一维ZnO纳米材料场效应晶体管生物传感器的构建及性能研究

生物传感器是一种重要的生物分析手段，而采用纳米材料构建的生物传感器具有传统传感器不可比拟的优点。氧化锌（ZnO）具有很好的生物安全性，其纳米结构还有比表面积大和高等电点等优点，是优异的生物传感材料。因此，本项目在实现一维ZnO纳米材料可控制备、结构与性能有效调控的基础上，构建高性能纳米ZnO生物传感器。通过单根和多根并联ZnO构建场效应晶体管生物传感器，并构建基于ZnO四针状与纳米线阵列的高电子迁移率晶体管生物传感器，提高响应特性；研究晶体管的电性能及生物相容性，测试传感器对葡萄糖、尿酸和乳酸等的传感特性；分析材料性能、生物分子吸附与器件构建工艺对传感性能的影响，比较两种晶体管生物传感器的性能差异；优化工艺，建立最优的构建路线；研制探测范围广、灵敏度高、响应快、探测下限低的高性能生物传感器检测人体实际生理样品，延长使用寿命，实现纳米生物传感器在生命科学、食品安全和疾病诊断等领域的应用。

生物传感器是一种重要的生物分析手段，而采用纳米材料构建的生物传感器具有传统传感器不可比拟的优点。本项目在实现氧化锌纳米材料及先进碳纳米材料的可控制备、结构与性能有效调控的基础上，构建了高性能场效应晶体管型、电化学型以及光电化学型生物传感器。同时，分析材料性能、生物分子吸附与器件构建工艺对传感性能的影响，进一步优化工艺，建立最优的构建路线，从而针对葡萄糖、尿酸、乳酸以及谷胱甘肽等生物分子，获得了优异的探测范围、灵敏度、探测极限、响应时间等传感探测指标。此外，探索了生物传感器构建材料与器件单元在生理、化学等复杂环境下的损伤及安全服役行为及损伤机理等问题，推进了该类型纳米生物传感器件在生命科学、食品安全和疾病诊断等领域的应用进程。