DE4444827C2 - Verfahren und Meßanordnung zum Erfassen eines Probenmaterials in einem Fluid mittels eines ISFET - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Impedanzspek­ troskopie, und insbesondere auf eine Vorrichtung und eine Meßanordnung zum Erfassen eines Probenmaterials in einem Fluid mittels eines ISFET.

Impedanzspektroskopische Meßverfahren bestimmen durch eine elektrische Anregung Veränderungen der komplexen elektri­ schen Impedanz eines Probenmaterials, das aus einem Festkör­ per, einer Flüssigkeit, einem Gas oder aus beliebigen Pha­ senübergängen dieser Materialien bestehen kann. Die elektri­ sche Impedanz einer Probe bzw. eines Phasenübergangs wird durch die verschiedenen physikalischen und chemischen Pro­ zesse beeinflußt, so z. B. durch die Adsorption von Molekü­ len an Festkörperoberflächen, durch eine elektrochemische Wechselwirkung von flüssigen Medien mit Festkörperoberflä­ chen oder durch die Absorption von gasförmigen Komponenten in Festkörpern bzw. Flüssigkeiten.

Folglich ist der Einsatzbereich der Impedanzspektroskopie sehr weit gefächert und erstreckt sich beispielsweise über die folgenden Gebiete:

• - Untersuchungen zur Korrosion von Oberflächen,
• - Untersuchungen zur Polymerisation von Kunststoffen, bei­ spielsweise bei der Aushärtung flüssiger Klebstoffe,
• - Untersuchungen zur Trocknung von Lacken, und
• - Untersuchungen zur Wasser- oder Gasaufnahme von Werk­ stoffen.

Ein weiteres Einsatzgebiet impedanzspektroskopischer Meßver­ fahren sind chemische bzw. physikalische Wechselwirkungen am Phasenübergang zwischen dem Gateisolatormaterial eines io­ nensensitiven Feldeffekttransistors (ISFET) und einem flüs­ sigen Medium.

Ein Bereich dieses Gebiets umfaßt die chemische Sensorik und hierbei insbesondere die sogenannte Immunosensorik. Die Wechselwirkung eines in der Flüssigphase vorhandenen Analy­ ten mit einem zugehörigen, auf dem Gateisolator immobili­ sierten Rezeptormolekül erzeugt dabei eine Änderung der Grenzflächenimpedanz, die meßtechnisch erfaßbar ist und zur Bestimmung der Konzentration des Analyten herangezogen wird.

Im Stand der Technik sind Immunosensoren auf impedanzspek­ troskopischer Basis derzeit sowohl auf der Basis planarer Schichtstrukturen als auch auf der Basis ionensensitiver Feldeffekttransistoren bekannt.

Bekannte planare Schichtstrukturen beruhen auf einer plana­ ren Gold-Silizium-Siliziumdioxid-Struktur. Auf der Isolator­ schicht ist das Rezeptormolekül immobilisiert. Der Sensor wird in einem Flüssigkeitsmedium betrieben, wobei die leit­ fähige metallische Rückseite des Sensors elektrisch isoliert sein muß. In die Flüssigkeit wird eine Gegenelektrode (oder Referenzelektrode) eingetaucht, wodurch sich eine Kondensa­ torstruktur ergibt, die die Abfolge Gegenelektrode-Flüssig­ keit-Rezeptorschicht-Isolatorschicht-Sensorsubstrat auf­ weist. Diese Kondensatorstruktur ermöglicht es, Impedanzän­ derungen an der Flüssig-Fest-Phasengrenze meßtechnisch zu bestimmen. Hierbei dient als Meßgröße üblicherweise die elektrische Kapazität der Struktur.

Ein Nachteil dieser bekannten Struktur besteht darin, daß die erfaßbaren Kapazitätsänderungen sich im Bereich von etwa 10 . . . 100 pF/cm² bei Konzentrationsänderungen von etwa 1 ng/ml bewegen, und damit vergleichsweise gering sind. Durch para­ sitäre Auswirkungen der Meßapparatur treten ferner Streuka­ pazitäten auf, die das Meßergebnis sehr leicht verfälschen können.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Struktur besteht dar­ in, daß diese vergleichsweise groß ist (Fläche: einige cm².) Hierdurch entstehen Inkubationszeiten von mehreren Stunden, bis sich an der Grenzfläche ein stabiles chemisches Reak­ tionsgleichgewicht eingestellt hat.

Wiederum ein weiterer Nachteil dieser bekannten Struktur be­ steht darin, daß durch ein allmähliches Unterkriechen der Abdichtung am Sensor im Langzeitbetrieb zusätzliche, zeit­ lich variable Streukapazitäten entstehen, die die Grundkapa­ zität des Sensors weiter verfälschen.

Eine weitere bekannte Meßanordnung beruht auf einem ISFET- Sensor, auf dessen Gateisolator eine Schicht aus Rezeptormo­ lekülen immobilisiert ist. Der Sensor wird in einem Flüssig­ medium betrieben, das mit einer Glas-Referenzelektrode kon­ taktiert ist. Über die Referenzelektrode wird eine sinusför­ mige Wechselspannung mit konstanter Amplitude und variabler Frequenz eingespeist. Das elektrische Ausgangssignal des ISFET zeigt dadurch gleichfalls eine Wechselspannungskompo­ nente, deren Amplitude mit steigender Frequenz zunächst kon­ stant bleibt und erst oberhalb einer bestimmten Grenzfre­ quenz abnimmt. Durch Wechselwirkungen an der Gateisolator­ oberfläche kommt es zu Veränderungen dieser Grenzfrequenz, die damit als indirekte Meßgröße verwendet werden kann.

Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Ein­ kopplung der Wechselspannung über die Referenzelektrode er­ folgt, die ihrerseits ein komplexes Impedanzverhalten auf­ weist, das als parasitäre Störung wirksam sein kann und un­ ter Umständen sogar das Übertragungsverhalten der gesamten Schaltung dominiert.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Bestimmung ei­ ner Grenzfrequenz an einer kontinuierlich abfallenden Flanke des Amplitudenverlaufs technisch aufwendig ist.

Aus der DE 34 45 164 A1 ist bereits eine Vorrichtung zum Messen von Ionen-Konzentrationen in einer Meßflüssigkeit bekannt, bei der innerhalb eines Behälters eine auf ein festes Spannungspotential gelegte Bezugselektrode sowie ein Ionen-empfindlicher Feldeffekttransistor mit einem Gate- Abschnitt vorgesehen sind, welcher selektiv auf die zu er­ fassenden Ionen anspricht. Eine Potentialsteuerschaltung liegt zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode und regelt die Potentialdifferenz zwischen der Source-Elek­ trode und der Drain-Elektrode derart, daß ein vorbestimmter Potentialdifferenzwert beibehalten wird. Mittels eines Span­ nungsmeßgerätes wird das Potential der Source-Elektrode gegenüber Masse als Maß für die Ionenkonzentration gemessen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen­ den Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Meßanordnung zum Erfassen eines Probenmaterials in einem Fluid mittels eines ISFET zu schaffen, bei dem eine Refe­ renzelektrode keine störenden Auswirkungen auf das Ausgangs­ signal eines ISFET hat und die Bestimmung einer Meßgröße einfach ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 durch eine Meßanordnung nach Anspruch 8 gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Erfassen eines Probenmaterials in einem Fluid mittels eines ISFET, dessen Isolator mit einer Rezeptorschicht versehen ist, das folgende Verfahrensschritte aufweist:

• a) Anlegen eines Signals mit bekannter Frequenz an den ISFET;
• b) Anlegen eines Bezugspotentials an eine in dem Fluid an­ geordnete Referenzelektrode;
• c) Bestimmen eines ersten Übertragungsverhaltens des ISFET in einem Probenmaterial-freien Fluid;
• d) Einbringen des Gateisolators in ein das Probenmaterial enthaltendes Fluid;
• e) Bestimmen eines zweiten Übertragungsverhaltens des ISFET in einem Probenmaterial-freien Fluid; und
• f) Bestimmen der vom Gateisolator adsorbierten Probenma­ terialmenge aus dem ersten und zweiten Übertragungs­ verhalten.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Meßanordnung zum Er­ fassen eines Probenmaterials in einem Fluid, mit

• - einem ISFET mit einem Source-, Drain- und Substratan­ schluß;
• - einer Rezeptorschicht auf einem Gateisolator des ISFET;
• - einer Referenzelektrode in dem Fluid, an die ein Bezugs­ potential anlegbar ist;
• - zwei Gleichspannungsquellen zum Anlegen je einer Gleich­ spannung zwischen den Drainanschluß und den Sourcean­ schluß und zwischen den Sourceanschluß und den Substrat­ anschluß;
• - einer Signalquelle zur Einspeisung einer Wechselspannung mit variabler und bekannter Frequenz in das Substrat des ISFET; und
• - einer Meßeinrichtung, die das Ausgangssignal des ISFET hinsichtlich seiner Amplitude und Phasenlage analysiert und mit dem Signal die Signalquelle vergleicht.

Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß durch die inhärente Verstärkereigenschaft des ISFET das Aus­ gangssignal im Unterschied zu den planaren Sensoren nieder­ ohmig ist und folglich wesentlich weniger störanfällig ist. Ferner treten Streueffekte durch eine Unterwanderung des Einkapselungsmaterials ebenfalls nicht mehr in Erscheinung.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß es die Verstärkerei­ genschaft ermöglicht, den ISFET-Sensor zu miniaturisieren, wobei typische Gateisolatorflächen hierbei in der Größenord­ nung von 0,02 . . . 0,1 mm² liegen. Hierdurch wird ein wesentlich geringeres Analytvolumen benötigt und die Inkubationszeiten sind aufgrund geringer Diffusionslängen im Analytvolumen er­ heblich kürzer.

Wiederum ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung be­ steht darin, daß durch die Signaleinkopplung am Substratan­ schluß des ISFET ein Übertragungsverhalten mit einem Maxi­ malwert entsteht, der technisch einfach bestimmt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der Signaleinkopplung am Substratan­ schluß besteht darin, daß zwei Parameter, die charakteristi­ sche Frequenz sowie der zugehörige Wert des Amplitudenver­ hältnisses, zur Signalauswertung zur Verfügung stehen. Dies führt zu einer erhöhten Redundanz.

Wiederum ein weiterer Vorteil der Signaleinkopplung am Sub­ stratanschluß des ISFET besteht darin, daß lediglich das Wechselspannungs-Übertragungsverhalten ausgewertet wird. Folglich ist ein stabiles elektrochemisches Gleichspannungs­ potential an der Referenzelektrode nicht erforderlich. An­ stelle der bei ISFET-Sensoren üblicherweise notwendigen Glas-Referenzelektrode kann bei der Meßanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung eine einfache metallische Elektrode als Referenzelektrode verwendet werden. Hierdurch entfallen alle bei Glaselektroden auftretenden Nachteile, wie z. B. der erforderliche Wartungsaufwand, eine mögliche Vergiftung des Innenelektrolyten, eine Verstopfung des Glasdiaphragmas oder die Bruchgefahr des Glaskörpers.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Meßanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein typisches Übertragungsverhalten der Meßanordnung nach Fig. 1 für einen unbeschichteten ISFET-Sensor; und

Fig. 3 ein typisches Übertragungsverhalten der Meßanordnung nach Fig. 1 für einen ISFET-Sensor vor und nach der Beschichtung mit einer Rezeptorschicht sowie nach der Inkubation in wässerigen Lösungen mit unter­ schiedlichen Konzentrationen eines zugehörigen Analyten.

Vor der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im folgenden die erfindungsgemäße Meßanordnung zur Durchfüh­ rung dieses Verfahrens anhand der Fig. 1 näher beschrieben.

Die erfindungsgemäße Meßanordnung umfaßt einen ionensensi­ tiven Feldeffekttransistor 100 (ISFET), der einen Sourcean­ schluß 102, einen Drainanschluß 104, einen Substratanschluß 106 sowie einen Gateisolator 108 aufweist.

Auf dem Gateisolator 108 des ISFET 100 ist eine Rezeptor­ schicht (nicht dargestellt) angeordnet.

Eine Referenzelektrode 110, an die ein Bezugspotential 112 anlegbar ist, ist in einem Fluid 114, das in Fig. 1 ledig­ lich schematisch dargestellt ist, angeordnet. Das Bezugspo­ tential 112 ist in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ beispiel das Massepotential der Meßanordnung.

Die Meßanordnung in Fig. 1 umfaßt ferner eine erste Gleich­ spannungsquelle 116, die zwischen dem Sourceanschluß 102 und dem Substratanschluß 106 eine konstante Gleichspannung U_SS,0 anlegt. Eine weitere Gleichspannungsquelle 118 liegt zwi­ schen dem Sourceanschluß 102 und dem Drainanschluß 104 eine Gleichspannung U_DS,0 an. Über eine Konstantgleichstromquelle 120 wird der zwischen dem Drainanschluß 104 und dem Source­ anschluß 102 fließende Drainstrom I_D,0 eingestellt.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Konstantgleich­ stromquelle 120 mit einem ihrer Anschlüsse mit dem Sourcean­ schluß 102 und mit dem anderen ihrer Anschlüsse mit einer negativen Vorspannungsspannung U⁻ verbunden. Ferner ist zwi­ schen dem Sourceanschluß 102 und dem Knoten K3 ein Impedanz­ wandler 134 geschaltet.

Eine Signalquelle 122, deren eine Anschlußleitung zwischen dem Substratanschluß 106 und der Gleichspannungsquelle 116 geschaltet ist und deren andere Anschlußleitung gegen Masse geschaltet ist, erzeugt eine Wechselspannung U_SS,1 mit variabler und bekannter Frequenz, die in die Source des ISFET eingespeist wird. Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt diese Einspeisung derart, daß die Gleichspannung U_SS,0 über ein Addiererbauglied 124 mit der Wechselspannung U_SS,1 additiv überlagert wird.

Die erfindungsgemäße Meßanordnung umfaßt eine Meßeinrichtung 126, die bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vier Anschlüsse 128 bis 132 aufweist.

Der Anschluß 128 ist mit einem Knoten K1 verbunden, der zwi­ schen Signalquelle 122 und dem Addiererbauglied 124 ist. Der Anschluß 129 der Meßeinrichtung 126 ist mit einem Knoten K2 verbunden, der zwischen der Signalquelle 122 und Masse liegt. Der Anschluß 130 ist mit einem Knoten K3 verbunden, der zwischen dem Sourceanschluß 102 und der Gleichspannungs­ quelle 118 liegt. Der Anschluß 131 der Meßeinrichtung 126 ist mit einem Knoten K4 verbunden, der mit Masse verbunden ist.

Zwischen dem Knoten K3 und K4 liegt ein Ausgangssignal U_A der Meßanordnung an, das dem Signal U_S zwischen dem Source­ anschluß 102 und Masse entspricht.

Die Meßeinrichtung 126 analysiert das Ausgangssignal U_A des ISFET bezüglich seiner Amplitude und seiner Phasenlage und vergleicht es mit dem Signal U_SS,1 der Signalquelle 122.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Meßein­ richtung 126 ein Vektorvoltmeter.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Probenmaterial, das in dem Fluid 114 enthalten ist, ein Analyt und die auf dem Gateiso­ lator 108 aufgebrachte Rezeptorschicht bindet die Analytmo­ leküle. Das Analyt kann beispielsweise Heparin sein und die Rezeptorschicht kann aus Protaminsulfat bestehen.

Es ist offensichtlich, daß andere Analyte und entsprechende Rezeptorschichten verwendet werden können.

Im folgenden wird anhand der Fig. 2 und 3 das erfindungsge­ mäße Verfahren näher beschrieben. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird beispielsweise die in Fig. 1 beschriebene Meßanordnung verwendet.

In einem ersten Schritt werden über die Signalquellen 116 und 122 ein Signal mit bekannter Frequenz an den ISFET 100 angelegt.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird die in dem Fluid 114 angeordnete Referenzelektrode 110 mit einem Bezugspotential 112 verbunden.

Anschließend wird der ISFET in einem dritten Verfahrens­ schritt in ein Fluid eingetaucht, das kein Probenmaterial aufweist und über die Meßeinrichtung 126 wird ein erstes Übertragungsverhalten des ISFET 100 bestimmt.

In einem vierten Verfahrensschritt wird der Gateisolator in ein Fluid eingebracht, das das Probenmaterial enthält.

Anschließend wird in einem fünften Verfahrensschritt, wie­ derum in einem Fluid, das kein Probenmaterial aufweist, ein zweites Übertragungsverhalten des ISFET bestimmt und ab­ schließend wird in einem sechsten Verfahrensschritt die vom Gateisolator adsorbierte Probenmaterialmenge aus dem ersten und dem zweiten Übertragungsverhalten bestimmt.

Die Bestimmungen des Übertragungsverhaltens erfolgen in der Meßeinrichtung 126, wobei hierbei als Meßgröße der Wechsel­ spannungsanteil U_S,1 der Spannung U_S (entspricht der Span­ nung U_A) am Sourceanschluß 102 des ISFET 100 in Bezug auf die Masse der Meßanordnung dient.

In Fig. 2 ist ein typisches Übertragungsverhalten eines ISFET 1 anhand eines meßtechnisch bestimmten Verhältnisses der Wechselspannungsamplituden U_S,1/U_SS,1 abhängig von der Frequenz der eingespeisten Wechselspannung U_SS,1 darge­ stellt. Es ist zu erkennen, daß sich bei einer charakteri­ stischen Frequenz f_max ein Maximum dieser Kurve einstellt, wobei die Frequenzlage und die Höhe der charakteristischen Frequenz f_max durch die Adsorption von Probenmaterial an dem Gateisolator 108 beeinflußt wird.

In Fig. 3 sind einige Beispiele der Auswirkung dieser Ad­ sorption dargestellt.

Die in Fig. 3 dargestellten Signalverläufe wurden bei einem bestimmten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfah­ rens aufgezeichnet, bei dem das Probenmaterial ein Analyt ist und die Rezeptorschicht eine Bindung der Analytmoleküle ermöglicht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel be­ steht die Rezeptorschicht aus Protaminsulfat und bei dem Analyt handelt es sich um Heparin.

In Fig. 3 sind Beispiele für die Auswirkung einer Anordnung der Rezeptorschicht Protaminsulfat auf dem Gateisolator 108 sowie der Einfluß der Anlagerung des zugehörigen Reaktions­ partner Heparin in verschiedenen Konzentrationen darge­ stellt.

Es ist deutlich zu erkennen, daß mit steigender Heparinkon­ zentration eine entsprechende Zunahme der charakteristischen Frequenz f_max sowie eine Abnahme des zugehörigen Maxiamal­ wertes von U_S,1/U_SS,1 auftritt.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Verfahrensschritten kann das erfindungsgemäße Verfahren abhängig von dem zu er­ fassenden Probenmaterial weitere Verfahrensschritte aufwei­ sen.

Nach dem vierten Schritt (dem Einbringen des Gateisolators in das Fluid, das das Probenmaterial enthält) kann ein wei­ terer Schritt eingefügt sein, bei dem nicht-adsorbiertes Probenmaterial von dem Gateisolator entfernt wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schließt dies die Beseiti­ gung von unspezifisch gebundenen Substanzen ein.

Um eine mehrmalige Verwendung der erfindungsgemäßen Meßan­ ordnung zu ermöglichen, ist es erforderlich, daß nach dem Durchführen der Messung ein weiterer Verfahrensschritt er­ folgt, bei dem das adsorbierte Probenmaterial vom Gateisola­ tor 108 entfernt wird, um diesen zu regenerieren.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfolgt der Schritt des Reinigens mittels eines Reagenz (z. B. Natriumchlorid) das es ermöglicht, die gebun­ denen Analytmoleküle wieder von der Rezeptorschicht abzulö­ sen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schließt der Schritt c) - Bestimmungen eines er­ sten Übertragungsverhaltens des ISFET - eine Nullpunktmes­ sung ein.

Es ist offensichtlich, daß neben den oben beschriebenen Ana­ lyten und Rezeptorschichten, wie z. B. Heparin und Protamin­ sulfat, weitere Analyte und zugehörige Rezeptorschichten verwendet werden können.

Das oben beschriebene Verfahren und die Meßanordung sind nicht auf den Einsatz in der chemischen Sensorik beschränkt. Vielmehr ist das erfindungsgemäße Verfahren und die Meßanor­ dnung zur Erfassung aller chemischen oder physikalischen Wechselwirkungen am Phasenübergang zwischen einem Gateisola­ tormaterial eines ISFET und einem Fluid einsetzbar.

Claims (13)

1. Verfahren zum Erfassen eines Probenmaterials in einem Fluid (114) mittels eines ISFET (100), dessen Gateisola­ tor (108) mit einer Rezeptorschicht versehen ist, ge­ kennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• a) Anlegen eines Signals mit bekannter Frequenz an den ISFET (100);
• b) Anlegen eines Bezugspotentials (112) an eine in dem Fluid (114) angeordnete Referenzelektrode (110);
• c) Bestimmen eines ersten Übertragungsverhaltens des ISFET (100) in einem Probenmaterial-freien Fluid;
• d) Einbringen des Gateisolators (108) in ein das Pro­ benmaterial enthaltendes Fluid;
• e) Bestimmen eines zweiten Übertragungsverhaltens des ISFET (100) in einem Probenmaterial-freien Fluid; und
• f) Bestimmen der vom Gateisolator (108) adsorbierten Probenmaterialmenge aus dem ersten und zweiten Über­ tragungsverhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgen­ den Verfahrensschritt:
Entfernen von nicht-adsorbiertem Probenmaterial von dem Gateisolator (108) nach dem Schritt d).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt

• g) Entfernen des adsorbierten Probenmaterials vom Gate­ isolator (108) zum Regenerieren des Gateisolators (108).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schritt c) eine Nullpunktmessung einschließt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß
das Probenmaterial ein Analyt ist; und
die Rezeptorschicht eine Bindung von Analytmolekülen er­ möglicht.

6. Verfahren nach Anspruch 5 in Rückbeziehung auf Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerieren des Gateisolators (108) mittels eines Reagenz durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß
die Rezeptorschicht aus Protaminsulfat besteht;
das Analyt Heparin ist; und
das Reagenz Natriumchlorid ist.

8. Meßanordnung zum Erfassen eines Probenmaterials in einem Fluid (114), gekennzeichnet durch

• - einen ISFET (100) mit einem Source-, Drain- und Sub­ stratanschluß (102, 104, 106);
• - eine Rezeptorschicht auf einem Gateisolator (108) des ISFET (100);
• - eine Referenzelektrode (110) in dem Fluid (114), an die ein Bezugspotential (112) anlegbar ist;
• - zwei Gleichspannungsquellen (116, 118) zum Anlegen je einer Gleichspannung (U_SS,0, U_DS,0) zwischen den Drainanschluß und den Sourceanschluß und zwischen den Sourceanschluß und den Substratanschluß;
• - eine Signalquelle (122) zur Einspeisung einer Wech­ selspannung (U_SS,1) mit variabler bekannter Frequenz in das Substrat des ISFET (100); und
• - eine Meßeinrichtung (126), die das Ausgangssignal (U_A) des ISFET (100) hinsichtlich seiner Amplitude und Phasenlage analysiert und mit dem Signal (U_SS,1) der Signalquelle (122) vergleicht.

9. Meßanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugspotential (112) das Massepotential der Meßanordnung ist.

10. Meßanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßeinrichtung (126) ein Vektorvoltmeter umfaßt.

11. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das Probenmaterial ein Analyt ist; und
die Rezeptorschicht Analytmoleküle bindet.

12. Meßanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rezeptorschicht aus Protaminsulfat besteht; und
das Analyt Heparin ist.

13. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekenn­ zeichnet durch
eine Konstantgleichstromquelle (120), durch die ein zwi­ schen Drain- und Sourceanschluß (102, 104) fließender Drainstrom (I_D,0) einstellbar ist.