自Leland Clark Jr于1962年提出安培葡萄糖酶传感器以来，电化学生物传感器已广泛应用于各种生物分子的分析上，包括医药、生物医学研究、药物探索、环境和食品工业、安全和防护等领域，其制备方法也多种多样。今天，小编将结合国内外研究进展，带大家主要了解下主要的生物传感器电极的制备方法。
什么是电化学生物传感器？
电化学生物传感器是基于电化学分析方法发展的一种新型检测技术，如图所示，以电极作为转换元件和固定载体，将生物敏感物质作为敏感元件固定在电极上，通过其对生物分子的特异性识别作用，将目的分子的反应信号转化成电信号，从而实现对目的分析物的定性或定量检测。
电化学生物传感器原理示意图
生物传感器电极主要制备方法有哪些？
1.丝网印刷法
目前市场上制备生物传感器电极的主流方法是丝网印刷法。丝印是指用丝网作为版基，并通过感光制版方法，制成带有图文的丝网印版。丝网印刷由五大要素构成，丝网印版、刮板、油墨、印刷台以及承印物。利用丝网印版图文部分网孔可透过油墨，非图文部分网孔不能透过油墨的基本原理进行印刷。丝网印刷技术适用于大规模制备电极，但其高度依赖于油墨的性能，在使用的过程中需要制作丝网印版，人工调整油墨粘度，同时在使用后，清理也很麻烦。此外，丝网印刷过程中使用的材料释放大量VOCs对环境有污染，丝印操作复杂可能导致一致性偏低。
丝网印刷法原理示意图
2.物理气相沉积(PVD)法
真空镀膜,或称物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD），是在真空中将钛、金、石墨、水晶等金属或非金属等材料，利用溅射、蒸发或离子镀等技术，在基材上形成薄膜的一种表面处理过程。与传统化学镀膜方法相比，真空镀膜有很多优点：如对环境无污染，是绿色环保工艺；对操作者无伤害；膜层牢固、致密性好、抗腐蚀性强，膜厚均匀。
物理气相沉积（PVD）工艺原理示意图
3.激光雕刻技术
激光雕刻技术具有批量生产和图形化设计能力，可快速批量制备成本低、形状尺寸可调控的生物电极体系，大幅降低电极处理时间和实验试剂用量，可在单位时间内开展内容更为丰富的实验。
激光雕刻制备方法原理示意图
生物传感器电极产品应用
柏医健康采用PVD与激光切割相结合方法制备高性能表现的生物传感器电极，在环保、高精度、高一致性上有更大优势。同时，利用纯平面加工工艺，实现了高端生物传感器的批量化一致性制备，排除了丝网印刷依赖于人工操作可能带来的批次偏差。
柏医健康：CGM及生物电极解决方案提供商
参考文献：
[1] Clark L C Jr, Lyons C. Electrode systems for continuous monitoring in cardinovascular surgery[J]. Ann NY Acad Sci, 1962, 102: 29-45.
[2] 张先恩. 生物传感发展50年及展望. 中国科学院院刊, 2017, 32(12): 1271-1280
[3] Wu, J., Liu, H., Chen, W. et al. Device integration of electrochemical biosensors. Nat Rev Bioeng 1, 346–360 (2023).
[4] 张永花. 基于丝网印刷电极的电化学生物传感器的研究[D].陕西师范大学,2017.DOI:CNKI:CDMD:1.1018.025914.
[5] 周桢林, 陈思元, 刘仪, 胡成国, 赵发琼. 基于激光雕刻石墨烯电极的伏安法实验教学新方案. 大学化学[J], 2024, 39(2): 358-370 doi:10.3866/PKU.DXHX202308049.
[6] 胡成国，一种低背景石墨烯电极阵列的激光雕刻制备方法及电化学传感器制备方法，授权专利号：201910774866.0.
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