1.本发明属于电化学传感技术领域，特别涉及一种便携式多路检测电化学传感系统及其应用。
背景技术：2.伴随着食品和环境监测及生物医疗检测的需求日益增长，开发一种便携式多路检测超灵敏传感芯片用于多元目标物的原位检测是必要和迫切的现实问题。为了突破现有传感方法设备巨大、成本高昂，检测时间长、不利于携带等瓶颈问题，便携式电子传感设备以其在小型化和集成化方面具有高度的先进性等优势被提出。便携式电子设备主要由检测元件和显示元件所构成，其通俗来讲是将微型传感器与智能电子设备相结合，操作简单，无需长时间等待，其主要研究热点和方向在于微型的传感器。电化学传感器由于操作简单、快速、灵敏度高常用于传感检测，且其电极体系可以在不降低其器件性能的情况下进行编辑，完全贴合便携设备的需求。
3.微型电极作为电化学传感器的核心部件之一，其材料能够显著影响电化学反应的动力学和热力学以及电子转移，这对设备功能至关重要。聚苯胺和金属有机框架等传统微电极的导电性和机械稳定性较差。目前，一些报道的具有良好导电性和负载能力的微电极受到复杂的制造工艺和图案化策略或活性材料的非环境友好合成的限制，从而严重限制了其进一步应用。聚酰亚胺碳化的激光诱导石墨烯是一种泡沫状三维多孔碳基材料，由于其简单的可加工性(无掩模)、巨大的活性表面积、良好的成本效益、高导电性和电催化活性，被认为是理想的电极材料。提高灵敏度除了采用高性能电极材料作为传感平台外，设计合适的信号放大策略也至关重要。受树枝编织的鸟巢的启发，提出了一种通过螯合作用自组装的网状纳米框架结构，它不仅可以完全识别和捕获目标分析物，而且可以最大限度地固定信号探针，而无需复杂的处理过程和昂贵的设备，便于现场离子检测。此外，离子特异性dna酶和功能材料增强信号放大技术的集成也是提高离子传感灵敏度和选择性的有效策略。
4.此外，同时完成多元检测是目前的研究热点问题和待解决的难题，也是食品和环境检测及生物医疗检测领域亟需的技术和产品，同一样本可同时实现多种物质的检测，不但可以降低取样量，而且可以提高效率，降低检测时间和成本。
技术实现要素：5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种便携式多路检测电化学传感系统及其应用，以达到设备简单、便于携带、操作快速、性质稳定、成本低和灵敏度高的目的。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
7.一种便携式多路检测电化学传感系统，包括柔性传感芯片、芯片插槽、计时控制模块、电化学工作站和信号读取模块；所述柔性传感芯片安装于芯片插槽内，所述芯片插槽通过计时控制模块连接电化学工作站；所述电化学工作站产生的电信号通过信号读取模块进
行读取；所述柔性传感芯片包括聚酰亚胺衬底和键合于其上的pdms层，所述衬底上通过激光诱导聚酰亚胺形成石墨烯电极层，石墨烯电极层包括一个条形参比电极、一个条形对电极和多个工作电极，所述工作电极表面依次修饰有纳米贵金属层和传感层，所述pdms层上与工作电极对应的位置一一开设通孔，所述参比电极和对电极经过每个通孔，在通孔处形成一个传感单元；所述参比电极、对电极和工作电极分别通过激光诱导形成引线引出至衬底边缘一侧，用于和芯片插槽连接。
8.上述方案中，所述对电极位于工作电极和参比电极之间，且所述对电极与参比电极平行。
9.上述方案中，所述纳米贵金属层包括金、钯和铂中的一种或多种，其制备方法为种子生长法、电沉积法、化学还原法、水热法和电子束蒸发中的任一种。
10.上述方案中，所述传感层是依据目标检测物质进行设计的，通过修饰纳米材料、dna链及其复合物，对目标检测物质的浓度信号进行捕获、放大和转换，成为易读取的电信号，进而可以进行后续的数据分析，完成相应的目标检测物质的传感检测。
11.上述方案中，所述芯片插槽内设置于参比电极、对电极和工作电极分别接触的多个弹簧触片。
12.上述方案中，所述计时控制模块由一个计时器和一个被计时器控制的多路开关构成，所述多路开关连接电化学工作站的电路板前端接口，通过调控计时器，在不同时段控制多路开关接通不同的弹簧触片。
13.上述方案中，所述信号读取模块包括台式机、ipad、智能手机、便携式笔记本中的任一种或几种，所述信号读取模块与电化学工作站通过蓝牙或数据线进行数据传输。
14.上述方案中，所述柔性传感芯片的制作步骤如下：
15.s1.将聚亚酰胺衬底清洗后干燥；
16.s2.利用co2红外激光雕刻机，在聚亚酰胺衬底表面激光雕刻石墨烯电极，石墨烯电极包括多个圆形的工作电极、一个条形的对电极和一个条形的参比电极；各电极通过激光诱导石墨烯引出1mm宽的引线至聚亚酰胺衬底边缘一侧，用于和芯片插槽相连接；
17.s3.将pdms单体与固化剂组成的脱气混合物沉积在未装饰硅模具上，在60-90℃的烘箱中固化1-3小时，冷却后将pdms层从模具中取出，用激光雕刻机切割通孔，并将pdms层与衬底键合，通孔与工作电极一一对应，且参比电极和对电极均穿过通孔，形成开放式的柔性传感芯片；
18.s4.在键合后的柔性传感芯片的工作电极表面修饰纳米贵金属层；
19.s5.在工作电极表面根据目标检测物质的传感需求进行传感层的修饰。
20.一种便携式多路检测电化学传感系统的应用，包括如下步骤：
21.p1.调控电化学工作站的多路复用器命令，依次输入各传感单元对应的检测时间段的检测模式；
22.p2.调控计时控制模块，输入各检测时间段内多路开关接通的工作电极位置；
23.p3.将已知浓度的检测样品依次加入柔性传感芯片的各传感单元内，并加入相应的检测液后，开始进行标定检测，电化学工作站产生的电信号通过蓝牙或数据线传输给信号读取模块，保存数据后，通过对确定浓度的电信号值汇总处理，计算检测样品浓度与电信号强度之间的关系，绘制标准曲线；
24.p4.将未知浓度的待检测样品加入柔性传感芯片上未使用的传感单元内，通过信号读取模块读取电信号，依据标准曲线，即可得到待测目标物质的浓度值，完成传感检测。
25.通过上述技术方案，本发明提供的一种便携式多路检测电化学传感系统及其应用具有如下有益效果：
26.1、本发明采用计时控制模块调控电化学工作站，实现工作电极在特定时间功能的转换，可实现对多元分子或离子同时检测，且互不干扰。
27.2、本发明利用纳米贵金属层优化激光诱导石墨烯三电极体系，使其具有较高的电子传递能力和负载能力，有效提高灵敏度。
28.3、本发明采用柔性聚酰亚胺作为衬底，使其具有便于弯折、携带等优势，可以附着在弯曲面上进行使用，相较于传统柔性材料如碳布、纸等，具有不易破损、不受环境湿度等影响的优势。
29.4、本发明利用激光诱导技术制备电极，制备效率高，可短时间大批量生产，使用浸渍法和电沉积技术均是一步式操作，方法简单且不产生有毒害物质。
30.5、本发明采用网状的框架结构的激光诱导石墨烯做工作电极，比表面积大，利于目标分子富集和捕获，有利于提高灵敏度，降低检测限。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
32.图1为本发明实施例所公开的一种便携式多路检测电化学传感系统示意图；
33.图2为本发明实施例所公开的柔性传感芯片的pmds层结构图；
34.图3为本发明实施例所公开的柔性传感芯片的聚酰亚胺衬底结构图；
35.图4为本发明实施例所公开的键合后的柔性传感芯片立体结构图；
36.图5为本发明实施例所公开的键合后的柔性传感芯片横截面图；
37.图6为本发明实施例所公开的芯片插槽结构图；(a)主视图；(b)俯视图；(c)侧视截面图；
38.图7为本发明实施例所公开的计时控制模块的多路开关结构图；
39.图8为本发明的工作电极修饰金层后的扫描电镜图片；
40.图9为本发明实施例得到的锌离子浓度与电信号的关系曲线；(a)关系曲线；(b)取lg后的标准曲线；
41.图10为本发明实施例得到的铜离子浓度与电信号的关系曲线；(a)关系曲线；(b)取lg后的标准曲线；
42.图11为本发明实施例得到的葡萄糖分子浓度与电信号的关系标准曲线。
43.图中，1、柔性传感芯片；2、芯片插槽；3、计时控制模块；4、电化学工作站；5、信号读取模块；6、衬底；7、pdms层；8、参比电极；9、对电极；10、工作电极；11、引线；12、纳米贵金属层；13、传感层；14、通孔；15、弹簧触片；16、计时器；17、多路开关。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述。
45.本发明提供了一种便携式多路检测电化学传感系统，如图1所示，包括柔性传感芯片1、芯片插槽2、计时控制模块3、电化学工作站4和信号读取模块5；柔性传感芯片1安装于芯片插槽2内，芯片插槽2通过计时控制模块3连接电化学工作站4；电化学工作站4产生的电信号通过信号读取模块5进行读取，本发明中电化学工作站4为便携式。
46.如图2-图4所示，柔性传感芯片1包括聚酰亚胺衬底6和键合于其上的pdms层7，衬底6上通过激光诱导聚酰亚胺形成石墨烯电极层，石墨烯电极层包括一个条形参比电极8、一个条形对电极9和三个工作电极10，对电极9位于工作电极10和参比电极8之间，且对电极9与参比电极8平行。参比电极8、对电极9和工作电极10分别通过激光诱导聚酰亚胺形成1mm宽的石墨烯引线11引出至衬底6边缘一侧，用于和芯片插槽2连接。
47.如图5所示，工作电极10表面依次修饰有纳米贵金属层12和传感层13，pdms层7上与工作电极10对应的位置一一开设通孔14，将pdms层7与衬底6键合后，参比电极8和对电极9经过每个通孔14，在通孔14处形成一个传感单元；因此，每个传感单元内均有工作电极10、参比电极8和对电极9。
48.纳米贵金属层12包括金、钯和铂中的一种或多种，其制备方法为种子生长法、电沉积法、化学还原法、水热法和电子束蒸发中的任一种。
49.本实施例中，通过电沉积方式在工作电极10表面镀金，电镀纳米金的作用是：a.增大比表面积；b.提高导电性；c.用于固载修饰层：金-硫，金-氮，金-硒键是常用的固载适配体或生物分子的共价键连接方式，其稳定性好；。
50.检测原理：纳米金层对于传感器的构建起到辅助作用，目的是提高灵敏度，降低检测限；增大比表面积可以增加用于捕获离子的试剂分子或dna分子的固载量，固载量越大，检测的范围越大；提高导电性可以增强电流信号，在检测设备是固定不变的前提下，可有效的降低检测限和提高灵敏度；可以根据需要修饰不同的生物分子和试剂。
51.传感层13是依据目标检测物质进行设计的，通过修饰纳米材料、dna链及其复合物，对目标检测物质的浓度信号进行捕获、放大和转换，成为易读取的电信号，进而可以进行后续的数据分析，完成相应的目标检测物质的传感检测。
52.如图6所示，芯片插槽2内设置于参比电极8、对电极9和工作电极10分别接触的5个弹簧触片15，柔性传感芯片1可以插入芯片插槽2内，柔性传感芯片1上的参比电极8、对电极9和工作电极10分别与5个弹簧触片15接触。弹簧触片15末端伸出芯片插槽2与计时控制模块3连接。
53.如图7所示，计时控制模块3由一个计时器16和一个被计时器16控制的多路开关17构成，多路开关17连接电化学工作站4的电路板前端接口，通过调控计时器16，在不同时段控制多路开关17接通不同的弹簧触片15。多路开关17中其中两路开关为常闭状态，用于将参比电极8和对电极9连接至电化学工作站4，另外一路为单刀多掷开关，用于将不同的工作电极10连接至电化学工作站4，进行不同传感单元的检测。
54.电化学工作站4的电路板前端有三个接口，其中一个接口通过多路开关17和弹簧触片15连接参比电极8，一个接口通过多路开关17和弹簧触片15连接对电极9，位于中间的接口可根据计时器16的控制分别连接与工作电极10接触的弹簧触片15。
55.信号读取模块5包括台式机、ipad、智能手机、便携式笔记本中的任一种或几种，信
号读取模块5与电化学工作站4通过蓝牙或数据线进行数据传输。
56.柔性传感芯片1的制作步骤如下：
57.s1.将厚度为200μm聚亚酰胺薄膜浸入沸腾的micro90(2％)溶液中煮洗2小时，分别用无水酒精和超纯水清洗干净，然后自然干燥；
58.s2.在计算机上利用lasercad软件设计电极图案和衬底6形状；利用波长为10.6μm的co2红外激光雕刻机，以激光功率为10w，速度为150mm/s，步长为0.10mm的实验参数，在聚亚酰胺薄膜上激光雕刻三电极体系：三个圆形的激光诱导石墨烯工作电极10(直径为3mm)、一个条形的石墨烯对电极9(1mm宽)和一个条形的石墨烯参考电极(1mm宽)；各电极通过激光诱导石墨烯引出1mm宽的引线11至聚亚酰胺衬底6边缘一侧，用于和芯片插槽2相连接；
59.s3.将pdms单体与固化剂组成的脱气混合物沉积在未装饰硅模具上，在680℃的烘箱中固化12小时，冷却后将pdms层7从模具中取出，用激光雕刻机切割椭圆形通孔14，并将pdms层7与衬底6键合，通孔14与工作电极10一一对应，且参比电极8和对电极9均穿过通孔14，形成开放式的柔性传感芯片1；
60.s4.在键合后的柔性传感芯片1的工作电极10表面修饰纳米贵金属层12：
61.将含有6mm氯金酸的溶液加入到三个传感单元中，在室温(25℃)下以铂丝为对电极9，银/氯化银(饱和氯化钾)电极为参比电极8，在-1.0～0.2v范围内施加恒电位电沉积180s，电沉积后，将得到的电极用超纯水彻底清洗3次，并立即用氮气烘干；纳米金附着的激光诱导石墨烯的扫描电镜见图8。
62.s5.在工作电极10表面根据目标检测物质的传感需求进行传感层13的修饰：
63.本发明实施例中针对目标检测物质铜离子、锌离子和葡萄糖分子分别对三个工作电极10进行传感层13的修饰。
64.(1)针对目标检测物质铜离子进行传感层13的修饰：
65.将100μl的0.1m对巯基苯甲酸加入到传感单元的工作电极10表面，孵育30min，然后用去离子水彻底清洗传感单元，用氮气干燥；加入一定浓度的40μl铜离子检测样品，保持在40℃下孵化30min，继续滴加20μl银纳米颗粒修饰的对巯基苯甲酸，在50℃下继续孵化40min，用去离子水冲洗工作电极10；
66.铜离子传感层：对巯基苯甲酸通过金-硫键固定在工作电极10表面；对巯基苯甲酸分子内的羧基可与铜离子发生螯合作用，可以用来捕获铜离子，被捕获的铜离子继续与另一个纳米银信号标签修饰的对巯基苯甲酸螯合，形成夹心结构，以此类推，形成一种网状框架结构，结构中捕获铜离子及信号标签-纳米银，当检测过程中施加电压后，银单质失去电子形成银离子，从而可以根据银的电流峰计算铜离子的浓度。
67.(2)针对目标检测物质锌离子进行传感层13的修饰：
68.将10μl的锌离子特异性dna酶滴加到传感单元的工作电极10上，并保持在4℃下孵化过夜；用1mm 6-巯基己醇封闭2h后，滴加亚甲基蓝修饰的底物链，在43℃继续孵育3h，然后用去离子水洗涤，将10μl锌离子样品滴加到工作电极10表面，在37℃下孵化3h，用去离子水冲洗工作电极10；
69.本实施例中所用的dna酶如下:5'-sh-cat ctc ttc tcc gag ccg gtc gaa ata gtg agt cat gca tgc atg tac atc-3'。
70.底物链:5
′‑
亚甲基蓝-act cac tat ra gga aga gat g-3
′
。
71.本实施例中使用的dna酶和底物链均为现有的。
72.锌离子传感层：锌离子特异性dna酶通过金硫键固载在工作电极10表面，亚甲基蓝修饰的底物链与其碱基互补配对；当锌离子加入后，会激活dna酶，从而使其切断互补的底物链，导致底物链上的亚甲基蓝脱落，导致亚甲基蓝的电信号降低；因此锌离子的含量和亚甲基蓝的电信号成负相关性，从而计算锌离子浓度。
73.(3)针对目标检测物质葡萄糖分子进行传感层13的修饰：
74.以工作电极10作为电沉积基底，以铂丝微电极为对电极9，以银/氯化银(饱和氯化钾)微电极为参比电极8，将三电极浸泡在0.02m硫酸铜溶液中，不间断搅拌，并保持温度在40℃下施加-0.4v的电压800s后，取出电极用去离子水清洗，此过程可以在工作电极10表面沉积氧化亚铜。此过程中，可以将传感单元区域浸泡在硫酸铜溶液中，也可以将整个柔性传感芯片1浸泡在硫酸铜溶液中。
75.葡萄糖传感层：氧化亚铜可以在施加一定的电压下，将葡萄糖催化成葡萄糖酸，这一过程的电流改变量被采集可以定量的检测葡萄糖。
76.一种便携式多路检测电化学传感系统的应用，包括如下步骤：
77.p1.调控电化学工作站4的多路复用器命令，依次输入锌离子传感单元、铜离子传感单元、葡萄糖分子传感单元对应的检测时间段的差分脉冲伏安、方波伏安、安培计时电流检测模式，其中差分脉冲伏安的电压范围-0.6～0.2v；方波伏安的电压范围0～0.2v；安培计时电流的恒电压为0.5v；
78.p2.调控计时控制模块3，输入各检测时间段内多路开关17接通的工作电极10位置，分别为80s、30s、100s，每个时间节点结束后进行转化工作电极10通路开关位置，间隔5s；
79.p3.将已知浓度的检测样品依次加入柔性传感芯片1的各传感单元内，并加入相应的检测液后，开始进行标定检测，电化学工作站4产生的电信号通过蓝牙或数据线传输给信号读取模块5，保存数据后，通过对确定浓度的电信号值汇总处理，计算检测样品浓度与电信号强度之间的关系，绘制标准曲线；
80.(1)将已知浓度的锌离子检测样品依次加入柔性传感芯片1的锌离子传感单元内，孵育一定时间后，对芯片进行清洗后加入0.1m含1.0mm过氧化氢的磷酸缓冲溶液，进行差分脉冲伏安法检测；时长80s；扫描范围：-0.6-0.2v。
81.锌离子传感单元检测液：加入的磷酸缓冲缓冲液起电解质的作用，促进电极间电子和离子的传导和传递，保证电流信号输出，同时调节ph值，防止过酸过碱性的溶液使dna酶失活；过氧化氢可以催化亚甲基蓝氧化产生电子转移，促进电流信号的产生和放大。
82.得到的锌离子浓度与电信号之间的关系曲线见图9中(a)所示，取lg后得到的标准曲线见图9中(b)所示。
83.(2)将已知浓度的铜离子检测样品依次加入柔性传感芯片1的铜离子传感单元内，孵育一定时间后，对芯片进行清洗后加入0.1m氯化钾，进行方波伏安模式检测；时长30s扫描范围0
–
0.2v。
84.铜离子传感单元检测液：氯化钾起电解质的作用，促进电极间电子和离子的传导和传递，保证电流信号输出，同时防止种类过多的盐溶液对捕获分子对巯基苯甲酸的影响。
85.得到的铜离子浓度与电信号之间的关系曲线见图10中(a)所示，取lg后得到的标
准曲线见图10中(b)所示。
86.(3)将0.1m氢氧化钠溶液加入柔性传感芯片1的铜葡萄糖分子传感单元内进行安培计时电流检测：恒电压0.5v；时长100秒，其中前50秒是使电流信号保持平稳，到第50s时加入已知浓度的葡萄糖溶液，电流迅速升高。随后逐步稳定，继续检测50s后停止检测。
87.葡萄糖分子传感单元检测液：氢氧化钠既起电解质的作用，又促进氧化亚铜和金对葡萄糖的催化作用；
88.cu2o+2oh-+h2o+2cu(oh)2+2e-89.cu(oh)2+oh-→
cuooh+h2o+e-90.葡萄糖在碱性介质的作用下脱质子后转化为烯二醇形式。活性异构化中间体逐渐被cu(iii)氧化为葡萄糖内酯，并水解为葡萄糖酸。此外，在碱性介质中，用aunps修饰的表面强烈吸附oh-，从而介导葡萄糖的转化。
91.得到的葡萄糖分子浓度与电信号之间的关系标准曲线见图11所示。
92.葡萄糖的检测是通过安培电流时间曲线进行检测；即在一定的电压下工作电极10维持在较平稳的电流，当加入葡萄糖后，在氧化亚铜和金的促进和催化下，生成葡萄糖酸，其过程中的电流改变量进行计算葡萄糖浓度，因此葡萄糖的检测是在检测过程中进行待测液的添加，而铜离子和锌离子是预先进行孵化。
93.p4.将未知浓度的待检测样品和各自对应的检测液加入柔性传感芯片1上未使用的传感单元内，通过信号读取模块5读取电信号，依据各自的标准曲线，即可得到待测目标物质的浓度值，完成传感检测。
94.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征：1.一种便携式多路检测电化学传感系统，其特征在于，包括柔性传感芯片、芯片插槽、计时控制模块、电化学工作站和信号读取模块；所述柔性传感芯片安装于芯片插槽内，所述芯片插槽通过计时控制模块连接电化学工作站；所述电化学工作站产生的电信号通过信号读取模块进行读取；所述柔性传感芯片包括聚酰亚胺衬底和键合于其上的pdms层，所述衬底上通过激光诱导聚酰亚胺形成石墨烯电极层，石墨烯电极层包括一个条形参比电极、一个条形对电极和多个工作电极，所述工作电极表面依次修饰有纳米贵金属层和传感层，所述pdms层上与工作电极对应的位置一一开设通孔，所述参比电极和对电极经过每个通孔，在通孔处形成一个传感单元；所述参比电极、对电极和工作电极分别通过激光诱导形成引线引出至衬底边缘一侧，用于和芯片插槽连接。2.根据权利要求1所述的一种便携式多路检测电化学传感系统，其特征在于，所述对电极位于工作电极和参比电极之间，且所述对电极与参比电极平行。3.根据权利要求1所述的一种便携式多路检测电化学传感系统，其特征在于，所述纳米贵金属层包括金、钯和铂中的一种或多种，其制备方法为种子生长法、电沉积法、化学还原法、水热法和电子束蒸发中的任一种。4.根据权利要求1所述的一种便携式多路检测电化学传感系统，其特征在于，所述传感层是依据目标检测物质进行设计的，通过修饰纳米材料、dna链及其复合物，对目标检测物质的浓度信号进行捕获、放大和转换，成为易读取的电信号，进而可以进行后续的数据分析，完成相应的目标检测物质的传感检测。5.根据权利要求1所述的一种便携式多路检测电化学传感系统，其特征在于，所述芯片插槽内设置于参比电极、对电极和工作电极分别接触的多个弹簧触片。6.根据权利要求5所述的一种便携式多路检测电化学传感系统，其特征在于，所述计时控制模块由一个计时器和一个被计时器控制的多路开关构成，所述多路开关连接电化学工作站的电路板前端接口，通过调控计时器，在不同时段控制多路开关接通不同的弹簧触片。7.根据权利要求1所述的一种便携式多路检测电化学传感系统，其特征在于，所述信号读取模块包括台式机、ipad、智能手机、便携式笔记本中的任一种或几种，所述信号读取模块与电化学工作站通过蓝牙或数据线进行数据传输。8.根据权利要求1所述的一种便携式多路检测电化学传感系统，其特征在于，所述柔性传感芯片的制作步骤如下：s1.将聚亚酰胺衬底清洗后干燥；s2.利用co2红外激光雕刻机，在聚亚酰胺衬底表面激光雕刻石墨烯电极，石墨烯电极包括多个圆形的工作电极、一个条形的对电极和一个条形的参比电极；各电极通过激光诱导石墨烯引出1mm宽的引线至聚亚酰胺衬底边缘一侧，用于和芯片插槽相连接；s3.将pdms单体与固化剂组成的脱气混合物沉积在未装饰硅模具上，在60-90℃的烘箱中固化1-3小时，冷却后将pdms层从模具中取出，用激光雕刻机切割通孔，并将pdms层与衬底键合，通孔与工作电极一一对应，且参比电极和对电极均穿过通孔，形成开放式的柔性传感芯片；s4.在键合后的柔性传感芯片的工作电极表面修饰纳米贵金属层；s5.在工作电极表面根据目标检测物质的传感需求进行传感层的修饰。9.一种如权利要求1-8任一所述的便携式多路检测电化学传感系统的应用，其特征在
于，包括如下步骤：p1.调控电化学工作站的多路复用器命令，依次输入各传感单元对应的检测时间段的检测模式；p2.调控计时控制模块，输入各检测时间段内多路开关接通的工作电极位置；p3.将已知浓度的检测样品依次加入柔性传感芯片的各传感单元内，并加入相应的检测液后，开始进行标定检测，电化学工作站产生的电信号通过蓝牙或数据线传输给信号读取模块，保存数据后，通过对确定浓度的电信号值汇总处理，计算检测样品浓度与电信号强度之间的关系，绘制标准曲线；p4.将未知浓度的待检测样品加入柔性传感芯片上未使用的传感单元内，通过信号读取模块读取电信号，依据标准曲线，即可得到待测目标物质的浓度值，完成传感检测。
技术总结本发明公开了一种便携式多路检测电化学传感系统及其应用，该系统包括柔性传感芯片、芯片插槽、计时控制模块、电化学工作站和信号读取模块；所述柔性传感芯片安装于芯片插槽内，所述芯片插槽通过计时控制模块连接电化学工作站；所述电化学工作站产生的电信号通过信号读取模块进行读取；所述柔性传感芯片包括聚酰亚胺衬底和键合于其上的PDMS层，所述衬底上通过激光诱导聚酰亚胺形成石墨烯电极层，石墨烯电极层包括一个条形参比电极、一个条形对电极和多个工作电极。本发明所公开的便携式多路检测电化学传感系统具有设备简单、便于携带、操作快速、性质稳定、成本低和灵敏度高。成本低和灵敏度高。成本低和灵敏度高。
技术研发人员：韩琳 黄煜真 张宇
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2022.03.21
技术公布日：2022/7/5
