[发明专利]一种枝晶铂修饰的微电极阵列及其制备方法

说明书

本发明提供了一种枝晶铂修饰的微电极阵列，所述微电极阵列的电极表面设置有枝晶铂修饰层。该微电极阵列以枝晶铂为表面修饰层，修饰层与微电极基底的结合力较好，不容易脱落导致电极失效，并且修饰后的微电极表面积极大地增加，其电化学阻抗明显降低，电极电荷注入容量和电荷存储能力大大增加，这有利于降低植入的系统功耗，改善电刺激效果，同时修饰层具有良好的生物相容性以及机械稳定性，使其在生物医学领域的应用大大增加。本发明还提供了一种枝晶铂修饰的微电极阵列的制备方法。以电化学沉积的方式，将微电极阵列的表面修饰了一层枝晶铂修饰层，该方法溶液配制简单，且无其他有毒物质如铅等添加剂，条件温和、简单易行。

技术领域

本发明涉及微电极表面修饰技术领域，特别是涉及一种枝晶铂修饰的微电极阵列及其制备方法。

背景技术

神经刺激/记录电极作为最重要的植入式微器件之一，用以刺激神经组织或者记录神经电信号(心电、脑电、皮层电信号等等)，广泛用在脑机接口、神经生理、脑科学研究等生命科学领域，是非常重要的研究和诊疗工具。

为了减小植入创伤，同时给临床提供更多的刺激模式以及提高电刺激或记录的分辨率，神经刺激电极/记录正在朝着微型化以及阵列化方向发展—微电极阵列。然而，电极尺寸减小随着则带来电极阻抗增加的问题，并最终影响电极的刺激效率。目前，在不增加电极的几何尺寸的情况下，主要是通过表面修饰的方式增加电极的实际表面积，并改善电极的电化学性能。

具体地，目前微电极阵列表面修饰的方法大致有以下几种：1、在电极表面修饰一层铂黑(Anal.Chem.1987,59,217-218)，这种方式能使电极的电化学阻抗减小至少一个数量级，但其机械稳定性非常差，同时其修饰层中含有铅等有毒物质，使其不适用于生物医学领域的应用；2、在电极表面修饰一层铂灰(USPatent 6974533,2005)，这种涂层具有很好的机械稳定性且无毒，但其表面粗糙度不够大，使其在超高分辨率电极的表面修饰受到一定的限制；3、经氧化铱(Eng.Med.Biol.Soc.2004,4153-4156)或者导电聚合物(J.Biomed.Mater.Res.2001,56,261-272)修饰的微电极具有极好的电化学性能(如高的电荷注入能力)，但这些材料的粘附力较差，在刺激过程中，很容易从电极表面脱落下来。

发明内容

鉴于此，本发明旨在提供一种以枝晶铂修饰层为表面修饰层的微电极阵列，该修饰层与微电极基底的结合力好，微电极表面积大，表面粗糙度大，性能稳定性好，且绿色无毒。

具体地，本发明第一方面提供了一种枝晶铂修饰的微电极阵列，所述微电极阵列的电极表面设置有枝晶铂修饰层。

本发明中，所述枝晶铂修饰层的厚度为500nm～10μm。不同的厚度会使微电极具有不同大小的表面积。

本发明中，所述枝晶铂修饰层中的枝晶铂的长度为200nm～10μm，宽度为50nm～2μm，厚度为5nm～500nm。

本发明中，所述枝晶铂修饰层通过电沉积的方式设置。通过电沉积方式设置在电极表面的修饰层与电极表面的结合力强，不易脱落，性能非常稳定。

本发明第一方面提供的枝晶铂修饰的微电极阵列，以枝晶铂为表面修饰层，该修饰层与微电极基底的结合力较好，不容易脱落导致电极失效，并且修饰后的微电极表面积极大地增加，其电化学阻抗明显降低，电极电荷注入容量和电荷存储能力大大增加，这有利于降低植入的系统功耗，改善电刺激效果，同时该修饰层具有良好的生物相容性以及机械稳定性，使其在生物医学领域的应用大大增加。

第二方面，本发明提供了一种枝晶铂修饰的微电极阵列的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供铂盐溶液，在所述铂盐溶液中加入适量的弱还原剂，混合混匀后，得到电沉积溶液；

(2)以铂片为对电极，Ag/AgCl为参比电极，待修饰的微电极为工作电极，与上述电沉积溶液形成三电极体系，并与电化学工作站相连接；