用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极及制作方法技术

本申请提供的用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极及制作方法，该修饰电极是由印刷电路板为基础构建的金电极，采用石墨烯纳米材料取代传统的厚金层，通过对电极表面进行石墨烯纳米材料修饰而得。该修饰电极为基于印刷电路板上的金电极，制作方法灵活，工艺成熟，可以以较低的成本大批量生产，同时借助于石墨烯纳米材料优异的电化学性质和生物相容性，在印刷电路板上的金电极的表面修饰石墨烯纳米材料，有效的放大检测过程中的传感信号，提高电极的灵敏度。利用石墨烯纳米材料修饰电极的方式，为制备工艺简便、成本可控、性能优良的血气测试电极提供了新的思路，解决了现有电极制备方法中存在的工艺流程复杂，投入成本巨大，污染环境等问题。环境等问题。环境等问题。

【技术实现步骤摘要】
用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极及制作方法


[0001]本申请涉及电化学检验
，尤其涉及一种用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极及制作方法。

技术介绍

[0002]血气分析广泛应用于昏迷、休克、严重外伤等危急病人的临床抢救、外科大手术的监控、临床效果的观察和研究等。它是肺心病、肺气肿、气管炎、糖尿病、呕吐、中毒等病症的治疗和诊断中必备的分析手段。
[0003]大型的血气分析仪一般采用液体浸泡式电极，但大型血气一般应用于中心实验室，远离诊断现场，不利于血气的实时分析，尤其不适用于意外事故或战场等状况。相较于液态电极，固态电极可以微型化，但对电极的制备工艺、生产环境、制作成本等要求很高。
[0004]现有的专利文件US5200051中公开了一种基于硅基底和光刻技术的血气电极制备工艺，可以获得性能良好的电极，但该工艺流程复杂，设备投入成本巨大；另一方面，专利文件CN207198084U公开了一种用于血气生化测量的电极电路板，该电极通过厚金层叠加薄金层的方式获得导电性与稳定性优良的电极，但是厚金层的处理同样会显著增加贵金属金的消耗，增加电极成本与制作复杂度，不适用于大批量生产，同时在处理过程中也加重了重金属金对环境的污染。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极及制作方法，采用石墨烯纳米材料取代传统的厚金层，借助于石墨烯纳米材料优异的电化学性质和生物相容性，在印刷电路板上的金电极表面修饰石墨烯纳米材料，一方面可以放大检测过程中的传感信号，提高电极的灵敏度，另一方面，能够解决现有电极制备方法中存在的工艺流程复杂，投入成本巨大，污染环境等问题。
[0006]本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
[0007]一种用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极，包括：
[0008]基板层，所述基板层为印刷电路板；
[0009]所述印刷电路板的电极上依次层叠铺设有金属复合层和石墨烯纳米材料修饰层。
[0010]可选的，所述石墨烯纳米材料修饰层为聚乙烯亚胺功能化的石墨烯纳米材料修饰层或聚乙烯亚胺功能化的氧化石墨烯纳米材料修饰层。
[0011]可选的，所述用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极还包括：
[0012]设置在所述基板层第一侧面上的第一覆盖层，所述电极的至少一部分从所述第一覆盖层露出；
[0013]所述基板层的第二侧面上设置有若干测量点，若干所述测量点通过过孔和导电基线与所述电极连接。
[0014]可选的，所述金属复合层包括金属铜层、金属镍层和金属金层；
[0015]所述金属铜层，铺设在所述基板层上；
[0016]所述金属镍层，铺设在所述金属铜层上；
[0017]所述金属金层，铺设在所述金属镍层上，位于所述金属复合层的最顶层。
[0018]可选的，所述石墨烯纳米材料修饰层，铺设在所述金属金层上，通过直接滴涂法修饰在每个所述电极表面。
[0019]可选的，每个所述电极的金属金层为薄金层。
[0020]可选的，所述第一覆盖层为多层。
[0021]可选的，多层所述第一覆盖层均开设有与所述电极对应的窗口，多层所述第一覆盖层的所述窗口的直径在远离所述基板层的方向上依次递增。
[0022]一种用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极的制作方法，包括以下步骤：
[0023]选取印刷电路板作为基板层；
[0024]在所述印刷电路板的电极上依次层叠铺设金属复合层和石墨烯纳米材料修饰层。
[0025]可选的，所述电极的金属复合层和石墨烯纳米材料修饰层依次层叠铺设，包括：
[0026]在所述基板层上铺设金属铜层，在所述金属铜层上铺设金属镍层，在所述金属镍层上铺设金属金层，在所述金属金层上铺设石墨烯纳米材料修饰层。
[0027]本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：
[0028]本申请提供的用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极及制作方法，该修饰电极是由印刷电路板为基础构建的金电极，采用石墨烯纳米材料取代传统的厚金层，通过对电极表面进行石墨烯纳米材料修饰而得。本申请中的修饰电极为基于印刷电路板上的金电极，制作方法灵活，工艺成熟，可以以较低的成本大批量生产，同时借助于石墨烯纳米材料优异的电化学性质和生物相容性，在印刷电路板上的金电极表面修饰石墨烯纳米材料，有效的放大检测过程中的传感信号，提高电极的灵敏度。利用石墨烯纳米材料修饰电极的方式，为制备工艺简便、成本可控、性能优良的血气测试电极提供了新的思路，解决了现有电极制备方法中存在的工艺流程复杂，投入成本巨大，污染环境等问题。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本申请实施例提供的一种用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极第一侧面示意图；
[0031]图2为本申请实施例提供的一种用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极第二侧面示意图；
[0032]图3为图1中电极沿A-A方向上的剖视图；
[0033]图4为本申请实施例提供的功能化石墨烯修饰过程示意图；
[0034]图5为不同修饰电极对氧化还原探针Fe(CN)63-/4-的循环伏安(CVs)电化学响应曲线；
[0035]图6为不同修饰电极的电化学阻抗谱图。
[0036]附图标记说明：
[0037]1-基板层，2-工作电极，3-对电极，4-参比电极，5-金属复合层，51-金属铜层，52-金属镍层，53-金属金层，6-石墨烯纳米材料修饰层，7-窗口，8-测量点，9-第一覆盖层。
具体实施方式
[0038]为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0039]石墨烯是单层原子厚度的石墨，由于石墨烯平面充斥π轨道，电子可以在石墨烯材料内自由移动，使得石墨烯具有优良的电子传递性能。与传统的通过厚金层叠加薄金层的方式获得导电性与稳定性优良的电极相比，本申请实施例中利用石墨烯修饰电极的方式，可以有效的放大检测过程中的传感信号，提高电极的灵敏度，为制备工艺简便、成本可控、性能优良的血气测试电极提供了新的思路。
[0040]本申请实施例的血气生化指标分析的石墨烯修饰电极可以应用在血气生化测试卡内，以及血气生化测试仪内。
[0041]本申请中用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极，包括，基板层1，电路板广泛应用在电子产品中，容易获取，材料成本低，可显著降低该修饰电极的生产成本。另外，基于电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极，其特征在于，包括：基板层，所述基板层为印刷电路板；所述印刷电路板的电极上依次层叠铺设有金属复合层和石墨烯纳米材料修饰层。2.根据权利要求1所述的用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极，其特征在于，所述石墨烯纳米材料修饰层为聚乙烯亚胺功能化的石墨烯纳米材料修饰层或聚乙烯亚胺功能化的氧化石墨烯纳米材料修饰层。3.根据权利要求1所述的用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极，其特征在于，还包括：设置在所述基板层第一侧面上的第一覆盖层，所述电极的至少一部分从所述第一覆盖层露出；所述基板层的第二侧面上设置有若干测量点，若干所述测量点通过过孔和导电基线与所述电极连接。4.根据权利要求1所述的用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极，其特征在于，所述金属复合层包括金属铜层、金属镍层和金属金层；所述金属铜层，铺设在所述基板层上；所述金属镍层，铺设在所述金属铜层上；所述金属金层，铺设在所述金属镍层上，位于所述金属复合层的最顶层。5.根据权利要求4所述的用于血气生化指标分析的石墨烯修饰电极，其特征在于，所述石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：童鎏，李长乐，苗娇娜，孙家振，高阳，杜晗，
申请(专利权)人：南京基蛋生物医药有限公司，
类型：发明
国别省市：