[实用新型]一种用于检测水中重金属的微纳传感器

摘要

提供一种用于检测水中重金属的微纳传感器，包括键合成一体的硅基片(21)与玻璃基片(1)，玻璃基片(1)键合面上分别设置消解电极(3)及其阴极铂对电极(4)、检测电极(10)及其检测对电极(9)与Ag/AgCl参比电极(7)，消解电极(3)包括消解基层与消解微柱阵列，检测电极(10)包括检测基层与检测微柱阵列，硅基片(21)键合面上在以上各电极相对应位置分别开设消解池(20)、阴极电极池(16)、检测池(19)、储液腔(17)；构建水样消解处理和检测一体化微芯片，实现现场实际水样中重金属快速手持式检测和分析。

主权项

1.一种用于检测水中重金属的微纳传感器，包括可与玻璃键合的表面为(100)晶面、双面抛光并氧化的硅基片(21)，所述硅基片(21)上面以与其键合的方式覆盖有Pyrex7740玻璃基片(1)，二者键合成一体；其特征在于，所述玻璃基片(1)键合面上分别设置用于将待测水样中重金属消解成离子态的消解电极(3)及其阴极铂对电极(4)，用于检测消解后水样中重金属含量的检测电极(10)及其检测对电极(9)与Ag/AgCl参比电极(7)，所述消解电极(3)包括厚度为纳米级的块状消解基层与设置其上面的消解微柱阵列，消解基层包括先后由lift-off工艺形成的块状铂基层与二氧化铅电镀层，每个消解微柱包括消解微柱芯与溅射在消解微柱芯表面的纳米金层；所述阴极铂对电极(4)为由lift-off工艺形成的厚度为纳米级的块状铂基层；所述检测电极(10)包括厚度为纳米级的块状检测基层与设置其上面的检测微柱阵列，检测基层包括由先后二次lift-off工艺形成的铂基层与金基层，每个检测微柱包括检测微柱芯与溅射在检测微柱芯表面的纳米金层；所述检测对电极(9)为由lift-off工艺形成的厚度为纳米级的开放环状铂层，环绕在检测电极(10)外周；所述玻璃基片(1)键合面上各电极还设置有由lift-off工艺形成的厚度为纳米级的铂电极引线(27)至玻璃基片(1)边缘；所述硅基片(21)键合面上在消解电极(3)、阴极铂对电极(4)、检测电极(10)、Ag/AgCl参比电极(7)相对应位置分别开设消解池(20)、阴极电极池(16)、检测池(19)、储液腔(17)；消解池(20)、阴极电极池(16)之间开设通道槽(15)，玻璃基片(1)在消解电极(3)、阴极铂对电极(4)之间处开设注入孔(5)与通道槽(15)相通，通道槽(15)内填有经注入孔(5)注入的饱和kcl琼脂溶胶；消解池(20)、阴极电极池(16)分别开设进水细槽(13)并交汇于总进水细槽(14)，玻璃基片(1)上开设进水孔(2)与总进水细槽(14)相通；消解池(20)与检测池(19)之间开设中间细槽(22)作为消解后水样通道；所述玻璃基片(1)上开设有与所述储液腔(17)相通的注液孔(8)，所述储液腔(17)中储存有经注液孔(8)注入的氯化钾饱和溶液，所述注液孔(8)用密封胶封装；检测池(19)与储液腔(17)之间多条纳米槽(18)，作为待测水样与氯化钾饱和溶液相接触双方进行离子交换的纳米通道。/n