[发明专利]基于InSe场效应晶体管的核酸检测传感器及其在新冠病毒检测中的应用

说明书

本发明公开了一种基于InSe FET的核酸检测传感器及其在新冠病毒检测中的应用。所述传感器的构建包括：(1)将机械剥离得到的超薄InSe材料作为FET传感器的沟道材料；(2)将SiO₂/Si衬底上的超薄InSe通过ALD沉积Al₂O₃；(3)旋涂PMMA胶，利用EBL技术在PMMA层上构建电极图案；(4)通过EBE得到高质量的源、漏电极；(5)再次沉积Al₂O₃钝化层；(6)通过低镀率EBE沉积得到均匀分布的Au纳米颗粒作为探针位点；(7)利用EBL在沟道处制造窗口用于DNA探针修饰；(8)将器件孵育在含有DNA探针的磷酸缓冲液中。本发明的InSe FET传感器的电学性能良好，检测灵敏度高，可应用于新冠病毒的超低浓度核酸检测，同时具有核酸变异判断能力。

技术领域

本发明属于生物传感技术领域，涉及一种基于InSe场效应晶体管的核酸检测传感器及其在新冠病毒检测中的应用。

背景技术

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)是一种由严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的呼吸类传染病，被世界卫生组织列为大流行病。截至2021年8月，全球现确诊病例超过2000万例，累计死亡超过400万人。同时，世界范围内还出现了“德尔塔毒株”等变异株，具有病毒载量高、传播能力强、再变异性高的特点。防疫的种种挑战对新冠病毒早期诊断和变异判断都提出了更快、更准确的要求。

在目前可用的许多诊断方法中，基于场效应晶体管(FET)的生物传感设备具有其优点，包括使用少量分析物进行高灵敏度和瞬时测量的能力。这使得该技术相比较PCR等传统的病毒检测方法，具有耗时短、准确率高的优点。

二维半导体材料由于其独特的光电学性能，多年来一直是微电子器件材料研究的热点。同时由于较大的比表面积，许多新兴的二维材料对各种分析物(离子、葡萄糖、核酸、蛋白质等)非常敏感，在传感领域得到了广泛的应用。综合来看，基于二维材料的FET传感器非常适合应用于可穿戴电子设备、电子皮肤或生物监测设备。