括至少兩個傳感納米線，并且兩個傳感納米線在不同節(jié)點處連接至nwFET。
[0071] 在一些實施方案中，替代T形nwFET傳感器或除了T形nwFET傳感器以外可以使 用Y形nwFET傳感器。除了直納米線之外，本文所描述的納米線FET也可以是彎曲納米線、 蜿蜒納米線、呈"L"形或呈"V"形。傳感納米線可以連接至沿著納米線FET的任何位置，并 且成任何可能的角，這個角可以超出0至180的范圍。如果納米線FET具有"L"形或"V" 形，那么傳感納米線可以連接至"L"或"V"的拐角或沿著納米線FET的其它任何地方以形 成節(jié)點，并且成任何可能的角，這個角可以超出0至180的范圍。
[0072] 這種創(chuàng)新的傳感器結構涵蓋大的表面積/體積比的優(yōu)點，同時提供如下文所解釋 的具有低寄生效應的近場信號放大。整個傳感器可以經(jīng)由鈍化與周圍環(huán)境隔絕，但傳感納 米線表面除外。特異性受體可以僅固定至傳感納米線表面上。存在于樣品溶液中的生物標 志物可以以高特異性結合至受體。從所結合的分析物電荷發(fā)出的電場然后可以耦合以調節(jié) 傳感納米線的電導?？梢杂脙?nèi)置的正交納米線FET放大器以最低的寄生效應放大所產(chǎn)生的 信號變化來獲得高靈敏度，然后以電子方式讀出。
[0073] 這種T-nwFET傳感器中的固有信號轉導和放大機制可以借助于圖4中圖解的等效 電路來理解。在交叉點處的節(jié)點電位用Vn標記，并且從這個節(jié)點至相應電極的每個納米線 區(qū)段用具有理想的肖特基二極管（Schottkydiode) (Dx)的串聯(lián)納米線電阻（Rx)表示。傳 感納米線和FET漏極電流分別通過下式與電極電位（例如，VjPVD)關聯(lián)起來
【主權項】
1. 一種裝置，其包括： (a) 基板，其包括多個電極； (b) 多個電子傳感器，其在所述基板上集成或組裝并且連接至所述電極；以及 (c) 微流體組件，其安置在所述基板上并且適于與所述電子傳感器流體連通。
2. 如權利要求1所述的裝置，其中所述微流體組件包括至少一個緩沖液池和連接至所 述緩沖液池的至少一個傳感臂，其中所述傳感臂包括樣品池、樣品過濾模塊以及適于與所 述電子傳感器中的至少一者流體連通的樣品傳感區(qū)域。
3. 如權利要求2所述的裝置，其中所述緩沖液池包含離子強度小于200mM的至少一種 緩沖液。
4. 如權利要求2所述的裝置，其中所述樣品過濾模塊適于慣性過濾。
5. 如權利要求2所述的裝置，其中所述微流體組件進一步包括連接至所述至少一個緩 沖液池的至少一個控制臂，其中所述控制臂包括控制過濾模塊、適于與所述電子傳感器中 的至少一者流體連通的控制傳感區(qū)域以及任選的控制池。
6. 如權利要求5所述的裝置，其中所述微流體組件進一步包括連接至所述傳感臂和所 述控制臂的至少一個廢液池。
7. 如權利要求1所述的裝置，其中所述基板包含至少一種選自由聚合物和半導體組成 的群組的材料。
8. 如權利要求1所述的裝置，其中所述電子傳感器中的至少一者在所述基板上集成。
9. 如權利要求1所述的裝置，其中所述電子傳感器中的至少一者是在所述基板上組裝 的芯片的一部分。
10. 如權利要求1所述的裝置，其中所述傳感器中的至少一者是包括T形結構的納米線 場效應晶體管（nwFET)傳感器，所述T形結構包括橫向納米線FET放大器和連接至所述橫 向納米線FET放大器的縱向傳感納米線。
11. 如權利要求10所述的裝置，其中所述傳感納米線和任選的連接所述傳感納米線與 納米線FET放大器的節(jié)點包含固定在上面的適于結合至生物標志物的受體。
12. -種裝置，其包括： (a) 基板，其包括多個電極； (b) 多個納米線場效應晶體管（nwFET)傳感器，其嵌入或安置在所述基板上并且連接 至所述電極，其中所述nwFET傳感器中的每一者包括T形結構，所述T形結構包括橫向納米 線FET放大器和連接至所述橫向納米線FET放大器的縱向傳感納米線，其中所述傳感納米 線和任選的連接所述傳感納米線與納米線FET放大器的節(jié)點包含固定在上面的受體，并且 其中所述納米線FET放大器被鈍化；以及 (c) 微流體組件，其安置在所述基板上并且適于與所述nwFET傳感器流體連通，所述微 流體組件包括： (i) 至少一個緩沖液池，其包含至少一種緩沖液； (ii) 至少一個傳感臂，其連接至所述至少一個緩沖液池，所述傳感臂包括樣品池、包括 尺寸大于待過濾的細胞的至少一個通道的慣性樣品過濾模塊以及適于與所述nwFET傳感 器中的至少一者流體連通的樣品傳感區(qū)域； (iii) 至少一個控制臂，其連接至所述至少一個緩沖液池，所述控制臂包括慣性控制過 濾模塊、適于與所述nwFET傳感器中的至少一者流體連通的控制傳感區(qū)域以及任選的控制 池；以及 (iv)至少一個廢液池，其連接至所述傳感臂和所述控制臂，并且其中所述微流體組件 界定（i)至（iv)的流程方向。
13. -種檢測生物標志物的存在的方法，其包括： 提供包括以下的裝置：(a)基板，其包括多個電極；(b)多個電子傳感器，其在所述基板 上集成或組裝并且連接至所述電極；以及（c)微流體組件，其安置在所述基板上并且適于 與所述電子傳感器流體連通；以及 將生物樣品引入所述微流體組件中，其中所述微流體組件引導所述生物樣品的流接觸 所述電子傳感器中的至少一者，并且其中所述生物標志物的存在在所述電子傳感器中的所 述至少一者處引起信號變化。
14. 如權利要求13所述的方法，其中所述微流體組件包括連接至至少一個緩沖液池的 至少一個傳感臂，所述緩沖液池包含至少一種緩沖液；其中所述傳感臂包括樣品池、樣品過 濾模塊以及適于與所述電子傳感器中的至少一者流體連通的樣品傳感區(qū)域；并且 其中將所述生物樣品引入所述樣品池中以接觸從所述緩沖液池流出的所述緩沖液的 液流。
15. 如權利要求14所述的方法，其進一步包括在引入所述生物樣品之前從所述緩沖液 池釋放所述緩沖液。
16. 如權利要求14所述的方法，其中所述樣品過濾模塊適于慣性過濾，并且其中與所 述緩沖液混合的所述生物樣品在進入所述樣品傳感區(qū)域之前經(jīng)所述過濾模塊過濾。
17. 如權利要求14所述的方法，其中所述微流體組件進一步包括連接至所述至少一個 緩沖液池的至少一個控制臂；其中所述控制臂包括控制過濾模塊、適于與所述電子傳感器 中的至少一者流體連通的控制傳感區(qū)域以及任選的控制池；并且 其中不將所述生物樣品引入所述控制臂中。
18. 如權利要求13所述的方法，其中所述傳感器中的至少一者是包括T形結構的納米 線場效應晶體管（nwFET)傳感器，所述T形結構包括橫向納米線FET放大器和連接至所述 橫向納米線FET放大器的縱向傳感納米線，并且其中所述傳感納米線和任選的連接所述傳 感納米線與納米線FET放大器的節(jié)點包含固定在上面的適于結合至所述生物標志物的受 體。
19. 一種固定受體的方法，其包括 將微流體層安置在包括多個電極和連接至所述電極的多個納米線場效應晶體管 (nwFET)傳感器的基板上，其中所述微流體層包括適于與所述nwFET傳感器流體連通的單 個或多個通道；以及 將所述受體的溶液添加至所述通道中的至少一者中，其中所述受體接觸并結合至所述nwFET傳感器中的至少一者。
20. 如權利要求13所述的方法，其進一步包括使所述電子傳感器中的至少一者與包含 濃度低于所述生物樣品的所述生物標志物的至少一種第一參考溶液接觸，這在所述電子傳 感器中的至少一者中引起至少一個第一信號變化，所述第一信號變化充當用于定量所述生 物樣品中的所述生物標志物的至少一個第一參考點；以及任選地，使所述電子傳感器中的 至少一者與包含濃度高于所述生物樣品的所述生物標志物的至少一種第二參考溶液接觸， 這在所述電子傳感器中的至少一者中引起至少一個第二信號變化，所述第二信號變化充當 用于定量所述生物樣品中的所述生物標志物的至少一個第二參考點。
21.如權利要求20所述的方法，其包括將所述至少一種第一參考溶液引入所述微流體 組件中，所述微流體組件引導所述第一參考溶液的流接觸所述電子傳感器中的至少一者； 以及任選地，將所述至少一種第二參考溶液引入所述微流體組件中，所述微流體組件引導 所述第二參考溶液的流接觸所述電子傳感器中的至少一者。
【專利摘要】本文描述了一種裝置以及使用所述裝置檢測生物標志物的存在的方法，其中所述裝置包括(a)基板，其包括多個電極；(b)多個納米線場效應晶體管傳感器，其在所述基板上集成或組裝并且連接至所述電極；以及(c)微流體組件，其安置在所述基板上并且適于與nwFET傳感器流體連通。
【IPC分類】G01N27-30, G01N27-414, G01N33-483
【公開號】CN104704357
【申請?zhí)枴緾N201380050515
【發(fā)明人】徐志安
【申請人】加利福尼亞大學董事會
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年7月30日
【公告號】CA2886363A1, EP2880433A1, US20150204860, WO2014022422A1