[發明專利]基于蜿蜒線形溝道離子敏感場效應晶體管的生物傳感器

有效

• 申請號: 201310572253.1
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103592353A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 胡文闖
• 申請（專利權）人: 胡文闖
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 白鳳武

技術領域

本發明屬于生物傳感器領域，具體涉及一種基于蜿蜒線形溝道離子敏感場效應晶體管的生物傳感器。

背景技術

生物傳感器為一種分析裝置，用于偵測類似生物分子等目標分子。目前，生物傳感器包括光學和電子傳感器兩大類。

光學生物傳感器包括金屬薄膜，其能夠與光線相互作用，并在該金屬薄膜表面上產生電磁波。該電磁波會在入射光線的一特定角度與一特定波長之下發生，因此高度相關于該金屬薄膜的表面。當一生物分子附著在該金屬薄膜上時，可產生一可測量的信號。

電子生物傳感器包括傳統的離子敏感場效應晶體管和納米線場效應晶體管。電子生物傳感器克服光學傳感器的缺點，由于本身具有體積小，成本低，以及無須使用標簽，實時快速，和多個目標同時檢測等優點，電子生物感應器更有利于便攜式檢測和未來的家庭診斷。

在醫學生物檢測和化學分析領域，常使用生物化學傳感器來量化目標分析物樣品中的分子的系統和方法是現代分析測量的基石。快捷低價的檢測系統和方法對于許多領域都有非常重要的應用，如生命科學研究、醫療保健、疾病診斷、藥物開發、環境監測、食品安全和生物恐怖主義，都需要依靠生物傳感器來檢測特異性、檢測速度和靈敏度。

公開號為CN102841112A的中國專利公開了一種用于偵測特定目標物的生物傳感器，所述用于偵測特定目標物的生物傳感器包含：一第一電極，其包含一第一電子傳導分子；及一第一探針，其包含一第二電子傳導分子，其中，所述第一探針配置成用來結合存在溶液中的特定目標物；所述第一電子傳導分子與第二電子傳導分子不相同；所述第一電子傳導分子共價地附著至第一電極；所述第一探針共價地附著至第一電極；所述第一探針共價地附著至第一電子傳導分子；所述生物傳感器另包含一第一流動通道，其接觸于第一電極，且配置成使得包含所述特定目標物的一樣本流動通過第一流動通道，并在所述特定目標物結合至第一探針時產生一第一信號。

公開號為CN102460166A的中國專利公開了一種生物傳感器，所述生物傳感器包括：測量層，其配置為測量與生物樣品的反應是否已發生；下部蓋，其布置在所述測量層之下并且具有下部突起，所述下部突起在配置為使得測量層的測量區暴露的開窗和上部蓋的上部突起之間突出，從而使下部突起與上部突起間隔預定的間隙，并且擠壓測量層使得測量層的頂部自開窗向上突出；和上部蓋，其布置在測量層之上并且具有開窗和上部突起，所述上部突起配置為在上部突起耦合至下部蓋的方向上從開窗的外部突出。

現有技術中公開的生物傳感器結構復雜，實用性差，為了解決現有技術中的問題，本發明提出一種基于蜿蜒線形溝道離子敏感場效應晶體管的生物傳感器。

發明內容

為了克服現有技術中的不足，本發明公開一種基于蜿蜒線形溝道離子敏感場效應晶體管的生物傳感器。

本發明是通過以下技術方案實現的：

基于蜿蜒線形溝道離子敏感場效應晶體管的生物傳感器，所述生物傳感器包括底座、晶體管、導電電極，所述導電電極和晶體管分離設置在所述底座上；所述晶體管包括溝道、源極、漏極、柵極電介質，所述溝道兩端分別與所述源極、漏極相連，所述溝道上設有柵極電介質，所述溝道是蜿蜒納米線溝道。

優選為，所述蜿蜒納米線溝道寬度在5納米到50微米之間。

優選為，所述蜿蜒納米線溝道呈蛇形。

優選為，所述蜿蜒納米線溝道呈鋸齒形。

優選為，所述蜿蜒納米線溝道呈螺旋形。

優選為，所述溝道的材料是硅、鍺、碳、石墨烯中的一種。

優選為，所述溝道的材料是硅鍺、砷化鎵、磷化砷復合材料中的一種。

優選為，所述柵極電介質上設有探針。

優選為，所述晶體管是離子敏感場效應晶體管。

優選為，所述晶體管是納米線場效應晶體管。

優選為，所述晶體管是鰭式場效應晶體管。

與現有技術相比，本發明所述基于蜿蜒線形溝道離子敏感場效應晶體管的生物傳感器的優越效果在于：所述生物傳感器具有體積小，成本低，以及無須使用標簽、實時快速對多個目標同時檢測，有利于便攜式檢測和未來的家庭診斷，具推廣價值。

附圖說明

圖1為本發明蛇形蜿蜒線形溝道離子敏感場效應晶體管的生物傳感器結構圖；

圖2為本發明鋸齒形蜿蜒線形溝道離子敏感場效應晶體管的生物傳感器結構圖；

圖3為本發明螺旋形蜿蜒線形溝道離子敏感場效應晶體管的生物傳感器結構圖；

圖4為本發明鋸齒形蜿蜒納米線溝道離子敏感場效應晶體管的電子顯微鏡圖；