[发明专利]一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器技术领域，特指一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法。

背景技术

传统化学传感、物理和生物传感器一般都只是获得其单一的信号，如通过传感器检测过程中电阻变化、电位变化等获取电信号，通过其检测过程中对光的吸收、散射获取光信号等，能否在同一传感器上，在其检测过程中既获取光信号，又获取电信号，这样不但能提高传感器的灵敏性，还可以提高传感器的鲁棒性。

色素类传感器是近年来兴起的一类化学传感器，即通过传感器与化合物接触过程中颜色变化来实现检测。如“色敏气体传感器阵列的制作方法(中国专利:CN101074931)”，使“气味看得见”，该专利中只得到了传感器的光信号。分析敏感元件与所检测的化合物接触时颜色变化的深层次原因是，反应会产生电荷耦合引起色素分子电子云电荷偏移，这种电荷偏移可以通过光学(如光谱、颜色)和电学(阻抗、电位等)的多种方法来表达。其次单一色素智能与一类化合物反应，多种色素就可以实现交互阵列。但双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方面未见报道。

发明内容

本发明提出一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法。技术方案如下：

首先通过碳纳米管作为介质将不同色素类化合物固定在金叉指电极上组成传感阵列芯片。

所述的色素类化合物包括卟啉类化合物、金属卟啉类化合物、pH指示剂、扩环卟啉类化合物，以及卟啉囊泡等。所述的金叉指电极为间距从几个微米到几十个微米、叉指数从几个到几千个的电极。

所组成的传感阵列芯片，每个敏感点上的色素均不同，不同的色素其结构、极性等不一样，从而实现多种化合物同时识别，实现交互感应。

其次同时获取该芯片与化合物反应的光学信号和电学信号两种模态的信息。

所述的电学信号可以是阻抗、电位、介电常数等，主要通过碳纳米管修饰的金叉指电极获取；

所述的光学信号可以是光谱、颜色，主要通过光纤光谱方法或者多光谱图像法获取。

本发明的有益效果：

两种模态下的信号将提高传感器灵敏度和鲁棒性。两种模态下的信号(光信号和电信号)交互，提供的信息更丰富。

附图说明

图1双模态传感芯片信息获取示意图。

图2传感器芯片敏感单元示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明提出了一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，包括如下步骤：

首先，通过碳纳米管作为介质将不同色素类化合物固定在金叉指电极上组成传感阵列芯片；

其次，同时获取该芯片与化合物反应的光信号和电信号两种模态的信息。

进一步，所述的色素类化合物包括：卟啉类化合物、金属卟啉类化合物、pH指示剂、扩环卟啉类化合物，以及卟啉囊泡。

进一步，所述的金叉指电极间距从几个微米到几十个微米。

进一步，所述的金叉指电极叉指数从几个到几千个电极。

进一步，所述传感阵列芯片其每个敏感点上的色素均不同。

进一步，所述的电信号包括阻抗、电位、介电常数。

进一步，所述电信号通过碳纳米管修饰的金叉指电极获取。

进一步，所述的光信号包括光谱、颜色。

进一步，所述的光信号通过光纤光谱方法或者多光谱图像法获取。

本发明的具体实施方案如下：

通过碳纳米管作为介质将50种不同金属卟啉类色素类化合物固定在间距为5微米的金叉指电极上(图2)组成传感阵列芯片如图1所示。每种金属卟啉结构、极性等不一样，从而实现多种化合物同时识别，实现交互感应。

然后，通过芯片下的电极将该芯片与化合物反应的电学信号传出。通过芯片上方的光纤光谱方法获取每个敏感点的可见-近红外光谱信息。实现现色素囊泡与化合物反应的光学和电学两种模态信息同时获取。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。