[发明专利]一种微电极及其制备方法

说明书

本发明提供了一种微电极，包括微电极本体和设置在所述微电极本体表面的铂纳米花修饰层，所述铂纳米花修饰层的厚度为0.5～2.5μm。所述微电极具有低阻抗、高电荷存储能力、高电荷注入能力以及良好的长期稳定性。本发明还提供了一种微电极的制备方法，包括以下步骤：提供铂盐溶液；以铂片为对电极，Ag/AgCl为参比电极，待修饰的微电极为工作电极，与所述铂盐溶液形成三电极体系，并与电化学工作站相连接；在常温常压条件下，电沉积5～60min，在所述微电极表面形成铂纳米花修饰层，即得到微电极，所述铂纳米花修饰层的厚度为0.5～2.5μm。本发明提供微电极的制备方法操作简单，制得的微电极性能良好。

技术领域

本发明涉及微电极表面修饰技术领域，具体涉及一种微电极及其制备方法。

背景技术

神经刺激/记录电极作为最重要的植入式微器件之一，用以刺激神经组织或记录神经电信号，广泛用于神经生理、脑科学研究等生命科学领域。为减小手术创伤，同时给临床提供更高的电刺激或记录效率，神经刺激/记录电极正朝着集成化和微型化的化方向发展—微电极阵列。然而，微电极的尺寸减小带来了电极阻抗增加、电容降低等性能问题，严重降低了微电极的安全刺激效率。目前，在不增加电极几何尺寸的情况下，主要是通过表面修饰的方式增加电极的有效表面积，并改善电极的机械性能和电化学性能。

目前主要通过在微电极表面沉积粗糙多孔材料的方法来达到上述目的。几种典型材料可归纳如下：1、在电极表面沉积铂黑，该镀层具有疏松多孔的优势，能明显降低电极电化学阻抗，但铂黑镀层中含有铅等有毒添加物，严重影响了其应用安全；2、在电极表面沉积一层粗糙或不规则的铂镀层来替换铂黑，该镀层虽然具有一定的粗糙度，但其电化学阻抗仍较高，电荷存储能力较低，限制了其刺激效率；3、导电聚合物与碳纳米管的结合能在一定程度上提高其电荷存储和注入能力，但其稳定性较差，在超声或电化学刺激过程中易脱落；4、另外还有硼掺杂的金刚石镀层对提高电化学性能有一定效果，但其高时间及经济成本都不利于其临床应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种微电极及其制备方法。本发明微电极的电化学性能良好。

本发明第一方面提供了一种微电极，包括微电极本体和设置在所述微电极本体表面的铂纳米花修饰层，所述铂纳米花修饰层的厚度为0.5～2.5μm。

其中，所述铂纳米花修饰层中分布有多个铂纳米花，所述铂纳米花的平均直径为1～5μm，每个所述铂纳米花包括多个铂纳米片，每个铂纳米片的平均长度为0.5～2μm，平均宽度为0.3～1μm。

其中，所述铂纳米花修饰层表面还设置有电荷存储注入增强层，所述电荷存储注入增强层的材质包括氧化铱和导电聚合物中的至少一种材料。

其中，所述电荷存储注入增强层的厚度为5nm～600nm。

本发明第一方面提供的微电极，通过引入具有较好的稳定性，并能提供极大的有效表面积的三维的铂纳米花修饰层来增加微电极表面积，并有效改善其电化学性能(如降低阻抗、增加电荷存储能力以及电荷注入能力)，并保证其具有良好的生物兼容性及长期稳定性(机械稳定性与电化学稳定性)，以此来提高其电刺激效率。解决了现有技术微电极均无法满足低阻抗、高电荷存储能力、高电荷注入能力以及长期稳定性的指标的问题。同时该修饰层具有良好的生物相容性，能明显提高其在生物医学等领域的应用。

本发明第二方面提供了一种微电极的制备方法，包括以下步骤：

提供铂盐溶液；

以铂片为对电极，Ag/AgCl为参比电极，待修饰的微电极为工作电极，与所述铂盐溶液形成三电极体系，并与电化学工作站相连接；

在常温常压条件下，电沉积5～60min，在所述微电极表面形成铂纳米花修饰层，即得到微电极，所述铂纳米花修饰层的厚度为0.5～2.5μm。