基于Pt-GOx-Nafion层叠状浮栅OECT的高灵敏葡萄糖传感器
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作者
梁方圆 肖静 刘宇航 柴晓杰
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单位
山西省能源互联网研究院太原理工大学集成电路学院人工智能微纳传感山西省重点实验室
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摘要
为了提高葡萄糖生物传感器的性能,将浮栅有机电化学晶体管(FG-OECTs)和Pt-GOx-Nafion层叠状结构结合可制备感测分离的高灵敏葡萄糖传感器。本文采用Pt-GOx-Nafion层叠状结构作为浮栅传感单元,该单元通过级联反应完成整个传感过程:即葡萄糖氧化酶(GOx)与底物葡萄糖溶液发生酶促反应生成中间产物过氧化氢(H2O2),同时结构中的基底铂(Pt)材料催化H2O2 发生氧化还原反应。该过程产生的能斯特电位传递至放大单元,改变了晶体管的有效栅压,进而调控源漏极之间的电流。本文使用制备的FG-OECTs分别对10-9~10-2 mol/L的葡萄糖浓度进行检测,灵敏度可达到82.42 μA·dec-1,检测限低至1 nmol/L, 具备宽范围高灵敏度和超低检测限特性。同时该传感器还具备选择性高(采用单因素方差分析,其中**P < 0.01)、稳定性好(施加方波栅压600周期后,源漏电流仍保持98.3%)特性,可拓展到实时、无创和便携式葡萄糖传感应用。
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关键词
层叠状结构FG-OECTs葡萄糖传感器灵敏度
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文章目录
1 实 验
1.1 试剂与仪器
1.2 FG-OECTs的结构设计
1.3 葡萄糖生物传感器制备过程
2 结果与讨论
2.1 酶电极-层叠状材料Pt-GOx-Nafion表征
2.2 FG-OECT器件性能表征
2.3 葡萄糖生物传感器性能表征
3 结 论