叉指電極制備方法包括薄膜沉積，通過化學或物理方法把厚度在微納米級別的薄膜沉積在襯底表面的微納加工方法。化學方法如化學氣相沉積、外延、熱氧化等，通常伴有副產物的產生。物理方法包括蒸鍍和濺射，是利用物理過程使被沉積材料直接沉積到襯底表面形成薄膜，不發生化學反應。本工作中薄膜沉積為電子束蒸發，是在真空條件下利用電子束進行直接加熱蒸發材料，使蒸發材料氣化并向襯底輸運，在襯底上凝結形成薄膜的方法。電子束蒸發沉積法可以制備高純薄膜同時在同一蒸發沉積裝置中可以安置多個堆塌，實現同時或分別蒸發，沉積多種不同的物質。通過電子束蒸發，任何材料都可以被蒸發，不同材料需要采用不同類型的堆塌以獲得所要達到的蒸發率。容性生物電極通過介電層形成電容耦合完成信號采集。湖州聚酰亞胺叉指電極

柔性襯底電極主要采用絲網印刷工藝進行制備，再經低溫固化即得成品，用于采集生物電信號的傳感器。目前常使用的柔性基底材料主要有聚二甲基硅氧烷(PDMS)，聚對苯二甲酸乙二醇(PET)，聚亞胺(PI)，聚丙烯(PP) 或聚氨基甲酸醋(PU) 等。影響柔性襯底電極性能的因素主要有電極漿料的配比,導電聚合物的組成，電極結構的設計，低溫固化的溫度及時間等。具有設計靈活、小巧輕便、結構簡單、制備簡便，成本低廉等優點。低溫固化型銀漿一般是由片狀銀粉、球狀銀粉（含量較少，一般為控制滑移添加保障電學性能）、有機溶劑（稀釋劑）、樹脂（一般為環氧樹脂）、固化劑以及部分助劑組成。合肥三共面叉指電極生物叉指電極一般分為生物電檢測電極與刺激電極。

高分子材料、單獨的Si3N4、SiO2/Si3N4/SiO2的復合層常作為鈍化層的可選材料。光刻膠和聚酷亞胺是光敏感的材料，能夠在紫外光曝光下形成掩模板所設計的圖形，以暴露金屬電極位點。這些材料具有較低的介電常數(低于2.7)和良好的生物相容性。相比之下，高分子材料的鈍化層厚達幾微米，容易受到化學腐蝕，清洗的時候容易碎裂，減短芯片的壽命。硅化合物采用等離子增強型化學氣相沉積(PECVD)方法沉積在已經形成電極,引線圖形的金屬層上，并采用刻蝕的方法將金屬電極位點暴露。SiO2/Si3N4都具有絕緣特性，其介電常數分別為7.5 和3.9。在金屬-氧化硅-硅的結構中SiO2不能有效地阻止離子的通過，因此較少單獨用來做鈍化層。SiO2/Si3N4/ SiO2的復合層結合了 Si02的絕緣性和Si3N4阻止離子通過的特性，是鐘化層的較好的選擇。單獨的Si3N4則簡化了加工的過程，但需加厚。在本實驗工作中，采用單獨的Si3N4鈍化層，厚度為800-1000nm，能達到良好的絕緣作用。

由于金屬層中，電極位點和細胞及其培養環境直接接觸，因此它的生物相容性，電化學特性等都是材料選擇中需要考慮的。在已有的工作中，主要有金(Au)、鉑(Pt)、銥 (Ir)、氧化錫(ITO)等稀有金屬被采用為金屬電極材料。它們具有良好的物理和化學穩定性，采用濺射或蒸發的工藝可沉積到基底[，并刻蝕出金屬層的電極、引線陣列。ITO 電極在是一種透明的半導體材料，成功檢測到了神經細胞的電生理信號并能觀察到其生長過程，但是信號信噪比較低，因此較多采用為引線的材料。相比之下，Pt 具有較高的交換電流密度；Au 具有較好的延展性；Ir則較難加工，因此Au 和Pt在叉指電極加工中采用的多。在加工時，為了增強金屬層的粘附性，需要先在基底上濺射或蒸發粘附層，通常采用 Ti，TiW，Cr 等材料。柔性生物電極通過對人體生物信號的監測能夠及時反饋人體的身體健康狀況從而在健康監測、疾病診斷與預警。

基于生物電信號存在的測量難點，故對醫用叉指生物電極的性能提出了相應的需求：1）由于生物電具有頻率低甚至接近直流的特點，所以生物醫用電極一般要求具有良好的導電性能；2）電極電位穩定，極化電位小，電位波動小；3）電極自身阻抗值小；4）不易產生運動偽跡；5）安放簡易且不易脫落；6）無毒無害，對人體刺激小等。目前常用的電極包括有，標準氫電極、飽和甘汞電極、Cu/CuSO4 電極以及Pb/PbCl2 電極等，但它們自身的特性和缺陷以及應用范圍不盡相同。又指型電容具有特殊的平面電極結構，表面空間電場特性良好，是表面電容傳感器的理想選擇。蘇州叉指電極研發合作

對醫用叉指電在低成本、可設計、柔性化等方面等提出更高的要求。湖州聚酰亞胺叉指電極

微叉指電極是在電極兩端加小振幅正弦激勵信號以產生穿過被測物的電場來改變傳感器的阻抗，從而得到被測物濃度與阻抗信號之間的變化關系。叉指電極材料、結構仿真、結構實驗和修飾等影響傳感器的靈敏度，阻抗變化來自電極表面的受體與目標分子結合、細菌或細胞增殖、以及用做標記信號放大的活性酶引起的介質離子濃度變化等。檢測細胞數量的阻抗生物傳感器的阻抗變化主要來自于電極表面病原菌細胞的免疫結合反應產生的阻抗變化或細胞濃度不同引起的溶液介電常數變化引起的阻抗變化。湖州聚酰亞胺叉指電極

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