專利名稱：生物傳感器、探針、感測(cè)設(shè)備以及生物傳感器制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用以感測(cè)腦中多巴胺濃度的生物傳感器、探針以及感測(cè)設(shè)備，本 發(fā)明還涉及一種利用納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成的生物傳感器和感測(cè)設(shè)備，以及生物傳感器 的制作方法。
背景技術(shù)：
人類的腦中具有高達(dá)1兆個(gè)神經(jīng)細(xì)胞，其間以復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)互相連結(jié)，并且各 神經(jīng)細(xì)胞之間以化學(xué)分子作為信息的傳導(dǎo)媒介。其中，多巴胺是一種控制大腦功能，例如動(dòng) 作、情緒以及高等認(rèn)知能力，的重要神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)。根據(jù)研究所得，腦中的多巴胺濃度不足會(huì)令人失去控制肌肉的能力，嚴(yán)重者可能 會(huì)導(dǎo)致帕金森式癥。相反地，若多巴胺濃度過高也可能令患者產(chǎn)生幻覺、妄想、煩躁甚至強(qiáng) 迫癥。因此，腦中的多巴胺濃度需維持在正常范圍內(nèi)，否則將可能產(chǎn)生上述病癥。因此，腦中的多巴胺濃度的測(cè)量為疾病防治以及腦部研究不可或缺的一環(huán)。在 現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)披露了一種使用3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷以及離子敏感性場(chǎng)效應(yīng)晶 體管的多巴胺傳感器。然而，離子選擇性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的靈敏度并不高(測(cè)量范圍約為 1 μ M)，并且由于腦中的多巴胺濃度較低，因此，離子選擇性的場(chǎng)效應(yīng)晶體管并無法準(zhǔn)確地 反映腦中多巴胺濃度的變化。因此，有必要設(shè)計(jì)一種具有較高靈敏度的多巴胺濃度生物傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種生物傳感器以準(zhǔn)確感測(cè)多巴胺濃度，以解決上述 問題。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，本發(fā)明的生物傳感器包含納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管、連接官能 基以及測(cè)試基。其中，納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管上具有納米線，官能基則連接于納米線上，并且 測(cè)試基連接于連接官能基上。測(cè)試基可用以連接多巴胺，納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管可根據(jù)測(cè)試 基連接多巴胺的數(shù)量產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的生物傳感器中的連接官能基為3-氨基丙基三甲氧 基甲硅烷。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的生物傳感器中的測(cè)試基為4-羥基苯硼酸。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的生物傳感器中的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)一步包含 基板；介電層，覆蓋于該基板上；以及支撐結(jié)構(gòu)，設(shè)置于介電層上，該納米線設(shè)置于該支撐 結(jié)構(gòu)的側(cè)邊以及該介電層之上。本發(fā)明的另一目的在于提供一種探針，可精準(zhǔn)地檢測(cè)腦中的多巴胺濃度，以解決 現(xiàn)有技術(shù)的問題。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，本發(fā)明的探針包含探針本體以及生物傳感器，其中生物傳 感器設(shè)置于探針本體的針尖上并通過針尖電連接探針本體。生物傳感器可包含納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管、連接官能基以及測(cè)試基，其中，連接官能基連接于納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的納米線 上，并且測(cè)試基連接于連接官能基上。在本具體實(shí)施例中，測(cè)試基可用以連接多巴胺，納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管則可根據(jù)測(cè) 試基連接多巴胺的數(shù)量產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管所產(chǎn)生的感測(cè) 信號(hào)可通過針尖以及探針本體傳送至外部電子裝置以進(jìn)行感測(cè)。因此，本具體實(shí)施例的探 針可用來感測(cè)腦中的多巴胺濃度。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的探針中的生物傳感器中的連接官能基為3-氨基丙
基三甲氧基甲硅烷。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的探針中的生物傳感器中的測(cè)試基為4-羥基苯硼酸。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的探針中的生物傳感器中的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)一 步包含基板；介電層，覆蓋于該基板上；以及支撐結(jié)構(gòu)，設(shè)置于介電層上，該納米線設(shè)置于 該支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)邊以及該介電層之上。本發(fā)明的另一目的在于提供一種感測(cè)設(shè)備，可精準(zhǔn)地檢測(cè)腦中的多巴胺濃度，以 解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，本發(fā)明的感測(cè)設(shè)備包含探針、生物傳感器以及數(shù)據(jù)處理裝 置。生物傳感器設(shè)置于探針的針尖上，并且探針連接到數(shù)據(jù)處理裝置上。在本具體實(shí)施例中，生物探測(cè)器包含納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管、連接官能基以及測(cè)試 基，其中連接官能基連接至納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管上的納米線，并且測(cè)試基連接至連接官能 基上。測(cè)試基可用以連接腦中的多巴胺。當(dāng)測(cè)試基連接多巴胺時(shí)，納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管可 根據(jù)測(cè)試基所連接的多巴胺數(shù)量產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)，并通過探針將感測(cè)信號(hào)傳送至數(shù)據(jù)處理裝 置，接著數(shù)據(jù)處理裝置可根據(jù)感測(cè)信號(hào)判斷腦中的多巴胺濃度。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的感測(cè)設(shè)備中的生物傳感器中的連接官能基為3-氨
基丙基三甲氧基甲硅烷。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的感測(cè)設(shè)備中的生物傳感器中的測(cè)試基為4-羥基苯 硼酸。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的感測(cè)設(shè)備中的生物傳感器中的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管 進(jìn)一步包含基板；介電層，覆蓋于該基板上；以及支撐結(jié)構(gòu)，設(shè)置于介電層上，該納米線設(shè) 置于該支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)邊以及該介電層之上。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的感測(cè)設(shè)備進(jìn)一步包含連接于該數(shù)據(jù)處理裝置的警示 裝置，當(dāng)該數(shù)據(jù)處理裝置判斷該多巴胺濃度高于第一默認(rèn)值時(shí)發(fā)送第一控制信號(hào)，并且該 警示裝置根據(jù)該第一控制信號(hào)發(fā)送第一警示信號(hào)。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的感測(cè)設(shè)備進(jìn)一步包含連接于該數(shù)據(jù)處理裝置的警示 裝置，當(dāng)該數(shù)據(jù)處理裝置判斷該多巴胺濃度低于第二默認(rèn)值時(shí)發(fā)送第二控制信號(hào)，并且該 警示裝置根據(jù)該第二控制信號(hào)發(fā)送第二警示信號(hào)。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的感測(cè)設(shè)備，進(jìn)一步包含連接于該數(shù)據(jù)處理裝置的回 饋裝置，該數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)所判斷出的該多巴胺濃度發(fā)送第三控制信號(hào)，并且該回饋裝 置根據(jù)該第三控制信號(hào)回饋控制該多巴胺濃度。本發(fā)明的另一目的在于提供一種生物傳感器制作方法。應(yīng)用此方法作制作出的生 物傳感器可精確地感測(cè)腦中的多巴胺濃度，進(jìn)而解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。
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根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，本發(fā)明的生物傳感器制作方法包含以下步驟首先，將連接 官能基連接于納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的納米線的表面上；接著，將可用來連接多巴胺的測(cè)試 基連接至連接官能基上，以形成生物傳感器。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的生物傳感器制作方法包含下列步驟將3-氨基丙基 三甲氧基甲硅烷連接于納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的納米線的表面；以及將4-羥基苯硼酸連接 于該3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷的末端胺基以形成該生物傳感器。在一種實(shí)施方式中，該制作方法進(jìn)一步包含以含有該3-氨基丙基三甲氧基甲硅 烷的酒精溶液處理該納米線的表面，進(jìn)而將該3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷連接于該納米 線的表面的步驟。在一種實(shí)施方式中，該制作方法進(jìn)一步包含以交聯(lián)劑輔助該4-羥基苯硼酸連接 于該3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷的該末端胺基的步驟。在一種實(shí)施方式中，該制作方法進(jìn)一步包含將該納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管設(shè)置于探針 針尖的步驟。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及附圖得到進(jìn)一步的了解。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的生物傳感器的示意圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的探針的示意圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的感測(cè)設(shè)備的示意圖。圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的感測(cè)設(shè)備的示意圖。圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的感測(cè)設(shè)備的示意圖。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的生物傳感器制作方法的步驟流程圖。圖6示出了圖5的方法所制作出的生物傳感器連接多巴胺分子的部分示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的生物傳感器1的示意圖。 如圖1所示，生物傳感器1包含納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管10、連接官能基12以及測(cè)試基14，其 中納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管10上設(shè)置有納米線100，連接官能基12則連接于納米線100的表面 上。此外，測(cè)試基14連接于連接官能基12之上。請(qǐng)注意，為了圖面簡潔起見，圖1僅示出 了一側(cè)的納米線100上連接測(cè)試基14以及連接官能基12，但在實(shí)際應(yīng)用中，另一側(cè)的納米 線100也可連接測(cè)試基14以及連接官能基12。在實(shí)際應(yīng)用中，納米線100兩端可連接兩電極作為此納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管10的漏 極以及源極。當(dāng)納米線100的性質(zhì)改變時(shí)，納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管10會(huì)改變其電氣特性進(jìn)而 產(chǎn)生信號(hào)變化。舉例而言，當(dāng)納米線表面連接有不同物質(zhì)時(shí)，納米線的導(dǎo)電性可能根據(jù)其連 接物質(zhì)的數(shù)量產(chǎn)生變化致使納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管處于不同的操作狀態(tài)。在本具體實(shí)施例中，納米線100可為硅納米線，連接官能基12可為3-氨基丙基三 甲氧基甲硅烷，并且測(cè)試基14可為4-羥基苯硼酸，然而，本發(fā)明對(duì)此并不加以限制。連接 官能基12 (3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷)中的硅基可與硅納米線100表面的氧基鍵結(jié)，此 外，連接官能基12中的氨基可與測(cè)試基14 (4-羥基苯硼酸)的羧基鍵結(jié)。測(cè)試基14可連接多巴胺，并且當(dāng)測(cè)試基14連接多巴胺時(shí)，納米線100的導(dǎo)電性會(huì)改變，導(dǎo)致納米線場(chǎng)效應(yīng) 晶體管10產(chǎn)生一信號(hào)。請(qǐng)注意，納米線100上所連接的連接官能基12以及測(cè)試基14的數(shù) 量在實(shí)際應(yīng)用中可依據(jù)使用者或設(shè)計(jì)者需求而定，并不限于本具體實(shí)施例。當(dāng)越多的測(cè)試 基14連接多巴胺時(shí)，納米線100的特性改變得越明顯，同樣地也會(huì)改變納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體 管10所產(chǎn)生的信號(hào)。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1，圖1的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管10進(jìn)一步包含基板102、介電層104以 及支撐結(jié)構(gòu)106，其中，介電層104覆蓋于基板102上，并且支撐結(jié)構(gòu)106設(shè)置于介電層104 之上。納米線100設(shè)置于支撐結(jié)構(gòu)106的兩側(cè)并由支撐結(jié)構(gòu)106所支撐。在實(shí)際應(yīng)用中， 納米線的形成可先對(duì)支撐結(jié)構(gòu)及其周圍沉積納米線的材料，例如，若所需求的納米線材料 為硅，則將硅材料層沉積于支撐結(jié)構(gòu)及其周圍。接著，對(duì)支撐結(jié)構(gòu)及其周圍的材料層進(jìn)行蝕 刻，其中，位于鄰近支撐結(jié)構(gòu)底部的材料層在蝕刻過后會(huì)根據(jù)蝕刻方法以及其參數(shù)而殘留 不同份量。由于支撐結(jié)構(gòu)在本具體實(shí)施例中為長條狀，因此沿著支撐結(jié)構(gòu)底部延伸并殘留 下來的材料會(huì)形成長條形的納米線。請(qǐng)注意，在實(shí)際應(yīng)用中，上述納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管也可 具有不同結(jié)構(gòu)，并不限于本發(fā)明所列舉的具體實(shí)施例。甚至，納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管也可以納 米碳管場(chǎng)效應(yīng)晶體管取代，其根據(jù)使用者或設(shè)計(jì)者需求而定。在上述具體實(shí)施例中，生物傳感器1的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管10可以根據(jù)測(cè)試基14 連接多巴胺的數(shù)量改變所產(chǎn)生的信號(hào)。因此，其可用于感測(cè)腦中的多巴胺濃度。請(qǐng)參閱圖2，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的探針2的示意圖。探針2 可用來作為腦探針，以探測(cè)腦中的多巴胺濃度。如圖2所示，探針2包含探針本體20以及 生物傳感器22，其中，生物傳感器22設(shè)置于探針本體20的針尖上。在本具體實(shí)施例中，生物傳感器22進(jìn)一步包含納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管220、連接官 能基222以及測(cè)試基224。連接官能基222連接于納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管220的納米線2200 上，測(cè)試基224則連接于連接官能基222上，并且，測(cè)試基224的另一端可連接多巴胺。納 米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管220可通過針尖與探針本體20電連接。請(qǐng)注意，本具體實(shí)施例的生物傳 感器22與上一具體實(shí)施例的生物傳感器1大體上相同，在此不再贅述。因此，當(dāng)生物傳感 器22的測(cè)試基224連接多巴胺時(shí)，納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管220所產(chǎn)生的感測(cè)信號(hào)可傳至探針 本體20。上述具體實(shí)施例的探針2還可進(jìn)一步連接到感測(cè)設(shè)備，以處理生物傳感器所產(chǎn)生 的感測(cè)信號(hào)進(jìn)而判斷多巴胺濃度。請(qǐng)參閱圖3，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的 感測(cè)設(shè)備3的示意圖。如圖3所示，感測(cè)設(shè)備3包含探針30、生物傳感器32以及數(shù)據(jù)處理 裝置34。在本具體實(shí)施例中，生物傳感器32設(shè)置于探針30本體的針尖上，并且生物傳感器 32包含納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管320、連接官能基322以及測(cè)試基324。同樣地，連接官能基322 連接于納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管320的納米線3200上，測(cè)試基324則連接于連接官能基322上， 并且，測(cè)試基324的另一端可連接多巴胺。由于本具體實(shí)施例的生物傳感器32與上述具體 實(shí)施例的生物傳感器1、22大體上相同，故在此不再贅述。納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管320可通過 探針30的針尖以及本體與數(shù)據(jù)處理裝置34電連接。在本具體實(shí)施例中，當(dāng)測(cè)試基324連接多巴胺時(shí)，納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管320可根 據(jù)測(cè)試基324所連接的多巴胺數(shù)量產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)，并且，此感測(cè)信號(hào)可通過探針30傳送至數(shù)據(jù)處理裝置34。數(shù)據(jù)處理裝置34可根據(jù)所接收到的感測(cè)信號(hào)來判斷多巴胺濃度。在實(shí) 際應(yīng)用中，本發(fā)明的感測(cè)設(shè)備所能感測(cè)的多巴胺濃度范圍可為IfM 1ρΜ(亦即，10_15M I(T12M)，因此可精確地感測(cè)多巴胺濃度，并且適用于腦中的多巴胺濃度感測(cè)。此外，請(qǐng)參閱圖4A。圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的感測(cè)設(shè)備4的示 意圖。如圖4A所示，本具體實(shí)施例與上述具體實(shí)施例不同之處，在于本具體實(shí)施例的感測(cè) 設(shè)備4進(jìn)一步包含連接于數(shù)據(jù)處理裝置44的警示裝置46。當(dāng)所判斷出的多巴胺濃度高于 第一默認(rèn)值時(shí)，數(shù)據(jù)處理裝置44可發(fā)送第一控制信號(hào)以控制警示裝置46發(fā)送第一警示信 號(hào)。另一方面，若所判斷出的多巴胺濃度低于第二默認(rèn)值時(shí)，數(shù)據(jù)處理裝置44可發(fā)送第二 控制信號(hào)以控制警示裝置46發(fā)送第二警示信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，第一默認(rèn)值以及第二默認(rèn) 值可根據(jù)腦中的正常多巴胺濃度范圍來設(shè)定，因此，當(dāng)數(shù)據(jù)處理裝置判斷出腦中的多巴胺 濃度不正常時(shí)，即可控制警示裝置通知醫(yī)護(hù)人員或其它相關(guān)人員。請(qǐng)注意，本具體實(shí)施例的 感測(cè)設(shè)備4的其它單元(探針40、生物傳感器42以及數(shù)據(jù)處理裝置44等)與上述具體實(shí) 施例的相對(duì)應(yīng)單元大體上相同，故于此不再贅述。請(qǐng)參閱圖4B，圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的感測(cè)設(shè)備5的示意圖。 如圖4B所示，本具體實(shí)施例與上述具體實(shí)施例不同之處，在于本具體實(shí)施例的感測(cè)設(shè)備5 進(jìn)一步包含連接于數(shù)據(jù)處理裝置54的回饋裝置58。數(shù)據(jù)處理裝置54可根據(jù)所判斷出的多 巴胺濃度發(fā)送第三控制信號(hào)致使回饋裝置58對(duì)多巴胺濃度進(jìn)行回饋控制。舉例而言，當(dāng)數(shù) 據(jù)處理裝置54判斷腦中的多巴胺濃度過高時(shí)，回饋裝置58可降低腦中的多巴胺濃度，另一 方面，當(dāng)數(shù)據(jù)處理裝置54判斷腦中的多巴胺濃度過低時(shí)，回饋裝置58可提升腦中的多巴胺 濃度。上述回饋控制在實(shí)際應(yīng)用中可由數(shù)據(jù)處理裝置54自行判斷并控制，也可結(jié)合前一具 體實(shí)施例的警示裝置46以通知醫(yī)護(hù)人員并由醫(yī)護(hù)人員手動(dòng)控制。同樣地，本具體實(shí)施例的 感測(cè)設(shè)備5的其它單元(探針50、生物傳感器52以及數(shù)據(jù)處理裝置54等)與上述具體實(shí) 施例的相對(duì)應(yīng)單元大體上相同，故在此不再贅述。請(qǐng)注意，上述各具體實(shí)施例間的信號(hào)傳遞，均可通過有線或無線傳輸?shù)姆绞絹磉M(jìn) 行，本發(fā)明并不對(duì)此加以限制。請(qǐng)一并參閱圖1以及圖5，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的生物傳感器 制作方法的步驟流程圖，該方法可用以制作如圖1所示的生物傳感器1。以下通過圖1的生 物傳感器1來說明本具體實(shí)施例的方法的流程步驟。如圖5所示，本具體實(shí)施例的方法包含如下述的步驟。在步驟S60，以含有3-氨基 丙基三甲氧基甲硅烷(APTES)的酒精溶液處理納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管10的納米線100的表 面，進(jìn)而將APTES連接于納米線100的表面。其中，連接于納米線100上的APTES即為圖1 所示的連接官能基12。在實(shí)際應(yīng)用中，可使用具有2% APTES濃度的酒精水溶液在納米線 100表面反應(yīng)30分鐘，然而本發(fā)明并不限于此。在步驟S62，通過交聯(lián)劑的輔助將4-羥基苯硼酸(CPBA)連接于APTES的氨基上以 形成生物傳感器1。其中，連接于APTES上的CPBA即為圖1所示的測(cè)試基12。在步驟S64，將納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管設(shè)置于探針的針尖上。步驟S64可將生物傳感 器1整合于腦探針上從而可直接用來進(jìn)行腦中的多巴胺濃度感測(cè)。請(qǐng)注意，本發(fā)明并不限 定步驟S64的順序，舉例而言，納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管可先設(shè)置于探針再設(shè)置于其納米在線 連接測(cè)試基以及連接官能基，也可先將測(cè)試基以及連接官能基連接于納米線的表面再將納
8米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管設(shè)置于探針上。請(qǐng)參閱圖6，圖6示出了圖5的方法所制作出的生物傳感器7連接多巴胺分子8的 部分示意圖。如圖6所示，連接官能基72 (APTES)的一端連接于傳感器7的多晶硅納米線 70上，并且連接官能基72的另一端則連接測(cè)試基74 (CPBA)。測(cè)試基74可連接多巴胺分子 8，并且當(dāng)試基74連接多巴胺分子8時(shí)，納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管(為了圖面簡潔起見，圖3并 未示出納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管)根據(jù)所連接的多巴胺分子8的數(shù)量產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。與現(xiàn)有技術(shù)相較比，應(yīng)用納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管所制成的生物傳感器可靈敏地感測(cè) 到多巴胺，因此可用在腦探針等需要精確測(cè)量的儀器。此外，結(jié)合此生物傳感器、探針以及 數(shù)據(jù)處理裝置的感測(cè)設(shè)備可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者腦內(nèi)的多巴胺濃度，甚至，此種感測(cè)設(shè)備還可用 以調(diào)節(jié)腦內(nèi)多巴胺濃度以預(yù)防因多巴胺濃度失調(diào)而造成的疾病。通過以上優(yōu)選具體實(shí)施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神， 而并非以上述所披露的優(yōu)選具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的范圍加以限制。相反地，其目的是希 望能將各種改變及等同安排涵蓋于本發(fā)明所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的權(quán)利要 求應(yīng)該根據(jù)上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及等同安排。主要組件符號(hào)說明
1、22、32、42、52、7 生物傳感器
10、220、320、420、520 納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管
12、222、322、422、522、72連接官能基
14、224、324、424、524、74測(cè)試基
100、2200、3200、4200、5200、70 納米線
102 基板104 介電層
106 支撐結(jié)構(gòu)2、30、40、50 探針
20 探針本體3、4、5 感測(cè)設(shè)備
34、44、54 數(shù)據(jù)處理裝置46 警示裝置
58 回饋裝置S60 S64 流程步驟
8:多巴胺分子。
9
權(quán)利要求
一種生物傳感器，用以檢測(cè)多巴胺濃度，所述生物傳感器包含納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管，具有納米線；連接官能基，連接所述納米線；以及測(cè)試基，連接于所述連接官能基，所述測(cè)試基用以連接至少一種多巴胺；其中，當(dāng)所述測(cè)試基連接所述至少一種多巴胺時(shí)，所述納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管根據(jù)所述至少一種多巴胺的數(shù)量產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其中，所述連接官能基為3-氨基丙基三甲氧基 甲硅烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其中，所述測(cè)試基為4-羥基苯硼酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其中，所述納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)一步包含 基板；介電層，覆蓋于所述基板上；以及支撐結(jié)構(gòu)，設(shè)置于介電層上，所述納米線設(shè)置于所述支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)邊以及所述介電層 之上。
5.一種探針，用以檢測(cè)腦中的多巴胺濃度，所述探針包含 探針本體，包含針尖；以及生物傳感器，設(shè)置于所述針尖，所述生物傳感器包含納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管，透過所述針尖與所述探針本體電連接，所述納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體 管具有納米線；連接官能基，連接所述納米線；以及測(cè)試基，連接于所述連接官能基，所述測(cè)試基用以連接至少一種多巴胺； 其中，當(dāng)所述測(cè)試基連接所述至少一種多巴胺時(shí)，所述納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管根據(jù)所述 至少一種多巴胺的數(shù)量產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的探針，其中，所述連接官能基為3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的探針，其中，所述測(cè)試基為4-羥基苯硼酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的探針，其中，所述納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)一步包含 基板；介電層，覆蓋于所述基板上；以及支撐結(jié)構(gòu)，設(shè)置于介電層上，所述納米線設(shè)置于所述支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)邊以及所述介電層 之上。
9.一種感測(cè)設(shè)備，用以感測(cè)腦中的多巴胺濃度，所述感測(cè)設(shè)備包含 探針，包含探針本體，所述探針本體具有針尖；生物傳感器，設(shè)置于所述針尖，所述生物傳感器包含納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管，通過所述針尖與所述探針本體電連接，所述納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體 管具有納米線；連接官能基，連接所述納米線；以及測(cè)試基，連接于所述連接官能基，所述測(cè)試基用以連接腦中的至少一種多巴胺；以及 數(shù)據(jù)處理裝置，連接所述探針；其中，當(dāng)所述測(cè)試基連接所述至少一種多巴胺時(shí)，所述納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管根據(jù)所述至少一種多巴胺的數(shù)量產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)，并通過所述探針傳送所述感測(cè)信號(hào)至所述數(shù)據(jù)處理 裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)所述感測(cè)信號(hào)判斷所述多巴胺濃度。
10. 一種生物傳感器制作方法，用以制作生物傳感器，所述生物傳感器用以感測(cè)腦中的 一種多巴胺濃度，所述方法包含下列步驟將3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷連接于納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的納米線的表面；以及 將4-羥基苯硼酸連接于所述3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷的末端胺基以形成所述生物 傳感器。全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)腦中的多巴胺濃度的生物傳感器及其制作方法，該生物傳感器包含納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管、連接官能基以及測(cè)試基。該納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有納米線，該連接官能基則連接該納米線。該測(cè)試基連接于該連接官能基上，并且其可用以連接至少一種多巴胺。當(dāng)該測(cè)試基連接該至少一種多巴胺時(shí)，該納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管可根據(jù)該至少一種多巴胺的數(shù)量產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。本發(fā)明的生物傳感器能夠精確地感測(cè)腦中的多巴胺濃度，因此可用于腦探針等需要精確測(cè)量的儀器中。本發(fā)明還提供了用于檢測(cè)腦中多巴胺濃度的探針和用于檢測(cè)腦中多巴胺濃度的感測(cè)設(shè)備。
文檔編號(hào)G01N27/414GK101961240SQ200910160829
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者劉承賢, 周忠誠, 徐瑯, 楊裕雄, 林志衡, 王威, 蕭程允 申請(qǐng)人:瑞鼎科技股份有限公司;楊裕雄;劉承賢;徐瑯