一種生物大分子荷質(zhì)比的測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種生物大分子荷質(zhì)比的測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]用于環(huán)境監(jiān)控、食品檢疫、和基因測(cè)序等方面的生物傳感器技術(shù)一直是生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。生物樣品檢測(cè)一般都是基于對(duì)生物大分子如蛋白質(zhì)、DNA和RNA的檢測(cè)。對(duì)未知生物大分子進(jìn)行檢測(cè)最準(zhǔn)確的方法是質(zhì)譜分析，質(zhì)譜分析儀根據(jù)帶電粒子在電磁場(chǎng)中能夠偏轉(zhuǎn)的原理，按物質(zhì)原子、分子或分子碎片的質(zhì)量差異進(jìn)行分離和檢測(cè)物質(zhì)組成的一類，并計(jì)算出荷質(zhì)比(電荷跟質(zhì)量的比)來區(qū)分未知生物大分子。然而，傳統(tǒng)的質(zhì)譜儀體積十分龐大，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，如圖1所示，它先將生物大分子樣品離化(離子源)，然后利用電磁場(chǎng)來分離和偏轉(zhuǎn)，最終篩選出不同荷質(zhì)比的生物大分子樣品。它不僅價(jià)格昂貴，而且樣品準(zhǔn)備和測(cè)試時(shí)間長，測(cè)試效率低，不適合快速給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的場(chǎng)合。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)所述的質(zhì)譜儀價(jià)格昂貴、測(cè)試效率低的缺陷，提供低成本、便攜、測(cè)試效率高的生物大分子荷質(zhì)比的測(cè)量裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]—種生物大分子荷質(zhì)比的測(cè)量裝置，所述裝置包括電泳樣品槽、雙柵極薄膜晶體管陣列，所述電泳樣品槽中沿槽方向設(shè)有電場(chǎng)，電泳樣品槽頂部設(shè)有參考電極，所述雙柵極薄膜晶體管陣列包括呈一字排列的多個(gè)雙柵極薄膜晶體管，雙柵極薄膜晶體管陣列設(shè)置于電泳樣品槽的底部，每個(gè)雙柵極薄膜晶體管均依次電連接有放大器和信號(hào)處理單元。
[0006]在一種優(yōu)選的方案中，所述雙柵極薄膜晶體管包括基板、底柵極、底部介電層、半導(dǎo)體溝道層、源極、漏極、頂部介電層，底柵極設(shè)置于基板上，底部介電層設(shè)置于基板上且覆蓋底柵極，半導(dǎo)體溝道層設(shè)置于底部介電層上，源極和漏極設(shè)置于半導(dǎo)體溝道層上，頂部介電層設(shè)置于半導(dǎo)體溝道層上且覆蓋源極和漏極。
[0007]在一種優(yōu)選的方案中，所述基板為玻璃基板。
[0008]在一種優(yōu)選的方案中，所述雙柵極薄膜晶體管的工作區(qū)位于在亞閾值區(qū)或關(guān)態(tài)區(qū)，以提高生物大分子所帶對(duì)電荷感應(yīng)的靈敏度。
[0009]在一種優(yōu)選的方案中，所述頂部介電層采用低介電常數(shù)材料，也可加增加頂部介電層的厚度，以減小頂部電容，提高頂部感應(yīng)電極對(duì)薄膜晶體管的控制力，頂部介電層采用聚酰亞胺樹脂材料，該薄膜晶體管可以是非晶硅、多晶硅、氧化物或者有機(jī)半導(dǎo)體。
[0010]本實(shí)用新型生物大分子荷質(zhì)比的測(cè)量裝置的測(cè)量方法，包括以下步驟:
[0011]S1:將電泳液注入電泳樣品槽中，生物大分子位于電泳樣品槽的一端；
[0012]S2:在電泳樣品槽中沿槽方向施加電場(chǎng)，生物大分子在電場(chǎng)中發(fā)生極化，帶負(fù)電的部分沿電場(chǎng)的反方向移動(dòng)；
[0013]S3:通過放大器和信號(hào)處理單元讀取各雙柵極薄膜晶體管的電流輸出，根據(jù)電流輸出判斷各雙柵極薄膜晶體管上方的電泳液中是否有生物大分子，如果有，則該雙柵極薄膜晶體管到生物大分子運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)即為預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)生物大分子移動(dòng)的距離；
[0014]雙柵極薄膜晶體管上方的電泳液中有生物大分子時(shí)，帶電的生物大分子電泳層與參考電極構(gòu)成雙柵極薄膜晶體管的頂部柵極，從而影響到底部雙柵極薄膜晶體管的電流輸出，因此根據(jù)電流輸出即可判斷各雙柵極薄膜晶體管上方的電泳液中是否有生物大分子。
[0015]S4:根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間和預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)生物大分子移動(dòng)的距離計(jì)算生物大分子移動(dòng)的速度，生物大分子沿著電場(chǎng)方向的移動(dòng)速度將取決于其荷質(zhì)比以及外加電場(chǎng)大小和電泳液的PH值，因此進(jìn)一步計(jì)算出該生物大分子的荷質(zhì)比，不同的生物大分子具有不同的荷質(zhì)比，根據(jù)荷質(zhì)比即可判斷該生物大分子的類型。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益效果是:本實(shí)用新型提供一種生物大分子荷質(zhì)比的測(cè)量裝置，所述裝置包括電泳樣品槽、雙柵極薄膜晶體管陣列，對(duì)電泳樣品槽施加電場(chǎng)，生物大分子在電場(chǎng)中發(fā)生極化，帶負(fù)電的部分沿電場(chǎng)的反方向移動(dòng)，帶電的生物大分子電泳層與參考電極構(gòu)成雙柵極薄膜晶體管的頂部柵極，從而影響到底部雙柵極薄膜晶體管的電流輸出，因此根據(jù)電流輸出即可判斷各雙柵極薄膜晶體管上方的電泳液中是否有生物大分子，從而根據(jù)生物大分子移動(dòng)的速度得出該生物大分子的荷質(zhì)比。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效率高，可以取代價(jià)格昂貴、體積龐大且系統(tǒng)復(fù)雜的分子質(zhì)譜儀的部分功能，實(shí)現(xiàn)低成本的便攜式生物大分子檢測(cè)。
【附圖說明】
[0017]圖1為傳統(tǒng)的質(zhì)譜儀的示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型生物大分子荷質(zhì)比的測(cè)量裝置的示意圖。
[0019]圖3為雙柵極薄膜晶體管的示意圖。
[0020]圖4為多通道和多分子的測(cè)量的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對(duì)本專利的限制；
[0022]為了更好說明本實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；
[0023]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖2所示，一種生物大分子荷質(zhì)比的測(cè)量裝置，所述裝置包括電泳樣品槽、雙柵極薄膜晶體管陣列，所述電泳樣品槽中沿槽方向設(shè)有電場(chǎng)，電泳樣品槽頂部設(shè)有參考電極，所述雙柵極薄膜晶體管陣列包括呈一字排列的多個(gè)雙柵極薄膜晶體管，雙柵極薄膜晶體管陣列設(shè)置于電泳樣品槽的底部，每個(gè)雙柵極薄膜晶體管均依次電連接有放大器和信號(hào)處理單元。
[0027]如圖3所示，在具體實(shí)施過程中，所述雙柵極薄膜晶體