[发明专利]一种石墨烯电容生物传感器及其制作方法、检测方法

权利要求书

1.一种石墨烯电容生物传感器，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为电容的一极，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，金膜为电容的另一极。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯电容生物传感器，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20mm*20mm及20mm*5mm；

所述样品池的尺寸为：20mm*10mm*3mm；

所述ITO的厚度为200nm。

3.如权利要求1所述的一种石墨烯电容生物传感器，其特征是，所述PET垫片尺寸为20*5mm，厚度为3mm；

所述PET基底的尺寸为20*20mm，厚度为2mm，金膜的厚度为150nm。

4.如权利要求1所述的一种石墨烯电容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，并将金膜作为电容的另一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器件。

5.如权利要求4所述的一种石墨烯电容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200nm；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20*5mm，厚度为3mm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电容的一极；

所述步骤一中石墨烯的电容的一极与电容的另一极间电阻为1K欧姆。

6.如权利要求4所述的一种石墨烯电容生物传感器的制作方法，其特征是，所述步骤二中PET基底的尺寸为20*20mm，厚度为2mm，金膜的厚度为150nm；

所述步骤二中将溅射有金膜的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20mm*10mm*3mm的样品池。

7.如权利要求1所述的一种石墨烯电容生物传感器的检测方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：将石墨烯电容生物传感器接入检测电路；

步骤二：使用移液器向样品池中加入300μL ATP样品，处理器改变D/A电压按0V至1.5V至2.5V至1.5V规律输出，实时检测电容器的电压变化过程，并由此计算电容器电容值。

8.如权利要求7所述的一种石墨烯电容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：电容的一极接地，电容的另一极通过R1与可调电压源相连，可调电压源与微处理器的D/A端相连，R2与电容相并联且R2、R1及电容的公共端与仪表放大器的一端输入端相连，R2、电容及地的公共端通过电阻R与仪表放大器的另一端输入端相连，仪表放大器的输出端与微处理器的A/D端相连，微处理器与计算机相连。

9.如权利要求8所述的一种石墨烯电容生物传感器的检测方法，其特征是，所述电阻R₁=R₂=1K欧姆；

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电容的另一极施加电压，电压转换范围为0-2.5V，转换精度为10位。

10.如权利要求7所述的一种石墨烯电容生物传感器的检测方法，其特征是，所述电容器电容值计算过程：选择时间常数t=RC，即电容电压充到D/A输出电压的0.63倍，根据测量的动态曲线计算时间常数t，则根据公式C=t/R得到电容器电容值。