ЧТО ТАКОЕ БИОСЕНСОРЫ

Одним из примеров использования технологии проводящих покрытий в сочетании с процессом трафаретной печати является изготовление электродов для биосенсоров.

В последние годы все более пристальное внимание привлекается к разработке экспрессных методов анализа, характеризующихся высокой доступностью, и вместе с тем, обладающих достаточными уровнями чувствительности и избирательности. Особый интерес вызывает возможность миниатюризации подобных аналитических устройств. Наиболее яркими представителями аналитических систем, сочетающих в себе перечисленные качества, являются биосенсоры.

Область применения биосенсоров:

• Медицина
• Пищевая промышленность
• Экология

Так, в сферу интересов клинической диагностики, в частности, входит непрерывный мониторинг ключевых метаболитов крови и прочих биологических жидкостей для контроля за состоянием пациента.

Биосенсоры состоят из двух компонентов: системы распознавания биохимической природы (рецептора) и физико-химического преобразователя (трансдьюсора).

На первом этапе действия биосенсора происходит «узнавание» биоэлементом специфического для него вещества из многокомпонентной смеси.

На второй стадии происходит преобразование информации о протекании биохимической реакции в форму электрохимического сигнала.

На последней стадии электрический сигнал от трансдьюсора преобразуется в пригодную для обработки форму.

Наиболее представительным типом биосенсоров являются электрохимические биосенсоры. По способу измерения сигнала их можно разделить на амперметрические, потенциометрические и кондуктометрические.

Нами разработан амперметрический биосенсор для определения уровня глюкозы в крови.

Образец возможного биосенсора

На рабочем электроде задается постоянный потенциал относительно электрода сравнения. Наблюдаемый ток оказывается пропорциональным либо объемной концентрации электроактивных частиц, либо скорости их расхода в биокаталитическом слое.

SCREEN-PRINTED ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНИКИ ТРАФАРЕТНОЙ ПЕЧАТИ

• Миниатюризация анализа
• Возможность массового производства сенсоров
• Низкая стоимость производства сенсоров
• Расширение возможностей сенсоров
• Различные конфигурации электродов

ОПИСАНИЕ

Планарные электроды для электрохимических исследований производятся методом трафаретной печати (screen-printed электроды) путем последовательной многослойной печати (слои проводящих паст и изолятора). Возможны - одно-, двух- или трех- электродный конфигурации электродов, в зависимости от желания и целей заказчика. Подложкой для всех видов электродов служит полиэфирная пленка (толщина 350 микрон). Размеры электродов 10мм x 28мм. Серебряные контакты располагаются на одном из концов электрода и подходят к стандартным разъемам. Screen-printed электроды обладают низким сопротивлением - ~10-30 Ом. Планарные электроды выпускаются в листах по 30 шт. Электроды могут быть по желанию заказчика нарезаны по отдельности с использованием лазера.

Процедура печати:

Процесс печати происходит в следующей последовательности: первыми печатаются серебряные дорожки, далее формируются графитовый слой рабочего (и вспомогательного, в случае трехэлектродной схемы) электрода. Следует дополнительно отметить, что рабочий электрод может быть как графитовым, так и серебряным или золотым.

Поверх всех электродов в конце процедуры печати наносится слой изолятора, содержащего открытые отверстия электродов для осуществления контакта электрода с раствором.

Screen-printed электроды, напечатанные согласно трехэлектродной схемы, включают в себя рабочий электрод (диаметр 2 мм), вспомогательный электрод и электрод сравнения (см. рис. 1-2). Рабочий и вспомогательные электроды изготовлены с использованием углеродной пасты, а электрод сравнения - Ag/AgCl пасты. Поверх всех электродов нанесен слой изолятора (см. рис.) Использование трехэлектродной схемы позволяет проводить электрохимические измерения как в обычных режимах измерения: в объеме, проточно-инжекционном, так и в режиме одной "капли".

Рис.1 Схема screen-printed электродов (трехэлектродная конфигурация).

Рис.2 Печатные пластины, содержащие 30 шт. планарных электродов.

Наверх