后，通过检测氧化物质的浓度变化或颜色变化，来间接地得知待测物的浓度。举例而言，当待测物为乙醇(ethanol)时，可选用乙醇氧化酶(alcohol oxidase；AOD)，以将乙醇转化为过氧化氢(H₂O₂)。接着，通过检测过氧化氢的浓度来得知乙醇的含量。过氧化氢的检测方法例如是在电极上施予一还原电位，使得过氧化氢还原成水。接着，通过量测电流变化的方式来推算过氧化氢的浓度。

一般而言，用于检测氧化还原反应的检测器包括以低价数的金属氧化物所构成的检测层。举例来说，低价数的金属氧化物可为氧化钛、氧化铁、氧化铝、氧化锆或氧化锰。通过量测低价数的金属氧化物的导电度变化，可得知测试样品中的氧化剂或还原剂的含量。然而，上述检测器具有检测灵敏度(sensitivity)不佳与检测范围较小的问题。因此，提高氧化还原检测器的检测灵敏度与检测范围是目前重要的课题。

发明内容

本发明提供一种氧化还原反应检测装置及其制造方法，可提高检测装置的检测灵敏度与检测范围。

本发明的检测装置适用于检测氧化还原反应。检测装置包括第一电极、至少一检测结构以及第二电极。第一电极位于衬底上。至少一检测结构位于第一电极与衬底上。至少一检测结构包括金属纳米线层与金属氧化物层。金属纳米线层配置在第一电极与衬底上。金属氧化物层包覆金属纳米线层。第二电极位于至少一检测结构上

在本发明的一实施例中，在上述的检测装置中，金属氧化物层包括价数至少为4的过渡金属氧化物。

在本发明的一实施例中，在上述的检测装置中，过渡金属氧化物包括氧化钨、氧化钼以及氧化钒。

在本发明的一实施例中，在上述的检测装置中，过渡金属氧化物为纳米颗粒，其直径范围在1nm至100nm之间。

在本发明的一实施例中，上述的检测装置还包括带有正电的第一高分子材料层与带有正电的第二高分子材料层，第一高分子材料层位于金属纳米线层与第一电极之间，以及位于金属纳米线层与衬底之间。第二高分子材料层位于金属氧化物层与金属纳米线层之间。

在本发明的一实施例中，在上述的检测装置中，第一高分子材料层的材料及第二高分子材料层的材料包括聚乙烯亚胺、乙氧基化聚乙烯亚胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵以及聚离胺酸。

在本发明的一实施例中，在上述的检测装置中，金属纳米线层包括多条金属纳米线，其中每一金属纳米线的直径范围在1nm至100nm之间，且长度范围在100nm至100μm之间。

在本发明的一实施例中，在上述的检测装置中，衬底的材料包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚丙烯、环状烯烃聚合物以及聚乙烯，且第一电极与检测结构设置在衬底的周边区。

在本发明的一实施例中，在上述的检测装置中，第一电极与第二电极的材料包括碳粉、纳米碳管以及石墨烯。