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。
[0028]在具體實(shí)施過程中，所述基板為玻璃基板。
[0029]在具體實(shí)施過程中，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)，以提高對生物大分子所帶電荷感應(yīng)的靈敏度。
[0030]在具體實(shí)施過程中，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。
[0031]在具體實(shí)施過程中，如圖4所示，為了實(shí)現(xiàn)多通道和多分子的測量，在一個多通道電泳樣品槽上設(shè)計(jì)多個雙柵極薄膜晶體管陣列進(jìn)行并行測量，各個通道和陣列彼此互不干擾。
[0032]本實(shí)用新型生物大分子荷質(zhì)比的測量裝置的測量方法，包括以下步驟:
[0033]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；
[0034]S2:在電泳樣品槽中沿槽方向施加電場，生物大分子在電場中發(fā)生極化，帶負(fù)電的部分沿電場的反方向移動；
[0035]S3:通過放大器和信號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)動的起始點(diǎn)即為預(yù)設(shè)時間內(nèi)生物大分子移動的距離；
[0036]雙柵極薄膜晶體管上方的電泳液中有生物大分子時，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。
[0037]S4:根據(jù)預(yù)設(shè)時間和預(yù)設(shè)時間內(nèi)生物大分子移動的距離計(jì)算生物大分子移動的速度，生物大分子沿著電場方向的移動速度將取決于其荷質(zhì)比以及外加電場大小和電泳液的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。
[0038]本實(shí)用新型提供一種生物大分子荷質(zhì)比的測量裝置，所述裝置包括電泳樣品槽、雙柵極薄膜晶體管陣列，對電泳樣品槽施加電場，生物大分子在電場中發(fā)生極化，帶負(fù)電的部分沿電場的反方向移動，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。
[0039]相同或相似的標(biāo)號對應(yīng)相同或相似的部件；
[0040]附圖中描述位置關(guān)系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；
[0041]顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生物大分子荷質(zhì)比的測量裝置，其特征在于，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，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，每個雙柵極薄膜晶體管均依次電連接有放大器和信號處理單J L ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物大分子荷質(zhì)比的測量裝置，其特征在于，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。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物大分子荷質(zhì)比的測量裝置，其特征在于，所述基板為玻璃基板。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物大分子荷質(zhì)比的測量裝置，其特征在于，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)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物大分子荷質(zhì)比的測量裝置，其特征在于，所述頂部介電層為厚介電層結(jié)構(gòu)或采用低介電常數(shù)材料。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種生物大分子荷質(zhì)比的測量裝置，所述裝置包括電泳樣品槽、雙柵極薄膜晶體管陣列，對電泳樣品槽施加電場，生物大分子在電場中發(fā)生極化，帶負(fù)電的部分沿電場的反方向移動，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。
【IPC分類】G01N27/453
【公開號】CN205175960
【申請?zhí)枴緾N201520863324
【發(fā)明人】王凱, 李孔寧
【申請人】廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國際聯(lián)合研究院, 中山大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月2日