基于嵌入式碳纳米管的悬臂梁生物检测技术

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摘
要：随着先进微纳米加工技术的研究与应用，生物检测技术正朝着高精度、高特异性、无
需标识、并行高速及低成本的方向发展。悬臂梁作为一种力学检测技术在生物检测领域有着广泛的应用。但是由于信号读取方式的限制，检测的灵敏度一直不尽人意。文中提出一种全新的
Hale Waihona Puke ２０ｉｉｃｎ，ｄａｎｈｏｃｕｉｎｔａｔｅｄｖｃｅｎｉｎｉｒｄｃｄａｃｓｐｓｉｌｏ０ｎｓｌｏｉｒｗｉｇｔｅｃｎｌｓｏｈｔｈｅｉｅｄｍｅｓｏｓｅｕｅｓｍｕｈａｏｓｂｅｔｅｈｎｅｒｓｌｔｎｎａｃｅｏｕｉ．ｏ
子检测的生物传感器可广泛应用于临床检测、新药
开发、传分析、遗环境检测及生物反恐等领域。生物
２１年第７０１期
中图分类号：Ｎ０；３１Ｔ３５Ｑ３文献标识码：Ａ文章编号：０９— ５２２１）７— ０４— ３１０２５（０１００１０
基于嵌入式碳纳米管的悬臂梁生物检测技术
陈凌之，程秀兰，王志明
（．上海交通大学微电子学院，上海２０４；．上海交通大学农业与生物学院，上海２０４）１０２０２０２０
ｒａ —ｕｔｏｓｆｒｆｍａｓａｔｒｎｙａｐｉａｉｎ．Ｉｒｅｏｓｌｅｔｉｐｏｌｍ，ｔｉｔｅｉｅｄｏｔｍｅｈｄｉａｏｓｔｆｃｏｙｉｍａｐｌｔｓｎｏｄｒｔｏｖｓｒｂｅｒｉｎｃｏｈｈｓｈｓｓｂｉｇｐａｍｅｈｄｏｍｂｄｉｇａｓｎｌ — ｌｄｃｒｏａｏｕｅｏｅｓｒｃｆａｔｅｅｅｖｎｓｒｓｕｔｏｆｅｅｄｎｉｇｅｗａｌａｂｎｎｎｔｂｎｔｕｆｅｏｎｉｖｒｓｒｉｇａｎｅｈａｃｌ
Ｋｅｒｓ：ｃｎｉｅｅ；ｃｒｎｎｎｔｂｙｗｏｄａｔｌｖｒａｂｏａｏｕｅ；ｂｏｅｓｎｇｉｓｎｉ
０引言
利用生物特异性识别特性来实现对特定生物分
基于悬臂梁结构的生物检测系统的信号读取方
式主要有光学读取系统和压电读取系统。光学
ＡｂｔａｔＷｉｈｅｅｏｍｅｔｆｈＭＳｆｂｉａｉｎｔｃｎｌｇ，ｃｎｉｖｒｏｅｓｍｏｅａｄｍｏｅｓｒｃ：ｔｔｅｄｖｌｐｎｏｅＮＥａｒｃｔｅｈｏｏｙａｔｅｅｗｓｅｒｎｒｈｔｏｌｎａｐｉａｉｎｉｅｆｌｆｂｏｅｓｇＨｏｖｒｔｅｔｄｔｎｌｅｄｏｔｍｅｏｓｐｔｌｔｏｉｐｌｔｎｔｅｄｏｉｓｎｉ．ｃｏｈｉｎｗｅｅ，ｈｒｉｏａｒａ — ｕｔｄｕｉｎｔｓａｉｈｍｉｈ
ｔｃｏｏｙｅｈｎｌｇ．Ｏｐｉａｅｄ— ｕｔｏｓｈｒｏｐｔｉｔｎｔｇａｉｎａｅｒｓｌｔｎｏｉｚｒｓｓａｃｔｃｌｒａｏｔｍｅｈｄｉａｄｔｕｎｏｉｅｒｔｏｎｄｔｅｏｕｉｆｐｅｏｅｉｔｎｅｈｏ
Ｃａｔｌｖｒｂｏｅｓｎｅｈｏｏｙｂｓｄｏｍｂｄｅａｂｎｎａｏｕｅｎｉｅｅｉｓｎｉｇｔｃｎｌｇａｅｎｅｅｄｄｃｒｏｎｔｂ
ＣＨＥＮｉｇｚｉＬｎ．ｈ，ＣＨＥＮＧｕｌｎ，Ｗ。Ｘｉ —ａＡＮＧｈ．ｎＺｉｍｉｇ
（．ｃｏｌｆｃｏｌｔｎｃ，ｈｎｈｉｉｏｏｇＵｉｅｓｙｈｎａ０２０Ｃｉａ１ＳｈｏＭｉｒｅｃｏｓＳａｇａａｔｎｎｖｒｉ，Ｓａｇｉ０４，ｈｎ；ｏｅｒｉＪｔｈ２２ＳｈｏｏｇｉｌｒｎｉｅｈＳａｇａＪａｔｎｎｖｒｉ，ｈｎｈｉ０２０Ｃｉａ．ｃｏｌｆｒｃｔｅａｄＢｏｃ，ｈｎｉｉｏｏｇＵｉｅｓｙＳａｇａ０４，ｈｎ）Ａｕｕｔｈｔ２
ｓｒｓａｓｕｅｏｒｉｅｒｓｌｉｎ．ｎｓｍｕａｉｎｅｉｏｍｅｔｈｓｒｓｅｐｔ５ｒｍｒｄｔｏａｔｅｓｔｎｄｃｒｔａｓｅｏｕｔｒｏＩｉｌｔｎｖｒｎｎ，ｔｅＧＦｉａｉｄｕｏ３５ｆｏｔａｉｎｌｏｉ
基于嵌入式单壁碳纳米管的悬臂梁测试技术，将悬臂梁的应力传输系数ＧＦ值在仿真环境下由原
来硅材料的２０左右，提高至３５０５。并且最后得出结论，需要提高检测灵敏度，应该尽量减小碳
纳米管的尺寸。
关键词：悬臂梁；碳纳米管；生物分子检测