RU2016118547A

RU2016118547A - Высокоселективные преобразователи с покрытыми электродами и нанозазором для детектирования редокс-молекул

Info

Publication number: RU2016118547A
Application number: RU2016118547A
Authority: RU
Inventors: Ноуреддине ТАЙЕБИ; Син СУ; Ханьдун ЛИ
Original assignee: Интел Корпорейшн
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2017-11-16
Also published as: TW201536923A; TW201718877A; TWI705141B; WO2015088642A1; US10175190B2; JP2016538543A; EP3080596A1; US20160245774A1; US9354195B2; EP3080596A4; EP3080596B1; RU2643218C2; JP6316958B2; TWI567203B; US20150168341A1

Claims

1. Система обнаружения аналита, содержащая один или несколько электродов преобразователя, имеющих поверхность для обнаружения аналита, при этом указанная поверхность содержит покрытие, предназначенное для препятствования прямому контакту аналита с указанной поверхностью одного или нескольких электродов преобразователя.

2. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой покрытие содержит диэлектрическую пленку.

3. Система обнаружения аналита по п. 2, в которой диэлектрическая пленка содержит материал, выбранный из группы, состоящей из Ta₂O₅, TiO₂, SiO₂, Y₂O₃, Al₂O₃, HfO₂, ZrO₂, ZrSiO₄, BaTiO₃, BaZrO₃ и Si₃N₄.

4. Система обнаружения аналита по п. 2, в которой диэлектрическая пленка имеет толщину приблизительно в диапазоне 0-7 нанометров.

5. Система обнаружения аналита по п. 2, в которой диэлектрическая пленка имеет низкий энергетический барьер, допускающий туннелирование или перескок электронов через энергетический барьер, с тем, чтобы поддерживать схожую скорость переноса электронов по отношению к скорости переноса электронов для непокрытого электрода.

6. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой покрытие содержит тонкий проводящий материал, который является каталитически и электрохимически неактивным в пределах диапазона напряжений, применяемых для обнаружения молекулы-мишени.

7. Система обнаружения аналита по п. 6, в которой тонкий проводящий материал представляет собой рутений (Ru).

8. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой покрытие содержит органическую пленку.

9. Система обнаружения аналита по п. 8, в которой органическая пленка содержит четко определенный или самоорганизованный монослой или множество очень тонких слоев гидрофильных и биологически совместимых органических соединений, выбранных из группы, состоящей из полиэтиленгликолей, анилинов, фосфонатов, тиолов и пептидов.

10. Система обнаружения аналита по п. 8, в которой органическая пленка содержит тетра-DTT-фосфат или тетра-DTT-ферроценфосфат.

11. Система обнаружения аналита по п. 8, в которой органическая пленка имеет низкий энергетическим барьер, допускающий туннелирование или перескок электронов через энергетический барьер, с тем чтобы поддерживать схожую скорость переноса электронов по отношению к скорости переноса электронов для непокрытого электрода.

12. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой один или несколько электродов преобразователя содержат материал, выбранный из группы, состоящей из платины, алмаза, золота, оксида олова-индия (ITO) и оксида иридия.

13. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой покрытие ослабляет или предотвращает каталитическую реакцию одного или нескольких электродов преобразователя с добавками к раствору и снижает влияние адсорбированных частиц, не влияя существенным образом на перенос электронов на электродах окисления и восстановления.

14. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой указанные один или несколько электродов преобразователя включены в двухэлектродный с нанозазором химический и биохимический сенсор на основе обнаружения редокс-активной молекулы, используя окислительно-восстановительную реакцию.

15. Система обнаружения аналита по п. 1, которая содержит только один электрод преобразователя, включенный в единственный электрод, на основе химической реакции.

16. Способ изготовления двухэлектродного с нанозазором химического и биохимического преобразователя, включающий:

формирование нижнего электрода над подложкой;

формирование первого покрытия на нижнем электроде;

формирование жертвенного слоя на первом покрытии;

формирование второго покрытия на жертвенном слое;

формирование верхнего электрода на втором покрытии; и

после формирования второго покрытия и верхнего электрода удаление жертвенного слоя без удаления первого и второго покрытий.

17. Способ по п. 16, в котором формирование первого и второго покрытий включает в себя формирование диэлектрической пленки.

18. Способ по п. 17, в котором формирование диэлектрической пленки включает в себя формирование материала, выбранного из группы, состоящей из Ta₂O₅, TiO₂, SiO₂, Y₂O₃, Al₂O₃, HfO₂, ZrO₂, ZrSiO₄, BaTiO₃, BaZrO₃ и Si₃N₄.

19. Способ по п. 16, в котором формирование первого и второго покрытий включает в себя формирование тонкого проводящего материала, который является каталитически и электрохимически неактивным в пределах диапазона напряжений, применяемых для обнаружения молекулы-мишени.

20. Способ по п. 19, в котором формирование тонкого проводящего материала включает в себя формирование слоя рутения (Ru).

21. Способ изготовления системы обнаружения аналита, включающий:

формирование одного или нескольких голых электродов преобразователя, имеющих поверхность, предназначенную для обнаружения аналита; и

формирование на поверхности одного или нескольких голых электродов преобразователя органической пленки для препятствования прямому контакту аналита с поверхностью указанных одного или нескольких электродов преобразователя.

22. Способ обнаружения аналита по п. 21, в котором формирование органической пленки включает в себя формирование четко определенного или самоорганизованного монослоя или множества очень тонких слоев гидрофильных и биологически совместимых органических соединений, выбранных из группы, состоящей из полиэтиленгликолей, анилинов, фосфонатов, тиолов и пептидов.

23. Способ по п. 21, в котором формирование органической пленки включает в себя формирование пленки из тетра-DTT-фосфата или тетра-DTT-ферроценфосфата.