本發(fā)明屬于微機電系統(tǒng)（micro-electromechanicalsystems,mems）領(lǐng)域，涉及一種用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器。

背景技術(shù)：

微全分析系統(tǒng)（micrototalanalysissystems,μtas）芯片是利用mems技術(shù)在幾厘米大小的基底材料上制作微溝道、微儲液池、微混合器等多種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其同時集成微泵、微閥和檢測傳感器等功能模塊，從而能夠完成對試樣的快速分析。電化學(xué)檢測法中的安培檢測（amperometricdetection,ad）方法是利用電極上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)來測定物質(zhì)組分含量的方法，安培檢測方法不但具備設(shè)備簡單、易于集成、便于攜帶等諸多優(yōu)點，而且其靈敏度和通用性也非常好。將微全分析系統(tǒng)芯片與安培檢測技術(shù)結(jié)合，可以實現(xiàn)對多種試樣的痕量檢測，還可以設(shè)計出一種便攜式在線檢測設(shè)備，順應(yīng)了檢測技術(shù)設(shè)備簡單、易攜帶、穩(wěn)定性強、檢測結(jié)果重現(xiàn)性好且成本低廉的發(fā)展趨勢。

安培檢測傳感器是一個由工作電極、輔助電極和參比電極組成的三電極體系。工作電極決定了傳感器的工作窗口（能夠獲得較低背景電流的掃描電壓范圍，以避免響應(yīng)信號被背景噪聲淹沒）是影響檢測信號的強度重要因素；輔助電極為檢測電流提供閉合回路，保證“電極-溶液”界面間的氧化還原反應(yīng)順利進行；由于工作電極的絕對電位無法直接測定，必須選擇一個穩(wěn)定的參考值測量其相對電位，參比電極作為參考電位的提供者，決定了安培檢測結(jié)果的準確度。

由于功能不同，三個電極的材料和加工工藝也有很大差別。鉑、金等貴金屬的背景電流低、測量精度高、加工特性好是目前應(yīng)用最廣泛的工作電極和輔助電極材料。將金屬絲直接鑲嵌到μtas芯片的基底材料上即可得到安培檢測傳感器的工作電極和輔助電極，但該方法的裝配精度低，檢測信號的重現(xiàn)性差。通過濺射、蒸鍍、絲網(wǎng)印刷等工藝可在μtas芯片的基底材料上制得尺寸精確、形狀多樣的金屬薄膜工作電極和輔助電極。但該方法的工藝復(fù)雜、成本昂貴，而且芯片失效后由貴金屬制成的電極無法重復(fù)使用。

目前可為安培檢測傳感器提供穩(wěn)定參考電位的參比電極主要包括標準氫電極、飽和甘汞電極和ag/agcl電極三種。標準氫電極是將鍍有鉑黑的鉑片浸沒在氫氣或氫飽和電解液中構(gòu)成的，雖然其性能理想但裝配困難。而飽和甘汞電極由汞、甘汞和含cl^-的陰離子溶液組成（hg|hg2cl2|kcl），汞金屬對環(huán)境和人體的危害使其應(yīng)用范圍受限。ag/agcl電極由覆蓋著氯化銀層的金屬銀浸在飽和氯化鉀溶液中組成，使用時需要浸泡在含有cl^-離子的溶液中，給電極的集成化裝配帶來了很大困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：

本發(fā)明提出了一種用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器結(jié)構(gòu)及其加工方法。該傳感器具有體積小、靈敏度高、檢測重現(xiàn)性與穩(wěn)定性好、集成化程度高、昂貴部件可回收等特點。本發(fā)明可解決目前用于微全分析系統(tǒng)芯片的安培檢測傳感器集成化制備工藝繁瑣、成本高、無法重復(fù)使用的問題，滿足多種離子及其化合物的便攜式、集成化檢測需求。

技術(shù)方案：

一種用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器，其特征在于：集成式安培檢測傳感器由檢測探頭、參比電極、工作電極引線、輔助電極引線和傳感器外殼組成，檢測探頭由環(huán)氧玻璃布、工作電極、氯離子交換膜和輔助電極組成，檢測探頭的一面為三層拼接結(jié)構(gòu)，分別有工作電極、輔助電極和夾在中間的氯離子交換膜，檢測探頭的另一面為環(huán)氧玻璃布，環(huán)氧玻璃布在與工作電極相對應(yīng)的位置，開有工作電極引線孔，環(huán)氧玻璃布在與輔助電極相對應(yīng)的位置，開有輔助電極引線孔，環(huán)氧玻璃布在與氯離子交換膜相對應(yīng)的位置，開有離子交換孔，工作電極引線通過工作電極引線孔焊接至工作電極，輔助電極引線通過輔助電極引線孔焊接至輔助電極，工作電極引線和輔助電極引線與電化學(xué)工作站相連，中空的參比電極外殼連接在傳感器探頭的環(huán)氧玻璃布的一側(cè)，于工作電極引線和輔助電極引線之間，離子交換孔位于參比電極外殼內(nèi)的空腔端部；氯離子交換膜、參比電極外殼、ag/agcl電極、橡膠塞以及注入的飽和氯化鉀溶液共同構(gòu)成參比電極，橡膠塞塞入?yún)⒈入姌O外殼遠離檢測探頭的一端，橡膠塞中間開有過孔，ag/agcl電極穿過該過孔，一部分浸入?yún)⒈入姌O外殼內(nèi)沖入的飽和氯化鉀溶液中，另一部分在橡膠塞外面與電化學(xué)工作站連接，傳感器外殼連接在傳感器探頭的環(huán)氧玻璃布一側(cè)，傳感器外殼在工作電極引線、參比電極外殼和輔助電極引線的外周。

所述參比電極為嵌套式結(jié)構(gòu)，嵌入集成式安培檢測傳感器內(nèi)。

所述氯離子交換膜材料為聚氯乙烯，含50%wt-65%wt的增塑劑。

所述傳感器外殼外周套有一個傳感器接口，傳感器接口是一個外螺紋橡膠塞，傳感器接口的中間有一個過孔，過孔與傳感器外殼過盈配合。

一種用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器制備方法，其特征在于：

1)采用標準pcb工藝并結(jié)合超精密雕刻機制作工作電極、輔助電極、工作電極引線孔和離子交換孔微結(jié)構(gòu)；

2)配制由pvc、飽和氯化鉀溶液和增塑劑組成的粘稠溶液，澆筑固化后得到氯離子交換膜；

3)在安培檢測傳感器檢測探頭背面裝配參比電極外殼并焊接工作電極引線和輔助電極引線，最后裝配傳感器外殼；

4)在參比電極外殼中注入飽和氯化鉀溶液，用插入ag/agcl電極的橡膠塞密封；

5)在傳感器外殼上裝配傳感器接口，通過其與不同結(jié)構(gòu)微全分析系統(tǒng)芯片的檢測接口連接。

一種使用用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器的檢測方法，其特征在于：通過微全分析系統(tǒng)芯片的芯片檢測接口將集成式安培檢測傳感器與微全分析系統(tǒng)芯片連接，隨后分別將工作電極引線、輔助電極引線以及ag/agcl電極與電化學(xué)工作站的相應(yīng)接口連接，將緩沖液入口和試樣入口分別與注射泵的相應(yīng)接口連接，利用注射泵將待測試樣與緩沖液注入進樣溝道和檢測溝道，通過安裝在檢測溝道上方，靠近廢液口b處的集成式安培檢測傳感器實現(xiàn)對待測試樣濃度的檢測，檢測信號輸出至電化學(xué)工作站，并利用與其相連的電腦顯示出待測重金屬離子的濃度值。

優(yōu)點及效果：

本發(fā)明提供的用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器，包含由工作電極、輔助電極和參比電極組成的標準三電極體系。通過接口該傳感器可與不同結(jié)構(gòu)、功能的微全分析系統(tǒng)芯片聯(lián)用，實現(xiàn)對多種離子及其化合物的集成化痕量檢測。傳感器的工作電極和輔助電極采用標準pcb工藝結(jié)合化學(xué)鍍金技術(shù)制作，制備方法簡單、成本低廉、適合大規(guī)模生產(chǎn)。傳感器的參比電極由氯離子交換膜、ag/agcl電極、飽和氯化鉀溶液等部分組成，通過更換ag/agcl電極及飽和氯化鉀溶液可保證多次檢測后的氯離子活度，為傳感器提供持續(xù)穩(wěn)定的參考電位。傳感器采用流經(jīng)式檢測方式，可有效降低與之聯(lián)用的微全分析系統(tǒng)芯片制備難度，同時避免溝道結(jié)構(gòu)變化對流體特性的影響。當(dāng)微全分析系統(tǒng)芯片失效后，該傳感器可拆卸并繼續(xù)使用。當(dāng)傳感器失效后，由貴金屬制成的工作電極、輔助電極和ag/agcl電極可以回收。

附圖說明

圖1、本集成式安培檢測傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2、本集成式安培檢測傳感器軸向剖面結(jié)構(gòu)圖；

圖3、微電極結(jié)構(gòu)圖；

圖3-1為微電極結(jié)構(gòu)圖正面視圖；

圖3-2為微電極結(jié)構(gòu)圖背面視圖；

圖3-3為微電極結(jié)構(gòu)圖軸向截面視圖；

圖4、工作和輔助電極結(jié)構(gòu)圖；

圖4-1為工作和輔助電極結(jié)構(gòu)圖正面視圖；

圖4-2為工作和輔助電極結(jié)構(gòu)圖背面視圖；

圖4-3為工作和輔助電極結(jié)構(gòu)圖軸向截面視圖；

圖5、離子交換孔和電極引線孔結(jié)構(gòu)圖；

圖5-1為離子交換孔和電極引線孔結(jié)構(gòu)圖正面視圖；

圖5-2為離子交換孔和電極引線孔結(jié)構(gòu)圖背面視圖；

圖5-3為離子交換孔和電極引線孔結(jié)構(gòu)圖軸向截面視圖；

圖6、傳感器檢測探頭結(jié)構(gòu)圖；

圖6-1為傳感器檢測探頭結(jié)構(gòu)圖正面視圖；

圖6-2為傳感器檢測探頭結(jié)構(gòu)圖背面視圖；

圖6-3為傳感器檢測探頭結(jié)構(gòu)圖軸向截面視圖；

圖7、參比電極外殼裝配圖；

圖7-1為參比電極外殼裝配圖正面視圖；

圖7-2為參比電極外殼裝配圖背面視圖；

圖7-3為參比電極外殼裝配圖軸向截面視圖；

圖8、電極引線裝配圖；

圖8-1為電極引線裝配圖正面視圖；

圖8-2為電極引線裝配圖背面視圖；

圖8-3為電極引線裝配圖軸向截面視圖；

圖9、傳感器外殼裝配圖；

圖9-1為傳感器外殼裝配圖正面視圖；

圖9-2為傳感器外殼裝配圖背面視圖；

圖9-3為傳感器外殼裝配圖軸向截面視圖；

圖10、參比電極裝配圖；

圖10-1為參比電極裝配圖正面視圖；

圖10-2為參比電極裝配圖背面視圖；

圖10-3為參比電極裝配圖軸向截面視圖；

圖11、本集成式安培檢測傳感器在微全分析系統(tǒng)芯片上的安裝圖；

圖12、本集成式安培檢測傳感器在微全分析系統(tǒng)芯片上的安裝截面圖；

圖13、本集成式安培檢測傳感器的檢測流程示意圖。

所述標注為：1.環(huán)氧玻璃布、2.工作電極、3.氯離子交換膜、4.輔助電極、5.工作電極引線孔、6.傳感器外殼、7.工作電極引線、8.參比電極外殼、9.ag/agcl電極、10.橡膠塞、11.輔助電極引線孔、12.輔助電極引線、13.圓形微電極、14.檢測探頭、15.金屬箔、16.參比電極、17.離子交換孔、18.廢液口a、19.緩沖液入口、20.試樣入口、21.廢液口b、22.微全分析系統(tǒng)芯片、23.傳感器接口、24.檢測溝道、25.進樣溝道、26.芯片檢測接口、27.集成式安培檢測傳感器、28.注射泵、29.電化學(xué)工作站、30電腦。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明：

如圖1和圖2所示，為本集成式安培檢測傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。一種用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器，集成式安培檢測傳感器27由檢測探頭14、參比電極16、工作電極引線7、輔助電極引線12和傳感器外殼6組成，檢測探頭14由環(huán)氧玻璃布1、工作電極2、氯離子交換膜3和輔助電極4組成，檢測探頭14的正面將與待測試樣接觸，通過與試樣間的氧化還原反應(yīng)得到檢測信號。檢測探頭14的一面為三層拼接結(jié)構(gòu)，分別有工作電極2、輔助電極4和夾在中間的氯離子交換膜3，檢測探頭14的另一面為環(huán)氧玻璃布1，環(huán)氧玻璃布1在與工作電極2相對應(yīng)的位置，開有工作電極引線孔5，環(huán)氧玻璃布1在與輔助電極4相對應(yīng)的位置，開有輔助電極引線孔11，環(huán)氧玻璃布1在與氯離子交換膜3相對應(yīng)的位置，開有離子交換孔17，工作電極引線7通過工作電極引線孔5焊接至工作電極2，輔助電極引線12通過輔助電極引線孔11焊接至輔助電極4，工作電極引線7和輔助電極引線12與電化學(xué)工作站29相連，借助工作電極引線7和輔助電極引線12將檢測信號輸出至電化學(xué)工作站29。中空的參比電極外殼8連接在傳感器探頭14的環(huán)氧玻璃布1的一側(cè)，于工作電極引線7和輔助電極引線12之間，離子交換孔17位于參比電極外殼8內(nèi)的空腔端部；氯離子交換膜3、參比電極外殼8、ag/agcl電極9、橡膠塞10以及注入的飽和氯化鉀溶液共同構(gòu)成參比電極16，參比電極16為嵌套式結(jié)構(gòu)，嵌入集成式安培檢測傳感器27內(nèi)。利用離子交換孔17實現(xiàn)氯離子交換膜3與參比電極外殼8內(nèi)注入的飽和氯化鉀溶液間的離子交換。橡膠塞10塞入?yún)⒈入姌O外殼8遠離檢測探頭14的一端，橡膠塞10中間開有過孔，ag/agcl電極9穿過該過孔，一部分浸入?yún)⒈入姌O外殼8內(nèi)沖入的飽和氯化鉀溶液中，另一部分在橡膠塞10外面與電化學(xué)工作站29連接，參比電極16通過浸泡在飽和氯化鉀溶液中的ag/agcl電極9與電化學(xué)工作站29連接，為檢測過程提供持續(xù)穩(wěn)定的參考電位。傳感器外殼6連接在傳感器探頭14的環(huán)氧玻璃布1一側(cè)，傳感器外殼6在工作電極引線7、參比電極外殼8和輔助電極引線12的外周。傳感器外殼6外周套有一個傳感器接口23，傳感器接口23是一個外螺紋橡膠塞，傳感器接口23的中間有一個過孔，過孔與傳感器外殼6過盈配合。傳感器27穿過過孔，由于橡膠塞本身有彈性，如果過孔的尺寸略小于傳感器27的尺寸，那么接口23可以與傳感器27實現(xiàn)固定。

所述氯離子交換膜3材料為聚氯乙烯，含50%wt-65%wt的增塑劑。

如圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10所示，用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器制備方法：

1)采用標準pcb工藝并結(jié)合超精密雕刻機制作工作電極2、輔助電極4、工作電極引線孔5和離子交換孔17微結(jié)構(gòu)；

2)配制由pvc、飽和氯化鉀溶液和增塑劑組成的粘稠溶液，澆筑固化后得到氯離子交換膜3；

3)在安培檢測傳感器檢測探頭14背面裝配參比電極外殼8并焊接工作電極引線7和輔助電極引線12，最后裝配傳感器外殼6；

4)在參比電極外殼中注入飽和氯化鉀溶液，用插入ag/agcl電極9的橡膠塞10密封；

5)在傳感器外殼6上裝配傳感器接口23，通過其與不同結(jié)構(gòu)微全分析系統(tǒng)芯片22的檢測接口26連接。

如圖11、圖12和圖13所示，使用用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器的檢測方法：通過微全分析系統(tǒng)芯片22的芯片檢測接口26將集成式安培檢測傳感器27與微全分析系統(tǒng)芯片22連接，隨后分別將工作電極引線7、輔助電極引線12以及ag/agcl電極9與電化學(xué)工作站29的相應(yīng)接口連接，將緩沖液入口19和試樣入口20分別與注射泵28的相應(yīng)接口連接，利用注射泵28將待測試樣與緩沖液注入進樣溝道25和檢測溝道24，通過安裝在檢測溝道24上方，靠近廢液口b21處的集成式安培檢測傳感器27實現(xiàn)對待測試樣濃度的檢測，檢測信號輸出至電化學(xué)工作站29，并利用與其相連的電腦30顯示出待測重金屬離子的濃度值。

本發(fā)明的設(shè)計和制備原理如下：

本發(fā)明中的集成式安培檢測傳感器采用標準的三電極體系結(jié)構(gòu)，將工作電極2、氯離子交換膜3和輔助電極4拼接在一起和環(huán)氧玻璃布1組成傳感器檢測探頭14。傳感器檢測時，通過電化學(xué)工作站29在工作電極2與輔助電極4之間施加恒定電壓后，當(dāng)待測試樣流經(jīng)工作電極表面時，發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，產(chǎn)生的電流以溶液為導(dǎo)體，在工作電極和輔助電極之間流動，使用電化學(xué)工作站測量工作電極的電位變化，即可得到待測試樣濃度。由于工作電極的絕對電位無法直接測定，因此在傳感器中還必須增加一個參比電極16，作為穩(wěn)定參考電位的提供者。本發(fā)明選擇的ag/agcl參比電極由覆蓋著氯化銀層的金屬銀浸在氯化鉀溶液中組成（ag|agcl|cl^-），通過參比電極外殼頂部的氯離子交換膜3和離子交換孔17實現(xiàn)離子交換，進而為檢測體系提供穩(wěn)定的參考電位。

本發(fā)明中的用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器采用嵌套式結(jié)構(gòu)，將充有飽和氯化鉀溶液的參比電極16置于傳感器整體結(jié)構(gòu)中，不僅可有效減小傳感器的體積，而且工作電極2、輔助電極4和參比電極16充分接近，保證了檢測體系的穩(wěn)定性。

本發(fā)明中的用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器以pcb板基材和加工工藝為基礎(chǔ)制作圓形微電極13，該方法技術(shù)成熟、成品率高、成本低廉，適于大規(guī)模商品化生產(chǎn)。但pcb工藝得到金屬箔15表面不夠致密且純度不高，在檢測過程中極易與溶液發(fā)生反應(yīng)，引發(fā)電極中毒，導(dǎo)致傳感器失效。為此需要對金屬箔15進行化學(xué)鍍金，以提高其表面純度，進而預(yù)防電極中毒現(xiàn)象的發(fā)生，同時延長電極使用壽命。

本發(fā)明中的用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器以pvc為主要材料制備氯離子交換膜3。pvc材料理化性質(zhì)穩(wěn)定，成本低廉，且可加工成任意形狀。不過pvc材料在固化過程中，會變得質(zhì)地硬脆，易發(fā)生皸裂，影響氯離子交換膜3的穩(wěn)定性。因此在制備過程中加入增塑劑以改善氯離子交換膜3的性能，防止其在使用過程中斷裂。

本發(fā)明中的用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器，采用流經(jīng)式檢測方式，即直接將集成式安培檢測傳感器27置于檢測溝道24上方，取消傳統(tǒng)的檢測池結(jié)構(gòu)。相比于傳統(tǒng)檢測池結(jié)構(gòu)，流經(jīng)式檢測可有效減小因芯片結(jié)構(gòu)變化而導(dǎo)致的待測試樣濃度區(qū)帶展開現(xiàn)象，進而提高檢測信號的幅度。數(shù)值仿真結(jié)果顯示，當(dāng)檢測條件一致（檢測探頭半徑r=500μm，經(jīng)過傳感器檢測探頭的流體速度為vin=5μm/s，re<0.1），檢測試樣為5×10^-6mol/l的hg²⁺離子時，采用流經(jīng)式檢測（檢測溝道寬度為200μm）得到的檢測電流峰值為0.265×10^-6a，而將檢測探頭24置于半徑r=600μm的圓形檢測池內(nèi)時，得到的檢測電流峰值為0.257×10^-6a。

本發(fā)明中的用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器，通過傳感器通過接口23可以與多種結(jié)構(gòu)、功能的微全分析系統(tǒng)芯片聯(lián)用，實現(xiàn)試樣的痕量檢測。當(dāng)微全分析系統(tǒng)芯片失效后，集成式安培檢測傳感器27可拆卸并繼續(xù)使用。當(dāng)傳感器失效后，由貴金屬制成的工作電極2、輔助電極4和ag/agcl電極9可以回收，有效的降低了檢測成本。

實施例：

本發(fā)明所述的重金屬離子集成化檢測的微全分析系統(tǒng)芯片的制造方法，其工藝步驟如下：

1)使用proteldxp軟件繪制微電極原理圖，采用標準pcb工藝在由環(huán)氧玻璃布1和金屬箔15組成的基材上制作圓形微電極13。圓形微電極結(jié)構(gòu)如圖3所示；

2)配制由濃度為7×10^-3mmo1/l的na3au(so3)2、濃度為1.25×10^-3mo1/l的na2so3和濃度為0.6mo1/l的hcho組成的亞硫酸鹽化學(xué)鍍金液，對圓形微電極13進行鍍金操作。鍍金操作過程中，控制ph值范圍在10~12，溫度范圍在2℃~5℃；

3)使用超精密雕刻機切割鍍金后的圓形微電極13結(jié)構(gòu)上的金屬箔15，得到工作電極2和輔助電極4。工作電極和輔助電極形狀及加工過程如圖4所示；

4)使用超精密雕刻機在環(huán)氧玻璃布1上加工工作電極引線孔5、輔助電極引線孔11和離子交換孔17。工作、輔助電極引線孔及離子交換孔結(jié)構(gòu)如圖5所示；

5)將飽和氯化鉀溶液、pvc和增塑劑o-npoe按5wt%、32wt%、63wt%比例，溶解在適量的新蒸餾的四氫吠喃溶液中。充分攪拌后，將粘稠的液體傾倒在干凈的載玻片上備用；

6)將載玻片上的粘稠液體澆筑在工作電極2和輔助電極4之間的空隙，室溫放置24小時固化后得到氯離子交換膜3。在顯微鏡下除去工作電極2和輔助電極4上的附著物，并使用酒精和稀鹽酸反復(fù)清洗金屬電極表面。由工作電極、氯離子交換膜和輔助電極組成的檢測探頭結(jié)構(gòu)如圖6所示；

7)在安培檢測傳感器檢測探頭14背面的離子交換孔17處使用黏合劑粘接參比電極外殼8。參比電極外殼裝配過程如圖7所示；

8)通過安培檢測傳感器檢測探頭14背面的作電極引線孔5和輔助電極引線孔11，分別將工作電極引線7和輔助電極電極引線12焊接至工作電極2和輔助電極4，并用熱熔膠保護焊接點。工作、輔助電極引線裝配過程如圖8所示；

9)將參比電極16、工作電極引線7和輔助電極電極引線12放入傳感器外殼6中，并將傳感器外殼6與傳感器檢測探頭14粘合。傳感器外殼裝配過程如圖9所示；

10)在參比電極外殼8中注入飽和氯化鉀溶液，插入ag/agcl電極9后用橡膠塞10密封。參比電極裝配過程如圖10所示；

11)在兩片尺寸均為:寬ⅹ長ⅹ高=4cmⅹ5cmⅹ1.5cm的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物基底材料上，使用超精密雕刻機加工如圖11和圖12所示的廢液口a18、緩沖液入口19、試樣入口20、廢液口b21、傳感器接口23、檢測溝道24和進樣溝道25等微結(jié)構(gòu)；

12)按體積比v三氯甲烷:v乙醇=1:10配制無水乙醇與三氯甲烷混溶溶液110毫升。使用混溶溶液潤濕帶有微結(jié)構(gòu)的芯片基片后，在顯微鏡下使用石英玻璃卡具固定，將固定后的基片放入盛有混溶溶液的培養(yǎng)皿中。將培養(yǎng)皿立即放入干燥箱，設(shè)置溫度在40°c，鍵合10min，即可得到與集成式安培檢測傳感器聯(lián)用的微全分析系統(tǒng)芯片；

13)在傳感器外殼8上裝配傳感器接口23，通過其與微全分析系統(tǒng)芯片22的檢測接口26連接。集成式安培檢測傳感器在微全分析系統(tǒng)芯片上的安裝過程如圖11和圖12所示；

14)圖13為用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器工作過程示意圖。依據(jù)圖13中的連接方式將帶有集成式安培檢測傳感器27的微全分析系統(tǒng)芯片22與注射泵28、電化學(xué)工作站29和電腦30連接；

15)配制濃度為5×10^-6mol/l、1×10^-6mol/l、5×10^-7mol/l和1×10^-7mol/l的hg²⁺離子溶液，模擬待測試樣。選擇磷酸鹽作為緩沖液來調(diào)節(jié)試樣ph值。通過注射泵28將待測試樣與緩沖液注入進樣溝道25和檢測溝道24，通過安裝在檢測溝道24上方，靠近廢液口b21處的集成式安培檢測傳感器27實現(xiàn)對待測試樣濃度的檢測，檢測信號輸出至電化學(xué)工作站29，并利用與其相連的電腦30顯示出待測重金屬離子的濃度值。當(dāng)hg²⁺離子濃度為5×10^-6mol/l時，電流峰值為0.262×10^-6a；當(dāng)hg²⁺離子濃度為1×10^-6mol/l時，電流峰值為0.186×10^-6a；當(dāng)hg²⁺離子濃度為5×10^-7mol/l時，電流峰值為0.095×10^-6a；當(dāng)hg²⁺離子濃度為1×10^-7mol/l時，幾乎沒有峰電流。可見，用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器可以實現(xiàn)對hg²⁺離子濃度的測定，而且檢測電流與hg²⁺離子濃度成正比關(guān)系。

本發(fā)明用于微全分析系統(tǒng)芯片的集成式安培檢測傳感器，有針對性的設(shè)計傳感器結(jié)構(gòu)，使傳感器適用于多種結(jié)構(gòu)、功能的微全分析系統(tǒng)芯片，并可實現(xiàn)對多種類型試樣的痕量檢測，降低了芯片的集成制備和應(yīng)用難度。當(dāng)微全分析系統(tǒng)芯片失效后，該傳感器可拆卸并繼續(xù)使用。當(dāng)傳感器失效后，由貴金屬制成的工作電極、輔助電極和ag/agcl電極可以回收，有效的控制了檢測成本。

優(yōu)選的，參比電極外殼與傳感器外殼的材料一般為聚丙烯、尼龍等塑料材質(zhì)。

以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所做的詳細說明，不能認定發(fā)明的具體實施僅限于這些，對于在不脫離本發(fā)明思想前提下做出的簡單推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護范圍。