近幾年，基于電化學原理的安培酶免疫檢測發展迅速，在食品工業、環境監測與處理、生物技術及臨床診斷等領域都有著廣泛的應用。

　　利用抗原抗體之間的特異性親和作用以及酶的催化放大作用，通過檢測與待測物濃度相關的電流信號實現生物分子的檢測和識別，相對于傳統的光譜免疫檢測具有響應快、靈敏度高、成本低、體積小等特點。

　　基于MEMS工藝在硅襯底上制備微電極結構實現免疫檢測，能夠實現免疫傳感器器件的微型化、檢測試劑的微量化以及生產的批量化。但這類免疫傳感器仍處于實驗室研究階段，很多性能還有待改善，例如傳感器的穩定性和一致性較差，這在很大程度上阻礙了其向實用化、市場化方向的發展。

　　影響微型免疫傳感器穩定性和一致性的因素較多，包括生物敏感膜的質量以及免疫檢測過程中的可控性等。首先生物敏感膜是生物傳感器的識別元件，是生物傳感器的核心。對于日益微型化的免疫傳感器，既需要在微尺度下行免疫分子的固相化，又要保證固相免疫分子的數量和活性，同時又要保證不同免疫傳感器生物敏感膜固化的一致性，具有很大的難度。常規對微傳感器敏感表面進行修飾的方法，無論在同化機理上是采用共價結合還是物理吸附，多采用浸泡、滴涂等方法來實現。每次對樣品的處理時間以及試劑添加量的多少，往往因人而異，同時也受環境條件的影響，使制備的生物敏感膜的穩定性和一致性難以保證。因此需要進行生物敏感膜固化過程的可控性技術和方法研究，以提高傳感器的一致性和穩定性。

　　其次，根據電流型免疫傳感器檢測的原理和特點，在免疫檢測的過程中需要依次在傳感器表面加入待測抗原、酶標抗體以及反應底物，并要在這些過程中對電極表面進行反復清洗。如此繁瑣的試劑添加過程目前在實驗室階段多采用人工滴加的方法來完成，帶來的不穩定因素眾多，很難保證傳感器工作環境的穩定和標準，從而影響傳感器檢測結果的穩定性和可靠性。

　　基于以上考慮，本文在MEMS工藝制備的電極型免疫微傳感芯片的基礎上，設計和制備微反應室以及微進出樣溝道，利用SU-8膠和PDMS等材料搭建微流體系統，用以結合蠕動泵完成敏感膜固定化及進樣和清洗等免疫檢測操作過程，消除人為干擾，改善生物敏感膜制備以及免疫反應環境，探索提高生物敏感膜固化的穩定性和一致性，為提高免疫微傳感器檢測一致性的研究積累方法和經驗。

　　2 系統設計和制作

　　根據免疫傳感器檢測的原理及特點，并針對提高微型免疫生物傳感器穩定性和一致性的需要，進行微流體系統的設汁和研究。設計面向應用化和穩定的免疫檢測系統，考慮到低成本和易操作等因素，采用將微反應室和反應電極分別制作的方法。實驗時在電極片表面粘附微結構形成微反應系統進行免疫檢測，反應結束后可以將反應室與電極分開，相對于一次性的反應電極，微反應窒可以經處理后實現重復使用。

　　2.1 微流體系統的結構設計

　　基于MEMS工藝制備的電極型免疫微傳感器結構如圖1所示，包括圓形的工作電極和環形的對電極，工作電極敏感面積為1 mm2，該免疫傳感器具有微型化、試劑用量少的特點。根據免疫傳感器的工作原理，設計包括微型反應室和進出樣溝道的微流體系統，配合蠕動泵實現自動加樣系統以實現免疫檢測過程。微流體結構如圖2所示，微反應室搭建在由工作電極和對電極所組成的敏感反應區域上。通過計算檢測時電極表面所需樣品的體積，設計高為500 μm、直徑為5 mm的圓柱形微反應室，將微型免疫電極置于其中心。

　　在微小空間內進行液體樣品的進出樣品操作，肯定會對微反應室壁和電極表面產生一定壓力。為了保證整個反應室的密封性和電極表面敏感區域免受流體沖擊而保持敏感膜的完好無損，同時為了保證敏感電極表面免疫反應和電化學反應發生的均一性，綜合進出樣流速及保證電極表面樣品均勻分布等因素，合理設計微室結構以及進液口和出液口的數量和尺寸，使得在沒有微閥的情況下，實驗試劑在進入微室后能夠良好地分布于反應電極表面區域，并能被順利排出不會殘留在微室內。

　　根據以上考慮，實驗中設計了4種不同結構，如圖3所示，中心圓柱體是微反應室腔，頂部的小圓柱體為進液溝道，底部的方形結構為設計的出液溝道，進液口位置有中心和邊緣位置兩種，出液溝道數量有4種。

　　2.2 微流體結構制備材料的研究

　　2.2.1 微流體結構材料的選擇

　　PDMS具有無毒、用澆鑄法能復制微通道、加工簡便快速和成本低等特點，所以選擇將PDMS覆于模具上，固化成膜后揭下來壓于電極片表面上密封構成微反應室，這樣PDMS具有良好的化學惰性，可以避免微溝道對反應試劑的污染。而且PDMS固化后的彈性可以緩沖微流帶來的對微反應室的力的作用，允許外力均勻地施加在電極表面的周圍。

　　2.2.2 微流體結構模具材料的選擇

　　在MEMS工藝中，500 μm的反應室高度較厚，如用深刻蝕等工藝在硅片上實現如此深的結構較為困難。SU-8膠是MEMS工藝中的一種厚膠材料，常用于深結構的制備，故實驗采用 SU-8膠制作微流體結構模具。而如此厚的SU-8膠所帶來的應力和表面張力在制作過程中嚴重影響到硅片的形狀，故采用玻璃圓片為材料，這樣也降低了成本。