Biossensor baseado em transistor de efeito de campo

Em um BioFET típico, uma camada eletricamente e quimicamente isolante (por exemplo, sílica) separa a solução de analito do dispositivo semicondutor.^[1]

Um biossensor baseado em transistor de efeito de campo, também conhecido como transistor de biosensor de efeito de campo (Bio-FET^[2]), biosensor de efeito de campo (FEB),^[3] ou biossensor MOSFET,^[4] é um transistor de efeito campo (baseado na estrutura MOSFET)^[4] que é bloqueado por alterações no potencial de superfície induzido pela ligação de moléculas. Quando moléculas carregadas, como biomoléculas, se ligam à porta FET, que geralmente é um material dielétrico, elas podem alterar a distribuição de carga do material semicondutor subjacente, resultando em uma alteração na condutância do canal FET.^[5]^[6]

Mecanismo de operação

Os biossensores MOSFET acoplam um dispositivo transistor com uma camada bio-sensível que pode detectar especificamente biomoléculas, como ácidos nucléicos e proteínas.^[1]

Fabricação de Bio-FET

A fabricação do sistema Bio-FET consiste em várias etapas, como a seguir:

Localizando um substrato adequado para servir como um local FET e formando um FET no substrato,
Expondo um local ativo do FET a partir do substrato,
Fornecendo uma camada de filme sensor no local ativo do FET,
Fornecendo um receptor na camada de filme sensor para ser usado na detecção de íons,
Removendo uma camada de semicondutor e afinando uma camada dielétrica,
Gravando a porção restante da camada dielétrica para expor um local ativo do FET,
Removendo o fotorresistente e depositando uma camada de filme sensor seguida pela formação de um padrão fotorresistente no filme sensor,
Gravando a parte desprotegida da camada de filme sensor e removendo a fotorrese.^[7]

Referências

↑ ^a ^b Schöning, Michael J.; Poghossian, Arshak (2002). «Recent advances in biologically sensitive field-effect transistors (BioFETs)» (PDF). The Analyst. 127 (9): 1137–1151. ISSN 0003-2654. doi:10.1039/B204444G
↑ Maddalena, Francesco; Kuiper, Marjon J.; Poolman, Bert; Brouwer, Frank; Hummelen, Jan C.; de Leeuw, Dago M.; De Boer, Bert; Blom, Paul W. M. (2010). «Organic field-effect transistor-based biosensors functionalized with protein receptors» (PDF). Journal of Applied Physics. 108 (12). 124501 páginas. ISSN 0021-8979. doi:10.1063/1.3518681
↑ Goldsmith, Brett R.; Locascio, Lauren; Gao, Yingning; Lerner, Mitchell; Walker, Amy; Lerner, Jeremy; Kyaw, Jayla; Shue, Angela; Afsahi, Savannah; Pan, Deng; Nokes, Jolie; Barron, Francie (2019). «Digital Biosensing by Foundry-Fabricated Graphene Sensors». Scientific Reports. 9 (1). 434 páginas. ISSN 2045-2322. PMC 6342992. PMID 30670783. doi:10.1038/s41598-019-38700-w
↑ ^a ^b Bergveld, Piet (outubro de 1985). «The impact of MOSFET-based sensors» (PDF). Sensors and Actuators. 8 (2): 109–127. ISSN 0250-6874. doi:10.1016/0250-6874(85)87009-8
↑ Brand, U.; Brandes, L.; Koch, V.; Kullik, T.; Reinhardt, B.; Rüther, F.; Scheper, T.; Schügerl, K.; Wang, S.; Wu, X.; Ferretti, R.; Prasad, S.; Wilhelm, D. (1991). «Monitoring and control of biotechnological production processes by Bio-FET-FIA-sensors». Applied Microbiology and Biotechnology. 36 (2): 167–172. ISSN 0175-7598. PMID 1368106. doi:10.1007/BF00164414
↑ Lin, M. C.; Chu, C. J.; Tsai, L. C.; Lin, H. Y.; Wu, C. S.; Wu, Y. P.; Wu, Y. N.; Shieh, D. B.; Su, Y. W. (2007). «Control and Detection of Organosilane Polarization on Nanowire Field-Effect Transistors». Nano Letters (em inglês). 7 (12): 3656–3661. CiteSeerX 10.1.1.575.5601. doi:10.1021/nl0719170
↑ Yuji Miyahara, Toshiya Sakata, Akira Matsumoto: Microbio genetic analysis based on Field Effect Transistors, Principles of Bacterial Detection: Biosensors, Recognition Receptors and Microsystems.