带有纳米点阵列的叉指电极及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103105423A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103105423103105423A(43)申请公布日2013.05.15(21)申请号201310028330.7(22)申请日2013.01.25(71)申请人中国人民解放军国防科学技术大学地址410073湖南省长沙市砚瓦池正街47号中国人民解放军国防科学技术大学机电工程与自动化学院(72)发明人吴学忠董培涛陈剑王浩旭王朝光王俊峰(74)专利代理机构湖南兆弘专利事务所43008代理人赵洪杨斌(51)Int.Cl.G01N27/327(2006.01)G01N33/78(2006.01)G01N33/543(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图4页附图4页(54)发明名称带有纳米点阵列的叉指电极及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种带有纳米点阵列的叉指电极，其是以金属叉指电极阵列为本体，金属叉指电极阵列的间隙中植入有金属纳米点结构阵列。本发明带有纳米点阵列的叉指电极的制备方法，包括以下步骤：首先在玻璃片表面形成单层有序聚苯乙烯纳米球致密排列；然后在其上沉积金属膜，金属膜的沉积厚度低于纳米球高度的1/2，然后去除纳米球得到金属纳米点阵列；在金属纳米点阵列上沉积金属膜，在金属膜表面上形成光刻胶勾勒的电极图案，再湿法腐蚀，直至金属纳米点阵列重新暴露，制备得到带有纳米点阵列的叉指电极。本发明的叉指电极可用作生物传感器，具有兼容性好、效率高、成本低、灵敏度高等优点。CN103105423ACN103542ACN103105423A权利要求书1/2页1.一种带有纳米点阵列的叉指电极，所述叉指电极是以金属叉指电极阵列为本体，其特征在于：所述金属叉指电极阵列的间隙中植入有金属纳米点结构阵列。2.根据权利要求1所述的带有纳米点阵列的叉指电极，其特征在于：所述金属叉指电极阵列的间隙为微米级，所述金属纳米点结构阵列均匀分布于所述金属叉指电极阵列的间隙中。3.根据权利要求2所述的带有纳米点阵列的叉指电极，其特征在于：所述金属叉指电极阵列与金属纳米点结构阵列之间、金属纳米点结构阵列之间形成有多个圆柱形空腔组成的圆柱形间隔阵列。4.根据权利要求3所述的带有纳米点阵列的叉指电极，其特征在于：所述金属叉指电极阵列的间隙距离a为1μm～100μm，所述金属纳米点结构阵列的阵列单元间隙b为10nm～200nm，所述圆柱形空腔的底面直径d为100nm～1000nm。5.根据权利要求1～4中任一项所述的带有纳米点阵列的叉指电极，其特征在于：所述金属叉指电极阵列和金属纳米点结构阵列均为铬-金复合膜层结构，且铬-金复合膜层结构的外层为金膜，内层为与载体进行过渡连接的铬膜。6.一种带有纳米点阵列的叉指电极的制备方法，包括以下步骤：（1）制备单层有序聚苯乙烯纳米球致密排列：配制聚苯乙烯纳米球悬浮液，将所述聚苯乙烯纳米球悬浮液旋涂于一玻璃片表面，在玻璃片表面形成单层有序聚苯乙烯纳米球致密排列；（2）制备金属纳米点阵列：在所述单层有序聚苯乙烯纳米球致密排列上沉积金属膜，金属膜的沉积厚度低于所述聚苯乙烯纳米球高度的1/2，然后去除玻璃片表面的聚苯乙烯纳米球，在玻璃片表面得到金属纳米点阵列；（3）制备叉指电极阵列：在所述金属纳米点阵列上沉积金属膜，然后利用光刻工艺在金属膜表面上形成光刻胶勾勒的电极图案，再湿法腐蚀未受光刻胶保护的本步骤沉积的金属，直至上述制备的金属纳米点阵列重新暴露，最后去除表面的光刻胶，制备得到带有纳米点阵列的叉指电极。7.根据权利要求6所述的带有纳米点阵列的叉指电极的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）和步骤（3）中，沉积金属膜的方法为真空蒸镀法，所述金属膜为铬-金双层复合膜结构，且沉积过程中是先沉积覆盖金属铬膜，再在金属铬膜上沉积覆盖金膜。8.一种如权利要求1～4中任一项所述的或者权利要求6或7所述制备方法得到的带有纳米点阵列的叉指电极在检测生物化学物质中的应用，所述应用具体是指将所述叉指电极用作生物传感器。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：将带有纳米点阵列的叉指电极进行清洗，然后对叉指电极的载体表面进行硅烷化处理，将硅烷化处理后的叉指电极浸入戊二醛水溶液中，静置后再添加可与待测目标物特异性结合的捕获抗体，固定完成后制得生物传感器；在所述生物传感器上再滴加待测样品，同时添加碱性磷酸酶标记的可与待测目标物特异性结合的检测抗体，固定后滴加银沉积溶液，静置反应；最后由该生物传感器获取与待测目标物浓度相关的电导信号，进而对待测样品中待测目标物进行定性或定量检测。10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述待测目标物为促甲状腺激素或2CN103105423A权利要