[發明專利]一種場效應晶體管生物傳感器及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110390829.7
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113130656A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 梁凌燕;俞家歡;曹鴻濤;孫博
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;C12Q1/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 劉誠午

1.一種場效應晶體管生物傳感器，其特征在于，包括場效應晶體管(1)和生物探測板(2)；

場效應晶體管(1)包括第一載體(11)、第一柵電極(12)、柵介質層(13)、溝道層(14)、漏電極(16)和源電極(15)；

生物探測板(2)包括導電薄膜(23)、納米結構(25)和生物分子(24)，其中，所述導電薄膜(23)形成于所述第一柵電極(12)上，并與所述柵介質層(13)間隔設置，所述納米結構(25)形成于所述導電薄膜(23)表面，該納米結構(25)表面固定生物分子(24)。

2.根據權利要求1所述的場效應晶體管生物傳感器，其特征在于，所述的生物探測板包括第二載體(21)和第二柵電極(22)，所述第二柵電極(22)與所述的第一柵電極(12)通過導線(3)連接，所述第二柵電極(22)形成于第二載體(21)上，所述第二柵電極(22)表面形成導電薄膜(23)，所述納米結構(25)形成于所述導電薄膜(23)表面，該納米結構(25)表面固定所述生物分子(24)。

3.根據權利要求1所述的場效應晶體管生物傳感器，其特征在于，所述的第一載體為柔性襯底或者剛性襯底，所述剛性襯底為熱氧化硅片、硅片或玻璃片，所述的柔性襯底為聚酰亞胺、聚乙烯或聚對苯二甲酸乙二醇酯。

4.根據權利要求1或2所述的場效應晶體管生物傳感器，其特征在于，所述的柵介質層為殼聚糖及其化合物、海藻酸鈉、多孔二氧化硅材料或雞蛋清。

5.根據權利要求1所述的場效應晶體管生物傳感器，其特征在于，所述的溝道層為氧化銦錫及其化合物、氧化銦摻鉿、銦鎵鋅氧中的一種或多種。

6.根據權利要求2所述的場效應晶體管生物傳感器，其特征在于，所述的第二載體為剛性襯底或柔性襯底，所述剛性襯底為熱氧化硅片、硅片或玻璃片，所述的柔性襯底為聚酰亞胺、聚乙烯或聚對苯二甲酸乙二醇酯。

7.根據權利要求1或2所述的場效應晶體管生物傳感器，其特征在于，所述的納米結構為氧化鋅納米棒、硅納米線、氧化鋅納米線或氧化鋅納米晶須。

8.跟權利要求1或2所述的場效應晶體管生物傳感器，其特征在于，所述的生物分子為酶、抗原、標志物、抗體、脫氧核糖核酸或微小核糖核酸中的一種或多種。

9.根據權利要求1所述的場效應晶體管生物傳感器的制備方法，包括：

將第一柵電極沉積在第一載體上，在第一柵電極的一側沉積Au/Ti導電薄膜；配置殼聚糖溶液，將所述殼聚糖溶液滴涂在第一柵電極另一側，形成殼聚糖柵介質層，所述殼聚糖柵介質層和Au/Ti導電薄膜通過物理法隔開；

采用一步掩膜法，在殼聚糖柵介質層表面沉積溝道層、源電極和漏電極，得到場效應晶體管；在Au/Ti導電薄膜上修飾氧化鋅納米晶須，在氧化鋅納米晶須表面固定生物分子，所述的生物分子質量大于待測生物分子質量，所述的氧化鋅納米晶須的分散液濃度不超過50mg/mL，以此制得場效應晶體管生物傳感器。

10.根據權利要求1-8任一項所述的場效應晶體管生物傳感器在檢測前列腺癌的標志物、微小核糖核酸中的應用。