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科学研究||化学传感大讲坛——叉指电极的应用领域
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什么是叉指电极？ 叉指电极是指状或梳状的面内有周期性图案的电极，它是通过电化学工艺加工获得的超精细电路。作为电信号传输核心部件，广泛应用于生物医疗检测、环境在线监测，食品安全检测，公共安全等重要领域。 叉指电极的工作原理： 基于叉指电极的电化学传感器通过与被测目标分析物发生反应，并产生与目标分析物浓度成比例的电信号来工作。 叉指电极传感器主要包括四个结构参数，分别为： 1、叉指对数（对数增加，表面积增大，传感器信号增大） 2、叉指宽度（长宽比越大，叉指密度越大，传感器灵敏度和响应速度越高） 3、相邻叉指之间的间隙距离（间距减小，传感器灵敏度和响应速度提高） 4、叉指电极的厚度 通过分析叉指电极阻值的计算公式可发现，叉指的长宽比越大，叉指的密度越大，叉指电极的初始电阻越小，从而传感器的灵敏度和响应速度就会越高。 叉指电极在生物医疗领域的应用 叉指电极电化学传感器具有特异性好、灵敏度高、检测速度快等特点，在生物医疗检测、环境在线监测，食品安全检测，公共安全等领域有着重要的应用价值以及广阔的应用前景。 （1）葡萄糖/血糖监测 基于柔性叉指电极研发的可穿戴式生物传感器，可以通过检测患者的汗液和泪液，从而得到葡萄糖水平的实时数据。这对糖尿病患者来说，是一大福音。 （2）生物芯片 生物芯片包括计算机生物芯片、芯片实验室和检测芯片。美国 Affymetrix 公司在 DNA 微阵列芯片的基础上，发展出了一系列生物芯片，如蛋白芯片、多肽芯片、寡糖芯片、免疫芯片等，广泛应用于科研和临床。 （3）疾病诊断 物传感器能够检测出与神经退行性疾病和几种不同类型癌症相关的特定分子(谷胱甘肽S-转移酶)。如帕金森氏病、阿尔茨海默病、宫颈癌，Hela, 乳腺癌等。该装置的便携性和低成本使其适用于任何实际的生活环境中。 （4）DNA检测 生物传感器芯片可用于进行活检和详细的DNA测序，可以实时读取和检测DNA突变。 （5）脑损伤检测 生物传感器可以识别作为脑损伤生物标记的特定蛋白质，并且最终可以在手术室外使用，为运动员和事故受害者快速检测和诊断脑损伤。 （6）穿戴式健康监测仪 利用生物传感技术，设计成穿戴式设备，如：智能手表，监测患者康复锻炼的效果，从而改善家用康复设备的设计和功能。 广州钰芯叉指电极的应用 广州钰芯传感生产的柔性电极，主要是基于高分子材料PI/PET。PI/PET具有可弯曲可拉伸的特性，电极材料可弯折，紧密贴合人体皮肤，适用于可穿戴式传感器，如汗液传感检测。柔性电极可以贴合人体皮肤，实时传输检测信号，具有多层卷绕、性能倍增的特性，可大幅度提高电池和超级电容器的整体性能，提高体积比容量。还可用于柔性医疗传感器、可穿戴式传感器。 钰芯传感芯片采用陶瓷作为基底，保证其耐高温特性，采用纯金线路，保证其精密性与准确性。这项技术在国内是独创研发，目前已经申请专利。在油品检测中，传感芯片探头可能要在高温环境下检测，叉指电极的金属线路极易在高温环境下氧化，从而导致传感芯片失效，且地沟油中的重金属也会导致传感芯片的灵敏度下降，不利于重复使用。钰芯开发的玻璃釉质层涂覆技术是将微米级玻璃釉质层涂覆在传感芯片外表面，以提高芯片耐高温性能。 硅基叉指电极具有高精密特性，电极最小线宽线距可达 1μm，电极表面金层具有优异的生物相容性，适合抗原抗体修饰，广泛应用于生物分子检测领域。 三电极由工作电极（WE），参比电极（RE），辅助电极（CE）组成。标准生物三电极采用高分子基材，采用三电极共面设计，可与电化学工作站连接，便于检测数据传输，并在电极检测区域设置围坝便于检测，适用于实验室研发工作。 |
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