[发明专利]一种直立石墨烯电化学微电极结构

说明书

本发明公开一种直立石墨烯电化学微电极结构，该微电极结构包括：绝缘基底、工作电极、对电极、参比电极和亲水生物相容性包覆膜，所述绝缘基底上方依次设有所述工作电极和所述对电极，所述绝缘基底下方设有所述参比电极；所述工作电极、所述对电极和所述参比电极的一端均包覆有所述亲水生物相容性包覆膜，另一端均通过接线端子与检测仪器相连接；所述工作电极为直立石墨烯电极，所述工作电极表面根据测试指标物质复配相应的生物蛋白。本发明通过在电极表面覆以亲水生物相容性包覆膜，可用于人体皮下生物指标的动态监控，直立石墨烯电极作为工作电极，检测灵敏度高，稳定性强，并可根据需求增加工作电极，实现多个参数的同时检测，提高了检测效率。

技术领域

本发明涉及电化学测量电极技术领域，尤其涉及一种直立石墨烯电化学微电极结构。

背景技术

微电极指的是：电极的几何结构中至少有一个维度的尺寸在微米量级，通常是将直径为数微米的电极包封在一绝缘材料如热固性树脂内，然后将树脂的尖端抛光以露出电极表面。

这类电极的特性在于：

(1)通过的电流小，可用于高内阻(低电导)的电解质溶液；

(2)电极尺寸小，可用于分析测量微量体积的物质；

(3)随着测量时间的延长，扩散过程由线性变为球形扩散。

这些特征使得微电极适宜对电化学反应的细节过程进行精确测量研究。其应用可提高点分析测量的检测极限，适用更广泛的电解质溶液。如将微电极安装在具有三维移动和定位的功能装置上，即可构建扫描电化学显微镜，研究表面微区的电化学反应状态和过程。

微电极中的三电极体系常用于生物传感器的构建以及生化检测中，是电化学检测领域的重要技术。现有的常规三电极体系的微电极，其工作电极一般为印刷碳浆或金属丝等，电极的灵敏度以及稳定性不佳，对于检测灵敏度要求高的生理指标难以实现皮下的动态监控。

针对该问题，本发明提供一种利用直立石墨烯结构作为工作电极的微电极结构，以提高电极的灵敏度和稳定性，并可延长电极的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种直立石墨烯电化学微电极结构，其可应用于人体的皮下动态监测，灵敏度高、稳定性好、使用寿命长；该直立石墨烯电化学微电极结构包括：绝缘基底、工作电极、对电极、参比电极和亲水生物相容性包覆膜，

所述绝缘基底上方依次设有所述工作电极和所述对电极，所述绝缘基底下方设有所述参比电极；

所述工作电极、所述对电极和所述参比电极的一端均包覆有所述亲水生物相容性包覆膜，另一端均通过接线端子与检测仪器相连接；

所述工作电极为直立石墨烯电极，所述工作电极表面根据测试指标物质复配相应的生物蛋白。

进一步地，所述直立石墨烯电极包括：直立石墨烯电极端和第一导电层，所述第一导电层一端连接所述直立石墨烯电极端，另一端连接于所述接线端子上；所述绝缘基底上对应所述直立石墨烯电极端设有若干样本槽。

进一步地，所述直立石墨烯电极端为直立石墨烯薄膜，所述直立石墨烯薄膜的薄膜厚度为0.1～50μm，尺寸为0.1～5μm，直立石墨烯层的厚度0.5～5nm。

进一步地，所述样本槽的数量为1～4，每一所述样本槽的宽度为0.1～300μm，长度为100μm～1mm。

进一步地，所述绝缘基底的厚度为1μm～1mm。

进一步地，所述直立石墨烯电极上方设有第一绝缘层，所述对电极设于所述第一绝缘层上方，所述对电极上方设有第二绝缘层；所述对电极为导电炭浆层、碳纳米管、金属薄片或纳米金属层中的一种。