[发明专利]纳米结构的微电极以及集成所述微电极的生物传感器件

权利要求书

1.一种纳米结构微电极。

2.权利要求1的微电极，所述微电极由选自以下的材料构成：贵金属、贵金属合金、导电聚合物、金属氧化物、金属硅化物、金属氮化物、碳或其任意组合。

3.权利要求1的微电极，所述电极的高度范围为约0.5-约100微米。

4.权利要求1的微电极，其中所述纳米结构的长度范围为约1至-约300纳米。

5.权利要求1的微电极，其中所述纳米结构的长度范围为约10-约20纳米。

6.权利要求1的微电极，其中所述微电极的近似直径范围为约1-约10微米。

7.权利要求1的微电极，其中所述纳米结构是钉状或分形。

8.权利要求1的微电极，所述微电极还包括选自以下的探测物：硫醇化探测分子；末端为硫醇的核酸、肽核酸、锁定核酸或磷酰二胺吗啉代寡聚物；末端为胺的核酸、肽核酸、锁定核酸或磷酰二胺吗啉代寡聚物；末端为羧酸的核酸、肽核酸、锁定核酸或磷酰二胺吗啉代寡聚物；用合适连接分子官能化的蛋白质或肽以及用合适的连接分子官能化的抗体。

9.一种生物传感器件，所述器件包括基材；在所述基材上的导电的导线；覆盖所述导线的绝缘层，所述绝缘层具有暴露部分导线的孔隙；和纳米结构微电极，所述微电极与导线的暴露部分处于电相通，所述微电极适于响应于生物分子刺激而产生电荷。

10.权利要求9的生物传感器件，其中所述导线包括选自以下的材料：Au、Al、W、TiN和多晶硅。

11.权利要求9的生物传感器件，其中所述基材包含选自以下的材料：硅、二氧化硅、石英、玻璃、蓝宝石、砷化镓、锗、碳化硅、铟化合物、硫化硒、陶瓷、塑料、聚碳酸酯和其它聚合物或任何上述材料的组合。

12.权利要求9的生物传感器件，其中所述绝缘层由选自以下的材料组成：二氧化硅、氮化硅、氮掺杂的氧化硅和聚对二甲苯或任何上述材料的组合。

13.权利要求9的生物传感器件，其中所述孔隙的近似直径范围为约100nm至约10μm。

14.权利要求9的生物传感器件，所述器件还包括与导线电相通的电荷存储器，用于存储来自所述微电极的电荷，其中在积分期末在所述电荷存储器中的电荷指示所述生物分子刺激。

15.权利要求9的生物传感器件，所述器件还包括用于显示所述电荷存储器中存储的电荷的显示元件。

16.权利要求9的生物传感器件，所述器件还包括晶体管。

17.权利要求16的生物传感器件，其中所述晶体管是场效应晶体管(FET)。

18.权利要求17的生物传感器件，其中所述FET选自：n-型硅沟道和p-型硅沟道。

19.权利要求16的生物传感器件，其中所述晶体管是双极晶体管。

20.权利要求19的生物传感器件，其中所述双极晶体管选自：n-p-n双极结型晶体管和p-n-p双极结型晶体管。

21.权利要求9的生物传感器件，所述器件包括多根导线，其各自具有各自的微电极。

22.权利要求21的生物传感器件，所述器件包括在所述微电极上提供的至少2种不同探测分子。

23.权利要求9的生物传感器件，其中在阵列中提供所述微电极，并且各个微电极分别可电子访问。

24.一种生物传感器件的制备方法，所述方法包括：提供基材和所述基材上导电的导线，所述导线被绝缘层覆盖；在所述绝缘层中蚀刻孔隙以暴露部分导线；和将导电材料电沉积在所述导线的暴露部分上，形成纳米结构微电极。

25.权利要求24的方法，其中所述电沉积包括控制所施加的电位，以得到所需树枝状结构。

26.权利要求25的方法，其中所述施加的电位范围为约0mV至约-250mV。

27.权利要求24的方法，其中进行所述电沉积达以下时间：其范围为约25s至约500s。