[发明专利]基于场效应晶体管的病毒性疾病诊断装置及方法

权利要求书

1.一种基于场效应晶体管生物芯片的诊断装置和方法，其特征是以功能化修饰的场效应晶体管生物芯片为核心，加上辅助进液、出液的PDMS(聚二甲基硅氧烷)微流体通道和电子检测系统组成，能够检测出人或者动物的体液中的微量的病毒。

2.如权利1所述的场效应晶体管的生物芯片，其特征是在硅衬底上利用半导体工艺制造的金属性的源极电极、漏极电极和连接在源极和漏极电极间的半导体沟道。半导体敏感材料沟道可以是金属氧化物纳米材料如SnO₂纳米线、TiO₂纳米线等，也可以是其他半导体材料，如硅纳米线、碳纳米管、石墨烯纳米带、GaN纳米线、有机物薄膜中的一种或几种。源极电极和漏极电极上钝化一层SiO₂以适应在水溶液中的检测。

3.如权利1所述的场效应晶体管的生物芯片的导电沟道，其特征在于：晶体管的半导体沟道可以是一条或由多条组成的阵列。

4.如权利1所述的功能化修饰的场效应晶体管，其特征在于晶体管的半导体沟道上通过有机连接剂APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷)或GPTMS(γ(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷)等的中介作用，将各种针对病毒的抗体蛋白连接在半导体敏感沟道上面。

5.如权利1所述的场效应晶体管的生物芯片能够检测人或者动物的体液中的特定病毒的含量的原理是，将针对某种病毒的抗体蛋白连接在半导体敏感沟道上面，当取待检测者或待检测动物的血液、体液，通过微流体通道，流过修饰有抗体的沟道时，抗体可以和病毒发生特异性的结合，吸附在沟道上面，由于病毒颗粒表面在溶液中带有电性，，当它们吸附在半导体场效应晶体管的沟道上时，会对场效应晶体管产生电场的作用，减弱或加强半导体沟道的耗尽，从而影响载流子的迁移速率或者浓度，最终会有电流的增加或者减弱，从而检测系统检测到电信号的变化。

6.如权利3所述的针对某种病毒的抗体，其来源可用常规的生物学制备单克隆抗体的方法制备，再修饰在场效应晶体管的沟道上。

7.如权利1所述的辅助进液、出液的PDMS微流体通道，其特征是由PDMS构建的，控制液体流动范围和方向的，与硅衬底紧密贴合的长方体块状物，与硅衬底贴合的一面上有长数厘米，宽50微米到1毫米、深50微米到100微米的凹陷下去的通道，当与硅衬底紧密贴合时，即构建出了一个介于硅衬底与PDMS块之间的密闭通道，在通道入口和出口处再各接一塑料或硅胶软管。整个微流体通道装置的作用是控制样品流入检测装置，并让液流缓慢、有序地流过场效应晶体管的沟道部分，再流出至废液池。

8.如权利6所述的辅助进液、出液的PDMS微流体通道，其制备方法为，利用半导体光刻工艺，在硅衬底上构建一条长数厘米，宽100微米、深50微米的凸起的SU-8光刻胶作用模板，然后将液态的PDMS加入一定剂量的固化剂后覆盖与模板上，随后放入真空干燥箱，真空状态、90度下加热20分钟后取出，将凝固的PDMS块与模板分离，再与硅衬底紧密贴合即构建完成。

9.如权利1所述的电子检测系统，主要由能在场效应晶体管的三个电极端(源极、漏极、栅极)给予电压的电源装置和一个电流表构成。