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石墨烯场效应晶体管型汞离子适体传感器

2017-03-21郭智勇贾芸芳

化学传感器 2017年4期

郭智勇,贾芸芳

(南开大学电子信息与光学工程学院,天津300350)

0 引言

适体是一种由SELEX技术人工合成的单链寡核苷酸[1-2],从适体的发明以来,将适体与各种类型的传感器相结合的研究十分活跃[3-4]。与此同时,石墨烯场效应晶体管(graphene field effect transistor,GFET)作为新一代生物化学传感器,在生化样本的无标记快速检测方向具有巨大的潜力[5],其中适体探针与GFET相结合用于竞争亲和力测试,在临床检测上显示出较好应用价值[6]。该文以丝网印刷技术制备了基于聚对苯二甲酸乙二醇酯 (Polyethylene terephthalate,PET)柔性衬底的GFET,采用汞离子的适体探针对石墨烯表面进行功能化处理,测试了GFET输出电流与被测溶液中汞离子浓度之间的关系。丝网印刷技术是一种适于工业化批量生产的工艺技术,该文所提出的基于丝网印刷技术的GFET型汞离子适体传感器制备方法,对于研发全固态、可抛弃型新型生化传感器具有较好的实际意义。

1 实验部分

1.1 丝网印刷GFET

使用丝网印刷机LC-400P在PET衬底上制备GFET,每张PET衬底上GFET排列为4×9阵列,即一批次可印制36个GFET器件。GFET印制过程共使用了五层网版,分别如图1所示。实验步骤为:(1)使用对准标记网版(B)在PET的四个角上制作十字标记,其它网版固定过程中对准十字标记,以保证最终器件线路连通完好,同时印制了每个石墨烯场效应管的压焊点位置;(2)使用电极层网版(D),印制GFET的源极(Source)和漏极(Drain),电极宽度 2 mm;(3)使用导线层网版(C)印制源极和漏极与外接压焊点之间的导线,导线宽度 1.5 mm,导线材料为 Ag;(4)使用石墨烯层网版印制GFET的石墨烯沟道;……

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