KR20040086196A - 선택된 종의 전기적 검출 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 전계효과 트랜지스터(organic field effect transistor) 및 당해 트랜지스터를 조립하는 방법에 대한 것이다. 트랜지스터는 유기 분자를 포함하는 반도체 필름을 포함한다. 표적 분자에 결합할 수 있는 프로브 분자는 반도체 필름의 외면에 결합하여서 필름의 내부에 실질적으로 프로브 분자가 존재하지 않도록 한다.

Description

선택된 종의 전기적 검출 {The electrical detection of selected species}
일반적으로, 본 발명은 선택된 종(種), 특히 생물학적으로 관련된 종의 전기적 검출에 관한 것이다. 더욱 명확하게, 본 발명은 유기 전계효과 트랜지스터를 포함하는 바이오센서 장치 및 상기 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
많은 생물학적 종, 예를 들어, 천연 발생 DNA, RNA, 단백질 및 다른 천연 발생 분자뿐 아니라 인공 압타머, 합성 변형된 단백질 또는 독소를 빠르고 동시적으로 검출하는데 관심이 높다. 바이오센서 기술의 진보로 다수의 잠재적 의학적 적용, 예를 들어, 약제의 발견, 유전적 돌연변이 검출 및 유전자 치료 효과의 평가 또는 생물학적 독소의 확인이 촉진되고 있다.
예를 들어서, 단백질, 호르몬 및 다양한 병원체를 검출하는 것에 대한 전통적인 방사-면역 검정적 접근은 미세 배열을 형성하는 고체 지지체에 항체를 결합한 후 항체 배열에 분석물을 노출시키는 것을 포함한다. 유사하게 DNA 단편의 분석은 단일 쇄 표적 DNA 단편을 고정시키고, 예를 들어, 미세 배열을 형성하는 고체 지지체에서 개개의 웰에 유기체 게놈을 제시하는 것을 포함한다. DNA 칩으로도 공지된, 상기 DNA 미세 배열은 특이 표적 DNA 단편을 검출하는데 상당한 고감도 수단을 제공한다. 미세 배열은 표적 DNA 단편을 미지의 cDNA 또는 mRNA의 형광 표지 프로브에 노출시킴으로써 분석한다. 프로브 cDNA 또는 mRNA의 핵산 서열이 표적 DNA의 핵산 서열과 상보적인 경우, 프로브 cDNA 또는 mRNA는 상기 DNA 단편과 하이브리드화한다. 이어서, cDNA 또는 mRNA에 부착된 형광 표지를 레이저 및 고감도 형광 검출 기기의 도움으로 검출한다.
그러나, 상기 DNA 미세 배열 및 기타 형태의 배열은 다수 요인으로 광범위한 적용이 제한된다. 예를 들어, 미세 배열 및 형광 표지된 cDNA와 mRNA 프로브는 생산하거나 구입하기에 고가이다. 형광을 개시하는 레이저, 검출 기기, 예를 들어, 공초점 현미경 및 형광 검출 기기의 고비용으로 상기 기술의 광범위한 적용이 역시 제한된다. 또한, 상기 기기의 전단 크기는 DNA 미세 배열을 분석할 수 있는 물리적 위치를 제한한다.
전기적 바이오센서 장치는 DNA 및 RNA를 검출하는 대안적 수단으로서 제안되고 있다. 특정 검정 용액 중에 표적 분자의 농도에 상응한 전기적 판독은 미세 배열 기술을 적용하는데 필요한 기기의 크기 및 비용을 실질적으로 감소시킬 것이다. 종래 바이오센서 장치는 단일 쇄 핵산 서열의 프로브 올리고뉴클레오티드의 선택된 종으로 작용기화된 유기 중합체로 구성된 반도체 필름을 포함하는 전극을 사용하고 있다. 또한, 유기 중합체의 단량체는 작용기화된 후 중합하여서 작용기화된 유기 중합체를 형성한다. 어느 경우에도, 프로브 올리고뉴클레오티드는 측쇄로서 유기 중합체에 부착한다. 이어서 반도체 필름이 작용기화된 유기 중합체로 구성된다. 적당한 상보적인 표적 핵산 서열을 함유하는 액체에 노출된 경우, 프로브 및 표적 핵산 서열은 하이브리드화하여서, 반도체 필름으로 혼입된 작용기화된 유기 중합체의 전도성에서 검출 가능한 변화를 야기한다.
본 발명의 한 가지 목적은 다양한 표적 생물학적 종의 검출용 고감도 전기적 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상기 장치를 조립하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 전기적 장치의 실제 적용이 불량한 감도에 기인하여서 어느 정도 제한되며, 이는 부분적으로, 유기 중합체의 측쇄의 작용기화가 중합체의 전도성을 감소시키기 때문이라는 것을 인식하고 있다. 또한, 유기 중합체 전체에 걸쳐서 부착된 프로브 분자와 표적 생물학적 분자의 결합은 소량의 표적 생물학적 분자의 검출이 가능하도록 전도성에서 충분히 큰 변화를 초래하지 못한다.
상기 결점에 대처하기 위해서, 본 발명의 한 양태는 생물학적 표적 분자의 검출용 유기 전계효과 트랜지스터를 제공한다. 이러한 트랜지스터는 유기 분자를 포함하는 반도체 필름을 포함한다. 또한, 프로브 분자는 반도체 필름의 외면에 결합하여서, 필름의 내부에는 실질적으로 프로브 분자가 존재하지 않는다.
다른 양태에서, 본 발명은 추가로 생물학적 표적 분자의 검출용 유기 전계효과 트랜지스터를 조립하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 소스와 드레인 사이에 유기 분자를 포함하는 반도체 필름을 형성하는 것을 포함하는, 트랜지스터 채널을 형성하는 것을 포함한다. 트랜지스터 채널 형성은 또한 반도체 필름의 외면에 프로브 분자를 결합하는 것을 포함하는데, 상기 반도체 필름 내부는 실질적으로 프로브 분자가 존재하지 않는다.
본 발명의 또다른 양태는 생물학적 표적 분자의 검출용 바이오센서 시스템이다. 바이오센서 시스템은 바이오센서 장치, 샘플 및 검정 시스템을 포함한다. 바이오센서 장치는 하나 이상의 유기 전계효과 트랜지스터를 포함하고, 각각의 트랜지스터는 트랜지스터 채널을 포함한다. 채널은 다시 유기 분자를 포함하는 반도체 필름, 및 반도체 필름의 외면에 결합된 프로브 분자를 포함하여서, 반도체 필름 내부에는 실질적으로 프로브 분자가 존재하지 않게 된다. 샘플은 하나 이상의 프로브 분자에 또는 당해 분자와 결합하도록 배열된 표적 분자를 보유할 수 있다. 검정 시스템은 바이오센서 장치가 샘플과 접촉하도록 배열된다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 파악하는 경우 하기의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 다양한 도면은 척도에 따라 작성하지 않을 수 있고 명확한 논의를 위해 임의로 확대하거나 축소할 수 있다. 본원에서 첨부된 도면에 관련하여 다음의 상세한 설명을 참고할 수 있다.
도 1은 본 발명의 유기 전계효과 트랜지스터의 상세한 단면을 도식적으로 나타내고 있다.
도 2a 내지 도 2f는 다양한 제조 단계에서 본 발명의 유기 전계효과 트랜지스터의 단면을 도식적으로 나타내고 있다.
도 3은 본 발명의 바이오센서 시스템의 상세한 단면을 도식적으로 나타내고 있다.
종래의 생물학적 표적 분자 검출용 바이오센서의 불량한 전도성은 프로브 분자가 바이오센서내 반도체 필름의 유기 중합체 전체에 걸쳐서 내부 측쇄에 부착되어 있기 때문이라는 인식으로부터 본 발명은 출발한다. 핵산 또는 아미노산 서열을 포함하는 프로브 분자, 예를 들어, DNA 또는 단백질은 작용기화된 유기 중합체로 구성된 배향된 반도체 필름의 형성을 방해한다. 차례로, 이는 반도체 필름의 반도체 유기 중합체 사이에서 효율적인 전하 전달을 불리하게 감소시킨다. 또한, 본 발명은 DNA와 같은 프로브 분자가 필름 내부 전체에 걸쳐서 혼입되는 경우, 실질적인 절연성을 나타내고, 그로 인하여 필름의 전도성을 추가로 감소시킨다는 것을 인식한다.
본 발명은 추가로, 전기 전도성 유기 분자를 포함하는 반도체 필름과 필름의 외면에 실질적으로 부착된 프로브 분자를 갖는 바이오센서 장치를 형성하는 것에 대한 잇점을 인식한다. 필름 내부에서 프로브 분자의 완전한 부재 또는 실질적인 부재로 유기 분자의 균일하고 밀접하게 패킹된 결정성 또는 다결정성 필름을 형성하는 것이 촉진된다. 이는 필름의 전하 전달 특성이, 일반적으로 하나 이상의 공액 파이 결합을 가지는 유기 분자의 효율적인 패킹에 의존하여서 공액 파이 결합시스템을 형성하기 때문에 유리하다. 인접한 유기 분자의 공액 파이 결합 시스템 사이의 거리가 감소함에 따라 하나의 유기 분자에서 다른 분자로의 전하 전달의 효율은 증가한다.
도 1은 생물학적 표적 분자의 검출용 유기 전계효과 트랜지스터(100)를 나타내는 도식이다. 트랜지스터(100)는 유기 분자(120)를 포함하는 반도체 필름(115)을 가지는 트랜지스터 채널(110)을 포함한다. 트랜지스터(100)는 반도체 필름(115)의 외면(130)에 결합된 프로브 분자(125)를 추가로 포함하는데, 필름(115)의 내부에는 프로브 분자(125)가 완전히 존재하지 않는것이 아니라면, 실질적으로 존재하지 않는다. 본 발명의 목적을 위해, 용어 "프로브 분자가 실질적으로 존재하지 않는다"는 필름(115)의 내부에 기껏해야 프로브 분자(125)가 미량으로 존재한다는 것으로 해석한다. 예를 들어, 유기 분자(120)가 소수성인 양태에서, 친수성 프로브 분자(125), 예를 들면, 특정 핵산 또는 아미노산 서열은 필름 내부로부터 배제될 것이다. 상기 양태에서, 필름 내부(115)에 프로브 분자(125)의 미량이란 유기 분자(120)중에 프로브 분자(125)의 용해도와 같거나 그 이하일 것이다.
바람직한 양태에서, 유기 분자(120)는 공액 파이 결합 시스템을 가지고 있으나, 유기 분자(120)를 가지는 반도체 물질은 본 발명의 범위내에 있다. 바람직하게, 필름(115)의 유기 분자(120)는 배향된 결정성 또는 다결정성 구조를 가진다. 유기 분자(120)는 반도체 필름(115)을 형성할 수 있는 임의의 탄소 함유 화합물일수 있다. 더욱 바람직하게, 유기 분자(120)는 전계효과 고 이동성(즉, 약 10-4㎠/V·s 이상)을 나타낸다. 더욱 더 바람직하게, 유기 분자(120)는 10-2㎠/V·s 이상의 전계효과 이동성을 가지고, 공액 파이 시스템을 가지는 분자, 즉 올리고티오펜 또는 폴리티오펜으로 예시될 수 있다.
특정의 바람직한 양태에서, 유기 분자(120)는 올리고머이다. 올리고머가 임의의 치환된 중합체보다 더욱 바람직한 것은 필름 내부에 프로브 분자(125)가 존재하지 않는 배향된 결정성 필름을 형성하는 올리고머의 더 나은 역량에 기인한다. 본 발명의 목적을 위해서, 반도체 필름(115)의 유기 분자(120)에 적용되는 것과 같은 용어 "올리고머"는 2 내지 100개의 반복 단위를 가지는 분자를 지칭한다. 용어 "중합체"는 100개 이상의 반복 단위를 가지는 유기 분자(120)를 지칭한다. 바람직한 양태에서 유기 분자(120)는 4 내지 20개, 및 더욱 바람직하게 4 내지 10개의 반복 단위를 가지는 올리고머이다.
예를 들어, 올리고티오펜은 2 내지 100개의 티오펜 반복 단위를 가지는 반면, 폴리티오펜은 100개 이상의 티오펜 반복 단위를 가진다. 바람직한 양태에서, 유기 분자(120)는 섹시티오펜이고, 더욱 바람직하게는 알파 섹시티오펜이다. 그러나, 기타 반도체 유기 화합물 또한 본 발명의 범위내에 있다. 비제한적 예로 올리고페닐 또는 폴리페닐 화합물을 포함한다. 유기 분자(120)는 또한 펜타센, 비-벤조이드 방향족 환 또는 헤테로사이클릭 환, 예를 들어, 티오펜에서와 같이 서로 결합된 상이한 벤조이드 방향족 환 구조, 예를 들면, 벤젠, 나프탈렌 또는 안트라센환의 배합물을 포함할 수 있다.
반도체 필름(115)은 유기 분자의 단층 또는 유기 분자의 다층을 포함할 수 있다. 필름은 약 20 Å 이상의 두께(132)를 가질 수 있다. 바람직한 양태에서, 필름(115)은 약 20 내지 약 100 Å 사이의 두께(132)를 가진다. 필름(115)의 유기 분자(120)가 섹시티오펜을 포함하는 양태에서, 필름 두께(132)는 섹시티오펜의 1 내지 3분자 층에 상응한다.
수득되는 바이오센서 장치가 더욱 고감도일 것으로 기대되기 때문에, 상기 언급한 범위내의 두께(132)와 같은 얇은 필름(115)이 바람직하다. 이는 반도체 필름(115)을 통해 통과하는 전류가 절연층(140)(예를 들어, 게이트 유전체) 및 반도체 필름(115) 사이의 경계면(135)에서 일차적으로 흐르는 것으로 여겨지기 때문이다. 프로브 분자(125)가 상기 경계면 135에 더 밀접할수록, 트랜지스터(100)는 표적 분자(145)가 프로브 분자(125)에 결합하는 것과 연관된 채널 이동성 또는 채널 전도성에서의 변화가 더욱 고감도일 수 있다. 특히, 채널 전도성 또는 채널 이동성 중 하나 또는 모두는 표적 분자(145)가 프로브 분자(125)에 결합하는 것에 기인하여 변화함으로써, 표적 분자(145)를 검출하는 방법을 제공한다.
초박 필름(115)(예를 들어, 약 30 Å 미만의 두께(132))가 바람직한 양태에서, 반도체 필름(115)은 바람직하게 유기 분자(120)의 단층을 포함한다. 한 양태에서, 유기 분자(120)의 밑에 놓인 절연층(140)에 공유적으로 부착하는 것이 바람직하다. 상기 양태에서, 프로브 분자에 결합된 말단(155)의 반대편인 유기 분자의 말단(150)은 절연층(140)에 공유 부착을 촉진하기 위해서 작용기화된다. 예를 들어, 절연층(140)이 이산화규소라면, 유기 분자의 말단(150)은 실란 잔기로 작용기화될 수 있다.
다른 양태에서, 반도체 필름이 필름 외면(130)에 위치한 유기 분자의 말단(150)에 결합된 링커 분자(160)를 추가로 포함하는 것은 잇점이 있다. 링커 분자(160)에 부착된 하나 이상의 작용기(162, 164)는, 하기에서 추가로 논의되는 바와 같이, 프로브 분자(125)와 유기 분자(120)의 결합을 촉진시킨다. 결합은 링커 분자(160) 및 유기 분자(120) 또는 프로브 분자(125) 사이에 공유 또는 비공유 상호작용을 포함할 수 있다. 링커 분자(160)는 또한 프로브 분자 및 유기 분자가 서로 결합되는 경우 프로브 분자를 유기 분자로부터 분리할 수 있도록 하는 하나 이상의 스페이서 그룹(166)을 가질 수 있다. 스페이서 그룹(166)은 프로브 분자(125)와 유기 분자(120)의 결합을 촉진하는데 사용되는 작용기(162, 164)가 반도체 필름(115)의 전기적 특성에 악영향을 미칠 수 있는 경우에 바람직하다. 또한, 침작 전 프로브 분자(125)를 유기 분자(120)으로부터 분리함으로써, 유기 분자(120)에 바람직하게 부착된 스페이서 그룹(166)은 균일하게 배향된 팩킹 구조를 촉진하여서, 필름(115)이 프로브 분자(120)에 결합한 후 이의 전도성을 보유하도록 한다. 또한, 스페이서 그룹(166)의 길이를 조절함으로써, 예를 들어, 하전된 표적 분자(145) 및 필름(115) 사이의 거리를 변화시킴으로써, 표적 분자(145)와 프로브 분자(120)의 결합은 필름(115)의 전도성에 미치는 영향을 유리하게 증가시키거나 감소시키는 것이 가능하다. 또다른 양태로, 링커 분자(160)는 반도체 필름(115), 및 표적 분자(145)를 함유한 수용액 사이에 전기적 절연성을 제공할 수있다는 것이 바람직하다. 따라서, 한 양태에서, 표적 분자(145)를 부착시킴으로써 유기 분자(120)의 전기적 특성이 교란되지 않는다.
적합한 링커 분자(160)의 예는 스페이서 그룹(166)에 공유적으로 부착되는 아미노 또는 티올 작용기(162)를 가지는 화합물을 포함한다. 바람직한 양태에서, 스페이서 그룹(166)은 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 쇄이다. 한 양태에서, 링커 분자(160)는 n-헥산의 스페이서 그룹(166)의 한 말단에 부착된 아미노 작용기(162)를 가진다. n-헥산 스페이서 그룹(166)의 다른 말단은 작용기(164)에 의해 촉진되어서, 말단 티오펜 환에서 제5 탄소 위치에서 섹시티오펜의 유기 분자(120)에 부착한다. 또한, 유기 분자(120)에 인접한 링커 분자의 말단상에 작용기(164)는 존재하지 않을 수 있다. 예를 들어, n-헥산 스페이서 그룹(166)은 링커 분자(160)과 유기 분자(120)이 결합하도록 하는 유기 분자(120)과 함께 비-공유 상호작용을 할 수 있다. 다른 바람직한 양태에서, 링커 분자(160)는 폴리이미드와 같은 유기 중합체 층 또는 이산화규소와 같은 무기 중합체 층을 포함한다. 상기 양태에서, 예를 들면, 링커 분자(160)는 스페이서 그룹(166) 층상에 아미노-실란 또는 티올-실란을 침전시킴으로써 형성된 실리카를 포함하는 스페이서 그룹(166) 층에 부착된 아미노 또는 티올 작용기(162)를 포함할 수 있다.
프로브 분자(125)는 반도체 필름(115)의 유기 분자(120)에 결합할 수 있고 특이 표적 분자(145) 또는 표적 분자(145)의 부류에 결합할 수 있는 임의의 분자가 될 수 있다. 바람직한 양태에서, 프로브 분자(125)는 핵산 또는 아미노산 서열, 예를 들어, DNA 또는 단백질을 포함할 수 있다. 다른 바람직한 양태에서, 프로브분자(125)는 표적 분자(145)의 핵산 서열의 한 부분 이상과 상보적인 핵산 서열을 가지는 단일 쇄 DNA이다. 프로브 분자(125)의 다른 양태는 RNA 또는 압타머를 포함한다. 또 다른 양태에서, 프로브 분자(125)는 단백질, 예를 들어, 표적 단백질 125에 강한 친화성을 가지는 항체 또는 항체 단편이다.
바람직하게 표적 분자(145)는 생물학적 분자이다. 한 양태에서, 표적 분자(145)는 순 양전하 또는 음전하를 가진다. 바람직한 양태에서, 표적 분자(145)는 프로브 분자(125)에 상보적인 cDNA 또는 mRNA이다. 상기 양태에서, 표적 분자(125)는 순 음전하를 가진다. 다른 양태에서 표적 분자(145)는 프로브 분자(125)에 대한 항원이다. 하전된 표적 분자(145)가 반도체 필름(115)의 유기 분자(120)에 결합된 프로브 분자(125)에 결합하는 경우, 반도체 필름(115)의 근처에서 정전하가 변화한다. 다음으로, 이는 반도체 필름(115)에 의해서 발견되는 전기장을 변화시킨다. 전기장 변화의 결과로서, 트랜지스터(100)의 소스 및 드레인 전극(170, 175) 사이의 전류의 흐름은 채널(110)에 의해 발견되는 전기장 변화에 비례하여 변화한다. 고정된 환경 조건(예를 들면, 일정한 pH, 온도 및 이온 강도) 하에서, 전기장의 변화 정도는 프로브 분자(125)에 결합하는 표적 분자(145)의 수에 비례한다.
그러나, 다른 양태에서, 표적 분자(145)는 어떠한 순 전하도 가지지 않는다. 중성 표적 분자(145)가 프로브 분자(125)에 결합하는 경우, 반도체 필름(115) 근처에서 유전 상수가 변화한다. 다음으로, 이는 표적 분자(145)를 함유한 유체 및 필름(115) 사이의 전기용량을 변화시킨다. 이는 반도체 필름에서 전기장을 변화시킴으로써, 반도체 필름(115)의 전도성 변화로서 검출될 수 있는 효과적인 게이트 전기용량에서의 변화를 초래한다. 예를 들어, 표적 분자(145)가 순 전하가 0인 단백질인 경우를 고려해본다. 중성 표적 분자(145)가 프로브 분자(125)에 결합하는 경우, 프로브 분자(125)와 결합된 물 분자는 반도체 필름 외면(130)으로부터 배제되어서, 프로브 분자(125) 및 필름의 인접 부위(145)의 근처에서 유전 상수의 변화를 초래한다.
유기 전계효과 트랜지스터(100)의 바람직한 양태는 추가로 채널(100)하에 기질(180), 기질(180) 위의 게이트(185), 게이트(185) 위에 걸쳐있는 상기 언급된 절연층(140) 및 절연층(140) 위에 걸쳐있는 상기 언급된 소스 및 드레인(170, 175)과 함께 소스와 드레인(170, 175) 사이에 위치한 채널(110)을 포함한다. 바람직한 양태에서, 프로브 분자(125)에 대한 표적 분자(145)의 결합/비결합과 관련된 활성 채널의 이동성 또는 전도성에서의 변화에 대한 감도는 게이트(185)에 적용된 전압에 좌우된다. 그러나, 유기 전계효과 트랜지스터(100)를 당업자에게 익히 공지된 다른 방법으로 배열할 수 있다.
작동시, 채널 위의 트랜지스터 일부를 표적 분자(145)를 포함할 수 있는 분석물을 함유한 검정 용액(190)에 노출한다. 예를 들어, 검정 용액(190)은 완충액, 전해질 및 표적 분자(145)를 포함한 수용액일 수 있다. 몇몇 양태에서, 전압을, 소스(170)를 바닥 상태로 유지한 상태로 드레인(175) 및 게이트(185)에 가한다. 다른 양태에서, 전압은 또한 검정 용액(190)에 가한다. 가한 전압은 약 10 V 이하가 바람직하고, 약 2 V 이하가 더욱 바람직하다. 한 양태에서, 프로브 분자(125)에 대한 표적 분자(145)의 결합과 관련된 채널의 근처에서 전기장 변화는 소스 및 드레인(170, 175) 사이에 적어도 약 0.01 V 및 더욱 바람직하게 적어도 약 0.1 V의 전압 변화를 초래한다. 소스 및 드레인(170, 175) 사이의 전류에서 상응하는 변화는 표적 분자(145)의 부재시 전류보다 표적 분자(145)의 존재시 약 1000 내지 1500배 더 낮을 수 있다. 그러나, 당업자는 소스 및 드레인(170, 175) 사이의 최소 허용가능한 전압 변화는 검출될 수 있는 최소한의 전류에 좌우될 것을 이해할 수 있을 것이다. 전류 변화 검출은 기타 인자, 예를 들어, 전자 잡음면, 장치 안정성 및 평균 시간과 관계있을 것이다.
도 2a 내지 2F는 본 발명의 또다른 양태에서 선택된 단계, 즉 상기의 생물학적 종의 검출용 유기 전계효과 트랜지스터(200)를 조립하는 방법을 나타낸다. 트랜지스터(200)의 유사한 도면은 도 1에서 사용된 것과 같은 많은 참조 번호와 유사하게, u 표적 분자를 표현한다. 도 2a에서 나타난 바와 같이, 상기 방법은, 예를 들어, 규소 웨이퍼를 포함하는 통상적인 기질(280)을 제공하는 것을 포함한다.
도 2b에 나타난 바와 같이, 게이트(285)는 기질(280) 위에 걸쳐서 형성된다. 적합한 전도 게이트 물질은 금속, 예를 들어 금, 또는 전도성 중합체, 예를 들어, 도핑된 폴리티오펜을 포함한다. 게이트(285)는 통상적인 기술, 예를 들어, 화학 기상 증착법, 물리적 스퍼터링 또는 전자선증착법(electron beam evaporation)에 의해서 침착될 수 있다. 또한, 게이트(285)를 형성하는데 사용되는 물질은 기질의 일부, 예를 들어, 붕소 또는 인과 같은 통상적인 미량 불순물로 도핑된 규소를 포함하여서 기질(280)의 부위가 전도성을 나타낼 수 있다. 하기에서 추가로 논의되는 바와 같이, 다중 유기 전계효과 트랜지스터(200)가 바람직한 양태에서, 게이트 물질은 표준 광석판술을 사용하여 후에 패턴화되어서 게이트 배열을 형성하는데, 이는 개별적으로 나타내지 않았다.
도 2c에서 나타난 바와 같이, 이어서 절연층(240)을 게이트(285) 위에 침착시킨다. 절연층(240)에 대하여 적합한 물질은 유전 물질, 예를 들어, 이산화규소 또는 폴리이미드를 포함한다. 절연층(240)은 통상적인 방법, 예를 들어, 테트라에틸오르토실리케이트를 사용한 화학 기상 증착법 또는 도핑된 규소 게이트상에 열적 성장을 사용하여 침착시킨다. 각각의 게이트가 패턴화되는 경우 절연층(240)은 통상적으로 패턴화된다.
도 2d에서 나타난 바와 같이, 소스 및 드레인(270, 275)은 절연층(240) 위에서 형성된다. 소스 및 드레인(270, 275)은 금속 또는 게이트(285)에서 사용된 중합체와 유사한 전도성 중합체를 포함할 수 있다. 게이트(285)를 형성하는데 사용된 것과 같은 유사한 방법은 또한 소스 및 드레인 물질을 침착시킨 후 장치(200)의 하나 이상의 채널 부분(210)을 공급하기 위해서 소스 및 드레인 부분(270, 275)을 형성하는 패턴화 기술을 사용하기 위해 사용될 수 있다.
도 2e에서 나타난 바와 같이, 트랜지스터 채널(210)을 형성하는 것은 소스 및 드레인(270, 275) 사이에 유기 분자(220)를 포함하는 반도체 필름(215)을 형성하는 것을 포함한다. 바람직하게 유기 분자(220)를 포함하는 반도체 필름(215)은 기질(280) 위에 걸쳐서 형성되고, 더욱 바람직하게 절연층(240) 상에 형성된다. 유기 분자(220)가 올리고머인 경우, 필름은 바람직하게 진공 승화법을 통하여 형성한다. 전형적으로, 진공 승화법은 당업자에게 익히 공지된 통상적인 방법을 사용하여서, 약 1 ×10-4내지 1 ×10-6토르(Torr) 사이의 압력에서 수행한다. 상기 방법은 비교적 단순하기 때문에 진공 승화법이 바람직하다. 예를 들어, 진공 승화법은 스핀 코팅법에 적합한 용매중에 더욱 잘 용해하도록 유기 분자(220)를 작용기화시키는 부가적인 단계가 필요치 않다.
선택된 유기 분자(220)가 진공 승화법에 적절하지 못하고, 상기 유기 분자(220)가 유기 용매, 예를 들어, 클로로포름, 톨루엔 또는 자일렌에 거의 용해되지 않는다면, 대안으로 통상적인 방법, 예를 들어, 용액 스핀 코팅법, 기상 증착법 또는 프린팅을 사용할 수 있다. 특정한 경우에는, 폴리티오펜과 같은 유기 분자(220)를 작용기화하여서 스핀 코팅법에 사용되는 용매 중에 이의 용해도를 향상시키는 것이 바람직할 수 있다. 상기 기능화의 예는 레지오- 규칙적인 폴리 (3-헥실티오펜)이다.
도 2f에서 나타난 바와 같이, 채널(210)을 형성하는 것은 또한 반도체 필름(215)의 내면에 실질적으로 프로브 분자(225)가 존재하지 않도록 하는 방식으로 프로브 분자(225)를 반도체 필름(215)의 외면(230)에 결합시키는 것을 포함한다. 프로브 분자(225)와 필름(215)의 유기 분자(210) 사이의 결합은 당업자에게 익히 공지된 통상적인 다수의 방법을 사용하여서 달성된다. 예시적 방법은 본원에서 전체를 참고로 하는 문헌[참고 : Korri-Youssoufi, H., et al., J. Am. Chem. Soc. 119: 7388-89 (1997) 및 Katz, H. E., et al., Chem. Mater. 10: 633-38(1998)]에서 기술되고 있다.
예를 들면, 작용기(264)를 유기 분자(220)의 말단(255)에 부착하여서 프로브 분자(225)와의 결합을 촉진시킬 수 있다. 특정의 경우에, 필름(215)이 형성되는 동안 유기 분자(220)에 부착된 작용기(264)를 보호하는 것이 바람직할 수 있다. 이후에, 작용기(264)는 탈-보호화되어서 프로브 분자(225)와 반응하기 위해서 작용기가 노출된다. 프로브 분자(225)에 대한 작용기(262)를 부착시키고 작용기들 사이에 임의의 스페이서 그룹(226)을 포함시키는 것이 유사하게 고려될 수 있다.
예를 들어, 유기 분자(220)가 섹시티오펜이고 프로브 분자(225)가 DNA 또는 RNA의 단일 쇄 올리고머인 양태를 고려한다. 프로브 DNA 또는 RNA(225)는 필름(215)의 유기 분자(220)의 한 말단(255)에 부착된 작용기(262)를 프로브 DNA 또는 RNA(225)의 산성기와 반응시킴으로써 아미드 결합을 형성하여서 필름에 결합될 수 있다. 또한, 유기 분자(220)의 한 말단(255)에 부착된 티올 작용기(264)는 프로브 분자(225)에 존재하는 티올기와 반응하여서 프로브 분자(225)와 필름(215)을 결합하는 이황화 결합을 형성할 수 있다. 상기에서 제시된 바와 같이, 티올기(264)는 필름(215)가 형성되는 동안 아세틸화를 통해서 보호되어서 티올 에스테르를 생성할 수 있고(예, CH3-CO-S-R, 여기서 R은 상기에서 논의되는 바와 같이 유기 분자(240)에 결합되는 유기 분자(240) 또는 링커 그룹(260)이다), 이어서 수산화암모늄에 노출시킴으로써 탈-보호화할 수 있다.
일부 양태에서, 프로브 분자(225)와 반도체 필름(215) 사이의 결합은필름(215)의 유기 분자(220)가 용해되지 않는 용매중에서 수행되는 것이 바람직하다. 적합한 용매의 예는 물 또는 유기 용매, 예를 들어, 에탄올 및 아세토니트릴을 포함한다. 상기 유기 용매의 사용으로 프로브 분자(225)와 필름 외면(230)을 결합시키는 반응 동안 프로브 분자(225)가 필름(215)의 내부로 확산하는 것을 방지하도록 보조한다. 특정의 양태에서, 유기 분자(220)가 올리고머, 예를 들어, 섹시티오펜이 되는 것이 바람직한데, 이는 올리고머가 폴리티오펜과 같은 중합체와 비교하여 상기 유기 용매중에 덜 용해되는 경향이 있기 때문이다.
상기에서 나타난 바와 같이, 채널(210)을 형성하는 것은 프로브 분자(225)를 반도체 필름 외면(230)에 결합시키는 것을 포함한다. 프로브 분자(225)와 유기 분자(220)를 결합시키기 이전에 유기 분자(220)의 필름(215)을 형성함으로써, 필름(215) 내부에 실질적으로 프로브 분자(225)가 존재하지 않는 것을 확실히 할 수 있다. 바람직하게, 프로브 분자(225)는 필름 외면(230)에 위치한 유기 분자(220)과 결합한다. 더욱 바람직하게, 프로브 분자(225)는 필름 외계면(230)에 가장 근접한 유기 분자 말단과 결합한다. 바람직한 양태에서, 하기에서 추가로 논의되는 바와 같이, 각각 상이한 프로브 분자(225)가 이의 관련된 채널(210)과 결합하여서, 단일 기질(280)상에 조립된 상이한 전계효과 트랜지스터(200)의 배열을 형성하는 다중 트랜지스터(200)이 있다. 상기 양태에서, 잉크-제트 프린팅 기술 또는 미세유체 장치를 사용하여서 배열에 위치한 채널(210)상에 상이한 프로브 분자(225)를 침전시키는 것이 바람직하다.
도 3에서는 본 발명의 다른 양태, 생물학적 표적 분자의 검출용 바이오센서시스템(300)을 나타낸다. 시스템(300)은 다수의 유기 전계효과 트랜지스터(320)를 포함하는 바이오센서 장치(310)를 포함한다. 트랜지스터(320)는, 상기에서 제시된 바와 같이, 반도체 필름 및 반도체 필름 외면과 결합된 프로브 분자를 포함하는 채널(325)을 갖는다. 특정 양태에서, 트랜지스터(320)는 표적 분자(330)의 상이한 유형과 결합할 수 있는 각각의 채널(325)내에 상이한 유형의 프로브 분자를 가진다. 상기 트랜지스터(320) 및 표적 분자(335)의 상기 논의된 양태 중 어떠한 것도 시스템(300)에 포함될 수 있다.
시스템은 추가로 바이오센서 장치(310)가 샘플(330)과 접촉하도록 배열된 검정 시스템(340)을 포함한다. 검정 시스템(340)은 바이오센서의 트랜지스터로 프로브 분자 및 샘플을 로딩하기 위해서, 당업자에세 익히 공지된, 다중 프린트 헤드를 가지는 수동 또는 로봇 작동의 유체 워크스테이션을 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게, 도 3에서 나타나는 바와 같이, 검정 시스템(340)은 트랜지스터(320)과 결합된 미세 유체 네트워크(345), 즉 트랜지스터의 잔존하는 성분, 예를 들어, 트랜지스터의 소스 및 드레인(350, 355)로부터 트랜지스터의 채널을 전기적으로 분리할 수 있는 네트워크(345)를 포함한다. 다른 바람직한 양태에서, 미세 유체 네트워크(345)는, 샘플의 동시 또는 병행적 분석을 위해 바이오센서 장치(310)의 개개의 트랜지스터(320)로 다중 샘플을 유도하는 도관(360)을 가진다. 상기 네트워크는 탄성 실리콘, 예를 들어, 폴리디메틸실옥산을 포함할 수 있고, 예를 들어, 본원에서 전체로 인용된 문헌[참고 : Thorsen et al., Science 298: 580-584 (2002)]에 기술된 바와 같이, 당업자에게 익히 공지된 방법을 사용하여 형성된다.
본 발명은 상세히 기술되었으나, 당업자가 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 본원에서 다양한 변화, 치환 및 변형을 가할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
본 발명의 유기 전계효과 트랜지스터는 고감도의 전기적 장치로 종래 기술과 달리 다양한 생물학적 종을 빠르고 동시적으로 검출할 수 있으며, 소량만으로도 검출 가능하다. 또한 장치의 크기가 종래와 비교하여 작아질 수 있고, 본 발명의 기술 적용시 실질적인 비용이 감소할 수 있다.

Claims (10)

  1. 유기 분자를 포함하는 반도체 필름과, 반도체 필름의 외면에 결합된 프로브 분자(여기서, 필름 내부에는 상기 프로브 분자가 실질적으로 존재하지 않는다)를 갖는 트랜지스터 채널을 포함하는, 생물학적 표적 분자의 검출용 유기 전계효과 트랜지스터.
  2. 제1항에 있어서, 유기 분자가 공액 파이 결합을 갖는 트랜지스터.
  3. 제1항에 있어서, 반도체 필름이 유기 분자의 단층을 포함하고, 상기 유기 분자의 한 말단이 상기 반도체 필름 아래 위치한 게이트 유전체와 결합하는 트랜지스터.
  4. 제1항에 있어서, 반도체 필름이, 필름의 외면에서 유기 분자와 결합하고 프로브 분자중 하나와 결합하는 링커 분자를 추가로 포함하는 트랜지스터.
  5. 제1항에 있어서, 트랜지스터 채널이 활성 채널이고, 프로브 분자가 표적 분자와 결합할 수 있고 필름의 외면에 화학적으로 결합되는 것인 트랜지스터.
  6. 소스 및 드레인 사이에 유기 분자를 포함하는 반도체 필름을 형성하고,
    프로브 분자를, 내부에는 프로브 분자가 실질적으로 존재하지 않는 반도체 필름의 외면에 결합시키는 것을 포함하여, 트랜지스터 채널을 형성하는 것을 특징으로 하는, 생물학적 표적 분자의 검출용 유기 전계효과 트랜지스터를 조립하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 유기 분자가 결합을 촉진할 수 있는 작용기를 추가로 포함하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 프로브 분자가 필름의 외부면에 가장 밀접한 유기 분자의 말단과 결합하는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 표적 분자와 프로브 분자의 결합이 채널의 이동성 또는 전도성의 변화를 초래하는 방법.
  10. 유기 분자를 포함하는 반도체 필름; 및 내부에는 프로브 분자가 실질적으로 존재하지 않는 상기 반도체 필름의 외면에 결합된, 표적 분자와 결합할 수 있는 프로브 분자를 포함하는 채널을 각각 함유하는 하나 이상의 유기 전계효과 트랜지스터를 포함하는 바이오센서 장치,
    표적 분자를 보유할 수 있는 샘플, 및
    상기 바이오센서 장치가 상기 샘플과 접촉하도록 배열된 검정 시스템을 포함하는, 생물학적 표적 분자의 검출용 바이오센서 시스템.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100682918B1 (ko) * 2005-01-20 2007-02-15 삼성전자주식회사 표면 개질을 갖는 ｆｅｔ형 바이오 센서
KR100773550B1 (ko) * 2006-04-03 2007-11-07 삼성전자주식회사 생분자의 고정 없이 전계 효과 트랜지스터를 이용하여생분자를 검출하는 방법
WO2008147497A2 (en) * 2007-05-03 2008-12-04 The Regents Of The University Of California Ultra-thin organic tft chemical sensor, making thereof, and sensing method
KR101136881B1 (ko) * 2008-12-03 2012-04-20 한국전자통신연구원 트랜지스터 구조의 바이오 센서 및 그의 제조방법
US8178357B2 (en) 2007-07-26 2012-05-15 The Regents Of The University Of California Peroxide chemical sensor and sensing method

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080258179A1 (en) * 2004-06-21 2008-10-23 William Marsh Rice University Hybrid molecular electronic device for switching, memory, and sensor applications, and method of fabricating same
US8362559B2 (en) * 2002-02-01 2013-01-29 William Marsh Rice University Hybrid molecular electronic devices containing molecule-functionalized surfaces for switching, memory, and sensor applications and methods for fabricating same
US7189987B2 (en) * 2003-04-02 2007-03-13 Lucent Technologies Inc. Electrical detection of selected species
US7291496B2 (en) 2003-05-22 2007-11-06 University Of Hawaii Ultrasensitive biochemical sensor
JP4194436B2 (ja) * 2003-07-14 2008-12-10 キヤノン株式会社 電界効果型有機トランジスタ
US7317216B2 (en) * 2003-10-31 2008-01-08 University Of Hawaii Ultrasensitive biochemical sensing platform
US8536661B1 (en) 2004-06-25 2013-09-17 University Of Hawaii Biosensor chip sensor protection methods
JP2006242900A (ja) * 2005-03-07 2006-09-14 Mitsubishi Chemicals Corp センサユニット及び反応場セルユニット並びに分析装置
CN100555702C (zh) * 2006-04-29 2009-10-28 中国科学院长春应用化学研究所 有机半导体晶体薄膜及弱取向外延生长制备方法和应用
US20090267057A1 (en) * 2006-05-29 2009-10-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Organic field-effect transistor for sensing applications
US7863603B1 (en) * 2006-07-24 2011-01-04 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Cross-linked organic thin-film dielectrics
KR101340995B1 (ko) * 2006-12-28 2013-12-13 엘지디스플레이 주식회사 액정표시소자용 박막 트랜지스터
KR100845004B1 (ko) * 2007-04-30 2008-07-09 삼성전자주식회사 나노 갭을 갖는 금속막 패턴의 형성 방법 및 이를 이용한분자크기의 소자 제조 방법
US9170228B2 (en) * 2007-06-08 2015-10-27 Bharath R. Takulapalli Nano structured field effect sensor and methods of forming and using same
JP2010530063A (ja) * 2007-06-08 2010-09-02 バラス アール． タクラパリ， ナノ構造電界効果型センサならびに同センサを形成する方法および使用する方法
US8198658B2 (en) * 2007-06-13 2012-06-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Device and method for detecting biomolecules using adsorptive medium and field effect transistor
KR101465961B1 (ko) * 2007-10-09 2014-12-01 삼성전자주식회사 유전자 검출 방법 및 장치
KR100906144B1 (ko) * 2007-12-05 2009-07-07 한국전자통신연구원 검출 소자 및 검출 소자의 제조 방법
FR2938703B1 (fr) * 2008-11-20 2011-04-22 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'une puce de detection d'elements biologiques
JP4843077B2 (ja) * 2008-12-03 2011-12-21 韓國電子通信研究院 トランジスタ構造のバイオセンサー及びその製造方法
KR101050695B1 (ko) * 2008-12-15 2011-07-20 한국전자통신연구원 바이오 센서용 트랜지스터의 제조 방법
GB2469331A (en) 2009-04-09 2010-10-13 Tech Universit T Graz OFET-based sensor with organic gate dielectric for detecting an analyte
KR101022927B1 (ko) 2009-05-25 2011-03-16 삼성전기주식회사 앱타머를 이용한 바이오칩과 그의 제조방법
EP2366994A1 (en) * 2010-03-18 2011-09-21 Wolfgang Knoll Biosensor on thin-film transistors
CN103842817A (zh) * 2010-09-29 2014-06-04 得克萨斯系统大学评议会 具有改进的灵敏度和特异性的鳍型fet生物传感器
WO2012151527A2 (en) * 2011-05-05 2012-11-08 Daktari Diagnostics, Inc. Conductive patterns and methods for making conductive patterns
US8957460B2 (en) * 2011-06-06 2015-02-17 Yeda Research And Development Co. Ltd. Protein detector based on molecular controlled semiconductor resistor
US8877022B2 (en) * 2011-06-21 2014-11-04 National Taiwan University Biosensor
CN104769424B (zh) 2012-04-09 2017-11-10 巴拉什·塔库拉帕里 场效应晶体管、包含所述晶体管的装置及其形成和使用方法
EP2975391A1 (en) * 2014-07-17 2016-01-20 Peptisyntha Sa Chemosensor, its method of manufacture, and a method for the selective detection of analytes
DE102014215492A1 (de) * 2014-08-06 2016-02-11 Robert Bosch Gmbh Sensor zum Erfassen zumindest einer chemischen Spezies und Verfahren zu dessen Herstellung
JP6322717B2 (ja) * 2014-09-24 2018-05-09 富士フイルム株式会社 ガスセンサ、有機トランジスタ
US10991894B2 (en) * 2015-03-19 2021-04-27 Foundation Of Soongsil University-Industry Cooperation Compound of organic semiconductor and organic semiconductor device using the same
CN105136893B (zh) * 2015-06-24 2017-11-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种薄膜晶体管生物传感器及其制备方法
WO2017184790A1 (en) 2016-04-19 2017-10-26 Takulapalli Bharath Nanopore sensor, structure and device including the sensor, and methods of forming and using same
WO2018079314A1 (ja) * 2016-10-24 2018-05-03 東レ株式会社 半導体センサおよびその製造方法、ならびに複合センサ
KR102300186B1 (ko) * 2018-08-30 2021-09-10 서울대학교산학협력단 2전극 시스템 및 이를 포함하는 바이오 센서
WO2020046065A1 (ko) * 2018-08-30 2020-03-05 서울대학교 산학협력단 2전극 시스템 및 이를 포함하는 바이오 센서
US11143584B2 (en) 2018-10-02 2021-10-12 International Business Machines Corporation Selective functionalization of sensing surface
US10968098B2 (en) * 2018-10-02 2021-04-06 International Business Machines Corporation Selective functionalization of sensing surface with nanoscale spatial resolution

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3688489T2 (de) * 1985-08-29 1993-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Einen feldeffekttransistor benutzender fuehler und dessen herstellungsverfahren.
US5154808A (en) * 1987-06-26 1992-10-13 Fuji Photo Film Co., Ltd. Functional organic thin film and process for producing the same
US4886625A (en) * 1987-10-29 1989-12-12 Miles Inc. Functionalized conducting polymers and their use in diagnostic devices
US5491097A (en) * 1989-06-15 1996-02-13 Biocircuits Corporation Analyte detection with multilayered bioelectronic conductivity sensors
JPH05312746A (ja) 1992-05-06 1993-11-22 Mitsubishi Electric Corp 臭気センサー
FR2720832A1 (fr) * 1994-04-22 1995-12-08 Francis Garnier Electrodes et membranes électroactives à base de peptides bioactifs, pour la reconnaissance, l'extraction ou le relargage d'espèces biologiquement actives.
BR9707207A (pt) 1996-01-26 1999-07-20 Univ California Filme polimérico ensaio e método para a detecção colorimétrica direta de analisados
AU711564B2 (en) * 1996-04-17 1999-10-14 Motorola, Inc. Transistor-based molecular detection apparatus and method
JPH10260156A (ja) 1997-03-18 1998-09-29 Hitachi Ltd センサー
JP2000033712A (ja) * 1997-09-30 2000-02-02 Seiko Epson Corp マイクロセンサーデバイス作成方法及びそれを用いた液体機能評価方法
EP1085319B1 (en) 1999-09-13 2005-06-01 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw A device for detecting an analyte in a sample based on organic materials
JP4587539B2 (ja) * 1999-09-13 2010-11-24 アイメック 有機材料に基づいてサンプル中の被分析物を検出するための装置
DE19963381A1 (de) * 1999-12-28 2001-07-12 Aventis Cropscience Gmbh Tensid/Lösungsmittel-Systeme
JP2002017352A (ja) * 2000-04-28 2002-01-22 Fuji Photo Film Co Ltd 核酸試料検出用具及び電気化学的検出方法
US6545758B1 (en) * 2000-08-17 2003-04-08 Perry Sandstrom Microarray detector and synthesizer
US20020167003A1 (en) * 2001-04-18 2002-11-14 Campbell Ian H. Chemical and biological sensor using organic self-assembled transitors
US20020171125A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 Zhenan Bao Organic semiconductor devices with short channels
US7189987B2 (en) 2003-04-02 2007-03-13 Lucent Technologies Inc. Electrical detection of selected species

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100682918B1 (ko) * 2005-01-20 2007-02-15 삼성전자주식회사 표면 개질을 갖는 ｆｅｔ형 바이오 센서
KR100773550B1 (ko) * 2006-04-03 2007-11-07 삼성전자주식회사 생분자의 고정 없이 전계 효과 트랜지스터를 이용하여생분자를 검출하는 방법
WO2008147497A2 (en) * 2007-05-03 2008-12-04 The Regents Of The University Of California Ultra-thin organic tft chemical sensor, making thereof, and sensing method
WO2008147497A3 (en) * 2007-05-03 2009-05-07 Univ California Ultra-thin organic tft chemical sensor, making thereof, and sensing method
US8384409B2 (en) 2007-05-03 2013-02-26 The Regents Of The University Of California Ultra-thin organic TFT chemical sensor, making thereof, and sensing method
US8178357B2 (en) 2007-07-26 2012-05-15 The Regents Of The University Of California Peroxide chemical sensor and sensing method
KR101136881B1 (ko) * 2008-12-03 2012-04-20 한국전자통신연구원 트랜지스터 구조의 바이오 센서 및 그의 제조방법

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