Électrodes sérigraphiées et à film
Les électrodes sérigraphiées et les électrodes en film rendent la détection électrochimique très intéressante pour l'analyse dans la vie quotidienne, en particulier pour les mesures au point d'intervention. Les appareils de mesure ainsi que les électrodes peuvent être miniaturisés, ce qui les rend portables. Les résultats sont quantitatifs et, lorsqu'ils sont produits en grandes quantités, l'électronique devient très bon marché.
Biocapteurs commerciaux
Toutefois, un produit destiné à être utilisé par des personnes n'ayant aucune formation en électrochimie doit se passer de toutes les étapes de préparation et de nettoyage exigeantes qu'implique la réutilisation d'une électrode. C'est pourquoi, ces dernières années, les capteurs de test jetables sont devenus de plus en plus importants. Un disque d'or recouvert d'une couche de téflon est trop cher pour un capteur jetable. Un autre groupe d'électrodes convient mieux à cet objectif.
Les électrodes plates déposées sur une surface sont les biocapteurs commerciaux les plus récents. Elles sont à nouveau divisées en deux groupes : les électrodes à film et les électrodes imprimées.
Electrodes à film
Les électrodes à film sont fabriquées par dépôt de métal sur une surface recouverte d'une sorte de masque. Le masque n'expose que les parties du métal qui doivent être remplies de métal par la suite. Les métaux sont déposés en chauffant la source de métal sous vide en présence de l'échantillon masqué. Si différents métaux doivent être présents sur le même capteur, par exemple lorsqu'un WE en or et un RE en argent sont demandés, différents masques et processus de nettoyage doivent être appliqués pour s'assurer que l'or et l'argent ne seront pas déposés sur la même surface. Par conséquent, la plupart des capteurs produits de cette manière ont un WE, un CE et un RE du même métal.
L'avantage de ces électrodes est que les masques sont créés par photolithographie et que de très petites structures peuvent être créées. Par exemple, il est possible de produire des puces à ADN avec des dizaines d'électrodes de travail dans un espace de 1 mm² ou des électrodes interdigitées. Les électrodes interdigitées sont toujours des paires. Chaque électrode ressemble à un peigne et elles sont disposées de telle sorte que chaque dent se trouve entre deux dents de l'autre électrode. Dans cette configuration, les espèces circulent entre les deux électrodes et ce comportement crée une amplification du signal.
Les figures 1, 2 et 3 montrent quelques exemples d'électrodes en film.
Électrodes sérigraphiées
La principale différence avec les électrodes sérigraphiées (SPE) est le matériau dont elles sont faites. Alors que les électrodes à film sont fabriquées à partir de métaux purs, la sérigraphie utilise des pâtes ou des encres pour créer un capteur. Une maille avec un masque est placée au-dessus du support vide, une feuille de polyester par exemple, sans toucher le support. L'encre est déposée sur le tissu et une raclette est déplacée sur le tissu pour presser la pâte à travers le gabarit et pour créer un contact entre le tissu et le support. La pâte reste sur le support. Une étape de séchage suit. L'étape de séchage peut inclure un chauffage, en particulier pour les encres à base d'eau. Chaque pâte différente nécessite également un masque différent, comme pour les méthodes de film mince, mais comme aucun vide n'est nécessaire, le prix de l'équipement nécessaire est moins élevé et, selon l'étape de séchage, la procédure peut être plus rapide.
Les encres contiennent généralement le matériau conducteur, par exemple des particules métalliques ou des composés de carbone, des agents de dispersion ainsi que d'autres additifs, des liants polymères et des solvants. Les ingrédients et leurs rapports sont très importants pour les résultats. Les résultats sont généralement plus rugueux et ont une conductivité plus faible que les électrodes classiques, mais la production est moins coûteuse, en particulier dans le cadre d'une production de masse. Étant donné qu'il est plus facile d'utiliser différents matériaux que de produire des électrodes en film, les électrodes sérigraphiées sont souvent composées de WE, RE et CE fabriqués à partir de différentes pâtes.
Les contre-électrodes sont constituées de pâtes de carbone, car elles sont moins chères que les pâtes métalliques. Les électrodes de référence peuvent être constituées de pâte d'argent mélangée à du chlorure d'argent, ce qui permet d'obtenir une électrode de référence stable.
Le prix par pièce d'une électrode filmée ou sérigraphiée diminue avec le nombre d'électrodes produites, car les pièces les plus chères sont les masques qui ne doivent être produits qu'une seule fois. Le faible prix permet de produire des électrodes à usage unique ou jetables. Par conséquent, toute étape de nettoyage de l'électrode après une mesure peut être omise, car l'électrode est jetée. Si l'électrode a une application spécifique, la plupart des préparations peuvent déjà être effectuées par le producteur.
Tout cela permet de développer des applications électrochimiques qui peuvent être utilisées par des personnes n'ayant aucune formation en électrochimie. Le meilleur exemple est la mesure de la glycémie, utilisée par les patients diabétiques.
Notre sélection d'électrodes sérigraphiées et d'électrodes en film se trouve ici.