[发明专利]介电传感方法和系统

权利要求书

1.用于感测感兴趣的目标分析物的传感设备，所述传感设备包括，

a)用于在电极附近的区域内施加随时间变化的电场的装置，所述电场 自所述电极散发以感测有效介电常数；

b)用于检测时间响应变化的检测装置，所述时间响应变化由所述区域 内的所述感兴趣的目标分析物引起的所述有效介电常数的变化造成，其中 所述区域：

i)使用刚性结构保持固定；并且

ii)具有能够感测一部分感兴趣的目标分析物且产生可用的灵敏度和信 噪比的尺寸；和

c)能阻止外电流流入和/或流出所述电极从而容许检测所述时间响应中 的所述变化的区域；

其中

i)所述阻止外电流的区域的表面轮廓限定出具有凸出壁的孔，所述凸出 壁使相邻的孔分离；

ii)所述电极位于所述凸出壁的上表面；以及

iii)同时设置所述电极以在所述电极附近的所述区域内产生显著的电 场，所述电场可以用来感测并适合用来感测与感兴趣的目标分析物相关的 有效介电常数和/或有效介电常数的变化。

2.如权利要求1所述的传感设备，其中所述传感设备包括位于所述电 极附近的所述区域的至少一种化学和/或生物鉴别成分。

3.如权利要求1所述的传感设备，其中所述随时间变化的电场为振荡 电场。

4.如权利要求1所述的传感设备，其中所述用于检测所述传感设备的 时间响应变化的检测装置包括锁相检测器。

5.如权利要求1至4之一所述的传感设备，其中所述阻止外电流的区 域是绝缘层，并且其中所述刚性结构包含半导体层，所述绝缘层位于所述 半导体层上，并且其中设置位于所述绝缘层上的所述电极以使其在绝缘层 上的足点最小化。

6.如权利要求5所述的传感设备，其中所述绝缘层包含无机和/或有机 物质，所述无机和/或有机物质选自沉积于所述半导体层上的硅氧化物、硅 氮化物和自组装膜。

7.如权利要求5所述的传感设备，其中所述绝缘层涂覆有介电常数大 于所述绝缘层的介电常数的物质，所述物质作为支架用于将化学和/或生物 鉴别成分连接至其上。

8.如权利要求1至4之一所述的传感设备，所述传感设备包括自组装 至所述刚性结构上的纳米颗粒的自组装网络，其中所述自组装网络的纳米 颗粒由双官能分子连接剂连接，所述双官能分子连接剂阻止外电流流入和/ 或流出所述电极并因此容许检测所述时间响应的所述变化。

9.如权利要求8所述的传感设备，其中所述纳米颗粒为导电性的纳米 颗粒。

10.如权利要求1至4之一所述的传感设备，其中所述传感设备包括能 够使来自分离装置的感兴趣的目标分析物和其它物质流至将用于感测的传 感设备的装置。

11.如权利要求1至4之一所述的传感设备，其中所述检测装置和所述 电极形成电集成系统。

12.如权利要求2所述的传感设备，其中所述化学和/或生物鉴别成分 包含未官能化的分子、单官能化的分子、双官能化的分子、多官能化的分 子、低聚物、聚合物、催化剂、细胞、细菌、病毒、酶、蛋白质、半抗原、 糖类、脂类、糖原、酶抑制剂、酶底物、神经递质、激素、抗原、抗体、 DNA和RNA中的至少一种。