Nghiên cứu khả năng phát hiện phần tử DNA và độ pH của cảm biến dùng transistor hiệu ứng trường điện cực cổng kép
Tóm tắt: 11
| 
PDF: 21 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
Cảm biến sinh học
DGFET
DNA
thời gian phản ứng
độ nhạy pH
Tóm tắt
Với các ưu điểm nổi bật như độ nhạy cao, phát hiện thời gian thực, khả năng xử lý tín hiệu song song, chi phí thấp, cảm biến DGFET rất được quan tâm nghiên cứu và cho thấy khả năng ứng dụng rất lớn. Trong bài báo này, chúng tôi tính toán, mô phỏng, phân tích và trình bày các kết quả nghiên cứu về việc phát hiện phần tử sinh học bằng cảm biến DGFET. Mô hình khuếch tán-bắt giữ và phương trình Poisson-Boltzman được sử dụng để phân tích hiệu suất hoạt động của cảm biến DGFET trong việc phát hiện phần tử DNA thông qua thời gian phản ứng, độ nhạy và độ chọn lọc của cảm biến. Đồng thời việc phát hiện độ nhạy pH bằng cảm biến DGFET cũng được khảo sát và phân tích. Kết quả cho thấy độ nhạy pH vượt qua giới hạn Nernst trong cảm biến dựa trên cấu trúc FET thông thường. Đây là nền tảng quan trọng trong việc nghiên cứu tối ưu hóa hoạt động và triển khai ứng dụng cảm biến DGFET trong thực tế.
Tài liệu tham khảo
-
[1] P. Alivisatos, “The use of nanocrystals in biological detection”, Nat. Biotechnol., 22, 47-52 (2004).
[2] M. C. Lin, C. J. Chu, L. C. Tsai, H. Y. Lin, C. S. Wu, X Y. P. Wu, Y. N. Wu, D. B. Shieh, Y. W. Su, C. D. Chen, “Control and Detection of Organosilane Polarization on Nanowire Field-Effect Transistors”, Nano Lett., 7, 3656-3661 (2007).
[3] Y. Chen, R. Ren, H. Pu, X. Guo, J. Chang, G. Zhou, S. Mao, M. Kron, Junhong Chen, “Field-Effect Transistor Biosensor for Rapid Detection of Ebola Antigen”, Scientific Reports, 7, 10974 (2017).
[4] Y. C. Syn, W. E. Hsu, C. T. Lin, “Review—Field-Effect Transistor Biosensing: Devices and Clinical Applications”, ECS Journal of Solid State Science and Technology, 7, 196-207 (2018).
[5] J. H. Ahn, S. J. Choi, M. Im, S. Kim, C. H. Kim, J. Y. Kim, T. J. Park, S. Y. Lee, Y. K. Choi, “Charge and dielectric effects of biomolecules on electrical characteristics of nanowire FET biosensors”, Appl. Phys. Lett., 111, 113701 (2017).
[6] J. Go, P. R. Nair, M. A. Alam, “Theory of signal and noise in double-gated nanoscale electronic pH sensors”, J. Appl. Phys., 112, 034516 (2012).
[7] M. J. Deen, M. W. Shinwari, J. C. Ranuárez, D. Landheer, “ Noise considerations in field-effect biosensors”, J. Appl. Phys., 100, 074703 (2006).
[8] B. N. Shobha, N. J. R. Muniraj, “Design, Modeling and Simulation of Prostate Cancer Biosensor with ssDNA biomarker and DGFET Biosensor”, International Journal of Computer Science and Information Technologies, 5, 2612-2620 (2014).
[9] P. R. Nair, M. A. Alam, “Performance limits of nanobiosensors”, App. Phys. Lett., 88, 233120(2014).
[10] P. R. Nair, M. A. Alam, “Screening-Limited Response of NanoBiosensors”, Nano Lett., 8, 1281–1285 (2008).
[11] S. J. Han, H. Yu, R. J. Wilson, R. L. White, N. Pourmand, S. X. Wang, “CMOS intergrated DNA Microarray based on GMR sensors”, IDEM Tech. Dig., 719723(2006).
[12] P. R. Nair, M. A. Alam, “Theory of “Selectivity” of label-free nanobiosensors: A geometro-physical perspective”, J. Appl. Phys., 107, 064701(2010).
[13] P. R. Nair, J. Go, G. J. Landells, T. R. Pandit, M. Alam, X. Jin, P. Dak, A. Jain, "BioSensorLab", DOI: 10.4231/D3000014H (2014).
[14] O. Knopfmacher, A. Tarasov, Wangyang Fu, M. Wipf, B. Niesen, M. Calame, C. Schönenberger, “Nernst Limit in Dual-Gated Si-Nanowire FET Sensors”, Nano Lett., 10, 2268–2274 (2010).
[15] M. Spijkman, E. C. P. Smits, J. F. M. Cillessen, F. Biscarini, P. W. M. Blom, D. M. de Leeuw, “Beyond the Nernst-limit with dual-gate ZnO ion-sensitive field-effect transistors”, Appl. Phys. Lett., 98, 043502 (2011).
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Jan 31, 2019
Download
Cách trích dẫn
Nguyen Linh Nam. “Nghiên cứu Khả năng phát hiện phần tử DNA Và độ PH của cảm biến dùng Transistor hiệu ứng trường điện cực cổng kép”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 17, số p.h 1.2, Tháng Giêng 2019, tr 22-26, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/1503.
