[发明专利]一种光电化学生物传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种光电化学生物传感器，其特征在于，包括：电解池，设置在所述电解池内的电解液，设置在所述电解池内的有机电化学晶体管，及设置在所述电解池内的栅电极；

所述有机电化学晶体管包括：衬底，设置在所述衬底之上的源电极和漏电极，及涂覆在衬底之上连接源电极和漏电极的有机半导体薄膜层；

所述栅电极上修饰有光电活性半导体材料作为传感器的敏感功能层；

光照作用于修饰有光电活性半导体材料的栅电极上，当光的能量大于所述光电活性半导体材料中电子跃迁所需的能量时，所述光电活性半导体材料中价带的电子会跃迁至导带，形成电子-空穴对，使栅电极上的界面电势发生变化，从而进一步引起有机电化学晶体管相关电学参数发生变化，当把生物待测物进一步修饰在栅电极上时，引起的栅电极界面电势变化量就会不一样，最终通过测量有机电化学晶体管沟道电流的变化就可以实现对生物分子的检测。

2.根据权利要求1所述的光电化学生物传感器，其特征在于，所述光电活性半导体材料为有机半导体材料、无机半导体材料或二者的组合。

3.根据权利要求1所述的光电化学生物传感器，其特征在于，所述衬底是由玻璃、聚合物柔性材料或硅片制成。

4.根据权利要求1所述的光电化学生物传感器，其特征在于，所述源电极、漏电极及栅电极独立地选自金属材料、金属氧化物半导体材料和合金材料中的一种制作而成。

5.根据权利要求1所述的光电化学生物传感器，其特征在于，所述有机半导体薄膜层由聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚咔唑或者聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚咔唑的两种以上的共聚物中的至少一种构成。

6.根据权利要求1所述的光电化学生物传感器，其特征在于，所述源电极和漏电极的厚度为50-500nm。

7.根据权利要求1所述的光电化学生物传感器，其特征在于，所述有机半导体薄膜层的厚度为10-300nm。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的光电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，包括步骤：

A、彻底清洗衬底并干燥，在衬底上制备源电极和漏电极，在源电极和漏电极之间制备有机半导体薄膜层，得到有机电化学晶体管；

B、彻底清洗栅电极并干燥，在栅电极上修饰光电活性半导体材料作为传感器的敏感功能层，得到修饰后的栅电极；

C、将有机电化学晶体管和修饰后的栅电极放置于装有电解液的电解池中，制得所述光电化学生物传感器。

9.根据权利要求8所述的光电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，所述的源电极和漏电极是通过真空热蒸镀、磁控溅射或气相沉积中的一种方法制备。

10.根据权利要求8所述的光电化学生物传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，制备有机半导体薄膜层的方法为旋涂或喷墨印刷；退火温度为100-250℃，退火氛围为氮气，时间为20-60min。