(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211375451.4 (22)申请日 2022.11.04 (71)申请人 唐山学院 地址 063000 河北省唐山市 路北区大 学西 道9号 (72)发明人 樊艳　石圣羽　郭耀华　马军爽　 (74)专利代理 机构 唐山科轩专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 13146 专利代理师 王永红 (51)Int.Cl. G01N 27/327(2006.01) B32B 27/36(2006.01) B32B 27/10(2006.01) B32B 29/00(2006.01) B32B 27/06(2006.01)B82Y 40/00(2011.01) B82Y 30/00(2011.01) (54)发明名称 一种多通道化学阻抗传感器及制作和使用 方法 (57)摘要 本发明涉及一种多通道化学阻抗传感器及 制作和使用方法， 具体包括 从上到下叠加的上封 层正面、 过滤接口层正面、 电极层反面、 引线层正 面、 下封层； 上封层为进样通道表面防污层， 过滤 接口层采用纤维素滤纸作为基底， 疏水油墨作为 正反面表层， 一侧的进样 口采用楔形结构， 通过 对应的具有亲水性的引流管道连通圆形样品池， 另一侧为平行排列的电极引线， 并通过通孔分别 连接至反面的对应电极引线； 电极层正面包括多 个通道工作电极和一对参比、 对电极， 所述工作 电极间隔分布在样品池周围， 采用导电油墨引出 端线， 通过对应的引流通道连接至所述样品池区 域； 参比电极及对电极丝印在所述样品池区域， 参比电极引线和对电极引线通过对应的通孔连 接到反面引线。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115479982 A 2022.12.16 CN 115479982 A 1.一种多通道化学阻抗传感器， 其特征在于， 包括从上到下叠加的上封层正面、 过滤接 口层正面、 电极层反面、 引线层正 面、 下封层； 所述上封层为进样通道 表面防污层， 由PET材 料构成塑封层； 所述过滤接口层采用纤维素滤纸作为基底， 疏水油墨作为正、 反面表层， 一侧的进样口 采用楔形结构， 通过对应的具有亲水性的引流管道连通圆形样品池， 另一侧 为插入式的平 行排列的电极引线， 并通过通 孔分别连接 至反面的对应引线； 所述电极层采用纤维素滤纸作为基底， 正面包括由丝网印刷导电油墨制成的多通道工 作电极和一对参比、 对电极， 所述工作电极间隔分布在样品池周围， 通过对应的引流通道连 接至样品池区域， 每个通道采用导电油墨引出端线； 参比电极和对电极丝印在所述样品池 区域， 参比电极引线和对电极引线通过对应的通 孔连接到反面引线； 所述引线层采用PET材质为基底， 正面设有对应所述电极层的多通道工作电极的导电 油墨材质的矩形接触点， 并通过导电油墨接触引线将所述电极层的多通道工作电极引出连 接至多路旋转 开关， 并与所述过 滤接口层的反面的工作电极引线连接； 所述下封层采用PET材质作为本传感器的基板， 所述多路旋转 开关贯穿其上的通 孔。 2.根据权利要求1所述的一种 多通道化学阻抗传感器， 其特征在于， 所述工作电极的通 道数可根据需求进行拓展为  7‑12 通道， 对应的引流通道也做相应的扩展， 可满足不同浓 度待测物同时检测需求。 3.根据权利要求1所述的一种 多通道化学阻抗传感器， 其特征在于， 所述多通道的工作 电极表面固定碳基纳米复合材 料和待测环境激素抗体。 4.一种多通道化学阻抗传感器的制作方法， 其特 征在于， 其制作方法如下： 4‑1： 多通道化学阻抗传感器包括从上到下叠加的上封层正面、 过滤接口层正面、 电极 层反面、 引线层正面、 下封层； 对所述的多通道电化学阻抗传感器的五个结构层进行设计， 利用丝网印刷技术将导电油墨和疏水油墨分别印制在纤维素滤纸和  PET 基材上形成过滤 接口层、 电极层和引线层； 4‑2： 将碳基纳米材 料与纳米金属材 料合成碳基纳米复合材 料； 4‑3： 将碳基纳米复合材料修饰到电化学阻抗传感器工作表面， 将电活性物质电聚合到 碳基纳米复合材料表面； 然后将抗体固定到电化学阻抗传感器表面， 滴加牛血清蛋白进行 非检测活性 位点的封闭； 最后利用壳聚糖成膜作用实现整个工作电极表面的整体封闭； 4‑4： 将五层结构按照顺序叠放好， 利用热熔法将五层结构压合在一起形成完整的电化 学阻抗传感器。 5.根据权利要求4所述的一种 多通道化学阻抗传感器的制作 方法， 其特征在于， 步骤4 ‑ 2中的碳基纳米复合材 料的制作方法包括： S1:取等量1mg石墨烯和1mg多壁碳纳米管加入超纯水中超声1小时分别制成石墨烯分 散液和多壁碳纳米管分散液， 取1mL石墨烯分散液和1mL  多壁碳纳米管分散液按照  1:1 比 例混合， 室温下搅拌6  小时， 获得石墨烯/多壁 碳纳米管分散液； S2:对石墨烯/多壁碳纳米管分散液进行高速离心， 8000rpm离心20分钟， 去除多余的多 壁碳纳米管， 多次水洗， 烘干得到石墨烯/多壁 碳纳米管复合物； S3:将石墨烯/多壁碳纳米管复合物重新分散到  2 mL 超纯水中， 室温超声  1 小时， 获 得石墨烯/多壁 碳纳米管分散液；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115479982 A 2S4:将石墨烯/多壁碳纳米管复合物加入  10 mL 纳米金属粒子溶液， 室温搅拌  4 小 时， 获得石墨烯/多壁 碳纳米管/纳米金属粒子碳基纳米复合材 料溶液。 6.根据权利要求4所述的一种 多通道化学阻抗传感器的制作 方法， 其特征在于， 步骤4 ‑ 3中的碳基纳米复合材 料修饰多通道电化学阻抗传感器的方法如下： SS1:取 15  µL石墨烯/多壁碳纳米管/纳米金属粒子碳基纳米复合物溶液滴加到多通 道工作电极表面， 置 于 50℃电烤箱里  30 分钟； SS2:将修饰石墨烯/多壁碳纳米管/纳米金属粒子碳基纳米复合物的多通道工作电极 置于亚甲基蓝溶液中， 利用循环伏安法扫描  50 次， 扫描电压范围为 ‑0.8~1.2V， 扫描速率 为 0.1 V/s， 扫描步距为  0.001 V， 获得石墨烯/多壁碳纳米管/纳米金属粒子/聚亚甲基蓝 修饰的多通道工作电极； SS3:利用超纯水对制备的多通道工作电极进行反复冲洗， 去除多余的亚甲基蓝， 室温 晾干； SS4:取 15 mg BSA 粉末加入1  mL PBS 溶液， 获得10  mg/mL的BSA溶液， 逐次取10 µ LBSA溶液分别滴涂至多通道工作电极表面， 室温静置1小 时， 利用超纯水冲洗多余的BSA溶 液。 7.一种权利要求1 ‑3中任一项所述的多通道电化学阻抗传感器进行不同浓度环境激素 检测的使用方法， 其特 征在于： 7‑1： 取60  µL环境激素滴加到过滤接口层的进样口， 通过引流通道的虹吸作用将环境 激素溶液输运至样品池区域， 经过中间样品池的过滤， 流入第三层电极层的多通道工作电 极表面， 室温孵 育 45 分钟； 7‑2： 对不同浓度环境激素进行检测， 得到一系列阻抗谱信号， 对不同浓度和对应的等 效阻抗做线性拟合得到 工作拟合曲线； 7‑3： 进行阻抗检测， 将阻抗信号带入该拟合曲线， 即可计算出环境激素浓度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115479982 A 3