基於有機場效應電晶體的生物感測器研究

《基於有機場效應電晶體的生物感測器研究》是依託上海大學，由王軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於有機場效應電晶體的生物感測器研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王軍
• 依託單位：上海大學

中文摘要

本項目主要開展基於有機場效應電晶體作為個體檢測單元的生物感測器微陣列的研究。利用有機半導體薄膜材料作為生物活性敏感層，分別研究天然長鏈DNA分子和寡聚核酸在敏感層上的固定和雜化效應及其相互作用機制。通過有機電晶體電信號（開態電流、閾值電壓、場效應遷移率）的檢測和分析，對具有特定鹼基匹配序列的單鏈DNA分子或者寡聚核酸進行識別。為了深入的分析影響感測器陣列的靈敏度的因素，通過器件構型的設計、有機半導體多晶薄膜形態以及DNA固定與雜化實驗過程的最佳化，歸納出影響這種類型生物感測器靈敏度的主要因素。最後，在上述研究結果的基礎上建立一整套生物-有機感測器陣列的檢測模型，為發展攜帶型、低成本、靈敏、快速的生物晶片通過新的思路。

結題摘要

生物分子的微量探測技術在疾病診斷、新藥開發等套用技術領域和基礎研究方面都具有十分重要的研究意義。為了開拓在這些領域的實際套用，需要發展具有高敏感度、快速、攜帶型、低成本的DNA感測器。本研究主要探索利用有機薄膜電晶體作為載體，通過電學信號的差異實現其生物學的檢測。主要研究內容與結果如下： 1.探索性研究有機半導體薄膜和DNA分子間的相互作用，實現了DNA分子在有機半導體上的固定； 2.構建了有機薄膜電晶體，研究原型器件和DNA目標器件之間的電學信號回響關係，從而能夠有效地區分DNA分子帶來的電學回響； 3.研究偏壓效應對於DNA分子固定的影響，以及對應的OTFT器件電學性質的關係，給出檢測結論。為最佳化生物感測器的器件靈敏度提供值得借鑑的思路； 4.研究雙股螺旋DNA分子（Ds-DNA）和單股螺旋DNA分子（Ss-DNA）在有機半導體薄膜上的固定和雜化機理，確定OTFT不同的電學回響機制； 此項研究一方面為DNA生物感測器的研究打開了思路，也拓展了有機電子學的套用領域。