[发明专利]一种喷墨印刷制备微电极阵列传感器的方法及其应用

说明书

本发明涉及一种喷墨印刷制备微电极阵列传感器的方法，其中微电极阵列传感器由工作电极、对电极和参比电极组成，其中工作电极由基底层、工作电极金电极层、工作电极印刷银电极层、电极防水层和生物敏感层构成，对电极由对电极金电极层、对电极印刷银电极层和对电极防水层构成，参比电极由参比电极金电极层、参比电极印刷银电极层和参比电极防水层构成，通过喷墨印刷方法制备，本发明所得微电极阵列传感器可以作为DO传感器，温度传感器，pH传感器和电导率传感器应用于废水处理领域中，对多种水质参数进行实时检测。微电极阵列传感器结构紧凑，尺寸较小，其具备精度高，响应快，制备过程简单，可控性强且成本低廉的优势。

技术领域

本发明属于传感器制备技术领域，具体涉及一种电化学生物传感器制备方法及其应用，特别涉及一种喷墨印刷制备微电极阵列传感器的方法及其在废水处理领域的应用。

背景技术

电化学生物传感器是指由生物材料作为敏感元件，电极作为信号转换元件，以电势或电流作为检测信号的传感器。由于电化学生物传感器具有检测限低，灵敏度高，操作简便，低成本等优点，近年来广泛应用于临床检验，环境分析，食品安全，药物分析等领域。

目前，电化学生物传感器电极的主要制备方法为物理刻蚀法和丝网印刷法。中国专利CN1584575公开了一种电化学生物传感器及其制造方法，所述电化学生物传感器的圆形工作电极和圆弧形参比电极分别由丝网印刷、磁控溅射、真空蒸镀的方法进行制备，采用涂覆的方法涂覆绝缘漆以制备绝缘层。中国专利CN1584575公开了一种一次性使用电化学生物传感器的制作方法，在绝缘基材上刻割出所需要图形，形成掩膜，利用微机械加工技术的溅射方法制备所需电极。

微电极阵列(MAE)是指由多个电极束在一起所组成的外观单一的电极，其电流是各个单一电极电流的加和。该类电极保持了原来单一电极的特性，又可以获得较大的电流强度，提高了测量的灵敏度。微电极阵列独特优点使其具有良好的应用前景，已用于流动分析、色谱、电泳的检测器。微电极阵列传感器是一种新型的电化学生物传感器，目前主要应用于医疗检测和水质监测领域。使用传统的物理刻蚀法和丝网印刷法制备微电极阵列传感器时，不但制备过程均十分繁琐，还存在可控性差，精度低且成本高的缺陷，直接影响器件性能。如能探索将喷墨印刷技术应用到电化学生物传感器电极的制备中，这是一种新的尝试，具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种喷墨印刷制备微电极阵列传感器的方法，还提供了其在废水处理领域的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种喷墨印刷制备微电极阵列传感器的方法，包括以下步骤：

A、将尺寸为20×25cm的聚氯乙烯薄膜以压板固定于喷墨打印机中，真空环境下升温至35℃，得到所需基底；

B、将构成工作电极金电极层、对电极金电极层或参比电极金电极层的材料以8％的质量百分浓度按照预设形状和位置喷墨打印于步骤A所得基底上，升温至200℃持续加热3分钟，依次得到工作电极金电极层、对电极金电极层或参比电极金电极层；

C、将步骤B所得薄膜以去离子水冲洗，再将构成工作电极印刷银电极层、对电极印刷银电极层或参比电极印刷银电极层的材料以8％的质量百分浓度按照预设形状和位置喷墨打印于步骤B所得工作电极金电极层、对电极金电极层或参比电极金电极层上，150℃持续加热10分钟，依次得到工作电极印刷银电极层、对电极印刷银电极层或参比电极印刷银电极层；

D、将构成电极防水层、对电极防水层或参比电极防水层的材料以8％的质量百分浓度按照预设形状和位置喷墨打印于步骤C所得工作电极印刷银电极层、对电极印刷银电极层或参比电极印刷银电极层上，再按照预设形状和位置将质量百分浓度为0.05％的葡萄糖氧化酶水溶液喷墨打印于工作电极印刷银电极层上，200℃持续加热3分钟，依次得到电极防水层、对电极防水层或参比电极防水层，得到间距为3cm的微电极阵列传感器；