[发明专利]抗干扰性能的电化学晶体管传感器及其抗干扰方法、应用

说明书

本发明涉及提高电化学晶体管传感器的抗干扰性能的方法，所述电化学晶体管传感器包括源极、漏极和栅极，源极、漏极之间为该电化学晶体管传感器沟道，其特征在于在沟道上设有Nafion薄膜保护层和/或聚糖薄膜保护层，或者在栅极外面套设下端带有微孔陶瓷的砂芯玻璃管，将沟道或栅极分离以屏蔽电化学晶体管传感器对干扰物质的响应。本发明涉及的电化学晶体管传感器的优化方法具有在不影响器件对待测物质的响应的同时屏蔽掉干扰物质的响应的特点。

技术领域

本发明涉及的是提高电化学晶体管传感器的抗干扰性能的方法，属于电化学领域。

背景技术

近年来，电化学晶体管传感器作为一种新型的电化学检测方法，由于其固有的放大特性和高的灵敏度，同时有机电化学晶体管可用于性能非常稳定且工作电压低的水溶液中被认为是一种很有前途的电分析和检测方法。因此，有机电化学晶体管在低成本、高灵敏度的生物传感器中具有广阔的应用前景，如葡萄糖、多巴胺、尿酸、离子、抗坏血酸、细菌、细胞、蛋白质等。然而，电化学晶体管传感器的选择性差和抗干扰能力一直以来是一个难以解决的问题。

例如在CN108593747A“葡萄糖的无酶电化学晶体管传感器及其对葡萄糖的检测方法”中，石墨烯作为沟道的电化学晶体管实现了对葡萄糖的高灵敏检测，但是器件对溶液中的其他物质的抗干扰性不够理想。因此，对器件抗干扰性进行优化是非常有必要的。考虑到大多数干扰是由于干扰物质扩散到沟道附近导致沟道载流子浓度发生改变造成，同时待检测物的响应多是由于在栅极上发生电化学反应造成，这与干扰造成响应的机理和位置均不同。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供提高电化学晶体管传感器的抗干扰性能的方法，通过将沟道与栅极分离来屏蔽干扰物质的响应，对干扰物质的响应极大降低，而不损害器件对待检测物的响应。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

提高电化学晶体管传感器的抗干扰性能的方法，所述电化学晶体管传感器包括源极、漏极和栅极，源极、漏极之间为该电化学晶体管传感器沟道，其特征在于在沟道上设有Nafion薄膜保护层和/或聚糖薄膜保护层，或者在栅极外面套设下端带有微孔陶瓷的砂芯玻璃管，将沟道或栅极分离以屏蔽电化学晶体管传感器对干扰物质的响应。

本发明还提供一种具体地抗干扰性能的电化学晶体管传感器，所述电化学晶体管传感器包括源极、漏极和栅极；其中源极、漏极设置在金层和铬层上，金层重叠于铬层上方，源极、漏极之间为该电化学晶体管传感器沟道，沟道为湿法转移的物理气相生长的单层石墨烯，栅极为金和石墨烯共沉积修饰的玻碳电极；其特征在于在沟道上设有Nafion薄膜保护层和/或聚糖薄膜保护层，或者在栅极外面套设下端带有微孔陶瓷的砂芯玻璃管。

按上述方案，所述该抗干扰性能的电化学晶体管传感器的检测对象是亚硝酸盐；缓冲溶液的pH在5-8范围内。

按上述方案，所述Nafion薄膜保护层是通过滴涂Nafion溶液的方法在沟道上形成一层Nafion薄膜保护层。其中，Nafion溶液的质量百分比为0.1-5wt％，用量为3-50μL/3mm²。

按上述方案，所述壳聚糖薄膜保护层是通过滴涂壳聚糖溶液的方法在沟道上形成一层壳聚糖薄膜保护层。其中，壳聚糖溶液用0.1-2％的乙酸溶液制备，浓度为50mg/mL，用量为3-20μL/mm²。