三電極微針陣列血糖濃度傳感器屬于一種酶生物傳感器，將生物酶和電極相結合來測定酶底物的濃度，隨著世界上首支葡萄糖氧化酶電極被研制出，學術界開始重視酶生物傳感器的研究并取得了迅速發展。酶生物傳感器以酶作為生物敏感基件，可以根據各種化學或物理信號轉換系統，計量得出目標測量物與酶反應產生的與目標測量測量濃度成比例關系的某種形式的信號，從而根據反應所測得的信號實現對目標物進行定量檢測的目的。相較于其他類型的生物傳感器，這種酶固化方法將酶直接固定在金屬或半導體電極的表面形成固化膜，由于酶具有專屬反應特性，有著很高的選擇性，同時具有不溶性酶的優點和電化學電極的靈敏度。叉指電極中光刻是微納加工工藝中制備圖型化表面常用的工藝。石英叉指電極設計

平面叉指電極傳感器是一種低成本、小型化，在線式且適合集成的用于無機物離子檢測的傳感器，采用浸入式檢測方式。根據阻抗特性可以將叉指電極傳感器劃分為 3種類型，第 1 種類型為電感類型，具有電感特性的傳感器通常被用作導電性和磁性材料完整性的無損檢測。第 2 種類型是電容類型，通常表現為叉指狀電極，這種傳感器的應用包括紙漿水分含量的測量，特定細菌檢測，人體皮膚表面含水量測量，化學傳感器，食品安全檢驗等。第 3 種類型是電感性和電容性結構的結合，也可被分類為可遠程操作的無源傳感器，比如用于土木工程材料、含水量的實時監測。河北叉指電極微納加工工藝所制造的叉指電極功能層薄膜厚度在納米級。

微叉指電極陣列是基于 MEMS (Micro-ElectroMechanicalSystems)微加工技術，將具有和細胞尺寸匹配的金屬電極陣列加工在硅或玻璃基底上的一類芯片，用于多通道同步檢測細胞胞外電生理信號。微叉指電極陣列的基本結構包括3個部分: 絕緣基底，金屬層電極陣列,鈍化層。加工后的芯片中，金屬位點暴露于細胞生存環境，并和生長在電極位點或附近細胞形成電耦合結構。當具有電興奮特性的細胞生長在電極上時，其動作電位引起電極表面電勢的變化，即為檢測到的細胞胞外電位。金屬層上的引線用于輸出檢測到的信號，它們被鈍化層包裹避免和外界接觸。焊盤暴露，般在采用打金線或壓片的方法將焊盤和外界電路導通后用環氧樹脂包袋，避免和細胞生長環境接觸，并將信號輸出至外界處理電路。

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。叉指電極平面工藝的重要環節是表面圖型化，即在基底或沉積的薄膜表面形成各種各樣的圖型。

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。硅基生物叉指電極已成研究熱點。太原聚酰亞胺叉指電極

柔性叉指電極傳感器可通過嵌入衣物內部、貼附在機器人或人類皮膚表面等方式感知外部環境情況。石英叉指電極設計

在各類生物傳感器中，葡萄糖傳感器在食品、醫藥和生物等領域均有應用。據資料顯示，到2030年，全球糖尿病患者達到5.5億。在診斷及*****的過程中，葡萄糖濃度檢測是必不可少的?，F在檢測葡萄糖濃度的方法主要有比色法、熒光法、色譜法和電化學法等，其中電化學法以便捷、操作簡單、價格低廉等優勢成為重要檢測手段。電化學法一般采用的為叉指電極或三電極系列作為檢測信號和電信號傳輸的工具，若采用體內葡糖糖檢測，則需要采用柔性電極。石英叉指電極設計

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