[发明专利]一种用于生物分子检测的导电高分子微针电极及其制备方法

权利要求书

1.一种用于生物分子检测的导电高分子微针电极，其特征在于，包括：高分子固体微针、惰性金属层和固定有生物活性分子的导电高分子薄膜层。

2.根据权利要求1所述的用于生物分子检测的导电高分子微针电极，其特征在于，所述微针电极的灵敏度是通过改变微针材料、微针长度、微针底部直径、微针长径比、微针之间的距离以及导电高分子膜厚度中的一种或多种来实现的。

3.根据权利要求2所述的用于生物分子检测的导电高分子微针电极，其特征在于，所述高分子固体微针的针体和底座由生物可降解的高分子材料一体化成型制成；所述高分子固体微针的材料包括聚乳酸、左旋聚乳酸和聚羟基乙酸中的一种或多种；所述的高分子固体微针的针体长度在200-1000微米之间；所述的高分子固体微针的底座直径在10-800微米之间。

4.根据权利要求3所述的用于生物分子检测的导电高分子微针电极，其特征在于，所述惰性金属层通过溅射、喷涂、浸涂和沉积中的一种方法制备得到，包括金、银、铂、钯、铱和氧化铟锡中的一种或多种，所述惰性金属层的厚度在1-10微米之间，制作方法为在固体微针底座上覆盖一层掩膜，只在微针针体和底座上掩膜未覆盖的区域涂覆有惰性金属层，所述的涂覆在微针底座上的惰性金属层包括用于外接电路的触点或导电线路。

5.根据权利要求4所述的用于生物分子检测的导电高分子微针电极，其特征在于，所述固定有生物活性分子的导电高分子薄膜通过电化学聚合方法制成，直接将生物活性分子或生物活性分子溶液添加到含有导电高分子单体和其掺杂剂的溶液中，通过电化学聚合的方法一步聚合得到固定有生物活性分子的导电高分子薄膜；所述电化学聚合方法包括循环伏安法、恒电位法、恒电流法、动电位扫描法、脉冲法中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的用于生物分子检测的导电高分子微针电极，其特征在于，所述导电高分子薄膜层由聚苯基乙烯、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩及其衍生物中的一种或多种构成，厚度在1-200微米之间。

7.根据权利要求6所述的用于生物分子检测的导电高分子微针电极，其特征在于，所述导电高分子薄膜所使用的掺杂剂为氯离子、硫酸根、硝酸根、四氟硼酸根、对甲苯磺酸盐、蒽醌磺酸、聚乙烯硫酸盐、聚乙烯醇、苯碘酸和聚苯乙烯磺酸盐中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的用于生物分子检测的导电高分子微针电极，其特征在于，所述生物活性分子是酶、蛋白质、微生物和DNA中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的用于生物分子检测的导电高分子微针电极，其特征在于，所述微针电极中的微针是单个微针、微针阵列和微针组合图案中的一种或多种。

10.一种用于生物分子检测的导电高分子微针电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)用模板法制备带有底座的高分子固体微针或固体微针阵列；

(2)将具有电路图案的掩膜覆于微针底座，采用溅射、喷涂、浸涂或沉积方法在固体微针针体及其底座上覆上惰性金属层，其厚度在1-10微米之间，然后移去掩膜；

(3)配制含有导电高分子单体和掺杂剂的溶液，将生物活性分子或生物活性分子溶液加入到配制好的溶液中，混合并搅拌均匀，然后将混合均匀的溶液加入到电解池中；

(4)将带有底座的固体微针完全浸入电解池中，将工作电极与惰性金属层相连，采用循环伏安法、恒电位法、恒电流法、动电位扫描法或脉冲法进行电化学聚合20-1000min，之后从电解池中取出固体微针，即可得到固定有生物活性分子的导电高分子微针电极。