[發明專利]采用MoS2薄膜FET檢測葡萄糖溶液濃度的方法

有效

• 申請號: 201610941612.X
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN107037108B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 李金華;單俊杰;楚學影;翟英嬌;李雪;徐銘澤;金方軍
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙) 22210
• 代理人: 陶尊新

采用MoS₂薄膜FET檢測葡萄糖溶液濃度的方法屬于生物傳感器應用技術領域。現有技術檢測線性范圍窄、檢測響應時間長。本發明將MoS₂薄膜FET固定在盛有PBS溶液的樣品槽中，先測得零濃度MoS₂薄膜FET的漏極電流I_ds；以PBS溶液為溶劑，在1～30mM濃度范圍內配制若干份濃度不同的葡萄糖溶液，與葡萄糖氧化酶一起先后加入到所述樣品槽中，由半導體參數分析儀逐一檢測與每份具有某一濃度葡萄糖溶液對應的MoS₂薄膜FET的漏極電流I_ds，建立檢測基礎數據庫；將體積已知PBS溶液、體積已知但濃度未知的被測葡萄糖溶液與葡萄糖氧化酶一起加入所述樣品槽中，根據此時由半導體參數分析儀測得的MoS₂薄膜FET的漏極電流I_ds，結合所述檢測基礎數據庫，經過換算得出該被測葡萄糖溶液的濃度。

技術領域

本發明涉及一種采用MoS₂薄膜FET檢測葡萄糖溶液濃度的方法，根據MoS₂薄膜FET在不同濃度的葡萄糖溶液中電學信號的變化，也就是根據MoS₂薄膜FET的電流值確定葡萄糖溶液的濃度，所檢測的葡萄糖溶液濃度范圍為1～30mM，屬于生物傳感器應用技術領域。

背景技術

現有技術以碳納米管、氧化鋅或者石墨烯作為溝道材料制作FET(場效應管)，并將其應用在葡萄糖溶液生物傳感檢測中。其中，以碳納米管或者ZnO為溝道材料制作的FET在葡萄糖溶液生物傳感檢測中具有較寬的線性范圍，但是，相應的響應時間較長，達到10s左右，無法滿足快速、準確檢測葡萄糖溶液濃度的需要；而以石墨烯做為溝道材料制作的FET在葡萄糖溶液生物傳感檢測中，檢測線性范圍較窄，只有3.3～10.9mM。

由于MoS₂表面懸掛鍵很少、結構穩定，使其成為理想的FET溝道材料，MoS₂薄膜FET具有開關電流比大、載流子遷移率高和耗能低等優點，滿足了人們對現代電子產品需要體積更小、成本更低、功耗更少、運算速度更快的集成電路要求。另外，基于FET的生物傳感器由于FET的快速電學檢測、低電耗、方便攜帶、低成本、可提供無標記生物檢測等特點，使其在生物傳感檢測領域得到應用，例如，將MoS₂薄膜FET生物傳感器用在pH值傳感領域，靈敏度高達713；再如，將MoS₂薄膜FET生物傳感器用于特定蛋白的檢測，也獲得了196的靈敏度。然而，現有技術尚未將MoS₂薄膜FET作為生物傳感器用于葡萄糖溶液濃度的檢測。

發明內容

為了拓寬葡萄糖溶液濃度檢測的線性范圍，縮短檢測響應時間，實現MoS₂薄膜FET生物傳感器在葡萄糖溶液濃度檢測的應用，我們發明了一種采用MoS₂薄膜FET檢測葡萄糖溶液濃度的方法。

本發明之采用MoS₂薄膜FET檢測葡萄糖溶液濃度的方法其特征在于，將MoS₂薄膜FET 固定在盛有PBS溶液的樣品槽中，啟動半導體參數分析儀測得零濃度MoS₂薄膜FET的漏極電流I_ds；以PBS溶液為溶劑，在1～30mM濃度范圍內配制若干份濃度不同的葡萄糖溶液，與葡萄糖氧化酶GO_x一起先后加入到所述樣品槽中，由半導體參數分析儀逐一檢測與每份具有某一濃度葡萄糖溶液對應的MoS₂薄膜FET的漏極電流I_ds；由前述各個漏極電流I_ds組合建立檢測基礎數據庫；在實測中，將體積已知PBS溶液、體積已知但濃度未知的被測葡萄糖溶液與葡萄糖氧化酶GO_x一起加入所述樣品槽中，根據此時由半導體參數分析儀測得的MoS₂薄膜FET的漏極電流I_ds，結合所述檢測基礎數據庫，經過換算得出該被測葡萄糖溶液的濃度。

本發明其技術效果如下所述。