Толстоплёночные печатные электроды

В данном случае рабочим электродом служат «чернила» на основе графитового порошка, нанесённые печатным способом на полиэфирную подложку. В качестве электрода сравнения обычно применяют чернила на основе серебра и хлорида серебра. Типичная схема толстоплёночного электрода показана на рисунке 9.14.

Рис. 9.14. Печатный электрод.

В графитовые чернила часто добавляют модификаторы. В их числе могут быть золото, ртуть, хелатирующие агенты (для использования в инверсионной вольтамперометрии), медиаторы, ускоряющие перенос электронов (например, фталоцианиты и ферроцены), а также ферменты (глюкозооксидаза, аскорбатоксидаза, глутатионоксидаза, уриказа). К достоинствам печатных электродов относятся возможность миниатюризации, универсальность и невысокая стоимость. Именно благодаря этой технологии стало возможным массовое производство одноразовых электродов. Печатный электрод используется, например, в коммерческом биосенсоре для определения глюкозы Ехас Tech (рис. 9.15).

При проектировании электродной матрицы для биоимпедансных исследований необходимо учитывать, что собственно электродами являются проводящие площадки толщиной несколько микрон в форме круга диаметром 1 мм или прямоугольника аналогичных размеров, полученные путём избирательного травления полиимидной плёнки. Путём гальванического наращивания металлизации толщина проводящего слоя может быть увеличена до 20…25 мкм. Методом химического травления полиимидной плёнки в центре проводящих площадок делаются отверстия диаметром 50…70 мкм для того, чтобы осуществить коммутационные топологии на обратной стороне полиимидной плёнки. Топология проводящих площадок для такой матрицы (лицевая сторона полиимидной плёнки) представлена на рисунке 9.16. При помощи кабеля эта матрица электродов присоединена к соответствующему измерительному прибору, выполненному на базе микроконтроллера.

Рис. 9.15. Схема биосенсора ExacTech с одноразовым электродом.

Рис. 9.16. Топология лицевой стороны электродной матрицы Сборочный чертёж блока электродов показан на рисунке 9.17. На полиимидную плёнку 2 наносят (методом литографии) два токовых электрода 1 и 64 сигнальных электрода (матрица 8×8). На рисунке 9.17 условно представлена матрица электродов размерностью 6×4. Полиимидная плёнка с нанесённой на неё топологией электродов устанавливается на жёсткую подложку 3, которая позволяет выполнить соответствующие электрокоммутации. Общий вид блока электродов показан на рисунке 9.18, а общий вид сборочных единиц блока электродов представлен на рисунке 9.19.

Рис. 9.18. Общий вид блока электродов.

Рис. 9.17. Сборочный чертёж блока электродов:

1 — токовый электрод; 2 — полиимидная плёнка; 3 — жёсткая подложка; 4 — сигнальный электрод.

Рис. 9.19. Общий вид сборочных единиц блока электродов, представленного на рисунке 9.18.