长春三共面叉指电极

在电化学电极试验中，循环伏安法是施加在电极上的电压按一定速度进行电位的扫描电极则会产生电流，将该过程加以循环测得电位-电流关系，该方法也叫做CV法。该电流与施加的电位存在对应关系，将此关系进行记录并分析的方法成为电位扫描法电化学中氧化还原体系的循环伏安法测定步骤如下:1、选择溶解、电解质、工作电极、参比电极、辅助电极；2、配制电解液，连接电极测定回路；3、通氮气除去溶液中的氧离子；4、设置电位幅值、扫描速度；5、测试时从初始电位开始，到电位峰值结束，再反向扫描到初始电位。微间距叉指阵列电极为基础电极，结合酶的生物催化银沉积反应来放大分析信号。长春三共面叉指电极

丝网印刷银/氯化银电极用作参比电极时，其性能一般通过电位稳定性、电位漂移率、使用寿命、水合期、保质期等来表征。此外由于银/氯化银电极还可用作生物医用电极，所以当丝网印刷银/氯化银电极用作医用电极时，接触阻抗、信噪比等也可对电极性能进行表征。电位稳定性是指其电位随时间的波动性，波动性越小稳定性越好，参比电极和医用电极的稳定性都直接影响着测量的准确性与可靠性。电极的漂移率指的是其电势在恒定条件下改变的速率，漂移率越低，电极性能越好。使用寿命是指银/氯化银电极在维持工作状态下的有效时间。使用寿命根据应用而存在不同，所需寿命通常可以在几分钟到一年的范围内。如在分析化学中所需电极是一次性的，则其使用寿命可能是几分钟，而对于某些需长期检测的应用而言，其使用寿命应至少几个月。Pt叉指电极研发合作叉指电极采用微电子机械系统(MEMS)工艺制备，集成结构为叉指阵列分布的工作电极和对电极。

加工后的芯片为划片后用金线将芯片上的焊盘和 PCB 板底座上的焊盘导通，PCB 上有和外界处理电路相连的接口。焊盘处用环氧树脂封装，避免暴露而引入噪声，同时固定腔体用于培养细胞。采用电镀铂黑的方法来提升电极比表面积，在电镀前，芯片表面用酒精和去离子水交替清洗，直至显微镜下观察到电极上无异物并呈亮金色。电镀铂黑的溶液出 1%的氯酸和0.01%的醋酸铅配制而成。以微电极为工作电极，Ag/AgCI 电极为参考电极，铂电极为对电极，恒电位工作仪产生的直流恒电压 0.01mV 为工作电压，根据电极大小控制时间，直径为30um的电极所需电镀时间约为20~25s。电镀后电极位点表面早黑色棉絮状,明显增加了电极表面的粗糙程度。处理后的芯片可用纯水清洗，去除离散的铂黑微粒，浸于纯水环境中，并避光保存，避免芯片表面生长微生物而受到污染。

电化学传感器是一种通过传感器与水体中相关物质发生电化学反应来定量测量的一种检测 手段，以电极为载体，当水体中某些粒子与电极表面 的物质发生电化学反应时，其中交流阻抗法是通过电极间的阻抗值来反映水溶液的特定物质浓度的变化，从而可以实现实时测量。目前，传感器逐步走向小型化和集成化的方向，其中叉指电极具有阻抗低，快速建立稳态信号，信噪比高等优点。现有研究表明，叉指电极的宽度、间距和厚度都是会影响传感器灵敏度的重要参数。电极阵列导电层与生物组织无需直接接触就能够通过电容耦合的形式对生物信号进行采集。

叉指电极的电极部分作为电化学检测时的平台和电子传递的通道，一般使用惰性导电材料，用金、铂、铝、银、ITO、铬、碳等。电极材料的选择与电极的应用、检测介质的成分和检测环境对材料的影响以及制造工艺的可行性相关，需根据实际应用情况进行选择。例如，ITO 导电玻璃电极因其透光性好、电阻低常被用于光电子器件，金电极能够减少氧化产物，促进氧化还原循环常被用于污染物的检测。目前，金仍然是电极制备的常用金属，它突出的电学特性，可以提升微电极的导电性能，且兼具无毒，亲和生物材料能够偶联疏基的特性使其拥有难以比拟的应用优势。碳材料具有较宽的电位窗口而且形态多样，有些甚至具有其他材料没有的电学性能，因而在电极制备中是非常理想的电极材料。目前，多种新型碳基材料被用于微电极的制备，并对微电极传感器的性能改进起到了重要作用。柔性叉指电极具有可弯折、可延展等特性，可以模仿皮肤。天津石英叉指电极

Si 基 Pt 薄膜生物叉指电极具有耐腐蚀性和生物相容性。长春三共面叉指电极

溅射或蒸发工艺后的金属层表面光滑，微米尺寸的电极具有较大的基线噪声和波动，因此增加电极的比面积可以增加电极和溶液的有效接触面积，从而来降低电极的阻抗和噪声。通常所采用的电极表面修饰材料有: TiN、Ir、铂黑碳纳米管等，在修饰到裸金或铂电极上后，电极表面出现纳米结构，增加了电极表面的粗糙度。TiN 通过反应溅射法在氮气和氟气混合气体中粘附到金或铂电极上， TiN 具有规则的柱状纳米结构，表现出稳定的电学和机械特性，被采用在商业化生产的叉指电极上。相比之下，采用阴极氧化方法加工的Ir虽然具有较大的表面电荷负载，但是其电荷注入能力较差，不适合用于刺激电极，此外其电学特性不稳定，表面是现不规则的龟裂结构。出于铂黑采用恒电流或恒电压电镀方法修饰到电极表面，装置和电镀液成本较低，操作简单，较多采用。电镀铂黑后的电极表面出现棉絮状的纳米结构，比面积达到电极几何面积的 10~100 倍，在实验中具有较好的效果。然而相比TiN，电极表面的铂黑颗粒容易脱落，电极寿命较短。长春三共面叉指电极

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