[发明专利]一种石墨烯场效应管生物传感器及其制作方法、检测方法

权利要求书

1.一种石墨烯场效应管生物传感器，其特征是，包括玻璃基底，玻璃基底的两侧均设有ITO，部分同侧的玻璃基底及ITO的上面覆盖有石墨烯，没有覆盖石墨烯的玻璃基底及两侧的ITO位于同侧，没有覆盖石墨烯的两侧的ITO分别为源极和漏极，覆盖有石墨烯的ITO的上面覆盖有PET垫片，PET垫片上覆盖有溅射金膜的PET基底，利用绝缘硅胶在玻璃基底的中部设有一样品池，金膜为栅极。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯场效应管生物传感器，其特征是，所述没有覆盖石墨烯的玻璃基底及两侧的ITO尺寸分别为2mm*10mm及2mm*5mm；

所述样品池的尺寸为：18mm*10mm*2mm；

所述PET垫片尺寸为18*5mm，厚度为2mm；

所述PET基底的尺寸为18*5mm，厚度为1mm，金膜的厚度为100nm；

所述ITO厚度为185nm。

3.一种石墨烯场效应管生物传感器的制作方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：利用化学气相沉积方法生长单层或多层石墨烯并将其转移覆盖至部分玻璃基底，氧化铟锡设于玻璃基底的两侧上且位于石墨烯之下且与石墨烯无PMMA残留的一面接触；

步骤二：石墨烯覆盖至玻璃基底后，用绝缘硅胶围成样品池，利用磁控溅射方法，在PET基底上溅射金膜，并将金膜作为栅极向下用绝缘硅胶固定于样品池之上，然后加样从而形成集成化的单一石墨烯FET器件。

4.如权利要求3所述的一种石墨烯场效应管生物传感器的制作方法，其特征是，所述步骤一中玻璃基底的尺寸为20*20mm，氧化铟锡电极尺寸为20*5mm，厚度为185nm；

所述步骤一中利用化学气相沉积方法生长单层或多层石墨烯并将其转移覆盖至部分玻璃基底的转移方法为湿法转移方法；

所述步骤一中氧化铟锡的上方，利用绝缘硅胶固定尺寸为18*5mm，厚度为2mm的PET垫片；

所述步骤一中未被覆盖的氧化铟锡上涂抹导电银浆引出电极分别作为源极和漏极；

所述步骤一中石墨烯的漏极与源极间电阻为1K欧姆；

所述步骤二中PET基底的尺寸为18*5mm，厚度为1mm，金膜的厚度为100nm。

5.如权利要求3所述的一种石墨烯场效应管生物传感器的制作方法，其特征是，所述步骤二中在PET基底上溅射金膜，将溅射有金膜的PET基底金膜向下利用绝缘硅胶覆盖于PET垫片之上，从而形成尺寸为18mm*10mm*2mm的样品池。

6.一种石墨烯场效应管生物传感器的检测方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：将石墨烯场效应管生物传感器接入检测电路；

步骤二：加入待测样品，使用移液器向样品池中加入300uL去离子水，调节检测电路的R_ref以及G，使输出电压信号范围处于0-2.5V范围，便于测量，通过公式计算石墨烯场效应管的等效电阻；

步骤三：吸出样品池中的样品，用去离子水清洗并烘干后，再次接入电路，再加入待测样品，实现重复测量。

7.如权利要求6所述的一种石墨烯场效应管生物传感器的检测方法，其特征是，所述步骤一中检测电路的为：石墨烯场效应管生物传感器的栅极与微处理器的D/A转换器相连，石墨烯场效应管生物传感器的源极和漏极分别与R_ref及R1相连，R_ref与R2串联，R1与R2的公共端与恒压源相连，石墨烯场效应管生物传感器的漏极及，R_ref与R2的公共端分别与仪表放大器的两个输入端相连，仪表放大器的输出端与微处理器的A/D转换器相连，微处理器的通信单元与计算机相连。

8.如权利要求6所述的一种石墨烯场效应管生物传感器的检测方法，其特征是，所述恒压源电压为2.5V，电阻R₁=R₂=1K欧姆，平衡电阻R_ref为精密可调电阻，最大阻值为2K欧姆。

9.如权利要求6所述的一种石墨烯场效应管生物传感器的检测方法，其特征是，所述微处理器采集电压的范围为0-2.5V，模数转换精度最低为12位，采样速度至少为1Kbit/s；

所述数模转换单元向栅极加载栅极电压，电压转换范围为0-2.5V，转换精度为12位。

10.如权利要求6所述的一种石墨烯场效应管生物传感器的检测方法，其特征是，所述石墨烯场效应管的等效电阻计算公式：

(Vconst×RFETR1+RFET-Vconst×RrefR2+Rref)×G=Vout]]>

其中，V_const为恒压源电压为2.5V，R1=R2=1K欧姆，R_ref为可调电阻，最大为2K欧姆。G为仪表放大器增益，V_out为采集的电压信号。