CN107402244A - 一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法 - Google Patents
一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107402244A CN107402244A CN201710518999.2A CN201710518999A CN107402244A CN 107402244 A CN107402244 A CN 107402244A CN 201710518999 A CN201710518999 A CN 201710518999A CN 107402244 A CN107402244 A CN 107402244A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor array
- array chip
- information acquisition
- acquisition method
- chip manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000003993 interaction Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000007793 ph indicator Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000006049 ring expansion reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- -1 porphyrin Compound Chemical class 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002231 CNT50 Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
- G01N2021/3155—Measuring in two spectral ranges, e.g. UV and visible
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，首先通过碳纳米管作为介质将不同色素类化合物固定在金叉指电极上组成传感阵列芯片。色素类化合物包括卟啉类化合物、金属卟啉类化合物、pH指示剂、扩环卟啉类化合物，以及卟啉囊泡等。金叉指电极为间距从几个微米到几十个微米、叉指数从几个到几千个的电极。传感阵列芯片的每个敏感点上的色素均不同。其次同时获取该芯片与化合物反应的光信号和电信号两种模态的信息。其中电信号可以是阻抗、电位、介电常数等，主要通过碳纳米管修饰的金叉指电极获取；光信号可以是光谱、颜色，主要通过光纤光谱方法或者多光谱图像法获取。两种信号交互提供的信息更丰富，提高传感器灵敏度和鲁棒性。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器技术领域，特指一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法。
背景技术
传统化学传感、物理和生物传感器一般都只是获得其单一的信号，如通过传感器检测过程中电阻变化、电位变化等获取电信号，通过其检测过程中对光的吸收、散射获取光信号等，能否在同一传感器上，在其检测过程中既获取光信号，又获取电信号，这样不但能提高传感器的灵敏性，还可以提高传感器的鲁棒性。
色素类传感器是近年来兴起的一类化学传感器，即通过传感器与化合物接触过程中颜色变化来实现检测。如“色敏气体传感器阵列的制作方法(中国专利:CN101074931)”，使“气味看得见”，该专利中只得到了传感器的光信号。分析敏感元件与所检测的化合物接触时颜色变化的深层次原因是，反应会产生电荷耦合引起色素分子电子云电荷偏移，这种电荷偏移可以通过光学(如光谱、颜色)和电学(阻抗、电位等)的多种方法来表达。其次单一色素智能与一类化合物反应，多种色素就可以实现交互阵列。但双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方面未见报道。
发明内容
本发明提出一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法。技术方案如下：
首先通过碳纳米管作为介质将不同色素类化合物固定在金叉指电极上组成传感阵列芯片。
所述的色素类化合物包括卟啉类化合物、金属卟啉类化合物、pH指示剂、扩环卟啉类化合物，以及卟啉囊泡等。所述的金叉指电极为间距从几个微米到几十个微米、叉指数从几个到几千个的电极。
所组成的传感阵列芯片，每个敏感点上的色素均不同，不同的色素其结构、极性等不一样，从而实现多种化合物同时识别，实现交互感应。
其次同时获取该芯片与化合物反应的光学信号和电学信号两种模态的信息。
所述的电学信号可以是阻抗、电位、介电常数等，主要通过碳纳米管修饰的金叉指电极获取；
所述的光学信号可以是光谱、颜色，主要通过光纤光谱方法或者多光谱图像法获取。
本发明的有益效果：
两种模态下的信号将提高传感器灵敏度和鲁棒性。两种模态下的信号(光信号和电信号)交互，提供的信息更丰富。
附图说明
图1双模态传感芯片信息获取示意图。
图2传感器芯片敏感单元示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明提出了一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，包括如下步骤：
首先，通过碳纳米管作为介质将不同色素类化合物固定在金叉指电极上组成传感阵列芯片；
其次，同时获取该芯片与化合物反应的光信号和电信号两种模态的信息。
进一步，所述的色素类化合物包括：卟啉类化合物、金属卟啉类化合物、pH指示剂、扩环卟啉类化合物，以及卟啉囊泡。
进一步，所述的金叉指电极间距从几个微米到几十个微米。
进一步，所述的金叉指电极叉指数从几个到几千个电极。
进一步，所述传感阵列芯片其每个敏感点上的色素均不同。
进一步，所述的电信号包括阻抗、电位、介电常数。
进一步，所述电信号通过碳纳米管修饰的金叉指电极获取。
进一步，所述的光信号包括光谱、颜色。
进一步，所述的光信号通过光纤光谱方法或者多光谱图像法获取。
本发明的具体实施方案如下：
通过碳纳米管作为介质将50种不同金属卟啉类色素类化合物固定在间距为5微米的金叉指电极上(图2)组成传感阵列芯片如图1所示。每种金属卟啉结构、极性等不一样，从而实现多种化合物同时识别，实现交互感应。
然后，通过芯片下的电极将该芯片与化合物反应的电学信号传出。通过芯片上方的光纤光谱方法获取每个敏感点的可见-近红外光谱信息。实现现色素囊泡与化合物反应的光学和电学两种模态信息同时获取。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，其特征在于，包括：
首先，通过碳纳米管作为介质将不同色素类化合物固定在金叉指电极上组成传感阵列芯片；
其次，同时获取该芯片与化合物反应的光信号和电信号两种模态的信息。
2.根据权利要求1所述的一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，其特征在于，所述的色素类化合物包括：卟啉类化合物、金属卟啉类化合物、pH指示剂、扩环卟啉类化合物，以及卟啉囊泡。
3.根据权利要求1所述的一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，其特征在于，所述的金叉指电极间距从几个微米到几十个微米。
4.根据权利要求1所述的一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，其特征在于，所述的金叉指电极叉指数从几个到几千个电极。
5.根据权利要求1所述的一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，其特征在于，所述传感阵列芯片其每个敏感点上的色素均不同。
6.根据权利要求1所述的一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，其特征在于，所述的电信号包括阻抗、电位、介电常数。
7.根据权利要求6所述的一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，其特征在于，所述电信号通过碳纳米管修饰的金叉指电极获取。
8.根据权利要求1所述的一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，其特征在于，所述的光信号包括光谱、颜色。
9.根据权利要求8所述的一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法，其特征在于，所述的光信号通过光纤光谱方法或者多光谱图像法获取。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710518999.2A CN107402244A (zh) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | 一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710518999.2A CN107402244A (zh) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | 一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107402244A true CN107402244A (zh) | 2017-11-28 |
Family
ID=60404417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710518999.2A Pending CN107402244A (zh) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | 一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107402244A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022099904A1 (zh) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | 之江实验室 | 一种基于图像传感器的多模态传感器件 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005253412A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Masayasu Suzuki | マイクロウェルアレイチップ、その製造方法及び被検体の活性検定方法 |
| CN101628708A (zh) * | 2009-08-27 | 2010-01-20 | 上海交通大学 | 功能化修饰和双向电泳相结合的碳纳米管定向排布技术 |
| KR20130027390A (ko) * | 2011-09-07 | 2013-03-15 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표시 장치의 제조 방법 |
| CN103575771A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-12 | 江苏大学 | 一种气体传感器及其制作方法 |
| EP2331952B1 (en) * | 2008-09-04 | 2016-06-15 | The Board of Trustees of the University of Illionis | Colorimetric sensor arrays based on nanoporous pigments |
-
2017
- 2017-06-30 CN CN201710518999.2A patent/CN107402244A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005253412A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Masayasu Suzuki | マイクロウェルアレイチップ、その製造方法及び被検体の活性検定方法 |
| EP2331952B1 (en) * | 2008-09-04 | 2016-06-15 | The Board of Trustees of the University of Illionis | Colorimetric sensor arrays based on nanoporous pigments |
| CN101628708A (zh) * | 2009-08-27 | 2010-01-20 | 上海交通大学 | 功能化修饰和双向电泳相结合的碳纳米管定向排布技术 |
| KR20130027390A (ko) * | 2011-09-07 | 2013-03-15 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표시 장치의 제조 방법 |
| CN103575771A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-12 | 江苏大学 | 一种气体传感器及其制作方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄晓玮: "基于色素气敏传感技术的肴肉新鲜度检测研究", 《中国博士学位论文全文数据库（工程科技I辑）》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022099904A1 (zh) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | 之江实验室 | 一种基于图像传感器的多模态传感器件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhou et al. | Triboelectric nanogenerator‐based sensor systems for chemical or biological detection | |
| Li et al. | Selective determination of dimethoate via fluorescence resonance energy transfer between carbon dots and a dye-doped molecularly imprinted polymer | |
| Truong et al. | Advancement in COVID‐19 detection using nanomaterial‐based biosensors | |
| CN106248748B (zh) | 一种乙酰胆碱酯酶生物传感器及其应用 | |
| Jin et al. | Electrochemical behavior and adsorptive stripping voltammetric determination of quercetin at multi-wall carbon nanotubes-modified paraffin-impregnated graphite disk electrode | |
| CN108195826B (zh) | 电导-催化发光双通道气体传感器、检测装置及检测方法 | |
| CN102866188A (zh) | 一种硫化钼-石墨烯电化学传感器及其制备方法与应用 | |
| CN107818908A (zh) | 一种差分离子迁移谱与高场不对称波形离子迁移谱联用装置 | |
| CN106680343A (zh) | 一种快速测定槲皮素的电化学传感器、制备方法及在测定槲皮素中的应用 | |
| Li et al. | Novel sensor array based on doped tin oxide nanowires for organic vapor detection | |
| CN107402244A (zh) | 一种双模态交互传感阵列芯片制造与信息获取方法 | |
| CN108474772A (zh) | 用于选择性烷烃蒸汽检测的界面纳米纤丝复合物 | |
| CN105572200B (zh) | 一种在抗坏血酸存在的条件下检测多巴胺的修饰玻碳电极、制备方法及应用 | |
| CN103399058B (zh) | 一种高灵敏富勒烯光电化学探针及其制备方法 | |
| CN101566637A (zh) | 一种用于检测人体唾液酒精浓度的生物传感器 | |
| CN105548151B (zh) | 基于离子型铱配合物电致化学发光-电聚合分子印迹识别检测可待因的新型方法 | |
| CN107202827A (zh) | 基于泡沫镍的电化学传感器的制备方法和电化学传感器及多巴胺的检测方法 | |
| CN107796801B (zh) | 一种液液界面电化学发光体系的构建方法 | |
| CN104076072A (zh) | 氧化铱-铁卟啉-氧化钛的高灵敏度光电化学传感器及其制备方法 | |
| CN105548130B (zh) | 一种用于钴离子检测的荧光传感器及其应用方法 | |
| CN109608483A (zh) | 一种含硼氮配位键的有机小分子及其制备方法和对氟离子的传感应用 | |
| CN109001281A (zh) | 一种基于有机-无机量子点p-n异质结构的分子印迹光电化学传感器及其制备方法和应用 | |
| Wu et al. | Research Progress on Chiral Supramolecular Sensors for Enantiomer Detection | |
| CN206892057U (zh) | 一种气体传感器 | |
| Li et al. | Electrochemical behavior and sensitive detection of luteolin by graphene-SnO2 nanocomposite modified electrode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171128 |