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。柔性生物電極雖然具有很好的柔韌性、彈性、能與組織緊密貼合性、對組織傷害小等優點，但它的強度較低。無錫三共面叉指電極

可用于水環境中檢測大腸桿菌的叉指電極生物傳感器，該傳感器是通過在叉指電極陣列上修飾生物分子制備得到。首先利用微制造技術通過蒸發鍍膜、光刻、濕法腐蝕等工藝在基底上制備叉指微電極陣列，然后利用生物修飾技術在叉指電極陣列的微間隙中捕獲大腸桿菌，進而在叉指電極表面產生銀沉淀，使叉指電極導通。通過測量叉指電極的電導值，可實現對大腸桿菌的定量檢測分析。這種叉指電極生物傳感器不但可用于大腸桿菌的檢測，還可應用于其它微生物的檢測。吉林三共面叉指電極Si 基 Pt 薄膜生物叉指電極具有耐腐蝕性和生物相容性。

柔性叉指電極使用過程中會發生彎曲或折疊，可使電場分布發生變化，相鄰叉指電極的電容值與彎曲或折疊角度相關。叉指電極的電容值和靈敏度隨著彎曲或折疊的角度增大而降低。柔性電極的基體有更低的硬度和楊氏模量，擁有很好的回彈性，同時根據不同的應用場景，對熱穩定性、滲透性、透光性、附著性和防水性等也有不同程度的要求。柔性電極多采用聚合物作為其柔性襯底，常見的聚合物包括聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰亞胺（PI）和聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）等，但 PET、PEN、PI 等常見的高分子塑料襯底只有可彎曲性而缺乏拉伸性，考慮到開發具有優異拉伸性的彈性襯底也是非常有必要的。因此，其他材料比如聚二甲基硅氧烷（PDMS）、熱塑性聚氨酯（TPU）、脂肪族芳香族無規共聚酯（Ecoflex）和聚合物水凝膠等，都是具有低彈性模量和高可拉伸性的襯底材料。

在微加工工藝中，主要采取硅、玻璃和高分子材料作為基底。硅作為一種半導體材料，具有良好的導電性能，作為叉指電極MEA基底時,需要在表面熱生長一層SiO2,隔離金屬層和硅基底之間的導電通路出于金屬-氧化層-硅具有光電效應，對光敏感在檢測中，光照在硅-SiO2 產生的光生電流能被金屬電極輸出到檢測電路，增加信號的噪聲幅度。在實驗中發現，此噪聲幅度可達幾十到幾百微伏，因此采用硅基底的 MEA 需要避光檢測。相比于硅，玻璃具有良好的絕緣性、透光性和耐熱性，具有成熟的加工工藝，在生物實驗中便于采用倒置顯微鏡觀察，被采用于 MEA 芯片的基底材料。為了降低成本，聚對二甲苯(Parylene)和聚酷亞胺 (Polyimide)也用來作為底材料。這些高分了材料具備良好的絕緣性，耐高溫，靈活的可塑性，顯示了良好的生物相容性，對細胞的活性沒有明顯的影響。在本實驗室的實踐過程中，也嘗試采用PCB板加工MEA芯片，然而工藝中電極精度受到限制，電極尺寸限于80um，遠遠低于微加工工藝的芯片加工精度。微間距叉指陣列電極為基礎電極，結合酶的生物催化銀沉積反應來放大分析信號。

叉指電極是一種可以在阻抗傳感器中作為信號轉換器的電極形式,其檢測時,首先將電極連入電化學工作站來獲得分布在其周邊的電場，由于細菌等待測物可與電極表面的抗體等目標受體發生特異性反應,引起周圍電場變化，因而可以通過電化學陽抗譜技術檢測到其表面發生的阻抗變化，從而進一是檢測出待測微生物的濃度?；诮饘拥牟嬷鸽姌O的檢測牛奶中體細胞數的阻抗生物傳感器，其不僅能夠正確區分出的不同濃度的試驗奶樣,而且還得出了其傳感器等效電路中常相位角元件阻值與其檢測的牛奶中體細胞數具有較好線性關系的結論。電極陣列導電層與生物組織無需直接接觸就能夠通過電容耦合的形式對生物信號進行采集。江蘇叉指電極仿真

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。無錫三共面叉指電極

叉指電極生物傳感器的制備采用表面生物化學修飾技術完成，具體修飾過程如下： ( 1)清洗叉指電極基底，為了在叉指微電極陣列的微間隙中固定生物分子，依次用無水乙醇、氫氧化鈉溶液和去離子水分別清洗基底；(2)硅烷化處理，將清洗后的叉指電極基底浸泡在含有硅烷化試劑的乙醇溶液中24小時，將硅烷化試劑修飾在叉指電極微間隙中的玻璃表面，用乙醇沖洗后基底用氮氣吹干；( 3)活化處理.將硅烷化的叉指電極基底浸泡在戊二醛溶液中1小時,將戊二醛修飾在硅烷化試劑表面,然后用清水沖洗；( 4) 固聯捕獲單克隆抗體. 在活化的叉指電極基底表面滴加含有捕獲單抗的PBS緩沖液,在37°C下保溫1小時，將捕獲單抗固定在戊二醛上，然后用 PBS 清洗以除去多余的和弱固定的捕獲單抗。無錫三共面叉指電極

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