基于栅形半导体纳米线阵列的高灵敏生物传感器

In this proposal, we develope a new biosensor for the portable, reliable detection of biological analytes with ultra-low density, which based on semiconductor nanowire arrays grating. The lower detection limit of the biosensor could be decreased, even to a single biological molecule level, by increasing the biosensor’s capture ability of the biological analytes. In detail, when the solution flowing through the nanowire arrays grating, the paths of the biological analytes were restricted in the intervals of the semiconductor nanowires, leading to the enrichment of biological analytes. As a result, the lower detection limit is decreased，making it possible to detect biological analytes with ultra-low density. Meanwhile, because a large amount of nanowires are integrated in this design, the signal current and signal-noise ratio increases, making themeasurement easier and the biosesor more reliable.

实现超低浓度生物物质的便携化、高可靠性检测，本项目拟开发一种基于栅形半导体纳米线阵列的新型生物传感器。通过合理设计来有效提高生物传感器俘获生物物质的能力，从而降低器件的检测下限，乃至实现对溶液中单个生物分子的检测。在具体设计中，待测溶液的流动方向垂直于排列成栅形的纳米线阵列，使得待测生物物质在通过纳米线阵列时，它的运动通道被限制在纳米线的间隙之中。通过这种栅形纳米线阵列的设计，在测试过程中实现对超低浓度生物物质的富集，从而降低生物传感器的检测下限，实现对超低浓度生物样品的检测。同时，由于这种栅形生物传感器中集成有大量的纳米线，可以提高器件的响应电流使得测试更为简单方便；也可以有效地抑制电导性能的涨落，提高信噪比，从而提高生物传感器整体的稳定性和可靠性。

瞄准实现超低浓度生物物质的便携化、高可靠性检测，本项目拟开发一种基于栅形半导体纳米线阵列的新型生物传感器。通过合理设计来有效提高生物传感器俘获生物物质的能力，从而降低器件的检测下限，乃至实现对溶液中单个生物分子的检测。在具体设计中，待测溶液的流动方向垂直于排列成栅形的纳米线阵列，使得待测生物物质在通过纳米线阵列时，它的运动通道被限制在纳米线的间隙之中。通过这种栅形纳米线阵列的设计，在测试过程中实现对超低浓度生物物质的富集，从而降低生物传感器的检测下限，实现对超低浓度生物样品的检测，目前下限可达3.6 fM。同时，由于这种栅形生物传感器中集成有大量的纳米线，可以提高器件的响应电流至250 nA(1V偏压)，使得测试更为简单方便；也可以有效地抑制电导性能的涨落，提高信噪比，从而提高生物传感器整体的稳定性和可靠性。