一種導電聚合物微電極陣列的製備方法
2023-10-07 15:35:59 1
一種導電聚合物微電極陣列的製備方法
【專利摘要】本發明涉及了一種導電聚合物微電極陣列的製備方法。本發明的主要製備方法為將金屬、對二甲苯沉積和定型，再將摻雜聚磺酸苯乙烯的聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT：PSS)的沉積和定型。本發明能夠簡易地製備嵌有導電聚合物的微電極陣列；得到的電極具有很低的電阻，能夠產生高質量的電生理信號。本發明提供了一種可靠的、簡單的且不會降低其性能的製備聚合物微電極陣列的方法，具有代替商業用微電極陣列的前景。
【專利說明】—種導電聚合物微電極陣列的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種聚合物微電極陣列領域，尤其涉及一種導電聚合物微電極陣列的製備方法。
【背景技術】
[0002]生物電子學方面，尤其是神經科學領域，微電極陣列的一個很大的優勢就是它們可以利用膜技術整理成平面結構，從而方便神經元培養和大腦切片的試管性的研究。微電極陣列的應用需要電極之間的尺寸和距離都減小與神經網絡的尺寸相匹配，同時要保持高質量的信號。隨著電極尺寸的減小，其信號質量和刺激能力都會下降因為電極/電解質界面的電阻會增加。而這種電阻的增加主要歸因於界面的電容，電容又與電極的面積有直接的關係。所以，需要使用具有非常大的表面積的介孔和納米孔狀的電極，這些電極主要是基於一些金屬(如金、鉬、銥)和納米結構的材料(如碳納米管和石墨烯)。把這些材料嵌入到微電極陣列中會增加設備的複雜性從而限制其實際使用性。
[0003]導電聚合物也是比較適於構建適於試管和活體應用的下一代微電極陣列，高的導電性和離子滲透性使得導電聚合物在生理環境中具有很低的電阻，這些性能能夠增加電極的有效電化學表面積，從而減小電阻，也能夠消除活體的異物反應，從而增強電生理活性的穩定性。共軛高分子對傳統蝕刻技術所必須的強溶劑或高能量是非常敏感的，雖然原位電致聚合已經被成功用於在預先定型的微電極陣列上製備聚合物薄膜，必須用非常複雜的定型方法才能完善活性聚合物電極。因此需要一種更可靠的簡單的而不會降低其性能的製備聚合物微電極陣列的方法。
【發明內容】
[0004]本發明涉及一種導電聚合物微電極陣列的製備方法。這種方`法能夠簡易地製備嵌有導電聚合物的微電極陣列，得到的電極具有很低的電阻，能夠產生高質量的電生理信號。
[0005]具體製備方法如下:
[0006](I)金屬沉積和定型:玻璃片用化學和等離子體方法充分的清洗，光刻膠旋塗到玻璃片上後用紫外光照射，再用MF-26顯影劑顯影，用金屬蒸發器沉積5nm的鈦和IOOnm的金，剝離過程通過將樣品浸入不同比例的丙酮和異丙醇的混合溶劑中3~6h實現。
[0007](2)對二甲苯沉積和定型:用旋塗機沉積3~7μπι厚的對二甲苯C層，3_(三甲氧基甲矽烷基)丙基-甲基丙烯酸鹽(Α-174矽烷)用作金屬基底上的對二甲苯層的第一層的粘合促進劑，工業清洗劑的稀釋的溶液旋塗到對二甲苯的的層間，作為對二甲苯的第二層的抗粘合劑，基底用4~6 μ m厚的AZ9260光刻膠和AZ顯影劑進行定型，然後利用氧氣等離子體通過活性離子蝕刻技術製造缺口。
[0008](3)摻雜聚磺酸苯乙烯的聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT:PSS)的沉積和定型:30~50mL水分散液和10~15mL的乙二醇、60~80 μ L的十二烷基苯基磺酸、3~6?七％的3-縮水甘油基丙氧基-三甲氧基矽烷(GOPS)混合，得到的懸濁液旋塗成400~450nm厚的薄膜，將犧牲層(對二甲苯)從微電極陣列的背面剝離掉；得到的設備在150~180°C烘焙3~6h後浸入到磷酸緩衝液(PBS)中以去除多餘的低分子量化合物。
【具體實施方式】
[0009]為了加深對本發明的理解，下面結合實例對本發明做進一步的詳述。
[0010](I)金屬沉積和定型:玻璃片用化學和等離子體方法充分的清洗，光刻膠(Shipleyl813)旋塗到玻璃片上然後用紫外光照射，然後用MF-26顯影劑顯影，然後用金屬蒸發器沉積5nm的鈦和IOOnm的金，剝離通過將樣品浸入丙酮和異丙醇(3:1)的混合溶劑中5h實現。
[0011](2)對二甲苯沉積和定型:用旋塗機沉積4μπι厚的對二甲苯C層。3_(三甲氧基甲矽烷基)丙基-甲基丙烯酸鹽(Α-174矽烷)用作金屬基底上的對二甲苯層的第一層的粘合促進劑；工業清洗劑的稀釋的溶液旋塗到對二甲苯的的層間，作為對二甲苯的第二層的抗粘合劑，基底用5 μ m厚的AZ9260光刻膠和AZ顯影劑進行定型，然後利用氧氣等離子體通過活性離子蝕刻技術製造缺口。
[0012](3)摻雜聚磺酸苯乙烯的聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT:PSS)的沉積和定型:30mL水分散液和15mL的乙二醇、65 μ L的十二烷基苯基磺酸、5wt%的3-縮水甘油基丙氧基-三甲氧基矽烷(GOPS)混合，得到的懸濁液旋塗成380nm後的薄膜；最後，犧牲層(對二甲苯)從微電極陣列的背面剝離掉。得到的設備在160°C烘焙5h然後浸入到磷酸緩衝液(PBS)中以去除多餘的低分子量化合物。
【權利要求】
1.一種導電聚合物微電極陣列的製備方法，其步驟如下: (1)金屬沉積和定型: 玻璃片用化學和等離子體方法充分的清洗，光刻膠旋塗到玻璃片上後用紫外光照射，再用MF-26顯影劑顯影，用金屬蒸發器沉積5nm的鈦和IOOnm的金，剝離過程通過將樣品浸入丙酮和異丙醇的混合溶劑中3~6h實現； (2)對二甲苯沉積和定型: 用旋塗機沉積3~7 μ m厚的對二甲苯C層，3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基-甲基丙烯酸鹽(A-174矽烷)用作金屬基底上的對二甲苯層的第一層的粘合促進劑，工業清洗劑的稀釋的溶液旋塗到對二甲苯的的層間，作為對二甲苯的第二層的抗粘合劑，基底用4~6μπι厚的ΑΖ9260光刻膠和AZ顯影劑進行定型，然後利用氧氣等離子體通過活性離子蝕刻技術製造缺口 ； (3)摻雜聚磺酸苯乙烯的聚3，4-乙烯二氧噻吩的沉積和定型: 30~50mL水分散液和10~15mL的乙二醇、60~80 μ L的十二烷基苯基磺酸、3~6wt%的3-縮水甘油基丙氧基-三甲氧基矽烷(GOPS)混合，得到的懸濁液旋塗成400~450nm厚的薄膜，將犧牲層(對二甲苯)從微電極陣列的背面剝離掉，得到的設備在150~180°C烘焙3~6h後浸入到磷酸緩衝液(PBS)中以去除多餘的低分子量化合物。
2.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:所述剝離用的混合溶劑中丙酮和異丙醇的比例為1:3~4:1。
3.如權利要求2所 述的製備方法，其特徵在於:所述剝離用的混合溶劑中丙酮和異丙醇的比例為3:1。
4.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:所述懸濁液成分中的水分散液、乙二醇、十二烷基苯基磺酸的混合體積分別為:30mL、15mL、65 μ L。
【文檔編號】C08L65/00GK103613912SQ201310586340
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】韓志超, 許杉杉 申請人:無錫中科光遠生物材料有限公司