بیوفت

یک حسگرزیستی مبتنی‌بر ترانزیستور اثرِمیدانی، که به عنوان ترانزیستور اثرمیدانی زیس‌حسگر (بیُوفِت[۱] یا بایوفت)، زیس‌حسگر اثرمیدانی (FEB)،[۲] یا ماسفت زیس‌حسگر،[۳] نیز شناخته می‌شود، یک ترانزیستور اثرمیدانی (براساس ساختار ماسفت) است.[۳] که توسط تغییرات پتانسیل سطحی القاشده ناشی از اتصال‌سازی مولکول‌ها گیت‌دار می‌شود. هنگامی که مولکول‌های باردار، مانند زیست‌مولکول‌های، به گِیتِ فِت، که معمولاً یک ماده دی‌الکتریک است، متصل می‌شوند، می‌توانند توزیع بار مواد نیم‌رسانای زیرلایه‌ساز را تغییردهند و درنتیجه رسانایی کانال فت تغییرکند.[۴][۵] یک بیوفت از دو بخش اصلی تشکیل شده‌است: یکی عنصر بازشناختش زیستی (به انگلیسی: biological recognition) و دیگری ترانزیستور اثرمیدانی است.[۱][۶] ساختار بیوفت تا حد زیادی براساس ترانزیستور اثرمیدانیِ حساس-به-یون (ISFET)، نوعی ترانزیستور اثر میدانی فلز-اکسید-نیم‌رسانا (MOSFET) است که در آن گیت فلزی با یک غشاء حساس‌به یون، محلول الکترولیت و الکترود مرجع جایگزین می‌شود.[۷]

در یک بیوفت معمولی، یک لایه عایق‌ساز الکتریکی و شیمیایی (به عنوان مثال سیلیس) محلول آنالیت را از افزاره نیم‌رسانا جدا می‌کند. یک لایه پلیمری، معمولاً APTES، برای پیوند شیمیایی سطح به پذیرنده‌ای که مخصوص آنالیت است (مثلاً بیوتین یا یک پادتن) استفاده می‌شود. با اتصال‌سازی آنالیت، تغییراتی در پتانسیل الکترواستاتیک در سطح لایه الکترولیت-عایق‌کننده رخ می‌دهد که به نوبه خود منجر به اثر گیت‌سازی الکترواستاتیکی افزاره نیم‌رسانا و تغییر قابل اندازه‌گیری در جریان بین منبع و الکترودهای دِرین می‌شود.[۷]

جستارهای وابسته

[ویرایش]
  • ChemFET: ترانزیستور اثر-میدانی حساس ازنظر شیمیایی
  • ISFET: ترانزیستور اثر-میدانی حساس به یون

منابع

[ویرایش]
  1. ↑ ۱٫۰ ۱٫۱ Maddalena, Francesco; Kuiper, Marjon J.; Poolman, Bert; Brouwer, Frank; Hummelen, Jan C.; de Leeuw, Dago M.; De Boer, Bert; Blom, Paul W. M. (2010). "Organic field-effect transistor-based biosensors functionalized with protein receptors" (PDF). Journal of Applied Physics. 108 (12): 124501. doi:10.1063/1.3518681. ISSN 0021-8979.
  2. ↑ Goldsmith, Brett R.; Locascio, Lauren; Gao, Yingning; Lerner, Mitchell; Walker, Amy; Lerner, Jeremy; Kyaw, Jayla; Shue, Angela; Afsahi, Savannah (2019). "Digital Biosensing by Foundry-Fabricated Graphene Sensors". Scientific Reports. 9 (1): 434. doi:10.1038/s41598-019-38700-w. ISSN 2045-2322. PMC 6342992. PMID 30670783.
  3. ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ Bergveld, Piet (October 1985). "The impact of MOSFET-based sensors" (PDF). Sensors and Actuators. 8 (2): 109–127. doi:10.1016/0250-6874(85)87009-8. ISSN 0250-6874. Archived from the original (PDF) on 26 April 2021. Retrieved 5 اكتبر 2022. {{cite journal}}: Check date values in: |access-date= (help)
  4. ↑ Brand, U.; Brandes, L.; Koch, V.; Kullik, T.; Reinhardt, B.; Rüther, F.; Scheper, T.; Schügerl, K.; Wang, S. (1991). "Monitoring and control of biotechnological production processes by Bio-FET-FIA-sensors". Applied Microbiology and Biotechnology. 36 (2): 167–172. doi:10.1007/BF00164414. ISSN 0175-7598. PMID 1368106.
  5. ↑ Lin, M. C.; Chu, C. J.; Tsai, L. C.; Lin, H. Y.; Wu, C. S.; Wu, Y. P.; Wu, Y. N.; Shieh, D. B.; Su, Y. W. (2007). "Control and Detection of Organosilane Polarization on Nanowire Field-Effect Transistors". Nano Letters (به انگلیسی). 7 (12): 3656–3661. CiteSeerX 10.1.1.575.5601. doi:10.1021/nl0719170.
  6. ↑ Lee, Joonhyung; Dak, Piyush; Lee, Yeonsung; Park, Heekyeong; Choi, Woong; Alam, Muhammad A.; Kim, Sunkook (2014). "Two-dimensional Layered MoS2 Biosensors Enable Highly Sensitive Detection of Biomolecules". Scientific Reports. 4 (1): 7352. doi:10.1038/srep07352. ISSN 2045-2322. PMC 4268637. PMID 25516382.
  7. ↑ ۷٫۰ ۷٫۱ Schöning, Michael J.; Poghossian, Arshak (2002). "Recent advances in biologically sensitive field-effect transistors (BioFETs)" (PDF). The Analyst. 127 (9): 1137–1151. doi:10.1039/B204444G. ISSN 0003-2654. PMID 12375833.