基于薄膜体声波谐振器的免疫球蛋白传感器制备.pdf

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1、80传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第8期DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)08--0080--03基于薄膜体声波谐振器的免疫球蛋白传感器制备杨翰林，陈达，刘一剑，沈勇，张亚非(1．上海交通大学电子信息与电气工程学院。上海200240；2．山东科技大学电子通信与物理学院，山东青岛266590)摘要：研制了一种基于薄膜体声波谐振器(FBAR)的生物免疫球蛋白传感器，该FBAR采用A1N作为压电层，3对Tw金属层作为布拉格声学反射层，工作频率为2．047GHz，回波

2、损耗为-32dB。利用自组装膜法修饰顶部金电极敏感区域。测试了免疫球蛋白G抗体和抗原的特异性结合前后传感器的指标变化。结果得到传感器的Q值和灵敏度分别达到846，3．38kHz·am。／ng，远高于广泛使用的石英晶体微天平(QCM)，具有广阔的应用前景。关键词：薄膜体声波谐振器；自组装膜法；生物传感器中图分类号：TP212．3文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)08-0080-031⋯■J■■●-l-ll—l。aDricatlOnOIlmmUneI~loDulinSensorDaSec10nnlmbulkac0ustiCresonatorYANG

3、Han．1in，CHENDa，LIUYi-jian，SHENYong，ZHANGYa．fei(1．SchoolofElectronics，InformationandElectricalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China；2·CollegeofElectronic，CommunicationandPhysics，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266590，China)Abstract：Animmuneglobulin

4、(IG)sensorbasedonthinfilmbulkacousticresonator(FBAR)ispresented，whichworksat2．047GHzwith-32dBreturnloss，consistingofanA1NpiezoelectricstackandthreepairsofTWBraggreflector．Self-assembledmonolayers(SAMs)areappliedtomodifythetopAuelectrodesensitivearea．Indexchangesofsensorbeforeandafterc

5、ombinationofantigenandantibodyofIGaretest．The0factorofsensoriScalculatedashighas846andthesensitivityasabiosensorcanreach3．38kHz·cmk／ngwhichmuchhigherthanthatofQCM．Throughtheantibodydetectionexperiment，theFBARisprovedtohavethepotentialofexhibitingamorecrucialeffectinthebiosensorfield．K

6、eywords：filmbulkacousticresonator(FBAR)；self-assembledmonolayers；biosensor0引言波信号从而产生谐振。典型的基于FBAR的质量传感器是免疫球蛋白(immuneglobulin，IG)是具有抗体活性或一个集成在si衬底上的FBAR器件和一个附着于顶层电化学结构上与抗体相似的球蛋白，在人类免疫应答中起关极上敏感层构成，当待测物与敏感层物质吸附结合后，键作用。检测血清中免疫球蛋白的含量对于疾病的诊断、FBAR振荡器的谐振频率就随之发生改变，利用外围电路指导治疗及预后评价有重要临床意义。目前广泛使用的

7、压可以检测出频率改变量，通过Sauerbrey方程便可得出待电石英晶体免疫传感器是以石英晶体为换能器，抗体或抗测质量。这种器件结构简单，谐振频率达到2～10GHz，最0分子为免疫识别元件的一种新型免疫传感器检测技小质量变化探测范围约10ng／cm。，远远小于现在广泛使用术⋯。由于石英晶体振荡频率较低，限制了其灵敏度的进的石英晶体微天平(QCM)好几个数量级。关于其质量一步提高。最近，薄膜体声波谐振器(FBAR)由于其高灵传感的应用报道主要集中在相对湿度传感、重量分析敏度特性在质量传感器领域的应用和研究被广泛关注]。和生物检测等。本文成功制备A1N为压电薄膜的FBA

8、R器件，利