声表面波生物传感器发展与应用.pdf

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1、第36卷第6期压电与声光Vo1．36No．62014年12月PIEZOELECTRICS&ACOUSTOOPTICSDee．2O14文章编号：1004—2474(2014)06-0865—07声表面波生物传感器发展与应用袁小平，何杰，刘荣贵，邱海莲(1．中国电子科技集团公司第26研究所，重庆400060；2．云南省机电一体化应用技术重点实验室云南省先进制造技术研究中心，云南昆明650031)摘要：声表面波(sAw)生物传感器技术因具有实时、高速、高精度及微量信息敏感的特点，而成为现代传感器技术发展的主要方向之一。该文概述了SAW生物传感器的基本原理、理论和叉指换能器(ID

2、T)结构，系统介绍了SAW生物传感器技术发展路径；对SAW生物传感器与表面等离子共振(SPR)技术融合的问题进行了讨论；综述了sAw生物传感器的典型应用，提出了工程应用需要解决的技术问题。关键词：声表面波；微量信息；敏感；生物传感器；典型应用中图分类号：TN65文献标识码：ADevelopmentandApplicationsofSAWBiosensorTechnologyYUANXiaoping，HEJie，LIURonggui，QIUHailian(1．26thInstituteofChinaElectronicsGroupCorporation，Chongqing4

3、00060，China；2．KeyLab．ofElectromechanicalIntegrationApplicationTechnologyofYunnan，ResearchCenterofAdvancedManufacturingMechnologyofYunnan，Kunming650031，China)Abstract：SAWbiosensorrepresentsoneofthemaintrendsofmodernsensortechnology，takingtheadvantagesofhighspeed，highaccuracyandsensitivetOt

4、raceinformationinrealtime．Thebasicprincipal，theoryandIDTstructureofSAWbiosensorissummarized；thetechnicaldevelopmentrouteofSAWbiosensorissystematicallyoutlined；thesolutionsforthetechconvergencebetweenSAWbiosensorandSPRarediscussed，andtypicalapplica—tionsofSAWbiosensorareviewed，proposingthe

5、issuesneededtObesolvedforfurtherengineeringapplication．Keywords：SAW；traceinformation；sensitive；biosensor；typicalapplication后，对压电基片的物理参数产生影响，进而影响传播0引言于其表面的SAW信号的速度、幅度及相位等参数。传感器是现代信息系统的关键技术基础，已在检测SAw信号这些参数的变化，即可实现对待测信息技术各个领域得到了广泛应用。随着信息化社信息的敏感。显然，SAW信号是SAW生物传感器会的发展，信息系统对传感器的性能、体积及成本等实现信息敏感功

6、能的关键技术基础，而压电材料、叉提出了持续不断的新要求，特别是近年来生物传感器系统的广泛应用，对传感器的微克／纳克／皮克等指换能器(IDT)、微平面工艺、信息直接高频(GHz)微量级信息的敏感提出了特殊需求。为此，具有微频率映射输出等是提升SAW生物传感器性能的技量信息敏感的传感器已成为当前传感器技术发展的术基础。另外，SAW生物传感器可单独或与其他主要方向之一。在众多信息敏感技术中，基于声表技术结合，形成具有多种信息敏感功能的传感器，实面波(sAw)技术实现的SAw生物传感器在微量现对各种物理、化学及生物等多种信息量的敏感。信息敏感等方面展示了与众不同的特点，特别是在快

7、速微量信息敏感方面，SAW生物传感器显示了独特的性能。1SAW生物传感器技术出1．1SAW生物传感器概念与理论图1SAW生物传感器原理SAW生物传感器信息敏感原理如图1所示，它SAW生物传感器信息敏感表现了SAW信号由SAW器件、吸附膜、信号产生与处理器等组成，的波速、幅度和相位等参数在声通道与周围物理化当SAW基片或其表面吸附膜吸附物质量或能量学变量的复杂函数关系为收稿日期：2014～0903作者简介：袁小平(1969)，女，四川岳池人，高级工程师，主要从事微声电子技术科技情报研究。866压电与声光一2SAw生物传感器技术发