[发明专利]生物传感器、探针、感测设备以及生物传感器制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用以感测脑中多巴胺浓度的生物传感器、探针以及感测设备，本发明还涉及一种利用纳米线场效应晶体管构成的生物传感器和感测设备，以及生物传感器的制作方法。

背景技术

人类的脑中具有高达1兆个神经细胞，其间以复杂的神经网络互相连结，并且各神经细胞之间以化学分子作为信息的传导媒介。其中，多巴胺是一种控制大脑功能，例如动作、情绪以及高等认知能力，的重要神经传导物质。

根据研究所得，脑中的多巴胺浓度不足会令人失去控制肌肉的能力，严重者可能会导致帕金森式症。相反地，若多巴胺浓度过高也可能令患者产生幻觉、妄想、烦躁甚至强迫症。因此，脑中的多巴胺浓度需维持在正常范围内，否则将可能产生上述病症。

因此，脑中的多巴胺浓度的测量为疾病防治以及脑部研究不可或缺的一环。在现有技术中，已经披露了一种使用3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷以及离子敏感性场效应晶体管的多巴胺传感器。然而，离子选择性的场效应晶体管的灵敏度并不高(测量范围约为1μM)，并且由于脑中的多巴胺浓度较低，因此，离子选择性的场效应晶体管并无法准确地反映脑中多巴胺浓度的变化。

因此，有必要设计一种具有较高灵敏度的多巴胺浓度生物传感器。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种生物传感器以准确感测多巴胺浓度，以解决上述问题。

根据一个具体实施例，本发明的生物传感器包含纳米线场效应晶体管、连接官能基以及测试基。其中，纳米线场效应晶体管上具有纳米线，官能基则连接于纳米线上，并且测试基连接于连接官能基上。测试基可用以连接多巴胺，纳米线场效应晶体管可根据测试基连接多巴胺的数量产生感测信号。

在一种实施方式中，本发明的生物传感器中的连接官能基为3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷。

在一种实施方式中，本发明的生物传感器中的测试基为4-羟基苯硼酸。

在一种实施方式中，本发明的生物传感器中的纳米线场效应晶体管进一步包含：基板；介电层，覆盖于该基板上；以及支撑结构，设置于介电层上，该纳米线设置于该支撑结构的侧边以及该介电层之上。

本发明的另一目的在于提供一种探针，可精准地检测脑中的多巴胺浓度，以解决现有技术的问题。

根据一个具体实施例，本发明的探针包含探针本体以及生物传感器，其中生物传感器设置于探针本体的针尖上并通过针尖电连接探针本体。生物传感器可包含纳米线场效应晶体管、连接官能基以及测试基，其中，连接官能基连接于纳米线场效应晶体管的纳米线上，并且测试基连接于连接官能基上。

在本具体实施例中，测试基可用以连接多巴胺，纳米线场效应晶体管则可根据测试基连接多巴胺的数量产生感测信号。在实际应用中，纳米线场效应晶体管所产生的感测信号可通过针尖以及探针本体传送至外部电子装置以进行感测。因此，本具体实施例的探针可用来感测脑中的多巴胺浓度。

在一种实施方式中，本发明的探针中的生物传感器中的连接官能基为3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷。

在一种实施方式中，本发明的探针中的生物传感器中的测试基为4-羟基苯硼酸。

在一种实施方式中，本发明的探针中的生物传感器中的纳米线场效应晶体管进一步包含：基板；介电层，覆盖于该基板上；以及支撑结构，设置于介电层上，该纳米线设置于该支撑结构的侧边以及该介电层之上。

本发明的另一目的在于提供一种感测设备，可精准地检测脑中的多巴胺浓度，以解决现有技术的问题。

根据一个具体实施例，本发明的感测设备包含探针、生物传感器以及数据处理装置。生物传感器设置于探针的针尖上，并且探针连接到数据处理装置上。

在本具体实施例中，生物探测器包含纳米线场效应晶体管、连接官能基以及测试基，其中连接官能基连接至纳米线场效应晶体管上的纳米线，并且测试基连接至连接官能基上。测试基可用以连接脑中的多巴胺。当测试基连接多巴胺时，纳米线场效应晶体管可根据测试基所连接的多巴胺数量产生感测信号，并通过探针将感测信号传送至数据处理装置，接着数据处理装置可根据感测信号判断脑中的多巴胺浓度。

在一种实施方式中，本发明的感测设备中的生物传感器中的连接官能基为3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷。

在一种实施方式中，本发明的感测设备中的生物传感器中的测试基为4-羟基苯硼酸。

在一种实施方式中，本发明的感测设备中的生物传感器中的纳米线场效应晶体管进一步包含：基板；介电层，覆盖于该基板上；以及支撑结构，设置于介电层上，该纳米线设置于该支撑结构的侧边以及该介电层之上。