[發(fā)明專利]一種光電化學(xué)生物傳感器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611054180.7
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106770587B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林鵬;宋家俊;魏偉偉;柯善明;曾燮榕
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

1.一種光電化學(xué)生物傳感器，其特征在于，包括：電解池，設(shè)置在所述電解池內(nèi)的電解液，設(shè)置在所述電解池內(nèi)的有機(jī)電化學(xué)晶體管，及設(shè)置在所述電解池內(nèi)的柵電極；

所述有機(jī)電化學(xué)晶體管包括：襯底，設(shè)置在所述襯底之上的源電極和漏電極，及涂覆在襯底之上連接源電極和漏電極的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜層；

所述柵電極上修飾有光電活性半導(dǎo)體材料作為傳感器的敏感功能層；

光照作用于修飾有光電活性半導(dǎo)體材料的柵電極上，當(dāng)光的能量大于所述光電活性半導(dǎo)體材料中電子躍遷所需的能量時(shí)，所述光電活性半導(dǎo)體材料中價(jià)帶的電子會躍遷至導(dǎo)帶，形成電子-空穴對，使柵電極上的界面電勢發(fā)生變化，從而進(jìn)一步引起有機(jī)電化學(xué)晶體管相關(guān)電學(xué)參數(shù)發(fā)生變化，當(dāng)把生物待測物進(jìn)一步修飾在柵電極上時(shí)，引起的柵電極界面電勢變化量就會不一樣，最終通過測量有機(jī)電化學(xué)晶體管溝道電流的變化就可以實(shí)現(xiàn)對生物分子的檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電化學(xué)生物傳感器，其特征在于，所述光電活性半導(dǎo)體材料為有機(jī)半導(dǎo)體材料、無機(jī)半導(dǎo)體材料或二者的組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電化學(xué)生物傳感器，其特征在于，所述襯底是由玻璃、聚合物柔性材料或硅片制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電化學(xué)生物傳感器，其特征在于，所述源電極、漏電極及柵電極獨(dú)立地選自金屬材料、金屬氧化物半導(dǎo)體材料和合金材料中的一種制作而成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電化學(xué)生物傳感器，其特征在于，所述有機(jī)半導(dǎo)體薄膜層由聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚咔唑或者聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚咔唑的兩種以上的共聚物中的至少一種構(gòu)成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電化學(xué)生物傳感器，其特征在于，所述源電極和漏電極的厚度為50-500nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電化學(xué)生物傳感器，其特征在于，所述有機(jī)半導(dǎo)體薄膜層的厚度為10-300nm。

8.一種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的光電化學(xué)生物傳感器的制備方法，其特征在于，包括步驟：

A、徹底清洗襯底并干燥，在襯底上制備源電極和漏電極，在源電極和漏電極之間制備有機(jī)半導(dǎo)體薄膜層，得到有機(jī)電化學(xué)晶體管；

B、徹底清洗柵電極并干燥，在柵電極上修飾光電活性半導(dǎo)體材料作為傳感器的敏感功能層，得到修飾后的柵電極；

C、將有機(jī)電化學(xué)晶體管和修飾后的柵電極放置于裝有電解液的電解池中，制得所述光電化學(xué)生物傳感器。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電化學(xué)生物傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟A中，所述的源電極和漏電極是通過真空熱蒸鍍、磁控濺射或氣相沉積中的一種方法制備。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電化學(xué)生物傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟A中，制備有機(jī)半導(dǎo)體薄膜層的方法為旋涂或噴墨印刷；退火溫度為100-250℃，退火氛圍為氮?dú)猓瑫r(shí)間為20-60min。