CN208860793U - 一种基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的l-胱氨酸传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的L‑胱氨酸传感器，所述传感器包括场效应晶体管，所述场效应晶体管上设有栅极延长的金电极，所述栅极延长的金电极中，所述栅极部分延长0.1—500mm的距离，金电极表面组装有谷胱甘肽膜。本实用新型将谷胱甘肽(GSH)修饰在栅极延长出来的金电极的金膜层表面上，作为场效应晶体管延伸出来的栅极，利用场效应晶体管原位信号放大作用实现对L‑胱氨酸的灵敏检测，其中，GSH阴离子膜通过静电作用吸附结合带正电荷的目标物L‑胱氨酸而产生膜电位的变化。所述传感器对L‑胱氨酸具有良好的超能斯特响应关系，线性范围为5.0×10^‑6—1.0×10^{‑ 4}mol/L，响应灵敏度达到86.76mV/‑pC(25℃)，检出限为4.0×10^‑6mol/L。

Description

一种基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的L-胱氨酸传感器

技术领域

本实用新型属于化学/生物传感技术领域，具体涉及一种基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的L-胱氨酸传感器，即一种选择性膜电位型传感器，适用于健康养殖与生命科学方面的检测。

背景技术

氨基酸作为蛋白质的基本组成单位和新陈代谢过程的重要物质，对于氨基酸的分析检测在生物化学、生命科学的研究以及生产管理、产品开发、质量控制等方面都具有非常重要的意义。检测氨基酸的方法可分为以下几类：化学分析法、分光光度法、荧光分析法、液相色谱法、液相色谱-质谱联用法、以及电化学法等，其中，电化学分析法没有衍生反应，且操作简便、响应速度快、选择性好，具有广阔的应用前景。

场效应晶体管(Field-effect Transistor，FET)简称场效应管，它是一种半导体器件，可通过电场效应达到控制输出电流大小。它主要分为敏感膜与MOSFET两个部分，本实用新型主要利用其作为一种电位信号放大器件，并开发新型的栅极延长的金电极，作为传感器的基体器件。

L-胱氨酸(L-cystine)虽属于人体非必需氨基酸之一，但在人体内也起着非常重要的作用，如促进机体细胞氧化和还原机能、维持蛋白质构型等作用，而且在生化研究，以及制备生物培养基都含有胱氨酸，还可以作为添加剂加入到食品、药品、化妆品中以增加食物的营养、药物的疗效、增强机体和皮肤免疫功能等，故在食品、医药、化妆品等行业有普遍应用。目前，电位型电化学检测L-胱氨酸的方法还没有见报道。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足，提供一种基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的L-胱氨酸传感器。

为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

所述基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的L-胱氨酸传感器包括场效应晶体管，所述场效应晶体管上设有栅极延长的金电极，即，栅极金电极，所述栅极延长的金电极中，所述栅极部分延长0.1—500mm的距离，金电极的金膜层(10)表面组装有谷胱甘肽膜(12)。

其中，所述场效应晶体管包括Si基底层(1)和设于Si基底层(1)上的多晶硅栅极(7)；所述Si基底层(1)上植入p阱(2)和N型衬底(3)，所述p阱(2)处设有源电极(4)和漏电极(5)，被植入p阱(2)和N型衬底(3)并构建有源电极(4)和漏电极(5)的Si基底层(1)上设有二氧化硅层(6)；所述多晶硅栅极(7)的基底层上依次镀上铝铜合金层(8)、铬钯合金层(9)和金膜层(10)；在多晶硅栅极(7)的基底层和二氧化硅层(6)上还设有氮化硅层(11)。所述铝铜合金层(8)的厚度为20—600nm，铬钯合金层(9)的厚度为20—600nm，金膜层(10)的厚度为20—1000nm。

所述传感器对L-胱氨酸(13)具有良好的超能斯特响应关系，线性范围为5.0×10^-6—1.0×10^-4mol/L，响应灵敏度达到86.76mV/-pC(25℃)，检出限为4.0×10^-6mol/L。

基于上述传感器的L-胱氨酸的检测方法包括如下步骤：

(1)在场效应晶体管的Si基底层(1)上植入p阱(2)和N型衬底(3)，采用热蒸发和磁控溅射技术在p阱(2)处构建源电极(4)和漏电极(5)，然后在被植入p阱(2)和N型衬底(3)并构建有源电极(4)和漏电极(5)的Si基底层(1)上构建二氧化硅层(6)，再采用热蒸发和磁控溅射技术在多晶硅栅极(7)的基底层上依次镀上铝铜合金层(8)、铬钯合金层(9)和金膜层(10)，最后在多晶硅栅极(7)的基底层和二氧化硅层(6)上构建氮化硅层(11)；将栅极部分延长0.1—500mm的距离，制得具有栅极金电极的延长栅场效应晶体管；

(2)制备谷胱甘肽的乙醇溶液，并将清洗后的延长栅场效应晶体管的栅极金电极浸泡于其中，于避光且干燥的环境下静置，然后洗净浸泡后的栅极金电极，制得谷胱甘肽膜(12)修饰的谷胱甘肽膜栅极金电极；

(3)将参比电极、谷胱甘肽膜栅极金电极与延长栅场效应晶体管的电极接口相连形成双高阻差分放大电路，将参比电极、谷胱甘肽膜栅极金电极插入PBS缓冲溶液中，将延长栅场效应晶体管的电源接口分别与稳压电源的正负极相连，将延长栅场效应晶体管的信号输出接口与万用电表的测试端口相连，由此构成一个完整的传感检测回路；利用场效应晶体管的原位信号放大作用，可灵敏检测体系的电位变化；作为工作电极的谷胱甘肽膜栅极金电极在PBS缓冲溶液的电位会随着时间的增加而逐渐趋向于稳定，待电位稳定后加入含有不同浓度L-胱氨酸(13)的待测样品，进而获得相应的电位响应数据，完成待测样品中L-胱氨酸(13)的检测。

优选地，步骤(1)中，用热蒸发和磁控溅射技术在多晶硅栅极(7)的基底层上依次镀上铝铜合金层(8)、铬钯合金层(9)和金膜层(10)时，采用Si₃N₄进行钝化；铝铜合金层(8)包括如下重量份的组分：Al 40—68、Cu 30—60、Ni 2—12、Fe 1—8、Ti 1—6、Nb 0.01—0.50；铬钯合金层(9)包括如下重量份的组分：Cr 40—80、Pd 10—40、Ni 2—12、Fe 1—8、Ti 1—6、Nb 0.01—0.50；铝铜合金层(8)的厚度为20—600nm，铬钯合金层(9)的厚度为20—600nm，金膜层(10)的厚度为20—1000nm。

优选地，步骤(2)中制备谷胱甘肽的乙醇溶液的浓度为0.1—20.0mmol/L。步骤(2)中是依次用超纯水和无水乙醇清洗延长栅场效应晶体管的栅极金电极。步骤(2)中栅极金电极浸泡于谷胱甘肽的乙醇溶液中的时间为1—72h。步骤(2)中是用无水乙醇和超纯水洗净浸泡后的栅极金电极，并进行干燥、保存。

优选地，步骤(3)中的参比电极为饱和甘汞电极或内置饱和KCl溶液的Ag/AgCl电极，工作电极为谷胱甘肽膜栅极金电极。步骤(3)中的PBS缓冲溶液为pH3.0—8.0，浓度为0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液，pH值优选为5.0其配制方法是将一定量的NaH₂PO₄·2H₂O、Na₂HPO₄·12H₂O、NaCl按适当比例混合溶于水，采用0.1mol/L的盐酸调节其pH值。

下面对本实用新型作进一步说明：

本实用新型将场效应晶体管(FET)的栅极(Gate)延长一定距离，如延伸0.1—500mm，即为谷胱甘肽(GSH)自组装膜修饰的金电极(Au Electrode)，成功地研制了一种GSH自组装膜修饰的延长的栅极金电极(G-Au/GSH)，一种检测L-胱氨酸(L-cystine)的新型传感器，通过场效应晶体管将电位信号放大后对电位进行测定。实验结果表明，GSH自组装膜修饰栅极金电极对L-胱氨酸有着良好的电位响应性能，其中，电极对L-胱氨酸灵敏检测的最佳pH值为5.0，GSH修饰时间为48h，GSH修饰电极的响应电位与L-胱氨酸浓度的关系可拟合为线性方程E＝86.67logC+469.74，线性范围为5.0×10^-6—1.0×10^-4mol/L，检出限为4.0×10^-6mol/L。基于以上发现，该装置具有灵敏度高、检测限低、选择性好、稳定性高等优良特性。

总之，本实用新型开发了一种简便的选择性膜电位型电化学传感器，提供了一种新的L-胱氨酸的检测方法，即将谷胱甘肽(GSH)修饰在栅极延长出来的金电极的金膜层表面上，作为场效应晶体管延伸出来的栅极，利用场效应晶体管原位信号放大作用实现对L-胱氨酸的灵敏检测，该传感器具有良好的超能斯特响应关系，可用于猪血清样品中L-胱氨酸的快速灵敏检测，在健康养殖与生命科学等领域具有潜在的应用前景。

附图说明

图1为延长栅极场效应晶体管的设计示意图；图中：1、Si基底层，2、源电极，3、漏电极，4、p阱，5、N型衬底，6、二氧化硅层，7、多晶硅栅极，8、铝铜合金层，9、铬钯合金层，10、金膜层，11、氮化硅层，12、谷胱甘肽膜；

图2为GSH分子结合L-胱氨酸分子的识别响应原理示意图；图中：10、金膜层，12、谷胱甘肽膜，13、L-胱氨酸；

图3：图3A和图3B分别为电极在铁氰化钾溶液(含有2.0mmol/LK₃[Fe(CN)₆]，2.0mmol/L K₄[Fe(CN)₆]，0.2mol/LNa₂SO₄)中的交流阻抗图和循环伏安图；图3A和3B中：a、G-Au，b、G-Au/GSH，c、G-Au/GSH/L-cystine；

图4为GSH膜修饰G-Au电极的斜率随pH变化(pH为2.0、3.0、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、7.0)的关系图；

图5为G-Au/GSH电极的斜率与GSH修饰时间的关系曲线图；

图6为G-Au/GSH电极在pH＝5.0的PBS缓冲溶液中对L-胱氨酸的电位响应曲线及其线性关系图；其中，内插图为线性拟合曲线；

图7为G-Au/GSH电极对L-胱氨酸的选择性柱状图。

具体实施方式

一、实验过程

1、GSH自组装膜金电极的制备

GSH自组装膜的制备过程：取出用于实验的9支栅极金电极进行预处理后，用1000μL的移液枪分别取2mL GSH(8.0mmol/L)、2mL无水乙醇于事先干燥好烧杯中，再将电极浸泡于该混合溶液中，用封装膜将烧杯口封好密闭，在避光且干燥的环境中浸泡修饰48h，最后将自组装膜修饰的电极取出用无水乙醇和超纯水洗净，干燥保存备用。

2、延长栅极场效应晶体管的设计及栅极金电极的制备

图1是延长栅极场效应晶体管的设计示意图，即结合金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的基本结构，在场效应晶体管的Si基底层1上植入p阱2和N型衬底3，采用热蒸发和磁控溅射技术在p阱2处构建源电极4和漏电极5，然后在被植入p阱2和N型衬底3并构建有源电极4和漏电极5的Si基底层1上构建二氧化硅层6，再采用热蒸发和磁控溅射技术在多晶硅栅极7的基底层上依次镀上铝铜合金层8、铬钯合金层9和金膜层10，最后在多晶硅栅极7的基底层和二氧化硅层6上构建氮化硅层11；铝铜合金层8包括如下重量份的组分：Al40—68、Cu 30—60、Ni 2—12、Fe 1—8、Ti 1—6、Nb 0.01—0.50；铬钯合金层9包括如下重量份的组分：Cr 40—80、Pd 10—40、Ni 2—12、Fe 1—8、Ti 1—6、Nb 0.01—0.50；铝铜合金层8的厚度为20—600nm，铬钯合金层9的厚度为20—600nm，金膜层10的厚度为20—1000nm；将栅极部分的金电极延长200mm的距离，并且利用SiO₂和Si₃N₄钝化场效应晶体管晶片，目的是防止晶片除Au外的部分与溶液接触，从而形成延长栅极场效应晶体管(EGFET)。对EGFET的延长栅极金电极(GGE)膜表面进行不同的物理/化学修饰处理，形成敏感膜以实现对待测目标物的灵敏检测。按前述方法，将GSH聚阴离子自组装在栅极金电极的表面，制得谷胱甘肽膜12修饰的谷胱甘肽膜栅极金电极(G-Au/GSH)。

3、电极性能的测试

首先，将甘汞电极、自组装好的栅极金电极分别与设计好的EGFET相连形成双高阻差分放大电路，将电极插入PBS缓冲溶液中，将EGFET的电源接口分别与稳压电源的正负极相连，信号输出接口与万用电表的测试线相连，由此构成一个完整的传感检测回路，以检测体系的电位变化。测试电极在PBS缓冲溶液的电位会随着时间的增加而逐渐趋向于稳定，等电位稳定以后再加入待测L-胱氨酸，进而获得相应的电位响应数据，即，获得标准曲线，在检测实际样本时，将实际样本的电位曲线与标准曲线比对即可完成检测。

pH的优化：电极电位测试用缓冲体系为pH为2.00、3.00、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00、7.00的PBS溶液的PBS溶液，其配置方法是将一定量的氯化钠(NaCl)、二水合磷酸二氢钠(NaH₂PO₄·2H₂O)和十二水磷酸氢二钠(Na₂HPO₄·12H₂O)按适当比例混合，利用0.1mol/L的盐酸调节其pH值。

修饰时间的优化：取20mLpH为5.0的0.1mol/L PBS溶液为介质与烧杯中，依次加入浓度为1.0×10^-8、1.0×10^-7、1.0×10^-6、5×10^-6、1.0×10^-5、5×10^-5、1.0×10^-4mol/L L-胱氨酸，对溶液电位进行测定。作出G-Au/GSH电极的斜率与修饰时间的关系图，找到有最佳响应时的修饰时间。

以铁氰化钾溶液(含有2.0mmol/L K₃[Fe(CN)₆]，2.0mmol/L K₄[Fe(CN)₆]，0.2mol/L Na₂SO₄)为介质，在电化学工作站中分别以三种电极(裸金电极、GSH修饰金电极、测定L-胱氨酸后的GSH修饰金电极)作为工作电极，用循环伏安法(扫速为0.05V/s)和交流阻抗法对三种电极的电化学性能进行测试。

在最佳实验条件下以PBS溶液为介质，分别对L-胱氨酸浓度为1.0×10^-6、2.5×10^-6、5.0×10^-6、7.5×10^-6、1.0×10^-5、2.5×10^-5、5×10^-5、7.5×10^-5、1.0×10^-4mol/L的电位进行检测，将浓度与电位的进行比较，作出工作曲线，得出线性方程。

二、实验结果与分析

1、修饰电极的电化学表征

谷胱甘肽(GSH)是一种含有巯基端基的一种物质，其巯基中的硫可以与Au形成Au-S键而自组装在金电极表面上，谷胱甘肽含有两个羧基，L-胱氨酸含有两个氨基，谷胱甘肽的羧基游离出H⁺而带负电与L-胱氨酸上的-NH₃ ⁺之间发生静电吸引，从而引起膜电位的变化，其响应识别过程如图2所示。

为了验证载体与L-胱氨酸的相互作用，本实用新型采用交流阻抗和循环伏安方法考察了上述不同电极(G-Au，G-Au/GSH，G-Au/GSH/L-cystine)的电化学行为，如图3所示。图3为电极在铁氰化钾溶液(含有2.0mmol/LK₃[Fe(CN)₆]，2.0mmol/LK₄[Fe(CN)₆]，0.2mol/LNa₂SO₄)中的交流阻抗图(A)和循环伏安图(B)。如图3A的交流阻抗图所示，a代表已进行完预处理的裸金电极(G-Au)，阻抗值很小，可以说明通过预处理后的裸金电极传递电子能力强。b代表GSH修饰金电极(G-Au/GSH)，高频部分出现半圆，阻抗值明显增大，说明GSH通过一端的巯基在金表面上形成了不导电的单分子自组装膜层，从而阻碍了[Fe(CN)₆]^3-/4-在电极表面进行电子传导。在结合L-胱氨酸后，电极的阻抗值相应地减小(如曲线c)，这是因为GSH和L-胱氨酸发生反应后，增强了电子的传导性，从而产生电化学传导电流，使得界面阻抗减小。其阻抗的变化趋势也能从相应的循环伏安行为中得到印证(如图3B所示)。

图3B中a代表裸金电极，有明显强的氧化峰与还原峰，说明预处理后的裸金平板电极传递电子能力很强。图3B中b代表GSH修饰金平板电极，其氧化还原峰较裸电极的相比明显小了很多，说明GSH通过二硫键在金表面上形成了不导电的单分子自组装膜层，阻碍了[Fe(CN)₆]^3-/4-在电极表面的电子传导。在结合L-胱氨酸(1.0×10^-3mol/L)后，氧化还原峰(如图3B中曲线c所示)略高于G-Au/GSH而低于G-Au，这是由于修饰了GSH的金电极上再继续吸附了L-胱氨酸，而L-胱氨酸游离的-COO^-使得电子传输能力有所增强，使电子传导性增大一些，电化学传导电流增大一些，略高于G-Au/GSH而低于G-Au，说明GSH与L-胱氨酸发生了吸附结合，表明该方法用于L-胱氨酸的识别检测是可行的。

2、最佳条件的选择

实验分别研究了电极在pH为2.0、3.0、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、7.0的PBS缓冲溶液，用移液管移取不同pH缓冲溶液20mL于烧杯中作为介质，依次加入L-胱氨酸使得溶液中L-胱氨酸浓度分别为1.0×10^-8mol/L、1.0×10^-7mol/L、1.0×10^-6mol/L、5.0×10^-5mol/L、1.0×10^-5mol/L、5.0××10^-4mol/L、1.0×10^-4mol/L，用GSH修饰金电极对溶液电位进行检测。作出pH和斜率变化的关系图。如图4所示，在本实验中，当pH＝2.0时溶液极其不稳定，数据没有线性规律，所以图上并没有做出pH＝2.0的点。作为介质的PBS溶液的pH与响应电位值呈某种变化关系，根据此图可以找到最佳响应pH。由图4可知，在3.00＜pH＜5.00时，斜率随着pH的增大而增大；在5.0＜pH＜7.0时，电位变化值随着pH的增大而减小，所以，本次实验最佳响应pH约为5.0。因此，选择在pH＝5.0的条件下，用GSH修饰金电极对L-胱氨酸进行灵敏检测。

以pH＝5.0的0.1mol/LPBS溶液为介质，依次加入L-胱氨酸使得溶液中L-胱氨酸浓度分别为1.0×10^-8mol/L、1.0×10^-7mol/L、1.0×10^-6mol/L、1.0×10^-5mol/L、5.0×10^{- 5}mol/L、1.0×10^-4mol/L、5.0×10^-4mol/L，用GSH修饰金电极对溶液电位进行检测。图5为GSH修饰金电极在0.1mol/LPBS溶液中，在不同修饰时间下与电极斜率变化的关系图。由图5可知，当修饰时间小于48h时，增加修饰时间，电位的变化值也随之增大，但是当修饰时间超过48h后，增加电极修饰时间后电位值趋于稳定，不再继续增加，说明此时修饰电极已达到饱和状态，因此最佳修饰时间为48h。

3、Au/GSH电极响应性能

实验考查了电极对L-胱氨酸的测试响应性能，图6是电极在PBS缓冲溶液pH＝5.0时，结合不同浓度L-胱氨酸后得到的电位响应曲线图。由图可知，随着L-胱氨酸浓度的增加，电极电位也逐渐增大，说明修饰电极表面键合的L-胱氨酸增加，且该电极在pH＝5.0的PBS缓冲溶液中对L-胱氨酸离子的线性响应范围为5.0×10^-6—1.0×10^-4mol/L。同时，采用最小二乘法处理，经拟合后得到电极电位线性响应图(如图6内插图)，电极的线性方程为ΔE＝86.76logC+469.74，其检出限可以根据作图法得到，其值大约为4.0×10^-6mol/L。

4、重现性的测定

实验考查了将制备的GSH修饰电极结合不同浓度L-胱氨酸样品的电位响应重现性，即对1.0×10^-5mol/L和1.0×10^-4mol/L的L-胱氨酸标准品来回测定它们的电位值，各测6次(如表1所示)。通过数据的分析与处理，发现相对标准偏差分别为1.5％和0.89％，且相对标准偏差较小，说明该电极在两个不同浓度的L-胱氨酸中的重现性较好。

表1 G-Au/GSH电极重现性

5、电极的选择性

离子选择性电极的重要特性之一就是它的选择性好，只对某一种特定的物质具有响应。因此，在含有修饰电极的PBS缓冲溶液中，加入10μM的L-胱氨酸，干扰物浓度为待测物质浓度的50倍，即500μM，考查了不同种类的氨基酸：L-赖氨酸(L-Lys)、L-甲硫氨酸(L-Met)、L-组氨酸(L-His)、L-亮氨酸(L-Leu)、L-甘氨酸(L-Gly)、L-精氨酸(L-Arg)、L-色氨酸(L-Trp)、L-酪氨酸(L-Try)、L-丙氨酸(L-Ala)对于该电极的干扰。从图7可看出，该电极对于L-胱氨酸(L-cystine)的电位响应最大，其它物质的相对电位响应很小，则可以判断，GSH修饰金电极对L-胱氨酸有较好的选择性。

6、回收率的测定与分析应用

在优化实验条件下，利用GSH修饰栅极金电极对实际样品中L-胱氨酸浓度的测定。测定时，分别采集处理好的猪血清样品C1，C2，C3，C4，C5取上清液，用pH为5.0的PBS缓冲液稀释10倍，在猪血清样品中加入已知浓度的L-胱氨酸，并通过标准加入法，测得回收率在91.00-102.31％之间。实验结果说明该电极可以用于实际样品中L-胱氨酸的检测。

总之，本实用新型用场效应晶体管放大电位信号后对L-胱氨酸进行灵敏检测，通过用循环伏安法和交流阻抗法，探讨了电极的电化学活性。并对pH值以及电极的修饰时间进行了优化，在最佳实验条件下对L-胱氨酸进行灵敏检测。此外，还对该电极进行了选择性以及重现性的测试。通过以上实验，发现GSH的金电极对L-胱氨酸有着较好地电化学活性。本实验的最佳实验条件为：pH＝5.0，时间＝48h；在最佳的实验条件下，运用电位法对L-胱氨酸进行检测，随着L-胱氨酸浓度的增加，电位值逐渐增大，根据L-胱氨酸在该电极上的响应情况得出，L-胱氨酸在5.0×10^-6—1.0×10^-4mol/L范围内电位值与L-胱氨酸浓度呈线性关系，线性方程为：E＝86.76logC+469.74，r＝0.9929，检出限为：4.0×10^-6mol/L；该电极选择性、重现性、回收率较好，可用于实际样品的检测。

Claims (3)

1.一种基于谷胱甘肽修饰栅极金电极的L-胱氨酸传感器，所述传感器包括场效应晶体管，所述场效应晶体管上设有栅极延长的金电极，其特征在于，所述栅极延长的金电极中，所述栅极部分延长0.1—500mm的距离，金电极的金膜层(10)表面组装有谷胱甘肽膜(12)。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述场效应晶体管包括Si基底层(1)和设于Si基底层(1)上的多晶硅栅极(7)；所述Si基底层(1)上植入p阱(2)和N型衬底(3)，所述p阱(2)处设有源电极(4)和漏电极(5)，被植入p阱(2)和N型衬底(3)并构建有源电极(4)和漏电极(5)的Si基底层(1)上设有二氧化硅层(6)；所述多晶硅栅极(7)的基底层上依次镀上铝铜合金层(8)、铬钯合金层(9)和金膜层(10)；在多晶硅栅极(7)的基底层和二氧化硅层(6)上还设有氮化硅层(11)。

3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述铝铜合金层(8)的厚度为20—600nm，铬钯合金层(9)的厚度为20—600nm，金膜层(10)的厚度为20—1000nm。