[发明专利]一种多孔金属修饰表面的微针电极及其制备方法

说明书

本发明公开一种多孔金属修饰表面的微针电极及其制备方法，本发明中，特别在微针本体的表面修饰有多孔金属层，通过多孔金属层中的反应孔来增加微针电极的比表面积，在不增加微针电极体积的前提下为敏感成分提供更多的附着位点，提高微针电极上敏感成分的负载量以及反应面积，最终可以大幅提升所制得的传感器的灵敏度。

技术领域

本发明涉及生化分析技术领域，具体涉及一种多孔金属修饰表面的微针电极及其制备方法。

背景技术

微针（Micro needles）一般指通过微细加工工艺制作的，尺寸在微米级，直径在30～80Lm，长度100Lm以上呈针状的结构，材料可以为硅、聚合物、金属等。微针在生物医学领域有广泛的应用，例如用于生物医学测量系统，药物传输系统及微量采样分析系统等。微针不但体积微小，而且在性能上具有常规方法所不可比拟的特性——精确，无痛，高效，便利。这极大促进了生物医学的发展，使该领域的仪器更具人性化。微针可以轻易穿透人体皮肤角质层，进入表皮层而不影响真皮层的神经组织，所以可以实现无痛给药、无痛检测。相比于聚合物的微针，金属微针具有优良的力学性能，有足够的硬度能轻易刺入皮肤而不弯折，相比于硅材料微针，金属微针表现更好的韧性，不容易脆断，而且金属微针生产成本较低。金属微针有良好的导电性，金属微针作为电极，人体表皮层组织液作为电解液，形成闭合回路，可用于人体皮肤电信号的提取，或是表面修饰的金属微针可电催化葡萄糖，用于检测人体葡萄糖含量。但现有的微针电极普遍具有表面积肖、敏感材料负载量不足的温度，难以用于制备高精度、高敏感度的微针电极。

发明内容

有鉴于此，本发明 提供一种敏感材料负载量大的微针电极。

本发明 的目的通过以下技术实现：一种多孔金属修饰表面的微针电极，包括微针本体，还包括覆盖在微针本体表面的多孔金属层；所述多孔金属层中设有反应孔；所述反应孔相互连通。

本发明中，特别在微针本体的表面修饰有多孔金属层，通过多孔金属层中的反应孔来增加微针电极的比表面积，在不增加微针电极体积的前提下为敏感成分提供更多的附着位点，提高微针电极上敏感成分的负载量以及反应面积，最终可以大幅提升所制得的传感器的灵敏度。所述微针电极采用金属导电材料制成。电极层和多孔金属层一般选用高电导率且化学性质稳定的金属材料制成。

进一步的，所述微针本体和多孔金属层之间还设置有质地均匀的导电层。

导电层可以提高多孔金属层与微针本体的结合强度，一般利用高电导率的材料制备，如铜、银等。

进一步的，所述反应孔的直径为60-100nm；多孔金属层的表面孔隙率为20%-50%。

当多孔金属层的反应孔直径为60-100nm、表面孔隙率为20%-50%，所制得的微针电极其表面可以负载足够多的敏感成分，同时还可以避免孔隙率过高导致多孔金属层的导电性能下降而引发信号衰减。

进一步的，所述多孔金属层的厚度为的厚度为5—50μm。

进一步的，所述微针本体由铜、金、钨、铂、银中的至少一种材料构成；所述多孔金属层为银、铜、金、镍、铁中的一种材料构成。

进一步的，所述微针本体由钨单质或钨铜合金构成；所述导电层为铜层；所述多孔金属层为金层或银层；所述微针本体的长径比为1.5-3.0。

本发明还提供一种制备多孔金属修饰表面的微针电极的方法，包括如下工序：

S1.制备微针本体；

S2.在微针本体上附着合金层；所述合金层中包括至少一种稳定金属和至少一种活泼金属；

S3.去除合金层中的活泼金属，获得多孔金属层。