专利名称：一种生物电极及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生物传感器，特别涉及一种以有序多孔基材 料改性层，即有序多孔氧化铝和碳纳米管复合薄膜为氧化还原蛋白质载体的 一种生物电极及其制作方法。
背景技术：
生物电极以其制作成本低、灵敏度高、易于微型化以及易于 与其它系统集成等特点，在生物传感器领域越来越受到人们的重视，在医疗 诊断、食品工业、环境检测等领域具有广阔的应用前景。
大多数氧化还原蛋白质在传统的裸电极表面会发生强烈的吸附并伴有形
状的改变，而变形后的蛋白质经常表现为不可逆的电化学行为即失去活性；
另外，氧化还原蛋白质的电活性中心深藏于庞大的分子结构中，氧化还原蛋
白质与传统电极之间直接的电子传递较为困难。为此，设计和寻找新型载体
材料，以进一步提高氧化还原蛋白质的固定效率，减小分析物的扩散阻力，
改善电子的传递效率，以提高生物电极的灵敏度、稳定性、信号响应速度，
从而进一步拓展其应用范围，已成为生物传感器研究领域的重点和难点。
纳米多孔材料不仅有极大的比表面积，而且氧化还原蛋白质可以包埋于
多孔纳米材料微孔内或者吸附、共价键合于孔壁的内侧，这为氧化还原蛋白
质提供了一个比较稳定可靠的微环境，固定效果比较好。理论模型揭示，固
定于微孔内的活性蛋白质分子由于受到孔壁的物理限制，高级活性构型转变
受到抑制，这有利于其生物活性的长期保持。可以说有序多孔纳米材料为设 "i+薪fi」毫仆.钚原恭A )^哉汰.^f^且右意的窓铋麼.扭的翁力桩.快的^吉县
响应速度等优异性能的生物电极提供了一条崭新的途径。
在文献(1 )Anal. Chem 2002,74,2217-2223和文献(2 )Biosen, Bioelectron. 2007, 22， 1811-1815中J. Jia与H. Chen等分别以氧化硅溶胶凝胶/金纳米颗 粒和氧化硅溶胶凝胶/碳纳米管复合材料为辣根过氧化氢酶(HRP)载体构建 生物电极，不仅提高了 HRP生物电极的稳定性，而且信号响应速度也得到了 改善。这与位于氧化硅溶胶凝胶孔隙中HRP稳定性的提高以及纳米金颗粒或 碳纳米管在介电的氧化溶胶凝胶中起到了导电中心的作用，有助于电子传递 等因素有关。但在溶胶凝胶中，孔径尺寸较小，且大多数为闭孔结构，分析物扩散阻力大，同时溶胶凝胶在干燥过程中，会发生收縮和吁裂，这既使凝 胶微孔中的氧化还原蛋白质不可避免地受到一定的应力，对其生物活性造成 一定的损失；又会导致电极表面生物活性改性层的强度降低，容易脱落，影 响氧化还原蛋白质的固定效果，最终损害生物电极的灵敏度、稳定性等性能。 介孔分子筛的孔道不仅有序，且尺寸范围比较宽，可达2-50mn，非常
适合生物活性分子的固定，研究结果亦显示其在固定氧化还原蛋白质上具有
良好的性能。文献(3) Bios. Bioelectron., 2005， 20, 1674-1679中，S.
Sotiropoulou等以纤维素为粘结剂，基于平均孔径为10 nm的介孔二氧化硅
微球制备了乙酰胆碱酯酶(AChEs)生物电极；与未使用介孔二氧化硅微球
的电极相比，AChEs的固定效果得到很大改善；对氯化乙酰硫代胆碱连续检
测72小时，灵敏度未见下降，而在起初灵敏度一样的情况下，未使用介孔二
氧化硅微球电极的灵敏度，72小时后降低了 85%。目前大多数研究工作都是
在有粘结剂的情况下，用介孔材料粉末形成凝胶，再经涂敷在电极材料表面
得到改性层，其结果就是改性层中介孔粉末的无序相互堆积使大部分孔道堵
塞，导致介孔材料有序多孔的结构优势难以得到真正全面的发挥，对氧化还
原蛋白质的固定效果下降；同时，增加了分析物的扩散阻力，影响电子传递
效率等，这些都最终影响生物电极的性能
发明内容
本发明的目的是避免上述现有技术的生物电极中，作为生
物活性分子载体材料的不足之处，在金属电极表面原位制备含有高导电组分
的有序多孔基复合材料用于氧化还原蛋白质的固定，使氧化还原蛋白质的固
定效果好、分析物的扩散阻力小和电子传递效率高，从而提供一种高灵敏度
的一种生物电极及其制作方法。
本发明的技术方案是 一种生物电极，包括在绝缘基板上形成金属薄膜 电极，所述金属薄膜电极通过物理气相沉积工艺得到；
特别是在所述金属薄膜电极表面存在含有氧化还原蛋白质的有序多孔 基材料改性层，所述氧化还原蛋白质采用吸附、或交联、或共价键合的方式固 定于所述有序多孔基材料改性层的孔道中；
所述有序多孔基材料改性层是由有序多孔氧化铝和碳纳米管组成的复合
薄膜；
所述有序多孔氧化铝孔的直径为20 500nm,所述碳纳米管位于所述有
序多孔氧化铝的孔道中，与所述的金属薄膜电极接触；所述绝缘基板为玻璃、石英、带有氧化硅层的硅中任奪一种；
所述金属薄膜电极为铂薄膜电极、或金薄膜电极，厚度为50 500 nm; 所述碳纳米管为多壁碳纳米管或单壁碳纳米管；
所述有序多孔基材料改性层，即有序多孔氧化铝和碳纳米管复合薄膜的 具体制备工艺如下
a、 有序多孔氧化铝通过阳极氧化工艺得到
采用物理气相沉积工艺，在所述绝缘基板表面制备金属薄膜电极，所述 金属薄膜电极厚度为5 0 500 rnn;
采用物理气相沉积工艺，在所述金属薄膜电极表面的一端沉积碳纳米管 生长催化层，所述碳纳米管生长催化层的厚度为0.2 10 rnn;
采用物理气相沉积工艺，在所述碳纳米管生长催化层表面沉积铝层，所 述铝层厚度为500 3000 rnn;
以浓度为0.2 1.2 mol/L的磷酸、醋酸或硫酸为电解质，在电压为40 200 v，温度为0 10°C的条件下，同时搅拌对上述铝层进行二次阳极氧化， 得到有序多孔氧化铝，同时在所述有序多孔氧化铝与碳纳米管生长催化层之 间存在氧化铝阻碍层；
采用湿蚀或干蚀的方法除去所述氧化铝阻碍层，暴露阳极氧化铝孔道底 部的碳纳米管生长催化层，得到孔道贯通的有序多孔氧化铝，所述有序多孔 氧化铝孔的直径为20 500 nm;
所述湿蚀的方法为酸性溶液腐蚀，在温度10 40。C条件下，化学刻蚀 氧化铝阻碍层；所述干蚀的方法为采用等离子体刻蚀除去氧化铝阻碍层；
b、 碳纳米管通过气相沉积工艺得到
将上述含有有序多孔氧化铝的绝缘基板放入化学气相沉积炉的腔体中， 以一氧化碳或有机气体为碳源，温度为650 1100。C条件下，在有序多孔氧 化铝的孔道中，催化生长与金属薄膜电极接触的碳纳米管，得到有序多孔基 材料改性层，即有序多孔氧化铝和碳纳米管的复合薄膜；采用吸附、交联、 共价键合手段将氧化还原蛋白质固定于有序多孔基材料改性层的孔道中，得 到生物电极。
所述物理气相沉积工艺为离子镀膜、溅射镀膜、蒸发镀膜；
所述碳纳米管生长催化层主要成分为铁、或镍、或钴、或铁-钼、或镍-
钼、或钴-钼、或它们的复合物、或它们的氧化物； 所述有机气体为甲烷、或乙炔、或乙醇、或己烷。有益效果目前大多数研究工作都是在有粘结剂的情况下，用介孔材料 粉末形成凝胶，再经涂敷在电极材料表面得到改性层，其结果就是改性层中 介孔粉末的无序相互堆积使大部分孔道堵塞，导致介孔材料有序多孔的结构
优势难以得到真正全面的发挥，对氧化还原蛋白质的固定效果下降；同时，
增加了分析物的扩散阻力，影响电子传递效率等，这些都最终影响生物电极
的性能。本发明的有益效果是
相对于现有技术，本发明中，在所述金属薄膜电极表面存在含有氧化还 原蛋白质的有序多孔基材料改性层，所述氧化还原蛋白质采用吸附、或交联、
或共价键合的方式固定于所述有序多孔基材料改性层的孔道中；
所述有序多孔基材料改性层是由有序多孔氧化铝和碳纳米管组成的复合 薄膜；所述碳纳米管位于所述有序多孔氧化铝的孔道中，与所述的金属薄膜 电极接触。
由此，本发明的有益效果是在所述金属薄膜电极表面原位制备有序多 孔基材料改性层，即有序多孔氧化铝和碳纳米管复合薄膜(见图6)，所述有 序多孔氧化铝和碳纳米管复合薄膜中的孔道可为氧化还原蛋白质的固定提供 一个良好的微环境，从而提高固定效率，有利于氧化还原蛋白质活性的保持。
同时有序多孔氧化铝和碳纳米管复合薄膜改性层中孔道还具有通透性， 有利于分析物在有序多孔基材料改性层中的扩散，提高分析物的扩散能力； 而在有序多孔基材料改性层的孔道中，与金属薄膜电极接触的碳纳米管，具 有良好的导电性，提高电子的传递效率，从而最终赋予上述生物电极具有良 好的检测灵敏度、信号响应速度等。
图1为本发明生物电极结构示意图。
图2为在绝缘基板1表面带有金属薄膜电极2、碳纳米管生长催化层3 和钼层4示意图。
图3为对铝层进行阳极氧化后，形成在孔道底部带有氧化销阻碍层4a 的有序多孔氧化铝4b结构示意图。
图4为除去氧化铝阻碍层4a后的有序多孔氧化铝4b结构示意图。
图5为在有序多孔氧化铝4b的孔道中原位生长碳纳米管5后，得到有序 多孔基材料改性层7结构示意图。
图6为在有序多孔基材料改性层7的孔道中固定氧化还原蛋白质6的结 构示意图。程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进 一 步的详细说明。
在图l、图2、图3、图4、图5和图6中1是绝缘基板如玻璃、石英、 带有氧化层的硅片等；2是金属薄膜电极如铂、金等；3是碳纳米管生长催化 层；4是铝层；4a是氧化铝阻碍层；4b是有序多孔氧化铝；5是碳纳米管；6 是氧化还原蛋白质；7是有序多孔基材料改性层。
图1为本发明生物电极结构示意图。金属薄膜电极2沉积在绝缘基板1 的表面，固定有氧化还原蛋白质6的有序多孔基材料改性层7位于金属薄膜 电极2表面的一端。
图2为在绝缘基板1表面带有金属薄膜电极2、碳纳米管生长催化层3 和钼层4示意图。铝层4位于碳纳米管催化生长层3上面，而碳纳米管生长 层3位于金属薄膜电极2表面的 一端。
图3为对铝层进行阳极氧化后，形成在孔道底部带有氧化销阻碍层4a 的有序多孔氧化铝4b结构示意图。在图3中，对位于金属薄膜电极2 —端的 铝层4进行阳极氧化，得到孔道底部带有氧化铝阻碍层4a的有序多孔氧化铝 4b。
图4为除去氧化铝阻碍层4a后的有序多孔氧化铝4b结构示意图。
采用湿蚀或干蚀的方法除去所述氧化铝阻碍层4a,暴露阳极氧化铝孔道 底部的碳纳米管生长催化层3,得到孔道贯通的有序多孔氧化铝4b;
釆用湿蚀的方法是酸性溶液腐蚀，在温度10 40。C条件下，化学刻蚀 氧化铝阻碍层4a;干蚀的方法是采用等离子体刻蚀除去氧化铝阻碍层4a;
图5为在有序多孔氧化铝4b的孔道中原位生长碳纳米管5后，得到有序 多孔基材料改性层7结构示意图。
有序多孔氧化铝4b中的孔道完全贯通后，利用孔道底部暴露的碳纳米管
催化生长层3，釆用化学气相沉积的方式，催化生长与金属薄膜电极2接触
的碳纳米管5，在金属薄膜电极2表面得到有序多孔基材料改性层7,即有序
多孔氧化铝4b和碳纳米管5的复合薄膜。
图6为在有序多孔基材料改性层7的孔道中固定氧化还原蛋白质6的结
构示意图。
采用吸附、或交联、或共价键合等手段将氧化还原蛋白质6固定于有序 多孔基材料改性层7的孔道中，从而制作出高灵敏度电极。前述氧化还原蛋
8白质6,可根据检测分析物的不同，具体使用葡萄糖氧化錄、或葡萄糖脱氢 酶、或乙酰胆碱酯酶、或辣根过氧化氢酶或乳酸氧化酶、或乳酸脱氢酶、或 果糖脱氢酶、或半乳糖氧化酶、或胆齒醇氧化酶、或胆甾醇脱氢酶、或醇氧 化酶、或醇脱氢酶、或胆红素氧化酶、或葡萄糖-6 -磷酸脱氢酶、或氨基 酸脱氢酶、或甲酸脱氢酶、或甘油脱氢酶、或脂酰辅酶A氧化酶、或胆碱氧 化酶、或4 -羟基苯甲酸羟化酶、或马来酸脱氢酶、或肌氨酸氧化酶、或尿
酸酶等。
图7为制作生物电极的方法流程示意图。其中
本发明在清洗过的绝缘基板1表面制作金属薄膜电极2 (步骤110 );
在金属薄膜电极2的表面的一端沉积碳纳米管生长催化层3(步骤120);
在碳纳米管生长催化层表面沉积铝层4 (步骤130);
在电解液中对铝层4进行阳极氧化，得到孔道底部带有氧化铝阻碍层4a 的有序多孔氧化铝4b (步骤140);
通过湿蚀或干蚀的方式除去孔道底部的氧化铝阻碍层4a，得到孔道完全 贯通的有序多孔氧化铝4b (步骤150);
利用有序多孔氧化铝4b中孔道底部的碳纳米管催化生长层3，采用化学 气相沉积生长碳纳米管5，得到有序多孔基材料改性层7，即有序多孔氧化铝 4b和碳纳米管5的复合薄膜(步骤160);
采用吸附、或交联、或共价键合手段将氧化还原蛋白质6固定于有序多 孔基材料改性层7的孔道中，得到生物电极(步骤170)。
实施例1
本发明实施例1具体过程为-.
a、 以玻璃作为绝缘基板l,彻底清洗后，用氮气吹干，采用磁控溅射， 在绝缘基板上沉积铂薄膜电极，即金属薄膜电极2，厚度为50nm;
b、 釆用磁控溅射，在铝薄膜电极表面的一端沉积三氧化二铁层，即碳纳 米管催化生长层3，厚度为0.2nm;
c、 采用热蒸发在三氧化二铁层上沉积厚度为500 nm的铝层4;
d、 以浓度为0.3mol/L的草酸溶液为电解质，在温度为3。C,阳极氧化电 压为40V的条件下，对铝层4进行第一次阳极氧化，时间为l分钟左右；然后 用浓度分别为0.3 mol/L的磷酸和0.3mol/L的铬酸混合溶液除去阳极氧化铝层 后，采用与第一次阳极氧化的相同条件进行第二次阳极氧化，至铝层完全氧
9图3;最后用浓度0.3mol/L旳磷酸溶液除去孔道 底部的氧化铝阻碍层4a,得到带有孔道贯通的有序多孔氧化铝4b，如图4所示；
e、 将带有孔道贯通的有序多孔氧化铝的绝缘基板1用去离子水清洗干净 后，放入烘箱中烘干，温度为120°C;
f、 将绝缘基板1放入化学气相沉积炉中，通入氩气，升温至75(TC时， 通入氢气，保温20分钟；然后，升温至100(TC，通入有机气体甲烷，保温 15分钟，在有序多孔氧化铝4b的孔道中，原位生长与铂薄膜电极接触的碳 纳米管5;最后停止通氢气和甲烷，保持通氩气，自然冷却，得到有序多孔 基材料改性层7，即有序多孔氧化铝4b和碳纳米管5复合薄膜改性的电极， 如图5所示。
g、 将浓度为3 mg/mL的辣根过氧化酶溶液，即氧化还原蛋白质6滴加
在有序多孔基材料改性层改性的电极表面，以便将辣根过氧化酶分子固定在 有序多孔基材料改性层7的孔道中；然后以去离子水冲洗，以便将吸附在有 序多孔基材料改性层7表面的辣根过氧化酶分子除去，最后将电极放置在 4T:冰箱中晾干储存；至此，完成生物电极的制备。
实施例2
本发明实施例2具体过程为
a、 以带有二氧化硅的硅片作为绝缘基板1，彻底清洗后，用氮气吹干， 采用磁控溅射，在绝缘基板1上沉积销薄膜电极,即金属薄膜电极2，厚度为 300 nm;
b、 采用磁控溅射，在铂薄膜电极表面的一端沉积氧化镍层，即碳纳米管 催化生长层3，厚度为10nm;
c、 采用热蒸发在氧化镍层上沉积厚度为2000nm的铝层4;
d、 以浓度为0.3mol/L的草酸溶液为电解质，在温度为3T，阳极氧化电 压为40V的条件下，对铝层4进行第一次阳极氧化，时间为l分钟左右；然后 用浓度分别为0.3 mol/L的磷酸和0.3 mol/L的铬酸混合溶液除去阳极氧化铝层 后，釆用与第一次阳极氧化的相同条件进行第二次阳极氧化，至铝层完全氧 化，形成有序多孔的阳极氧化铝4b如图3;最后用浓度为0.3mol/L的磷酸溶液 除去孔道底部的氧化铝阻碍层4a,得到带有孔道贯通的有序多孔氧化铝4b, 如图4所示；
e、将带有孔道贯通的有序多孔氧化铝的绝缘基板l用去离子水清洗干净
10后，放入烘箱中烘干，温度为120 °C;
f、将绝缘基板l放入化学气相沉积管式炉中，通入氩气，升室温750。C 时，通入氢气，保温20分钟；然后，升温至85(TC,通入有机气体乙炔，保 温15分钟，在有序多孔氧化铝4b的孔道中，原位生长与铂薄膜电极接触的 碳纳米管5;最后停止通氢气和乙炔，保持通氩气，自然冷却，得到有序多 孔基材料改性层7,即有序多孔氧化铝4b和碳纳米管5复合薄膜改性的电极， 如图5所示。
g 、将浓度为2 mg/mL的葡萄糖氧化酶,即氧化还原蛋白质6溶液滴加在有 序多孔基材料改性层7改性的电极表面，以便将葡萄糖氧化酶分子固定在有 序多孔基材料改性层7的孔道中；然后，以去离子水冲洗，以便将吸附在有 序多孔基材料改性层7表面的葡萄糖氧化酶分子除去，然后将电极放置在 4。C冰箱中干燥后，将电极置于戊二醛的饱和蒸汽中保持l 2分钟，温度为 2 5°C，通过交联进一步固定吸附在有序多孔基材料改性层7孔道中的葡萄 糖氧化酶分子，最后将电极放置在4 t:冰箱中储存；至此，完成生物电极的 制备。
实施例3
本发明实施例3具体过程为
a、 以石英作为绝缘基板l，彻底清洗后，用氮气吹干，采用磁控溅射， 在绝缘基板1上沉积铂薄膜电极，即金属薄膜电极2，厚度为500 nm;
b、 采用磁控溅射，在铂薄膜电极表面的一端沉积氧化镍层，即碳纳米管 催化生长层3，厚度为5nm;
c、 采用热蒸发在氧化镍层上沉积厚度为3000 nm的铝层4;
d、 以浓度为0.3mol/L的草酸溶液为电解质，在温度为3 。C,阳极氧化电 压为40V的条件下，对销层4进行第一次阳极氧化，时间为l分钟左右；然后 用浓度分别为0.3 mol/L的磷酸和0.3 mol/L的铬酸混合溶液除去阳极氧化铝层
后，釆用与第一次阳极氧化的相同条件进行第二次阳极氧化，至铝层完全氧 化，形成有序多孔的阳极氧化铝4b如图3;最后用浓度为0.3mol/L的磷酸溶液 除去孔道底部的氧化铝阻碍层4a,得到带有孔道贯通的有序多孔氧化铝4b, 如图4所示；
e、将带有孔道贯通的有序多孔氧化铝的绝缘基板1用去离子水清洗干净 后，放入烘箱中烘干，温度为120 °C;f、将绝缘基板1放入化学气相沉积管式炉中，適入氩气，升室温750 °C
时，通入氢气，保温20分钟；然后，升温至750 °C，通入有机气体己烷， 保温15分钟，在有序多孔氧化铝4b的孔道中，原位生长与铂薄膜电极接触 的碳纳米管5;最后停止通氢气和己烷，保持通氩气，自然冷却，得到有序 多孔基材料改性层7,即有序多孔氧化铝4b和碳纳米管5复合薄膜改性的电 极，如图5所示。
g 、将浓度为lmg/mL的乙酰胆碱酯酶，即氧化还原蛋白质6溶液滴加在有 序多孔基材料改性层7改性的电极表面，以便将乙酰胆碱酯酶分子固定在有 序多孔基材料改性层7的孔道中；然后，以去离子水冲洗，以便将吸附在有 序多孔基材料改性层7表面的乙酰胆碱酯酶分子除去，最后将电极放置在 4。C冰箱中晾干储存；至此，完成生物电极的制备。
权利要求
1、一种生物电极，包括在绝缘基板(1)上形成金属薄膜电极(2)，其特征在于在所述金属薄膜电极(2)表面存在含有氧化还原蛋白质(6)的有序多孔基材料改性层(7)，所述氧化还原蛋白质(6)采用吸附或交联或共价键合的方式固定于所述有序多孔基材料改性层(7)的孔道中；所述有序多孔基材料改性层(7)是由有序多孔氧化铝(4b)和碳纳米管(5)组成的复合薄膜；所述有序多孔氧化铝(4b)孔的直径为20～500nm，所述碳纳米管(5)位于所述有序多孔氧化铝(4b)的孔道中，与所述的金属薄膜电极(2)接触。
2、 根据权利要求l所述的生物电极，其特征是所述绝缘基板U)为 玻璃、石英、或带有氧化硅层的硅中任意一种。
3、 根据权利要求1所述一种生物电极，其特征是所述金属薄膜电极(2) 为销薄膜电极、或金薄膜电极，厚度为50 500 nm。
4、 根据权利要求l所述的生物电极，其特征是所述碳纳米管(5)为 多壁碳纳米管或单壁碳纳米管。
5、 根据权利要求l所述一种生物电极的制备方法，其特征在于制备所 述有序多孔基材料改性层(7),具体制备工艺如下a、在所述绝缘基板上，通过物理气相沉积工艺得到所述金属薄膜电极 (2);在所述金属薄膜电极(2 )表面的一端，通过物理气相沉积工艺沉积碳纳 米管生长催化层(3)，厚度为0. 2 10nm;在所述碳纳米管生长催化层(3)表面，通过物理气相沉积工艺沉积铝层 (4 )，厚度为500 3000 nm;以浓度为0.2 1.2mol/L的磷酸、醋酸或硫酸为电解质，在电压为40 200v，温度为0 10°C的条件下，同时搅拌对上述铝层(4)进行二次阳极 氧化，消除铝层(4)得到有序多孔阳极氧化铝层(4b);同时在所述有序多 孔氧化钼(4b)与碳纳米管生长催化层(3)之间存在氧化铝阻碍层Ma);采用湿蚀或干蚀的方法除去所述氧化铝阻碍层(4a),暴露阳极氧化铝孔 道底部的碳纳米管生长催化层(3)，得到孔道贯通的有序多孔氧化铝(4b);所述湿蚀的方法为酸性溶液腐蚀，在温度10 40。C条件下，化学刻蚀氧化铝阻碍层(4a);所述干蚀的方法为釆用等离子体刻蚀除去氧化铝阻碍层 "a);b、碳纳米管(5)通过气相沉积工艺得到将上述含有有序多孔氧化铝(4b)的绝缘基板(1 )放入化学气相沉积 炉的腔体中，以一氧化碳或有机气体为碳源，温度为650 1100。C条件下， 在有序多孔氧化铝(4b)的孔道中，催化生长与金属薄膜电极(2 )接触的 碳纳米管(5)，得到有序多孔基材料改性层(7),即有序多孔氧化铝(4b) 和碳纳米管(5)的复合薄膜；釆用吸附、或交联、或共价键合手段将氧化还 原蛋白质(6)固定于有序多孔基材料改性层(7)的孔道中，得到生物电极。
6、 根据权利要求5所述一种生物电极的制备方法，其特征是所述碳纳 米管生长催化层(3)主要成分为铁、或镍、或钴、或铁-钼、或镍-钼、或钴 -钼、或它们的复合物、或它们的氧化物。
7、 根据权利要求5所述一种生物电极的制备方法，其特征是所述物理 气相沉积工艺为离子镀膜、或溅射镀膜、或蒸发镀膜。
8、 根据权利要求5所述一种生物电极的制备方法，其特征是所述有机气体为甲烷、或乙炔、或乙醇、或己烷。
全文摘要
本发明涉及一种生物电极及其制作方法，在金属薄膜电极(2)表面存在有序多孔基材料改性层(7)，是由有序多孔氧化铝(4b)和碳纳米管(5)组成的复合薄膜；碳纳米管(5)位于有序多孔氧化铝(4b)的孔道中，与所述的金属薄膜电极(2)接触。方法是在金属薄膜电极(2)表面沉积铝层(4)，通过阳极氧化工艺得到有序多孔氧化铝(4b)，通过化学气相沉积工艺在有序多孔氧化铝(4b)的孔道中生长碳纳米管(5)。采用吸附、交联、共价键合手段将氧化还原蛋白质(6)固定于有序多孔基材料改性层(7)的孔道中，得到生物电极。有序多孔氧化铝(4b)比表面积大、碳纳米管(5)电导率高，该生物电极检测灵敏度高、信号响应速度快。
文档编号G01N27/327GK101441192SQ200810244460
公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月6日 优先权日2008年12月6日
发明者林 倪, 张兰月, 朱荣华, 林新华, 殷世平, 陈丽娟 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院