电化学检测电极及其制造方法、电化学检测设备与流程

本公开的实施例涉及一种电化学检测电极及其制造方法、电化学检测设备。

背景技术：

电化学是物理化学的一个组成部分，与其相关联的学科不仅有无机化学、分析化学、有机化学等，还广泛涉及金属工业、环境科学、能量科学、成像学、电子学、生物学、医学等各个领域。电化学检测是一种基于电化学原理的便携检测手段，具有灵敏度高、能耗低、便于自动控制、成本低等优点，已广泛应用于环境监测、电化学分析等诸多领域。

技术实现要素：

本公开至少一个实施例提供一种电化学检测电极，包括电极结构，其中，所述电极结构具有多组不同形状的检测凹槽，所述多组不同形状的检测凹槽配置为在进行检测时与不同形状的检测对象结合。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极中，所述电极结构在工作条件下变形以形成至少一组具有预定形状的检测凹槽。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极中，所述电极结构的材料包括具有导电变形功能的凝胶。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极中，所述电极结构在不同工作条件下形成不同的预定形状的检测凹槽。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极中，所述不同工作条件下的温度、ph值或电场强度不同。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极中，所述检测凹槽的开口的形状包括三角形、菱形、矩形或圆形。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极包括多个检测区域，其中，所述多组不同形状的检测凹槽分别位于不同的检测区域中。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极中，所述多个检测区域包括第一检测区域、第二检测区域和第三检测区域，所述第一检测区域内的电极结构的表面由石墨烯膜覆盖，所述第二检测区域内的电极结构的表面由类金刚石膜覆盖，所述第三检测区域内的电极结构的表面由金刚石膜覆盖。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极中，所述第二检测区域包括多个子检测区域，至少两个子检测区域内的类金刚石膜的性质彼此不同。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极中，所述电极结构包括多个子结构，所述检测凹槽形成在所述子结构的表面。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极中，所述多个子结构呈矩阵排列或形成堆叠结构。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极中，所述子结构的形状包括立方体、长方体或圆柱体。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极中，所述子结构为立体型腔。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极还包括连接结构，其中，所述连接结构与所述电极结构电连接，配置为向所述电极结构传输电信号或采集所述电极结构输出的电信号。

本公开至少一个实施例还提供一种电化学检测设备，包括本公开任一实施例所述的电化学检测电极。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测设备还包括多组检测载体，其中，所述多组检测载体分别用于表面吸附被检测物质且在检测过程中与所述电化学检测电极的多组不同形状的检测凹槽结合。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测设备中，所述检测载体的横截面的形状包括三角形、菱形、正方形、矩形或圆形。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测设备还包括检测电路，其中，所述检测电路与所述电化学检测电极电连接，配置为向所述电化学检测电极输出电信号和/或采集所述电化学检测电极输出的电信号。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测设备还包括工作条件控制单元，其中，所述工作条件控制单元配置为对所述电化学检测电极的工作条件进行控制。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测设备中，所述工作条件控制单元配置为对温度、ph值或电场强度进行控制。

本公开至少一个实施例还提供一种如本公开任一实施例所述的电化学检测电极的制造方法，包括：在基板上形成电极结构，并在所述电极结构上形成检测凹槽。

例如，在本公开一实施例提供的电化学检测电极的制造方法中，所述电极结构和/或所述检测凹槽采用微电子光刻、3d/4d打印、机械加工、特种加工、激光加工和物理化学自组装中的一种或多种方法制作。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1为本公开一实施例提供的一种电化学检测电极的示意图；

图2a和图2b为本公开一实施例提供的一种用于与电化学检测电极结合的检测载体；

图3a和图3b为本公开一实施例提供的一种电化学检测电极在两种状态下的示意图；

图4a为本公开一实施例提供的一种电化学检测电极的平面示意图；

图4b为图4a所示的电化学检测电极的剖面示意图；

图5为本公开一实施例提供的一种电化学检测电极的示意图；

图6为本公开一实施例提供的另一种电化学检测电极的示意图；

图7为本公开一实施例提供的另一种电化学检测电极的示意图；

图8为本公开一实施例提供的另一种电化学检测电极的示意图；

图9为本公开一实施例提供的另一种电化学检测电极的示意图；

图10为本公开一实施例提供的一种电化学检测设备的示意框图；

图11为本公开一实施例提供的另一种电化学检测设备的示意框图；

图12为本公开一实施例提供的一种电化学检测设备的示意图；以及

图13为一种自组装工艺的示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在电化学检测领域，通常采用电化学检测电极进行检测。例如，电化学检测电极包括工作电极、参考电极和对电极。通常采用金电极或玻碳电极作为工作电极，银电极或氯化银电极作为参考电极，铂丝/片作为对电极，并将它们同时插入盛有反应液的容器中。例如，各个电极与另行设置的控制单元电连接，控制单元例如包括电路和/或处理器。反应液中的待检测物质在工作电极的表面发生氧化还原反应并产生一定的电信号(例如电流)，利用控制单元对该电流进行检测和处理，从而实现对待检测物质的检测。

随着技术的发展，电化学检测电极向着小型化的方向发展。电化学检测电极中的工作电极除了可以为金电极、玻碳电极以外，还可以为印刷电极等，电极的基体材料例如为塑料、玻璃、纸等。通常的电化学检测电极仅能检测一种物质，难以针对多种物质进行检测，适用范围有限。并且，电化学检测电极通常采用化学方法进行修饰而得到，这样得到的电化学检测电极存在不一致性，因此难以应用于大规模批量生产。

本公开至少一实施例提供一种电化学检测电极及其制造方法、电化学检测设备，该电化学检测电极可以实现分别检测多种物质的功能，检测效率高，检测灵敏度高，一致性好，应用范围广。

下面，将参考附图详细地说明本公开的实施例。应当注意的是，不同的附图中相同的附图标记将用于指代已描述的相同或相似结构或功能的元件。

本公开至少一实施例提供一种电化学检测电极，该电化学检测电极包括电极结构，所述电极结构具有多组不同形状的检测凹槽，所述多组不同形状的检测凹槽配置为在进行检测时与不同形状的检测对象结合。

图1为本公开一实施例提供的一种电化学检测电极的示意图。如图1所示，电化学检测电极100包括电极结构110，电极结构110具有多组不同形状的检测凹槽，例如第一形状检测凹槽111和第二形状检测凹槽112。

例如，该电化学检测电极100为工作电极，当该电化学检测电极100被置于反应液中时，反应液中的待检测物质在该电化学检测电极100的电极结构110的表面发生氧化还原反应并产生相应的电信号(例如电流)，通过检测该电信号可以对待检测物质进行检测，例如检测物质的有无或其含量多少。电极结构110可以采用金属(例如金、银)、玻碳材料或其他适用的材料，本公开的实施例对此不作限制。电极结构110的形状不受限制，可以为立方体、长方体或其他任意形状。例如，电极结构110可以为一个单一的结构，也可以包括多个子结构，本公开的实施例对此不作限制。

例如，第一形状检测凹槽111和第二形状检测凹槽112位于电极结构110的表面，且彼此的形状不同。例如，该电化学检测电极100包括多个检测区域，例如第一检测区域001和第二检测区域002，多组不同形状的检测凹槽分别位于不同的检测区域中。例如，在一个示例中，第一形状检测凹槽111的开口形状(即在电极结构110表面上的平面形状)为三角形且位于第一检测区域001中，第二形状检测凹槽112的开口的形状为正方形且位于第二检测区域002中。

与该电化学检测电极100配合工作的反应液中包括第一待检测物质(例如葡萄糖)和第二待检测物质(例如尿酸)，第一待检测物质结合在如图2a所示的截面为三角形的第一检测载体11上以构成第一检测对象，第二待检测物质结合在如图2b所示的截面为正方形的第二检测载体12上以构成第二检测对象。当该电化学检测电极100被置于反应液中时，根据几何形状匹配的原理，第一检测对象与第一形状检测凹槽111结合，第二检测对象与第二形状检测凹槽112结合。第一检测对象中的第一待检测物质和第二检测对象中的第二待检测物质分别在电极结构110的表面发生氧化还原反应并产生相应电流，通过另行设置的检测电路对电极结构110的第一检测区域001和第二检测区域002施加不同的扫描电压，从而可以分别得到第一待检测物质发生反应产生的电流和第二待检测物质发生反应产生的电流，以实现分别检测不同物质的功能。该电化学检测电极100的检测效率高，检测灵敏度高，应用范围广。

例如，可以通过设置绝缘层(图中未示出)使电极结构110的具有不同形状的检测凹槽的部分彼此绝缘(例如，使电极结构110位于第一检测区域001的部分与电极结构110位于第二检测区域002的部分彼此绝缘)，从而使电极结构110具有不同形状的检测凹槽的不同部分的电流可以分别检测，以实现分别检测不同物质的功能。

例如，可以采用特定的分子印迹材料来制作检测载体。分子印迹材料(或分子印迹聚合物)是一种具有特异性识别和选择性吸附特性的材料，可以选择性吸附特定的物质。例如，第一检测载体11和第二检测载体12采用的分子印迹材料不同，使得所得到的第一检测载体11只吸附第一待检测物质(例如葡萄糖)，所得到的第二检测载体12只吸附第二待检测物质(例如尿酸)，从而可以使不同的待检测物质分别吸附至形状不同的检测载体上。例如，检测载体可以采用各种适当的方法制备，例如可以通过特定形状的模板制备，将纳米球乳液滴加到模板中，然后烧结形成不同形状的检测载体。

例如，电极结构110可以采用压印工艺、打印工艺及光刻工艺制作。例如，在一个示例中，在电极结构110的第一检测区域001中打印紫外光敏感的材料(例如光刻胶)，在电极结构110的第二检测区域002中打印可见光敏感的材料(例如变性乙烯基酯树脂)。然后，采用滤色片将汞灯光源发出的光分为两路，一路是紫外光，另一路是可见光。将紫外光照射在第一检测区域001中的紫外光敏感的材料上，利用掩模版形成三角形的图案；将可见光照射在第二检测区域002中的可见光敏感的材料上，利用掩模版形成正方形的图案。最后，通过刻蚀形成第一形状检测凹槽111和第二形状检测凹槽112。

当然，本公开的实施例不限于此，电极结构110和/或检测凹槽也可以采用其他工艺制作。例如，电极结构110和/或检测凹槽可以采用微电子光刻、3d/4d打印、机械加工、特种加工、激光加工和物理化学自组装中的一种或多种方法制作，以使多个电化学检测电极100具有较好的一致性，适用于大规模批量生产。这里，“3d打印”是指利用类似打印的方法形成多层立体结构，从而形成电极结构110和其上的检测凹槽。“4d打印”是指利用类似打印的方法形成多层立体结构，并且，形成该结构的材料对于一些参数例如温度、ph值敏感，因此在不同的条件下，该结构既具有三维特性又具有材料敏感特性，从而表现出4d结构的特性(也即，除单纯的空间特性外，还具有其他的物理或者化学特性)。

需要说明的是，本公开的实施例中，不同形状的检测凹槽可以为多组，不限于图中所示的2组，也可以为3组、4组等任意数量。并且，多组不同形状的检测凹槽可以同时存在于电极结构110的表面，也可以在不同的工作条件下各自分别存在于电极结构110的表面。当多组不同形状的检测凹槽同时存在于电极结构110的表面时，可以同时对多种物质进行检测。当多组不同形状的检测凹槽在不同的工作条件下各自分别存在于电极结构110的表面时，可以在不同的工作条件下分别检测不同的物质。这里，“工作条件”是指电化学检测电极100所处的环境的温度、ph值或电场强度等条件。

需要说明的是，本公开的实施例中，检测凹槽的开口的形状不受限制，例如可以为三角形、菱形、正方形、矩形、圆形、星形或其他任意的形状。检测凹槽的开口的大小不受限制，例如可以根据工艺条件而定。例如，检测凹槽的开口的大小可以为纳米量级或微米量级，也可以为其他尺寸，本公开的实施例对此不作限制。例如，检测凹槽的开口的大小可以为几百纳米至几微米，例如100纳米至10微米。当检测凹槽的开口的大小为纳米量级或微米量级时，相应地，图2a和图2b所示的检测载体也为纳米量级或微米量级，以实现与检测凹槽的结合。检测凹槽的数量也不受限制，例如可以根据电极结构110的大小和检测凹槽的开口的大小而定，或者根据需要实现的检测精度而定，例如根据可以检测的电流的大小而定。

图3a和图3b为本公开一实施例提供的一种电化学检测电极在两种状态下的示意图。如图3a和图3b所示，电化学检测电极200的电极结构120在不同的工作条件下形成不同的预定形状的检测凹槽。例如，电化学检测电极200采用记忆合金材料制备，在第一工作条件(例如第一温度t1)下，电极结构120仅具有第三形状检测凹槽121；在第二工作条件(例如第二温度t2，且第二温度t2不等于第一温度t1)下，电极结构120仅具有第四形状检测凹槽122。

例如，第三形状检测凹槽121和第四形状检测凹槽122的开口的形状彼此不同，分别为星形和圆形。当与电化学检测电极200配合工作的反应液中包括截面形状为星形和/或圆形的检测载体，且不同形状的检测载体吸附有不同物质时，该电化学检测电极200可以在第一工作条件下和第二工作条件下分别与截面形状为星形和圆形的检测载体结合，从而分别在第一工作条件下和第二工作条件下检测截面形状为星形和圆形的检测载体上吸附的不同的物质。

例如，第一工作条件和第二工作条件下的温度、ph值或电场强度不同。通过改变工作条件(例如使电化学检测电极200周围的反应液的温度、ph值或电场强度发生变化)，从而使电极结构120在工作条件下变形以形成至少一组具有预定形状的检测凹槽，例如形成第三形状检测凹槽121或第四形状检测凹槽122。例如，可以采用具有时间温度记忆特性、ph值敏感特性或其他敏感特性的材料制作电极结构120，这些材料可以在环境参数变化(例如温度变化、ph值变化、电场强度变化等)的情况下，呈现不同的结构特征，以使电极结构120在不同的工作条件下具有不同形状的检测凹槽，从而实现分别检测不同物质的功能。

例如，在一个示例中，电极结构120的材料采用具有导电变形功能的凝胶，当施加不同的工作电压时，电极结构120的表面形状发生变化，以呈现不同形状的检测凹槽。例如，具有导电变形功能的凝胶可以为聚苯胺(pani)，可以通过使用肌醇六磷酸(phyticacid)作为掺杂和交链剂而形成。

需要说明的是，本公开的实施例中，电极结构120表面的检测凹槽在不同的工作条件下的形状可以为2种、3种或任意数量，相应地，预定的工作条件也为2种、3种或任意数量。为了实现分别检测不同物质的功能，只需改变工作条件，例如改变反应液的温度、ph值或电场强度等，则可以使电极结构120的表面的检测凹槽变形为预定的形状，从而与不同形状的检测载体结合以检测其上吸附的不同的物质。

图4a为本公开一实施例提供的一种电化学检测电极的平面示意图，图4b为图4a所示的电化学检测电极的剖面示意图。如图4a和图4b所示，在该实施例中，电化学检测电极300的电极结构包括多个检测区域，例如第一检测区域003、第二检测区域004和第三检测区域005。例如，第一检测区域003内的电极结构的表面由石墨烯膜覆盖，第二检测区域004内的电极结构的表面由类金刚石膜覆盖，第三检测区域005内的电极结构的表面由金刚石膜覆盖。

由于石墨烯膜、类金刚石膜和金刚石膜本身的材料特性有区别，使得石墨烯膜、类金刚石膜和金刚石膜表面的微细结构不同，也即，石墨烯膜、类金刚石膜和金刚石膜表面存在不同形状的检测凹槽(图中未示出)，因此可以分别与三种形状的吸附有不同物质的检测载体结合，以实现三种物质的检测。例如，在一个示例中，第一检测区域003可以与吸附有葡萄糖分子的检测载体结合，从而对葡萄糖进行检测；第二检测区域004可以与吸附有尿酸分子的检测载体结合，从而对尿酸进行检测；第三检测区域005可以与吸附有甘油三酯分子的检测载体结合，从而对甘油三酯进行检测。上述三种吸附有不同物质的检测载体的形状不同，且分别与上述三个检测区域的表面的微细结构(检测凹槽)的形状对应以便于分别结合，从而可以实现三种物质的检测。

例如，可以采用激光脉冲加工的方法在高纯定向石墨基体006的表面的不同位置分别形成石墨烯膜、类金刚石膜和金刚石膜，以分别形成第一检测区域003、第二检测区域004和第三检测区域005，采用这种方式可以简化工艺，易于实现。当然，本公开的实施例不限于此，也可以采用其他适用的加工方式得到石墨烯膜、类金刚石膜和金刚石膜。

由于类金刚石是一种介于石墨烯和金刚石之间的材料，其性质可以连续变化，因此通过控制加工工艺使不同位置的类金刚石膜的性质不同，从而可以使第二检测区域004还可以进一步包括多个子检测区域。例如，在一个示例中，第二检测区域004包括多个子检测区域(例如第一子检测区域0041和第二子检测区域0042)，至少两个子检测区域内的类金刚石膜的性质彼此不同。例如，第一子检测区域0041和第二子检测区域0042均被类金刚石膜覆盖，但是第一子检测区域0041内的类金刚石膜和第二子检测区域0042内的类金刚石膜的性质不同，因此第一子检测区域0041内的类金刚石膜表面的检测凹槽的形状与第二子检测区域0042内的类金刚石膜表面的检测凹槽的形状不同，从而可以与不同形状的检测载体结合，以实现分别检测不同物质的功能。

需要说明的是，本公开的实施例中，被类金刚石膜覆盖的第二检测区域004内的子检测区域的数量不受限制，可以为任意个数。例如，多个子检测区域可以用于检测性质相近的物质，例如手型物质、不同链长的脂肪酸、结构相似的化合物等。该电化学检测电极300可以用于样品的提纯和分离等，例如进行色谱分析。

图5为本公开一实施例提供的一种电化学检测电极的示意图。如图5所示，该电化学检测电极400包括基板310、连接结构320和电极结构130。电极结构130包括多个子结构210。

基板310起支撑、保护等作用，可以采用塑料、玻璃、纸等任意适用的材料。电极结构130和连接结构320均设置在基板310上。连接结构320与电极结构130例如通过电导线(图中未示出)电连接，配置为向电极结构130传输电信号或采集电极结构130输出的电信号。连接结构320可以采用任意适用的导电材料，例如银、氯化银或铂等金属或其化合物。

电极结构130包括多个子结构210。例如，子结构210的形状为立方体，多个子结构210呈矩阵排列。检测凹槽形成在子结构210的表面。例如，第一形状检测凹槽131、第二形状检测凹槽132和第三形状检测凹槽133的开口的形状彼此不同，且分别位于不同的子结构210的表面，以用于与三种形状的检测载体结合，从而实现三种物质的检测。例如，具有第一形状检测凹槽131的多个子结构210可以通过电导线彼此电连接，具有第二形状检测凹槽132的多个子结构210可以通过电导线彼此电连接，具有第三形状检测凹槽133的多个子结构210可以通过电导线彼此电连接，而具有不同形状检测凹槽的子结构210彼此之间保持绝缘，从而可以得到三路彼此独立的电信号，以实现对三种物质的检测。

通过设置子结构210，可以有效增加电极结构130的表面积，增大电极结构130与反应液中的检测对象的接触面积，从而提高检测对象中的待检测物质发生氧化还原反应时产生的电流，以提高检测灵敏度。

需要说明的是，本公开的实施例中，子结构210的形状不受限制，可以为立方体、长方体或圆柱体，也可以为立体型腔或其他任意的形状。多个子结构210的排列方式不受限制，可以根据实际需求而定，例如根据工艺条件及加工方式而定。多个子结构210可以均匀排列，也可以非均匀排列。

图6为本公开一实施例提供的另一种电化学检测电极的示意图。如图6所示，除了子结构210的排列方式不同以及还进一步包括第四形状检测凹槽134外，该实施例的电化学检测电极400与图5所示的电化学检测电极400基本相同。在本公开的一些实施例中，多个子结构210还可以形成堆叠结构，以增加检测空间。例如，在图6所示的实施例中，多个子结构210形成堆叠结构。第一形状检测凹槽131、第二形状检测凹槽132、第三形状检测凹槽133和第四形状检测凹槽134分别位于不同的子结构210的表面。该电化学检测电极400的电极结构130的表面积大，检测灵敏度高，且可以检测四种不同的物质。例如，可以采用具有导电变形功能的凝胶制作子结构210，当改变施加至子结构210的工作电压时，多个子结构210可以变形以形成堆叠结构。例如，通过在具有不同形状检测凹槽的子结构210之间设置绝缘层(图中未示出)，可以使具有不同形状检测凹槽的子结构210彼此绝缘，从而不会影响各自产生的电信号。

图7为本公开一实施例提供的另一种电化学检测电极的示意图。如图7所示，在该实施例中，电极结构130包括多个为长方体的子结构220。多个子结构220排列为一行，不同形状的检测凹槽位于不同的子结构220的表面上。该实施例的电化学检测电极400的其他特征与图5所示的电化学检测电极400基本相同，此处不再赘述。

图8为本公开一实施例提供的另一种电化学检测电极的示意图。如图8所示，在该实施例中，电极结构130包括多个为长方体的子结构230。多个子结构230排列为一列。例如，不同形状的检测凹槽设置在同一个子结构230的不同部位上，各个不同的部位例如通过另行设置的绝缘层(图中未示出)以保持彼此绝缘，从而使不同部位产生的电信号不会相互影响。该实施例的电化学检测电极400的其他特征与图5所示的电化学检测电极400基本相同，此处不再赘述。

图9为本公开一实施例提供的另一种电化学检测电极的示意图。如图9所示，在该实施例中，电极结构130包括多个子结构240，子结构240为立体型腔。例如，“立体型腔”是指位于电极结构130表面的凹陷区域。第一形状检测凹槽131、第二形状检测凹槽132、第三形状检测凹槽133和第四形状检测凹槽134分别位于不同的子结构240的表面，也即，分别位于电极结构130的不同的凹陷区域中。例如，可以在凹陷区域的底部和侧壁均设置检测凹槽(图9中仅示出了设置在底部的检测凹槽，设置在侧壁的检测凹槽未示出)。在工作时，反应液会渗入凹陷区域，从而可以增大电极结构130与反应液中的检测对象的接触面积，因此有助于提高检测灵敏度。需要说明的是，本公开的实施例中，凹陷区域的开口的形状不受限制，可以为正方形、矩形、圆形或其他任意的形状。该实施例的电化学检测电极400的其他特征与图5所示的电化学检测电极400基本相同，此处不再赘述。

本公开至少一实施例还提供一种电化学检测设备，包括本公开任一实施例所述的电化学检测电极。该电化学检测设备可以实现分别检测多种物质的功能，检测效率高，检测灵敏度高，一致性好，应用范围广。

图10为本公开一实施例提供的一种电化学检测设备的示意框图。如图10所示，该电化学检测设备500包括电化学检测电极510，电化学检测电极510为本公开任一实施例所述的电化学检测电极，例如上述电化学检测电极100/200/300/400。该电化学检测设备500可以为电化学工作站或其他任意的电化学测量系统，本公开的实施例对此不作限制。该电化学检测设备500例如可以用于生物技术、物质的定性定量分析等。

例如，该电化学检测设备500还包括多组检测载体，多组检测载体分别用于表面吸附被检测物质且在检测过程中与电化学检测电极510的多组不同形状的检测凹槽结合。每组检测载体包括多个检测载体，例如，在一个示例中，检测载体如图2a和图2b所示。当然，本公开的实施例不限于此，检测载体的横截面的形状可以为三角形、菱形、正方形、矩形、圆形、星形或其他适用的形状，只需使检测载体与检测凹槽的形状匹配以便于结合即可。例如，被检测物质可以为任意的物质，例如葡萄糖、尿酸、甘油三酯等，本公开的实施例对此不作限制。例如，可以采用分子印迹技术使不同的物质被吸附至不同的检测载体的表面。关于检测载体的详细描述可以参考前述内容，此处不再赘述。

图11为本公开一实施例提供的另一种电化学检测设备的示意框图。如图11所示，该电化学检测设备500还包括检测电路520。检测电路520与电化学检测电极510电连接，配置为向电化学检测电极510输出电信号和/或采集电化学检测电极510输出的电信号。通过对电信号进行处理，可以得到检测结果。

例如，在一个示例中，如图12所示，具有第一形状检测凹槽131的第一子结构221、具有第二形状检测凹槽132的第二子结构222、具有第三形状检测凹槽133的第三子结构223分别通过三根电导线330与连接结构320的第一子连接结构321、第二子连接结构322和第三子连接结构323电连接，检测电路520具有多个通道且各个通道分别与第一子连接结构321、第二子连接结构322和第三子连接结构323电连接。因此，检测电路520可以分别向第一子结构221、第二子结构222和第三子结构223输出电信号和/或分别采集第一子结构221、第二子结构222和第三子结构223输出的电信号，从而可以对三种物质进行检测。例如，可以采用寻址的方式采集电极结构中不同的子结构的电信号，具体的方式可以参考常规设计，此处不再详述。

例如，如图11所示，该电化学检测设备500还包括工作条件控制单元530。工作条件控制单元530配置为对电化学检测电极510的工作条件进行控制，例如对温度、ph值或电场强度进行控制。当电化学检测电极510为图3a和图3b所示的电化学检测电极200时，通过工作条件控制单元530改变反应液的温度、ph值或电场强度，从而可以在不同的工作条件下形成不同形状的检测凹槽，以实现分别检测多种物质的功能。

需要说明的是，本公开的实施例中，检测电路520的具体实现方式不受限制，可以采用通用或专用的电路、数字芯片或其他适用的器件实现。工作条件控制单元530的具体实现方式也不受限制，可以采用任意适用的部件或器件实现，例如可以采用加热组件、冷却组件、酸碱度控制组件、电极等实现。例如，在一个示例中，工作条件控制单元530所要控制的工作条件为温度，则工作条件控制单元530可以包括加热装置(例如电阻加热器)、散热装置(例如半导体制冷装置)以及温度检测装置(例如热电偶)，由此可以检测温度并根据检测结果加热或散热。例如，在另一个示例中，工作条件控制单元530所要控制的工作条件为电场强度，则工作条件控制单元530可以包括相对设置的一对电极、电压施加装置，电压施加装置与该一对电极相连，从而可以在该一对电极之间形成预定强度的电场。例如，在再一个示例中，工作条件控制单元530所要控制的工作条件为ph值(即酸碱度)，则工作条件控制单元530可以包括酸碱度检测电极、酸性溶液容器和/或碱性溶液容器等，从而可以检测溶液的酸碱度并根据检测结果添加酸或碱。

需要说明的是，本公开的实施例中，电化学检测设备500还可以包括更多或更少的部件，这可以根据需要实现的功能而定，本公开的实施例对此不作限制。

本公开至少一实施例还提供一种电化学检测电极的制造方法，利用该制造方法可以制造本公开任一实施例所述的电化学检测电极。利用该制造方法制造的电化学检测电极可以实现分别检测多种物质的功能，检测效率高，检测灵敏度高，一致性好，应用范围广。

例如，在一个示例中，该电化学检测电极的制造方法包括如下操作：

在基板上形成电极结构，并在电极结构上形成检测凹槽。

例如，该电化学检测电极的电极结构和/或检测凹槽采用微电子光刻、3d/4d打印、机械加工、特种加工、激光加工和物理化学自组装中的一种或多种方法制作。例如，物理化学自组装方法包括lb(langmuir-blodgett)膜提拉的方法或者模板法等。

例如，在一个示例中，可以采用lb膜提拉的方法制作该电化学检测电极的电极结构和/或检测凹槽。如图13所示，采用通常的lb膜提拉的方法，在lb膜槽中将电极基体601浸入第一溶液602中，然后缓慢向上提拉电极基体601，浮于第一溶液602表面的第一单分子层603附着在电极基体601上。然后将电极基体601浸入第二溶液604中，缓慢向上提拉电极基体601，浮于第二溶液604表面的第二单分子层605附着在电极基体601表面的第一单分子层603上。以此类推，通过多次提拉，可以在电极基体601的表面形成多种图案，从而形成电极结构以及其上的检测凹槽。例如，可以通过模板约束而获得各种图案，例如纳米尺度的图案。模板的图案可以采用扫描隧道显微镜进行加工获得，也可以采用特定纳米结构的单分子层作为模板(例如纳米结构的微球)，在该微球表面形成自组装层。

需要说明的是，关于该电化学检测电极的制造方法的详细描述以及技术效果可以参考本公开的上述实施例中对于电化学检测电极100/200/300/400的相应描述，这里不再赘述。

有以下几点需要说明：

(1)本公开实施例附图只涉及到本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。