[发明专利]一种石墨烯三维微电极阵列芯片、方法及其应用

摘要

本发明涉及一种石墨烯三维微电极阵列芯片、方法及其应用。其特征在于所述的利用负性光刻胶制作微柱阵列，在微柱阵列上覆盖单层石墨烯薄膜制作出微电极阵列；所述的微电极芯片包括透明的石墨烯三维电极阵列区域和外围金电极引线引脚两部分。微电极位点为三维凸起。三维的微电极丘形状(或称为丘陵状)微电极结构利于刚性的微电极位点与柔软的细胞或组织形成紧密的电学耦合，加上石墨烯优异的电学特性，能够提高微电极阵列的电生理检测灵敏度。另外，制作在透明基底上的石墨烯三维微电极阵列便于用倒置显微镜进行观察，便于多种细胞显微成像方法的应用以及结合微流控芯片使用。

主权项

一种制作石墨烯三维微电极芯片的方法，其特征在于具体步骤是：(1)清洗基底：使用Phiranha溶液清洗硅片、石英片或硼硅玻璃片，再用去离子水冲洗干净，氮气吹干，氧等离子体处理5分钟；(2)用Lift‑off剥离工艺制作微电极阵列区域外电极引线和引脚：在基底上旋涂AZ4620，光刻工艺进行图形化，然后溅射钛/金金属层，用丙酮去除光刻胶，留下金属图层；(3)三维微柱阵列制作：旋涂负性光刻胶，控制转速2500‑3500r/min，光刻显影后，经过固化，形成微柱阵列；(4)石墨烯转移：使用化学气相沉积制备单层石墨烯薄膜，得到铜/石墨烯/聚甲基酸甲酯复合薄膜；该复合薄膜用过硫酸铵浸泡腐蚀铜箔，待铜被完全腐蚀后，留下支撑层石墨烯/聚甲基酸甲酯薄膜；再用去离子水漂洗薄膜，再将完整的薄膜转移到三维微柱阵列上，覆盖阵列并与金电极引线接触；静置一段时间后，用85℃烘箱烘30分钟，然后在丙酮溶液中浸泡去除聚甲基酸甲酯；最后用乙醇、去离子水依次清洗基底；(5)制作石墨烯微电极：旋涂AZ4620P光刻胶，通过光刻和氧等离子体刻蚀制作石墨烯图形，然后用丙酮去除光刻胶，依次用乙醇、去离子水对基底进行清洗；(6)制作电极绝缘层：旋涂SU8 3005，进行光刻、显影，暴露出石墨烯微电极位点和金电极引脚。