[发明专利]一种超浸润高灵敏电化学微芯片作为电化学生物传感器的应用

说明书

本发明涉及功能材料制备和电化学检测分析领域，提供了一种超浸润高灵敏电化学微芯片、制备方法及应用，该微芯片自下而上依次为ITO玻璃、钛层、金层、纳米枝状金层、超疏水表面；钛层、金层通过磁溅射法依次沉积在ITO玻璃导电面；纳米枝状金层通过电化学法沉积到金层上；超疏水表面通过溶液浸泡修饰在纳米枝状金层上；超疏水表面上设有用于固定微液滴的超亲水位点。本发明将超浸润液滴固定技术与超灵敏电化学检测相结合，基底的纳米枝状金能大大提高了电化学检测的灵敏性，对超浸润的液滴处理解决了传统电化学检测时检测液体量大的问题，通过对癌症特异性标志物的检测证明了该微芯片生化检测的可行性；制作简单，成本廉价，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及功能材料制备和电化学检测分析领域，特别涉及一种超浸润高灵敏电化学微芯片、制备及应用。

背景技术

超浸润表面图案化是科学家们模仿一些大自然超浸润现象如沙漠甲虫集水等发明出来的。这种具有超浸润图案化的基底可以用来液体的定向运输，同时因其超疏水与超亲水两个极端态，在亲水位置对液滴有极好的固定作用。因为这种固定作用，超浸润图案化基底在生化检测中有了很大的应用，如高通量细胞筛选，细胞药物成像，浓缩富集和微重力检测等。现今在这种超浸润图案化基底上检测的方法有表面拉曼增强检测，比色检测，荧光增强检测等方法。这些方法只能对物质进行粗略的检测，很难做到精准定量检测，这就大大降低了超浸润图案化基底在生化检测中的应用。

电化学检测作为一种传统检测方法，因其极高的灵敏度被广泛应用。电化学生物传感器也广泛的用来检测葡萄糖，一氧化氮，DNA/RNA，蛋白质等物质。然而电化学检测需要的检测液体量较大，生物检测样品珍贵。溶液体系将限制了电化学在痕量生物检测中的应用。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种超浸润高灵敏电化学微芯片，将超浸润基底与电化学相结合，解决了传统超浸润基底检测方法中的检测灵敏度低的问题，也克服了电化学检测液体量大的问题。这种超浸润微芯片对于体液中特定成分检测，单细胞分析检测等生物检测提供了一种新的快捷、易操作、灵敏度高的检测手段，在生物痕量检测分析中有着巨大的应用前景。

本发明一种超浸润高灵敏电化学微芯片，自下而上依次包括：ITO玻璃、钛层、金层、纳米枝状金层、超疏水表面；所述钛层、金层通过磁溅射法依次沉积在所述ITO玻璃导电一面；所述纳米枝状金层通过电化学法沉积到所述金层上；所述超疏水表面通过溶液浸泡修饰在所述纳米枝状金层上；所述超疏水表面上设有用于固定微液滴的超亲水位点。

进一步的，将具有所述纳米枝状金层的ITO玻璃浸泡在乙醇和叔十二硫醇的混合溶液中，取出并用乙醇冲洗，自然风干得到所述超疏水表面；通过光掩模板法用等离子清洗仪照射，未被模板遮住的区域超疏水表面修饰被破坏变成所述超亲水位点。

进一步的，所述超疏水表面的基底接触角为151.9±1.6°；所述超亲水位点的亲水表面接触角为0°。

进一步的，所述超亲水位点的直径尺寸为0.5-2.0mm。

本发明还提供了一种超浸润高灵敏电化学微芯片的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、制备纳米枝状金基底：将ITO玻璃洗净干燥，利用磁控溅射方法在ITO玻璃导电一面沉积一层钛，再沉积一层金；将沉积得到的ITO/Ti/Au基底浸泡在氯金酸溶液中，用电化学沉积的方法得到纳米枝状金基底；

步骤二、修饰超浸润表面：将得到的纳米枝状金基底浸泡在具有乙醇和叔十二硫醇的溶液中12-24 h，取出并用乙醇冲洗，自然风干得到超疏水基底；通过光掩模板法用等离子清洗仪照射，未被模板遮住的地方超疏水修饰被破坏变成超亲水位点。

进一步的，步骤一中，所述电化学沉积采用三电极体系进行，以ITO玻璃为工作电极，铂片为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极。