[发明专利]一种全集成便携式碳纤维微电极电化学传感器及检测系统

权利要求书

1.一种全集成便携式碳纤维微电极的电化学传感器，其特征在于，所述电化学传感器（3）包括碳纤维微电极（31）、连接组件（32）和基底电极（33）；

所述碳纤维微电极（31）由电极测量段（311）、电极保护段（312）和电极连接段（313）顺次连接而成；

所述连接组件（32）为具有厚度且不吸水的条形件，连接组件（32）表面开设有贯通所述条形件厚度方向的检测池（321），同时连接组件（32）上还设有沟道（322）和接触点（323），沟道（322）的端部连通检测池（321），接触点（323）与贯通所述条形件厚度方向的连接点（326）导电连接；

所述基底电极（33）在基底层（331）上印有检测电极体系中除工作电极之外的其他电极，以及检测电极体系中包括工作电极在内所有电极的电极接触点；

所述连接组件（32）能够装配于所述基底电极（33）上，所述碳纤维微电极（31）能够嵌入装配于所述沟道（322）中作为工作电极；三者在装配状态下，检测池（321）的底部开口与基底层（331）上表面贴合形成用于容纳待检测液体的容器；检测电极体系中除工作电极之外的其他电极检测端均位于该容器内，所述电极测量段（311）也伸入所述检测池（321）中，所述电极连接段（313）则依次通过接触点（323）和连接点（326）与所述基底层（331）上工作电极的电极接触点导电连接，形成完整的检测电极体系；

所述碳纤维微电极（31）包括导电连接的碳纤维单丝和金属导线，且碳纤维单丝和金属导线外部同时封闭包裹毛细玻璃管形成电极保护段（312），碳纤维单丝伸出毛细玻璃管的一端作为电极测量段（311），金属导线伸出毛细玻璃管的另一端作为电极连接段（313）。

2.如权利要求1所述的全集成便携式碳纤维微电极的电化学传感器，其特征在于，所述碳纤维微电极（31）表面修饰有金纳米花颗粒。

3.如权利要求1所述的全集成便携式碳纤维微电极的电化学传感器，其特征在于，所述连接组件（32）由3D打印而成，打印材料为树脂、尼龙或硅胶。

4.如权利要求1所述的全集成便携式碳纤维微电极的电化学传感器，其特征在于，所述检测电极体系为三电极体系，所述基底层（331）上印有除工作电极之外的对电极（335）和参比电极（336），同时印有对电极接触点（332）、工作电极接触点（333）和参比电极接触点（334），对电极（335）和参比电极（336）分别与对电极接触点（332）和参比电极接触点（334）导电连接。

5.如权利要求1所述的全集成便携式碳纤维微电极的电化学传感器，其特征在于，所述基底层（331）上的电极采用丝网印刷法、光刻法、蜡印法、喷墨法、绘图法中的一种或多种实现。

6.如权利要求1所述的全集成便携式碳纤维微电极的电化学传感器，其特征在于，所述基底层（331）上的电极采用丝网印刷法实现，印刷材料为碳浆、Ag/AgCl、掺杂石墨烯的碳浆、碳纳米管或普鲁士蓝。

7.如权利要求1所述的全集成便携式碳纤维微电极的电化学传感器，其特征在于，所述连接组件（32）通过可清除的粘胶固定于所述基底电极（33）上。

8.一种全集成便携式碳纤维微电极的电化学检测系统，其特征在于，包括智能设备（1）、电化学信号适配器（2）以及如权利要求1~7任一所述的电化学传感器（3）；所述电化学传感器（3）中各电极的电极接触点均连接电化学信号适配器（2）中的对应触点，由电化学信号适配器（2）作为电化学工作站对所述电化学传感器（3）中各电极的电信号进行处理；所述智能设备（1）中设有与电化学信号适配器（2）匹配的通信接口，能够获取电化学信号适配器（2）输出的检测信号并进行数据的显示和/或处理和/或传输。

9.如权利要求8所述的全集成便携式碳纤维微电极的电化学检测系统，其特征在于，所述智能设备（1）为智能移动设备，所述通信接口为USB接口，所述电化学信号适配器（2）为U盘式的电化学工作站。