[发明专利]基于GaN基HEMT驱动LED发光的生物物质检测方法

说明书

一种基于GaN基HEMT驱动LED发光的生物物质检测方法，在AlGaN/GaNHEMT和GaN基LED集成阵列结构的AlGaN/GaN HEMT的敏感区域进行生物识别物固化形成AlGaN/GaN HEMT生物传感器和GaN基LED集成阵列结构，施加5V‑10V的工作电压，AlGaN/GaN HEMT生物传感器驱动GaN基LED发光。本发明的检测方法具有高通量、高密度集成、并行快速检测特性。由于采用生物传感器驱动GaN基LED发光，生物传感器上固化的生物识别物质不需要携带荧光物质，简化了生物传感器固化生物识别物质的制备过程。在光信号采集过程中不需要提供额外的光源照射，简化了光信号采集系统。

技术领域

本发明涉及一种基于GaN基HEMT驱动LED发光的生物物质检测方法，即：一种基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)与GaN基发光二极管(GaN基LED)单片集成阵列主动发光读出的生物物质检测方法。

背景技术

目前，生物物质检测从信号测试方法上看主要有两类。一类是生物阵列芯片与信号测试单元分离的检测系统。如：沈继龙等人的基因诊断与基因芯片中提到的荧光探测微阵列。将成千上万的探针DNA分子有序地固化在面积较小的支持物(如玻璃片、硅片、尼龙膜等)上，组成密集分子排列，然后将已经标记有荧光物质的待测DNA与支持物上的靶分子进行杂交，利用图像扫描仪采集激发光激发荧光物质产生的荧光进行测试分析。此类检测生物物质检测方法需要对待测生物物质进行特殊标记。另一类是生物阵列芯片与信号测试单元集成在一起的检测系统。如：Jonathan M.Rothberg,Wolfgang Hinz,Todd M.Rearick,etal.An integrated semiconductor device enabling non-optical genome sequencing中的已经商品化并在医疗系统应用的半导体基因测序芯片技术。采用硅基CMOS半导体制备工艺在一块芯片上制备与CMOS读出电路集成的阵列离子敏场效应晶体管(ISFET)半导体基因测序芯片。此类检测生物物质检测方法的生物阵列芯片都是Si基半导体生物阵列芯片，其他半导体材料的生物阵列芯片难于与CMOS读出电路进行集成，限制了非Si基半导体生物阵列芯片的发展。

发明内容

本发明提供了一种基于AlGaN/GaNHEMT与GaN基LED单片集成阵列主动发光读出的生物物质检测方法，其目的是为了解决GaN基生物传感器阵列芯片信号难于读出的问题。

本发明的技术方案：

一种基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管与GaN基LED单片集成阵列主动发光读出的生物物质检测方法，包括：

在AlGaN/GaN或者GaN发光二极管(LED)外延片上，制备AlGaN/GaN HEMT和GaN基LED集成阵列结构。

在AlGaN/GaN HEMT和GaN基LED集成阵列结构的AlGaN/GaN HEMT的敏感区域进行生物识别物固化形成AlGaN/GaN HEMT生物传感器和GaN基LED集成阵列结构。

在AlGaN/GaN HEMT生物传感器和Micro-LED集成阵列结构上施加5V-10V的工作电压，AlGaN/GaN HEMT生物传感器驱动GaN基LED发光。

将含有待测生物物质的溶液引入到AlGaN/GaN HEMT生物传感器和GaN基LED集成阵列结构的AlGaN/GaN HEMT生物传感器的测试区域，引起Micro-LED发光强度变化。

通过设置于AlGaN/GaN HEMT生物传感器和GaN基LED集成阵列结构上方的CCD或者CMOS图像传感器读取GaN基LED发光图片，发光图片信息经过计算机处理后获得待测生物物质浓度。