[发明专利]电化学磁性生物传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及电化学分析领域，具体涉及电化学磁性生物传感器及其制备方法，该电化学磁性生物传感器包括有磁层，所述磁层位于工作电极与电极基片之间，所述磁层的面积略小于工作电极面积。本发明所公开的电化学磁性生物传感器将磁场整合到传感器电极体系中，相比于传统印刷电极结构，多了一层强磁性的磁层，从而不仅避免外加提供磁场的设备，方便使用，而且能够使得其提供的磁场区域能有效集中作用于工作电极表面。同时，在本发明中通过控制磁层面积，使得工作电极与电极基片配合封闭磁层，有效阻隔磁层与测试液的接触，保留了工作电极单纯的电化学性能。

技术领域

本发明涉及电化学分析领域，具体涉及电化学分析用装置及其制备方法，更为具体的说是涉及电化学磁性生物传感器及其制备方法。

背景技术

电化学分析方法是根据物质在溶液中和电极上的电化学性质为基础建立起来的一种分析方法。电化学分析通常采用三电极体系，包括工作电极、参比电极和对电极。由于分离式电极在实践中操作不便、携带不易，因此一种集成式的电极应运而生。这种集成式的电极将工作电极、参比电极、对电极通过印刷的方式集成在一起，并且尺寸可以根据使用目的进行任意设计，在实际工作大大方便了电化学分析操作。

近年来，磁性纳米颗粒由于其纳米颗粒的界面效应，能在其表面链接生物活性基团，具有良好的生物相容性。同时由于其具备磁导向性，能在外加磁场作用下将生物活性分子定位于电极表面，因此可以在外加磁场作用下将生物活性分子定位于电极表面。目前较为常见的方式是在工作电极下方放置磁铁，从而形成磁场用以固定磁性纳米颗粒。但是，这种方式存在以下缺陷：

第一，由于需要在分析操作时构建外加磁场，因此需要额外进行操作，给检测带来不便；

第二，外加磁场的区域不易控制。为了保证磁性纳米颗粒仅固定在工作电极上，就需要严格控制溶有磁性纳米颗粒的修饰液的涂覆区域，这就造成此种电化学磁性生物传感器在制作工艺繁琐，生产效率低。

因此，一种新的替代外加磁场的技术方案是本领域技术人员目前研究的热点。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种能够替代外加磁场的电化学生物传感器。为了实现这一发明目的，主要需要解决两个技术问题，第一，如何将磁层集成在电化学磁性传感器上，并且避免由于磁性材料与测试液接触所造成的干扰；第二，如何保证集成在电化学磁性生物传感器上的磁性浆料提供足够的磁性，满足工作电极吸附磁性纳米颗粒的需要。

为了解决上述技术问题，本发明公开了电化学磁性生物传感器，该电化学磁性生物传感器由下至上依次包括有电极基片、电极层和绝缘层，所述电极层为包含工作电极、参比电极和对电极(辅助电极)的电极体系，其上还设置有连接三电极的导轨；还包括有磁层，所述磁层位于工作电极与电极基片之间，所述磁层的面积略小于工作电极面积。

在本发明中通过将磁层设置在工作电极与电极基片之间，从而可以通过磁层提供工作电极需要的磁场，替代外加磁场。同时，由于磁层被集成在工作电极与电极基片之间，因此可以将磁场区域有效集中在工作电极处。更为重要的是，在本发明中通过磁层的面积控制，使其略小于工作电极面积，从而可以在集成后被工作电极封闭，避免磁层与测试液接触。

优选的，磁层与工作电极同心固定。这里所说的同心固定是指二者的几何中心重合。譬如当其均为圆形时，二者的圆心重合。

优选的，所述电极基片为柔性材料，进一步优选的，所述电极基片为惰性材料，优选柔性PET片材。这里PET片材的外观可以是不透明的，譬如呈白色，也可以是透明的。

在一个优选的技术方案中，所述略小于是指磁层的半径小于工作电极的半径0.05mm-0.5mm；更为优选的所述磁层的半径小于工作电极的半径0.1mm。

当磁层与工作电极同心固定后，二者的半径差形成一个特定宽度的圆环。这个半径的宽度为0.05mm-0.5mm，优选的这个半径的宽度为0.1mm。