[实用新型]一种生物传感器和采用该传感器的检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物传感器，特别涉及一种生物传感器和采用该传感器的检测装置。

背景技术

生物传感器由于其优异的选择性和较高的灵敏度，在临床、食品、生物、环保检测等领域具有广阔的应用前景。场效应晶体管生物传感器(FET)是传感器中很重要的分支。

场效应管生物传感器是生物功能性膜代替绝缘栅场效应管的金属栅电极，生物功能性膜与溶液或气体界面的电位(或电荷)变化，反应到漏极的电流变化，从而实现检测的目的。随着近年来微制作技术的发展，FET生物传感器被认为是发展微型生物传感器的有效手段。

目前所报道的FET生物传感器大多利用LB膜技术，在FET绝缘栅极上涂覆一层或多层生物功能材料，或在硅片上用制作集成电路的方法，把几种敏感器件集成在一起，获得多功能的生物敏感场效应晶体管。生物敏感膜的制备非常关键，目前发展的多种生物功能物质固定化技术比如吸附法，交联法，包埋法，共价键合法等方法各有优缺点，在实际的生物功能物质固定化过程中，常常需要根据具体情况，对各种方法灵活运用，在检测过程中对温度、溶液pH值、样品量等条件也需加以严格控制。因此，场效应管生物传感器还有待改进和发展，以提高器件的可靠性、稳定性和实用性。

自从1991年碳纳米管发现以来，由于其独特的一维纳米线结构和电学性质，使其在电子器件材料方面有着不可估量的应用前景。近年来各国科学家开展了基于碳纳米管的场效应晶体管传感器的研究。目前，基于碳纳米管的生物传感器还处于实验室试验阶段。制作方法首先在硅片上生长碳纳米管阵列，然后再构建场效应管生物传感器，这种方法构建的传感器检测对象单一，并且目前在芯片上制备碳纳米管阵列的方法还存在很多问题，由于碳纳米管生长机制复杂，碳管的直径、长度、生长方向以及生长中不可避免的杂质(催化剂，不定型碳等)会极大的影响器件的性能。同时，这种方式不能大批量制备大规模的高质量样品，严重制约了其性质和应用研究。

通过以上分析可知，目前场效应晶体管生物传感器存在的问题还很多，有利于市场推广的生物传感器及其检测设备目前尚未有见。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可以检测多个对象和实现检测的高通量和高灵敏度，分析速度快，体积小、试样用量少、成本低、易于大批量制备和实现在线控制及检测自动化的场效应晶体管生物传感器，制备方法和采用该传感器的检测装置。

为达到上述目的，本实用新型提供的场效应晶体管生物传感器，包括基底层和密封体，所述密封体与所述基底层的接合面上设有多个开口朝下的凹槽式通道，所述凹槽式通道的两端分别垂直设有样品的进样通道和出样通道，共同形成样品的流体通道，在所述样品进样通道和出样通道中分别插接有进样管和出样管；在每个所述凹槽式通道中的所述基底层上分别固定有至少一对金属电极分别作为场效应晶体管的源极和漏极，所述金属电极之间搭接有碳纳米管；所述基底层下部设有针脚，每对所述金属电极分别通过带有绝缘层的导电胶与其相应的一对所述针脚相连接。

本实用新型场效应晶体管生物传感器，其中所述凹槽式通道设有S，P，N，B四个，均布在密封体上。

本实用新型场效应晶体管生物传感器，其中所述基底层由硅片及沉积在其上的二氧化硅膜层构成。

本实用新型场效应晶体管生物传感器，其中所述密封体采用聚二甲基硅氧烷低聚物制成。

本实用新型场效应晶体管生物传感器，其中在每个所述凹槽式通道中分别设有多个由金属电极和碳纳米管构成的场效应晶体管。

本实用新型场效应晶体管生物传感器，其中所述碳纳米管为通过共价键或者非共价键吸附探针分子修饰的碳纳米管f-CNTs。

本实用新型场效应晶体管生物传感器，其中所述金属电极对呈相互交错叉接形。

本实用新型场效应晶体管生物传感器，其中所述凹槽式通道长度为3-8mm，宽度为0.5-2mm，深度为60-80μm，所述进样通道和出样通道的直径分别为300μm-1mm。

为达到前述目的，本实用新型提供的采用上述传感器的检测装置，包括场效应晶体管生物传感器、进样系统、信号接收系统和废液流出系统，其中所述进样系统、场效应晶体管生物传感器和废液流出系统依次相连，所述场效应晶体管生物传感器与所述信号接收系统相连，所述进样系统采用纳升量注射泵，所述信号接收系统采用电化学分析仪。