專利名稱：化學(xué)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感設(shè)備和方法。本發(fā)明可以用于檢測神經(jīng)活動(dòng)或化學(xué)事件。
背景技術(shù)：
在過去40年，化學(xué)傳感器和電極陣列已用于加入化學(xué)和電領(lǐng)域，使得用于多種應(yīng)用的生物激勵(lì)系統(tǒng)得以發(fā)展。理論上，轉(zhuǎn)換器的物理尺寸和選擇性確定能被感測或觸發(fā)的最小生物活動(dòng)。但是，當(dāng)常規(guī)的化學(xué)傳感器的縮放妨礙傳感器的可靠性時(shí)，通常會(huì)經(jīng)歷相對(duì)低的生物感測分辨率?；瘜W(xué)傳感器的進(jìn)步已經(jīng)關(guān)聯(lián)到化學(xué)和電領(lǐng)域，使得用于多種應(yīng)用的生物激勵(lì)系統(tǒng)得以發(fā)展。但是，即使簡單的生物功能也可以需要大量的跨導(dǎo)元件以用于有效模仿生物功能的相似物的功能。因此在化學(xué)傳感器的發(fā)展中建立了摩爾縮放定律的類似趨勢。生物功能主要是通過離子擴(kuò)散來表達(dá)，化學(xué)突觸是這些電化學(xué)相互作用的最佳示例?；瘜W(xué)突觸本質(zhì)上是自然存在的最小通信通道，經(jīng)由動(dòng)作電位的傳導(dǎo)將神經(jīng)元與ー個(gè)或多個(gè)其他神經(jīng)元連接起來。突觸的強(qiáng)度gsyn(t)取決于其歷史記錄,更明確地是已經(jīng)通過該突觸傳導(dǎo)的神經(jīng)遞質(zhì)的總量，這在數(shù)學(xué)上表達(dá)如下:
權(quán)利要求
1.種傳感器,包括: 記憶設(shè)備，該記憶設(shè)備具有第一電極和第二電極；以及 耦合到所述第一電極的第一化學(xué)傳感層，該第一化學(xué)傳感層被設(shè)置由此在使用中接近所述化學(xué)傳感層的離子提供靜電勢以改變所述記憶設(shè)備的特性。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中，所述第一化學(xué)傳感層電連接到所述第一電極，由此接近所述化學(xué)傳感層的電荷在所述記憶設(shè)備的所述第一電極與所述第二電極之間提供靜電勢。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中，所述第一化學(xué)傳感層靜電耦合到所述第一電極，由此接近所述化學(xué)傳感層的電荷在所述記憶設(shè)備的所述第一電極與所述第二電極之間提供靜電勢。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中，所述記憶設(shè)備是憶阻器、憶容器或憶感器中的一者。
5.據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，該傳感器還包括用于確定所述記憶設(shè)備的特性的第一電路。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器，其中，所述第一電路包括用于向所述記憶設(shè)備提供信號(hào)的裝置，該信號(hào)基本上不改變所述記憶設(shè)備的特性；以及用于根據(jù)所述信號(hào)的特性確定所述記憶設(shè)備的特性的裝置。
7.據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，該傳感器還包括用于設(shè)定所述記憶設(shè)備的特性的第二電路。
8.據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中，所述記憶設(shè)備的高度被測量為所述第一電極與所述第二電極或第二電極之間的距離，該高度小于大約IOO納米，優(yōu)選小于大約 50nm。
9.據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器，其中，所述化學(xué)傳感層被設(shè)置用于檢測以下離子中的ー種或多種:H+、K+、Na+或神經(jīng)遞質(zhì)。
10.種根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器的陣列，其中該傳感器的陣列被集成在基底上。
11.種用于檢測分析物的方法，該方法包括步驟: 提供如權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器； 提供接近所述化學(xué)傳感層的待檢測樣本； 觀測記憶元件的狀態(tài)；以及 通過將觀測到的所述記憶設(shè)備的狀態(tài)與之前狀態(tài)進(jìn)行比較來確定所述樣本的特性。
12.據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述樣本的特性是存在分析物或不存在分析物。
13.據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述樣本的特性是分析物的數(shù)量。
14.據(jù)權(quán)利要求11-13中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述觀測到的狀態(tài)是所述憶阻器或憶阻器的電阻。
15.據(jù)權(quán)利要求11-14中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述檢測所述記憶設(shè)備的特性的步驟包括在所述第一電極和第二電極間提供詢問信號(hào)，該詢問信號(hào)優(yōu)選是高頻詢問信號(hào)。
16.據(jù)權(quán)利要求11-15中任意一項(xiàng)所述的方法，該方法還包括步驟: 在所述記憶設(shè)備的所述第一電極與第二電極間施加電壓差以設(shè)定所述記憶設(shè)備的狀態(tài)。
17.據(jù)權(quán)利要求11-16中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述分析物是從接近所述化學(xué)傳感層的一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)元中釋放的神經(jīng)遞質(zhì)。
18.據(jù)權(quán)利要求11-16中任意一項(xiàng)所述的方法,所述分析物是由于在核苷酸鏈的末端處插入一個(gè)或多個(gè)核苷酸而釋放或消耗的離子。
19.種制造化學(xué)傳感器的方法，該方法包括: 在表面上設(shè)置第二電極； 將ー個(gè)或多個(gè)活性層設(shè)置在所述第二電極上； 將第一電極設(shè)置在所述ー個(gè)或多個(gè)活性層上；以及 將化學(xué)敏感層與 所述第一電極耦合。
全文摘要
傳感器包括具有第一電極和耦合到第一電極的第一化學(xué)傳感層的記憶設(shè)備。在存在分析物時(shí)，設(shè)置化學(xué)傳感層以改變憶阻設(shè)備的特性。傳感器可以通過以下方式來檢測分析物提供接近化學(xué)傳感層的待檢測樣本，觀測記憶元件的狀態(tài)以及通過比較觀測到記憶元件的狀態(tài)與之前狀態(tài)來確定樣本的特性。傳感器通過以下方式制造在表面上設(shè)置第二電極，將一個(gè)或多個(gè)活性層設(shè)置在所述第二電極上，將第一電極設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)活性層上，以及將化學(xué)敏感層與第一電極耦合。
文檔編號(hào)G01N27/12GK103097882SQ201180038344
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者T·普羅德羅卡基斯, C·圖馬佐 申請(qǐng)人:瓦高希有限公司