具有釤鈦氧化物之離子場效電晶體及其離子感測電極SENSING DEVICE

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

美國

專利申請案號

12/793,647

專利證號

US 8,441,080 B2

專利獲證名稱

具有釤鈦氧化物之離子場效電晶體及其離子感測電極SENSING DEVICE

專利所屬機關 (申請機關)

長庚大學

獲證日期

2013/05/14

技術說明

有別於傳統的玻璃電極,離子場效電晶體在感測器相關研究上被認為具有元件體積小與IC製程整合匹配性高且反應時間快速等優點，這些特性對於偵測溶液中離子數量的變化以及未來商品化的應用有很大的潛力。因此，近年來離子場效電晶體應用在生物感測上也廣泛受到重視。藉由結合特定酵素膜以及配合上各種酵素固定的方式來偵測人體生理機能之變化 (例如:尿液檢測,血糖檢測...)，提升元件的應用範圍。然而，大部分已商品化的檢測元件體積大(<1 mm2)、設備及操作成本高，這些缺點侷限了它們的應用範圍以及便利性。為了改善上述之限制，本發明所提出的釤鈦氧化物離子場效電晶體應用在酸鹼感測器以及生物感測上能以簡單的製程方式提供高感測度的感測元件。本發明以釤鈦氧化物(Sm2TiO5)為感測膜，再以簡單的製程以及封裝等相關技術製造此感測裝置。除了藉由偵測溶液的酸鹼度觀察元件特性表現之外，在生物感測方面，也利用尿素感測方面作示範，證實元件具有高可靠度、高靈敏度之酸鹼感測器。本裝置將利用本發明之感測元件浸入待測溶液中，元件之感測膜與溶液中的氫離子產生吸附鍵結, 再藉由鍵結數目多寡導致表面電位的改變，偵測出待測溶液中的氫離子濃度。此外尿素感測方面，利用簡易的酵素包埋方式在Sm2TiO5感測膜上固定ㄧ層尿素酵素薄膜，藉由尿素酵素與待測液中的尿素反應產生的酸鹼值變化，再經由Sm2TiO5感測膜來感測溶液中的酸鹼變化，利用這兩階段的反應可準確的偵測溶液中之尿素濃度。本發明利用這層酵素膜可將此以Sm2TiO5為感測膜之感測元件的應用延伸到酵素感測之生物感測器上。本質上，本發明因為微型化、結構簡單、操作簡易及製造成本低廉等特性，本發明非常適合開發成一次性使用 (Single-use)之能提供基本感測之元件。 The device use Sm2TiO5 as sensing membrane and construct the device with easier fabrication and epoxy resin. When the device immersed in solution, the hydrogen ions in the tested solution will bind to the surface of sensing membrane and this phenomenon may cause the variation of surface potential. We can get the ion concentration in the solution by detection the variation of surface potential. Furthermore, we utilize the entrapment method to form a film with incorporated enzyme and consequently to immobilize it on the sensing membrane. The chemical reaction of urea enzyme causes the pH variation and can be detected from the sensing membrane. By using the enzymatic layer can extend the device to enzyme detection. Essentially, due to the characteristics of miniaturization, ease fabrication and low cost, the invention finds its usefulness as a single-use sensor device, providing adjustable mechanical stimulation.

備註

本部(收文號1090058260)同意該校109年9月15日長庚大字第1090090253號函申請終止維護專利(長庚大學)

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