[发明专利]三维纸基电化学传感器件其制备方法与应用

权利要求书

1.一种三维纸基电化学传感器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：提供一纤维纸、一上层塑封膜以及一下层塑封膜，所述纤维纸的厚度为0.15～0.25μm，截留粒子尺寸为10～30μm；所述上层塑封膜上具有与所述纤维纸形状一致的开孔，所述开孔的面积小于所述纤维纸的面积；

步骤二：将所述纤维纸夹设在所述上层塑封膜与下层塑封膜之间，使所述开孔与纤维纸保持中心对齐，保证纤维纸与上层塑封膜的开孔边缘具有一定的重叠区域；通过塑封机对夹有纤维纸的塑封膜进行封装，使得所述纤维纸被塑封膜固定住；

步骤三：通过印刷的方式将导电浆料印制在封装好的塑封膜上得到电极，并确保电极的工作区域印在开孔内的纤维纸上；

步骤四：将印制好的电极烘干、消毒处理后，在所述电极的工作区域上修饰(Fe,Mn)₃(PO₄)₂/N-CNRs纳米材料，得到所述三维纸基细胞培养电化学传感器件；

其中，所述(Fe,Mn)₃(PO₄)₂/N-CNRs纳米材料是按如下的方法制备而成：

S1.将氮掺杂多孔碳材料N-CNRs配成浓度为1～3mg/mL的水溶液，超声分散20～80min；所述N-CNRs是按照申请号为201910510602.4的中国专利中记载的方法制备的；

S2.向步骤S1得到的溶液中加入二价Fe盐、二价Mn盐和还原剂，充分溶解后得到混合液，控制混合液中Fe²⁺与Mn²⁺的浓度比为1:1～1:15；

S3.将步骤S2得到的混合液与乙二醇混合，置于50～70℃水浴中，并在不断搅拌的条件下加入磷酸盐溶液，使得溶液中Mn²⁺和Fe²⁺与PO₄^3-的浓度比为3:2；搅拌反应1～5h后，将混合溶液进行离心，得到的沉淀物经洗涤、冷冻干燥，即制得(Fe,Mn)₃(PO₄)₂/N-CNRs。

2.根据权利要求1所述的一种三维纸基电化学传感器件的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述塑封机的封装温度为105～115℃。

3.根据权利要求1所述的一种三维纸基电化学传感器件的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述导电浆料为碳浆、银浆或导电凝胶。

4.根据权利要求1所述的一种三维纸基电化学传感器件的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述烘干温度为80～110℃，烘干时间为3～10min。

5.根据权利要求1所述的一种三维纸基电化学传感器件的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述修饰具体为：将(Fe,Mn)₃(PO₄)₂/N-CNRs纳米材料配制成浓度为2～5mg/mL的溶液，向电极的工作区域上滴加1～3μL所述溶液，干燥后即可。

6.根据权利要求1所述的一种三维纸基电化学传感器件的制备方法，其特征在于，步骤S2中，Fe²⁺和Mn²⁺的总浓度是1～3mM。

7.根据权利要求1所述的一种三维纸基电化学传感器件的制备方法，其特征在于，步骤S2中，控制混合液中Fe²⁺与Mn²⁺的浓度比为1:7。

8.根据权利要求1所述的一种三维纸基电化学传感器件的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述还原剂为抗坏血酸和/或硼氢化钠，添加量为0.5～1.5mM。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的三维纸基电化学传感器件。

10.权利要求9所述的三维纸基电化学传感器件在细胞释放小分子检测中的应用。