RU215954U1 - Биосенсор для индикации биологических частиц - Google Patents
Биосенсор для индикации биологических частиц Download PDFInfo
- Publication number
- RU215954U1 RU215954U1 RU2022122941U RU2022122941U RU215954U1 RU 215954 U1 RU215954 U1 RU 215954U1 RU 2022122941 U RU2022122941 U RU 2022122941U RU 2022122941 U RU2022122941 U RU 2022122941U RU 215954 U1 RU215954 U1 RU 215954U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biosensor
- drain
- source
- transistor
- silicon
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims abstract description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 4
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 22
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 abstract description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract description 2
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 abstract description 2
- 229920002395 Aptamer Polymers 0.000 description 15
- 102000013394 Troponin I Human genes 0.000 description 13
- 108010065729 Troponin I Proteins 0.000 description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 9
- 102000004903 Troponin Human genes 0.000 description 7
- 108090001027 Troponin Proteins 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 5
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000012148 binding buffer Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L MgCl2 Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 231100000765 Toxin Toxicity 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 108020003112 toxins Proteins 0.000 description 1
- 230000003612 virological Effects 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к биосенсору для индикации мелкодисперсных частиц (МЧ) нано- и микронного размера в суспензии: белков, вирусов, бактерий и может быть использована в области медицины, вирусологии, микробиологии, биотехнологии, токсикологии, биологии. Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности работы биосенсора и упрощение его эксплуатации. Биосенсор для индикации биологических частиц (1) включает кристалл кремния в виде подложки (2), на котором расположены проводящие электроды, представляющие собой исток (3) и сток (4) транзистора, чувствительный элемент, представляющий собой нанопровод (5), выполненный в тонкопленочной структуре кремний-на-изоляторе на кремниевой подложке (2) и размещенный между двумя проводящими электродами истока (3) и стока (4) с образованием индуцированного канала (6) проводимости транзистора, защитные диэлектрические покрытия (7 и 8) из SiO, расположенные на поверхности истока (2) и стока (3) и обеспечивающие изоляцию указанных проводящих электродов. На кремневой подложке (2) между истоком (3) и стоком (4) расположены контактные площадки (9 и 10) электродов заземления, имеющие участки (11 и 12) без изоляции для обеспечения возможности электрического контакта с исследуемым образцом (13) суспензии жидкости. 4 ил.
Description
Полезная модель относится к биосенсору для индикации мелкодисперсных частиц (МЧ) нано- и микронного размера в суспензии: белков, вирусов, бактерий и может быть использовано в области медицины, вирусологии, микробиологии, биотехнологии, токсикологии, биологии.
Предшествующий уровень техники
Современные биосенсоры, изготовленные по технологии КНИ (кремний на изоляторе) позволяют выполнять детекцию широкого спектра низко- и высокомолекулярных соединений. Основным их преимуществом является совместимость изготовления со стандартной КМОП-технологией (КМОП-комплементарных металлоксидных полупроводников). Это превращает биосенсоры в универсальную платформу для крупносерийного или даже массового производства высокочувствительных систем детекции и диагностики заболеваний.
В основе конструкции биосенсора КНИ используется полевой транзистор с изолированным затвором. Технология изготовления полупроводниковых приборов КНИ, основанная на использовании трехслойной подложки со структурой кремний-диэлектрик-кремний вместо обычно применяемых монолитных кремниевых пластин. Принцип действия биосенсора основан на регистрации модуляции тока, протекающего в цепи исток-сток в процессе адсорбции на поверхности затвора транзистора искомых молекул аналита (вирусов, бактерий, клеток, белков, токсинов и др.). Адсорбированная молекула на разделе фаз в системе электролит-затвор "открывает" собственные электрические заряды. Появление указанных зарядов и связанных с ними электрических полей на разделе фаз является фундаментальным феноменом. Они объединены с пространственной структурой, химическим составом, количеством вещества, а следовательно, определяют их физико-химические свойства в конкретной системе электролит-затвор (Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Электричество и магнетизм. Т. 5. М.: Мир, 1977. 300 с. ) [1]. Из сказанного следует свойства системы электролит-затвор является важным фактором в конструкции и эффективности работы биосенсора.
В настоящее время разработка методов и систем экспресс детекции на основе КНИ биосенсоров ведется в направлении улучшении характеристик эксплуатации, простоты методических процедур, минимизации материальных и временных затрат, использование персонала среднего звена, а также доступности широкого круга пользователей. Разработчики и конструкторы исходя из опыта эксплуатации устраняют недостатки в известных биосенсорах.
Известен высокочувствительный аналитический датчик - полевой транзистор с изолированным затвором, изготовленный по технологии кремний на изоляторе (Naumova O.V., Fomin B.I. Interface-State Density in SOI-FET Sensors // WSEAS Transaction on System and Control. - 2018. - V. 13. - pp. 514-519.) [2]. Датчик используется для качественного и количественного анализа биологических и химических веществ, фиг. 1. В этой статье (стр. 516) приведена схема поперечного сечения системы сенсор/электролит. Из этой схемы следует, что в устройстве используется специальный отдельный Pt-электрод заземления, который подключает потенциал исследуемого электролита (electrolyte) к "земле" конструктивно располагаясь "сверху" над исследуемой суспензией.
Известно применение полевого транзистора для обнаружения белка р53. В этой же статье [2, стр. 515] приводится принципиальная схема биочипа обнаружения. На схеме представлен заземляющий электрод RE, который выполняет абсолютно аналогичную функцию отдельного Pt-электрода. Он контролирует потенциал электролита, как и в предыдущем варианте, располагаясь конструктивно "сверху".
Известен биосенсор, представленный в работе (Jeho Parka, Hoang Hiep Nguyena, Abdela Woubitc, and Moonil Kima Applications of Field-Effect Transistor (FET)-Type Biosensors // Applied Science and Convergence Technology. - 2014. - Vol.23, No. 2. - pp. 61-71. http://dx.doi.org/10.5757/ASCT.2014.23.2.61) [3]. Конструкция детектора предусматривает также заземляющий электрод Pt, который контролирует потенциал электролита в измерительной ячейке и погружается в него по принципу "сверху". Схема детектора включает мешалку, электрод Pt, измерительную ячейку, чип датчика из нанопроволок на основе кремния на изоляторе, держатель чипа, держатель измерительной ячейки, перистальтический насос, контейнер для отходов, десятиканальная система сбора и хранения данных.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является биосенсор для индикации биопатогенов (патент РФ №2774307, МПК G01N 27/14; B82Y 15/00, опубл. 17.06.2022 г. ). Биосенсор для индикации биопатогенов включает кристалл кремния в виде подложки, на котором расположены проводящие электроды, представляющие собой исток и первый сток транзистора, чувствительный элемент, представляющий собой первый нанопровод, выполненный в тонкопленочной структуре кремний-на-изоляторе на кремниевой подложке и размещенный между двумя проводящими электродами истока и стока с образованием канала транзистора, диэлектрические покрытия, обеспечивающие изоляцию проводящих электродов. По обе стороны нанопровода установлены пара латеральных электродов для диэлектрофоретического концентрирования вирусных частиц, расположенных с зазором относительно указанного нанопровода и с осевым смещением относительно друг друга. Электрическая схема КНИ-НП транзистора указанного биосенсора вместе с подложкой из кристалла кремния содержит индуцированный канал проводимости (подзатвор) транзистора, расположенный под нанопроводом (затвором) транзистора и заземляющий референс-электрод конструктивно расположенный "сверху" над исследуемой суспензией.
Однако в выше приведенных, аналогах и прототипе расположение заземляющих электродов RE или Pt в биочипах по принципу их расположения над поверхностью исследуемой суспензии имеет ряд недостатков:
- ручная установка электрода над поверхностью биосенсора является сложной процедурой, требующей определенных навыков и высокой квалификации со стороны оператора. Сложность определятся миллиметровыми размерами кристалла биосенсора, а также небольшим объемом исследуемой суспензии;
- последующее ручное введение электрода внутрь объема капли является следующей еще более сложной процедурой, требующей более высоких навыков и квалификации со стороны оператора: например, ручная установка электрода по глубине капли с объемом 2 мкм3 исследуемой суспензии может приводить к неконтролируемому механическому контакту электрода с поверхностью биосенсора, появлению царапин и, как следствие, полному или частичному выходу биосенсора из строя;
- применение дополнительного автоматизированного устройства для позиционного раскапывания исследуемой суспензии на поверхность биосенсора приведет к значительному удорожанию и усложнению устройства детекции.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности работы биосенсора и упрощение его эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что биосенсор для индикации биологических частиц, включающий кристалл кремния в виде подложки, на котором расположены проводящие электроды, представляющие собой исток и сток транзистора, чувствительный элемент, представляющий собой нанопровод, выполненный в тонкопленочной структуре кремний-на-изоляторе на кремниевой подложке и размещенный между двумя проводящими электродами истока и стока с образованием канала транзистора, защитные диэлектрические покрытия из SiO, расположенные соответственно на поверхности истока и стока и обеспечивающие изоляцию указанных проводящих электродов. На кремневой подложке между истоком и стоком расположены две площадки электродов заземления, имеющие участки без изоляции для обеспечения возможности электрического контакта снизу с исследуемым образцом суспензии жидкости.
Полезная модель иллюстрируется следующими графическими материалами. На фиг. 1 представлена схема биосенсора в разрезе. На фиг. 2 приведена топология микросхемы, в которой установлен заявляемый биосенсор с двумя отдельными площадками заземления. На фиг. 3 представлен заявляемый биосенсор в корпусе микросхемы с каплей исследуемого электролита, накрывающей контактные площадки заземления. Внутри круга прозрачная капля суспензии электролита. На фиг. 4 представлены амплитудные изменения величины тока Ids биосенсора в реакции «тропонин I+аптамер».
Биосенсор для индикации биологических частиц 1 включает кристалл кремния в виде подложки 2, на котором расположены проводящие электроды, представляющие собой исток 3 и сток 4 транзистора, чувствительный элемент, представляющий собой нанопровод 5 (затвор), выполненный в тонкопленочной структуре кремний-на-изоляторе на кремниевой подложке 2 и размещенный между двумя проводящими электродами истока 3 и стока 4 с образованием индуцированного канала 6 проводимости (подзатвора) транзистора, расположенного под нанопроводом 5 (затвором) транзистора, защитные диэлектрические покрытия 7 и 8 из SiO, расположенные соответственно на поверхности истока 3 и стока 4 и обеспечивающие изоляцию указанных проводящих электродов. На кремневой подложке 2 между истоком 3 и стоком 4 расположены площадки 9 и 10 электродов заземления, имеющие участки 11 и 12 без изоляции для обеспечения возможности электрического контакта с исследуемым образцом 13 суспензии жидкости. Кроме того, биосенсор содержит:
- регулируемый источник 14 постоянного напряжения в интервале U=0-20 вольт для индуцированного канала 6 проводимости (подзатвора);
- источник 15 постоянного напряжения U=0,15B, подключенный в цепи сток-исток; клемма плюс этого источника подключается через регистрирующее устройство 16 (амперметр) ко всем стокам;
- типовые контактные площадки 17, 18 транзисторов биосенсора, которые необходимы для подключения кристалла 2 (подложки) кремния к контактам корпуса 19 микросхемы (фиг.2, 3);
- контактную площадку 20 канала 6 проводимости (подзатвора);
21 - типовую контактную площадку общего истока для первой и второй группы из 20 транзисторов.
Кристалл 2 биосенсора в корпусе микросхемы и капля 13 электролита, накрывающая контактные площадки 11,12 заземления представлены на Фиг. 3. Нижняя сторона кристалла 2 биосенсора приклеивается к поверхности микросхемы клеем БФ-6.
Микроэлектроды 9, 10 заземления с двумя неизолированными контактными площадками (11 и 12) на поверхности биосенсора, позволяют:
- снизить время приведения биосенсора в рабочее состояние;
- обеспечат надежный электрический контакт объема исследуемой суспензии микрокапли 13;
- отказаться от использования отдельных выносных электродов типа RE, Pt - 2 и операционной процедуры введение их в исследуемую каплю по принципу "сверху" за счет использования двух электродов 9, 10 в топологии кристалла для заземления исследуемой суспензии на поверхности нанопровода 5 по принципу "снизу";
- увеличить срок службы кристалла биосенсора за счет исключения образования царапин на поверхности кристалла биосенсора и выхода его из строя.
Пример.
В эксперименте использовался заявляемый биосенсор, изготовленный на производственной базе акционерного общества Новосибирского завода полупроводников, в конструкции которого вводились два заземляющих электрода в виде двух отдельных контактных площадок (9, 10). Рисунок топологии кристалла биосенсора с двумя отдельными проводниками в виде контакных площадок представлены на фиг. 2. Габаритные размеры кристалла 6×6 мм. Конструктивные параметры площадок составляли: толщина tsi=20-30 нм; длина и ширина L=2,5 мм. Габаритные размеры кристалла 6×6 мм. Массив кристалла состоит из 12 полевых транзисторов, подключен к двум общим разветвленным по поверхности кристалла электродам, выполняющих функцию истока 3 и одновременно площадками 9, 10 заземления с участками 11 и 12 без изоляции. Транзисторы изготавливались методом оптической литографии. Все транзисторы имели структуру n-p-n типа.
В эксперименте использовались:
- Аптамер С∧исх=1 мкМ; предоставленный институтом биофизики СО РАН, г. Красноярск.
Тропонин I, СТисх-8,3 мкМ; предоставленный институтом биофизики СО РАН, г. Красноярск. Линейные размеры молекулы тропонина I составляют: длина L-10 нм, ширина в самом широком месте W-5 нм. Молекулы аптамера L=8,6 нм, W=4,6 нм.
- Буфер связывания: 0,1 М PBS, 0,15 М NaCl, 1 мМ MgCl2 рН=7, предоставленный институтом биофизики СО РАН, г. Красноярск.
- Дистиллированная вода, рН=5,99 и с удельной проводимостью μ=2,1 мкс см, ФБУН ГНЦ ВБ Вектор, Россия.
- Кондуктометр, солеметр, термометр EC/TDS/TEMP СОМ-100, компания НМ Digital, Inc. USA.
- рН-метр Ohaus Corporation. Starter ST2100-B, USA.
- Дозатор пипеточный одноканальный Лайт ДПОП-1-1-10 мкл, Thermo Fisher Scientific, США.
- Дозатор пипеточный одноканальный ДПА 100-1000 мкл, Thermo Fisher Scientific, США.
- Планшеты культуральные с крышкой, 96 лунок, плоское дно, стерильные, Techno Plastic Products AG, Швейцария.
Непосредственно перед проведением экспериментов готовили рабочие разведения тропонина I и аптамера.
Подготовка аптамера заключалась в проведение фолдинга. Для этого суспензию нагревали до 90-95°С в течение 5 минут, а затем охлаждали при комнатной температуре. Исходное количество САПТ=10-8 М аптамера разводили в 100 раз однократно дистиллированной водой.
Один микролитр исходный количество СТисх=8,3 мкМ тропонина I разводили в первой пробирке с фосфатным буфером связывания в отношении 1:100.
Далее в 96 луночном планшете осуществляли пробоподготовку четырех его рабочих проб. Изначально, во все четыре лунки планшета добавляли по 90 мкл дистиллированной воды. Далее в первую лунку из четырех вносили 10 мкл тропонина I из пробирки. Во вторую лунку вносилось 10 мкл суспензии из первой. В третью вносилось 10 мкл суспензии из второй и т.д. Таким образом в каждой последующих лунках количество тропонина I уменьшали в 10 раз. В итоге для реализации примера использовали следующие конечные концентрации тропонина I: 5⋅1011 шт, 5⋅1010 шт, 5⋅109 шт, 5⋅108 шт. Пробы вносились последовательно от наименьшего разведения к большему. Из лунки с разведением 5⋅108 шт 5 микролитов суспензии тропонина I наносили на нанопровод 5 биосенсора.
В эксперименте расчетное количество последовательного увеличения молекул тропонина на поверхности нанопровода 5 составляло:
| в первой пробе | 1,8Е+02 шт. |
| во второй пробе | 1,8Е+03 шт. |
| третьей пробе | 8Е+04 шт. |
| в четвертой пробе | 18Е+04 шт. |
Методически процесс индикации строился на использовании силы Ван-дер-Ваальса связывания молекул тропонина I с поверхностью нанопровода 5.
Амплитудные изменения величины тока Ids биосенсора в ответ на внесение на его поверхность суспензии аптамера и следом суспензии тропонина I представлены на Фиг. 4.
На временной оси (абсцисс) наблюдаются следующие изменения величины тока Ids транзистора:
-отсчет 0 - включение транзистора и небольшой дрейф начального тока транзистора в диапазоне 2,1-2,2 Е-7 [А]. Режим холостого хода. На затворе (нанопровод 5) отсутствует какая-либо исследуемая суспензия;
- отсчет 1,1 - незначительное уменьшение тока транзистора в ответ на ручную регулировку напряжения на индуцируемом канале 6 (подзатворе) в режиме холостого хода;
- отсчет 2,2 - внесение 5 мкл суспензии аптамера на поверхность кристалла (нанопровод 5). Наблюдается резкое увеличение тока транзистора от 2,2 Е-7 до 3,0 Е-7 [А] в ответ на внесение суспензии аптамера разведенного в 100 раз дистиллированной водой. Реакция возможна если на затвор транзистора и известной структурой n-p-n типа воздействует положительный электрический заряд. Аптамер имеет положительный заряд в условиях эксперимента на разделе фаз: нанопровод 5 - исследуемый электролит.
- отсчет в интервале 2,2-4,5. Наблюдается небольшой дрейф тока стока транзистора;
- отсчет 4,5. Внесение 5 мкл суспензии тропонина I из первой пробы (с минимальным его содержанием) на поверхность кристалла (нанопроволоку). Наблюдается резкое уменьшение тока транзистора. Величина тока упала от 3,0Е-7 до 5,0Е-7 [А] в результате специфической реакции аптамер+тропонин. Реакция возможна если на затвор транзистора с известной структурой n-р-n типа воздействует отрицательный электрический заряд. Комплекс аптамер+тропонин имеет отрицательный заряд.
- в интервале отсчетов 4,6-5,8 наблюдается незначительное изменение амплитуды тока стока транзистора в ответ на внесение суспензии тропонина из второй пробы. Незначительные изменения тока транзистора связаны и с воздействием на нанопровод 5 вновь образованных комплексов аптамер+тропонин. Комплексы имеет отрицательный заряд. Кроме того, транзистор близок к режиму отсечки (режим полного закрытия), чувствительность транзистора низкая.
- в интервале отсчетов 5,8-8,3 наблюдается процесс стабилизации тока стока транзистора в ответ на дополнительное внесение тропонина из третьего разведения (3 лунка на планшете) специфическую реакцию аптамер+тропонин. Транзистор находится в режиме отсечки (закрыт полностью). Реакция транзистора на внешние изменения заряда на поверхности нанопровода 5 (затвора) отсутствует.
Амплитудные изменения величины тока Ids биосенсора в реакции «тропонин I+аптамер» представлены на Фиг. 4.
Выше описанный эксперимент подтверждает работоспособность конструкции заявляемого биосенсора с двумя заземляющими электродами, расположенными «снизу» и обеспечивает достижение заявляемый технический результат: повышение надежности работы заявляемого биосенсора и упрощение его эксплуатации.
Claims (1)
- Биосенсор для индикации биологических частиц (1), включающий кристалл кремния в виде подложки (2), на котором расположены проводящие электроды, представляющие собой исток (3) и сток (4) транзистора, чувствительный элемент, представляющий собой нанопровод (5), выполненный в тонкопленочной структуре кремний-на-изоляторе на кремниевой подложке (2) и размещенный между двумя проводящими электродами истока (3) и стока (4) с образованием индуцированного канала (6) проводимости транзистора, защитные диэлектрические покрытия (7 и 8) из SiO, расположенные на поверхности истока (2) и стока (3) и обеспечивающие изоляцию указанных проводящих электродов, отличающийся тем, что на кремневой подложке (2) между истоком (3) и стоком (4) расположены контактные площадки (9 и 10) электродов заземления, имеющие участки (11 и 12) без изоляции для обеспечения возможности электрического контакта снизу с исследуемым образцом (13) суспензии жидкости.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU215954U1 true RU215954U1 (ru) | 2023-01-11 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU223220U1 (ru) * | 2023-11-21 | 2024-02-08 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора) | Биосенсор для индикации биологических частиц |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2138041C1 (ru) * | 1993-07-22 | 1999-09-20 | Бритиш Нуклиэ Фюэл плс. | Биосенсор |
| US20100053624A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | Kyung-Hwa Yoo | Biosensor |
| US20120073992A1 (en) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Kim Jae-Ho | Biosensor based on carbon nanotube-electric field effect transistor and method for producing the same |
| RU2606852C2 (ru) * | 2011-01-11 | 2017-01-10 | Дзе Гавернинг Каунсил Оф Дзе Юниверсити Оф Торонто | Способ детекции белков |
| RU2774307C1 (ru) * | 2021-11-23 | 2022-06-17 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора) | Биосенсор для индикации биопатогенов |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2138041C1 (ru) * | 1993-07-22 | 1999-09-20 | Бритиш Нуклиэ Фюэл плс. | Биосенсор |
| US20100053624A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | Kyung-Hwa Yoo | Biosensor |
| US20120073992A1 (en) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Kim Jae-Ho | Biosensor based on carbon nanotube-electric field effect transistor and method for producing the same |
| RU2606852C2 (ru) * | 2011-01-11 | 2017-01-10 | Дзе Гавернинг Каунсил Оф Дзе Юниверсити Оф Торонто | Способ детекции белков |
| RU2774307C1 (ru) * | 2021-11-23 | 2022-06-17 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора) | Биосенсор для индикации биопатогенов |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU223220U1 (ru) * | 2023-11-21 | 2024-02-08 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора) | Биосенсор для индикации биологических частиц |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Elfström et al. | Silicon nanoribbons for electrical detection of biomolecules | |
| Li et al. | AC electrokinetics-enhanced capacitive immunosensor for point-of-care serodiagnosis of infectious diseases | |
| Tarasov et al. | True reference nanosensor realized with silicon nanowires | |
| KR101056385B1 (ko) | 검출 소자 | |
| CN103399071B (zh) | 一种石墨烯场效应管生物传感器及其制作方法、检测方法 | |
| US20190187148A1 (en) | Biomolecular interaction detection devices and methods | |
| GB2390938A (en) | Silicon-on-Insulator biosensor devices | |
| Go et al. | Coupled heterogeneous nanowire–nanoplate planar transistor sensors for giant (> 10 V/pH) Nernst response | |
| Bhattacharyya et al. | Electrostatically governed debye screening length at the solution-solid interface for biosensing applications | |
| Cheng et al. | A PCR-free point-of-care capacitive immunoassay for influenza A virus | |
| Tarasov et al. | Gold-coated graphene field-effect transistors for quantitative analysis of protein–antibody interactions | |
| Wu et al. | Experimental study of the detection limit in dual-gate biosensors using ultrathin silicon transistors | |
| Rollo et al. | High aspect ratio fin-ion sensitive field effect transistor: Compromises toward better electrochemical biosensing | |
| Yue et al. | Fabrication of integrated field-effect transistors and detecting system based on CVD grown graphene | |
| JP2005513501A (ja) | 検体の高感度検出のために特別に構成されたゲート電極を有するｆｅｔセンサー | |
| US10101293B2 (en) | Sensing platform for transduction of information | |
| Bhatt et al. | Amorphous IGZO field effect transistor based flexible chemical and biosensors for label free detection | |
| Chen et al. | Contacting versus insulated gate electrode for Si nanoribbon field-effect sensors operating in electrolyte | |
| Chen et al. | Device noise reduction for silicon nanowire field-effect-transistor based sensors by using a Schottky junction gate | |
| Kaur et al. | On‐chip label‐free impedance‐based detection of antibiotic permeation | |
| RU215954U1 (ru) | Биосенсор для индикации биологических частиц | |
| Hashima et al. | Development of high-reliability and-stability chemical sensors based on an extended-gate type amorphous oxide semiconductor thin-film transistor | |
| Rani et al. | Silicon Nanowire Field-Effect Biosensors | |
| Kim et al. | A dual-gate field-effect transistor for label-free electrical detection of avian influenza | |
| Zhu et al. | Toward the development of a label-free multiple immunosensor based on thin film transistor microelectrode arrays |