[发明专利]一种微环电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微电极制备领域，涉及一种微环电极及其制备方法。

背景技术

超微电极又称作微电极，是指电极的一维尺寸为微米或纳米级的一类电极(通常至少一个维度要小于25微米)，由Wightman和Fleischmann等人引入到电分析化学领域中[Wightman R M,Microvoltammetric Electrodes[J].Anal.Chem.1981，53(9)：1125A-1134A；Fleischmann M，Pons S.The Behavior of Microelectrodes[J].Anal.Chem.，1987,59(24)：1391A-1399A]。微电极具有充电电流较小、质速率快、电子输运率较高、RC常数较小及欧姆降较小、高的信噪比等常规电极无法比拟的特性，因此可满足电化学分析在特殊场合下的应用。微电极的应用促进了电分析化学领域的飞速发展，使电分析化学在化学介质、方法学研究、时间和空间方面得到很大程度的扩展。为了更好地将微电极应用于生命科学领域，减少活体检测时对生命组织的损害，以及开展单细胞探测，需要进一步减小工作电极的有效尺寸。贵金属超微电极可用于化学分析、环境科学和生物医药等许多领域的研究，但因其制备不易，特别是尖端仅为几个微米或者亚微米的电极的制备报道不多，使其研究及应用受到极大限制。

目前对于小尺寸贵金属微电极的制备主要是先将不同的电极材料如金、铂、银、镍、钨等材料固定于绝缘支撑体内部形成微电极，再运用等离子轰击法[Zhang X,Zhang W,Zhou X,et al.Fabrication,characterization,and potential application of carbon fiber cone nanometer-size electrodes[J].Anal.Chem.1996,68(19):3338-3343]或者交流电刻蚀法[Woo D H,Kang H,Park S M,et al.Fabrication of nanoscale gold disk electrodes using ultrashort pulse etching[J].Anal.Chem.2003,75(23):6732-6736]将一根较粗的金属丝(如几十个微米直径)“削去”一部分变成微米或者纳米级的微电极，该“自上而下”的制备方法需要专用的设备和装置，同时也只能得到盘状为主的微电极。

发明内容

本发明的目的是提供一种微环电极及其制备方法。

本发明提供的制备金材料微电极及其微电极阵列的方法，包括如下步骤：

1)在注射泵的推动作用下，清洗支撑体后，用羟基化试剂对支撑体的内壁进行羟基化，再在羟基化后的内壁表面固定一层聚多巴胺膜，用水清洗后，推入纳米金溶胶或纳米铂溶胶，再用水清洗后，推入由氯金酸或氯铂酸与盐酸羟胺组成的混合液，即在所述支撑体的内壁沉积而得一层金膜或铂膜；

所述支撑体为单个微电极的支撑体或微电极阵列的支撑体；

2)将步骤1)所得沉积有金膜或铂膜的支撑体烘干，将铜丝插入支撑体内与金膜或铂膜接触后，将支撑体的尖端和尾端密封，固化，得到所述微电极和/或微电极阵列。

上述方法的步骤1)中，构成所述支撑体的材料为玻璃或石英；

所述支撑体为带有微米级尖端的毛细管；

所述微米级尖端的直径具体为5-50μm；

所述金膜或铂膜的厚度为200nm-2μm，具体为2μm。

所述单个微电极的支撑体是按照如下步骤制备而得：将一根直径为1mm的玻璃毛细管或者石英管在拉制仪上拉制得到微米级的尖端。

所述步骤1)清洗步骤中，清洗所用溶剂均依次为丙酮和去离子水；所述丙酮和去离子水的体积均为1.0-6.0mL，具体为1.5mL或2.0mL；清洗的流速均为10-25μL/min，具体可为20μL/min；

所述羟基化步骤中，所用羟基化试剂由体积比为7：3的浓硫酸和双氧水组成，也即piranha溶液，所述浓硫酸的质量百分浓度为98％，所述双氧水的质量百分浓度为30％；羟基化的时间为10min-30min；