[发明专利]一种微电极集成传感芯片及其在水质有机污染物快速检测中的应用

说明书

本发明提供了一种微电极集成传感芯片及其在水质有机污染物快速检测中的应用。本发明将多个微电极集成在传感芯片电极基板的同一检测区域，与电极基板背面的电极触点导通相连，并通过在微电极表面修饰纳米多孔金属修饰层实现电化学无酶检测和三电极体系电极触点导通实现了一次性同时检测多个指标的目的，并在微电极周围设置微型围坝避免检测溶液溢出检测范围造成干扰。传感芯片可用于水质有机污染物快速检测。

技术领域

本发明属于电化学检测领域，具体涉及一种微电极集成传感芯片及其在水质有机污染物快速检测中的应用。

背景技术

水质安全是国家关注的重中之重，水环境安全是保证饮用水安全的根本，其中有机物污染是水质分析中无法避免的问题。水中有机污染物的浓度很低，例行的水质分析不易检出。目前用于水中有机污染物检测的方法有：气相色谱法、气相色谱-质谱联用法、气相色谱与傅里叶变换红外光谱联用法、高效液相色谱法、液相色谱-气相色谱联用法等。然而以上分析方法存在测试所需时间较长、响应不及时、测试时需要使用试剂造成二次污染等问题。

即时检测拥有快速、便捷、节约成本等特点，具体表现为即时得到检测结果，单体检验成本降低，满足在最短时间内得到准确检验结果的要求，在生物医疗和环境监测等领域中逐渐得到广泛应用。

目前最新型的即时检测化学传感仪器产品可实现多个样本同时进行检测，大幅节省检测时间，同时使得即时检测更为快捷。即时检测器件多采用生物传感器来实现，通过将生物酶分子固定于微型分析器件的固相界面，特异性识别分析物后采用电化学或光学方法进行检测，并立即给出读数。

将电化学检测方法应用于水质检测，具有实现一次性同时检测多个物质指标的目的，同时避免使用生物活性酶，克服酶易失活的问题，具有稳定性好，成本低，简单，重现性好的优点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微电极集成传感芯片及其在水质有机污染物快速检测中的应用。

本发明的目的是提供一种微电极集成传感芯片，传感芯片正面设置有检测区域，背面设置有电极触点区域；检测区域设置有多个微电极模组，微电极模组集成有多个微电极，具体以对电极为中心，周围分布有多个工作电极和参比电极，其中微电极模组中的工作电极和对电极间的距离为0.20～0.25mm，相邻工作电极间距为1.0～1.5mm

电极触点区域集成有多个电极触点，电极触点与微电极数量相同，微电极和电极触点对应导通相连。

检测区域位于传感芯片下端，电极触点区域位于传感芯片上端，检测区域和电极触点区域不重叠。

微电极中的工作电极包括电极层和修饰层，其中电极层包括电极基底、导电内层和反应层，修饰层为纳米多孔金属修饰层。

工作电极电极层的电极基底为Cu层，导电内层为Ni层，反应层为Au层；其中Cu层厚度为10.0～15.0μm，Ni层厚度为2.0～5.0μm，Au层厚度为0.05～0.10μm。

工作电极修饰层包括纳米多孔金层和纳米修饰层，其中纳米多孔金属层包括纳米多孔金、纳米多孔银、纳米多孔铜；纳米修饰层包括金属氧化物、金属、合金、聚合物、碳材料。

其中纳米修饰层可以为在纳米多孔金属表面修饰的金属氧化物，如氧化铈；金属，如钯粒子和稀土元素；合金，如钴硫合金、钴磷合金；碳材料如石墨烯等。

在工作电极表面修饰了纳米多孔金层的前提下，修饰纳米修饰层，进一步提升电极灵敏度和准确性，同时不需要对待测液体进行前处理，可快速得到检测结果。

参比电极表面修饰银-氯化银或多孔银-氯化银，对电极表面修饰铂。