[發明專利]多指標檢測用場效應晶體管型生物傳感器件

在審

• 申請號: 202011237069.8
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112881494A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 肖夢夢;張志勇;彭練矛
• 申請（專利權）人: 北京大學;北京元芯碳基集成電路研究院;北京華碳元芯電子科技有限責任公司
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 北京庚致知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11807
• 代理人: 李偉波;韓德凱

1.一種多指標檢測用場效應晶體管型生物傳感器件，其特征在于，包括：

生物傳感陣列，所述生物傳感陣列包括M排場效應晶體管傳感器，并且每排場效應晶體管傳感器包括N個場效應晶體管傳感器，其中，M、N為大于等于1的整數并且M×N＞1；以及

微流通道，所述微流通道的數量為M條，每條微流通道分別對應于一排場效應晶體管傳感器，通過所述微流通道使得待測樣本溶液流經場效應晶體管傳感器的上方，以便通過場效應晶體管傳感器的生物探針來對待測樣本進行檢測，

其中，不同場效應晶體管傳感器的溝道上方的柵介質區域修飾有不同的固定生物探針，所述固定生物探針在檢測過程中始終都固定在場效應晶體管傳感器的溝道區域表面，能夠與待測樣本溶液中的帶電荷的待測樣本的目標生物分子直接進行選擇性雜交，不同的固定生物探針選擇性地捕獲與之配對的不同的待測樣本的目標生物分子并且進行雜交，通過檢測每個場效應晶體管傳感器所輸出的電流的變化，來實現不同待測樣本的濃度的檢測。

2.如權利要求1所述的多指標檢測用場效應晶體管型生物傳感器件，其特征在于，每個場效應晶體管傳感器固定有一種或多種針對同一目標生物分子的生物探針，固定多種針對同一目標生物分子的生物探針用于提升捕獲目標生物分子的能力，并且提升檢測靈敏度。

3.如權利要求2所述的多指標檢測用場效應晶體管型生物傳感器件，其特征在于，直接檢測捕獲帶電生物分子的引起的場效應晶體管的漏端電流變化，來檢測生物分子的濃度，在場效應晶體管傳感器中無需進行擴增和標記即可完成待測樣本的檢測。

4.如權利要求1至3中任一項所述的多指標檢測用場效應晶體管型生物傳感器件，其特征在于，所述多指標檢測用場效應晶體管型生物傳感器件用于進行新冠病毒的檢測，并且針對新冠病毒在不同階段所產生的指標進行檢測；

或者；

所述固定生物探針通過打印方式修飾至場效應晶體管傳感器；

或者；

將不同的固定生物探針的敏感材料制成不同的墨水，通過噴墨打印方式來修飾不同的固定生物探針；

或者；

所述不同的墨水容納在不同的墨盒中并且通過不同的打印頭來打印不同的敏感材料；

或者；

還包括加熱單元和溫度檢測單元，

所述加熱單元設置在每個場效應晶體管傳感器附近，用于進行加熱以改變每個場效應晶體管傳感器處的溫度；所述溫度檢測單元用于檢測每個場效應晶體管傳感器處的溫度，

所述加熱單元根據所述溫度檢測單元所檢測的溫度值來控制每個場效應晶體管傳感器處的溫度，所述生物傳感器件通過被控制的溫度來控制所述固定生物探針與所述待測樣本的目標生物分子的雜交，并且基于所述固定生物探針與待測樣本的目標生物分子雜交后所述場效應晶體管傳感器所產生的電流變化來實現對所述待測樣本的檢測；

或者；

所述場效應晶體管傳感器的溝道區域包括半導體溝道層和柵介質層，所述柵介質層位于所述半導體溝道層上并且修飾有所述固定生物探針；

或者；

所述場效應晶體管傳感器還包括第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極分別位于所述溝道區域的兩側，用于對所述固定生物探針與待測樣本雜交后產生的電流變化進行檢測。

5.如權利要求1至4中任一項所述的多指標檢測用場效應晶體管型生物傳感器件，其特征在于，還包括基底層，

所述場效應晶體管傳感器位于所述基底層上，

所述加熱單元位于所述基底層上并且位于所述場效應晶體管傳感器的周圍，以及

所述溫度檢測單元位于所述基底層上并且位于所述場效應晶體管傳感器的周圍；

或者；

所述加熱單元與所述溫度檢測單元設置在第一層，所述場效應晶體管傳感器設置在第二層，所述第一層與所述第二層分別鍵合至所述微流通道的兩側。