[发明专利]一种用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器及制备方法

说明书

一种用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器及制备方法，使用导电基底、透气膜层和电解质层制备出适用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器，并实现了对电解质溶液中溶解氧的检测。本发明中导电基底可为丝网印刷电极、磁控溅射电极等常用材料的电极，溶解氧电化学传感器可根据需匹配的微流控芯片设计，切割成任意大小，形状和厚度；该溶解氧电化学传感器制备好后为全固态电极，储存方便，电极的制备过程简单，可操作性强；该溶解氧电化学传感器的透气膜层溶液与电解质膜层溶液配置好后可室温长期储存，节约成本；使用不同绝缘材料和导电材料的导电基底制备成的溶解氧电化学传感器，在溶解氧浓度在1～20mg/L范围内具有良好的线性响应。

技术领域

本发明涉及一种用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器及制备方法，属于微流控技术领域。

背景技术

溶解在水中的分子态氧称为溶解氧。人体血清中存在溶解氧，溶解氧由肺部吸入经毛细血管进入到血液中，由血液传送给身体各部位器官或细胞使用。许多临床疾病会造成人体缺氧，这将直接影响人体细胞的正常新陈代谢，进而危害人体器官，严重的还会威胁人的生命。所以动脉血氧浓度的实时监测在临床救护中非常重要。

微流控技术的产生和发展为溶解氧的检测开辟了新途径，微流控芯片是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程，操作简便，响应时间快，适用于多个项目联检。现阶段，对于如何提高溶解氧在血液中的检测效率与准确度，减小监测成本，研发人员一直致力寻求一种简单、经济、快速的用于微流控芯片溶解氧检测技术方案。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器及制备方法，实现血液中溶解氧的高效率与准确度检测，减小溶解氧检测成本。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器，包括由绝缘材料和导电材料形成的导电基底，所述导电材料覆盖于所述绝缘材料的表面，导电材料的表面覆盖有电解质层，所述电解质层的表面覆盖有透气膜层。

作为用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器的优选方案，所述导电基底的绝缘材料为硅板、PET或PMMA；所述导电基底的导电材料为金、铂、碳或银。

作为用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器的优选方案，所述电解质层为明胶，所述明胶采用皮明胶或骨明胶，明胶的胶强度为100～300g Bloom。

作为用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器的优选方案，所述透气膜层为对气体具有通透性的材料，透气膜层选用K-value为55～72的聚氯乙烯、有机硅氧烷和乙酰基含量为37％～42％的醋酸纤维素中的一种。

作为用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器的优选方案，所述导电基底采用丝网印刷电极、磁控溅射电极、喷涂电极、蒸镀电极或化学电镀电极中的一种。

本发明还提供一种用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器制备方法，包括以下步骤：

预先配制电解质层溶液，称取定量的明胶在磁力搅拌的条件下加入到配制好的电解质水溶液中，磁力搅拌0.5～1小时，将明胶完全溶于电解质水溶液配制成10％～20％的电解质层溶液；

将电解质层溶液均匀地覆盖在导电基底上，于烘箱内37℃烘干3小时以上；

预先配制透气膜层溶液,称取定量的透气膜材料，在磁力搅拌的条件下加入到有机溶剂中，磁力搅拌0.5～2小时，使透气膜材料完全溶于有机溶剂配制成5％～20％的透气膜层溶液；

将透气膜层溶液均匀地覆盖在电解质层表面，于20～25℃通风橱内晾干0.5～4小时，制成适用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器。

作为用于微流控芯片的溶解氧电化学传感器制备方法的优选方案，所述透气膜层溶液的有机溶剂为环己酮、苯丙酮、氯仿或丙酮。