CN103235022A

CN103235022A - Dna生物传感器及其制备方法

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Publication number: CN103235022A
Application number: CN2013101047405A
Authority: CN
Inventors: 王军; 朱宗鹏; 刘娜; 胡玉磊; 桂海洋
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-08-07

Abstract

本发明公开了一种DNA生物传感器，由有机薄膜晶体管和DNA分子探针构成，DNA分子探针作为识别元件，有机薄膜晶体管作为传感器的换能器，将DNA分子探针检测的生物信号转换为易检测的电信号，有机薄膜晶体管由基板衬底、栅电极、绝缘层、有机半导体层和源漏电极构成，有机半导体层形成有源层或载流子注入层通过物理吸附法和在栅电极施加偏压，使DNA分子探针固定在有机半导体层上表面上。本发明还公开了DNA生物传感器的制备方法。本发明通过施加偏压来更有效地提高DNA探针的固定和DNA探针与待测DNA的杂交的效率，从而提高了传感器的灵敏度，与传统的生物传感器相比，在实现相同功能的同时，缩短了检测的时间。

Description

DNA生物传感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种传感器及其制作方法，特别是一种半导体电子器件与生物探针结合的电化学生物传感器及其制备方法，应用于检测与监控装置制造技术领域。

背景技术

DNA生物传感器是一种集现代生物技术与先进的光电子技术于一体的高科技产品，它能把非电量生物信号转换为易观测电信号或光信号。在发酵工艺、环境检测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测与监控装置。DNA传感器以其高选择性、高灵敏度等突出优点，在医学、药物研发、食品工业和环境污染物检测等领域展示了十分广阔的应用前景。

在各种电化学生物传感器中，基于场效应晶体管的生物传感器发展十分迅速。本发明是利用有机薄膜晶体管的无标记的DNA检测技术，与传统的标记探针技术相比，如放射性同位素标记探针技术和荧光标记探针技术等，这种新的检测装置具有以下特点:

1. 研发周期短，场效应晶体管是集成电路的基本元件，对其特性的研究已经非常成熟；

2.制作工艺与现有的微电子制造平台相兼容，成本低；

3.尺寸小，能够和微流控芯片集成，有利于对微量样本的探测。

在各种电化学生物传感器的制备和使用过程中有两个最重要的步骤：DNA探针的固定和DNA探针与待测DNA的杂交。由于这两个过程的实现很费时，使DNA探针的固定和DNA探针与待测DNA的杂交效率不高，从而客观上降低了传感器的灵敏度，影响到生物传感器的广泛应用。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种DNA生物传感器，通过施加偏压来更有效地提高DNA探针的固定和DNA探针与待测DNA的杂交的效率，从而提高了传感器的灵敏度，与传统的生物传感器相比，在实现相同功能的同时，缩短了检测的时间。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种DNA生物传感器，由有机薄膜晶体管和DNA分子探针构成，DNA分子探针作为识别元件，有机薄膜晶体管作为传感器的换能器，将DNA分子探针检测的生物信号转换为易检测的电信号，有机薄膜晶体管由基板衬底、栅电极、绝缘层、有机半导体层和源漏电极构成，具体结构为在基板衬底上依次有栅电极和绝缘层，有机半导体层为P型有机半导体材料或N型有机半导体材料；在绝缘层上有有机半导体层形成有源层，然后在有机半导体层上制作两个源漏电极，形成底栅顶接触结构；或者在绝缘层上制作两个源漏电极，然后在两个源漏电极上和两个源漏电极间沟道区域的绝缘层上制作有机半导体层形成载流子注入层，形成底栅底接触结构；通过物理吸附法和在栅电极施加偏压，使DNA分子探针固定在有机半导体层上表面上。

本发明技术方案的DNA生物传感器的制备方法，由有机薄膜晶体管和DNA分子探针构成，DNA分子探针作为识别元件，有机薄膜晶体管作为传感器的换能器，将DNA分子探针检测的生物信号转换为易观测的电信号，有机薄膜晶体管的各结构层分别由下述步骤依次逐层制备：

a. 选用基板衬底，采用真空蒸发方法或溅射方法在基板衬底上制备栅电极，然后在栅电极上通过溅射方法或蒸发方法制作绝缘层；

b. 采用真空蒸发方法或旋涂方法在绝缘层上制备P型或N型的有机半导体层，有机半导体层形成有源层，然后再采用真空蒸发方法或溅射方法，在有机半导体层上制作两个源漏电极；或者采用真空蒸发方法或溅射方法，直接在绝缘层上制作两个源漏电极，然后在两个源漏电极上表面和两个源漏电极间沟道区域的绝缘层上表面上，同时分别采用真空蒸发方法或旋涂方法，制备P型或N型的有机半导体层，有机半导体层形成载流子注入层；

c. 采用在栅电极施加偏压的方法和物理吸附法，使DNA分子探针固定在有机半导体层上表面上，形成DNA生物传感器。

本发明技术方案的DNA生物传感器的制备方法，采用真空蒸镀的方法制备栅电极和源漏电极，其真空度小于10^-3Pa。

作为本发明技术方案的改进，有机半导体层包括两层，形成双层有源层或双层载流子注入层，即在有机半导体层上继续制作第二层的有机半导体层，DNA分子探针固定在第二层的有机半导体层上表面上。本发明技术方案的DNA生物传感器的制备方法，在上述步骤b中，采用真空蒸发方法或旋涂方法，在有机半导体层上继续制作同类型的第二层的有机半导体层，使有机薄膜晶体管的结构包括双层有源层或双层载流子注入层；在上述步骤c中，DNA分子探针固定于在步骤b中制备的第二层的有机半导体层上表面上。

上述基板衬底的材料优选为硅片、玻璃、塑料或者陶瓷。

上述栅电极材料优选为Au、Al、Cu、Mo、Cr、Ti、ITO、W、Ag、Ta和重掺杂硅中的任意一种材料或任意几种材料形成的复合材料，源漏电极材料优选为Au、Ag、Mo、Al、Cu、Cr、Ti、Mg、Ca中的任意一种材料或任意几种材料形成的复合材料。

上述绝缘层优选由通过溅射或蒸发形成的二氧化硅（SiO₂）、氮化硅（Si₃N₄）、氧化铊（Ta₂O₅）、氧化铝（Al₂O₃）、氧化钛（TiO₂）、氧化锆（ZrO₂）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚酰亚胺（PM）、聚乙烯苯酚（PVP）、聚苯乙烯（PS）和聚乙烯醇（PVA）中的任意一种材料形成的薄膜或任意几种材料形成的复合材料薄膜。

上述有机半导体层的P型有机半导体材料优选为酞菁铜(CuPc)、酞菁锌(ZnPc)、酞菁镍(NiPc)、酞菁钴(CoPc)、自由酞菁(H2Pc)、酞菁铂(PtPc)、酞菁铅(PbPc)、并五苯(Pentacene)、并三苯、并四苯、2,3-二甲基-1,4-并六苯-苯醌(2,3-dimethyl-1,4- hexacene-quinone)、2,3-二甲基-1,4-并五苯-苯醌(2,3-dimethyl-1,4-pentacene- quinone)、6,13-二己基并五苯(6,13-hexylpentacene)、六硫化并五苯(hexathiaphntacene, HTP)、红荧烯、六噻吩(6P)、BP2T、5,5’-二(2-萘基)-2,2’-二噻吩(NaT2)、5,5”-二(2-萘基)-2,2’:5’,2”-三噻吩(NaT3)、NaT4、5,5””-二(2-萘基)-2,2’:5’,2”:5”,2”’:5”’,2””-五噻吩(NaT5)、5,5””-二(2-萘基)- 2,2’:5’,2”:5”,2”’:5”’,2””:5””,2””-六噻吩(NaT6)、2,5-二(2-萘基)-[3,2-b]并二噻吩(NaTT2)、5,5’-二(2-硫茚基)-2,2’-二噻吩(TNT2)、5,5”-二(2-硫茚基)-2,2’:5’,2”-三噻吩(TNT3)、5,5”-二(2-硫茚基)-2,2’:5’,2”:5”,2’”-四噻吩(TNT4)、5,5”-二(2-硫茚基)-2,2’:5’,2”:5”,2’”:5”’,2””-五噻吩(TNT5)、2,5-二(2-硫茚基)-[3,2-b]并二噻吩(TNTT)、5,5’-二(2-硫茚基)-2,2’-二[3,2-b]并二噻吩(TNTT2)、5,5’-二(2-菲基)-2,2’-二噻吩(PhT2)、5,5’-二(2-菲基)-2,2’-二噻吩(PhT2)、5,5”-二(2-菲基)-2,2’:5’,2”-三噻吩(PhT3)、5,5”’-二(2-菲基)-2,2’:5’,2”:5”,2’”-四噻吩(PhT4)、2,5-(2-菲基)-[3,2-b]并二噻吩(PhTT)、5,5’-二(2-菲基)-2,2’-二[3,2-b]并二噻吩(PhTT2)、聚吡咯(polypyrrolle,PP)、聚噻吩 (Polythiophene，PT)、聚三六甲基噻吩（P3HT）、聚苯酚 (Poly(p,p’-biphenol)，PBP)和聚2,5噻吩乙炔(poly(2,5-thienylenevinylene)，PTV)中的任意一种材料或任意几种材料形成的复合材料；

上述有机半导体层的N型有机半导体材料优选为氟代酞菁铜(F₁₆CuPc)、氟代酞菁锌(F₁₆ZnPc)、氟代酞菁铁(F₁₆FePc)、氟代酞菁钴(F₁₆CoPc)、氯代酞菁铜(Cl₁₆CuPc)、氯代酞菁锌(Cl₁₆ZnPc)、氯代酞菁铁(Cl₁₆FePc)、氯代酞菁钴(Cl₁₆CoPc)、氟代六噻吩(DFH-6T)、氯代六噻吩(DClH-6T)、C₆₀、3,4,9,10-苝四羧酸二酐(PTCDA)，N,N’-二苯基-3,4,9,10-苝四羧酸二胺(DP-PTCDI)、四氰基二甲基醌(TCNQ)、1,4,5,8-萘四羧酸二酐(NTCDA)、1,4,5,8-萘四羧酸二胺(NTCDI)、11,11,12,12-四氰基二甲基萘醌(TCNNQ)和四甲基四硒代富瓦烯(TMTSF) 中的任意一种材料或任意几种材料形成的复合材料。

上述DNA分子探针的DNA分子优选为单链分子、双链分子、线状分子和环状分子中的任意一种分子或任意几种分子的混合体。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1. 本发明DNA生物传感器的制备方法简化了制备工艺，通过施加偏压来实现DNA探针在有机半导体层（4）的有机薄膜表面的有效固定，电学性能参数良好且稳定，提高了DNA探针与待测DNA的杂交的效率，提高了DNA生物传感器的灵敏度，使有机电子器件的优势尽显在生物传感器的应用中；

2. 本发明DNA生物传感器基于有机薄膜晶体管进行制备，在应用过程中与传统的传感器相比，在实现相同功能的同时，缩短了检测的时间。

3. 本发明DNA生物传感器利用真空蒸发技术实现DNA生物传感器的制备，实现器件的超薄微型化，信号的快速读取，体现了有机晶体管的优势。

附图说明

图1为本发明实施例一的有机薄膜晶体管为底栅顶接触结构的DNA生物传感器的结构示意图。

图2为本发明实施例一的有机薄膜晶体管与固定有DNA分子的晶体管的最大饱和电流输出曲线的电学特性对比图。

图3为本发明实施例一的有机薄膜晶体管与固定有DNA分子的晶体管的转移特性曲线的电学特性对比图。

图4为本发明实施例二的有机薄膜晶体管为底栅底接触结构的DNA生物传感器的结构示意图。

图5为本发明实施例三的有机薄膜晶体管为底栅顶接触结构且具有双层有机半导体层的DNA生物传感器的结构示意图。

图6为本发明实施例四的有机薄膜晶体管为底栅底接触结构且具有双层有机半导体层的DNA生物传感器的结构示意图。

具体实施方式

本发明的优选实施例详述如下：

实施例一：

在本实施例中，参见图1，一种DNA生物传感器，由有机薄膜晶体管和DNA分子探针6构成，DNA分子探针6作为识别元件，有机薄膜晶体管作为传感器的换能器，将DNA分子探针6检测的生物信号转换为易检测的电信号，有机薄膜晶体管由基板衬底（1）、栅电极（2）、绝缘层（3）、有机半导体层（4）和源漏电极（5）构成，具体结构为在基板衬底（1）上依次有栅电极（2）和绝缘层（3），有机半导体层（4）为P型有机半导体材料或N型有机半导体材料；在绝缘层（3）上有有机半导体层（4）形成有源层，然后在有机半导体层（4）上制作两个源漏电极（5），形成底栅顶接触结构；通过物理吸附法和在栅电极（2）施加偏压，使DNA分子探针6固定在有机半导体层（4）上表面上。

本实施例DNA生物传感器基于有机薄膜晶体管，其有机薄膜晶体管的有机半导体层（4）的有机材料表面作为敏感层，DNA分子探针6为识别元件。本实施例DNA生物传感器为无标记的DNA生物传感器，创造性使用偏压增加对DNA的固定效率，提高了传感器的灵敏度。所得生物传感器，制作简便、重现性好、灵敏度高、易于实现微型化，使有机电子器件的优势尽显在生物传感器的应用中。

本实施例的有机薄膜晶体管的各结构层分别由下述步骤依次逐层制备：

a. 选用重掺杂单晶硅片作为基板衬底1，重掺杂单晶硅片的电导为0.01-0.015 Ωcm，重掺杂单晶硅片还作为栅电极2，然后在栅电极2上通过蒸发方法热氧化制作一层SiO₂作为绝缘层（3）；

b. 采用压力为10^-4Pa真空度，利用真空蒸发方法在SiO₂的绝缘层3上掩模制备有机半导体层4，有机半导体层4采用P型半导体材料并五苯，所制备的有机半导体层4的厚度为30nm，形成p型有源层，沉积速率0.01nm/s，基板衬底1温度维持70℃恒定；然后再采用真空蒸发方法，在有机半导体层4上利用掩模板热蒸发20nm厚的Au作为两个源漏电极5，两源漏电极5间沟道长度为180μm，宽度为3800μm，完成p型有机薄膜晶体管换能器的制备；

c. 采用在栅电极2施加偏压的方法和物理吸附法，使DNA分子探针6固定在有机半导体层4上表面上，形成DNA生物传感器。

在本实施例中，在绝缘层3上的有机半导体材料4作为有源层，最后再在掩膜蒸镀两个源漏电极5，实现器件的超薄微型化，能实现信号的快速读取，体现了有机晶体管的技术性能优势。DNA分子探针6直接通过偏压固定在有机薄膜晶体管的有机材料的表面，然后将能与单链DNA配对的互补链滴在有机薄膜晶体管的有机半导体层4的有机膜表面，即可实现在线杂交和测试。

在应用本实施例DNA生物传感器尽享检测时，DNA分子探针6与样品中的单链DNA分子杂交反应，形成双链DNA分子，引起了有机薄膜晶体管的信号的变化，以达到检测目标基因的效果。

本实施例DNA生物传感器的性能分析：

参见图2，对于单独的有机薄膜晶体管，当加载负栅压的时候，线性区饱和区电流随栅压变化明显，栅极电压为-50V时，晶体管的开态电流为10.7 。图3 中是转移特性曲线，关态电流是10^-9A，迁移率为0.08 cm² /(V·s)，阈值电压为-28V。

在栅电极2施加偏压，使单链的DNA分子探针6能有效地固定在有机半导体层4上有机薄膜表面上，加入待测试的单链DNA后，如图2和图3所示，电学性能发生了明显的变化。DNA分子带负电，会吸引更多的空穴聚集在两个源漏电极5间沟道区域，在栅极电压为-50V时，开态电流增加到39.8

，关态电流是10^-8A，阈值电压增加到-17V，饱和电流之比为3.8。

把待测的DNA互补链滴入本实施例DNA生物传感器器件上在线杂交后，电学性能有更加明显的变化，杂交后形成的双链DNA能吸引更多的空穴在沟道区的表面，开态电流比增加了4倍，各种器件参数有了很好的改善，提高了传感器的灵敏度，如图2和图3所示。

与传统的制备DNA生物传感器的方法相比，这种无标记的生物传感器减少了复杂的标记过程，降低了探测分析的成本，并且使用偏压来增加DNA分子探针6的固定不仅节省了检测的时间，更加有效地提高了灵敏度，所以能很好的实现生物探测，因此这是制备DNA生物传感器的一种很好的新方法。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图4，在绝缘层3上制作两个源漏电极5，然后在两个源漏电极5上和两个源漏电极5间沟道区域的绝缘层3上制作有机半导体层4形成载流子注入层，形成底栅底接触结构。本实施例采用了与实施例一类似的结构，制备出了具有相同功能的DNA生物传感器。其中基板衬底1、栅电极2和绝缘层3采用与实施例一相关的材料制备。绝缘层3制备工艺除热氧化一层SiO₂外，还可采用磁控溅射方法在硅片基板衬底1上沉积一层N₂O₅、TiO₂、AlN₃、Si₃N₄、Ta₂O₅等相关材料或用旋涂方法制备PMMA、PVA、PS聚合物绝缘层。

a. 与实施例一相同；

b. 采用真空蒸发方法或溅射方法，直接在绝缘层3上制作两个源漏电极5，然后在两个源漏电极5上表面和两个源漏电极5间沟道区域的绝缘层3上表面上，同时分别采用真空蒸发方法或旋涂方法，制备P型或N型的有机半导体层4，有机半导体层4形成载流子注入层；

c. 与实施例一相同。

实施例三：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图5，在绝缘层3上有两层有机半导体层4形成双层的有源层，即在有机半导体层4上继续制作第二层的有机半导体层4，然后在第二层的有机半导体层4上制作两个源漏电极5，形成底栅顶接触结构，DNA分子探针6固定在第二层的有机半导体层4上表面上。具体为：在本实施例中，参见图5，本实施例相比实施例一，特别之处在：有机半导体层4的P型半导体材料由并五苯（pentacene）和酞菁铜（CuPc）两种材料构造了两层有机半导体层4，形成双层有源层。

a. 与实施例一相同；

b. 采用压力为10^-4Pa真空度，利用真空蒸发方法在SiO₂的绝缘层3上掩模制备有机半导体层4，有机半导体层4采用P型半导体材料并五苯，所制备的有机半导体层4的厚度为30nm，形成p型有源层，沉积速率0.01nm/s，基板衬底1温度维持70℃恒定；接着掩膜形成一层20nm厚的酞菁铜，形成第二层的有机半导体层4，沉积速率0.01nm/s，基板温度维持150℃恒定；然后再采用真空蒸发方法，在有机半导体层4上利用掩模板热蒸发20nm厚的Au作为两个源漏电极5，两源漏电极5间沟道长度为180μm，宽度为3800μm，完成p型有机薄膜晶体管换能器的制备；

c. 采用在栅电极2施加偏压的方法和物理吸附法，使DNA分子探针6固定在第二层的有机半导体层4上表面上，形成DNA生物传感器。

在本实施例中，DNA分子探针6直接通过偏压固定在有机薄膜晶体管的有机材料的表面，然后将能与单链DNA配对的互补链滴在有机薄膜晶体管的有机半导体层4的有机膜表面，即可实现在线杂交和测试。

实施例四：

本实施例与实施例二基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图6，在绝缘层3上制作两个源漏电极5，然后在两个源漏电极5上和两个源漏电极5间沟道区域的绝缘层3上制作有机半导体层4，也形成底栅底接触结构，然后在有机半导体层4上再继续制作第二层的有机半导体层4，形成双层的载流子注入层，DNA分子探针6固定在第二层的有机半导体层4上表面上。

本实施例采用了与实施例二类似的结构，制备出了具有相同功能的DNA生物传感器。其中基板衬底1、栅电极2和绝缘层3采用与实施例一相关的材料制备。绝缘层3制备工艺除热氧化一层SiO₂外，还可采用磁控溅射方法在硅片基板衬底1上沉积一层N₂O₅、TiO₂、AlN₃、Si₃N₄、Ta₂O₅等相关材料或用旋涂方法制备PMMA、PVA、PS聚合物绝缘层。

a. 与实施例二相同；

b. 采用真空蒸发方法或溅射方法，直接在绝缘层3上制作两个源漏电极5，然后在两个源漏电极5上表面和两个源漏电极5间沟道区域的绝缘层3上表面上，同时分别采用真空蒸发方法或旋涂方法，制备P型或N型的有机半导体层4，有机半导体层4形成载流子注入层，然后再采用真空蒸发方法或旋涂方法，在有机半导体层4上继续制作同类型的第二层的有机半导体层4，使有机薄膜晶体管的结构具有双层载流子注入层；

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明DNA生物传感器及其制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims

1. 一种DNA生物传感器，由有机薄膜晶体管和DNA分子探针（6）构成，所述DNA分子探针（6）作为识别元件，所述有机薄膜晶体管作为传感器的换能器，将所述DNA分子探针（6）检测的生物信号转换为易检测的电信号，其特征在于：所述有机薄膜晶体管由基板衬底（1）、栅电极（2）、绝缘层（3）、有机半导体层（4）和源漏电极（5）构成，具体结构为在所述基板衬底（1）上依次有所述栅电极（2）和所述绝缘层（3），所述有机半导体层（4）为P型有机半导体材料或N型有机半导体材料；

在所述绝缘层（3）上有所述有机半导体层（4）形成有源层，然后在所述有机半导体层（4）上制作两个所述源漏电极（5），形成底栅顶接触结构；

或者在所述绝缘层（3）上制作两个所述源漏电极（5），然后在两个所述源漏电极（5）上和两个所述源漏电极（5）间沟道区域的所述绝缘层（3）上制作所述有机半导体层（4）形成载流子注入层，形成底栅底接触结构；

通过物理吸附法和在所述栅电极（2）施加偏压，使所述DNA分子探针（6）固定在所述有机半导体层（4）上表面上。

2.根据权利要求1所述的DNA生物传感器，其特征在于：所述有机半导体层（4）包括两层，形成双层有源层或双层载流子注入层，即在所述有机半导体层（4）上继续制作第二层的所述有机半导体层（4），所述DNA分子探针（6）固定在第二层的所述有机半导体层（4）上表面上。

3.根据权利要求1或2所述的DNA生物传感器，其特征在于：所述基板衬底（1）的材料为硅片、玻璃、塑料或者陶瓷。

4.根据权利要求1或2所述的DNA生物传感器，其特征在于：所述栅电极（2）材料为Au、Al、Cu、Mo、Cr、Ti、ITO、W、Ag、Ta和重掺杂硅中的任意一种材料或任意几种材料形成的复合材料，所述源漏电极（5）材料为Au、Ag、Mo、Al、Cu、Cr、Ti、Mg、Ca中的任意一种材料或任意几种材料形成的复合材料。

5.根据权利要求1或2所述的DNA生物传感器，其特征在于：所述绝缘层（3）是由通过溅射或蒸发形成的二氧化硅（SiO₂）、氮化硅（Si₃N₄）、氧化铊（Ta₂O₅）、氧化铝（Al₂O₃）、氧化钛（TiO₂）、氧化锆（ZrO₂）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚酰亚胺（PM）、聚乙烯苯酚（PVP）、聚苯乙烯（PS）和聚乙烯醇（PVA）中的任意一种材料形成的薄膜或任意几种材料形成的复合材料薄膜。

6.根据权利要求1或2所述的DNA生物传感器，其特征在于：所述有机半导体层（4）的P型有机半导体材料为酞菁铜(CuPc)、酞菁锌(ZnPc)、酞菁镍(NiPc)、酞菁钴(CoPc)、自由酞菁(H2Pc)、酞菁铂(PtPc)、酞菁铅(PbPc)、并五苯(Pentacene)、并三苯、并四苯、2,3-二甲基-1,4-并六苯-苯醌(2,3-dimethyl-1,4- hexacene-quinone)、2,3-二甲基-1,4-并五苯-苯醌(2,3-dimethyl-1,4-pentacene- quinone)、6,13-二己基并五苯(6,13-hexylpentacene)、六硫化并五苯(hexathiaphntacene, HTP)、红荧烯、六噻吩(6P)、BP2T、5,5’-二(2-萘基)-2,2’-二噻吩(NaT2)、5,5”-二(2-萘基)-2,2’:5’,2”-三噻吩(NaT3)、NaT4、5,5””-二(2-萘基)-2,2’:5’,2”:5”,2”’:5”’,2””-五噻吩(NaT5)、5,5””-二(2-萘基)- 2,2’:5’,2”:5”,2”’:5”’,2””:5””,2””-六噻吩(NaT6)、2,5-二(2-萘基)-[3,2-b]并二噻吩(NaTT2)、5,5’-二(2-硫茚基)-2,2’-二噻吩(TNT2)、5,5”-二(2-硫茚基)-2,2’:5’,2”-三噻吩(TNT3)、5,5”-二(2-硫茚基)-2,2’:5’,2”:5”,2’”-四噻吩(TNT4)、5,5”-二(2-硫茚基)-2,2’:5’,2”:5”,2’”:5”’,2””-五噻吩(TNT5)、2,5-二(2-硫茚基)-[3,2-b]并二噻吩(TNTT)、5,5’-二(2-硫茚基)-2,2’-二[3,2-b]并二噻吩(TNTT2)、5,5’-二(2-菲基)-2,2’-二噻吩(PhT2)、5,5’-二(2-菲基)-2,2’-二噻吩(PhT2)、5,5”-二(2-菲基)-2,2’:5’,2”-三噻吩(PhT3)、5,5”’-二(2-菲基)-2,2’:5’,2”:5”,2’”-四噻吩(PhT4)、2,5-(2-菲基)-[3,2-b]并二噻吩(PhTT)、5,5’-二(2-菲基)-2,2’-二[3,2-b]并二噻吩(PhTT2)、聚吡咯(polypyrrolle,PP)、聚噻吩 (Polythiophene，PT)、聚三六甲基噻吩（P3HT）、聚苯酚 (Poly(p,p’-biphenol)，PBP)和聚2,5噻吩乙炔(poly(2,5-thienylenevinylene)，PTV)中的任意一种材料或任意几种材料形成的复合材料；

所述有机半导体层（4）的N型有机半导体材料为氟代酞菁铜(F₁₆CuPc)、氟代酞菁锌(F₁₆ZnPc)、氟代酞菁铁(F₁₆FePc)、氟代酞菁钴(F₁₆CoPc)、氯代酞菁铜(Cl₁₆CuPc)、氯代酞菁锌(Cl₁₆ZnPc)、氯代酞菁铁(Cl₁₆FePc)、氯代酞菁钴(Cl₁₆CoPc)、氟代六噻吩(DFH-6T)、氯代六噻吩(DClH-6T)、C₆₀、3,4,9,10-苝四羧酸二酐(PTCDA)，N,N’-二苯基-3,4,9,10-苝四羧酸二胺(DP-PTCDI)、四氰基二甲基醌(TCNQ)、1,4,5,8-萘四羧酸二酐(NTCDA)、1,4,5,8-萘四羧酸二胺(NTCDI)、11,11,12,12-四氰基二甲基萘醌(TCNNQ)和四甲基四硒代富瓦烯(TMTSF) 中的任意一种材料或任意几种材料形成的复合材料。

7.根据权利要求1或2所述的DNA生物传感器，其特征在于：所述DNA分子探针（6）的DNA分子为单链分子、双链分子、线状分子和环状分子中的任意一种分子或任意几种分子的混合体。

8. 一种权利要求1所述的DNA生物传感器的制备方法，由有机薄膜晶体管和DNA分子探针（6）构成，DNA分子探针（6）作为识别元件，所述有机薄膜晶体管作为传感器的换能器，将DNA分子探针（6）检测的生物信号转换为易观测的电信号，其特征在于，有机薄膜晶体管的各结构层分别由下述步骤依次逐层制备：

a. 选用基板衬底（1），采用真空蒸发方法或溅射方法在基板衬底（1）上制备栅电极（2），然后在栅电极（2）上通过溅射方法或蒸发方法制作绝缘层（3）；

b. 采用真空蒸发方法或旋涂方法在绝缘层（3）上制备P型或N型的有机半导体层（4），有机半导体层（4）形成有源层，然后再采用真空蒸发方法或溅射方法，在有机半导体层（4）上制作两个源漏电极（5）；或者采用真空蒸发方法或溅射方法，直接在绝缘层（3）上制作两个源漏电极（5），然后在两个源漏电极（5）上表面和两个源漏电极（5）间沟道区域的所述绝缘层（3）上表面上，同时分别采用真空蒸发方法或旋涂方法，制备P型或N型的有机半导体层（4），有机半导体层（4）形成载流子注入层；

c. 采用在所述栅电极（2）施加偏压的方法和物理吸附法，使所述DNA分子探针（6）固定在所述有机半导体层（4）上表面上，形成DNA生物传感器。

9.根据权利要求6所述的DNA生物传感器的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，采用真空蒸发方法或旋涂方法，在所述有机半导体层（4）上继续制作同类型的第二层的所述有机半导体层（4），使有机薄膜晶体管的结构包括双层有源层或双层载流子注入层；在所述步骤c中，所述DNA分子探针（6）固定于在所述步骤b中制备的第二层的所述有机半导体层（4）上表面上。

10.根据权利要求8或9所述的DNA生物传感器的制备方法，其特征在于：采用真空蒸镀的方法制备栅电极（2）和源漏电极（5），其真空度小于10^-3Pa。