本發(fā)明系關(guān)于一種化學(xué)傳感器，特別是一種包含磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器。

背景技術(shù)：

化學(xué)傳感器是一種可與待測樣品中的待偵測物質(zhì)反應(yīng)，并將反應(yīng)的結(jié)果轉(zhuǎn)換為可量測的信號形式的測量工具。近年來，在生醫(yī)技術(shù)發(fā)展的帶動下，化學(xué)傳感器的使用越來越普遍，對于化學(xué)傳感器性能的需求也隨之提高。

目前化學(xué)傳感器的發(fā)展主要是透過縮小化學(xué)傳感器內(nèi)電極的寬度以提升化學(xué)傳感器的性能。使用超威電極的化學(xué)傳感器具有待測樣品需求量小、與待測樣品反應(yīng)的速度快以及偵測靈敏度高等優(yōu)勢。然而，電極寬度縮小的同時，待測樣品中的非感測目標物質(zhì)對量測結(jié)果產(chǎn)生的干擾也隨之上升。因此，如何降低使用超威電極的化學(xué)傳感器時，待測樣品中的非感測目標物質(zhì)對量測結(jié)果產(chǎn)生的干擾，已成為目前極需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種含有磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器，借此降低待測樣品中的酸性離子，以避免干擾感測目標物質(zhì)的量測結(jié)果。

本發(fā)明揭露一種化學(xué)傳感器，其具有一感測區(qū)，化學(xué)傳感器包含一基材、至少一電極以及至少一反應(yīng)層?；木哂幸换谋砻媾c至少一溝槽。溝槽位于基材表面，且溝槽延伸至感測區(qū)內(nèi)。電極位于溝槽中。電極的厚度小于或等于溝槽的深度，且電極延伸至感測區(qū)內(nèi)。反應(yīng)層覆蓋位于感測區(qū)的電極，反應(yīng)層包含一反應(yīng)材料與一磷酸鹽緩沖材料。磷酸鹽緩沖材料的磷酸二氫根(H₂PO₄^-)體積摩爾濃度為0.22M至0.28M，且磷酸鹽緩沖材料的pH值為7.0。

其中，該反應(yīng)材料覆蓋該至少一電極，該磷酸鹽緩沖材料覆蓋該反應(yīng)材料。

其中，該磷酸鹽緩沖材料覆蓋該至少一電極，該反應(yīng)材料覆蓋該磷酸鹽緩沖材料。

其中，該反應(yīng)材料與該磷酸鹽緩沖材料彼此混合。

其中，該至少一溝槽延伸并通過該感測區(qū)，且該至少一電極延伸并通過該感測區(qū)。

其中，該化學(xué)傳感器更包含一蓋板與一絕緣層，該蓋板位于該基材表面，該絕緣層位于該蓋板與該基材之間。

本發(fā)明揭露一種化學(xué)傳感器的制造方法，化學(xué)傳感器具有一感測區(qū)?；瘜W(xué)傳感器的制造方法包含提供一基材；形成至少一溝槽于一基材的一基材表面，并延伸至感測區(qū)內(nèi)；形成至少一電極于溝槽中，其中電極的厚度小于或等于溝槽的深度，且電極延伸至感測區(qū)內(nèi)；形成一反應(yīng)層于感測區(qū)內(nèi)并覆蓋電極，反應(yīng)層包含一反應(yīng)材料與一磷酸鹽緩沖材料，磷酸鹽緩沖材料的磷酸二氫根(H₂PO₄^-)體積摩爾濃度為0.22M至0.28M，且磷酸鹽緩沖材料的pH值為7.0。

其中，形成該反應(yīng)層于該感測區(qū)內(nèi)并覆蓋該至少一電極的步驟包含：

設(shè)置該反應(yīng)材料于該感測區(qū)內(nèi)并覆蓋該至少一電極；以及

設(shè)置該磷酸鹽緩沖材料于該感測區(qū)內(nèi)并覆蓋該反應(yīng)材料。

其中，形成該反應(yīng)層于該感測區(qū)內(nèi)并覆蓋該至少一電極的步驟包含：

設(shè)置該磷酸鹽緩沖材料于該感測區(qū)內(nèi)并覆蓋該至少一電極；以及

設(shè)置該反應(yīng)材料于該感測區(qū)內(nèi)并覆蓋該磷酸鹽緩沖材料。

其中，形成該反應(yīng)層于該感測區(qū)內(nèi)并覆蓋該至少一電極的步驟包含：

混合該反應(yīng)材料與該磷酸鹽緩沖材料以形成一混合物；以及

設(shè)置該混合物于該感測區(qū)內(nèi)并覆蓋該至少一電極。

根據(jù)上述本發(fā)明所揭露的化學(xué)傳感器及其制造方法，反應(yīng)層包含一反應(yīng)材料與一磷酸鹽緩沖材料，磷酸鹽緩沖材料的磷酸二氫根(H₂PO₄^-)體積摩爾濃度為0.22M至0.28M，且磷酸鹽緩沖材料的pH值為7.0，透過具有足夠的緩沖能力的磷酸鹽緩沖材料與待測樣品中的酸性離子進行酸堿中和，降低抵達工作電極、參考電極與輔助電極的酸性離子數(shù)量，進而降低待測樣品中的酸性離子對感測目標物質(zhì)量測結(jié)果產(chǎn)生的干擾，同時避免磷酸鹽緩沖材料體積摩爾濃度過高，造成循環(huán)伏安圖中基線偏斜而提高量測結(jié)果判讀難度。如此一來，使用化學(xué)傳感器對待測樣品進行量測時，可得到準確且穩(wěn)定的感測目標物質(zhì)含量的量測結(jié)果。

以上的關(guān)于本揭露內(nèi)容的說明及以下的實施方式的說明系用以示范與解釋本發(fā)明的精神與原理，并且提供本發(fā)明的權(quán)利要求更進一步的解釋。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的化學(xué)傳感器的立體分解圖。

圖2為圖1沿2-2’線的剖視圖。

圖3為本發(fā)明實施例二的化學(xué)傳感器的剖視圖。

圖4為本發(fā)明實施例三的化學(xué)傳感器的立體分解圖。

圖5為圖4沿5-5’線的剖視圖。

圖6為本發(fā)明實施例四的化學(xué)傳感器的立體分解圖。

圖7為圖6沿7-7’線的剖視圖。

圖8為本發(fā)明實施例五的化學(xué)傳感器的立體分解圖。

圖9為圖8沿9-9’線的剖視圖。

圖10為本發(fā)明實施例六的化學(xué)傳感器的立體分解圖。

圖11為圖10沿11-11’線的剖視圖。

圖12為本發(fā)明的化學(xué)傳感器的制造方法流程圖。

圖13A為使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.25M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器量測蔬菜汁中亞硝酸根濃度的循環(huán)伏安圖。

圖13B為未設(shè)置磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器量測蔬菜汁中亞硝酸根濃度的循環(huán)伏安圖。

圖14A至圖14H為使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M、0.2M、0.21M、0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.3M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器量測待測樣品a的循環(huán)伏安圖。

圖15A至圖15H為使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M、0.2M、0.21M、0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.3M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器的循環(huán)伏安圖。

圖16為使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M與0.22M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器于硫酸溶液濃度為1M、4.5M、9M與18M時的電流變化量的直方圖。

其中，附圖標記：

110 基材

1101 軟性基板

1102 樹脂層

111 基材表面

112 第一溝槽

113 第二溝槽

114 第三溝槽

120 工作電極

130 參考電極

140 輔助電極

150 反應(yīng)層

151 反應(yīng)材料

152 磷酸鹽緩沖材料

160 絕緣層

161 缺口

162 容置空間

170 蓋板

C 外部電路連接區(qū)

S 感測區(qū)

L 長度

具體實施方式

以下在實施方式中詳細敘述本發(fā)明的詳細特征以及優(yōu)點，其內(nèi)容足以使本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實施，且根據(jù)本說明書所揭露的內(nèi)容、申請專利范圍及圖式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點。以下的實施例系進一步詳細說明本發(fā)明的觀點，但非以任何觀點限制本發(fā)明的范疇。

首先介紹本發(fā)明實施例一的化學(xué)傳感器，請參照圖1與圖2。圖1為本發(fā)明實施例一的化學(xué)傳感器的立體分解圖。圖2為圖1沿2-2’線的剖視圖?；瘜W(xué)傳感器包含一基材110、一工作電極(work electrode)120、一參考電極(reference electrode)130與一輔助電極(auxiliary electrode)140、一反應(yīng)層150、一絕緣層160。本發(fā)明實施例一使用的工作電極120、參考電極130與輔助電極140構(gòu)成一個三電極電化學(xué)量測系統(tǒng)以進行電化學(xué)量測。

基材110具有一基材表面111、一第一溝槽112、一第二溝槽113以及一第三溝槽114?；谋砻?11定義有一感測區(qū)S與一外部電路連接區(qū)C，感測區(qū)S用于承載待測樣品，外部電路連接區(qū)C用于供計算機或電子分析裝置等外部裝置電性連接。詳細來說，感測區(qū)S為承載待測樣品以供待測樣品與工作電極120、參考電極130與輔助電極140進行電化學(xué)反應(yīng)的區(qū)域。第一溝槽112、第二溝槽113以及第三溝槽114均位于基材表面111，且第一溝槽112位于第二溝槽113與第三溝槽114之間。第一溝槽112、第二溝槽113以及第三溝槽114各具有相對的二端，其中一端延伸至感測區(qū)S內(nèi)，相對另一端延伸至外部電路連接區(qū)C內(nèi)。第一溝槽112、第二溝槽113以及第三溝槽114均未貫穿基材110。

于本發(fā)明實施例一中，第一溝槽112位于第二溝槽113與第三溝槽114之間，且第一溝槽112、第二溝槽113以及第三溝槽114的延伸方向為彼此平行的直線方向，但不以此為限。于本發(fā)明其他實施例中，第一溝槽112、第二溝槽113以及第三溝槽114的排列順序可相互調(diào)換，且第一溝槽112、第二溝槽113以及第三溝槽114的形狀亦可為螺旋狀或梳狀等不同形狀與延伸方向以符合化學(xué)傳感器的使用環(huán)境或有效率的利用感測區(qū)S的空間。于本發(fā)明實施例一中，第一溝槽112、第二溝槽113與第三溝槽114的一端延伸至感測區(qū)S內(nèi)，但不以此為限。于本發(fā)明其他實施例中，第一溝槽112、第二溝槽113與第三溝槽114的一端延伸并通過感測區(qū)S。

于本發(fā)明實施例一中，第一溝槽112、第二溝槽113與第三溝槽114具有相同的寬度與深度，且寬度均小于等于25微米(μm)，深度均大于等于6微米，但不以此為限。于本發(fā)明其他實施例中，第一溝槽112、第二溝槽113與第三溝槽114的寬度仍小于等于25微米，但各溝槽的寬度或深度可以均不相同，或其中二溝槽的寬度或深度不同于另一溝槽的寬度或深度，但不以此為限。于本發(fā)明實施例一中，基材110為軟性(可撓性)基板，借此降低形成各溝槽于基材110表面所需的加工時間，但不以此為限。于本發(fā)明其他實施例中，基材110亦可為剛性基板，借此提高基板的耐用度。

工作電極120位于第一溝槽112內(nèi)，且工作電極120的厚度小于等于第一溝槽112的深度。工作電極120具有相對的二端，其中一端延伸至感測區(qū)S內(nèi)，相對另一端延伸至外部電路連接區(qū)C內(nèi)。參考電極130位于第二溝槽113內(nèi)，且參考電極130的厚度小于等于第二溝槽113的深度。參考電極130具有相對的二端，其中一端延伸至感測區(qū)S內(nèi)，相對另一端延伸至外部電路連接區(qū)C內(nèi)。輔助電極140位于第三溝槽114內(nèi)，且輔助電極140的厚度小于等于第三溝槽114的深度。輔助電極140具有相對的二端，其中一端延伸至感測區(qū)S內(nèi)，相對另一端延伸至外部電路連接區(qū)C內(nèi)。

工作電極120、參考電極130與輔助電極140的材料分別可以為石墨碳(graphite)、石墨烯(graphene)、硬碳(hard carbon)、軟碳(soft carbon)、單壁納米碳管(SWCNT)、多壁納米碳管(MWCNT)、碳纖維(carbon fiber)、銅、銀、鉑、金、鈀、鎳、鈦、鉬或它們的組合，但不以此為限。工作電極120、參考電極130與輔助電極140的材料可彼此相同，亦可以彼此不同。再者，工作電極120、參考電極130與輔助電極140分別可以為單層結(jié)構(gòu)或是多層結(jié)構(gòu)。工作電極120、參考電極130與輔助電極140的厚度例如至少大于6微米(μm)，但不以此為限。于本發(fā)明實施例一中，工作電極120、參考電極130與輔助電極140的一端延伸至感測區(qū)S內(nèi)，但不以此為限。于本發(fā)明其他實施例中，工作電極120、參考電極130與輔助電極140的一端延伸并通過感測區(qū)S。

當?shù)谝粶喜?12、第二溝槽113與第三溝槽114的寬度小于25微米時，工作電極120、參考電極130與輔助電極140的寬度亦小于25微米。寬度小于25微米的電極屬于超威電極，超威電極于進行量測時可產(chǎn)生較小的電雙層效應(yīng)，從而具有高的擴散效率、高的信號噪聲比、高的量測準確性及低的電壓衰退率(IR drop)。

反應(yīng)層150覆蓋位于感測區(qū)S內(nèi)的基材表面111、工作電極120、參考電極130與輔助電極140。反應(yīng)層150包含一反應(yīng)材料151與一磷酸鹽緩沖材料152。當待測樣品被放置于化學(xué)傳感器的感測區(qū)S時，待測樣品中的感測目標物質(zhì)先與反應(yīng)材料151進行氧化第一次還原反應(yīng)后，再與工作電極120提供的電子進行第二次氧化還原反應(yīng)，借此產(chǎn)生大小與感測目標物質(zhì)含量成比例的電流信號，例如感測目標物質(zhì)含量與電流信號的大小成正比。同時，反應(yīng)層150中的磷酸鹽緩沖材料152可與待測樣品中的酸性離子進行酸堿中和，避免大量帶電荷的酸性離子抵達工作電極120，以防止當感測目標物質(zhì)進行氧化還原反應(yīng)時，帶正電荷的酸性離子與氧化態(tài)的感測目標物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)或帶正電荷的酸性離子與氧化態(tài)的感測目標物質(zhì)衍生物競爭工作電極120提供的電子，借此降低待測樣品中的酸性離子對量測結(jié)果的干擾。反應(yīng)層150中的磷酸鹽緩沖材料152亦可與待測樣品中的酸性離子進行酸堿中和，避免酸性離子和反應(yīng)材料151彼此競爭與感測目標物質(zhì)進行氧化還原反應(yīng)，影響感測目標物質(zhì)濃度量測的穩(wěn)定度，使得測得的感測目標物質(zhì)濃度偏離實際的感測目標物質(zhì)濃度。舉例來說，當感測目標物質(zhì)為亞硝酸鹽時，酸性待測樣品中的氫離子與反應(yīng)材料151競爭亞硝酸鹽以形成亞硝酸，造成待測樣品中亞硝酸鹽濃度的改變，進而使得測得的亞硝酸鹽濃度偏離實際的亞硝酸鹽濃度。

反應(yīng)材料151例如為酵素，但不以此為限。當使用葡萄糖氧化酵素(glucose oxidase，GOD)作為反應(yīng)材料時，化學(xué)傳感器可量測血液中葡萄糖的含量。當使用膽固醇氧化酵素(cholesterol oxidase)作為反應(yīng)材料時，化學(xué)傳感器可量測血液中膽固醇的含量。當使用尿素分解酵素(urease)或乙酰膽堿酯酵素(acetylcholinesterase)作為反應(yīng)材料時，化學(xué)傳感器可量測尿素含量或有機磷與胺基甲酸鹽農(nóng)藥的殘留量。

磷酸鹽緩沖材料152的磷酸二氫根(H₂PO₄^-)體積摩爾濃度為0.22M至0.28M，且磷酸鹽緩沖材料的pH值為7.0。磷酸鹽緩沖材料152可為由體積摩爾濃度為0.22M至0.28M的磷酸二氫鈉(NaH₂PO₄)溶液與磷酸氫二鈉(Na₂HPO₄)粉末混合而成的緩沖溶液，且磷酸鹽緩沖材料的pH值為7.0。于本發(fā)明實施例一中，磷酸鹽緩沖材料152與反應(yīng)材料151呈液態(tài)，但不以此為限。于本發(fā)明其他實施例中，磷酸鹽緩沖材料152與反應(yīng)材料151可呈凝膠態(tài)。于本發(fā)明其他實施例中，磷酸鹽緩沖材料152可呈液態(tài)或凝膠態(tài)，而反應(yīng)材料151呈固態(tài)。當磷酸鹽緩沖材料152的磷酸二氫根(H₂PO₄^-)體積摩爾濃度大于等于0.22M，且磷酸鹽緩沖材料的pH值為7.0時，磷酸鹽緩沖材料152可提供足夠的緩沖能力以中和待測樣品中的酸性離子，借此降低待測樣品中的酸性離子對量測結(jié)果的干擾。然而，當磷酸鹽緩沖材料152的磷酸二氫根(H₂PO₄^-)體積摩爾濃度大于0.28M，且磷酸鹽緩沖材料的pH值為7.0時，磷酸鹽緩沖材料152產(chǎn)生的背景電容行為改變將使得化學(xué)傳感器量測得到的循環(huán)伏安(cyclic voltammetry)圖出現(xiàn)基線偏斜的狀況，影響量測結(jié)果的判讀。磷酸鹽緩沖材料152的摩爾濃度范圍相關(guān)實驗數(shù)據(jù)將于稍后說明。

于本發(fā)明實施例一中，液態(tài)的磷酸鹽緩沖材料152覆蓋凝膠態(tài)的反應(yīng)材料151，使得反應(yīng)材料151位于磷酸鹽緩沖材料152與工作電極120之間、磷酸鹽緩沖材料152與參考電極130之間以及磷酸鹽緩沖材料152與輔助電極140之間，借此避免大量酸或堿性離子與反應(yīng)材料接觸而造成反應(yīng)材料變質(zhì)，但不以此為限。于本發(fā)明部份實施例中，凝膠態(tài)的反應(yīng)材料151覆蓋凝膠態(tài)的磷酸鹽緩沖材料152，使得磷酸鹽緩沖材料152位于反應(yīng)材料151與工作電極120之間、反應(yīng)材料151與參考電極130之間以及反應(yīng)材料151與輔助電極140之間，借此提高量測的穩(wěn)定度及準確度。于本發(fā)明部份實施例中，凝膠態(tài)的反應(yīng)材料151與凝膠態(tài)的磷酸鹽緩沖材料152彼此混合而呈單層結(jié)構(gòu)，或是液態(tài)的反應(yīng)材料151與液態(tài)的磷酸鹽緩沖材料152彼此混合而呈單層結(jié)構(gòu)。于本發(fā)明另一部份實施例中，凝膠態(tài)的磷酸鹽緩沖材料152覆蓋固態(tài)的反應(yīng)材料151。于本發(fā)明再一部份實施例中，液態(tài)的磷酸鹽緩沖材料152覆蓋固態(tài)的反應(yīng)材料151。

絕緣層160設(shè)置于基材表面111。絕緣層160具有一缺口161，缺口161的邊緣位于感測區(qū)S的邊緣，使得感測區(qū)S暴露于缺口161中。絕緣層160亦未覆蓋基材表面111的外部電路連接區(qū)C。絕緣層160與基材表面111共同形成一容置空間162于缺口161中，且反應(yīng)層150位于此容置空間162中。使用化學(xué)傳感器時，待測樣品被安置于容置空間162中以確保待測樣品與反應(yīng)層150相接觸。于本發(fā)明實施例一中，容置空間162位于基材110至少一邊緣，但不以此為限。于本發(fā)明其他實施例中，容置空間162與基材110各邊緣保持一距離。于本發(fā)明實施例一中，感測區(qū)S的形狀與大小僅為一示例，于本發(fā)明其他實施例中，感測區(qū)S可具有其他的形狀與大小，但感測區(qū)S須涵蓋工作電極120、參考電極130與輔助電極140。

本實施例可選擇性的設(shè)置蓋板170，但蓋板170非本實施例的必要元件。蓋板170設(shè)置于基材表面111，且支撐物160位于基材表面111與蓋板170之間。于本發(fā)明實施例一中若設(shè)置有蓋板170，蓋板170遮蓋基材表面111的感測區(qū)S，因此于使用化學(xué)傳感器時，待測樣品系透過毛細現(xiàn)象由基板110邊緣進入容置空間162中，但不以此為限。于本發(fā)明設(shè)有蓋板170的其他實施例中，蓋板170暴露出基材表面111的感測區(qū)S，因此于使用化學(xué)傳感器時，待測樣品系直接被放置于容置空間162中。

于本發(fā)明實施例一中，化學(xué)傳感器僅有一組工作電極120、參考電極130與輔助電極140，但不以此為限。于本發(fā)明其他實施例中，化學(xué)傳感器可具有兩組以上的工作電極120、參考電極130與輔助電極140。

接著介紹本發(fā)明實施例二的化學(xué)傳感器，請參照圖3。圖3為本發(fā)明實施例二的化學(xué)傳感器的剖視圖。本發(fā)明實施例二的化學(xué)傳感器相似于本發(fā)明實施例一的化學(xué)傳感器，以下僅針對不同之處加以說明，相同之處在此便不再贅述。

化學(xué)傳感器包含一基材110、一工作電極(work electrode)120、一參考電極(reference electrode)130與一輔助電極(auxiliary electrode)140、三反應(yīng)層150以及一絕緣層160。其中三個反應(yīng)層150分別位于感測區(qū)S內(nèi)的第一溝槽112、第二溝槽113與第三溝槽114中，并且覆蓋溝槽內(nèi)的工作電極120、參考電極130與輔助電極140。三個反應(yīng)層150遠離其所覆蓋的電極的表面與基材表面111共平面，因此三溝槽內(nèi)的各個反應(yīng)層150彼此相分離，亦即是相鄰二溝槽內(nèi)的反應(yīng)層150彼此相分離。由于三個反應(yīng)層150僅分別位于感測區(qū)S內(nèi)的第一溝槽112、第二溝槽113與第三溝槽114中，因此可節(jié)省反應(yīng)材料151與磷酸鹽緩沖材料152的使用量，降低化學(xué)傳感器的制造成本。于本發(fā)明其他實施例中，化學(xué)傳感器未配置蓋板170，因此于使用化學(xué)傳感器時，待測樣品系直接被放置于容置空間162中。

接著介紹本發(fā)明實施例三的化學(xué)傳感器，請參照圖4與圖5。圖4為本發(fā)明實施例三的化學(xué)傳感器的立體分解圖。圖5為圖4沿5-5’線的剖視圖。本發(fā)明實施例三的化學(xué)傳感器相似于本發(fā)明實施例一的化學(xué)傳感器，以下僅針對不同之處加以說明，相同之處在此便不再贅述。

化學(xué)傳感器包含一基材110、一工作電極(work electrode)120、一參考電極(reference electrode)130與一輔助電極(auxiliary electrode)140以及三反應(yīng)層150。位于基材表面111的第一溝槽112、第二溝槽113以及第三溝槽114各具有相對的二端，其中一端延伸至感測區(qū)S并繼續(xù)延伸至基材110邊緣，使得第一溝槽112、第二溝槽113以及第三溝槽114與外界連通。第一溝槽112、第二溝槽113以及第三溝槽114的相對另一端延伸至外部電路連接區(qū)C內(nèi)。

三反應(yīng)層150分別位于感測區(qū)S內(nèi)的第一溝槽112、第二溝槽113與第三溝槽114中，并且覆蓋溝槽內(nèi)的工作電極120、參考電極130與輔助電極140。工作電極120的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合等于第一溝槽112的深度。參考電極130的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合等于第二溝槽113的深度。輔助電極140的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合等于第三溝槽114的深度。使用化學(xué)傳感器時，待測樣品系置于感測區(qū)S并接觸第一溝槽112、第二溝槽113及第三溝槽114中的反應(yīng)層150。

于本實施例中，工作電極120的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合等于第一溝槽112的深度，參考電極130的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合等于第二溝槽113的深度，輔助電極140的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合等于第三溝槽114的深度，但不以此為限。于本發(fā)明其他實施例中，工作電極120的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合可小于或等于第一溝槽112的深度，參考電極130的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合可小于或等于第二溝槽113的深度，輔助電極140的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合可小于或等于第三溝槽114的深度。當工作電極120的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合小于第一溝槽112的深度，參考電極130的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合小于第二溝槽113的深度，輔助電極140的厚度與覆蓋于其上的反應(yīng)層150的厚度總合等于第三溝槽114的深度時，待測樣品系置于感測區(qū)S并填入第一溝槽112、第二溝槽113及第三溝槽114中。

由于三個反應(yīng)層150僅分別位于感測區(qū)S內(nèi)的第一溝槽112、第二溝槽113與第三溝槽114中，因此可節(jié)省反應(yīng)材料151與磷酸鹽緩沖材料152的使用量，降低化學(xué)傳感器的制造成本。再者，配合電極與其上的反應(yīng)層150的厚度合等于其所在的溝槽的深度，可省去設(shè)置絕緣層與蓋板的材料成本與制程成本。

接著介紹本發(fā)明實施例四的化學(xué)傳感器，請參照圖6與圖7。圖6為本發(fā)明實施例四的化學(xué)傳感器的立體分解圖。圖7為圖6沿7-7’線的剖視圖。本發(fā)明實施例三的化學(xué)傳感器相似于本發(fā)明實施例一的化學(xué)傳感器，以下僅針對不同之處加以說明，相同之處在此便不再贅述。

基材110具有一基材表面111以及一第一溝槽112。第一溝槽112位于基材表面111。第一溝槽112具有相對的二端，其中一端延伸至感測區(qū)S內(nèi)，相對另一端延伸至外部電路連接區(qū)C內(nèi)。

工作電極120位于第一溝槽112內(nèi)，且工作電極120的厚度小于第一溝槽112的深度。工作電極120具有相對的二端，其中一端延伸至感測區(qū)S內(nèi)，相對另一端延伸至外部電路連接區(qū)C內(nèi)。參考電極130突出于基材表面111，輔助電極140突出于基材表面111。參考電極130與輔助電極140各具有相對的二端，其中一端延伸至感測區(qū)S內(nèi)，相對另一端延伸至外部電路連接區(qū)C內(nèi)。于本實施例中，工作電極120的厚度小于第一溝槽112的深度，但不以此為限。于本發(fā)明其他實施例中，工作電極120的厚度可小于或等于第一溝槽112的深度。

反應(yīng)層150覆蓋位于感測區(qū)S內(nèi)的基材表面111、位于第一溝槽112中的工作電極120以及突出于基材表面111的參考電極130與輔助電極140。絕緣層160設(shè)置于基材表面111，且絕緣層160的高度大于反應(yīng)層150的厚度。因此，絕緣層160與基材表面111仍可共同形成一容置空間162以承載待測樣品。

本實施例可選擇性的設(shè)置蓋板170，但蓋板170非本實施例的必要元件。蓋板170設(shè)置于基材表面111，且支撐物160位于基材表面111與蓋板170之間。

接著介紹本發(fā)明實施例五的化學(xué)傳感器，請參照圖8與圖9。圖8為本發(fā)明實施例五的化學(xué)傳感器的立體分解圖。圖9為圖8沿9-9’線的剖視圖。本發(fā)明實施例五的化學(xué)傳感器相似于本發(fā)明實施例一的化學(xué)傳感器，以下僅針對不同之處加以說明，相同之處在此便不再贅述。

基材110包含一軟性基板1101與一樹脂層1102。樹脂層1102設(shè)置于軟性基板1101表面?；谋砻?11即為樹脂層1102遠離軟性基板1101的表面?；?10的第一溝槽112、第二溝槽113以及第三溝槽114，工作電極120、參考電極130與輔助電極140、反應(yīng)層150以及絕緣層160。絕緣層160與基材表面111的相對位置關(guān)系即為絕緣層160與遠離軟性基板1101的樹脂層1102表面的相對位置關(guān)系。樹脂層1102的材質(zhì)可為感旋旋光性有機材料，因此可透過壓印的方式于樹脂層1102表面形成溝槽后，再以光線硬化樹脂層1102以維持溝槽的形貌，借此降低形成溝槽所需的加工時間。于本發(fā)明實施例五中，第一溝槽112、第二溝槽113以及第三溝槽114未貫穿樹脂層1102，但不以此為限。于本發(fā)明其他實施例中，第一溝槽112、第二溝槽113與第三溝槽114可貫穿樹脂層1102。

本實施例可選擇性的設(shè)置蓋板170，但蓋板170非本實施例的必要元件。蓋板170設(shè)置于基材表面111，且支撐物160位于基材表面111與蓋板170之間。

接著介紹本發(fā)明實施例六的化學(xué)傳感器，請參照圖10與圖11。圖10為本發(fā)明實施例六的化學(xué)傳感器的立體分解圖。圖11為圖10沿11-11’線的剖視圖。本發(fā)明實施例六的化學(xué)傳感器相似于本發(fā)明實施例一的化學(xué)傳感器，以下僅針對不同之處加以說明，相同之處在此便不再贅述。

基材110具有一基材表面111以及一第一溝槽112。第一溝槽112位于基材表面111。第一溝槽112具有相對的二端，其中一端延伸并通過感測區(qū)S，相對另一端延伸至外部電路連接區(qū)C內(nèi)。感測區(qū)S具有沿基材110長軸方向的一長度L，長度L例如小于等于1公厘(mm)，但不以此為限。

工作電極120位于第一溝槽112內(nèi)，且工作電極120的厚度小于等于第一溝槽112的深度。工作電極120具有相對的二端，其中一端延伸并通過感測區(qū)S，相對另一端延伸至外部電路連接區(qū)C內(nèi)。參考電極130突出于基材表面111，輔助電極140突出于基材表面111。工作電極120于基材表面111的正交投影位于參考電極130與輔助電極140于基材表面111的正交投影之間。參考電極130與輔助電極140各具有相對的二端，其中一端延伸并通過感測區(qū)S，相對另一端延伸至外部電路連接區(qū)C內(nèi)。工作電極120與輔助電極140的材質(zhì)例如為碳，參考電極130的材質(zhì)例如為銀，但不以此為限。

反應(yīng)層150覆蓋感測區(qū)S內(nèi)的基材表面111、位于第一溝槽112中的工作電極120以及位于基材表面111的參考電極130與輔助電極140。絕緣層160設(shè)置于基材表面111并露出感測區(qū)S。

于本發(fā)明其他實施例中，位于基材表面111的參考電極130可具有一參考電極側(cè)面，位于基材表面111的輔助電極140可具有一輔助電極側(cè)面，參考電極側(cè)面與輔助電極側(cè)面彼此相對向。反應(yīng)層150覆蓋位于第一溝槽112中的工作電極120以及接觸參考電極側(cè)面與輔助電極側(cè)面。

接下來說明本發(fā)明實施例一的化學(xué)傳感器的制造方法，請參照圖12。圖12為本發(fā)明的化學(xué)傳感器的制造方法流程圖。

首先，形成至少一溝槽于一基材的一基材表面，至少一溝槽的一端延伸至感測區(qū)內(nèi)(S100)。

詳細來說，對基材表面進行圖案化制程以形成溝槽，且溝槽的一端延伸至定義于基材表面的感測區(qū)內(nèi)?；牡牟馁|(zhì)可以為聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚酰亞胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚氧化亞苯(PPO)、丙烯腈丁二烯苯乙烯樹脂(ABS)、聚對苯二甲酸亞丁烯基酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰胺(Polyamide，PA)、聚對苯亞胺(pernigraniline，PNB)、聚醚醚酮(PEEK)或聚醚亞胺(PEI)或其組合，但不以此為限?；牡牟馁|(zhì)亦可以為玻璃或金屬氧化物，但不以此為限。

于部分實施例中，提供軟性基板作為基材，并將模具表面呈特定圖案的突起透過壓膜程序形成對應(yīng)的溝槽于基材的基材表面，以完成對軟性基板的圖案化。于部分實施例中，提供表面形成有樹脂層的軟性基板作為基材，并將模具表面呈特定圖案的突起透過壓膜程序形成對應(yīng)的溝槽于樹脂層遠離軟性基板的樹脂層表面，以完成對樹脂層的圖案化，接著再以光照的方式固化樹脂層以維持樹脂層的表面圖案。透過壓膜程序進行圖案化易于維持各溝槽深度與寬度的一致性。于其他實施例中，圖案化軟性基板或樹脂層的方式亦可以為激光蝕刻或化學(xué)蝕刻。

接著，形成至少一電極于至少一溝槽中，其中至少一電極的厚度小于或等于至少一溝槽的深度，且至少一電極的一端延伸至感測區(qū)內(nèi)(S200)。

詳細來說，利用涂布程序?qū)㈦姌O材料填入溝槽中以形成電極。填入溝槽中的電極材料體積小于等于溝槽的容積，使得電極的厚度小于等于溝槽的深度。電極材料可以為石墨碳(graphite)、石墨烯(grapheme)、硬碳(hard carbon)、軟碳(soft carbon)、單壁納米碳管(SWCNT)、多壁納米碳管(MWCNT)、碳纖維(carbon fiber)、銅、銀、鉑、金、鈀、鎳、鈦、鉬或它們的組合，但不以此為限。于本實施中，使用涂布程序?qū)㈦姌O材料填入溝槽中以形成電極，但不以此為限。

接著，形成一反應(yīng)層于感測區(qū)內(nèi)并覆蓋至少一電極，反應(yīng)層包含一反應(yīng)材料與一磷酸鹽緩沖材料，磷酸鹽緩沖材料的磷酸二氫根體積摩爾濃度為0.22M至0.28M，且磷酸鹽緩沖材料的pH值為7.0(S300)。

詳細來說，利用一網(wǎng)版印刷程序、一涂布程序或一點膠程序?qū)⒎磻?yīng)材料與磷酸鹽緩沖材料填入溝槽中以覆蓋電極，或是填入溝槽與布設(shè)于基材表面以同時覆蓋電極與基材表面。于部分實施例中，先設(shè)置凝膠態(tài)反應(yīng)材料于感測區(qū)內(nèi)并覆蓋電極，接著再設(shè)置液態(tài)或凝膠態(tài)磷酸鹽緩沖材料于感測區(qū)內(nèi)并覆蓋反應(yīng)材料，借此形成反應(yīng)層的多層結(jié)構(gòu)。于另一部分實施例中，先設(shè)置凝膠態(tài)磷酸鹽緩沖材料于感測區(qū)內(nèi)并覆蓋電極，接著再設(shè)置液態(tài)或凝膠態(tài)反應(yīng)材料于感測區(qū)內(nèi)并覆蓋磷酸鹽緩沖材料，借此形成反應(yīng)層的多層結(jié)構(gòu)。于再一部分實施例中，先混合反應(yīng)材料與磷酸鹽緩沖材料以形成液態(tài)或凝膠態(tài)混合物后，再將混合物設(shè)置于感測區(qū)內(nèi)并覆蓋至少一電極，借此形成反應(yīng)層的單層結(jié)構(gòu)，并可節(jié)省重復(fù)進行印刷程序或涂布程序所需的時間。于再一部分實施例中，先設(shè)置液態(tài)或凝膠態(tài)反應(yīng)材料于感測區(qū)內(nèi)并覆蓋電極，接著干燥反應(yīng)材料以形成固態(tài)反應(yīng)材料，接著再設(shè)置液態(tài)或凝膠態(tài)的磷酸鹽緩沖材料于感測區(qū)內(nèi)并覆蓋固態(tài)反應(yīng)材料，

接著，設(shè)置一蓋板于基材表面(S400)。

詳細來說，蓋板設(shè)置于基材表面，且蓋板可為親水性材料所構(gòu)成。

本發(fā)明化學(xué)傳感器的制造方法中，將磷酸二氫根體積摩爾濃度0.22M至0.28M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料覆蓋反應(yīng)材料、覆蓋電極或是與反應(yīng)材料混合，借此提供足夠的緩沖能力以中和待測樣品中的酸性離子，借此降低待測樣品中的酸性離子對感測目標物質(zhì)量測結(jié)果的干擾。

于本發(fā)明化學(xué)傳感器的制造方法的部分實施例中，于形成反應(yīng)層后，先設(shè)置一絕緣層于基材表面，再設(shè)置一蓋板于基材表面。形成絕緣層的方式例如可為網(wǎng)版印刷、涂布、點膠或貼覆絕緣材料于基材表面以形成絕緣層。詳細來說，于形成反應(yīng)層后，將絕緣層設(shè)置于基材表面，并將絕緣層的缺口的邊緣對齊感測區(qū)的邊緣，使得感測區(qū)暴露于缺口中，且外部電路連接區(qū)亦未被絕緣層覆蓋。接著，再將蓋板設(shè)置于基材表面，使得絕緣層位于基材表面與蓋板之間。于本發(fā)明化學(xué)傳感器的制造方法的再一部分實施例中，化學(xué)傳感器不具有蓋板，因此設(shè)置絕緣層后未再設(shè)置蓋板。

于本發(fā)明化學(xué)傳感器的制造方法的部分實施例中，于形成至少一電極于至少一溝槽中之后，先形成至少一突起電極于基材的基材表面，再形成一反應(yīng)層于感測區(qū)內(nèi)并覆蓋至少一電極以及至少一突起電極。詳細來說，于形成至少一電極于至少一溝槽中之后，接著利用網(wǎng)版印刷程序或涂布程序于基材表面形成突出于基材表面的至少一突起電極，再接著形成一反應(yīng)層于感測區(qū)內(nèi)并覆蓋至少一電極以及至少一突起電極。

于本發(fā)明化學(xué)傳感器的制造方法的部分實施例中，因此可省去設(shè)置蓋板于基材表面的制造步驟。

本發(fā)明化學(xué)傳感器的制造方法中，使用壓膜程序形成溝槽的制造成本低于習(xí)知微影技術(shù)形成溝槽的制造成本。本發(fā)明化學(xué)傳感器的制造方法中，使用涂布法在溝槽中填入電極材料形成的電極具有較網(wǎng)板印刷法形成的突起電極均勻的線寬，因此具有較高的量測準確性及再現(xiàn)性。

以下借由本發(fā)明實施例一的化學(xué)傳感器做為測試平臺，并且進行實驗測試以說明本發(fā)明所揭露的化學(xué)傳感器中，反應(yīng)層中磷酸二氫根體積摩爾濃度為0.22M至0.28M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的功效。

首先，分別以本發(fā)明實施例一的化學(xué)傳感器做為測試平臺，于使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.25M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料時以及未設(shè)置磷酸鹽緩沖材料時，量測蔬菜汁中亞硝酸根濃度。量測結(jié)果請參照圖13A與圖13B，圖13A為使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.25M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器量測蔬菜汁中亞硝酸根濃度的循環(huán)伏安圖。圖13B為未設(shè)置磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器量測蔬菜汁中亞硝酸根濃度的循環(huán)伏安圖。

未設(shè)置磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器所測得的循環(huán)伏安圖(圖13B)中，測得的電流值隨著循環(huán)數(shù)增加而大幅下降，呈現(xiàn)出多個明顯偏移的曲線。循環(huán)伏安圖中的電流值大幅下降代表的是待測樣品中的大量氫離子與感測目標物質(zhì)競爭電子，妨礙鄰近電極區(qū)域的氧化還原反應(yīng)重復(fù)進行，導(dǎo)致測得的電流值隨循環(huán)數(shù)增加而大幅下降。相對地，使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.25M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器所測得的循環(huán)伏安圖(圖13A)中，測得的電流值隨著循環(huán)數(shù)增加仍保持穩(wěn)定而無明顯變化，呈現(xiàn)出多個無明顯偏移的曲線。因此，使用磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器于量測酸性待測樣品中的感測目標物質(zhì)濃度時，具有較佳的準確性。

接著，利用廣用試紙確認不同體積摩爾濃度的磷酸鹽緩沖材料的緩沖能力。測試方式為先將磷酸鹽緩沖材料配置為磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M、0.15M、0.2M、0.21M、0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.3M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖溶液。接著，將體積摩爾濃度1M、4.5M、9M與18M的硫酸(H₂SO₄)溶液滴于沾有磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M、0.15M、0.2M、0.21M、0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.3M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖溶液的廣用試紙，并觀察沾有磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M、0.15M、0.2M、0.21M、0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.3M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖溶液的廣用試紙的顏色變化。磷酸二氫根體積摩爾濃度0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.3M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖溶液的緩沖能力足以中和體積摩爾濃度1M、4.5M與9M的硫酸溶液中的氫離子，使得沾有磷酸二氫根體積摩爾濃度0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.3M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖溶液的廣用試紙未轉(zhuǎn)為代表酸性的紅色。由此可知，磷酸二氫根體積摩爾濃度0.22M以上且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖溶液的緩沖能力可中和體積摩爾濃度9M以下的硫酸溶液中的氫離子。

接著，于實施例一的化學(xué)傳感器的反應(yīng)層中分別使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M、0.2M、0.21M、0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.3M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料，并對含有體積摩爾濃度9M的硫酸以及10ppm的亞硝酸鈉(NaNO₂)的待測樣品a進行量測。量測結(jié)果請參照圖14A至圖14H，圖14A至圖14H為使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M、0.2M、0.21M、0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.3M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器量測待測樣品a的循環(huán)伏安圖。使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M、0.2M、0.21M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器所測得的循環(huán)伏安圖(圖14A至圖14C)中，測得的電流值隨著循環(huán)數(shù)增加而大幅下降，呈現(xiàn)出多個明顯偏移的曲線。循環(huán)伏安圖中的電流值大幅下降代表的是磷酸鹽緩沖材料不足以中和待測樣品中的氫離子，過量的氫離子與感測目標物質(zhì)競爭電子，妨礙鄰近電極的區(qū)域的氧化還原反應(yīng)重復(fù)進行，導(dǎo)致測得的電流值隨循環(huán)數(shù)增加而大幅下降。相對地，使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.30M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器所測得的循環(huán)伏安圖(圖14D至圖14H)中，測得的電流值隨著循環(huán)數(shù)增加仍保持穩(wěn)定無明顯變化，呈現(xiàn)出多個無明顯偏移的曲線。循環(huán)伏安圖中的電流值保持穩(wěn)定代表的是磷酸鹽緩沖材料中和了待測樣品中的氫離子，防止氫離子與感測目標物質(zhì)競爭電子而干擾量測結(jié)果。由此可知，磷酸二氫根體積摩爾濃度0.22M以上且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料緩沖能力可中和待測樣品中體積摩爾濃度9M以下的氫離子，借此得到穩(wěn)定的感測目標物質(zhì)含量的量測結(jié)果。

接著，于實施例一的化學(xué)傳感器的反應(yīng)層中分別使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M、0.2M、0.21M、0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.3M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料并直接進行循環(huán)伏安量測。量測結(jié)果請參照圖15A至圖15H，圖15A至圖15H為使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M、0.2M、0.21M、0.22M、0.25M、0.28M、0.29M與0.3M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器的循環(huán)伏安圖。使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M、0.2M、0.21M、0.22M、0.25M、0.28M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器所測得的循環(huán)伏安圖(圖15A至圖15F)中，測得的曲線的基線呈水平狀。相對地，使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.29M與0.30M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器所測得的循環(huán)伏安圖(圖15G至圖15H)中，測得的曲線的基線呈偏斜狀，亦即是當電壓為0.4伏特時，氧化電流值與0安培的差值相較于還原電流值與0安培的差值的偏差過大。因此，當使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.29M以上且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器時，磷酸鹽緩沖材料產(chǎn)生的背景電容行為影響過高而導(dǎo)致循環(huán)伏安圖中的曲線的基線呈偏斜狀，進而將影響后續(xù)量測待測樣品時的量測結(jié)果判讀。由此可知，磷酸二氫根體積摩爾濃度0.28M以下且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料可避免循環(huán)伏安圖中的曲線的基線呈偏斜狀，借此降低待測樣品量測結(jié)果判讀的難度。

請參照圖16，圖16為使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M與0.22M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器于硫酸溶液濃度為1M、4.5M、9M與18M時的電流變化量的直方圖。電流變化量越趨向高負值，代表電化學(xué)量測的穩(wěn)定度越低。當硫酸溶液濃度為4.5M時，使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.22M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器進行電化學(xué)測試所得到的電流變化量不到使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器進行電化學(xué)測試所得到的電流變化量的六分之一。當硫酸溶液濃度為9M時，使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.22M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器進行電化學(xué)測試所得到的電流變化量不到使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器進行電化學(xué)測試所得到的電流變化量的三分之一。因此，由圖16可確認使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.22M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器在待測樣品中氫離子體積摩爾濃度為9M及18M時的電化學(xué)量測穩(wěn)定度高于使用磷酸二氫根體積摩爾濃度0.1M且pH值為7.0的磷酸鹽緩沖材料的化學(xué)傳感器。

根據(jù)前述圖14A至圖14H、圖15A至圖15H以及圖16的實驗結(jié)果，反應(yīng)層中的磷酸鹽緩沖材料的磷酸二氫根體積摩爾濃度為0.22M至0.28M且pH值為7.0的時，具有足夠的緩沖能力且不會對量測結(jié)果的判讀產(chǎn)生干擾。因此，本發(fā)明的化學(xué)傳感器中的反應(yīng)層的磷酸鹽緩沖材料的磷酸二氫根體積摩爾濃度范圍定為0.22M至0.28M且磷酸鹽緩沖材料的pH值為7.0，使得本發(fā)明的化學(xué)傳感器于量測酸性待測樣品中的待測目標物質(zhì)濃度時，可得到準確且穩(wěn)定的感測目標物質(zhì)含量的量測結(jié)果。

根據(jù)上述本發(fā)明所揭露的化學(xué)傳感器及其制造方法，反應(yīng)層包含反應(yīng)材料與磷酸鹽緩沖材料，磷酸鹽緩沖材料的磷酸二氫根體積摩爾濃度為0.22M至0.28M且磷酸鹽緩沖材料的pH值為7.0。透過具有足夠的緩沖能力的磷酸鹽緩沖材料與待測樣品中的酸性離子進行酸堿中和，降低待測樣品中的酸性離子數(shù)量，進而降低待測樣品中的酸性離子對量測結(jié)果產(chǎn)生的干擾，同時避免磷酸鹽緩沖材料濃度過高，造成循環(huán)伏安圖中基線偏斜而提高量測結(jié)果判讀難度。如此一來，使用化學(xué)傳感器對待測樣品進行量測時，可得到準確且穩(wěn)定的感測目標物質(zhì)含量的量測結(jié)果。

當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。