[發(fā)明專利]口腔單個(gè)牙面牙菌斑游離氟檢測(cè)傳感器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00133313.5
• 申請(qǐng)日: 2000-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1355426A
• 公開(kāi)（公告）日: 2002-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓涇鴻;張虹;黃有志;高學(xué)軍;董艷梅;馮琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所;北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01N27/414
• 分類號(hào): G01N27/414;G01N27/30
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 戎志敏

本發(fā)明涉及口腔單個(gè)牙面牙菌斑游離氟檢測(cè)傳感器，特別涉及定量檢測(cè)口腔單個(gè)面牙菌斑游離氟的檢測(cè)傳感器。

目前已有的檢測(cè)氟離子的傳感器是一種被稱作氟電極的離子選擇電極。這種電極是采用LaF₃單晶作為敏感材料，體積較大，需要較多的測(cè)試溶液，不適合用來(lái)檢測(cè)牙菌斑液的氟離子。

氟離子敏場(chǎng)效應(yīng)管傳感器是在離子敏場(chǎng)效應(yīng)管的敏感柵上制備一層對(duì)氟離子敏感的LaF₃薄膜。制備LaF₃薄膜的方法有多種(蒸發(fā)、濺射等)，但LaF₃薄膜的特性與制備條件有密切關(guān)系，很難制備出敏感特性優(yōu)良的薄膜。有的方法雖然制備出的LaF₃薄膜有較好的敏感特性，卻難于與制備離子敏場(chǎng)效應(yīng)管的微電子工藝兼容。

本發(fā)明的目的是提供一種采用氟離子場(chǎng)效應(yīng)管作為傳感器來(lái)檢測(cè)牙菌斑液的氟離子濃度的傳感器。

本發(fā)明的主要特點(diǎn)是包括參比電極1、密封膠2、源極和漏級(jí)引線3、鈍化層4、Si₃N₄膜5、SiO₂?6、P⁺隔離區(qū)7，氟離子敏感膜8形成在Si₃N₄柵表面。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，特別適合于醫(yī)院門診使用，可以快速、準(zhǔn)確定檢查病人的牙齒。

圖1是F----ISFET芯片結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是檢測(cè)單個(gè)牙面口腔牙菌斑中F^-離子濃度傳感器示意圖

圖3是牙簽式檢測(cè)口腔牙菌斑中F^-離子濃度傳感器

圖4是牙簽狀傳感器的分離型參比電極

下面詳細(xì)描述本發(fā)明。

牙齒發(fā)生齲的主要表現(xiàn)是牙齒脫礦。研究表明，牙齒發(fā)生齲脫礦的動(dòng)力來(lái)自牙菌斑液對(duì)牙齒礦物的過(guò)度不飽和狀態(tài)。從脫礦機(jī)理分析可得到這樣的結(jié)論：氟化物在牙齒脫礦中起著十分獨(dú)特的作用，菌斑液中只要存在微量的游離氟(如1ppm)即可有效地抑制脫礦，牙菌斑液對(duì)牙齒礦物的不飽和程度可以在一定程度上反映個(gè)體現(xiàn)實(shí)的齲病狀態(tài)。另外氟化物防齲已成為目前最有效的防齲手段，但過(guò)量的氟化物將對(duì)人體造成危害。因此要求在使用氟化物防齲過(guò)程中必須十分謹(jǐn)慎。為了更好地防齲，檢測(cè)牙菌斑液中氟化物的儲(chǔ)留和代謝狀態(tài)，對(duì)研究斑菌脫礦過(guò)程、診斷齲病狀態(tài)和氟化物防齲是十分重要的。這要求對(duì)口腔中不同部位有效氟的分布情況有更詳盡的了解，有效地指導(dǎo)用氟、可靠地評(píng)價(jià)不同氟化物和給氟方法的效果。

本發(fā)明提出一種新型的小型氟離子傳感器，其芯片結(jié)構(gòu)如圖1所示。其結(jié)構(gòu)是在氫離子敏場(chǎng)效應(yīng)管的Si₃N₄絕緣柵表面固定一層氟離子敏感膜。圖1中1為參比電極、2為密封膠、3為源極和漏級(jí)引線、4為鈍化層、5為Si₃N₄膜、6為SiO₂、7為P⁺隔離區(qū)、8為氟離子敏感膜。可以采用微電子機(jī)械加工技術(shù)將LaF₃單晶片粘接或鍵合在Si₃N₄絕緣柵表面，并減薄到微米量級(jí)。也可以采用對(duì)LaF₃超純粉末材料的固定化技術(shù)，將粉末按一定比例混合在中性載體中。在Si₃N₄柵表面形成F^-離子敏感膜。

圖2示出檢測(cè)示意圖。圖中21為參比電極、22為待測(cè)牙菌斑液和表面液封、23為氟離子敏感膜、24為傳感器芯片、25為密封膠、26為絕緣基片、27為源極、漏級(jí)壓焊絲、28為源極(S)、漏級(jí)(D)引線。在柵區(qū)的表面有一個(gè)測(cè)量池，測(cè)量池的容積為ml量級(jí)，對(duì)牙菌斑液面進(jìn)行液封。參比電極制成玻璃式塑料毛細(xì)管型結(jié)構(gòu)插進(jìn)溶液。

為方便檢測(cè)，將小型氟離子傳感器設(shè)計(jì)成牙簽狀，圖3示出其基本結(jié)構(gòu)。牙簽寬2mm，厚度小于1mm。參比電極可復(fù)合在傳感器的芯片上；也可以采用分離的牙科專用的參比電極方法。若采用分離型參比電極，測(cè)量時(shí)只要將參比電極插入口腔任何部位，牙簽狀傳感器插到牙齒待測(cè)部位即可。為了衛(wèi)生安全，牙簽狀傳感器和參比電極都應(yīng)是一次性使用的。參比電極設(shè)計(jì)成如圖4所示，它由兩部分組成，圖中42為參比電極的主體。41為是電極探頭套，使用時(shí)41套在42的端部，每換一個(gè)病人，探頭套更換一個(gè)。